Journal of electromagnetic engineering and science
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제18권1호
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pp.7-12
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2018
This article proposes an ultrahigh frequency band radio frequency identification (RFID) tag antenna for drug runout management that can be used in hospitals. The RFID tag antenna is designed to function as a sensor that alerts drug runout when a drug inside a drip chamber is completely consumed but does not work when a drug remains inside a drop chamber. A previously proposed 915 MHz dipole antenna, is too large to be attached to the drip chamber of a feeding bag. Moreover, the length of the dipole (L) should be increased for conjugate matching with an RFID chip. Therefore, the dipole antenna is downsized so that it can be attached to the drip chamber through a fine meander line structure coupling with a corrugate meander line. A transparent cover is added to enhance the grip force between the designed antenna and the drip chamber and to enable detachment. The dimensions of the completed antenna structure attachable to a drip chamber are 32.59 mm (height) and 13.5 mm (width). The gain reduction due to the decreased antenna length is enhanced. The fabricated antenna shows an average omni-directional read range of 10.65 m on a horizontal plane and has the function of sensing the presence of a drug.
본 논문에서는 실내환경에서 안테나의 빔 폭에 따른 편파 다이버시티 특성을 분석하고, 실내환경에 적합한 편파 다이버시티용 안테나를 제안하기 위하여 소형, 경량, 박형의 지향성 패턴을 갖는 이중편파 마이크로스트 립 배열 안테나를 이용하여 편파 다이버시티 특성을 살펴보았다. 제작된 안테나는 빔 폭이 각각 $70^{\circ}$와 $20^{\circ}$인 $1\times4$ 배열과 $4\times4$ 배열의 안테나이며, 중심주파수는 IMT-2000 주파수대역인 1890 MHz이다. 안테나의 빔 폭 에 따른 특성을 분석하기 위하여, 도파관 구조의 다양한 폭을 지닌 복도에서 측정을 하였으며. 이를 다이폴 안테나를 사용한 공간 다이버시티 기법의 결과와 비교하였다. 측정 및 분석 결과 제작된 지향성을 갖는 이중 편파 마이크로스트립 배열 안테나를 사용한 편파 다이버시티 기법이 공간 다이버시티 기볍보다 환경에 따라 약 1-7 dB이상의 더 높은 다이버시티 이득을 나타냈다. 따라서 실내환경구조에 따른 적합한 지향성 빔 패턴 을 갖는 안테나 및 다이버시티 시스댐 설계에 효과적으로 사용되어질 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는 4개의 다이폴 소자로 구성한 4섹터 지향성 절환 원형 대열 다이폴 안테나의 기본 특성을 검토하고 있다. 이론 해석으로서는 다이폴 소자에 흐르는 미지 전류분포에 관한 연립 적분방정식을 유도하고 해를 Gaterkin의 모멘트 법으로 구하고 있다. 안테나의 방사 지향성이 4섹터로 절환이 가능하도록 하기 위해 급전 및 무급전 소자를 적절히 이용하고 있으며, 무급전 소자의 유포 전류에 의한 원형 배열 안테나의 특성 개선을 위해 급전 소자를 제외한 나머지 무급전 소자들을 단락 또는 개방시킨 경우의 방사 지향성 및 이득 특성 등을 검토하고 있다. 방사 지향성의 측정결과를 이론치와 비교하여 이론해석의 타당성도 확인하고 있다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제19권1호
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pp.20-30
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2019
A wide-band multiple-input multiple-output (MIMO) antenna with dual-band (2.4 and 5 GHz) operation is proposed for premium indoor access points (IAPs). Typically, an omni-directional pattern is used for dipole antennas and a directional radiation pattern is used for patch antennas. In this paper, both antenna types were used to compare their performance with that of the proposed $2{\times}2$ MIMO antenna. We simulated and measured the performance of the MIMO antenna, including the isolation, envelope correlation coefficient (ECC), mean effective gain (MEG) for the IAPs, and the throughput, in order to determine its communication quality. The performance of the antennas was analyzed according to the ECC and MEG. The proposed antenna has sufficient performance and excellent characteristics, making it suitable for IAPs. We analyzed the communication performance of wireless networks using the throughput data of a typical office environment. The network throughput of an 802.11n device was used for the comparison and was conducted according to the antenna type. The results showed that the values of the ECC, MEG, and the throughput have unique characteristics in terms of their directivity, antenna gains, isolation, etc. This paper also discusses the communication performance of various aspects of MIMO in multipath situations.
