• 제목/요약/키워드: Broadband Antennas

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State-of-the-Art mmWave Antenna Packaging Methodologies

  • Hong, Wonbin
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제24권2호
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    • pp.15-22
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    • 2013
  • Low-Temperature-cofired ceramics (LTCC) antenna packages have been extensively researched and utilized in recent years due to its excellent electrical properties and ease of implementing dense package integration topologies. This paper introduces some of the key research and development activities using LTCC packaging solutions for 60 GHz antennas at Samsung Electronics [1]. The LTCC 60 GHz antenna element topology is presented and its measured results are illustrated. However, despite its excellent performance, the high cost issues incurred with LTCC at millimeter wave (mmWave) frequencies for antenna packages remains one of the key impediments to mass market commercialization of mmWave antennas. To address this matter, for the first time to the author's best knowledge this paper alleviates the high cost of mmWave antenna packaging by devising a novel, broadband antenna package that is wholly based on low-cost, high volume FR4 Printed Circuit Board (PCB). The electrical properties of the FR4 substrate are first characterized to examine its feasibility at 60 GHz. Afterwards a compact multi-layer antenna package which exhibits more than 9 GHz measured bandwidth ($S_{11}{\leq}-10$ dB) from 57~66 GHz is devised. The measured normalized far-field radiation patterns and radiation efficiency are also presented and discussed.

원형배열안테나의 편파 특성을 고려한 위상 비교 방향탐지 (Phase Comparison Direction Finding of Circular Array Antenna Considering Polarization Characteristics)

  • 우대웅;김재식;박진성
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.131-137
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    • 2023
  • 본 논문에서는 8개의 단위 안테나로 구성된 원형배열안테나(Circular Array)의 편파(Polarization) 특성을 고려한 위상 비교 방향탐지에 대해 고찰하였다. 단위 안테나는 6 ~ 12 GHz의 광대역에서 동작하는 Cavity-Backed 패치 안테나를 적용하였으며, 다양한 편파를 수신할 수 있도록 Radial 방향으로 배치하였다. 위상 비교 시 정밀한 각도를 얻기 위해 넓은 간격의 소자들을, 모호성을 해결하기 위해 좁은 간격의 소자들을 적용하였다. 방위각과 고각 모두 ±20° 영역에 대해 2차원의 방향 탐지를 수행하였으며 정면 근처에서는 0.5°, 15° 근방 영역에서는 1.6° 이하의 도래각(DOA) 오차가 있음을 확인하였다.

밀리미터 신호생성을 위한 헤테로다인 기법 및 실험적 해석 (Experimental Analyses and Heterodyne Method for Millimeter Wave Signal Generation)

  • 김정태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.2289-2295
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    • 2006
  • 본 논문에서는 밀리미터파 대역의 신호 발생을 위한 헤테로다인 방식을 제안하고 실험적으로 분석하였다. 향후, 무선 이동통신, 초고속 광대역 통신망 등에 사용되어질 밀리 미터 파 신호는 전기적 요소의 한계로 광학적인 요소에 의해 신호를 생성하는 방법이 많이 연구되고 있다. 광학적 요소에 기술에 의한 소자기술 등이 발전되고 있다. 따라서 본 논문에서는 향후 밀리미터파 대역에서 사용되어질 LMDS(Local Multi-point Distribution Service) 등의 시 스템에서 수십기가 헤르츠급의 광원으로 응용 가능한 헤테로다인 방식을 이용한 밀리미터파 신호의 생성에 대한 이론적 방법 및 실험적 고찰을 통하여 검증하였다.

광대역 마이크로스트립 패치 안테나 설계 (Broadband Microstrip Patch Antenna Design)

  • 이호준;이재영;김종규
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.7-11
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    • 2004
  • 본 논문은 PCS (1750 - 1850 MHz) 대역과 IMT-2000 (1920 - 2170 MHz) 대역의 이중대역(Dual-Band) 주파수(420 MHz)를 동시에 만족시킬 수 있는 안테나로서 "L" 형태의 급전구조를 이용하여 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나의 대역폭은 중심주파수(1.96 GHz)의 33%(VSWR < 1.5, 650 MHz)로 광대역 특성을 갖고, 이득은 7dB 이상의 양호한 특성을 얻었다.한 특성을 얻었다.

