EBG 표면 위의 단일 방향 복사 등각 안테나의 성능 해석

Abstract

본 연구에서는 원형편파를 양방향으로 복사하는 등각 스파이럴 안테나에 EBG(electromagnetic bandgap) 반사판을 사용하여 단일 방향으로 복사가 발생하게 하였다. EBG 반사판에서 스파이럴 암 까지의 높이가 가장 낮은 동작 주파수의 0.07 파장 높이로 한 경우, 원형편파의 축비가 손상되는 것이 발생하였다. 본 논문에서는, +z 방향에서의 동일 편파인 우선 원형 편파를 발생시키는 <TEX>$E_{\theta},E_{\phi}$</TEX>의 크기와 시간 위상차를 해석하여, 전 주파수 영역에서 축비를 개선하는 조건을 제시하였다. 그 결과, 3 ~ 10[dB] 주파수 범위에서 축비는 3[dB] 이하이고, 이득은 자유공간에서의 양방향 복사와 비교해서 약 3[dB] 정도 개선되었고, <TEX>$S_{11}$</TEX>은 전 주파수 영역에서 -10[dB]이하를 얻었다. In this study, we used EBG(electromagnetic band gap) reflector to change bi-directional radiation of circular polarization into uni-directional radiation of equiangular spiral antenna. When the height of spiral arm from EBG reflector is 0.07 wavelength of the lowest operating frequency, the axial ratio of the circular polarization was deteriorated. In this paper, we analyzed the magnitude and the time phase difference of <TEX>$E_{\theta},E_{\phi}$</TEX> that generates right hand circle polarization that is co-polarization at +z direction and proposed the improving condition for axial ratio at all related frequency range. As a result, we obtained that the axial ratio was below 3[dB] at range of 3 ~ 10[dB], the gain was improved about 3[dB] with comparison to bi-directional radiation at free space, and <TEX>$S_{11}$</TEX> was below -10[dB] at all related frequency range.