본 논문에서는 위성 통신 송, 수신 겸용 단일 마이크로스트립 안테나를 설계, 해석, 제작, 측정하였다. 송,수신 주파수 대역은 각각 14.0~l4.5 GHz, 11.7~12.75 GHz이며, 각각 수직, 수평 편파를 사용한다. 제안된 단일안테나 구조는 수신 대역에 대하여 마이크로스트립 직접 급전, 송신 대역에 대하여 개구면 결합 스트립 라인 급전 방법을 사용하였으며, 높은 이득과 수신 광대역 특성을 위하여 적층된 방사 소자를 사용하였다. 본 연구에서의 단일 소자의 해 석으로 finite difference time domain(FDTD) 방법과 method of moment(MOM)에 의한 방법을 비교하였으며, 유한한 구조와 두 접지면간의 불완전성 등이 해석에 고려되므로 FDTD 방법이 보다 정확함을 알 수 있었다. 제안된 구조는 2차원 구조로의 일반적 확장이 용이하며 송, 수신 8$\times$4 배열에 대하여 수신, 송신-10 dB, -14 dB 이하의 반사계수와 18.6~20.2 dBi, 송신 20.7~21.3 dBi의 이득값을 가져 각각 43~51%, 52~57 %의 방사효율을 가져, 스트립라인 급전에 의해 송신 대역에서 불요방사 수준을 낮출 수 있었다.
본 논문에서는 십자형 슬롯 급전방식을 이용한 다층 CP-DRA(Circularly Polarized Dielectric Resonator Antenna)의 이득 및 축비대역폭 증대에 관하여 연구한다. CP-DRA의 이득 및 축비대역폭 증대를 위하여 단층 CP-DRA에 대하여 분석하고, 이를 바탕으로 다층 CP-DRA의 구조를 제안하여 동작특성을 연구한다. 또한, 안테나의 이득 증대를 위하여 다층 CP-DRA 사이의 간격을 0.7$\lambda_0$ 및 1.2$\lambda_0$로 2$\times$2 평면 배열한 안테나의 방사특성을 CST사의 MWS을 이용하여 시뮬레이션을 통해 검토한다. 제안한 다층 CP-DRA를 제작하여 측정한 결과, 이득 및 대역폭이 단층 CP-DRA에 비하여 약 2배 개선됨을 알 수 있다. 그리고, 다층 CP-DRA를 1.2$\lambda_0$ 간격으로 배열한 안테나에서 일반적인 배열안테나와 달리 grating lobe가 크게 감소하며, 이득은 13.4dBi, 축비대역폭은 0.8GHz으로 증가하였다.
본 논문에서는 사각형 패치가 종단에 장하된 소형 직렬 급전 다이폴 쌍(series-fed dipole pair; SDP) 안테나를 제안하였다. SDP 안테나의 폭을 줄이기 위해 두 다이폴 소자의 두 팔의 종단과 접지면의 양끝에 사각형 패치가 추가되었다. 사각형 패치의 길이와 폭에 따른 입력 반사계수와 같은 안테나 성능의 변화를 분석하였다. 1.7-2.7 GHz 대역에서 동작하는 최적화된 소형 SDP 안테나를 설계하여 FR4 기판 상에 제작하였다. 제작된 안테나의 폭은 기존의 SDP 안테나와 비교하여 14.3% 줄었다. 제작된 SDP 안테나를 측정한 결과, VSWR이 2 이하인 임피던스 대역폭은 48.7%(1.68-2.76 GHz), 이득은 5.6-6.0 dBi으로 기존 SDP 안테나와 유사하며 전후방비는 0.7-7.4 dB 향상되었다.
본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) high 대역 (중심 주파수 : 9.5 GHz, -10 dB 대역폭 : 600 MHz, 6.4 %)의 차량 측후방 레이더 센서용 도파관 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 대역폭이 넓고 구조가 간단한 프로브 급전 구형도파관을 이용하였다. 본 연구의 차량 레이더 시스템에 있어서 송수신 안테나의 큰 격리도 특성을 얻는 것이 설계의 중요한 변수이다. 따라서 두 도파관 안테나를 E-면과 H-면 배열하였을 시 격리도 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 도파관 안테나의 $TE_{10}$ 모드에 의하여 E-면 배열 보다 H-면 배열의 격리도 특성이 우수한 것을 확인하였다. 따라서 H-면 배열된 송수신 도파관 안테나를 T-형 레이더 모듈에 장착하여 안테나의 특성을 검출하였다. T-형 모듈에 장착된 송수신 안테나의 -10 dB 대역폭은 각각 1000 MHz (10.52 %)와 1090 MHz (11.47 %)로 측정되었고 격리도 (S21)는 요구 대역 내에서 -50 dB 이하로 측정되었다. 송수신 안테나의 최대이득은 각각 7.65 dBi와 7.26 dBi로 나타났으며 H-면 빔폭은 $64^{\circ}$, $65^{\circ}$로 측정되어 차량 측후방 레이더 센서용 안테나로 적합함을 확인하였다.
