In this paper, stochastic optimization algorithms of PSO (Particle Swarm Optimization) and APSO (Adaptive Particle Swam Optimization) are studied and compared. It is revealed that the APSO provides faster convergence and better search efficiency than the conventional PSO when they are adopted to find the global minimum of a two-dimensional function. The advantages of the APSO comes from the ability to control the inertia weight, and acceleration coefficients. To verify that the APSO is working better than the standard PSO, the design of a 10GHz microstrip patch as one of the elements of a high frequency array antenna is taken as a test-case and shows the optimized result with 5 iterations in the APSO and 28 iterations in th PSO.
본 논문에서는 Dual Band Microstrip Patch 안테나를 제작하였다. 성능 측정을 위해서 슬릿의 위치에 따른 특성을 Ansoft사의 HFSS를 이용하여 시뮬레이션하였고, 이를 바탕으로 GSM과 DCS 주파수 대역을 동시에 만족 시키는 원형 패치 안테나를 인셋(inset) 급전 방식을 이용하여 원하는 중심 주파수에서 공진이 일어나도록 설계 하였다. 그 결과 슬릿과 패치의 간격이 0.5mm, 슬릿의 폭은 1mm, 각도는 $98^{\circ}$일 때 가장 좋은 특성과 각각의 중심주파수에서 $S_{11}$이 -6.85dB, -9.691dB인 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 GPS $L_1(1.575GHz)$과 $L_2(1.227GHz)$ 대역을 수용할 수 있는 새로운 형태의 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 주파수대역 간격이 큰 이중대역 특성을 확보하기 위해 제안된 안테나는 반 파장($L_2$ 대역) 패치 안테나의 윗면에 ${\lambda}/4$($L_1$ 대역)크기의 역 L형 기생소자들을 방사 개구면 양측에 적층하였다. 패치 소자와 기생소자들 간의 커플링을 통하여 공진시킴으로써 선형편파 이중대역 특성을 얻을 수 있었다. 다음으로 GPS의 경우 원형편파를 사용하기 때문에 패치 상에 ${\lambda}/4$($L_1$ 대역) 역 L형 기생소자를 서로 직각으로 시퀀셜 로테이션 기법을 이용하여 적층 시키고, 안테나의 한쪽 대각선 양 끝을 절개하여 원형편파 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 이렇게 설계된 원형편파 안테나의 크기는 $0.43{\lambda}L{\times}0.43{\lambda}L{\times}0.06{\lambda}L$ (여기에서 ${\lambda}L$은 1.227 GHz의 공기 중 한 파장)로 2중 구조 자세를 유지시켰다. -10 dB 대역폭은 GPS $L_1$대역에서 120 MHz(7.6%), GPS $L_2$대역 82.5 MHz(6.7%)로 측정되었으며, 3 dB 축비 대역폭은 172 MHz(10.9%)와 25MHz(2.03%)로 각각 측정되어, 모두 GPS $L_1$과 $L_2$ 대역의 요구대역폭(각각 24 MHz)을 만족한다. 한편 방사 패턴은 모든 주파수에서 마이크로스트립 안테나와 같은 브로드 사이드 패턴 형태를 형성하였다.
본 논문에서는 UWB(ultra wideband) 무선통신 응용을 위해 3GHz의 광대역 무지향성 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 구현하였다. $7.2{\sim}10.2GHz$의 광대역의 밴드를 만족시키기 위해 다중공진 안테나가 설계되었고, 각 공진주파수는 600MHz의 간격을 가지고 7.5, 8.1, 8.7, 9.3, 그리고 9.9GHz의 5개 중심주파수로 분리하였고 광대역 특성을 위해, 각 중심주파수에서 U-slot 안테나가 각각 설계되었다. 설계된 5개의 U-slot 안테나는 3GHz의 대역폭의 다중공진을 위해 병렬로 연결되었고, 임피던스 정합 과정은 7.5GHz 패치안테나와 8.1GHz 패치안테나의 중심주파수인 7.8GHz를 적용하여 전송 선로를 구한 후 같은 방법으로 전송 선로 임피던스 정합을 하여 광대역 매칭 회로가 되도록 설계하였다. 안테나 제작에 이용된 PCB 기판의 비유전율, 기판높이, 손실은 각각 ${\epsilon}_r= 4.8,\;h=0.6$ 그리고 손살탄젠트는 0.0009였다. 제작된 안테나의 방사패턴과 이득은 5개의 중심주파수에서 $1.46{\sim}4.08dBi$의 이득을 나타내었다.
