A broadband aperture-coupled U-slotted microstrip patch antenna with a Π-shaped coupling slot fed by stripline is developed by means of discovering the different reactive natures between a concentrated and a distributed excitation to the U-slotted microstrip patch. At first a probe-fed U-slotted patch antenna covered by a thin dielectric superstrate as protective layer is designed and tested at Ku-band. The bandwidth for VSWR ≤ 2:1 is 39.5 % (11.6 - 17.3 GHz) in simulation and 36.6 % (11.6 ~ 16.8 GHz) in experiment. Then keep the structure of the patch with substrate and superstrate, but replace the probe-fed structure by using a Π-shaped coupling slot as the aperture fed by stripline. As a verification it is tested at both S-band and Ku-band. The bandwidth for VSWR ≤ 2:1 is 48.4 % (10.6 ~ 17.4 GHz) and 46.6 %(2.8 - 4.5 GHz) in simulation and 41.3 % (10.5 ~ 16.0 GHz) and 38.8 % (2.7 ~ 4.0 GHz) in experiment. The pattern bandwidth is narrower than impedance bandwidth. Cross-polarization-level is lower than a probe-fed U-slotted patch antenna.
본 논문에서는 광대역 Π 모양 개구면 결합 U슬롯 마이크로스트립 패치 안테나가 U슬롯 마이크로스트립 패치에 대한 집중화된 여기와 분포된 여기 사이에 다른 리액티브 성질을 발견함으로써 개발되었다. 먼저 얇은 유전체 덮게층이 있는 동축선 급전 U슬롯 패치 안테나가 Ku 대역에서 설계되고 시험되었으며, 그것의 정재파비(VSWR) 2:1 이하 임피던스 대역폭은 시뮬레이션 결과 11.6 - 17.3 GHz 대역의 39.5 %, 실험결과 11.6 - 16.8 GHz 대역의 36.6 %이다. 다음에 광대역 (모양 개구면 결합 U슬롯 마이크로스트립 패치 안테나가 동축선 급전 U 슬롯 패치 안테나의 패치 크기와 구조를 동일하게 유지하고 동축선 급전을 스트립선로에 의해 급전되는 개구면을 Π 모양 결합 슬롯을 사용하는 급전 방식으로 바꾸어 S 대역과 Ku 대역에서 설계되고 시험되었다. 그것의 정재파비(VSWR) 2:1 이하 임피던스 대역폭은 시뮬레이션 결과 S 대역에서 2.8 - 4.5 GHz 대역의 46.6 %이고 Ku 대역에서 10.6 - 17.4 GHz 대역의 48.4 %이고, 실험결과 S 대역에서 2.7 - 4.0 GHz 대역의 38.8 %이고 Ku 대역에서 10.5 - 16.0 GHz 대역의 41.3 % 이다. 패턴 대역폭은 임피던스 대역폭 보다 좁고 교차 편파 레벨은 동축선 급전 U슬롯 패치 안테나 보다 낮다.