최근 분산컴퓨팅 시스템은 서로 이질적인 시스템간 상호 연동성 문제를 해결하기 위한 새로운 시스템 아키텍처를 제시하고 있다. 통신시스템과 같이 제한적 실시간, 고성능 및 신뢰성을 요구하는 CORBA는 유연성, 효율성 및 예측성 등이 지원되어야한다. 본 논문에서는 개방형통신시스템용 소프트웨어를 지원하는 효율적인 CORBA 플랫폼 개발을 위해 2가지 방법을 제시한다. 첫째, 동일 호스트상에서 메시지 전달 오버헤드를 최적화하기 위해 공유 메모리 기반의 연동 프로토콜을 제시한다. 둘째, CORBA 플랫폼의 신뢰성 향상을 위해, 구현 객체 데이터베이스를 이용한 네이밍 서비스 서버 구현 방법과 제한적 실시간 특성 제공 방법을 제시한다. 따라서, 제안된 CORBA 플랫폼은 제한적 실시간 특성을 제공하고, 고성능이며 신뢰성 있는 네이밍 서버를 이용한 개방형 통신시스템에 적합한 소프트웨어 플랫폼임을 보인다. 본 논문은 플랫폼의 견고성이 요구되는 개방형통신시스템용 고성능 CORBA 플랫폼 설계 덴 구현에 목적을 둔다.
본 논문에서는 RF 에너지 충전 시스템 기능이 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나(Tag antenna)를 제안한다. 제안된 안테나는 UHF 대역과 Microwave 대역에서 각각 수동형과 능동형의 RFID 태그 안테나로 동작을 한다. 또한 능동형으로 동작하는 Microwave 대역 RFID 태그의 제한된 배터리 용량을 보충하기 위하여 수동형 태그로 동작하는 UHF 대역의 RFID 태그를 위한 RF 신호를 충전 회로에 적용 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나의 특징을 가진다. 제안된 안테나는 UHF 대역 (917~923.5 MHz)과 Microwave 대역 (2.4~2.45 GHz)에서 동작을 위한 $50{\Omega}$의 단일급전이 이용된 다이폴(Dipole) 구조와 미앤더(Meander) 기생 소자들을 이용한 ${\lambda}/2$ 다이폴과 $1{\lambda}$ 다이폴로 각각 동작하는 이중대역 안테나의 특징을 가진다. 다이폴 구조는 Microwave 대역에서 동작을 하며, 다이폴 구조에 추가된 미앤더 기생 소자와 함께 UHF 대역에서 동작을 한다. 즉, Microwave 대역에 대하여 동작하는 다이폴 구조는 UHF 대역에서 동작을 위한 기생 소자들의 간접급전의 역할을 한다. 제작된 안테나는 UHF 대역의 917~923.5 MHz와 Microwave 대역의 2.4~2.45 GHz의 대역에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하며, 또한 전방향적인 방사패턴 (Omni-directional radiation pattern)을 가진다. 안테나의 효율은 UHF 대역에서 45 % 이상, Microwave 대역에서 70 % 이상이며, 각각의 대역에서 0.18 dBi, 2.8 dBi 이상의 최대 이득을 가진다.
