Abstract
The development of efficient wearable antennas is required to implement short range body-centric wireless communication links for various internet of thing applications. We present simulation and measurement results of conductive-fiber-based wearable antennas which can comfortably fabricated directly on usual clothing materials. The proposed antenna is a form of a rectangular patch antenna designed by weaving conductive fibers on a felt substrate. A full-wave electromagnetic simulation tool is used to investigate the antenna performance such as antenna impedance, resonant frequency, and radiation efficiency. Parametric studies show that the radiation efficiency increases from 67.5% to 70.4% by widening the gap between conductive fibers from 0.25mm to 3mm. This implies a wearable antenna with good radiation efficiency can be designed despite of less portion of conductive fibers on the antenna. The simulation results are also verified by measured results with fabricated antennas.
최근 인체 중심의 근거리, 저전력 무선통신을 이용한 다양한 사물인터넷 어플리케이션이 출현함에 따라 효율적으로 무선에너지를 방사시킬 수 있는 소형 웨어러블 안테나 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 전도성 실로 일상의류에 간편하게 구현할 수 있는 웨어러블 안테나의 특성을 시물레이션 및 측정 결과를 바탕으로 분석하였다. 제안한 안테나는 펠트 천 위에 전도성 실을 직교로 엮은 형태로 구현하였으며 full-wave 전파 시물레이션 툴을 이용한 parametric study를 바탕으로 구조 변화에 따른 안테나 임피던스, 공진 주파수 및 방사 효율 등의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 안테나 방사효율이 전도성 실 사이 간격이 0.25mm에서 3mm로 증가함에 따라 67.5%에서 70.4%로 증가함을 확인하였다. 이를 통해 적은 양의 전도성 실 재질을 이용해도 좋은 방사효율의 안테나를 구현할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다. 실제 제작된 안테나를 통해 구한 측정값도 유사한 경향을 보였다.