본 논문에서 제안하는 안테나는 기존 내장형 안테나의 일종인 PIFA의 단점으로 협대역 문제를 해결하기 위하여, 복사 소자와 접지면 사이에 단락판을 위치시키는 변형된 안테나 형태인 PIFA(Planar Inverted-FAntenna) 구조를 제안하였다. 또한 보다 넓은 대역폭을 가지도록 방사 패치에 톱니모양의 perturbation을 주었다. 제안된 방식으로 단말기에 내장형으로 사용하기 위하여 안테나의 높이(h=0.015λ)를 최소한으로 하여 원하는 대역폭(5.2 %)을 얻었다. slim형으로 하기 위해 안테나의 특성을 급전위치(Yf, Zf), 단락 스트립(Short plate)의 위치 (Zs), 폭 (Ws), perturbation폭(w), 길이(d), 단락 스트립 높이(h), 유전율 변화($\varepsilon$$_{r}$)가 안테나에 어떤 변화를 미치는지를 조사하였다. 또한 기존 PIFA 안테나와의 대역을 비교하고, 제안된 패턴을 H, E plane으로 나타내었다. 논문의 객관성을 입증하기 위하여 FIM(Finite Integration Method) 방식에 기반인 MWS(Microwave Studio) 소프트웨어를 이용하여 Simulation 하였으며, 각각의 구조 파라미터 변화에 따른 안테나 특성을 분석하였다. 그리고 실제 제작한 안테나의 실험결과와 비교하여 증명한 결과, 제안된 방식의 PIFA 안테나 실용화가 가능성을 확인하였다..
In this paper, designed triple-band antenna of PIFA(Planar Inverted-F Antenna) structure with U-slot. We designed optimal PIFA structure using Evolution Strategy(ES) about two U-slot parameters. We materialized API(Application Program Interface) about EM simulator and Excel using VB(Visual Basic). The result of ES for triple-band PIFA are resonant frequency of 430MHz, 910.5MHz, 2458.5MHz.
본 논문에서는 PIFA의 급전점과 단락점을 둘러싸는 급전 루프 내부에 커패시터 구조를 삽입하는 새로운 타입의 4중 대역(GSM900/DCS/PCS/W-CDMA) PIFA 설계를 제안한다. 커패시터의 삽입을 통해서 병렬 공진점인 2.01 GHz에서의 반사 계수 -2.73 dB를 -6.26 dB로 낮추는 효과를 얻을 수 있었다. 병렬 공진에서의 좋지 못한 방사 특성을 개선시킴으로써 고차 대역(DCS/PCS/W-CDMA)에서의 광대역 특성을 나타내었다.
In this letter, a novel hybrid planar inverted-F antenna (PIFA) with a T-shaped slot on the ground plane is proposed. The loop structure formed by the feed line and shorting pin can be operated as a series and shunt inductance for the PIFA and the T-shaped slot antenna, respectively. The PIFA operates at a frequency of 1.75 GHz, while the T-shaped slot on the ground plane operates at 2.4 GHz by the same voltage feeding source. The height of the PIFA is 6.5 mm, and the size of an upper patch is designed to be 30 mm${\times}$16 mm. The measured relative impedance bandwidth of the PIFA and the T-shaped slot are about 12% and 21%, respectively. In addition, good antenna performance was achieved.
본 논문은 2.4 GHz 와 5 GHz 대역에서 802.11n 규격에 사용가능한 이중 공진 PIFA(Planar Inverted F-Antenna)를 제안하였다. 이중 공진을 위해 2.4 GHz 대역에서는 패치, 5 GHz 대역에서는 U-형 슬랏을 이용하여 PIFA를 설계하였다. 단락판과 급전핀의 위치, 단락판의 폭, U-형 슬랏의 두께, U-형 슬랏의 위치를 변경시키며 HFSS(High Frequency Structure Simulation)를 이용하여 안테나의 특성변화를 조사하였다. 실제 시제품을 제작하여 측정한 값과 시뮬레이션 값을 비교 분석한 결과, U-형 슬랏의 위치가 급전핀과 멀어질수록, 그 두께가 얇을수록 안테나의 특성이 좋아지는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 PCS(Personal Communication Service) 및 IMT-2000(International Mobile Telecommunications - 2000) 단말기용 광대역 PIFA(Planar Inverted-F Antenna)를 설계하였다. 일반적인 PIFA 구조의 단점인 협대역 특성을 개선하기 위하여 dual-L 안테나 구조를 사용하였고, 안테나의 크기를 효율적으로 줄이기 위하여 접힌 구조의 방사 패치를 가지는 변형된 dual-L 안테나를 제안하였다. 설계 제작된 안테나의 -10 ㏈ 대역폭은 1.66∼2.35 ㎓(34.5%)로 PCS 및 IMT-2000 대역을 모두 만족하는 결과를 얻었다. 그리고, 인체 쪽으로의 전자파 흡수율을 알아보기 위해 제안된 안테나와 동일 주파수 대역에서 동작하는 모노폴 안테나를 설계한 후 SAR 값을 비교한 결과, 제안한 안테나의 1 g 및 10 g 평균 첨두 SAR 값은 모노폴 안테나보다 25.7%, 30.3 % 정도 낮게 나타났다.
