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.
본 논문에서는 수직면내 지향성 패턴 수평면내 무지향성 패턴을 갖는 26 GHz 대 옴니안테나를 반사경 안테나를 이용하여 설계하고 제작하였다. 설계한 안테나의 복사특성을 고찰하기 위하여 개구면전계법을 사용하여 안테나를 해석하고 계산결과를 측정치와 비교하였다. 설계안테나의 측정결과는 계산치에 근접한 것으로 나타났다. 이 논문에서 설계된 안테나는 반사경 옴니안테나로 사용가능하며 복사특성 고찰을 위한 해석방법도 반사경 옴니안테나의 해석에 사용될 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 H 평면에서 전방향성 방사패턴을 갖고 저자세를 갖는 평면형 안테나를 제안하였다. 전기적 소형 모노폴 안테나가 갖는 캐패시턴스 성분에 인덕티브 성분의 ENG(Epsilon Negative) 쉘 구조를 부설함으로써 임피던스를 매칭시켰다. ENG 쉘 구조는 4개의 계단형 L-슬롯으로 대칭된 인덕티브 로딩 구조로 이루어져 있다. 실제측정 결과 제안된 안테나의 임피던스 대역폭 ($VSWR{\leq}2$)은 150MHz (2.5 ~ 2.65GHz)를 나타내었고 최대 방사 이득은 중심 주파수 2.56GHz에서 1.12dBi를 나타내었으며 전방향성 방사패턴을 나타내었다. 제안된 안테나는 저자세 높이와 전방향성 방사를 요구하는 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 원형 버섯 구조에 구부러진 가지가 부착된 전방향성 원형 편파 안테나를 제안한다. 수직 편파와 전방향성의 방사 패턴을 얻기 위해 원형 버섯 구조의 영차 공진을 사용하였고, 수평 편파를 얻기 위해 구부러진 가지를 원형 버섯 구조에 부착하였다. 그리고 수직 편파와 수평 편파간의 $90^{\circ}$ 위상 차이를 위해 구부러진 가지와 원형 버섯 구조 사이에 위상 지연 선로를 삽입하였다. 따라서 제안된 안테나는 전방향성 원형 편파 특성을 가진다. 제안된 안테나는 기존에 보고된 전방향성 원형 편파 안테나에 비해 전기적인 크기가 38% 감소하였다. 또한, 별도의 $90^{\circ}$ 위상 천이기와 이중 급전의 필요 없이 간단하게 디자인이 가능하다. 제안된 안테나는 임피던스 정합과 방사 패턴의 향상을 위해 바주카 발룬을 사용하였다. 좀 더 개선된 3 dB 축비를 얻기 위해 최적화 과정을 거친 결과 린Y 평면에서 3 dB 축비를 만족하는 구간이 $86{\sim}282^{\circ}$로 측정되었다.
In this paper, an ultra-wideband internal antenna for use in mobile applications is proposed. The proposed antenna has symmetrical bi-arm structures printed on the top and bottom of the substrate, and it occupies a compact area of 10 mm ${\times}$ 10 mm ${\times}$ 1 mm. The designed antenna has an impedance bandwidth from 3 GHz to 12 GHz and near omnidirectional radiation patterns over the frequency band of interest. The group delay between two antennas fabricated using the proposed design is less than 0.8 ns, and the maximum gain variation is about 3.16 dB.
본 논문에서는 GBAS의 VDB 시스템에 사용되는 4각 배열 다이폴 안테나를 하나의 안테나로 대체할 수 있는 3중 폴디드 무지향성 마이크로스트립 안테나(중심주파수 118 MHz)를 제안하였다. 먼저 λ/2 마이크로스트립 안테나에서 무지향성 방사 패턴을 얻기 위해 λ/4로 폴디드된 안테나를 제작하였으며, 또한 섭동 효과를 이용하여 3중 폴디드 형태의 소형화된 안테나로 변형시켰다. 그 결과, 중심주파수 118MHz 대역에서 S11은 -13.91 dB, -10 dB 대역폭은 1.5 MHz(1.27%)의 특성을 얻었다. 또한, yz-plane, xy-plane에서 Eθ 성분이 전방향성 방사 패턴을 나타내며, 안테나의 크기는 기준안테나 대비 64.2% 소형화를 얻어, 최종적으로 제안된 하나의 안테나로써 GBAS의 VDB용 안테나로써 적합함을 확인하였다.
