KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권12호
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pp.5745-5758
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2017
In this paper, we develop a simple but very effective 4 by 4 Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) antenna system for mobile phones consisting of different types of antennas to achieve low correlation property at the frequency ranges of 1710 to 2170 MHz, which covers wide LTE service bands, from band 1 to band 4. The proposed antenna system consists of two pair of antennas. Each pair consists of a planar inverted-F antenna (PIFA) and a coupling antenna which has the property of the loop. The use of two different antenna types of IFA and a coupling achieves high isolation. Proposed antenna system occupies relatively small area and positions at the four corners of a printed circuit board. The gap between the two antennas is 4 mm, in order to realize the good isolation performance. To evaluate the performance of our proposed antenna system, we perform various experiments. The proposed antenna shows a wide operating bandwidth greater than 460 MHz with isolation between the feeding ports higher than 17.5-dB. It also shows that the proposed antenna has low Envelop Correlation Coefficient (ECC) values smaller than 0.08 over the all desired frequency tuning ranges.
본 논문에서는 $2.3{\sim}2.4$ GHz 대역 무선 휴대 단말기용 내장형 MIMO 안테나 시스템의 격리도를 향상시키는 방법을 제시하였다. 제안된 MIMO 안테나 시스템은 2개의 안테나 사이의 그라운드 기판에 다수 개의 L-slot으로 구성된 multi-slots를 위치시키며, multi-slots가 대역 차단 필터처럼 작용하여 안테나 간의 상호 결합을 억제시켜 격리도를 향상시킨다. 6쌍의 L-slots를 채택한 MIMO 안테나 시스템은 -26.4 dB의 반사 손실과 -37.5 dB의 격리도를 나타내었다.
본 논문에서는 무선랜용 역 F형 안테나가 소개되었다. 제안된 안테나는 두 개의 가변 공진 모드를 갖는 일반적인 평판 역 F형 안테나를 기본으로 설계되었다. 이 소형 안테나는 금속판을 각인(stamping)하여 제작되었고 노트북의 LCD 양 측면의 보호용 금속 지지대에 장착할 수 있다. 그리고 이 안테나는 2.4 GHz와 5 GHz 대역에서 동작하며 다른 무선통신기기들에도 적용될 수 있다. 모든 실험은 안테나가 실제 측정용 노트북에 장착된 상태에서 이루어졌다.
본 논문에서는 이중 LTE 대역의 MIMO 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 FR-4 기판 (${\epsilon}_r=4.4$, 두께 = 0.8 mm)의 윗 면에 설계되어졌다. 제안된 구조는 안테나의 소형화를 위하여 미엔더 구조와 폴디드 구조가 적용된 PIFA 형태로 설계되었으며, 두개의 안테나를 공통 접지면 상단에 대칭으로 위치시키고 접지면에 두개의 슬릿을 부설하여 이중 LTE 대역에서 격리도를 향상시켰다. 제작된 안테나의 측정결과 LTE 13 (0.748 GHz ~ 0.787 GHz)과 LTE 7 (2.5 GHz ~ 2.69 GHz)대역을 동시에 만족시키며 두 안테나 사이의 격리도는 LTE 13과 LTE 7 대역에서 각각 -18 dB, -13 dB를 나타내었다. LTE 13대역에서 평균 이득과 효율은 각각 - 4.1 dBi, 41%이고, LTE 7대역에서는 -1 dBi, 81% 값을 나타내었다. 따라서 제안된 안테나는 LTE 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 안테나의 인접하는 방사체 부분 사이의 신호 간섭에 따른 커플링 현상을 이용하여 대역 특성에 대응되는 수직 방사체를 가진 안테나를 제안하였다. 전류 상쇄를 최소화시키기 위해 수직형 도전성 방사체를 이용하였고, 기존 메탈 프레스 내장형 안테나에 대비하여 방사 효율을 높이고, 큰 대역폭을 갖는 안테나를 설계하였다. 제안한 안테나는 GSM850/900, DCS1800, PCS1900 대역을 만족하였으며, 측정된 반사 손실에 의한 대역폭은 기존 메탈 프레스 내장형 안테나에 비해 저주파수 대역에서는 28 % 주파수 대역폭이 향상된 91 MHz, 고주파수 대역에서는 14 % 향상된 222 MHz의 대역폭을 가지는 것을 확인하였다. 또한, 제안한 안테나의 측정된 방사 이득과 효율은 전 대역에서 -4.956~-0.617 dBi, 31.80~86.36 %로 소형 안테나임에도 불구하고 매우 양호한 특성을 보였다. 이를 통해 수직 방사체로 구현함으로써 대역폭의 개선과 함께 방사 이득 향상에도 도움이 되는 것을 확인하였다.
