1.5 cc 이하의 안테나 체적을 갖는 소형 안테나의 이득을 향상시킬 수 있는 3차원 구조의 휴대폰 내장형 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. 소형 안테나 경우, 공진을 위해서 안테나를 복잡하게 구부리게 된다. 이러한 구부림은 전류 상쇄 작용을 발생시킴으로써 결국 이득 감소를 초래한다. 본 연구에서는 안테나의 구부림을 최소화하여 전류 상쇄를 줄였다. 짧은 안테나 길이의 보상과 방사 소자로의 동시 역할을 위해 헤릭스 소자를 사용하였다. 타당성을 입증하기 위하여 1.5 cc 체적으로 설계한 안테나를 프레스 공법으로 제작하여 2중 대역 휴대폰에 적용하였다. 측정 결과, GSM/USPCS 대역에서 슬라이드 다운 및 업일 때 효율과 이득은 각각 최대 27.73 %, 46.84 % 및 0.29 dBi, 2.27 dBi로 소형임에도 불구하고 양호한 특성이 나타났다. 방사 패턴은 2대역 모두 H-면 전방향성 특성을 보였다.
In this paper, we proposes a internal antenna for wireless DVI dongle device using the folded monopole structure. The proposed antenna uses a basic structure of spiral and monopole. The antenna optimized for parameters length, gap, width, and rectangle of folded monopole antenna using the spiral structure. To confirm the characteristics of the antenna parameters, HFSS from ANSYS Inc. was used for the analysis. We used an FR4 dielectric substrate with a dielectric constant of 4.4. The DVI dongle size of the proposed antenna is $50{\times}40{\times}1.6mm$, and the size of the antenna area is $10{\times}40mm$. There is a value of return loss less then -10dB in 2.4GHz and 5.8GHz, band and the maximum antenna gain is -4.13dBi. The utilization possibility of the wireless DVI Dongle antenna have a folded monopole with spiral shape could be confirmed according to compare and analyze the simulation and measurement data.
본 논문에서는 실제 이동통신 단말기에 적용 가능한 다중대역 폴디드 모노폴 내장형 안테나를 제안하였다. 기존에 제안되었던 폴디드 모노폴 안테나와 달리 다중 공진 특성을 나타내고, 고주파수 대 역에서는 일반적인 모노폴 안테나와 같이 광대역 특성을 가진다. 제작된 안테나의 측정된 대역폭은 정재파비 3 이하 기준으로 저주파수 대역과 고주파수 대역에서 각각 180 MHz와 1,880 MHz를 가지며, 현재 상용화되는 모든 서비스 대역(CDMA, GSM, GPS, DCS, PCS, W-CDMA, WiBro, S-DMB)에서 효과적으로 동작하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 휴대폰 단말기 이득 향상을 위한 역파이(IPI) 급전 안테나를 제안하였다. 역 파이 급전 구조는 내장형 안테나의 방사저항을 작게 하고, 전류를 증가시켜 방사효율과 이득을 향상시킨다. 이득 향상을 확인하기 위하여 기존 IFA(Inverted F Antenna)에 역파이 급전을 설계하여 적용하였다. GSM900/DCS1800/PCS1900/WCDMA 대역 U 모델(IFA 타입)에 본 연구를 적용하여 제작하였다. 제작한 안테나는 기존 안테나에 비해 전 대역에서 0.3~2[dB] 이득이 향상됨을 보였다.
In this paper, we proposed a multiband internal antenna for LTE mobile handset that could be used for mobile devices. The proposed antenna has a volume of $50mm(W){\times}21mm(L){\times}5mm(H)$, ground plane size is $60mm(W){\times}100mm(L)$, and covers 9 service frequency bands including LTE(Long Term Evolution) band with VSWR(Vlotage Standing Wave Ratio) less than 3. With rapid change of technologies, people wants to include more function into one device. In addition, each country uses different frequency band for traffic service, it is necessary to design multiband antenna for mobile phone since traveling foreign country needs roaming. And if we can cover several services with one antenna, cost and volume needed for antennas are minimized. A HFSS (High Frequency Structure Simulator) of the Ansoft Corporation based on a finite element method is employed to analyze the proposed antenna in the design process and to compare the simulation and experimental results.