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새로운 초광대역 마이크로스트립-CPS 전이 구조를 이용한 Quasi-Yagi 안테나 설계 (A Design of Quasi-Yagi Antenna Using the New Ultra-Wideband Microstrip-to-CPS Transitions)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.937-942
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    • 2007
  • 본 논문에서는 quasi-Yagi 안테나의 설계에 있어 안테나와 CPS 급전선, 그리고 마이크로스트립-CPS 전이 구조간의 연결을 임피던스 정합에 기초하여 간단히 설계하는 방법을 소개자였다. 결합된 마이크로스트립 선로와 CPS 선로간의 연결은 임피던스 및 필드 정합을 가지는 새롭게 개발된 초광대역 전이 구조를 적용하였고, 급전선과 전이 구조의 광대역 특성으로 인해 간략한 quasi-Yagi 안테나 설계가 가능함을 알 수 있었다. 실제 Ku와 Ka 대역에서 설계된 광대역 quasi-Yagi 안테나는 각각 53.2 %와 29.1 %의 대역폭을 가졌고,$4{\sim}5 dBi$의 안테나 이득을 가졌다. 본 논문에서 제시된 새로운 안테나 설계 방법은 광대역 마이크로파 및 밀리미터파 평형(balanced) 안테나 설계에 응용될 수 있다.

광대역 마이크로스트립 모노폴 슬롯안테나의 설계 (Design of wideband microstrip monopole slot antenna)

  • 이영순;조윤기
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.766-772
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    • 2012
  • 본 논문에서는 RF4CE ZigBee 리모컨에 적용할 수 있는 광대역 모노폴 슬롯 안테나를 설계 하였다. 먼저 사용 주파수 대역인 2.45GHz에서 ${\lambda}/4$길이를 가지는 I형 노폴 슬롯안테나를 설계 하였고, 마이크로스트립 급전선과 슬롯을 둘러싸고 있는 접지면과의 비아를 통한 직접연결 방법을 사용하여 광대역의 특성을 얻을 수 있었다. 안테나 점유공간의 축소를 위해 슬롯의 형태를 L형과 T형으로 변경하였고, 그 결과 안테나 성능이 개선되어짐을 확인 할 수 있었다. 최종적인 안테나 구조인 T형 모노폴 슬롯안테나의 경우 VSWR<2 대역폭이 약 3.32GHz였으며, 전 대역에서 90%이상의 방사효율과 2.1dBi 이상의 이득을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 설계되어진 3가지 구조의 방사패턴은 모두 슬롯이 개방된 방향으로 엔드파이어 방사특성을 가진다.

근거리장에 놓인 저전도율 차폐막의 차폐 효과 분석 (Analysis of Shielding Effectiveness of Low Conductivity Shield Layers within Near-field Region)

  • 이원선;이원희;허정
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.59-65
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    • 2019
  • 노이즈 소스의 근거리장에 저전도율 차폐막이 놓여있을 때 차폐막 두께에 따른 EMI 차폐효과를 분석하였다. 노이즈 소스로는 광대역 특성을 갖는 나선형 안테나를 이용하였으며, 저전도율 차폐 재료로는 그래파이트를 선정하였다. 나선형 안테나 두 개를 만들어 두 안테나 사이의 투과계수를 분석하였고, 송수신 안테나 사이의 거리는 5 cm와 10 cm인 두 경우에 대해 수행하였다. 차폐막의 두께는 1 um에서 200 um까지 변화시켰다. 주파수는 100 MHz에서 6 GHz까지 변화시켜 최대 70 dB의 SE(Shielding Effectiveness)를 얻었다. 본 시뮬레이션에서는 차폐막 재료인 그래파이트의 특성상 전기적 차폐(electronic shielding)를 이용하였다. 이 결과를 바탕으로 향후 자기 차폐를 구현하여 차폐 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 연구할 예정이다.

