The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Macro-Micro Reconfigurable Antenna for Multi Mode & Multi Band(MMMB) Communication Systems

다중 모드 다중 대역(MMMB) 통신 환경을 위한 매크로-마이크로 주파수 재구성 안테나

  • Yeom, In-Su (Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Technology) ;
  • Choi, Jung-Han (Digital Media & Communication R&D Center, Samsung Electronics) ;
  • Jung, Young-Bae (ETRI) ;
  • Kim, Dong-Ho (Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Technology) ;
  • Jung, Chang-Won (Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National University of Technology)
  • 염인수 (서울산업대학교 NID 융합기술대학원) ;
  • 최정환 (삼성전자 DMC 연구소) ;
  • 정영배 (한국전자통신연구원) ;
  • 김동호 (서울산업대학교 NID 융합기술대학원) ;
  • 정창원 (서울산업대학교 NID 융합기술대학원)
  • Published : 2009.10.31
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Abstract

A small microstrip monopole antenna for macro-micro frequency tuning over multiple bands is presented. The meander-shape antenna is fabricated on a conventional printed circuit board(FR-4, $\varepsilon_r=4.4$ and tan $\delta=0.02$). The antenna operates over WiBro(2.3~2.4 GHz) and WLAN a/b(2.4~2.5 GHz/5.15~5.35 GHz) service bands with an essentially constant antenna gain within each service band. Two diodes, a PIN diode and a varactor, are embedded into the antenna for frequency reconfiguration. The PIN diode is used for frequency switching(macro-tuning) between 2 GHz and 5 GHz bands while the varactor is used for frequency tuning(micro-tuning) within the service bands, 2.3~2.5 GHz and 5.15~5.35 GHz. Unwanted resonances between the two frequency bands(2 GHz and 5 GHz) are suppressed by filling up the gaps between the meander lines. The antenna gain is essentially constant and higher than 2 dBi within each service band. The measured performance of the proposed antenna system suggests the macro-micro frequency tuning techniques be useful in reconfigurable wireless communication systems.

본 논문에서는 다중 대역에서 매크로-마이크로 주파수 튜닝이 가능한 소형의 패치 모노폴 안테나를 소개하였다. 제안된 재구성 안테나는 PCB 기판(FR-4: $\varepsilon_r=4.4$ and tan $\delta=0.02$) 위에 미앤더(meander) 형태의 안테나로 설계하였고, Wibro(2.3~2.4 GHz)와 WLAN a/b(2.4~2.5 GHz/5.15~5.35 GHz)대역에서 일정한 이득을 유지하면서 각각의 서비스 대역에서 동작한다. 두 개의 다이오드, 핀 다이오드와 버렉터 다이오드가 주파수 튜닝을 위해 안테나 상에 내장되었으며, 핀 다이오드는 2 GHz와 5 GHz의 대역을 스위칭(매크로 튜닝)하기 위해 사용되었으며, 버렉터 다이오드는 2.3~2.5 GHz와 5.15~5.35 GHz의 서비스 대역 내 미세 주파수 튜닝(마이크로 튜닝)을 위하여 사용되었다. 또한, 두 주파수 대역(2 GHz와 5 GHz) 사이에서의 불요 공진(spurious resonance)은 미앤더(meander) 사이의 갭을 조정하여 제거되었다. 안테나는 각각의 서비스 대역에서 2 dBi 이상의 일정한 이득을 보인다. 제안된 안테나의 측정 결과는 매크로-마이크로 주파수 튜닝 기술이 재구성 가능한 다중 대역 다중 모드(Multi-Mode Multi-Band: MMMB) 무선 통신 시스템에서 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다.

Keywords

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