고출력 테라헤르츠파 발생을 위한 새로운 구조의 Yagi-Uda 안테나

Abstract

본 논문에서는 테라헤르츠 대역에서 동작하는 새로운 구조의 Yagi-Uda 안테나를 설계하였다. 제안한 Yagi-Uda 안테나는 안테나의 driver를 반 파장 다이폴이 아닌 전 파장 다이폴을 사용함으로써 공진주파수에서 <TEX>$2000{\Omega}$</TEX> 정도의 높은 입력 저항을 얻을 수 있었다. 바이어스 선에 Photonic Bandgap 구조를 적용하여 바이어스 선로로의 전류누설을 최소화 하였고, 안테나를 얇은 기판에 설계함으로써 기판의 비유전율로 인한 안테나의 임피던스 저하를 막고 Yagi-Uda 안테나 고유의 단방향 지향적인 복사특성을 나타나게 하였다. 따라서 제안한 Yagi-Uda 안테나는 포토믹서와의 임피던스 부정합 문제를 개선하여 테라헤르츠파의 출력을 증가 시킬 수 있을 것이라 예상한다. In this paper, a new type of Yagi-Uda antenna that operates in the terahertz frequencies is designed. The proposed Yagi-Uda antenna can obtain high input resistance of approximately <TEX>$2000{\Omega}$</TEX> at the resonance frequency by using a full-wavelength dipole instead of a half-wavelength dipole as the driver element. The current leakage into the bias line was minimized by applying the photonic bandgap structure to the bias line. By designing the antenna on a thin substrate, the impedance lowering of an antenna caused by the relative dielectric constant of the substrate was prevented and the end-fire radiation pattern which is the original radiation characteristic of the Yagi-Uda antenna could be obtained. We expect that the proposed Yagi-Uda antenna can achieve increased terahertz output power by improving the impedance mismatching problem with the photomixer.