• 제목/요약/키워드: 마이크로스트립 배열 안테나

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이중공진 마이크로스트립 패치 안테나에 관한 연구 (A Study of Dual-Frequency Microstrip Patch Antenna)

  • 장준영;김준모;윤영중;엄순영;전순익
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.515-525
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    • 1998
  • 본 논문에서는 위성통신에서 단일 안테나로 송수신하기 위하여 12.5 GHz와 14.25 GHz 대역에서 각각 동작하 는 이중공진 안테나를 껄계 제작하고 특성을 살며보았으며, 이중 급천구조를 이용함으로써 기폰의 단일 급전 방 식 이중공진 안테나의 문제점인 송수신 신호의 분리 및 단일 편파 특성율 보완하였다. 이중급전 안테나의 방사소 자 경우 방사체의 폭과 길이는 각각의 단일 공진 안테나의 길이가 되고, 급전선의 청합의 경우에는 상대 급천선 에 의한 임피던스의 변화를 최소화시켰다. 또한 이를 배열 안테나로 확장시 공간상의 문제를 해결하기 위해서 마 이크로스트립선로와 동축선로를 혼합한 급전방식을 사용하여 이차원 $2\times2$ 배열 안테나를 껄계 제작하고 방사때 턴 및 주파수 특성 동을 측정하여 두 공진 주파수로 각각 사용 가능함올 확인하였다. 측정된 결과를 살펴보면 공진주파수는 셜계치에서 1.44 % 이하의 오차를 보였으며, 반사손실의 경우 -21 dB 이하의 값올 나타냈으며, 두 포트간 격리도는 또한 -21 dB 이하의 값올 나타냈다. 측정된 방사때턴으로부터 계 산된 directivity는 12.23 dBi를 나타냈으며, 사이드로브 레벨은 elevation 명면은 -12 dB 이하, azimuth 명면 은 -15 dB를 이하의 값을 나타냈다. 또한 교차 편파특성의 경우 elevation 명면과 azimuth 평면 모두 -17 dB 이하의 값을나타냈다.

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기판 두께와 천공의 위치 및 크기가 근접 결합 급전을 이용한 천공된 마이크로스트립 패치 안테나의 대역폭과 방사특성에 미치는 영향 (Effect of Substrate Thickness, Perforation Position and Size on the Bandwidth and Radiation Characteristics of a Proximity Coupled Perforated Microstrip Patch Antenna)

  • 이규훈;곽은혁;김부균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권6호
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    • pp.310-321
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    • 2014
  • 정사각형 천공이 $2{\times}2$ 배열된 정사각형 패치 안테나에 근접 결합 급전을 이용하여 기판 두께와 천공의 위치 및 크기가 안테나의 대역폭과 방사특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 안테나 기판과 급전 기판의 두께가 두꺼워질수록 방사특성의 저하 없이 대역폭이 증가 되었다. 천공 중심의 위치를 패치 길이 방향 가장자리로 이동시키는 경우 방사특성의 큰 저하 없이 대역폭을 증가시킬 수 있었다. 천공 중심의 위치를 패치 폭 방향으로 이동시키는 경우 중심 위치가 대역폭과 방사특성에 미치는 영향이 매우 작았다. 천공의 크기가 작아질수록 대역폭은 증가되고 방사특성은 향상되었다.

평행한 이중 슬롯과 Taper형 급전선로를 이용한 광대역, 고이득 마이크로스트립 안테나의 설계 (Design of Wide-Band, High Gain Microstrip Antenna Using Parallel Dual Slot and Taper Type Feedline)

  • 이상우;이재성;김철수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.257-264
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    • 2007
  • 본 논문은 IEEE 802.11a의 표준 규격$(5.15\sim5.25\;GHz,\;5.25\sim5.35\;GHz,\;5.725\sim5.825\;GHz)$을 하나로 통합할 수 있는 광대역, 고이득 안테나를 설계 및 제작하였다. 광대역 구현을 위해 사각 패치에 평행한 이중 슬롯을 삽입하였으며, 동축 프로브 급전 방식을 적용하여 슬롯에 의한 정전 성분을 상쇄시키고, $\lambda_g/4$ 임피던스 변환기를 Taper형 선로로 구성하여 광대역 임피던스 정합이 용이하게 하였다. 안테나의 이득을 개선하기 위하여 $2\times2$ 배열 구조로 최종 설계하였으며, 최종 제작한 안테나는 $5.01\sim5.95\;GHz(B/W\doteqdot940\;MHz)$ 대역에서 return loss -10 dB 이하의 양호한 반사 손실과 13 dBi 이상의 높은 이득을 얻을 수 있었다.

