90도 하이브리드 칩 회로를 이용한 GPS용 패치안테나의 광대역화

Abstract

본 논문에서는 GPS용 마이크로스트립 패치안테나의 대역특성을 넓이기 위하여 90도 하이브리드를 적용한 2포트 급전을 제안한다. 패치는 정사각형 패치이며, 급전은 프로브 급전한다. 90도 하이브리드 칩 소자 회로를 설계하고, 90도 위상차가 나는 출력 포트를 패치안테나에 각각 공급한다. 설계된 패치와 90도 하이브리드 회로를 FR4 기판에 구현하고 이들을 결합한다. 구현된 안테나에 대한 정재파비 측정결과, 2:1 기준으로 29 %BW(1,230~1,700 MHz)을 얻었으며, 축비는 3 dB 기준 15.87 %BW(1,400~1,650 MHz)을 얻었다. 무반사실에서 측정한 안테나의 최대이득은 GPS 중심주파수에서 2.75 dBi를 얻음으로써 실용화에 대한 가능성을 보였다. In this paper, two ports feeding a microstrip patch antenna using a quadrature hybrid circuit was proposed to enhance the bandwidth for the global positioning system(GPS). The square patch was designed, and the probe feeding was applied. The quadrature hybrid chip circuit for two-port feeding was designed, and output ports that have a 90-degree phase difference feed to the patch antenna. The designed patch and quadrature hybrid circuit were implemented on an FR4 board, and were combined. The measurement of the bandwidth within a voltage standing wave ratio(VSWR) of 2: 1 and axial ratio(AR) in 3dB were 29 %BW(1,230~1,700 MHz) and 15.87 %BW(1,400~1,650 MHz), respectively. The peak gain at the GPS center frequency was measured at 2.75 dBi in an anechoic chamber.