• 제목/요약/키워드: Omni-Directional Radiation Pattern

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마이크로스트립 급전 무선랜용 이중대역 모노폴 안테나 설계 (Design of Microstrip-fed Dual Band Monopole Antenna for WLAN)

  • 남주열;이영순
    • 한국항행학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.490-495
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    • 2016
  • 본 논문에서는 무선랜 2.4 GHz 대역 (2.4 ~ 2.484 GHz), 및 5 GHz 대역의 (5.15 ~ 5.825 GHz) 이중 대역용 마이크로 스트립 급전 인쇄형 모노폴 안테나를 제안하였다. 간결한 구조 및 우수한 무지향성 방사패턴을 얻기 위하여 2.4 GHz 모노폴 안테나에 5 GHz 대역 임피던스 정합을 위해 접지면과 이격되는 수정된 역 L-형 슬롯이 에칭된다. 제안된 안테나는 크기가 $30{\times}45mm^2$, 두께는 1.6 mm, 유전상수가 4.3인 FR4 기판에 설계 및 제작 되었다. 제안된 안테나의 제작 및 측정 결과, 임피던스 대역폭(${\mid}S_{11}{\mid}{\leq}-10dB$)이 2.4 GHz 대역에서는 270 MHz (2.22 ~ 2.48 GHz), 5 GHz 대역에서는 890 MHz (5.08 ~ 5.97 GHz)인 대역폭을 얻을 수 있었다. 특히 두 대역에서 안정되고 우수한 무지향성 방사패턴을 얻을 수 있었으며, 또한 약 4dBi 이상의 높은 이득을 얻을 수 있었다.

전환특성을 이용한 삼중대역 인쇄형 안테나 (Triple-band printed antenna based upon switching properties)

  • 이영순;유진하
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.197-203
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    • 2011
  • 본 논문에서는 휴대단말기에서 GSM900, PCS1900서비스와 Bluetooth나 Wi-Fi서비스를 위한 삼중대역 안테나를 제안하였다. 본 논문의 안테나는 공진길이가 ${\lambda}/4$인 역-F안테나와 공진길이가 ${\lambda}/2$인 루프안테나 사이를 전환하는 구조이다. 이를 통하여 하나의 인쇄패턴으로 삼중대역을 구현하였다. 역-F구조일 때는 GSM900대역을 만족하였고 루프구조일 때는 PCS1900대역을 만족하였으며 역-F구조에서 추가로 발생하는 공진으로 Bluetooth (또는 Wi-Fi)대역을 만족하였다. 제작된 안테나는 각 대역에서 10dB이하의 반사손실을 가지며 각 대역의 중심주파수를 기준으로 80%이상의 높은 효율을 가진다. 또한 휴대단말기의 사용에 적합한 무지향성의 방사 특성을 보인다.

절반의 X-슬롯을 가진 무선랜용 이중대역 모노폴 안테나 (Dual-band Monopole Antenna with Half X-slot for WLAN)

  • 신동기;이영순
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.449-455
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    • 2018
  • 본 논문에서는 소형화를 위해 방사패치에 절반으로 절단된 X-슬롯을 가지며, WLAN 이중대역인 2.4 GHz 대역 (2.4 ~ 2.484 GHz) 및 5 GHz 대역 (5.15 ~ 5.825 GHz)용 마이크로스트립 급전 모노폴 안테나를 제안하였다. 여러 파라미터들의 수치들을 최적화하여 주파수 특성을 만족하였으며, 5 GHz 대역의 반사손실 개선을 위해 DGS (defected ground structure)를 사용하였다. 제안된 안테나는 크기가 $24{\times}41mm^2$, 두께는 1.6 mm, 유전상수가 4.3인 FR-4 기판에 설계 및 제작 되었다. 제안된 안테나의 제작 및 측정 결과, 임피던스 대역폭(${\mid}S_{11}{\mid}{\leq}-10dB$)이 2.4 GHz 대역에서는 약 450 MHz (2.27 ~ 2.72 GHz), 5 GHz 대역에서는 약 1340 MHz (4.79 ~ 6.13 GHz)인 대역폭을 얻어 제안한 두 대역의 IEEE 규격(IEEE 802. 11n)을 충분히 만족하는 안테나를 구현했다. 특히 두 대역에서 안정되고 비교적 좋은 무지향성 경향의 방사패턴을 얻을 수 있었으며, 각 대역에서의 안테나 이득은 각각 1.31, 1.98 dBi 임을 확인할 수 있었다.

