GPS용 Patch 안테나 제작 및 MgTiO₃-CaTiO₃계 세라믹 유전체 고주파 유전특성

The Microwave Dielectric Properties of MgTiO-CaTiO₃ Ceramics Dielectrics and Fabrication of GPS Antenna

GPS 안테나 제작을 위하여 MgTiO₃-CaTiO₃계 세라믹 유전체의 고주파 유전 특성을 연구하였다. (1-X) MgTiO₃-X CaTiO₃계 세라믹에서 X=7mol%이고 소성 온도 1400℃일 때 유전율 20.6, 품질계수 52,500, 공진주파수 온도계수 -1.5[ppm/℃]의 유전 특성을 얻었다. X=0.7 mol% 조성에 P₂O₅를 0.6wt% 첨가한 결과 소성온도 1250℃에서 유전율 21, 품질계수 58,000, 공진주파수 온도 계수 2.6 [ppm/℃]의 고주파 유전 특성을 얻었다. 상기 조성을 이용하여 세라믹 두께 6[mm], 정사각형의 패치 길이 20.5[mm]인 GPS 안테나를 설계 제작하였다. GPS 안테나 제작 결과 중심주파수 1579(MHz), 반사손실-11(dB), 대역폭 22 [MHz]로 설계 결과와 유사함을 볼 수 있었다.

Microwave dielectric properties of the MgTiO₃-CaTiO₃ ceramics were investigated for GPS antenna fabrication. (1-X) MgTiO₃-X CaTiO₃ ceramics with X=7 mol% sintered at 1400℃ exhibited can be dielectric constant of 20.6, the quality factor of 52,500 and the temperature coefficient of resonant frequency of -1.5 [ppm/℃]. The results of 0.93MgTiO₃-0.070CaTiO₃ ceramics with P₂O₅/ 0.6 wt% sintered at 1250℃ exhibited can be dielectric constant of 21, the quality factor of 58,000 and the temperature coefficient of resonant frequency of 2.6 [ppm/℃]. The size, insertion loss, center frequency and band width of GPS antenna were 20.5×20.5×6[mm],-10(dB) and 1575.42(MHz) respectively. The insertion loss, center frequency and band width of the fabricated GPS antenna were -11 (dB), 1579(MHz) and 22(MHz) respectively. The center frequency was higher than design result, but other characteristics of GPS antenna were similar to the results of design result.