FBG 프리즘과 광섬유 지연선로 행렬을 이용한 평면 위상 배열 안테나용 광 실시간 지연선로 (Optical True Time-Delay for Planar Phased Array Antennas Composed of a FBG Prism and a Fiber Delay Lines Matrix)

  • 정병민;신종덕;김부군
    • 한국광학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.7-17
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    • 2006
  • 본 논문에서는 FBG 프리즘을 이용한 파장 의존형 광 실시간 지연선로(wavelength-dependent optical true time-delay; WDOTTD) 와 2${\times}$2 광 스위치의 크로스 포트에 각기 다른 길이의 광섬유 지연선로를 연결한 광섬유 지연선로 행렬인 파장 비의존형 광 실시간 지연선로(wavelength-independent optical true time-delay; WIOTTD)로 구성된 평면 위상 배열 안테나용 OTTD 구조를 제안하였다. 최대 시간 지연 차이가 810 ps인 WDOTTD와 $\pm$50 ps인 WIOTTD를 직렬 연결하여 10-GHz, 2비트${\times}$4비트 2차원 OTTD를 제작하였고, 모든 주사각에 대해서 시간지연과 삽입손실을 측정하였다. 광섬유 지연선로 행렬을 이용한 4-비트 WIOTTD의 시간 지연 측정오차는 $\pm$1 ps이하로 나타났다. 또한, 제안된 광 TTD의 성능을 분석하기 위하여, 8${\times}$8 마이크로스트립 안테나 소자들로 구성된 10-GHz 평면 PAA의 방사 패턴을 시뮬레이션으로 측정하고 분석하였다.

FTMS 기지국용 5.8 GHz 대역 배열 패치 안테나 설계 (Design of 5.8 GHz Patch Array Antenna for FTMS Roadside Equipment)

  • 권한준;이재준;이승환;김용득
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.61-70
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    • 2008
  • 본 논문에서는 능동주파수방식의 단거리 무선통신 기술을 이용하여 고속도로 교통관리시스템에 적용할 수 있는 교통정보 수집 및 제공용 기지국 안테나를 설계하였다. 능동 DSRC는 5.8GHz 고주파수를 중심주파수로 사용하고 있는 기술로서 전파의 직진성이 매우 강해 주행 차량간 물리적인 전파 shadowing이 발생 할 경우가 많다. 이러한 열악한 통신환경에서도 정확한 교통 정보의 수집 및 제공을 할 수 있는 안정된 통신 링크를 구성하고 다양한 차로수 및 통신반경 등 도로환경에 적용할 수 있도록 안테나의 설치위치 및 이를 고려한 빔 패턴을 설계하였다. 본 논문에서는 통신링크 환경을 고려하여 중심주파수 5.8GHz, 입력손실은 75MHz대역에서 -17dB, 축비는 1.5:1, 안테나 이득은 12.2dBi, 빔패턴은 수평반치각 $55^{\circ}$, 수직반치각 $26^{\circ}$의 특성을 갖는 $2{\times}4$배열 마이크로스트립 안테나를 설계, 제작하였으며 차량간의 물리적 조건에 따른 전파 shadowing을 피하기 위한 안테나의 최소 설치 높이는 14m로 설계하였다.

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Design and Fabrication of Dual Linear Polarization Antenna for mmWave Application using FR-4 Substrate

  • Choi, Tea-Il;Yoon, Joong-Han
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.71-77
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    • 2022
  • 본 논문에서는 mmWave 대역에서 이중 직선편파 특성을 갖는 1×2 배열안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 마이크로스트립 선로 급전구조를 갖도록 하였으며 유전율은 4.3이고 두께가 0.4 mm인 RF-4 유전체 기판위에 설계되었다. 제안된 1×2 배열안테나의 패치안테나 크기는 각각 2.33 mm×2.33 mm이며 전체 기판의 크기는 13.0 mm×6.90 mm이다. 제작 및 측정결과, 급전 위치가 포트 1일 때 1.13 GHz (28.52~29.65 GHz) 그리고 급전위치가 포트 2일 때 1.08 GHz (28.45~29.53 GHz) 임피던스 대역폭을 얻었다. 급전위치가 포트가 1일 때 편파분리도는 수직편파의 경우, 7.68 dBi에서 16.90 dBi 범위의 수평편파의 경우, 7.46 dBi에서 15.97 dBi 범위의 측정값을 얻었다. 급전위치가 포트 2일 때 편파분리도는 수직편파의 경우, 8.59 dBi에서 13.72 dBi 범위의 수평편파의 경우, 03 dBi에서 14.0 dBi 범위의 측정값을 각각 얻었다.