본 논문에서는 양방향성 지향성을 갖는 이중 대역 전기적 빔 틸팅 배열 안테나를 설계하였다. 복사소자는 이중 공진이 일어나도록 하고, PCB 기판을 이용한 평면 다이폴로 설계하였다. 각 주 빔을 틸팅하기 위하여 위상 지연기는 광대역으로 동작하여야 하므로 $50\Omega$ 마이크로스트립 선로를 이용한 위상만 변화되도록 설계하였다. 설계 안테나는 $0^{\circ}{\sim}{\pm}8^{\circ}$의 틸팅 각도를 갖는다. 안테나의 설계 규격을 검증하기 위해 배열 안테나를 제작하고 성능을 측정하였으며, 계산결과와 비교적 양호한 결과를 얻었다.
본 논문은 지능형 또는 스마트 안테나 시스템에 사용 할 수 있는 두 종류의 3-D 빔 조향 재구성 안테나를 제안하였다. 제안된 두 안테나는 삼각형(구조1.) 및 원형(구조2.)의 루프 구조와 구부러진 다이폴 안테나의 결합형 구조를 갖는다. 제안된 안테나는 하나의 안테나 소자로 4개의 스위치 동작에 따라 xy-평면으로 3개의 빔 State (0, 1, 2) 뿐만 아니라 xz-평면으로 3개의 빔 State (3, 4, 5) 도합 6개의 방향으로 빔 조향이 가능하다. 안테나 구조1.은 급전부를 기준으로 대칭인 평형구조이며, 그라운드가 없기 때문에 다이폴 안테나와 유사한 이득을 가진다. 또한, 구조2.는 반원형태의 CPWG급전 그라운드(반사판)를 이용하여 지향성이 향상된 불 평형 구조를 갖는다. 동작 주파수는 2.5 GHz (구조1.), 2.55 GHz (구조2.)이며, 최대이득은 1.04 ~ 2,06 dBi (구조1.:전방향성 빔), 1.6 ~ 4 dBi (구조2.:지향성빔) 이다. 또한 xy-평면과 xz-평면 각각의 전체 반 전력빔폭(HPBW)은 구조1.에서 $160^{\circ}$ 이상 그리고 구조2.에서 $125^{\circ}$ 이상의 넓은 빔 폭을 갖는다.
본 논문에서는 무선통신기기에서 필수적으로 사용되는 안테나의 근접 전자기장 변화에 의한 반사계수의 변화를 토대로 하여 사람의 심박신호를 검출한다. 반사되는 신호를 검출하기 위하여 20 dB의 directional coupler를 사용하여 송신신호에 영향을 주지 않고 안테나의 반사계수를 검출하는 회로를 사용하였다. 사람의 심박에 의한 다이폴 안테나의 반사계수는 약 0.07 dB 가량 변하게 되어 검출하기 어려우므로, 민감도를 향상시키는 방법을 적용하여 심박신호를 깨끗하게 잡아내었다. Discrete한 소자의 사용으로 오차가 발생하는 것을 감안하여 안테나의 위치를 움직여 최적 지점에서 더 좋은 심박신호의 결과를 나타내는 것을 확인하였고, 일반적인 통신신호에서도 가능한지 확인하기 위하여 4 MHz 대역의 FM신호를 사용하여 잘 동작하는 것을 검증하였다.
콘크리트 터널 라이닝의 배면 공동은 구조물의 붕괴로까지 이어질 가능성이 있다. 이와 같은 공동을 비파괴로 조사하기 위한 방법 중의 하나가 레이더법이다. 본 연구는 레이더를 이용해 공동을 정량적이고 효율적으로 검사하기 위한 것이다. 본 목적에 부합되도록 3 다이폴 안테나 방식의 레이더를 이용해 특정된 공동의 방향성과 형상을 추정할 수 있는 해석방법을 제안하였다. 이를 위해 3 다이폴 안테나로부터 얻을 수 있는 전자파의 편파모드방식의 해석방법을 이용해 다양한 방향성과 기하학적형상을 갖는 공동에 대하여 측정 및 해석을 수행하였다. 그 결과, 전자파의 각 편파모드가 공동의 기하학적 특성에 따라 다르게 응답하는 것을 확인하였고, 이를 통해 특정된 공동의 방향성 및 기하학적 형상을 구분하는 것이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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