A compact ESPAR antenna with automatic impedance matching system that is composed of 1 active-RF element and 6 parasitic elements surrounding driven element is proposed in this paper. This antenna is operated from 902 MHz to 928MHz on RFID ISM band and there are reconfigurable beam patterns that changed not only beam angel but also beam width. Each parasitic element is controlled by SPDT switch to connect open load or short load.
This system improves the radiation efficiency by inserting automatic impedance matching system in order to resolve the mismatch issues. Mismatching issues come from 3 ways largely. The first one is as antenna element gets closer, mutual coupling affects more severely. Secondly, according to the switching mode, the beam pattern is changed and affects mutual coupling to each element. Last, change of external environment; therefore, the proposed system could make the role of antenna.
Any beam patterns form, it is available to radiate and minimize the return loss by using automatic impedance matching system; therefore, it expects that it will be robust fading effect on multi-path environment. The achievable realized gain is from 3.12 dBi to 4.8 dBi.
본 논문에서 자동 임피던스 정합 시스템이 포함된 소형 ESPAR 안테나를 제안하였다. 제안된 ESPAR 안테나는 하나의 RF-feeding element와 6개의 Parasitic element로 구성되어 있으며 902MHz에서 928MHz까지의 RFID ISM 대역에서 작동하게 설계되었다. 또한 각각의 Parasitic element는 SPDT 스위치에 의하여 작동되며 여러 가지 요인에 의하여 발생되는 임피던스 미스매칭 문제를 해결하였다. 미스매칭 문제가 발생하는 이유는 크게 세 가지로 분류할 수 있는데 첫 번째는 안테나를 구성하는 엘리먼트의 간격이 가까워짐에 따라 발생하는 상호 인덕턴스가 강하게 형성되기 때문이다. 두 번째는 Switching mode에 의해 발생하는 서로 다른 Mutual coupling에 의하여 임피던스 매칭이 틀어진다. 마지막으로 외부 환경에 의한 영향으로 틀어지게 된다. 따라서 틀어지는 미스매칭 문제를 해결함에 따라 다양한 빔을 생성, 방사할 수 있었으며 안테나 방사효율이 개선되었다. 이를 통해 다중경로에 의한 페이딩 현상에 유리할 것으로 예상됩니다.