위성 DMB 중계기용 Cavity-Backed슬롯 배열 안테나 (Cavity-Backed Slot Array Antenna for a Repeater System of a Satellite Digital Multimedia Broadcasting)

  • 정희철;이학용;정병운;강기조;박면주;이병제
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.366-372
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    • 2005
  • 본 논문에서는 $2,630\;\cal{MHz}\~2,655\;\cal{MHz\$의 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 지상 중계기 시스템에 적합한 낮은 부엽레벨과 높은 전후방 비를 갖는 슬롯배열 안테나를 제안하였다. 중계기용 안테나는 시스템의 특성상 고이득과 시스템간의 신호 간섭을 줄이기 위해 충분한 격리도가 확보되어야 하며, 이를 위해서는 안테나의 부엽레벨을 억제시키고, 전후방 비는 증대시켜야 한다. 제안된 안테나는 도파관 구조의 직접급전이 가능한 CBSA(Cavity-Backed Slot Array) 안테나이다. 일반적인 마이크로 스트립 급전라인을 이용한 구조와는 달리 유전체 손실이나 급전라인의 손실이 없는 공기를 매질로 하므로, 고출력에 적합하며, 고효율을 가진다. 또한 tapered 배열 방식과 최적화된 수직 반사판을 이용하여 부엽레벨 및 전후방 비를 개선하고 이득을 증대시켰다. 제작 및 측정을 통하여 부엽레벨은 수평 및 수직면에서 각각 $-33.24\;\cal{dB}$ 이하, $-35.78\;\cal{dB}$ 이하를 얻었고 전후방비는 $37.84\;\cal{dB}$ 이상, 이득은 전 대역에서 $17\;\cal{dBi}$ 이상을 얻었다.

두 개의 기생 패치를 갖는 고 이득.광대역 SAP 안테나 (High Gain and Broadband SAP Antenna with Two Parasitic Patches)

  • 김정한;김용진;이홍민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.930-936
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    • 2007
  • 본 논문에서는 SDMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting) 시스템에서 동작하는 고 이득 광대역 안테나를 구현하였다. 제안된 안테나는 표면파를 억제하기 위한 SAP(Shorted Annular Patch) 구조와 이득, 대역폭 그리고 지향성을 개선시키기 위하여 $0.25 {\lambda}_0$ 간격을 갖는 3차원 배열의 기생 SAP로 구성되었다. 원형 패치상의 서로 반대 방향으로 농인 두 개의 슬릿을 이용하여 RHCP(Right Hand Circular Polarization)로 동작하도록 하였다. 모의 실험 결과, 제안된 안테나의 최대 방사 이득은 기존의 마이크로스트립 패치 안테나에 비해서 5.22 dBi 개선된 12.6 dBi로 나타났다. 제작된 안테나는 동작 주파수 2.63 GHz에서 최대 방사 이득이 10.5 dBi로 나타났다. 측정된 임피던스 대역폭$(VSWR{\leq}2)$은 기존의 마이크로스트림 패치 안테나에 비해서 300 MHZ 개선된 $360 MHz(2.488{\sim}2.848 GHz)$이며, HPBW(Half Power Beam Width)는 $45.8^{\circ}$, FBR(Front Back Ratio)은 15.49dBi로 나타났다. 3dB 축비 대역폭은 220 MHz$(2.54{\sim}2.76 GHz)$를 얻었다.

K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 이용한 에너지 절감형 LED 모듈 개발 (Development of a Energy-saving LED module Using K-band Microwave Motion Detecting Sensor)

  • 김호운;우동식
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.446-452
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    • 2020
  • 본 논문에서는 실외용 움직임 감지에 적합한 K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 활용한 에너지 절감형 LED 모듈을 제안하였다. 헤어핀 형태의 마이크로스트립 공진기를 이용한 발진기를 설계하여 안정성을 높이고 제작이 쉽도록 하였다. 신호의 방사를 위해 송수신 2채널 패치 배열 안테나를 개발하여 적용하였다. 수신된 신호로부터 도플러 천이 값을 획득하기 위해 윌킨슨 전력분배기 및 링 하이브리드 혼합기를 개발하여 적용하였다. 신호의 안정성 및 원치 않는 외부잡음으로부터 보호하기 위해 쉴드 캔을 제작하여 장착하였다. 제안된 움직임 감지 센서를 실증용 LED 모듈에 장착하여 에너지 절감 성능을 모의실험을 통하여 검증하였다.

5.8GHz 대역 마이크로스트립 배열 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 5.8GHz Band Microstrip Array Antenna)

  • 김판신;이주현;안재성;김태홍;하덕호
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.478-483
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    • 2003
  • In this paper, in order to fabricate the circularly polarized diversity system which will mitigate multipath fading, 5.8GHz band microstrip array antenna were designed and fabricated. These antenna were designed using Ensemble 6.0 program and the fabricated antenna were vertical and horizontal polarized antenna, left-handed circularly polarized antenna, and right-handed circularly polarized antenna. The designed antenna parameters included S11 and impedance characteristics of fabricated antenna were measured using Network Analyzer(8753ES). From the measurement results, the S11 for each polarization antenna at resonance frequency of 5.8GHz band was showed -38dB, -44dB, and -50dB respectively and it was similar to the simulation result, and also the impedance can be matched at $50{\Omega}$. In order to compare polarization characteristics, broadband measurement was also conducted in this paper.

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