Capacitively Loaded Loop Antenna Fed with Metamaterial Balun

This paper presents a balun consisting of a T-junction, a Right/Left Handed Transmission line(RLH-TL), and a conventional Right Handed(RH) line. It is assumed that the RLH-TL consists of N unit-cells. We provide closed-form solutions and design a very compact wideband(80 %) balun using CPW lines based on the obtained solutions. Then, we propose a capacitively loaded loop antenna designed for a uniform current distribution. The antenna resistance of the proposed antenna at resonance is about 204 ohms. The length of the unit cell is about $\lambda/12$(total length: $1\;\lambda$). The magnetic field generated from the proposed antenna is stronger than that of the conventional one by as much as 20 dB. We used a coplanar strip line(CPS) to combine the loop antenna and balun. The proposed antenna may be used as a near field UHF RFID reader antenna.

Metamaterial 발룬으로 급전된 Capacitively Loaded 루프 안테나

본 논문에서는 T-junction을 통해 분배된 두 선로를 한 쪽은 N개의 단일 셀을 사용한 우/좌형 전송선, 다른 한 쪽은 우형 전송선을 이용한 발룬을 설계하였다. 이에 있어 closed-form solutions과 그 해를 바탕으로 설계된 CPW 전송선을 이용한 초소형 광대역 발룬(80 %)을 제시한다. 또한 균일한 전류 분포를 위해 칩 커패시터를 장하시킨 안테나를 제안한다. 본 안테나는 $\lambda/4$ 이하의 간격을 두고 장하되었을 때 직렬 공진 현상을 보이며 안테나 입력 저항은 약 $204\;\Omega$이다. 제안된 루프 안테나의 단일 셀은 좀 더 균일한 전류 분포를 위해 약 $\lambda/12$의 간격을 두고 제작되었으며(전체 길이: $1\;\lambda$), 동일한 길이의 단일 권선 구조를 갖는 기존 루프 안테나에 비해 20 dB가 더 큰 자계를 형성함을 EM 시뮬레이션과 측정을 통해 알 수 있었다. 이 안테나와 제시된 발룬 사이에는 CPS(Coplanar Strip Line)구조가 사용된다. 본 안테나는 근거리장 UHF 대역 RFID 리더 안테나에 응용될 수 있다.