• ETRI Journal
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• 제36권6호
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• pp.1062-1065
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• 2014

A novel substrate-integrated waveguide (SIW) cavity-backed slot antenna is proposed in this study to achieve enhanced-gain performance. The peak gain is remarkably improved with the use of an SIW cavity and metallic superstrate. The superstrate comprises a single rectangular slot window and two half-wavelength patches. The gain can be enhanced by combining the in-phase radiating fields. Further, the 10 dB bandwidth of the proposed antenna ranges from 2.32 GHz to 2.49 GHz, which covers the wireless local area network band. The measured peak gain is 9.44 dBi at 2.42 GHz.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1780-1785
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• 2015

In this paper, the adaptive particle swarm optimization (APSO) algorithm is employed to design a gain-enhanced antenna with a reflector for energy harvesting. We placed the reflector below the main radiating element. Its back-radiated field is reflected and added to the forward radiated field, which could increase the antenna gain. We adopt the adaptive particle swarm optimization (APSO) algorithm, which improves the speed of convergence with a high frequency solver. The result shows that performance of the optimized design successfully satisfied the design goal of the frequency band, gain and axial ratio.

• ETRI Journal
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• 제25권5호
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• pp.407-411
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• 2003

A dielectric superstrate layer above a microstrip patch antenna has remarkable effects on its gain and resonant characteristics. This paper experimentally investigates the effect of a superstrate layer for high gain on microstrip patch antennas. We measured the gain of antennas with and without a superstrate and found that the gain of a single patch with a superstrate was enhanced by about 4 dBi over the one without a superstrate at 12 GHz. The impedance bandwidths of a single patch with and without a superstrate for VSWR < 2 were above 11%. The designed $2{\times}8$ array antenna using a superstrate had a high gain of over 22.5 dB and a wide impedance bandwidth of over 17%.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권2호
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• pp.74-78
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• 2014

This paper presents a modified TEM horn that improves radiation characteristics at a low frequency region. The proposed antenna consists of an asymmetric TEM (ATEM) horn and a loop structure with an elliptical shape. The bandwidth and gain at low frequency region can be enhanced by using the ATEM horn configuration and adding a loop structure with an elliptical shape to the ATEM horn. The bandwidth of the proposed antenna is from 2.14 to over 20 GHz, whereas that of the conventional TEM horn is from 2.7 to over 20 GHz, where the dimensions of both antennas are the same except for the thickness of the loop structure. The physical and electrical dimensions of the proposed antenna are $60mm{\times}62.5mm{\times}64mm$ ($width{\times}height{\times}length$) and $0.428{\lambda}_L{\times}0.445{\lambda}_L{\times}0.456{\lambda}_L$, where ${\lambda}_L$ corresponds to the lowest frequency of the bandwidth. The realized gain of the proposed antenna is improved by 0.802 dB on average at the low frequency region (2 to 8 GHz), where the maximum gain increase is 2.932 dB when compared to a conventional TEM horn.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.252-258
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• 2017

본 논문에서는 변형된 밸런과 두 개의 도파기를 이용하여 이중 다이폴 준-야기 안테나(double-dipole quasi-Yagi antenna; DDQYA)의 대역폭과 이득을 향상시키는 방법에 관하여 연구하였다. 제안된 DDQYA 안테나는 두 개의 서로 다른 길이의 스트립 다이폴 안테나, 접지 반사기, 두 개의 도파기로 구성된다. 대역폭을 늘리기 위해 변형된 밸런을 사용하였고, 중간 및 고주파수 대역에서 이득을 높이기 위해 두 개의 도파기를 추가하였다. 첫 번째 도파기의 길이와 폭에 따른 안테나의 특성 변화를 분석하여 1.60-2.90 GHz 대역에서 7 dBi이상의 이득을 얻기 위한 최종 설계 변수를 얻었다. 최종 설계된 DDQYA 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 대역은 1.57-3.00 GHz이고, 1.60-2.90 GHz 대역에서 이득이 7.1-7.8 dBi로 7 dBi 이상을 유지하는 것을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권2호
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• pp.134-142
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• 2016

This paper proposes a technique for improving the conventional conical horn antenna for the X-band frequency using metamaterial on a wire medium structure. The main idea of this research is the application of the wire medium metamaterial to the conical horn's aperture for the enhancement of the horn's gain; this is done without changing the antenna's dimensions. The results show that the wire medium structure can increase the gain of a conventional conical horn antenna from approximately 17.7 dB to 20.9 dB (an increase of approximately 3.2 dB). A prototype antenna was fabricated, and its fundamental parameters including its reflection coefficient ($S_{11}$), radiation patterns, and directive gain were measured. The simulated and measured results were very good. The wire medium structure of the proposed antenna improved the radiation pattern, enhanced the directivity, increased the gain, and reduced the side lobe level using a simple integrated wire medium structure.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.784-795
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• 2007

