본 논문에서는 RFID 태그용 UHF밴드 전방향성 안테나를 설계하였다. 전방향 방사특성과 소형화를 위해서 로딩 다이폴을 교차시키는 방법과 구부리진 다이폴을 교차시키는 방법을 나타내었다. 다이폴 간의 급전 위상차를 90도 되게 급전함으로써 E면 방사패턴이 전방향 특성을 갖도록 하였다. 마일라 재질 위에 칩 입력임피던스와 공액 정합되도록 구현한 3종류 안테나에 대한 반사특성은 -10 dB 기준으로 670-1,050 MHz, 700-1,250 MHz 및 600-1,020 MHz의 광대역 특성을 얻었다. E면 및 H면 모두가 무지향인 전방향 방사특성을 보였다.
This paper presents the design of linear and circular polarization baseball- shaped circular microstrip antenna (BCMA) with 3-dimensional structure using perturbation effect to reduce its size, which runs at 1.575GHz frequency bandwidth. As a result, the size of linear polarized antenna could be reduced up to 23.7% in patch diameter and 41.8% in its area. Linear polarized antenna has -26.04dB of return loss, 69MHz(4.38%) of -l0dB bandwidth, 4.51dBd of gain, and its -3dB beamwidth are 99$^{\circ}$ in E-plane, 83$^{\circ}$ in H-plane. Circular polarized antenna has -17.43dB of return loss, 113.7MHz(7.2%) of -l0dB bandwidth, 2dBd of gain, 2dB of axial ratio and its -3dB beamwidth are 87$^{\circ}$, 86$^{\circ}$ x-axis polarized, 80$^{\circ}$, 84$^{\circ}$ y-axis polarized. It has 82mm of diameter, which is 28.5% of linear polarized CMPA. Therefore, in this paper we verified that baseball-shaped 3-dimensional structure of circular microstrip patch antenna applied with perturbation effect is appropriate for miniaturization.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권2호
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pp.108-110
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2017
The global positioning system (GPS) is a useful system in civilian and military applications. However, because of the weak signal, GPS receivers are vulnerable to interference caused by unwanted signals or intentional jammers. To alleviate this issue, a controlled reception pattern antenna (CRPA) array can be employed to adaptively place radiation pattern nulls toward the direction of the signal interference. The performance of the CRPA array improves as the number of antenna elements increases. Therefore, antenna miniaturization is highly desirable for CRPA applications. We designed a compact CRPA array based on seven electrically miniaturized microstrip patch antennas (MPAs) on a 5-inch ground platform. We used a non-Foster matching circuit to match efficiently miniaturized MPAs on an FR-4 substrate. Experimental results show that the non-Foster matching circuit significantly improves such elements of antenna performance as return loss and antenna gain. In addition, we confirmed that the mutual coupling of the proposed CRPA array is less than -45 dB.
본 논문에서는 기존 다이폴 소자 대신에 칸토어(Cantor) 다이폴 소자로 구성된 새로운 타입의 대수 주기 칸토어 다이폴 안테나(LPCDA: Log-Periodic Cantor Dipole Antenna)를 제안하였다. 제안된 안테나는 칸토어 다이폴 소자를 사용함으로써 안테나의 소형화를 실현하였다. 제안된 안테나 타당성을 확인하기 위하여 $1{\sim}4GHz$의 주파수에서 동작하는 LPCDA를 설계하여 기존의 LPDA(Log-Periodic Dipole Antenna) 특성과 비교하였다. 그 결과, LPCDA는 LPDA보다 소자의 길이가 13.3%, 짧으면서도 상한 주파수 부근에서 이득은 약 2dB 증가하고, VSWR은 2이하로 나타났다.
본 논문에서는 UHF 대역($908.5{\sim}914$ MHz)에 사용되는 RFID 태그용 소형 안테나를 원형 루프 안테나로 설계 및 제작하였다. 원형 루프 구조를 미앤더 라인 구조로 변형시킴으로써 원형 루프 안테나의 소형화를 가능하게 하였다. 2단 미앤더 라인 구조를 이용한 소형 원형 루프 안테나의 경우, 안테나 직경이 40 mm로 일반 원형 루프 안테나에 비해 83%의 크기 축소율을 얻었으며, $S_{11}$, -11.9 dB, -10 dB 대역폭 12 MHz(1.3%), 최대 이득 -1.18 dBd의 특성을 얻었다. 또한 알루미늄으로 코팅된 과자 봉지와 같은 평면형 도체에 부착 가능하도록 태그 안테나를 2단 미앤더 라인 구조를 이용하여 반파장 원형 루프 안테나에 적용시킨 반파장 소형 원형 루프 안테나를 고안, 제작하였다. 이 안테나는 접지면을 제외하고 92.1%의 크기 축소율을 얻었으며, $S_{11}$ -16.5 dB, -10 dB 대역폭 48MHz(5%), 최대 이득 -0.58 dBd의 특성을 얻었다. 방사 패턴은 z-y면에서 무지향성 패턴 특성을 나타내었다. 이로써 본 논문에서 제안된 미앤더 라인 구조의 원형 루프 안테나가 RFID 태그 안테나의 소형화에 적합함을 확인하였다.
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.
In this letter, a simple method for reducing the size of a dual-band planar inverted-F antenna (PIFA) is described. This method is based on a coupling capacitor connected in parallel to the PIFA feed conductor. The proposed antenna occupies a small ground clearance of $10mm{\times}5mm$ and is able to provide -10-dB impedance bandwidths of 120 MHz and 760 MHz for 2.45-GHz and 5.5-GHz wireless local area network applications, respectively. The measured antenna efficiencies are 71.8% and 73.6%, averaged over the 2.45-GHz and 5.5-GHz frequency bands, respectively.
본 논문에서는 2.4GHz 블루투스 AP 시스템에 유효한 지향성 안테나를 설계 하였다. 본 지향성 안테나는 소형화를 위해 유전체 기판위에 평면 선형 야기우다 안테나 구조로 되어있다. 제안한 야기우다 안테나의 특성 해석 및 설계에는 상용 시뮬레이터(HFSS)를 사용했으며, 시제작을 통해 유도기배열에 따른 특성을 평가하고 블루투스 AP 시스템에 유효함을 확인하였다. 제안한 지향성 안테나는 다양한 2.4GHz 시스템에도 효과적으로 적용 가능할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 메타구조의 공진기를 이용하여 3.5GHz의 중심주파수를 갖는 S-대역용 원형편파 마이크로 스트립 안테나를 연구하였다. 설계된 안테나는 CST studio를 이용해 패치안테나를 설계한 후 소형화를 위하여 그라운드면에 메타구조의 공진기를 식각하였으며 slot을 사용하여 원형 편파를 구현하였다.
본 논문에서는 WLAN 시스템에 적용 가능한 이중 대역을 갖는 삼중 폴디드 형태의 CPW 급전 방식의 소형 안테나를 제안하였다. 기존 이중 역-L형 안테나를 ㄷ자 형의 패치와 이중 역-L형 안테나로 변경하여 안테나의 소형화에 따른 협대역 특성을 극복하였으며, $16.5mm{\times}29.5mm{\times}1.0mm$의 크기로 2.4 GHz 대역과 5 GHz 대역에서 사용할 수 있도록 최적화하여 설계 및 제작하였다. 두께 1.0 mm의 FR-4 기판으로 제작하였으며, 측정한 결과 이중 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실 값을 얻어 이중 대역 WLAN 시스템용 안테나로서 사용할 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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