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

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Design and Implementation of CPW-Fed UWB Monopole Antenna

CPW 급전 방식을 이용한 UWB 모노폴 안테나 설계 및 구현

  • Yu, Ju-Bong (Department of Electronic Engineering, University of Incheon) ;
  • Jeon, Jun-Ho (Department of Electronic Engineering, University of Incheon) ;
  • An, Chan-Kyu (Department of Electronic Engineering, University of Incheon) ;
  • Kim, Woo-Chan (Department of Electronic Engineering, University of Incheon) ;
  • Yang, Woon-Geun (Department of Electronic Engineering, University of Incheon)
  • Published : 2010.02.28
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, a novel CPW(Coplanar Waveguide)-fed UWB(Ultra Wide Band) antenna is designed, implemented, and measured for UWB communications. CPW-fed planar antenna has advantages of wide-bandwidth, low-cost and easy interaction with radio frequency front end circuitry. We have used HFSS(High Frequency Structure Simulator) of Ansoft which is based on the FEM(Finite Element Method) to simulate the proposed antenna. FR-4 substrate of thickness 1.6 mm and relative permitivity 4.4 is used for implementation. The proposed antenna showed VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)${\leq}2$ for the frequency band from 3.1 GHz to 10.6 GHz which is used for ultra wide band communication. Measured peak gains are 2.61, 4.95, 2.89, 7.35 dBi at 3, 6, 8, 11 GHz, respectively.

본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band) 통신 시스템에서 사용할 수 있는 CPW(Coplanar Waveguide) 급전 방식을 이용한 새로운 UWB 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. CPW-fed 평면 슬롯 안테나는 광대역, 저비용과 무선 주파수 프론트 엔드 회로와 함께 간단히 집적화 시킬 수 있는 이점들을 가지고 있다. 제안된 안테나의 전산 모의실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신 시스템에서 사용되는 3.1~10.6 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)${\leq}2$임을 만족하였다. 측정된 최대 이득은 3 GHz에서 2.61 dBi, 6 GHz에서 4.95 dBi, 8 GHz에서 2.89 dBi, 11 GHz에서 7.35 dBi이다.

Keywords

References

  1. 이호상, 장재삼, 정영호, 김철복, 김재훈, 박승배, 이문수, "모노폴 쌍으로 구성된 U자형 평면 UWB 안테나 설계", 전자공학회논문지, 45(9), pp. 60-66, 2008년 9월.
  2. 주창복, "UWB용 사다리꼴 모노폴 마이크로스트립 안테나", 전자공학회논문지, 46(2), pp. 126-133, 2009년 2월.
  3. J. H. Maeng, Y. J. Lee, and W. G. Yang, "Design and implementation of UWB CPW-fed planar monopole antenna", Microwave and Opical Technliogy Letters, vol. 51, no. 3, pp. 650-653, Mar. 2009. https://doi.org/10.1002/mop.24127
  4. 김남, 손귀범, 박상명, "CPW 급전 단일 평면 부채꼴 UWB 안테나 설계 및 제작", 한국전자파학회논문지, 18(3), pp. 305-314, 2007년 3월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2007.18.3.305
  5. 이호상, 장재삼, 정영호, 김철복, 김재훈, 박승배, 이문수, "모노폴 쌍으로 구성된 U자형 평면 UWB 안테나 설계", 전자공학회논문지, 45(9), pp. 764-770, 2008년 9월.
  6. 김태근, 민경식, "대칭 미앤더 급전 선로를 이용한 사다리꼴 평면 UWB 안테나 설계", 한국전자파학회논문지, 20(8), pp. 739-745, 2009년 8월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.8.739
  7. 조성식, 임태균, 박정아, 김갑기, "UWB용 디스크 모노폴 안테나 설계", 한국정보기술학회 하계학술대회논문집, pp. 697-702, 2009년 6월.
  8. 김준일, 이원택, 장진우, 지용, "초광대역(UWB) coplanar waveguide 급전 L자 평면형 모노폴 안테나 설계", 한국전자파학회논문지, 18(1), pp. 82-89, 2007년 1월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2007.18.1.082
  9. D. C. Chang, "UWB antennas and their applications", Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials, 4(6), pp. 14-19, Mar. 2008.
  10. W. C. Liu, "Wideband dual-frequency double inverted-L CPW-fed monopole antenna for WLAN application", IEE Proceedings, Microwaves, Antennas and Propagat., pp. 505-510, Dec. 2005. https://doi.org/10.1049/ip-map:20050011

Cited by

  1. A Design of Inverted-Triangle UWB Monopole Antenna with Band Rejection Slot vol.22, pp.5, 2011, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2011.22.5.516
  2. Design and Implementation of Compact Ultra Wideband Patch Antenna Using L-Feed and Slot-Feed vol.24, pp.5, 2013, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2013.24.5.484
  3. UWB Antenna with Triple Band-Notched Characteristics Using the Spiral Resonator and the CSRR vol.22, pp.11, 2011, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2011.22.11.1078
  4. An UWB Design of Plane Bow-Tie Monopole Antenna vol.25, pp.12, 2014, https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2014.25.12.1212