DOI QR코드

DOI QR Code

Z자형 패치를 갖는 광대역 평판형 모노폴 안테나 설계 및 SAR 해석

The Design and SAR Analysis of the Broadband Printed Monopole Antenna with Z-patch

  • 이호민 (충북대학교 바이오전자과) ;
  • 이승우 (충북대학교 바이오전자과) ;
  • 김남 (충북대학교 정보통신공학과)
  • Lee, Ho-Min (Division of Bioelectronics, Chungbuk National University) ;
  • Lee, Seung-Woo (Division of Bioelectronics, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Nam (Division of Information and Communication Engineering, Chungbuk National University)
  • 발행 : 2007.12.31

초록

본 논문에서는 PCS/IMT-2000/WLAN 단말기용 광대역 평판형 모노폴 안테나를 설계하였다. 다양한 설계 파라미터들을 이용하여 주파수 특성을 최적화하였으며, 일반적인 평판형 모노폴 구조의 협대역 특성을 개선하기 위해 두 개의 Z자형 패치를 사용하여 광대역 특성을 얻었다. 제작된 안테나는 -10 dB 이하에서 $1.590{\sim}2.614$ GHz(48.43 %)로 PCS/IMT-2000/WLAN 대역을 모두 만족하는 광대역 특성을 얻었다. 전자파 흡수율을 알아보기 위해 실제로 폴더형 구조를 가지는 휴대폰에 제안된 안테나를 탑재하여 1 g 및 10 g 평균 첨두 SAR를 측정한 값과 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 측정된 SAR 값은 1.8 GHz에서 1 g 최대 평균치 0.744 W/kg, 10 g 최대 평균치 0.368 W/kg으로 1 g 및 10 g 평균 SAR 제한치인 1.6 W/kg, 2 W/kg보다 낮은 값임을 확인할 수 있었다.

This paper proposed a novel broadband printed monopole antenna for PCS/IMT-2000/WLAN terminals. Frequency characteristics are optimized with various design parameters. Two Z-shaped patchs were utilized in order to improve the characteristics of a printed monopole antenna which usually has a narrow bandwidth. The bandwidth of the realized antenna is $1.590{\sim}2.614$ GHz(48.43 %) below the return loss of -10 dB which contain the required bandwidth of PCS/IMT-2000/WLAN band. The simulated and measured values of 1 g and 10 g averaged peak SAR on human head caused by the proposed antenna on folder-type phone were analyzed and discussed. As a result, the measured 1 g peak SAR value is 0.794 W/kg and 10 g peak SAR value is 0.368 W/kg at 1.8 GHz. The results are smaller than the reference SAR limit values that are respectively 1.6 W/kg and 2 W/kg on 1 g and 10 g averaged SAR values.

키워드

참고문헌

  1. 장병찬, 김채영, '반사 손실 합성법을 이용한 GSM900/DCS1800/PCS1900 내장형 안테나 설계', 한국전자파학회논문지, 18(5), pp. 503-510, 2007년 5월 https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2007.18.5.503
  2. Yen-Liang Kuo, Kin_Lu Wong, 'Printed double-T monopole antenna for 2.4/5.2 GHz dual-band WLAN operations', IEEE Trans. Antennas Propagation, vol. 51, no. 9, Sep. 2003
  3. 이동현, 김후, 박위상, 'WLAN 표준 규격의 전 주파수 대역(2.4/5.2/5.8 GHz)에서 동작하는 평면형 모노폴 안테나', 2004년 전자파기술 하계학술대회논문집, pp. 5-8, 2004년
  4. 황호순, 이동철, 임정섭, 장재삼, 이문수, '정삼각 마이크로 스트립 원형편파 안테나 설계', 전자공학회논문지, 43(8), pp. 984-990, 2006년 8월
  5. J. Liang, C. C. Chiau, X. Chen, and C. G. Parini, 'Printed circular disc monopole antenna for ultra wideband applications', Electronics Letters, vol. 40, no. 20, Sep. 2004
  6. M. -C. Huynh, W. Stutzman, 'Ground plane effects on planar inverted-F antenna(PIFA) performance', IEEE Proc.-Microw. Antenna Propagation, vol. 150, no. 4, Aug. 2003
  7. 이동현, 박위상, '표면 전류 분포를 이용한 T자형 UWB 평면형 모노폴 안테나 해석', 한국전자파학회논문지, 16(9), pp. 883-892, 2005년 9월
  8. IEEE standard for recommended practice for determining the peak spatial-average specific absorption rate(SAR) in the human body due to wireless communications devices, 1528-200X, Apr. 2002
  9. 홍수원, 김기회, 오학태, '한국인 인체두부모델을 이용한 SAR 계산', 제3회 전자장의 생체 영향에 관한 워크숍 발표집, 충남대학교 산학연교육연구관, pp. 86-98, 1999년 7월
  10. 신찬수, 신호섭, 김남, 최재익, 박주덕, '내장형 모노폴 안테나 설계 및 SAR 분석', 한국전자파학회논문지, 15(12), pp. 1190-1198, 2004년 12월
  11. 정보통신부고시 제2000-91호, '전자파인체보호기준', 2000년
  12. 전파연구소고시 제2005-114호, '전자파흡수율 측정 기준', 2005년
  13. 최동근, 신호섭, 김남, 김용기, '다중대역을 가지는 SAR 저감용 광대역 PIFA 설계', 한국전자파학회논문지, 16(1), pp. 66-77, 2005년 1월

피인용 문헌

  1. Design and SAR Analysis of Broadband Monopole Antenna Using Loop and T-Shaped Patches vol.24, pp.1, 2013, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2013.24.1.1
  2. The Design and Fabrication of the Triple-Band Planar Monopole Antenna for Coupled U Patch Line and Rectangular Patch vol.22, pp.8, 2011, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2011.22.8.745
  3. Coupled-Fed Planar Monopole Antenna for LTE/WWAN Mobile Handset Applications vol.24, pp.5, 2013, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2013.24.5.475