International journal of advanced smart convergence
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제13권2호
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pp.1-6
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2024
Reconfiguration and miniaturization of antennas have become key attributes in modern wireless communication systems. Reconfiguration of radiation pattern can alleviate the problems encountered in modern wireless communication systems such as multi-path problems. Physical limitation of miniaturization also can be overcome by using a zeroth-order resonance (ZOR) antenna based on metamaterial. In order to achieve reconfiguration and miniaturization of antennas at the same time, we propose a new pattern reconfigurable zeroth-order resonance (ZOR) antenna that reconfigures the radiation patterns by varying the position and the number of unit cells comprising the antenna. The antenna is fabricated in an equilateral triangular shaped symmetrical structure to increase pattern variety. This structure can easily provide eight different radiation patterns (two omnidirectional and six monopole like patterns).
본 논문에서는 epsilon negative(ENG) 영차 공진과 $TM_{010}$-모드를 결합하여 넓은 대역폭을 갖고, 지향성 방사 패턴을 갖는 하이브리드 안테나를 제안한다. ENG 영차 공진을 얻기 위해 버섯 구조를 이용하였고, $TM_{010}$ 모드를 얻기 위해 패치 안테나를 이용하였다. 이 두 개의 안테나 사이에 갭을 주어 하나의 동축 선로 급전 구조로 두 개의 안테나를 결합하였다. ENG ZOR 주파수는 4 GHz, $TM_{010}$의 주파수는 3.9 GHz로 설계하였다. 두 주파수가 근접해 있기 때문에 이중 공진을 형성할 수 있고, 따라서 대역폭을 확장시킬 수가 있다. ENG ZOR 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 갖지만, ENG ZOR 주파수와 $TM_{010}$의 주파수가 매우 근접해 있기 때문에 전방향성의 방사 패턴의 널 부분을 $TM_{010}$ 모드 방사가 보상해줄 수 있어 제안된 안테나는 지향성 방사 패턴을 갖는다. 제안된 안테나는 버섯 구조의 단위 셀을 각각 4개, 3개, 2개로 줄여나가면서 3가지 종류로 설계하여 특성을 분석하였다. 각각의 제안된 안테나는 비대역폭 $4.29{\sim}4.95 %$, 이득 3.16~5.57 dBi, 효율 62.4~94.2 %의 특성을 가지고 있다.
본 논문에서는 UHF대역 원통형 다이폴 배열 안테나에 대해서 설계, 제작 및 시험을 하였다. 제안하는 안테나는 원통형 다이폴을 수직으로 4단 배열하였다. 원통형 다이폴 내부에는 병렬구조 급전회로를 설치하여 광대역 매칭이 되도록 구현하였다. 급전회로를 원통형 다이폴 중심에 설치하여 방위각 방향 무지향 방사패턴의 이득평탄도 특성을 최적화하였다. 급전회로에서 분기되는 신호의 차이를 최소화하여 대칭적인 방사패턴을 구현하였다. 요구 규격은 UHF대역에서 대역폭 11.2% 이상, 이득 6dBi 이상, 2:1 이하의 정재파비, 수평방향 방사패턴 이득평탄도 ${\pm}1dB$ 이내, 고각 방향 방사패턴 3dB 빔폭 13도 이상이다. M&S를 통해서 구현 가능성을 확인하고, 제작 및 시험을 통해서 M&S 결과를 검증하였다. 시험결과는 UHF대역에서 대역폭 11.2%, 이득 6.30~8.31dBi, 정재파비 1.53:1 이하, 방위각 방향 방사패턴 이득평탄도 ${\pm}0.2dB$ 이내, 고각 방향 방사패턴 3dB 빔폭은 15.62~15.84도이다. 시험결과 모든 규격을 충족하였다.
본 논문에서는 SIR(Stepped Impedance Resonator) 구조를 이용한 compact한 slit-folded형 마이크로스트립패치 안테나를 제작하였다 기존의 길이 방향의 $\lambda_{g}/2$ 공진을 이용한 평면형 마이크로스트립패치 안테나를 길이방향 중심에서 반으로 접어서 마이크로스트립 급전선으로 급전하여 전방향성 방사패턴을 얻은 Folded형 마이크로스트립 안테나를 적층형으로 제작시 급전선의 영향을 줄이기 위하여 급전방법을 상하면 패치사이의 접지면 위에 설계하여 급전핀을 세웠다. 또한 평면형 H형 SIR 구조를 Folded형 안테나에 적용한 슬릿 folded형 안테나는 기존의 folded형 안테나에 비하여 27.5 % 더 소형화하였다. 기존의 folded형 마이크로스트립 안테나는 E면(zx-plane)과 H면(xy-plane)의 평균이득이 거의 1.8 dB 정도의 차이를 보였으나 본 논문에서 제안한 슬릿 folded형은 E & H-plane의 평균이득차이가 0.1 dB로 거의 같음을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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