본 논문에서는 휴대폰용 내장형 PIFA 형태를 바탕으로 안테나 면을 4개의 element로 나눔으로써 넓은 대역폭과 향상된 이득 특성을 갖는 multi element 안테나를 제안하였으며, CDMA 대역인 $824{\sim}896MHz$와 RFID 대역인 $908.5{\sim}914MHz$를 동시에 만족하도록 설계하였다. 제안된 안테나의 크기는 $35{\times}15{\times}5mm^3$로 S사 A 모델의 케이스를 바탕으로 설계되었으며, 각 element를 안테나 안쪽으로 접어 넣음으로써 안테나의 소형화를 이루었다. 안테나의 광대역 및 향상된 이득 특성을 얻기 위해 안테나의 면을 4개의 element로 나누었다. 그 결과 전류의 패스가 길어지고 나뉘어짐에 따라, 안테나의 중심 주파수가 낮아지고 대역폭이 넓어지는 특성을 보였다. 또한, 안테나를 여러 개의 element로 나눔으로써 좀 더 고른 전류 분포를 갖게 되어 안테나의 효율이 향상되고 이득 값이 향상되는 특성을 가질 수 있었다. 좀 더 고른 전류 분포를 유도하여 안테나의 효율을 향상시키기 위해 전류가 각 element로 직접 전달되도록 급전 점에 변화를 주었다. 그 결과, 안테나의 이득 값이 더욱 향상되었으며, 급전 구조에 변화를 주면서 element를 4개로 설계하여 그 특성을 고찰한 결과, 가장 높은 이득 값을 보임을 확인하였다. 안테나의 이득 값을 유지한 상태로 소형화하기 위해 전류 방향을 고려하여 안테나의 각 element를 안테나의 앞면은 아래쪽으로 양 옆면은 안테나의 안쪽으로 접어 넣었다. 또한, 급전 위치를 조절하여 안테나의 공진 길이를 늘리기 위해 급전 점의 위치를 접지면의 윗부분에 배치하였다. 케이스를 고려하지 않은 상태로 원하는 안테나 특성을 얻었다고 하더라도, 케이스에 부착되면 주파수가 이동되고 원하는 주파수 대역에서 안테나 이득 값이 저하되기 때문에 휴대폰 케이스에 부착 시 $150{\sim}200MHz$의 주파수 이동이 발생함을 확인한 후에 1.08 GHz에 공진 주파수가 나타나도록 설계하였으며, 공진 주파수에서의 측정된 최대 이득 값은 3.1 dBi를 나타내었다. 케이스를 고려하여 측정한 경우, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 $0.824{\sim}0.936GHz$로 110 MHz의 대역폭을 갖고 CDMA 대역과 RFID 대역을 동시에 만족할 수 있음을 나타내었다. 측정된 이득 값은 최소 -3.4 dBi에서 최대 -0.5 dBi를 나타내었고, 무지향성 패턴을 보임을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권3호
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• pp.227-233
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• 2011

This paper describes the development of a broadband quasi-Yagi antenna using a folded dipole driver. The antenna is designed on a low-permittivity substrate to reduce the surface wave effect, and hence the gain can be enhanced easily by adding directors. The folded dipole driver is connected to a 50-${\Omega}$ microstripline via a simple broadband microstrip-to-coplanar stripline transition with a quarter radial stub. The key motivation for the use of a folded dipole is to increase the input impedance at the driver, allowing a smaller mismatch loss between the antenna driver and the coplanar stripline feed. The proposed antenna has a measured bandwidth of 4.67~6.26 GHz for the -10 dB reflection coefficient, and a flat gain of 4.86~5.15 dB within the bandwidth.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.1000-1006
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• 2006

정사각형 혼 안테나의 개구면을 $3{\times}3$의 도체 격자로 분할하여 이득을 개선하였다. 개구면상의 균일한 필드 분포를 얻기 위해서, 중앙과 가장자리의 격자에 두께가 서로 다른 유전체 판을 삽입하여 위상을 보상하였다. 12.5GHz 대역의 혼 안테나를 설계하여 FDTD 방법으로 개구면의 필드 분포를 해석하였고, 이로부터 복사 패턴을 계산하였다. 실제 측정한 결과, 격자형 개구면을 갖는 안테나의 이득은 18 dBi로 일반적인 혼에 비해 이득이 약 2 dB 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.59-60
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• 2017

본 논문에서는 변형된 밸런, 한 개의 도파기, 두 개의 기생 패치를 이용하여 이중 직렬-급전 다이폴 쌍 안테나(series-fed dipole pair antenna; SDPA)의 대역폭과 이득을 향상시키는 방법에 관하여 연구하였다. 제안된 SDPA는 두 개의 서로 다른 길이의 스트립 다이폴 안테나, 접지 반사기, 한 개의 도파기, 두 개의 기생 패치로 구성된다. 대역폭을 늘리기 위해 변형된 밸런을 사용하였고, 중간 및 고주파수 대역에서 이득을 높이기 위해 한 개의 도파기와 두 개의 기생 패치를 추가하였다. 최종설계된 SDPA를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 대역은 1.56-3.10 GHz이고, 1.55-3.00 GHz 대역에서 이득이 7dBi 이상을 유지하는 것을 확인하였다.