A Compact Two-Wire Helical Antenna with an Open Stub for a T-DMB Antenna of Mobile Devices

We have presented a compact two-wire helical antenna adopted an open stub in opposite to a feeding point, which is for a T-DMB antenna of mobile devices. By adjusting the length of the open stub or pasting a dielectric material on the open stub, the input impedance around 200 MHz, bands of the T-DMB, can be easily control, even though the total height of the antenna is less than 8 cm(0.053 $\lambda$ at 200 MHz). The operating mechanism of the antenna is explained by using equivalent circuits of two modes, an unbalanced mode and a balanced mode. Based on the analysis of the equivalent circuits, the effects of using the open stub are validated. Several proposed antennas have been fabricated and measured. One of the fabricated antennas has -10 dB impedance bandwidth of $196{\sim}204$ MHz(8 MHz) whose value covers one channel of the T-DMB(6 MHz). The measured $S_{21}$ of the antenna is -38.6 dB which is about 17 dB higher than that of a monopole antenna whose height is same with the proposed antenna.

단말기 T-DMB용 안테나로 사용될 수 있는 Open Stub를 가지는 소형 Two-Wire Helical 안테나

본 논문에서는 모바일 장치의 T-DMB 안테나로 사용될 수 있는 급전 반대편에 open stub를 가지는 소형 two-wire helical 안테나를 제안하였다. Open stub의 길이를 조절하거나 open stub에 유전 물질을 발라 T-DMB 대역인 200 MHz에서 높이가 8 cm(200 MHz에서 0.053 $\lambda$임)인 안테나의 입력 임피던스를 쉽게 매칭시킬 수 있다. 이 안테나의 unbalanced 모드와 balanced 모드의 등가 회로를 이용하여 이 안테나의 등가 회로를 나타내고, 동작 원리를 설명하였다. 등가 회로의 해석을 토대로 open stub의 영향을 검증했다. 몇 가지 다른 파라미터 값을 가지는 안테나를 제작하였으며, 이 안테나의 $S_{11}$ 및 $S_{21}$을 측정하였다. 제작된 안테나의 임력 임피던스 대역폭($S_{11}{\leq}-10dB$)은 $196{\sim}204$ MHz(8 MHz)로 T-DMB의 한 채널(6 MHz)을 만족한다. 이 안테나의 측정된 $S_{21}$은 -38.6 dB로 동일한 높이의 모노폴 안테나와 open stub를 가지지 않은 two-wire helical 안테나의 $S_{21}$보다 약 17 dB 높다.