Miniaturized Fractal Patch Antenna on Various Substrate

Abstract

일반적으로 패치 안테나는 소형화를 위하여 다양한 방식으로 변형되어 왔으며, 본 논문에서는 패치 안테나의 소형화를 위하여 프랙탈 기하학 구조를 응용하였다 프랙탈 형태의 Sierpinski carpet을 직사각형의 패치 안테나에 삽입하여 3차 형태까지 반복하여 설계하였다. 제안한 안테나는 FR4 (?_r=4.7; δ=0.019), FR4 (?_r=4.4; δ=0.02), Telfrom ( ?_r2.2; δ=0.0009)기판을 사용하여 설계하였으며, 2.45㎓ 대역에서 임피던스 정합, 안테나 이득, 반사손실을 만족하였다. 서로 다른 기판에 설계한 안테나에 대하여 크기 축소율, 대역폭, 안테나 이득을 비교·분석 하였다. 세 개의 기판에 Sierpinski carpet 구조를 3차 형태까지 반복하여 설계한 후 시뮬레이션 한 결과, 임피던스 정합, 안테나 이득, 반사손실에 큰 변화가 없는 가운데 크기가 축소되었다. 유전율이 낮을 때 안테나 이득이 가장 높았으며, 대역폭과 크기의 관계를 충분히 고려해야 할 것이다.