• 제목/요약/키워드: Artificial dielectric substrate

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Design and Analysis of Microstrip Line Feed Toppled T Shaped Microstrip Patch Antenna using Radial Basis Function Neural Network

  • Aneesh, Mohammad;Kumar, Anil;Singh, Ashish;Kamakshi, Kamakshi;Ansari, J.A.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권2호
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    • pp.634-640
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    • 2015
  • This paper deals with the design of a microstrip line feed toppled T shaped microstrip patch antenna that gives dualband characteristics at 4 GHz and 6.73 GHz respectively. The simulation of proposed antenna geometry has been performed using method of moment based IE3D simulation software. A radial basis function neural network (RBFNN) is used for the estimation of bandwidth for dualband at 4 GHz and 6.73 GHz respectively. In RBFNN model, antenna parameters such as dielectric constant, height of substrate, and width are used as input and bandwidth of first and second band is considered as output of the network. To validate the RBFNN output, an antenna has been physically fabricated on glass epoxy substrate. The fabricated antenna can be utilized in S and C bands applications. RBFNN results are found in close agreement with simulated and experimental results.

적층형 가유전체 구조를 이용한 소형화된 저대역 통과 여파기 설계 (Design of Size Reduced Low Pass Filter Using Substrate Integrated Artificial Dielectric (SIAD))

  • 구자경;이재훈;임종식;안달
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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    • pp.220-222
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    • 2009
  • 적층형 가유전체 구조는 유효유전율과 유효투자율은 주어진 표준형 전송선로의 경우보다 증가하므로 결과적으로 전송선로의 길이를 짧게 할 수 있는 장점이 있다. 따라서 회로의 소형화에 유용하게 사용될 수 있는데, 본 논문에서는 한 예로써 대표적인 무선 회로인 방향성 결합기의 소형화된 회로에 대하여 기술하고 있다. 표준형 회로와 적층형 가유전체 구조를 이용하여 소형화한 방향성 결합기를 2GHz 대역에서 설계하여 실제로 제작하여 측정한 결과를 제시한다. 종래의 표준형 회로와 비교할 때, 동일한 성능을 유지하면서도 회로의 크기가 49.4%만큼 감소한 결과가 소개된다.

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임의유전체 기판구조를 이용한 초고주파 증폭기의 소형화 설계 (Size-Reduction of High Frequency Amplifiers Using Artificial Dielectric Substrate Structure)

  • 권경훈;전역환;구자경;임종식;한상민;안달
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.474-476
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    • 2012
  • 적층형 임의유전체 기판구조는 유효유전율과 유효투자율이 주어진 표준형 기판구조보다 증가하므로 결과적으로 전송선로의 길이를 줄일 수 있는 장점이 있다. 따라서 회로의 소형화에 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 한 예로써 임의유전체 기판구조를 이용한 초고주파 증폭기의 소형화에 대하여 기술한다. 표준형 기판구조와 임의유전체 기판구조를 이용하여 2GHz 대역에서 무선통신용 초고주파 증폭기를 설계하여 그 결과를 제시한다. 종래의 표준형 기판구조를 이용한 회로와 비교할 때, 동일한 성능을 유지하면서도 회로의 크기가 23%만큼 감소한 설계 결과가 제시된다.

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양면형 가유전체 기판을 이용한 전송선로의 설계 (Design of a Transmission Line Using Both-Sided Artificial Dielectric Substrate)

  • 임종식;권경훈;한상민;안달;정용채
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1253-1254
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    • 2015
  • 양면형으로 구성된 가유전체 기판에 마이크로파 대역 전송선로를 설계하여 크기를 약 절반으로 줄이는 방법을 제안한다. 가유전체 기판의 특성에 의하여 표준형 전송선로보다 길이가 현저하게 줄어드는 효과에 더하여, 가유전체 기판을 양면형으로 구성함으로서 다시 물리적 크기가 약 절반으로 줄어드는 효과가 보인다. 양면 전송선로는 신호선 비어홀(via-hole)에 의하여 연결되어 상하 전송선로 간에 전달특성이 양호함이 제시된다.

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적층형 가유전체 구조를 이용한 소형화된 윌킨슨 전력분배기의 설계 (Design of Size Reduced Wilkinson Power Divider Using Substrate Integrated Artificial Dielectric (SIAD))

  • 구자경;임종식;안달
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.300-302
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    • 2009
  • 적층형 가유전체 구조는 유효유전율과 유효투자율은 주어진 표준형 전송선로의 경우보다 증가하므로 결과적으로 전송선로의 길이를 짧게 할 수 있는 장점이 있다. 따라서 회로의 소형화에 유용하게 사용될 수 있는데, 본 논문에서는 한 예로써 대표적인 무선 회로인 윌킨슨 전력분배기의 소형화된 회로에 대하여 기술하고 있다. 표준형 회로와 적층형 가유전체 구조를 이용하여 소형화한 윌킨슨 전력분배기를 2GHz 대역에서 설계하여 실제로 제작하여 측정한 결과를 제시한다. 종래의 표준형 회로와 비교할 때, 동일한 성능을 유지하면서도 회로의 크기가 32%만큼 감소한 결과가 소개된다.

