RF 및 마이크로파 대역에서 동축 프로브 급전구조에 대한 효율적인 유한 차분 시간 영역(FDTD: Finite-Difference Time-Domain) 해석을 위한 등가 전원 모델링 기법들의 상호 관계를 연구하였다. 기존에는 델타 갭(delta-gap) 또는 자기 프릴(magnetic-frill) 개념을 FDTD에 도입한 등가 전원 모델들이 여러 연구진에 의해서 개발되었다. 이러한 등가 전원 모델들의 FDTD 구현 방법과 모의 계산의 정확성은 서로 조금 다르다는 정도로만 잘 알려져 있었다. 본 논문에서는 준정적 근사(quasi-static approximation)하에서 동축-프로브 급전 구조에 대한 FDTD 등가 전원 모델들의 상호 관계를 제시하였다. FDTD 등가 전원 모델들의 적용방법에 따라 동축 급전된 원추형 모노폴 안테나의 시간영역과 주파수영역 응답을 수치계산하였다. 또한, FDTD 모의계산의 정확성과 효율성에 대한 비교 결과를 제시하였다.
본 논문에서는 유한요소법(FEM. Finite Element Method)을 적용하여 coaxial feeding 구조를 가진 접지면 위에 부착된 직육면체형 세라믹 유전체 안테나를 해석하였다. 제안된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 시제품을 제작하여 안테나 특성의 설험 값과 본 프로그램의 해석치를 비교하였으며 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 이로써 본 유한요소 프로그램을 검증할 수 있었고, coaxial feeding 구조를 가진 접지면 위에 부착된 임의의 3차원 안테나 구조불 해석에도 확장이 가능함을 알 수 있었다.
프로브로 급전되는 마이크로스트립 안테나의 경우 급전점에서 급격히 변하는 전류 성분들이 존재하게 되는데, 이러한 성분들은 패치와 프로브 간의 전류의 연속성을 보장해 줄 수 있는 어태치먼트 모드를 사용하여 정확하게 표현될수 있다. 본 논문은 프로브 급전구조를 정확하게 모델링 할 수 있는 어태치먼트 모드를 사용하여 레이돔이 올려진 원형 마아이크로스트립 안테나를 해석하여 반사 계수 및 이득 변화의 영향을 분석하였다.
본 논문에서는 위성통신에서 단일 안테나로 송수신하기 위하여 12.5 GHz와 14.25 GHz 대역에서 각각 동작하 는 이중공진 안테나를 껄계 제작하고 특성을 살며보았으며, 이중 급천구조를 이용함으로써 기폰의 단일 급전 방 식 이중공진 안테나의 문제점인 송수신 신호의 분리 및 단일 편파 특성율 보완하였다. 이중급전 안테나의 방사소 자 경우 방사체의 폭과 길이는 각각의 단일 공진 안테나의 길이가 되고, 급전선의 청합의 경우에는 상대 급천선 에 의한 임피던스의 변화를 최소화시켰다. 또한 이를 배열 안테나로 확장시 공간상의 문제를 해결하기 위해서 마 이크로스트립선로와 동축선로를 혼합한 급전방식을 사용하여 이차원 $2\times2$ 배열 안테나를 껄계 제작하고 방사때 턴 및 주파수 특성 동을 측정하여 두 공진 주파수로 각각 사용 가능함올 확인하였다. 측정된 결과를 살펴보면 공진주파수는 셜계치에서 1.44 % 이하의 오차를 보였으며, 반사손실의 경우 -21 dB 이하의 값올 나타냈으며, 두 포트간 격리도는 또한 -21 dB 이하의 값올 나타냈다. 측정된 방사때턴으로부터 계 산된 directivity는 12.23 dBi를 나타냈으며, 사이드로브 레벨은 elevation 명면은 -12 dB 이하, azimuth 명면 은 -15 dB를 이하의 값을 나타냈다. 또한 교차 편파특성의 경우 elevation 명면과 azimuth 평면 모두 -17 dB 이하의 값을나타냈다.
