본 논문에서는 2.4/5 GHz 이중 대역의 무선 LAN(Local Area Network) 액세스 포인트용으로 크기가 작고 가벼운 이중 공진 안테나를 제안한다. 무선 LAN용 안테나는 전방향성의 방사 패턴 특성을 보여야 한다. 먼저, 제안된 이중 공진 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 얻기 위하여 중심에 직교 역삼각형 소자와 네 개의 공진 소자를 사방으로 위치시켰다. 또한, 중심에 직교 역삼각형 소자를 사용한 구조에서 제작이 용이하고 크기가 작은 안테나를 구성하기 위하여 중심 소자를 판형으로 변경하였다. 제안된 이중 공진 관형 안테나의 측정 결과 사용 주파수 대역에서 -12.8 dB 이하의 특성을 보였다. 이득 측정 결과 2.44 GHz에서 3.17 dBi, 5.77 GHz에서 5.38 dBi의 최대 이득을 나타내었으며 전방향성의 방사 패턴 특성을 보였다. 구현된 안테나는 무선 LAN의 액세스 포인트에 적용 가능한 성능을 나타내었다.
이 논문은 휴대 단말기의 내장형 FM(Frequency Modulation) 라디오 안테나의 설계에 관하여 기술하고 있다. 설계 안테나의 동작 주파수에서의 임피던스를 조절하기 위해서 집중 정수 소자인 R과 L칩 소자를 사용하였다. 안테나 후면의 패치와 스터브는 설계 안테나의 정확한 공진 주파수치 조절과 소형화를 위해 추가하였다. 제작된 안테나의 크기, 측정된 반사 손실, 임피던스, 대역폭, 이득은 각각 $40{\times}70{\times}1$ mm, 99 MHz에서 -23 dB, $55-j7{\Omega}$, -10 dB 이하 22 MHz($88{\sim}110$ MHz), -15 dBi이고, 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 특히 제작된 안테나의 측정 이득은 설계 주파수 대역 내에서 기존의 이어폰 안테나의 이득과 유사한 값을 보였다. 측정된 방사 패턴도 계산된 무지향성 패턴과 잘 일치하였다.
본 논문에서는 VHF 대역 능동 위상 배열안테나를 구현하기 위한 $2{\times}2$ 부배열 안테나 설계에 대해 연구하였다. 야기-우다 안테나가 복사소자로 적용되었으며, 복사소자의 투사기 굵기 및 도파기 길이 등을 최적화하여 대역폭 확장 및 소형화를 달성하였다. 또한, 그리드 반사기를 사용하여 전후방비를 개선하였고, 무게와 바람저항을 감소시켰다. 제작된 $2{\times}2$ 부배열 안테나는 목표대역($0.98{\sim}1.02f_c$)을 충분히 만족하며, 10.61 dBi의 최대 이득 및 26 dB 이상의 양호한 전후방비 특성을 가진다.
본 노문에서는 S밴드 (1.5 3.9 GHz)에서 주로 사용되어지는 마이크로스트립 패치 안테나에서 복사특성의 성능저하를 방지함과 동시에 소형화방법이 연구되었다. 연구는 마이크로스트립 단일 패치 안테나에서 패치의 중앙 부분을 제거함으로써 정사각형 링(Square-ring) 형태를 가지는 마이크로스트립 안테나의 형태에 관하여 수치적인 방법으로 수행되었다. 또한 링 구조를 가지는 정사각형 마이크로스트립 안테나를 연구함에 있어서 안테나 임피던스, 공진주파수, 대역폭 등을 제어하기 위한 부수적인 파라미터들이 연구되었다. 단일 정사각형 링 마이크로스트립안테나에 있어서 패치의 중앙부분이 제거됨에 따라 입력 임피던스가 증가되고, 공진주파수와 대역폭이 감소되는 현상이 관찰되었고, 안테나의 Directivity 에는 적게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 Moment Method 방식의 Zeland 사이의 IE3D 소프트웨어를 이용하여 안테나와 전송선로간의 임피던스 정합과 대역폭의 증가를 위해 다른 개체의 정사각형의 단일 패치와 링 형태의 패치가 각각 쌓아 올려지는 적층(stacked) 구조 형태로 설계, 최적치를 도출하여 단일 패치의 마이크로스트립 안테나보다 향상된 대역폭과 이득을 얻을 수 있음이 연구되었다. 또한 수치적인 시뮬레이션 결과와 실제의 측정을 수행한 결과를 서로 비교함으로써 잘 일치함을 증명하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권2호
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pp.104-112
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2013
A novel miniaturized artificial magnetic conductor (AMC) is proposed for dual-band operation. An AMC unit cell that employs four slots in the metallic patch is used to achieve miniaturization as well as easy control of the second/first resonant frequency ratio, which can be varied from 1.5 to 3.26 by simply changing the slot shape for a given metallic patch size. A dual-band antenna composed of a wideband monopole suspended over the proposed AMC surface is designed and tested to validate this approach. The measurements result in a satisfactory and good matching condition for the dual-band antenna.