5G 주파수 대역의 자동차 전장품 전자기파 내성 평가를 위한 3 ~ 5 GHz 광대역 특성의 인쇄형 bow-tie 안테나 개발 (Development of Printed Bow-tie Antenna with 3 ~ 5 GHz Broadband Characteristics for Testing the Electromagnetic Immunity of Automotive Electrical Components in the 5G Frequency Band)

  • 고호진;최범진;박기훈;우종명
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.137-147
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    • 2020
  • 본 논문에서는 5G 이동통신 주파수 대역에서 자동차 전장품 전자기파 내성 평가를 위한 3 ~ 5 GHz 광대역 특성의 인쇄형 bow-tie 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 2.75 ~ 6 GHz 주파수 대역에서 -10 dB 대역폭을 만족하였고, 공진 주파수 대역에서 S11 특성이 -16.2 dB 이하의 특성을 보이면서 방사 패턴은 broadside한 형태를 얻었다. 또한, 실제 5G 이동통신 주파수 대역에서의 전자기파 내성 평가를 수행함에 있어서도, 국제 표준에서 규제하는 VSWR 특성이 2.1 이하의 특성을 유지하면서도 기준 레벨인 1 W의 레벨을 문제없이 형성하였다. 이러한 결과를 통하여, 제안된 안테나는 5G 이동통신 주파수 대역에서 전자기파 내성 검증을 위한 평가용 안테나로 적용할 수 있음을 확인하였다.

CPS 급전 방식의 광대역 Yagi-Uda 안테나 (A Broadband CPS-Fed Yagi-Uda Antenna)

  • 한경호;박용배;추호성;박익모
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.608-616
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    • 2009
  • 본 논문에서는 CPS 급전 방식의 광대역 Yagi-Uda 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 CPS 급전 선로를 사용하여 기존에 설계된 Yagi-Uda 안테나들에 비하여 간단한 급전 구조를 가지며 기판에 접지면이 필요 없기 때문에 reflector의 설계를 자유로이 할 수 있다. 정합 선로를 설계하기 위하여 선폭이 두꺼운 선로와 선폭이 얇은 선로 사이에 테이퍼된 선로를 삽입하여 최적의 CPS 급전 선로 구조를 설계하였다. 제안한 Yagi-Uda 안테나는 -10 dB 반사 손실을 기준으로 $3.9{\sim}5.9$ GHz의 대역폭을 가지고 대역폭 내에서 $6.5{\sim}8$ dBi의 이득을 가진다. 중심 주파수인 4.9 GHz에서 이득은 7.4 dBi 이고, 반전력 빔폭은 x-z 평면에서 $98^{\circ}$, x-y 평면에서 $73^{\circ}$이다.

WiBro/WiMAX 대역 IBBD 배열 안테나의 설계 (Design of IBBD Array Antennas for WiBro/WiMAX Band)

  • 최환기;최학근;정영배;전순익
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • 본 논문에서는 WiBro/WiMAX 대역(2.3${\sim}$3.5 GHz)에서 동작하는 광대역 $16(4{\times}4)$ 소자 배열 구형 반사판 안테나를 설계하고, 복사 특성을 고찰하였다. 설계된 안테나는 IBBD(Integrated Balun Bow-tie Dipole) 소자로 구성 되며, 급전 회로에서 발생하는 불요 전자파를 줄이기 위하여 반사판 뒷면에 급전 회로를 두었다. 설계된 안테나의 광대역 특성을 확인하기 위하여 실제 안테나를 제작하고 복사 특성을 측정하여 계산된 결과와 비교하였다. 측정결과는 계산 결과와 비슷하게 나타났으며, $2.06{\sim}3.89GHz$ 대역에서 VSWR 1.6 이하를 만족하였고, 안테나 이득은 사용 주파수 대역에서 10.3dBi 이상으로 나타났다. 따라서 본 논문에서 설계된 안테나는 WiBro/WiMAX 공용 배열 안테나로 사용할 수 있을 것으로 생각된다.