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

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Studies on Miniaturization and Notched Wi-Fi Bandwidth for UWB Antenna Using a Wide Radiating Slot

넓은 방사 슬롯을 이용한 초광대역 안테나의 소형화와 Wi-Fi 대역의 노치에 관한 연구

  • Beom, Kyeong-Hwa (Department of Electronic Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Kim, Ki-Chan (Department of Electronic Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Jo, Se-Young (Department of Electronic Engineering, Chonbuk National University) ;
  • Ko, Young-Ho (Department of Electronic Engineering, Chonbuk National University)
  • Published : 2011.02.28
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Abstract

In this paper, it is studied on wide radiating slot antenna's miniaturization for ultra wide-band(UWB) technologies and notch structure to prevent interference between UWB systems and existing wireless systems for using Wi-Fi service of IEEE standards 802.11 a/n. Proposed antenna that wide slot is decreased from $\lambda/2$ to $\lambda/4$ length of resonant frequency has decreased by 72 % compared with conventional antenna. And optimized T-shaped CPW-fed stub has satisfied UWB bandwidth for 3.0~11.8 GHz. Then, creating 2-order Hilbert curve slot line in the stub's patch area, 4.9~5.6 GHz that centered frequency is 5 GHz is eliminated. Finally, the designed antenna constructed on FR4-epoxy has $20{\times}15\;mm^2$ dimension. The measured results that are obtained return loss under -10 dB through 3.2~11.8 GHz without Wi-Fi bandwidth, a linear phase characteristic, a stable group delay, and omnidirectional radiation patterns are presented.

본 논문에서는 초광대역(UWB)에서 사용 가능한 넓은 방사 슬롯 안테나의 소형화와 동시에 UWB 시스템과 IEEE 802.11 a/n 표준의 Wi-Fi 서비스를 사용하는 무선 랜 시스템 간의 간섭을 막기 위한 노치 구조에 대하여 연구하였다. 제안된 안테나는 기존 안테나의 넓은 슬롯을 공진 주파수의 $\lambda/2$ 길이에서 $\lambda/4$로 축소 설계하여 전체 크기를 약 72 % 감소시켰다. 그리고 T-모양의 CPW 급전 스터브를 최적화하여 3.0~11.8 GHz의 초광대역을 만족시켰다. 이 스터브 내부에 노치 구조인 2차 Hilbert curve 슬롯 라인을 만들어 5 GHz를 중심으로 4.9~5.6 GHz를 제거하였다. 최종적으로 FR4-epoxy 기판에 제작한 안테나는 $20{\times}15\;mm^2$이다. 반사 손실을 측정한 결과, Wi-Fi 대역이 제거된 3.2~11.8 GHz에서 -10 dB 이하를 만족하였으며, 선형적인 위상 특성과 안정된 군지연 특성, 그리고 무지향성의 방사 패턴을 잘 만족하였다.

Keywords

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