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Design and SAR Analysis of Wearable Antenna on Various Parts of Human Body, Using Conventional and Artificial Ground Planes

  • Ali, Usman;Ullah, Sadiq;Khan, Jalal;Shafi, Muhammad;Kamal, Babar;Basir, Abdul;Flint, James A;Seager, Rob D.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권1호
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    • pp.317-328
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    • 2017
  • This paper presents design and specific absorption rate analysis of a 2.4 GHz wearable patch antenna on a conventional and electromagnetic bandgap (EBG) ground planes, under normal and bent conditions. Wearable materials are used in the design of the antenna and EBG surfaces. A woven fabric (Zelt) is used as a conductive material and a 3 mm thicker Wash Cotton is used as a substrate. The dielectric constant and tangent loss of the substrate are 1.51 and 0.02 respectively. The volume of the proposed antenna is $113{\times}96.4{\times}3mm^3$. The metamaterial surface is used as a high impedance surface which shields the body from the hazards of electromagnetic radiations to reduce the Specific Absorption Rate (SAR). For on-body analysis a three layer model (containing skin, fats and muscles) of human arm is used. Antenna employing the EBG ground plane gives safe value of SAR (i.e. 1.77W/kg<2W/kg), when worn on human arm. This value is obtained using the safe limit of 2 W/kg, averaged over 10g of tissue, specified by the International Commission of Non Ionization Radiation Protection (ICNIRP). The SAR is reduced by 83.82 % as compare to the conventional antenna (8.16 W/kg>2W/kg). The efficiency of the EBG based antenna is improved from 52 to 74 %, relative to the conventional counterpart. The proposed antenna can be used in wearable electronics and smart clothing.

마이크로리터 부피의 에탄올 수용액 농도 검출을 위한 고감도 마이크로스트립 패치 센서 안테나 (High-Sensitivity Microstrip Patch Sensor Antenna for Detecting Concentration of Ethanol-Water Solution in Microliter Volume)

  • 여준호;이종익
    • 한국항행학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.510-515
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    • 2022
  • 본 논문에서는 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액 농도를 검출하기 위한 마이크로스트립 패치 센서 안테나를 제안하였다. 비유전율 변화에 대한 감도를 높이기 위해 패치의 방사 모서리에 직사각형 슬롯을 추가하였다. 높은 비유전율과 높은 손실 탄젠트를 가지는 극성 액체인 에탄올 수용액을 패치에 놓으면 발생하는 낮은 입력 저항을 개선하기 위해 1/4 파장 임피던스 변환기를 50 오옴 급전선과 패치 사이에 추가하여 0.76 mm 두께의 RF-35 기판에 안테나를 제작하였다. 원통형 용기를 아크릴로 제작하여 15 마이크로리터 부피의 에탄올 수용액을 에탄올 농도 0% ~ 100%까지 20% 농도 간격으로 만들어 실험하였다. 실험 결과, 에탄올 수용액의 에탄올 농도가 0%에서 100%로 증가할 때 공진 주파수가 1.947 GHz에서 2.509 GHz로 증가하여 농도검출 센서로서의 성능을 입증하였다.

대칭형 인공자기도체 구조를 이용한 메타물질 특성의 고임피던스 표면 구현 및 SAR 특성 분석 (Embodiment of High Impedance Surface of Meta-Material Characteristic Using Symmetrical AMC Structure and Its SAR Analysis)

  • 이승우;이명희;이승엽;김남
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권9호
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    • pp.744-750
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    • 2013
  • 본 논문에서는 메타물질 특성을 구현하기 위하여 고임피던스 표면을 갖는 인공자기도체(AMC) 구조를 제안하였다. 설계한 AMC 구조는 3.2GHz에 적용하는 것을 목표로 하였으며, 특성 분석을 위해 다중의 AMC 구조를 일정하게 배열한 반사판으로 제작 및 측정하였다. AMC 반사판의 표면에 형성되는 높은 임피던스로 인하여 반사 특성이 좋아지고, 간섭 및 시스템의 크기를 줄이며, 안테나의 성능을 증가시킨다. 제안된 구조는 설계된 AMC와 접지면을 잇는 via hole을 사용하지 않고, 유전체의 두께와 유전율, 구조의 특성을 이용하여 고임피던스를 구현하였다. 기존의 연구된 via hole이 없는 구조와 비교하여 대역폭이 약 150% 증가하였다. 또한, 금속(PEC) 반사판과 동일한 반사특성을 보이는 대신, 안테나와 반사판 간의 거리를 ${\lambda}/10$까지 줄일 수 있다. 실험을 통하여 안테나와의 거리가 약 10mm 지점에서 방사 특성이 3dB 증가한 것을 확인하였다. 설계된 반사판은 반사거리가 작아 휴대용 무선통신기기의 내부에 삽입이 가능하며, 안테나의 효율을 증가시키고, 후방 방사를 차폐함으로써 전자파인체흡수율을 94% 이상 획기적으로 감소시킬 수 있다.