본 논문에서는 4개의 브라지를 가진 두 개의 사각형 패치로IEEE 802.11b/g(2.4GHz)와 802.11a(5.7GHz)의 해석을 연구하였다. 5.7GHz 대역의 사각형 패치는PCB기판에 인쇄되어 있고, 4개의 브리지를 포함하는 2.4GHz 대역의 사각 형 패치를 연결하여 이중대역 안테나로 동작한다. 제안된 안테나는 간단한 구성으로 $50{\Omega}$의 동축케이블에 의해 급전된다. 설계 되어진 안테나의 기판의 유전율은 $\varepsilon_r$ = 3.27이며, 2.4GHz와 5.7GHz의 공진주파수를 갖는 두 개의 사각 패치를 4개의 브리지를 이용하여 연결함으로써 이중대역의 특성을 나타나게 하였다. 제안된 안테나는 무선랜의 2.4GHz와 5.7 GHz의 이중대역에서 -10dB이하의 입력대비 반사손실의 결과를 얻었다.
S-대역과 X-대역에서 동작하며, 개구면 공유 구조를 가지는 광대역 패치 안테나를 제작하였다. S-대역 안테나는 $2{\times}2$로 천공된 패치를 가지며, 천공된 자리에 X-대역에서 동작하는 패치 안테나를 $2{\times}2$ 배열하였다. 두 대역에서 모두 20 % 이상의 넓은 대역폭 특성을 가지는 개구면 공유 구조를 가지는 이중 대역 안테나를 제작하고, 방사 특성을 분석하였다.
역 F형 안테나의 구조와 스퍼 라인 길이에 의해서, 두개의 동작 주파수를 쉽게 결정할 수 있는 이중 주파수 안테나를 설계하였다. 설계된 안테나는 cellular주파수대역에서 동작하는 역 F형 안테나에 PCS 주파수대역에서 동작하는 스퍼 라인을 부하로 이용함으로써 이중 주파수 동작 특성을 갖도록 하였다. 안테나의 설계는 모멘트법을 기본 이론으로 하는 IE3D 상용 프로그램을 사용하였으며, 실제 제작하여 안테나의 반사 손실, 입력 임피던스, 복사패턴, 이득을 측정하였다. 설계된 안테나는 전체 크기가 40 mm $\times$ 14 mm $\times$ 9.4 mm로써 단말기 내장용 안테나로 사용이 가능하며, 국내 cellular 및 PCS에 적용이 가능한 안테나 특성을 나타내고 있다.
본 논문은 이중 대역에서 높은 분배 비율로 동작하는 비대칭 윌킨슨 전력 분배기의 설계에 대해 이론적인 접근 방법과 제작을 제안하였다. 비대칭 전력 분배기가 이중 대역에서 동작하도록 T-자형 전송선과 Monzon의 이론식을 이용하여 두 개의 직렬 마이크로 스트립라인을 구현하도록 제안하였고, 높은 분배비율을 가지는 분배기에서 높은 임피던스에서는 T-자형구조를 가지는 마이크로 스트립라인을 낮은 임피던스에서는 주기적 병렬 오픈 스터브를 사용하여 구현하였다. 이 분배기의 이론적 설계의 검증을 위해, 5:1의 비대칭 듀얼 밴드 전력 분배기를 1GHz와 2GHz에서 시뮬레이션을 하고 측정을 하였다. 이 측정 값 들은 시뮬레이션과 거의 동일함을 보였다.
이중대역에서 동작하는 브랜치 라인 커플러를 나타낸다. 새로운 설계 구조에서는 단락 스터브가 병렬로 추가된 전송선로가 2개의 주파수에서 $90^{\circ}$의 위상 천이를 구현하기 위하여 사용된다. 제안하는 브랜치 라인의 특성 임피던스와 전기적 길이는 종래의 구조와 비교하여 조정된다. ABCD 행렬 파라미터를 이용하여 설계 방정식을 유도하였다. 설계 개념을 검증하기 위하여 0.8 GHz 및 1.85 GHz에서 동작하는 마이크로스트립 커플러를 제작하고 측정하였다.