본 논문에서는 5GHz 전 대역에서 사용 가능한 미앤더 형태의 마이크로스트립 안테나를 설계하고 제작하였다 미앤더 형태의 안테나에 공기총을 삽입하고 동축 급전을 주어 VSWR≶2 에서 충분한 대역을 연고자 하였다 미앤 더 라인의 길이와 폭, 동축급전의 위치 및 공기층의 두께를 변화시키면서 시뮬레이션 하였으며, 최적화된 파라미터를 가지고 안테나를 제작하였다 제작된 얀테나의 측쟁 결과는 VSWR≶2 에서 약 IGHz 의 17.5% 의 대역폭을 얻였 으며, 7.3-95 dBi 의 이득과 Broad 한 방사패턴을 얻었다.
본 논문에서는 해양인명구조 시스템에서 송신부인 구명조끼의 무선 송신기로부터 송신된 조난 신호를 효과적으로 수신하기위한 426MHz 대역 패널 형태의 평판형 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작이 용이하고, 가벼우며, 적은 제작비용이 장점인 마이크로스트립(Microstrip) 안테나 구조를 이용하였으며, 협대역, 저이득, 큰 사이즈 특성을 극복하기 위하여 IDMA(Identical Dual Patch Microstrip Antenna with Air-Gap) 구조를 응용하여 설계하였다. 안테나는 유전율 4.3, 두께 1.6mm를 갖는 FR4를 사용하여 제작하였으며, 측정된 안테나의 대역폭은 $S_{11}=-10dB$ 이하에서 28.7MHz(약 6.6%), 이득은 426MHz에서 3.04dBi로 우수한 특성을 얻었다. 또한, 상용 송수신모듈을 사용한 거리측정 실험을 통하여 5km 이상의 송수신거리의 안정적인 통신성능을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 안테나는 향후 UHF 대역 통신시스템의 기지국분야에 다양하게 응용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 무선 LAN 시스템에서 편파 다이버시티를 사용하기 위한 이중편파 특성을 가지는 2${\times}$2 배열 안테나를 설계, 제작하였다. 이중편파 안테나의 대역폭과 격리특성을 개선하고자 개구면 결합 급전 구조와 L형 이중 프루브 급전 구조를 사용하였다. 제작된 안테나의 -15dB 기준 반사손실 대역폭은 개구면 결합 급전에서 210MHz, L형 이중 프루브 급전에서 280MHz로 측정되었다. 두 입력포트간의 격리특성은 -40dB 이하이며, 안테나 이득은 무선 LAN 동작주파수 대역에서 14.3$\pm$0.2dBi로 측정되었다.
본 논문에서는 PCB 안테나의 일종인 IFA 구조를 이용하여 433/865MHz 이중 대역 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나에서 급전점과 단락스트립 사이의 간격 변화, 복사기와 접지면 사이 간격 변화, 브랜치 라인 추가를 통해 안테나 성능을 개선하였다. 안테나 파라미터 특성을 확인하기 위하여 ANSYS사의 HFSS를 이용하였다. ISO-18000-7의 RFID 주파수대역은 433MHz이고, ISO-18000-6의 유럽 RFID 주파수대역은 865.5-867.5MHz이다. 제작한 안테나의 433MHz 대역폭은 5.2MHz이고, 865MHz대역의 대역폭은 18.2MHz이다. 433MHz의 최대이득은 -5.74dBi이고, 865MHz에서 최대이득은 -3.36dBi임을 확인할 수 있다. 제안한 안테나의 전체 지그 크기는 $60{\times}44{\times}1mm$이고, 안테나 부분은 $44{\times}21mm$이다. 안테나의 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 분석한 결과, IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중 대역 안테나의 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.
논문은 $0.13{\mu}m$ TSMC CMOS 공정을 이용한 위상 배열 안테나의 C-대역 양방향 T/R 칩셋에 관한 연구이다. 위상 배열 안테나의 필수 부품인 T/R 칩셋은 6 비트 위상변위기, 6 비트 가변 감쇄기, 양방향 증폭기로 구성하였다. 위상 변위기의 경우 정밀한 빔 조향을 위해서 $5.625^{\circ}$의 간격으로 최대 $354^{\circ}$까지 제어가 가능하며, 측엽 레벨을 제어하기 위한 가변 감쇄기는 0.5 dB 간격으로 최대 31.5 dB까지 감쇄가 가능하다. 또한, 1.2 V의 안정적인 전원공급을 위한 LDO(Low Drop Output) 레귤레이터와 디지털 회로의 제어가 간편하도록 SPI(Serial Peripheral Interface)를 집적화 하였으며, 칩 크기는 패드를 포함하여 $2.5{\times}1.5mm^2$이다.
본 논문에서는 GSM/DSC 단말기용 듀얼대역 내장형 안테나를 제안하였다. 안테나는 $38mm{\times}90mm{\times}1mm$의 이동 단말기 PCB 크기와 $30mm{\times}8mm{\times}3.2mm$의 폴더형 패치 크기를 갖는다. 이 안테나 특성은 듀얼대역 설계로 2개의 동작 주파수 909MHz, 1762MHz의 동조가 용이하다. 동작주파수 909MHz, 1762MHz에 대하여 측정된 방사패턴 E면과 H면은 비교 분석되었다. GSM/DSC 단말기용으로 설계 제작한 듀얼대역 내장형 안테나는 모든 대역에서 0dBi에서 2.0dBi사이의 이득을 갖는다. 또한, 휴대폰 케이스를 고려한 인체머리에 미치는 전기력선의 분포와 지향성을 분석하였다. 분석된 모델은 실제 휴대폰과 같은 크기의 그라운드판을 부착시켜 인체의 머리를 고려한 안테나를 구성했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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