본 논문에서는 LTCC를 이용한 이중대역을 갖는 소형화된 칩 PIFA를 설계하였다. 제안된 PIFA 는 K-PCS 대역과 WiBro 대역에서 동작시키기 위하여 이중 공진 특성을 갖도록 설계 제작 하였다. 본 안테나는 두개의 층으로 이루어져 있으며 아래 패치는 1.727 ~ 1.847GHz 의 약 120 MHz 대역폭을 갖으며 K-PCS 대역을 만족한다. 위 패치로의 급전을 위해 적층 급전을 이용하였으며 2.302 ~ 2.412 GHz 의 약 110 MHz 대역폭으로써 WiBro 대역을 만족한다. K-PCS 와 WiBro 대역에서 최대 방사 이득은 각각 2.11, 3.71 dBi로 나타났다. 안테나의 소형화를 위해 유전율 8을 갖는 유전체 LTCC를 사용하여 칩 형태로 제작하였다. 제안된 PIFA는 SAR 저감효과를 나타내었다.
본 논문에서는 휴대 단말기의 PIFA 내장형 안테나를 설계하기 위한 최적의 급전 위치를 결정하는 방법을 나타내었다. 안테나 방사체와 접지간의 전계 크기가 클수록 방사 전력이 크게 되어 결국 이득이 증가하는 원리를 이용하였다. PIFA 내장형 안테나의 급전 위치는 슬릿 형상 및 캐리어의 물질과 구조 등과 함께 안테나 이득을 결정하는 중요한 요인이다. 본 연구에서는 급전 위치에 따라 전계 강도가 최적 급전 위치 때보다 $2{\sim}10dB$ 감소함을 보였다. Ansoft사의 HFSS 시뮬레이션을 사용하여 삼성 휴대폰에 적용된 2 모델에 대해 시뮬레이션 하였고, 모델별 최적의 급전 위치를 구하였다.
본 논문에서는 PIFA(Planer Inverted F Antenna)와 IFA(Inverted F Antenna)를 결합한 스마트 폰과 같은 데이터통신 단말기용 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. 1개의 급전구조를 가지면서 PIFA와 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 다중대역특성을 갖도록 하였다. 베어보드에 제작된 안테나는 GSM900/USPCS/WCDMA 대역에서 VSWR 3:1 특성을 만족하였다. 평균이득과 효율은 GSM900 대역에서 -2.19~-3.63 dBi 및 43.31~60.33 %가 측정되었다. 또한 USPCS /WCDMA 대역에서는 -2.16~-10.67 dBi 및 8.56~60.78 %의 효율특성을 갖는다.
이동 통신 단말기 내장형 안테나의 급전 부분에 역 파이 형태의 급전부를 채택함으로써 이득이 증가함을 보인다. PIFA, IFA 등과 같은 안테나 급전 부분을 수정하여 안테나와 같은 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 하면 T 정합 이론을 적용할 수 있다. 따라서 T 정합 이론을 근거로 하는 역 파이 급전은 안테나의 방사 저항을 높이고 더불어 이득도 증가시킬 수 있다. 역 파이 급전 이론의 타당성을 밝히기 위하여 기존의 GSM/ DCS 2중 대역 PIFA에 적용하여 제반 특성을 측정한다. 측정 결과, 공진 주파수의 이동은 없으며, 채널별 평균 이득은 역 파이 급전 PIFA가 기존 PIFA에 비해 GSM 대역에서는 $0.23{\sim}0.84$ dB, DCS 대역에서는 $0.01{\sim}1.74$ dB 향상됨을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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