선박용 무선 LAN은 설비의 용이성, 원가절감, 다양한 기능성으로 각광받고 있다. 본 논문에서는 스텝 스터브를 부가하여 2.4 GHz대역과 5.2 GHz대역에서 동작하는 이중 대역통과 필터를 설계하는 방법을 제안한다. 스텝 스터브를 부가한 새로운 형태의 이중 대역통과 필터는 개방 스터브를 부가한 이중 대역통과 필터보다 10 dB 이상 성능이 개선되었고, 기존의 대역통과 필터보다 설계치와 측정치의 오차가 감소됨에 따라 실제 사용할 경우의 성능이 향상되는 효과를 확인하였다. 제작된 이중 대역통과 필터의 설계결과와 측정결과가 거의 일치함을 보임으로써, 본 논문에서 제안한 설계 방법이 타당함을 확인하였다.
본 논문에는 Ka 대역 VSAT용 반사판 안테나의 급전부에 사용하기 위한 이중대역 직교모드변환기의 설계와 실험 결과를 보였다. 설계된 직교모드변환기는 20Ghz의 수신대역 주파수 영역과 30GHz의 송신대역 주파수 영역에서 동작하는 두 개의 선형 직교 편파된 신호를 분리하기 위해서 광대역 특성을 갖는다. 또한, 급전 부품의 부피를 작게 하기 위해서 Boifot 접합 기반의 직교모드변환기를 이중 대역을 갖도록 설계를 하였다. 설계 검증을 위한 실험결과 수평편파에 대해서 수신대역과 송신대역의 반사손실은 각각 20dB와 21dB 이상의 특성을 나타냈으며, 수직편파에 대해서는 20dB와 24dB 이상의 특성을 보였다. 수평편파와 수직편파에 대한 격리도 특성은 수신대역과 송신대역에서 각각 43dB와 52dB 이상을 보였다.
본 논문에서는 단일 FET와 composite right/left-handed (CRLH) 전송선을 이용하여 2.14GHz/5.2GHz 이중대역 고효율 전력 증폭기를 설계 구현하였다. 전송선로를 이용하여 초기의 정합값을 적절히 이동시켜 하나의 능동소자로 2.14GHz/5.2GHz의 이중대역에서 동작되는 전력증폭기를 설계하였다. 이중 대역에서 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 매우 어렵기 때문에, CRLH 전송 선로를 이용하여 이중 대역에서 고효율 특성을 얻도록 오직 2차, 3차 고조파 성분만을 조절하였다. 또한, 이중 대역에서의 출력특성이 균형을 이루도록 하였다. 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 각각 2.14 GHz에서 28.56 dBm, 5.2 GHz에서 29 dBm이다. 이 지점에서 얻은 전력 효율, PAE는 2.14 GHz에서 65.824 %, 5.2 GHz에서 69.86 %이다.
본 논문에서는 WLAN대역에서 동작하는 화살과 리본 모양의 마이크로스트립패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 FR-4 기판 위에 제작되었고 두께는 0.8mm 기판 사이즈는 $50{\times}40mm^2$이다. 파라메터 연구를 통해 최적화된 설계치를 얻었으며 공진주파수에서 전류밀도 분포를 통해 안테나 동작 원리를 확인하였다. 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였으며 WLAN 이중대역에서 반사손실, 이득, 방사패턴의 특성을 측정하였다.
본 논문에서는 휴대용 무선기기에 응용 될 수 있는 이중대역 무선랜 안테나가 소개되었다. 소개된 디자인은 두개의 방사부를 가지는 1/4파장 안테나를 모델로 개발되었다. 수치해석 결과에 따라 견본안테나가 제작되었고 최적의 특성을 얻기 위해 몇 번의 수정을 거친 후에 본 논문에서 제안된 안테나가 제작되었다. 본 논문에서 제안된 안테나는 2.4/5GH 주파수 대역에서 동작하고 주로 노트북PC에 장착되어 사용 될 수 있다. 제시된 모든 결과들은 실제 실험용 노트북PC에 장착된 상태에서 얻어진 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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