In this paper, a synthesis technique for nonuniform filtering structures to be employed in active integrated antenna layouts is presented. The idea is to suppress the higher harmonic contribution due to the presence of nonlinear components through a nonuniform transmission line properly designed via Orlov's synthesis formula. The theory presented is applied here to synthesize an amplifier-based active antenna layout for wireless local area network (WLAN) purposes working at 2.4 GHz. The numerical results presented show the capabilities of the proposed approach.
이 논문에서는 스캔 기능을 갖는 패브리 패롯형 공진기 안테나에 대해서 다룬다. 제안하는 배열 안테나는 슈퍼스트레이트/PEC 복합체내에 마이크로스트립 급전 어레이를 이용하는 것으로 급전 위상에 따라서 빔 틸트 각도의 제어가 가능하다. 기존의 배열 안테나와 비교하여 안테나 어퍼쳐 크기의 증가로 높은 디렉티비티와 사이드 로브 억압비의 개선을 가져온다.
본 논문에서는 900MHz대역의 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 제안한 마이크로스트립 패치안테나는 안테나 크기, 절단 길이, 급전위치, 공기층의 높이 등과 같은 중요 파라미터를 고려하여 설계하였다. 설계한 마이크로스트립 패치안테나는 915MHz에서 최소의 반사손실을 가지며, 반사손실을 -16dB 이하에서 정재파비가 1.2이하일 경우, 약 26MHz의 대역폭을 확보함을 알 수 있다. 또한, 설계한 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나는 915MHz 중심주파수 대역에서 이득이 6dB이고, 축비가 2.8dB 되어 우수한 특성을 갖는다.
An antenna arrays for a satellite navigation systems require more antenna elements to mitigate multiple jamming signals. In order to maintain the small array size while increasing the number of antenna elements, miniaturization technique is essential for antenna design. In this work, an electrically small circular microstrip patch antenna with a 3 dB hybrid coupler is designed as an element antenna, where the 3 dB hybrid coupler can yield the circularly polarized radiation characteristic. The miniaturized element antenna typically has too large capacitance in GPS L1 and GLONASS G1 bands, making it difficult to match with a single stand-alone non-Foster matching circuit (NFMC) in a stable state. Therefore, we propose a new matching technique, referred to as the hybrid matching method, which consists of a NFMC and a passive circuit. This passive tuning circuit manages reactance of antenna elements at an appropriate capacitance without a pole in the operating frequency range. The antenna array is fabricated, and the measured results show a reflection coefficient of less than -10 dB and an isolation of greater than 50 dB. In addition, peak gain of the proposed antenna is increased by 22.3 dB compared to the antenna without the hybrid matching network.
본 논문에서는 마이크로 스트립의 불연속의 해석시 full-wave FDTD 해석방법이 가지고 있는 긴 계산시간과 많은 양의 메모리를 수직성분 계산방법으로 해석함으로서 줄일 수 있음을 보였다. 이를 확인하기 위하여 마이크로 스트립구조를 갖는 저역통과 필터, 패치안테나, branch-line coupler에 적용하고, 그 특성을 해석하였으며, 이를 기존의 full-wave 방법과 계산시간, 메모리 양을 비교하였다. 그 결과, 본 논문에서 제안된 방법은 기존의 방법에 비하여 계산시간과 메모리 양이 각각 약 50%, 33%가 감소됨을 확인할 수 있었다. 이 방법을 통하여 기존의 FDTD에 비하여 좀더 빠르면서, 적은 양의 메모리가 사용되는 해석이 가능하다.
평면 안테나는 막대형 모노폴 안테나에 비하여 돌출부위가 없으므로 옥외 계측자동화 시설의 데이터 전송에 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 UHF 대역에서는 크기로 인하여 평면 안테나의 사용이 상당히 제한되고 있다. 본 논문에서는 400MHz UHF 대역의 ISM 밴드를 사용하는 AMR(Automatic Meter Reading) 시스템에 적용할 수 있는 평면 안테나의 소형화 설계를 연구하였다. 평면 안테나는 FR-4 기판의 마이크로스트립 패치 구조이며, 소형화는 패치에 슬롯을 장하하여 설계되었다. 먼저 직사각형 슬롯을 사용하여 슬롯이 안테나 소형화에 미치는 영향을 파악한 후 보다 복잡한 형태의 슬롯을 적용하여 UHF 대역에서 37.9% 크기가 감소된 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 야외 설치를 위한 안테나 보호용으로 표면에 에폭시 코팅 처리가 이루어졌으며, 공진 주파수 변화에 대한 에폭시 코팅의 영향도 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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