"H" 형태의 공진기로서 이루어진 초전도 안테나는 비슷한 크기를 가진 마이크로스트립 안테나에 비하여 소형화에 유리하다. "H"형 초전도 안테나 제작을 위해 rf 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ (YBCO)/MgO 고온초전도 박막을 제조하였으며 표준 식각법을 이용하여 안테나를 형상화 하였다. 일반 금속과의 특성을 비교하기 위해서 동일한 차원의 금 안테나가 제작되었다. 개구 결합 방식을 이용하여 초전도 안테나 패치와 $50{\Omega}$ 급전선을 임피던스 결합을 시켰다. 다양한 종류의 실험 결과가 반사손실, 공진주파수, 특성임피던스 등을 중심으로 보고되었다. H형 초전도 안테나는 금 안테나에 비하여 정재파비에서 0.36 효율에서 24% 반사손실에서 14.6bB 이상 더 우수한 성능을 보여주었다.
본 논문에서는 이동통신 중계용 방향성 다이폴 안테나의 소형화 방안과 다중대역 특성을 가지게 하는 구조를 제안한다. 무지향성의 다이폴 안테나에 평면 반사판을 적용하면 넓은 빔폭의 전면 방향성을 가지게 된다. 방향성 다이폴의 소형화를 위해 반사판의 크기를 줄였고, 이때 생기는 후면 방사 문제를 해결하기 위해 수직 스터브를 제안하였다. 또한, 수직 스터브에 다이폴 방향으로 수평 스터브를 연결하면 다이폴의 유효 전류 길이가 증가하게 되어 안테나를 더욱 소형화할 수가 있다. 현재의 이동통신 서비스 시장의 추세에 따라 안테나를 다중/광대역화하기 위해 서로 다른 주파수에서 동작하는 다이폴 안테나를 전자기 결합하여 다중/광대역 특성을 가지게 설계 하였다.
본 논문에서는 광대역 특성을 가지는 능동위상배열 안테나의 설계, 검증 및 분석에 대하여 기술하였다. 능동위상 배열 안테나를 항공기 혹은 미사일에 적용하려면 배열 안테나의 소형화 및 광각 빔조향 특성을 확보하는 것은 피할 수 없는 안테나 설계 고려 사항이 될 수 있다. 특히 전자적으로 광각 빔조향 시 능동반사계수 특성은 시스템의 생존 및 성능 측면에서 최소화되어야 하는 설계 파라미터이다. 광대역 특성 및 광각 빔조향에 적합한 복사 소자로 본 논문에서는 Step Flared Notch(SFN)를 적용한 배열 구조를 설계하고 구좌표계 θ 각도 기준 최대 40° 빔조향에 따른 능동반사계수를 최소화하였다. 복사소자의 대역폭은 Ka대역에서 능동반사 기준으로 3GHz를 확인하였다. 또한 실제 제작된 8by8 배열 안테나는 근접전계 시험을 통해 복사소자의 단일 패턴을 측정하고, 수학적으로 합성하여 탐색기 시스템에 사용하는 송/수신빔을 예측하여 성능을 분석하였다.
V/UHF대 방향 탐지(DF)용에 적용하기 위하여 9개의 다이폴 소자로 구성된 원형배열 안테나를 연구하였다. 배열 안테나의 전체 크기를 줄이기 위하여 소자는 top-hat 다이폴 형태를 이용하였다. 20-1,300Mhz인 매우 넓은 주파수 범위에서 동작하기 위하여 각 다이폴 소자의 팔(arm)의 중간에 pin diode를 삽입하였다. 이런 형태의 다이폴을 이용하므로 pin diode의 on/off에 따라 다이폴의 실효 길이를 증감할 수 있다. 능동 배열 안테나는 평형 푸시풀 증폭기와 직접 연결되게 설계하므로 수신 감도를 개선할 뿐만 아니라 발룬 역할을 하였다. 그리고 능동 배열 안테나를 설계 및 제작하였고, 측정 결과를 계산 결과와 비교하여 제시하였다.
본 논문은 GSM900, DCS1800, PCS1900 대역을 동시에 만족시킬 수 있는 삼중 대역 안테나 설계에 관한 연구이다. 제안된 구조는 소형화와 견고성을 위해 유전체 위에 2개의 금속 가지를 접어서 만든 형태이다. 금속 가지의 길이를 조정하여 반사 손실을 합성시켜서 광대역을 구현하였다. 안테나의 반사 손실은 모의 실험을 통해 구하였으며, 이를 측정값과 비교하였다. 모의 실험은 상용 툴인 Ansoft사의 HFSS 9를 사용하였고, 수치 비교 결과, 원하는 주파수 대역에서 -10 [dB] 이하의 반사 손실을 얻었다. 또한, 안테나의 이득과 복사 패턴을 원거리장 측정 시스템을 사용하여 전파 무반사실에서 측정하였다. 측정 결과 최대 이득은 3.0 [dBi], 평균 이득은 -1.0 [dBi] 이상의 양호한 특성을 보였으며, 대역 내 2개의 주파수의 복사 패턴은 서로 유사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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