After historical launch of the satellite, Mukungwha, in 1995, a television Broadcasting service via a DBB is already popularized in Korea because DBS broadcasting has the advantages of high quality, simultaneity, wide coverage and so on.
For the effective reception of DBS broadcasting signal, the antenna with high performance such as high gain and good polarization purity is required. Such technical specifications can be met by conventional reflector antennas. However, reflector antennas are rather bulky to handle and heavy. For that reasons, in recent years, the interest for microstrip antennas which are small size, low weight and easy to fabricate has been increased, and several microstrip antennas for satellite-TV reception have been developed vigorously.
Korean DBSs situated at 116 degrees of east longitude use LHCP, Ku-band, from 11.75GHz to 12GHz. And they radiate the signal on the power 59.4dBW. In order to receive the signal by the microstrip antennas, minimum antenna gain has 19dBi. Also high polarization purity and considerable SLL are required. In this thesis, according to these requirements, and by using the foam for the purpose of low cost, two types of stripline fed slot arrays are designed and fabricated. And, by the measurement of the antennas, the antenna performances are confirmed. One type of the arrays is stripline fed slot array with rectangular slot array with upper ground plane, and the other is strip-line fed stacked slot array with parasitic patch and other segments to improve axial-ratio performance. The stripline fed structure has the major advantage of low radiation loss in the feed network. So the structure is very attractive to the planner arrays in this thesis using styrene foam with very low dielectric constant(nearly $\epsilon$, ≒1).
One of the two arrays, stripline fed slot array has the impedance Bandwidth 13.8%, 3dB axial-ratio bandwidth 4.2%, and maximum gain 25.6dBi at 11.8GHz. And the other one, stripline fed stacked slot array has the performances of the impedance bandwidth 9.66% and maximum gain 25.3dBi at 11.8GHz. And 6dB axial-ratio bandwidth has 9.5%. At dual resonance frequencies, 11./4GHz and 11.8GHz, 3dB acial-ratio bandwidth is 2.8% and 1.4% with each other.
1995년 역사적인 무궁화위성의 발사 이후, 한국에서의 EBS를 이용한 TV방송은 이미 보편화되었다. 이러한 까닭은 DBS방송이 지상파 TV방송을 능가하는 고품질과 동시성, 넓은 서비스시청지역 등의 장점을 지녔기 때문이다.
이러한 DBS위성방송을 효과적으로 수신하기 위해서는, 높은이득과 편파특성을 갖는 고성능안테나가 필요하며, 그러한 기술적인 요구사항은 기존의 파라볼릭안테나로 충족되어 왔으나, 부피가 커서 다루기가 힘들고, 무겁다는 단점을 가지고 있다 .이러한 이유에서, 최근에는, 작고 가벼우며, 제작이 간단한 마이크로스트립 평판형안테나에 대한 관심이 점차 증가되었으며, 기존의 파라볼릭안테나를 마이크로스트립안테나로 대치시키기 위하여, 다양한 종류의 마이크로스트립 평판형안테나가 활발하게 개발되어왔다.
동경 116도에 위치한 한국의 방송위성은 좌원편파와 11.75GHz 부터 12GHz까지의 Ku-band를 사용하며, 59.4dBW의 세기로 신호를 방사한다. 이러한 신호를 마이크로스트립 평판형안테나로 수신하기 위해서는, 최소 19dBi이상의 이득과 높은 편파특성 및 일정수준의 SLL이 요구된다. 본 논문에서는, 상술한, DBS안테나의 성능을 만족하며, 제작비용의 최소화를 위하여, 저 가격의 스티로폼을 이용한 스트립라인급전방식의 우성방송수신용 평판형배열안테나를 설계 및 제작하였으며, 측정에 의하여 해당안테나의 성능을 확인하였다. 두 가지 안테나 중, 한가지는, 상단의 그라운드 열에 사각의 개구면을 갖는 스트립라인급전방식의 개구방사형 안테나이며, 다른 한 가지는, 상단의 그라운드 열에 기생방사소자와 보조부를 이용하여 축비성능을 개선시킨, 적층구조를 갖는 스트립라인급전방식의 개구방사형 안테나이다. 스트립라인급전구조는 안테나의 급전선에서 발생하는 방사손실을 막아주는 주요한 장점을 지니고 있으며, 본 논문에서와 같은, 낮은 유전율($\varepsilon_r$, ≒1)을 갖는 스티로폼을 안테나의 기판으로 대용하는 경우에 매우 효과적인 구조가 된다.
두 가지 안테나 중, 스트립라인급전방식의 개구방사형 안테나는 13.8%의 -10dB 임피던스대역폭과 4.2%의 3dB 축비대역폭을 갖으며, 11.8GHz에서 최대 25.6dBi의 이득을 갖는다. 이에 비해서, 스트립라인급전방식의 적층구조를 갖는 개구방사형 안테나는 9.66%의 -10dB 임피던스대역폭과 11.8GHz에서 25.3dBi의 최대이득을 가지며, 9.66%의 6dB 축비대역폭과 두개의 공진주파수, 11.4GHz와 11.8GHz에서 각각 2.8%와 1.4%의 3dB 축비대역폭을 보인다.