In this paper, a planar sleeve monopole antenna for indoor digital TV reception is presented. The antenna has broadband property with the planar monopole and ground of sleeve. Sleeve monopole and ground conductors of the antenna are on the same plane, and exited through CPW feeding. Sleeve monopole and ground of proposed antenna exist on coplanar plane, and excite as CPW. It used FR4 epoxy dielectric substrate of ${\varepsilon}r=4.4$, and the size is $20[mm]{\times}170[mm]{\times}1.6[mm]$ dimension. So the internal antenna is suitable. The measurement results of the fabricated antenna, return loss is larger than -10 [dB] in 470~806 [MHz]. Maximum gain is 0.59 [dBi] on E-plane at 810 MHz and 1.70 [dBi] on H-plane at 640 [MHz]. Radiation pattern is about the same that of dipole antenna at all frequency.
본 논문에서는 휴대단말기 내장형 GPS(Global Positioning System) 안테나를 설계 제작하였다. 안테나를 소형화하는 방법으로 비유전율이 높은 유전체 기판(${\varepsilon}_r$=90)과 작은 접지면($13{\times}13$ mm)을 사용하였다. 또한 안테나의 수신이득 증대를 위하여 증폭회로가 포함된 능동형으로 구성했다. 제작된 안테나의 특성을 측정한 결과, 안테나의 최대이득은 약 12 dBi, 축비는 3 dB 이하이며 증폭회로의 소비전류는 4 mA 이하이다.
최근 휴대단말기는 다양한 기능이 첨가되고 슬림화와 소형화 추세에 따라 내장형 안테나의 수납공간이 더욱 협소해지고 있다. 또 안테나가 복잡한 부품으로 둘러싸인 단말기 내부의 좁은 공간에 수납됨으로서 대역폭 확보가 어렵고 임피던스가 낮아지게 된다. 게다가 주변의 부품들에 의한 편파 손실이 추가됨으로써 낮은 효율로 인해 원하는 안테나 이득을 발생시키는데 어려움이 따른다. IFA는 모노폴 안테나를 변형시킨 ILA(Inverted L Antenna)를 기본으로 하는 낮은 프로파일(low profile) 구조의 안테나로, 휴대폰 내장형 안테나에 적합한 여러 장점을 가지고 있으나 모노폴 안테나에 비해 이득이 떨어지고 대역폭이 좁은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 커플링 급전 구조를 사용한 블레이드 하이브리드 안테나를 제안한다.
In this paper, we proposed an internal multiband loop embedded monopole antenna for mobile handset that could be used for smart phones. The proposed antenna has a volume of 40 mm(W) ${\times}$ 15 mm(L) ${\times}$ 5 mm(H), ground plane size is 40 mm(W) ${\times}$ 80 mm(L), and covers the GSM900 (Global System for Mobile communications : 880-960 MHz), K-PCS (Korea-Personal Communications Service : 1750-1870 MHz), US-PCS (US Personal Communications Service : 1850-1990 MHz), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access : 1920-2170 MHz), Wibro (2300-2390 MHz), Bluetooth (2400-2483 MHz) and WLAN (Wireless Local Area Network : 2400-2483.5 MHz) bands for VSWR (voltage standing wave ration) less than 3. The proposed loop adding design at middle section of longest branch showed wide impedance bandwidth for the lowest resonance frequency band. The proposed antenna have a lowest resonance frequency band from 738 MHz to 1075 MHz for S11 value of -6dB. A HFSS (High Frequency Structure Simulator) of the Ansys Corporation based on a finite element method is employed to analyze the proposed antenna in the design process and to compare the simulation and experimental results.
본 논문은 TDD(Time Division Duplex) 배열안테나 시스템에서 빔형성을 할 때와 송신 전력을 할당하는 경우에 필요한 송수신 RF 단의 진폭과 위상 오차를 교정하는 평균자동내부순환교정 방법을 제안한다. 제안된 기술은 기존의 부가적인 내부 신호발생기나 외부의 기준신호를 필요로 하지 않으며 송수신기 내부의 스위치와 커플러를 이용하여 배열안테나 RF단을 교정할 수 있는 방법이다. 또한 한 개의 송수신 RF단을 사용한 교정에 의한 오차를 줄이기 위해서 평균송수신 RF단 교정 방법을 제안하였다. 전산모의실험을 통해 DOA(Direction of Arrival)추정 빔형성 알고리즘이 송수신 RF단 교정에 의해 정확한 빔형성이 되는 것을 보였고 송신 전력 할 당시에도 제안된 교정에 의해 비트오류율이 낮아짐을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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