본 논문에서는 IEEE 802.11a를 대역을 포함하는 고이득, 광대역 마이크로 스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 마이크로스트립 안테나의 대역폭을 넓히기 위해, 첫째 마이크로스트립 라인-동축 프로브 급전 방법을 사용하였고, 직사각형 패치에 U-Slot을 삽입하였다. 다음으로 안테나의 이득을 향상시키기 위해 $2{\times}2$ 배열 구조를 이용하였다. 측정 결과 입력 반사 손실 VSWR 2:1인 범위가 약 1 GHz($5.110{\sim}6.142$ GHz)의 광대역 특성을 나타내었으며, 측정 이득은 E-plane과 H-plane의 5.15 GHz, 5.35 GHz, 5.50 GHz 그리고 5.85 GHz 모두에서 13 dBi 이상 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 5 GHz 대역 무선랜용 광대역, 고이득 패치 안테나를 설계 제작하였다. 마이크로스트립 안테나의 대역폭을 개선하기 위해서 첫 번째 직사각형 패치에 U-Slot을 삽입하여 마이크로스트립 라인-동축 프로브 급전방식으로 급전시켰으며, 두 번째 안테나를 $2{\times}2$ 배열 형태로 구현하여 이득을 개선하였다. 따라서 결과적으로 본 연구에서는 5 GHz 대역 광대역 U-Slot $2{\times}2$ 배열 패치 안테나를 설계 제작한다. 제작된 안테나는 Anritsu 37169A VNA(Vector Network Analyzer)를 사용하여 측정한 결과 입력 반사손실 VSWR 2:1인 범위가 $5.110 GHz{\sim} 6.142 GHz$까지 약 1 GHz라는 광대역 특성을 나타내었다. 또한 5.15 GHz, 5.35 GHz, 5.50 GHz, 5.85 GHz에 대하여 방사패턴을 측정한 결과 E-평면과 H-평면에서 안테나 이득 13 dBi 이상,3 dB 빔폭 $30^{\circ}$이상이라는 특성을 나타내었다.
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 5GHz 전 대역에서 사용 가능한 미앤더 형태의 마이크로스트립 안테나를 설계하고 제작하였다. 미앤더 형태의 안테나에 공기층을 삽입하고 동축 급전을 주어 VSWR<2에서 충분한 대역을 얻고자 하였다. 미앤더 라인의 길이와 폭, 동축급전의 위치 및 공기층의 두께를 변화시키면서 시뮬레이션 하였으며, 최적화된 파라미터를 가지고 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나의 측정 결과는 VSWR<2에서 약 1GHz의 $17.5\%$의 대역폭을 얻었으며, $7.3\sim9.5$ dEi의 이득과 Broad한 방사패턴을 얻었다.
본 논문에서는 금속 환경에서 사용이 가능한 RFID 국제 규격인 910MHz 대역에서 최상의 성능을 갖는 미앤더 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 안테나에 부착되는 상용 태그 칩과 정합을 위해 사각 형태의 급전부를 본체에 연결하였으며, 사각 형태의 급전부를 본체 안에 위치하였고, 안테나의 복수부인 본체를 효과적으로 축소하기 위하여 패치의 소자를 증가시켜 다중의 미앤더 형태로 설계하였다. 제안된 안테나의 크기와 접은 횟수에 따른 대역폭, 효율, 인식 거리 등의 특성을 비교 분석하였다. 측정결과 안테나의 크기와 미앤더 형태로 접은 횟수에 따른 효율 및 이득 특성 변화가 안테나의 인식 거리에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 IE3D를 기반으로 하는 새로운 PSO를 사용해 이동통신용 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 본 논문의 목적은 이동통신용 급전 사각형 마이크로스트립 안테나를 설계하고, 대역폭의 복사 매개변수에 대한 안테나 크기(길이, 폭) 및 기판 매개변수 상대 유전 상수(${\varepsilon}r$), 기판 두께의 영향을 연구하여 이동통신용에 적합한 안테나를 설계하는 것이다. 안테나 설계 시 대역폭 확보 및 성능 향상을 위해 이중대역 이중 편파 안테나를 사용하였고, 안테나 위상 배열이 용이 하도록 단일 급전 방식을 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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