패치 안테나

패치 안테나 (Microstrip Antenna)

- 패치 안테나 용으로는 유전율이 낮고 두께가 높은 기판이 유리하다.

- 장점 : 작다, 가볍다, 싸다, 배열이 쉽다, 집적이 쉽다, polarization 조절이 쉽다.

- 단점 : BW를 넓히기가 어렵다. Coupling 을 많이 유도한다. 저전력이다. 고주파 어레이에서 특성을 조절하기가 어려워진다.

Feeding structure

기타 : Slot line이나 Coplanar waveguide로 EM coupling을 시키기도 한다.

Dual polarization

서로 다른 방향의 Polarization 특성을 따로 입력하여 두개의 신호를 동시에 송수신. 효율은 높지만 Cross-Pol.과 Co-pol의 특성을 잘 맞추어야 한다.

Circular polarization

Feed 구조를 이중으로 하거나 45도 기울이면 원편파를 생성시킨다. 원편파를 이용하면 투과특성이 우수하고 다중반사 간섭이 적어지므로 방송통신용으로 많이 사용된다. 또한 편파손실이 적고 편파위치를 바꾸어가며 여러 신호를 다중으로 보낼 수 있다. 설계시에는 축비(Axial ratio: 편파가 한바퀴 회전할 때 축방향으로 진행하는 거리비)를 잘 고려해야 한다.

Rectangular Patch

장점 : 공정이 쉬워서 가격이 싸다.

단점 : feed와 antenna간의 isolation이 잘 안되고 임피던스 정합이 까다롭다.

설계 공식

입력 임피던스

- 계산이 까다로와서 보통 컴퓨터 프로그램을 이용한다. 통상적으로 200~250옴 사이의 입력 임피던스가 나오므로 그에 맞게 입력부에서 정합해야 한다. 식에 있는 + 기호는 입력신호가 odd(+) 모드이냐 even(-) 모드이냐로 판단하는데, 통상 odd 모드(비대칭공진) 로 입력하므로 +로 계산하면 된다.