Slot-loading에 의한 UHF 대역 평면 안테나의 소형화 설계

Miniaturization of UHF Planar Antenna Employing Slot-loading

평면 안테나는 막대형 모노폴 안테나에 비하여 돌출부위가 없으므로 옥외 계측자동화 시설의 데이터 전송에 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 UHF 대역에서는 크기로 인하여 평면 안테나의 사용이 상당히 제한되고 있다. 본 논문에서는 400MHz UHF 대역의 ISM 밴드를 사용하는 AMR(Automatic Meter Reading) 시스템에 적용할 수 있는 평면 안테나의 소형화 설계를 연구하였다. 평면 안테나는 FR-4 기판의 마이크로스트립 패치 구조이며, 소형화는 패치에 슬롯을 장하하여 설계되었다. 먼저 직사각형 슬롯을 사용하여 슬롯이 안테나 소형화에 미치는 영향을 파악한 후 보다 복잡한 형태의 슬롯을 적용하여 UHF 대역에서 37.9% 크기가 감소된 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 야외 설치를 위한 안테나 보호용으로 표면에 에폭시 코팅 처리가 이루어졌으며, 공진 주파수 변화에 대한 에폭시 코팅의 영향도 분석되었다.

Planar antennas are very efficient for the use of the out-door data transmission applications due to their low-profile characteristics. But the size of the antenna in UHF band blocks the practical usage. In this paper, a miniaturized planar antenna is investigated for the application of AMR system in UHF band. The designed antenna is fabricated in the form of the microstrip patch on the FR-4 substrate. The miniaturization is achieved by slot-loading on the patch. First, effects of simple slots on the size reduction are analyzed, followed by the design using more complex slots resulting in the reduction ratio of 37.9% in 425.6 MHz and bandwidth of 3.8 MHz. The effect of epoxy coating for the protection is also investigated.