기생소자에 의한 소형 평면 맴돌이형 모노폴 안테나 (Small-sized Planar Spiral Monopole Antennas by Using Parasitic Elements)

  • 이현규;이택경;장원호;강연덕
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.563-570
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    • 2005
  • 본 논문에서는 기생소자를 사용하여 소형화된 평면형 맴돌이형 모노폴 안테나를 제안한다. 이 기생소자는 십자형태의 스트립과 L자 형태로 구부러진 스트립으로 구성되며 방사체가 있는 기판의 반대면에 인쇄된다. 이 기생소자를 적용시 맴돌이형 모노폴 안테나는 기생소자가 없는 모노폴 안테나에 비해 $32\%$의 안테나크기 축소 효과를 가진다. 또한 이 안테나의 수평 단면 복사 패턴은 일반적인 모노폴 안테나에서 요구되는 등방향성을 유지한다. 제안된 안테나는 TV 채널 12번을 사용하는 지상파 digital multimedia broadcasting(DMB) 수신기용으로 설계되었다.

수평 원형 디스크가 로딩된 반원 디스크 초광대역 모노폴 안테나 (Vertically Half Disc-Loaded Ultrawideband Monopole Antenna (VHDMA) with Horizontally Top-Loaded Small Disc)

  • 이재욱;조춘식;김종면
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.1051-1061
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    • 2004
  • 본 논문에서는 반원형 및 반타원형 디스크가 급전점에 수직으로 로딩된 단순한 광대역 모노폴 안테나 구조에 급전점에는 추가적인 공진 구조를, 수직 모노폴 안테나의 끝단에는 수평으로 추가적인 소형 디스크가 로딩되는 초광대역 안테나의 특성에 관하여 시뮬레이션과 측정이 수행되었다. 설계된 초광대역 송신용 안테나로부터 가우시안 펄스의 전달 특성에 관하여 살펴보며 제안된 안테나의 수평방향을 단면으로 보았을 경우의 복사패턴이 등방향성 응답을 가짐을 알 수 있었다. 더욱이, 측정 및 시뮬레이션 결과로부터 소형이면서 광대역 특성을 보임을 알 수 있다. 제안된 수평방향의 소형 디스크가 장착된 반원형 디스크 모노폴 안테나의 측정결과로부터, 크기와 전기적인 성능 측면에서 살펴보았을 때 제안된 구조가 단순히 원형 디스크가 수직으로 로딩된 모노폴 안테나에 비해 견줄만 함을 알 수 있었다. 특히 본 논문을 통하여 제작된 안테나는 PCB를 이용한 프린팅 안테나에서 자주 발생되는 표면파 손실 및 유전체 손실과 같은 현상이 발생되지 않으므로 Return Loss의 성능이 곧 복사되는 효율과 밀접한 관계가 있다.

소형화된 CPW 급전 폴디드 슬롯 안테나 (Miniaturized CPW-fed Folded Slot Antenna)

  • 우희성;신동기;이영순
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.142-147
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    • 2020
  • 본 논문에서는 WCDMA (1.92 ~ 2.17 GHz) 용 개방 종단된 슬롯을 가지는 소형화된 CPW 급전 폴디드 슬롯 안테나를 새롭게 제안하였다. 안테나의 소형화를 위해 개방 종단된 슬롯과 비대칭 접지면이 사용되었으며, 안테나의 크기는 35×70 ㎟, 두께는 1.6 mm, 유전상수가 4.3인 FR-4 기판에 설계 및 제작 되었다. 제안하는 안테나의 측정된 임피던스 대역폭(|S11|≤-10dB)은 400 MHz (1.86 GHz ~ 2.26 GHz)를 얻어 충분히 사용하고자 하는 대역을 만족했다. 또한 안테나의 이득은 2 dBi이고, 방사패턴은 다이폴 안테나와 유사하게 E-Plane에서 8자 형태를 H-plane에서는 무지향 패턴을 보여 방향에 따른 수신 전계강도의 변화가 없어야하는 무선통신기기 및 이동통신단말기에 유용하게 활용이 될 수 있을 것으로 기대된다.

