Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Compact Broad-band Antenna Using Archimediean Spiral Slot

알키메디안 스파이럴 슬롯을 이용한 소형화된 광대역 안테나

  • Kim, June-Hyong (Dept. of Electronic Engineering, Kyonggi University) ;
  • Cho, Tae-June (Dept. of Electronic Engineering, Kyonggi University) ;
  • Lee, Hong-Min (Dept. of Electronic Engineering, Kyonggi University)
  • 김준형 (경기대학교 전자공학과) ;
  • 조태준 (경기대학교 전자공학과) ;
  • 이홍민 (경기대학교 전자공학과)
  • Published : 2010.03.25
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Abstract

In this paper, compact broad-band antenna using circular spiral slot and CPW (coplanar waveguide) feed is proposed. The proposed antenna is designed on the same plane of the substrate by using CPW fed structure, archimediean spiral slot structure. So it was achieved both the size of compact antenna and the broad band. A archimediean spiral slot structure is introduced for resonance of medium band operation. The distances of a CPW feeder line and a ground plane are modified for impedance matching and lower/higher band operation. The proposed antenna has a compact size ($8mm\;{\times}\;13mm$) and it is etched on the FR-4 (relative dielectric constant 4.4, thickness 0.8mm) dielectric substrate. The simulated impedance bandwidth (VSWR $\leq$ 2) and maximum gain of the proposed antenna are 5.98GHz (4.1GHz ~ 10.08GHz) and 3.97dBi, respectively. The measured impedance bandwidth (VSWR $\leq$ 2) and maximum gain of the proposed antenna are 6.02GHz (4.48GHz ~ 10.5GHz) and 2.68dBi, respectively. The simulation and measured result shows good impedance matching and radiation pattern over the interesting frequency bands. It can be applied to antenna of broad-band wireless communication system.

본 논문에서는 알키메디안 스파이럴 슬롯을 이용한 소형화된 광대역 안테나가 제안되었다. 제안된 안테나는 광대역 특성을 갖는 CPW 급전 구조, 스파이럴 구조와 슬롯 구조를 이용하여 소형화된 안테나의 크기와 매우 넓은 대역폭을 갖는다. 알키메디안 슬롯의 폭과 간격, CPW 급전 구조에서의 급전선로와 접지면 사이의 폭은 좋은 임피던스 정합의 특성과 넓은 대역폭을 갖도록 하기 위해 최적화 하였다. 제안된 안테나의 크기는 $8mm\;{\times}\;13mm$이며 FR-4 (비유전율 : 4.4, 기판두께 : 0.8mm) 기판 위에 설계되어졌다. 모의 실험한 결과 제안된 안테나의 임피던스 대역폭 (VSWR $\leq$ 2)은 5.98GHz (4.1GHz ~ 10.08 GHz)이고 1.57 dBi ~ 3.97 dBi의 균일한 이득을 갖으며 이득은 8.7 GHz에서 3.97 dBi를 갖는다. 측정 결과 제작된 안테나의 임피던스 대역폭 (VSWR $\leq$ 2)은 6.02GHz (4.48 GHz ~ 10.5 GHz)이고 최 대 이득은 9.4GHz에서 2.68 dBi틀 갖는다. 제안된 광대역 안테나는 넓은 주파수 범위에서 임피던스 정합과 방사패턴올 유지하는 특성을 나타내므로 넓은 대역이 요구되는 무선 통신 시스템에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

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