Kim, Jae-Sik;Lee, Young-Hie;Lee, Byungje;Lee, Jong-Chul;Choi, Jin Joo;Kim, Jin Young
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제9권1호
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pp.273-279
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2014
Hexagonal Ba-ferrites are widely suggested as materials for small antennas. In this paper, the sintering behavior and magneto-electric properties of $Ba_3Co_{2-2x}Mn_{2x}Fe_{24}O_{41}$ ($0.1{\leq}x{\leq}0.5$) ceramics were investigated for small antenna application. All samples of $Ba_3Co_{2-2x}Mn_{2x}Fe_{24}O_{41}$ ceramics were prepared by the solid-state reaction method and sintered at $1250^{\circ}C$. From the XRD patterns of the sintered $Ba_3Co_{2-2x}Mn_{2x}Fe_{24}O_{41}$ceramics, the Z-type phases were found to be the main phases. The real part of permittivity and permeability of the $Ba_3Co_{2-2x}Mn_{2x}Fe_{24}O_{41}$ceramics decreased with frequency. On the other hand, loss tangents of permittivity and permeability tended to behave opposite to real part of permittivity and permeability. The real part of permeability was affected by Mn additions. The real part of permittivity, the loss tangent of permittivity and the real part of permeability, the loss tangent of permeability of $Ba_3Co_{0.2}Mn_{0.8}Fe_{24}O_{41}$ ceramics were 19.774, 0.176 and 15.183, 0.073, respectively, at 510 MHz. In order to investigate the effect of magneto-dielectric ceramics on antenna, PIFA (Planar Inverted F Antenna) was simulated with CST (Computer Simulation Technology). The operating frequency of antenna was decreased without considerable change of bandwidth by using the $Ba_3Co_{0.2}Mn_{0.8}Fe_{24}O_{41}$ ceramics as the carrier.
본 논문에서는 휴대단말기의 Wi-Fi 대역에서 동작하는 소형 칩 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나의 소형화를 위해 칩 안테나 하단에 후면 그라운드를 갖도록 설계하였다. 제안된 안테나는 S자 모양 대칭형으로 유전율이 3.5인 LCP(Liquid Crystal Polymer) 위에 설계되었으며, 칩 안테나의 전체 크기는 $6.0mm{\times}2.5mm{\times}1.2mm$를 갖는다. 제작된 안테나는 VSWR=3 이하 기준 300 MHz(fractional bandwidth: 12.2 %, 2.3~2.6 GHz)의 임피던스 대역폭과 peak gain은 1.42 dBi의 특성을 나타냈다. 안테나 설계는 CST Microwave Studio 상용 프로그램을 사용하여 최적화한 후, 설계된 안테나를 제작하고, 네트워크 분석기와 무반향실을 이용하여 측정하였다.
본 논문에서는 우주발사체의 표면에 장착되는 다양한 종류의 안테나 중 UHF-대역 안테나의 반사면 크기 변화에 따른 안테나의 주요 성능지표인 공진주파수, 반사손실, 이득 및 방사패턴 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 반사면의 크기에 의한 영향을 파악하기 위해 충분한 크기의 반사면을 갖는 경우와 KSLV-I에 탑재된 안테나 반사면과 동일한 크기의 반사면을 가진 경우, 제작된 안테나의 형상에 의해 가질 수 있는 최소크기의 반사면을 가진 경우의 3가지 형태로 반사면 모델을 제시하고 각각의 모델에 대한 시뮬레이션을 진행하여 안테나 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 시뮬레이션 결과, 반사면의 크기가 변화하여도 공진주파수와 10dB 대역폭은 거의 변화하지 않는 것으로 확인되었다. 반사면의 크기변화에 따른 안테나 이득은 반사면의 크기가 감소됨에 따라 전반적인 이득과 3dB 대역폭은 감소되고, 방사패턴의 최대이득 방향이 안테나의 수직방향으로 변동되는 것으로 확인되었다. 방사패턴 특성은 전방방향으로 각 반사면 모델이 거의 동일한 특성을 보였고 후방방향에서는 반사면의 크기가 작아짐에 따라 후방방사가 더욱 많이 발생되어 방사패턴에 차이를 보였다.
AODV(Ad Hoc On-Demand Distance Vector)나 DSR(Dynamic Source Routing)과 같은 대부분의 에드혹 라우팅 프로토콜은 네트워크 토폴로지가 변하지 않는 한 새로운 경로 설정을 하지 않는다. 따라서 노드의 이동성이 적은 경우, 트래픽은 몇몇 노드에게 집중될 수 있으며 그 결과로 해당 노드들의 혼잡으로 인한 긴 종단간 지연이 발생할 수 있다. 게다가 몇몇 특정 노드들만 오랫동안 계속해서 사용됨에 따라 그들의 배터리가 빠르게 소모될 것이다. 노드의 배터리 방전은 노드 사이의 연결 단절뿐만 아니라 동시에 새로운 경로 설정을 위하여 많은 route re-quest 패킷(RREQ)을 생성시킨다. 본 논문에서는 각 노드가 자신의 트래픽 부하 상태를 기반으로 RREQ 패킷을 무시하거나 패킷 포워딩을 포기할 수 있게 함으로써 트래픽 집중화 문제를 해결할 수 있는 SLA(Simple Load-balancing Approach)를 제안한다. 그러나 어떤 이기적인 노드들은 자신의 에너지를 절약하기 위하여 고의적으로 패킷 포워딩을 거부할 수도 있다. 이러한 노드들을 패킷 포워딩에 참여시키기 위하여 본 논문에서는 PIFA(Protocol-Independent Fairness Algorithm) 보상 방식을 제안하였다. SLA 성능의 우수함을 증명하기 위하여 SLA를 채택한 AODV 방식과 SLA를 채택하지 않은 AODV 방식을 비교 실험하였고, 이를 통하여 SLA를 채택한 방식이 트래픽 부하 분산에 효율적이며 이로 인하여 전체 에드혹 네트워크 성능 또한 향상시킴을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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