UHF Cavity-backed Spiral Antenna for Partial Discharge Diagnosis

본 논문에서는 부분방전 진단용 UHF 광대역 cavity-backed 스파이럴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 Archimedean 스파이럴 암 (arm) 패턴, 캐비티 (cavity), 그리고 급전용 tapered 발룬 (balun)으로 구성되어 있다. 제안된 스파이럴 안테나의 동작 대역은 0.3-1.5 GHz 이고, 두 개의 스파이럴 암은 마이크로스트립 tapered 발룬 구조를 통하여 급전된다. 후면에는 이득을 향상시키기 위하여 캐비티를 부착하였다. CST사의 Microwave Studio를 이용하여 제안된 안테나의 설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 설계된 안테나의 제작 및 측정을 통하여 성능을 검증하였다. 제작된 안테나는 측정된 모든 주파수에서 +z축 방향으로 지향성이 나타났고, 최대이득은 9.92 dBi 이다. In this paper, a UHF cavity-backed spiral antenna for partial discharge diagnosis is proposed. The proposed antenna consists of two-arm Archimedean spiral, a cavity, and a balun for feeding. The spiral antenna is designed for 0.3-1.5 GHz operating frequency. Two spiral arms of the proposed antenna are fed by a microstrip tapered-balun. In order to enhance the gain, the cavity is located in the back side of the spiral pattern. The proposed antenna is designed and simulated using CST Microwave Studio. The designed antenna is also fabricated and tested to validate performance. The measured radiation patterns are directional to the +z-axis and measured peak gain is 9.92 dBi.