Aperture-coupled microstrip patch antennas (ACMPA) generally have no feed radiation that interferes with the main beam because the part of the radiation and the feed are separated by a ground plane. Also, it relatively has wider bandwidth than other microstrip patch antennas. In addition, for the improved coupling the H-shape slot is used instead of a rectangular shape slot.
In this paper, an analysis and equivalent circuit model for an H-shape cross slotted ACMPA are presented. The study in the paper helps us to understand better the antenna property and also provides an easy way to design the antenna. The ACMPA consists of three conductor layers such as patch, ground plane, and feed line. The coupling exists in two places. One between the patch and a slot in the ground and the other between the slot and the feed line are represented by the ideal transformers. To calculate the turn ratio of the ideal transformer effectively the reciprocity theorem and the spectral-domain immittance approach are used. Moreover, vertical slots of 'H' slot are considered as the reactive loads. The H-shape cross-slotted ACMPA operating at 3GHz and 5GHz simultaneously is fabricated. The good agreement between theoretical and measured results is shown.
개구면 결합 급전 마이크로스트립 패치 안테나는 일반적으로 피드 부분과 방사 부분이 그라운드에 의해서 분리되어 있기 때문에 메인 빔에 영향을 줄 수 있는 피드부분의 방사가 줄어든다. 또한 개구면 결합 급전 마이크로스트립 패치 안테나는 다른 패치 안테나에 비해 대역폭이 넓고 커플링을 향상시키기 위해 직사각형 슬롯 대신 H 모양의 슬롯을 사용한다.
이 논문에서는 교차된 H 모양의 슬롯을 가지는 개구면 결합 급전 마이크로스트립 패치 안테나를 해석하고 등가회로 모델링한다. 이 모델링은 안테나의 주파수 특성을 이해하는데 도움을 줄 뿐만 아니라 안테나 설계 시에도 편의를 제공한다. 개구면 결합 급전 마이크로스트립 패치 안테나는 패치, 그라운드, 피드라인으로 세 개의 도체 층으로 나누어져 있으며 두 개의 커플링이 존재한다. 패치와 슬롯, 슬롯과 피드라인 두 부분에서 커플링이 나타나며 이 커플링은 이상 변압기로 모델링할 수 있다. 이상 변압기의 신뢰성 있는 turn ratio를 구하기 위해서 가역 정리 및 spectral-domain immittance approach를 이용하였다. 또한 H 슬롯의 양 끝에 있는 수직 슬롯은 reactive load로 간주하였다. 3GHz와 5GHz에서 동작하는 교차된 H 모양의 슬롯을 가지는 개구면 결합 급전 마이크로스트립 패치 안테나를 제작 및 측정하였으며 등가회로로 얻은 결과와 측정된 결과가 잘 맞는 것을 보였다.
