해상에서 사용하고 있는 통신용 안테나는 눈에 띄게 계속 개발되고 있다. 하지만 해상통신용 안테나의 발전속도는 사용자의 요구와 비교했을 때 많이 부족한 것을 느끼고 있다. 그래서 해상에서 도움이 되는 안테나를 개발하고자 하였고 안테나의 소형화, 이득 및 방사패턴을 개선한 고속 통신망 시스템을 효과적으로 사용하기 위해 3 [GHz], 5.72 [GHz] 대역에서 동작하는 UWB/Bluetooth용 안테나를 설계하였다. 대역폭의 개선을 위해 마이크로스트립 패치 안테나를 선택하였고 3D 설계가 가능한 CST Microwave Studio 2014 프로그램을 이용하였다. 프로그램을 통해 각 단계마다 이론적인 근거에 의한 수식을 이용하여 슬롯의 폭, 길이, 전송선로의 폭 등을 계산하여 결과값을 확인하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제작 기준에 적합한 지 확인하는 과정을 거쳤다. 해상에서 근거리 통신을 위한 고속 무선 통신용인 UWB와 해당 기술을 쉽고 편하게 접할 수 있고 각각의 기기와 연결을 통해 근거리의 정보교환을 강조한 Bluetooth를 추가하여 사용자들에게 많이 활용될 수 있을 것이다.

본 논문에서는 UWB(ultra wideband) 무선통신 응용을 위해 3GHz의 광대역 무지향성 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 구현하였다. 7.2~10.2GHz의 광대역의 밴드를 만족시키기 위해 다중공진 안테나가 설계되었고, 각 공진주파수는 600MHz의 간격을 가지고 7.5, 8.1, 8.7, 9.3, 그리고 9.9GHz의 5개 중심주파수로 분리하였고 광대역 특성을 위해, 각 중심주파수에서 U-slot 안테나가 각각 설계되었다. 설계된 5개의 U-slot 안테나는 3GHz의 대역폭의 다중공진을 위해 병렬로 연결되었고, 임피던스 정합 과정은 7.5GHz 패치안테나와 8.1GHz 패치안테나의 중심주파수인 7.8GHz를 적용하여 전송 선로를 구한 후 같은 방법으로 전송 선로 임피던스 정합을 하여 광대역 매칭 회로가 되도록 설계하였다. 안테나 제작에 이용된 PCB 기판의 비유전율, 기판높이, 손실은 각각 εr= 4.8, h=0.6 그리고 손살탄젠트는 0.0009였다. 제작된 안테나의 방사패턴과 이득은 5개의 중심주파수에서 1.46~4.08dBi의 이득을 나타내었다.

In this paper, we simulated a radiation pattern directivity of microstrip patch antenna for 9[GHz] using the computer. It is analyzed and compared the directivity of field characteristics at two different aspects. One is that of 1-dimension and 2-dimension array, the other is that of a linear and planar array antenna. We tried the constants for the simulation of teflon substrate, dielectric constant εr=2.50, ground plane conductor thickness t=0.03556, substrate height h=0.72188, dielectric loss degree tanδ=0.00085, characteristics impedence of line Zo=50(Ω). The major advantage of microstrip patch antenna is that the arrangement of antenna is associated with the directivity and effectiveness. We have been studied the difference of the radiation pattern of antenna with wave variety through computer simulation.