본 논문에서는 포물선 엣지 형태의 평면 모노폴 안테나의 스케일링 기법을 통한 소형화를 제안하였다. 매칭스텝과 불연속 CPW 구조를 사용해서 효과적인 임피던스 매칭을 시도하였다. 안테나 제작 시 유전상수가 4.4인 FR4 유전체 기판을 사용하였다. 기판의 규격은 $26mm{\times}31mm{\times}1.6mm$이다. 불연속 CPW로 급전한 안테나의 실제 측정 결과 2.37~10.52GHz (8.15GHz)로 10dB 이상의 반사손실 값을 얻었다. 복사패턴은 모든 주파수에서 다이폴 안테나의 복사 패턴과 비슷한 결과를 보였다. 더불어 급전부를 제외한 안테나 구성 요소를 동일한 비율로 축소하여 안테나의 크기를 줄이고 광대역 특성은 유지되도록 했다. 이를 통해 안테나의 self-complementary 특성을 확인하였다. 스케일링을 통해 소형화한 안테나 중에 UWB 대역을 만족하면서 가장 작은 크기를 갖는 경우는 스케일이 0.6이었을 때이다. 이 때 안테나의 크기는 $15.6mm{\times}18.6mm$이다. 측정된 10dB 대역은 3.07~12.59GHz (9.52GHz)이다.
본 논문에서는 선박내 무선통신용 장비로 활용 가능한 대역인 TRS(Trunked Radio System), WLAN(Wireless LAN), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 삼중대역을 위한 평면 모노폴 소형 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 설계되어진 안테나는 접지면과 패치면을 동일면상에 위치시키는 CPW(Co-planar Waveguide)급전 구조를 이용하여 크기를 소형화하였다. 제안된 안테나는 유전율이 4.4, 두께 1.5mm, 탄젠트 손실이 0.04인 FR-4 기판을 이용하였으며, 삼중대역에서 2 이하의 정재파비를 만족하고 -10dB이하의 만족할 만한 입력대비 반사손실을 얻었다.
본 논문에서는 UWB 통신 시스템에서 사용될 수 있는 CPW 급전 구조를 이용한 평면형 반원 형태의 UWB 안테나를 설계, 제작 및 측정하였다. UWB 통신 주파수 대역(3.1 GHz${\~}$10.6 GHz) 내에 IEEE 802.1la(5.15 GHz${\~}$5.825GHz) WLAN 대역이 포함되어 있어 상호 간섭 문제가 발생할 수 있기 때문에 이 주파수 대역을 차단시킬 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 노치 기능을 갖는 세 종류의 rectangular 슬롯, hat-shaped 슬롯, circle- shaped 슬롯 UWB 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 슬롯의 길이와 폭을 변화시켜 주파수 조정이 가능하다. 측정결과, IEEE 802.1la WLAN 대역을 제외한 나머지 대역에서는 무지향성을 갖는 평탄한 이득을 얻었으며, 시뮬레이션 결과도 잘 일치함을 확인하였다.
본 논문에서는 주파수 재구성 기능이 가능한 방사 구조 갖는 co-planar waveguide (CPW) 급전 방식의 영차 공진 안테나를 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나의 단위 셀은 직렬 metal-insulator-metal (MIM) 형태의 커패시터와 두개의 단락된 병렬 스터브 인덕터로 구성되어 있다. 제안된 안테나는 두 개의 단위 셀을 갖는 composite right/left-handed (CRLH) 전송 선로에 근거하여 설계되었으며 선로의 끝단을 개방하여 선로의 병렬부에서 주된 전자파 에너지 방사가 이루어지도록 하였다. 안테나의 크기를 소형화시키는 동시에 다이오드 스위치 부착을 통하여 주파수 재구성 안테나를 구현하기 위하여 비아를 통하여 접지 면과 연결되어지는 4개의 $90^0$ 접혀진 단락 스터브 선로를 병렬 인덕터 구조로 사용하였다. 제안된 안테나의 영차 공진주파수는 3.09 GHz이고 전체 크기는 $0.22{\lambda}_0{\times}0.16{\lambda}_0$이다. 제작된 안테나의 측정 결과 영차 공진 주파수 2.97 GHz에서 안테나의 최대 이득과 임피던스 대역폭은 각각 3.1 dBi와 56MHz를 나타내었으며, 삼중 대역에서 동작하는 주파수 재구성 안테나시스템에 응용이 가능하다.
In this paper, a planar half-circle shape ultra-wideband(UWB) antenna fed by CPW is designed, fabricated and measured for UWB communications. Within the UWB band(3.1 GHz $\sim$ 10.6 GHz), 5.15 GHz $\sim$ 5.825 GHz frequency band is used by IEEE 802.lla WLAN applications. It may be necessary to notch out this band to avoid interference with IEEE 802.lla WLAN. Therefore, we have proposed three kinds of UWB antennas having a notch function, such as a rectangular slot, a hat-shaped slot, a circle-shaped slot. The notch frequency of the proposed antenna can be adjusted by controlling the slot length or slot width. From the measured results, the proposed antennas show a good gain flatness except the IEEE 802.lla WLAN frequency band and have a reasonable agreement with simulated results.