지그비 통신용 PCB 내장형 슬롯 안테나 (Slot Antenna Embedded in a PCB for Zigbee Communication)

  • 우희성;신동기;이영순
    • 한국항행학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.223-228
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    • 2021
  • 본 논문에서는 지그비 통신 (2.4 ~ 2.484 GHz) 을 위한 마이크로스트립 급전 구조를 가지는 PCB 내장형 슬롯 형태의 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 유전상수 4.3, 유전체 두께 1.6mm 의 FR4 기판에 50×65 mm2의 크기 중 상단 32.8×15.5 mm2의 공간을 이용하였다. 모의 실험을 통해 파라미터들의 경향을 분석하여 최적화하였으며, 크게 3개로 구성된 슬롯들이 해당 주파수 대역을 만족시킨다. 제작된 안테나의 측정 결과로 임피던스 대역폭(|S11| ≤ -10dB)이 지그비 2.4 GHz 대역에서 900 MHz ( 2 ~ 2.9 GHz ) 를 얻어 충분히 사용하고자 하는 지그비 대역을 모두 포함한다. 또한 방사패턴은 E, H-plane에서 모두 무지향성 특성을 보였고 1.782 dBi의 이득을 확인하였다.

휴대 단말기용 내장형 FM 라디오 안테나의 설계 (Design of Internal FM Radio Antenna for Mobile Terminal)

  • 한승목;민경식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.493-500
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    • 2008
  • 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.

CDMA/WLAN 겸용 CPW 급전 인쇄형 모노폴 안테나 설계 (Design of CPW-Fed Printed Monopole Antenna for CDMA/WLAN)

  • 남주열;송원호;이영순
    • 한국항행학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.623-629
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    • 2015
  • 본 논문에서 CDMA (1.85~2.12 GHz) 및 2.4 GHz WLAN (2.4~2.484 GHz) 이중대역 사용이 가능하면서 무지향성 방사패턴을 가질 수 있도록 역 L-형 슬롯을 가진 CPW (coplanar waveguide) 급전 인쇄형 모노폴 안테나를 새롭게 제안하였다. 제안된 안테나는 2.4 GHz WLAN (wireless local area network) 대역에서 임피던스 대역폭을 증가시키기 위해 기존의 n-형 슬롯을 대신하여 역 L-형 슬롯이 인쇄된 방사 모노폴에 에칭 된다. 제안된 안테나는 크기가 $50{\times}25mm^2$이고 두께가 1.6 mm, 유전상수가 4.4인 FR4 기판의 한쪽 면에서 설계 및 제작되었다. 제작된 안테나의 측정결과, 임피던스 대역폭($S_{11}{\leq}-10dB$)이 CDMA (code division multiple access) 주파수 대역에서는 280 MHz (1.84~2.12 GHz), WLAN 주파수 대역에서는 420 MHz (2.38~2.8 GHz)인 대역폭을 얻을 수 있었다. 역 L-형 슬롯 사용의 결과로 WLAN 대역에서 기존의 n-형 슬롯의 사용결과 140 MHz (2.39~2.53 GHz)에 비해 대역폭이 3배가량 증가된 점은 주목할 만한 결과이다. 또한 사용 주파수 전 대역에서 좋은 무지향성 방사패턴을 얻을 수 있었다.

T형 스터브로 정합된 CPW급전 소형 슬롯 안테나 (CPW-fed Compact Slot Antenna Matched by T-shaped Stub)

  • 이종익;여준호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.3140-3145
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    • 2012
  • 본 논문에서는 코프래너 도파관(CPW)으로 급전된 소형 슬롯 안테나 설계방법에 대하여 연구하였다. 폭이 좁은 직사각형 슬롯에 삽입된 T형 튜닝 스트립의 위치, 폭, 길이를 조절하여 슬롯 안테나와 CPW 급전선이 임피던스 정합되도록 하였다. 슬롯의 길이 변화로 공진 주파수를 조절할 수 있고, 슬롯을 구부려서 소형화할 수 있다. 소형 슬롯 안테나의 공진 주파수와 임피던스 특성이 반 파장 슬롯 안테나와 비교하여 큰 변화가 없으므로 소형화 설계가 용이하다. 2.45 GHz ISM 대역용으로 소형 슬롯 안테나를 설계하고, FR4 기판(비유전율=4.4, 두께 0.8 mm) 상에 제작한 후 특성을 실험하였다. 측정된 결과들은 시뮬레이션과 잘 일치하여 본 연구의 타당성을 검증하였다. 제작된 소형 슬롯 안테나의 정재파비(SWR)가 2이하인 대역폭은 200 MHz(=2.32-2.52 GHz)로서 ISM 대역(2.4-2.48 GHz)용으로 적합하다. 측정된 복사패턴은 모노폴과 유사하게 E-면에서 8자형 지향성 패턴을 보이고, H-면내에서는 거의 무지향성 패턴을 보이며, 이득은 2.0 dBi 이므로 무선 랜, RFID, 휴대단말기용 안테나 등으로 응용이 적합할 것으로 기대된다.