본 논문에서는 이중 T자 모형의 공진 주파수 이동이 용이한 마이크로스트립 안테나와 새로운 구조를 제안하고 제작 였다. 안테나 구조는 스터브 안테나구조를 응용한 광 대역 이중 T자형 마이크로스트립 안테나이며 CPW급전 방식을 사용하였다. 이중 스터브간의 거리를 조절하여 주파수 제어가 용이한 광 대역 소형 안테나의 특성을 해석 및 측정하였다. 새로운 안테나는 450MHz의 대역폭을 얻었으며, IMT2000(1.8~2.25GHz) 대역에 이용할 수 있는 안테나이다. 안테나구조의 각각 파라미터를 FDTD 알고리즘을 이용하여 해석하였다.
본 논문에서는 UWB 통신 시스템에서 사용할 수 있는 CPW 구조를 이용한 새로운 UWB 안테나를 설계 제작하고 측정하였다. 제안된 안테나는 CST사의 Microwave Studio를 사용하여 설계하였다. 기판은 두께가 0.762 mm이며 유전율이 4.5인 TMM4 기판을 사용하였다.안테나는 VSWR$\leq$2를 기준으로 3.1 GHz에서 11.5 GHz까지 UWB 통신 대역을 만족하며, 사각 슬롯을 이용하여 IEEE 802.1la주파수 대역(5.15GHz$\~$5.825GHz)은 차단하였다. 측정결과, 안테나의 그룹딜레이 변화량은 1 ns 미만으로 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나이다.
등간격, 동일 구조의 $Ti:LiNbO_3$ 세 도파로를 이용한 광스위치를 설계하고 제작하였다. 공도파로는 z-cut $LiNbO_3$ 기판상에 Ti를 내부 확산시켜 제작하였다. TM 모드 전파 손실을 줄이기 위하여 도파로 위에 $SiO_2$ 박막을 증착시킨 후, 광스위칭을 위하여 CPW(Coplanar Waveguide)구조 Al 전극을 형성시켰다. 가운데 도파로에 입사된 ${\lambda}=1.3{\mu}m$ 광에 대하여 세 도파로가 대칭적으로 detuning 되도록 전계 인가시 광 스위칭이 일어남을 확인하였다.
Ti:LiNbO$_3$ 세 도파로형 광도파로와 CPW 진행파 전극으로 구성된 고속 외부 광변조기를 설계, 제작하였다. 결합모드 이론을 이용하여 세 도파로 광결합기의 스위칭 현상을 해석하였으며, 유한차분법을 이용하여 결합길이를 계산하였다. SOR에 의해 위상속도 및 특성 임피던스 정합 조건이 만족되도록 CPW 진행파 전극의 파라미터를 설계하였다. 제작된 소자의 dc 스위칭 및 전극의 RF 특성을 측정하였다. 제작된 세 도파로 광변조기의 삽입손실과 스위칭 전압은 약 4 dB와 15.6 V였다. RF 특성을 얻기 위하여 회로분석기(Network Analyzer)를 이용하여 진행파 전극의 S 파라미터를 측정하였다. 측정 결과 진행파 전극의 특성임피던스 Z$_{c}$=39.2$\Omega$, M/W(Microwave) 유효굴절률 N$_{eff}$=2.48, 그리고 감쇠상수 a$_{m}$ =0.0665/(equation omitted)등의 파라미터를 추출하였다. 추출된 진행파 전극 파라미터를 이용하여 이론적인 주파수 응답 R($\omega$)을 계산하였으며, 광 검출기로 측정된 주파수 응답 R($\omega$)과 비교하였다. 주파수 응답측정 결과, 3 dB 변조대역폭은 13 GHz로 측정되었다.
본 논문에서는 UHF RFID(902-928 MHz)와 GNSS(1,164-1,605 MHz)를 포함하는 광대역용 준-야기(quasi-Yagi) 안테나를 설계 방법에 대해 연구하였다. 제안된 안테나는 3소자(다이폴, 반사기, 도파기)로 구성되고, 코플래너 도파관(coplanar waveguide)으로 급전되며, 밸런을 내장하고 다이폴과 반사기의 끝부분을 접은 소형 안테나이다. 도파기를 다이폴에 근접한 영역에 두고 칩 커패시터를 안테나에 장하하여 광대역 임피던스 정합특성을 얻었다. 시뮬레이션을 통해 설계된 광대역 안테나를 0.8 mm 두께의 FR4 기판에 제작하고, 안테나 특성을 실험한 결과들이 시뮬레이션과 잘 일치함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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