본 논문에서는 금속체에 태그를 부착하였을 경우에도 태그 안테나가 전방향성 방사패턴을 갖고 동작하는 PIFA 형 RFID 금속 태그 안테나를 제안하였다. 안테나는 본체와 급전부, 수직 패치와 접지면으로 되어 있으며, 안테나를 소형화시키기 위해 본체와 접지면 사이에 높은 유전율을 가지는 기판을 삽입하였다. 본체는 급전부를 중심으로 대칭적인 구조를 가져 안테나에 흐르는 전류를 반대 방향으로 흐르도록 하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 안테나의 임피던스 대역폭 ($S_{11}$ < -10 dB)은 20 MHz (900 ~ 920 MHz)를 나타내었고, 최대 복사 이득은 중심 주파수 912 MHz에서 공기 중과 금속 물체에 부착하였을 때 각각 -10 dBi와 -15 dBi를 가졌다. 또한 이득 편차가 각각 6 dB 이하를 만족시켜 제안된 안테나가 전방향성 복사 패턴을 가지고 동작하는 것을 알 수 있다.
In this paper, we propose the folded PIFA with its made an alteration to a factor of resonance for L-slot PIFA. Proposed antenna maintain diminished size patch and improve each bandwidth of GSM(0.88$\sim$-0.96 GHz) and W-CDMA(1.92$\sim$2,17 GHz) for miniaturized repeater. The non-slot step folded PIFA's structure that design of essence was general L-slot PIFA for dual-band. It has no U-slot, multi band and the another slot. The parameters of proposed antenna were optimized for dual-band and compact size by folded singleness patch. Proposed antenna by using folded singleness patch take satisfaction main point, bandwidth of GSM and W-CDMA, compact patch size($39{\times}21{\times}13mm^3$). The antenna was designed by FDTD simulation tool and it was made from result of simulation. Measured data shown that the proposed non-slot step folded PIFA was strong possibility.
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 휴대폰에서 GSM/DCS/Bluetooth 대역에서 사용되는 내장형 안테나에 관한 것으로 폴딩형태의 루프를 기본 구조로 한다. 폴딩형 루프의 중심에 급전과 단락점을 대칭적으로 형성하여 1/4 파장의 정수배가 되는 주파수에서 공진이 가능하도록 하였다. 이 루프구조의 한쪽 종단에서 개방형 스터브를 구현하였는데 이는 루프구조의 공진기에 개방형 스터브에 의하여 공진 주파수를 낮추는 기능을 갖는다. 또한 개방형 스터브는 PIFA 구조의 기능을 하여 GSM 대역에서 새로운 공진을 추가하여 대역폭의 증대를 가져온다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권4호
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pp.206-211
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2010
In this paper, an implantable planar inverted-F antenna (PIFA) for an artificial cardiac pacemaker is proposed. The antenna has a simple structure with a low profile and is placed on the top side of the pacemaker. The dimensions of the pacemaker system, including the antenna element, are $42{\times}43.6{\times}11$ mm. When the antenna is embedded in pig tissue, its $S_{11}$ value is -10.94 dB at 403 MHz and the -10 dB impedance bandwidth of the antenna is 6 MHz (399~406 MHz). The proposed PIFA in tissue has a peak gain of -20.19 dBi and a radiation efficiency of 1.12 % at 403 MHz. When the proposed antenna is placed in a flat phantom, its specific absorption ratio (SAR) value is 0.038 W/kg (1 g tissue). Performances of the proposed PIFA is sufficient to operate at the MICS band (402 ~ 405 MHz).
본 논문에서는 6중 이동통신 대역을 만족하는 단말기용 PIFA(Planar Inverted F Antenna) + IFA(Inverted F Antenna) 하이브리드 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계하고, 이를 구현하였다. 커플링 급전구조를 이용하여 PIFA와 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 접지 면이 많은 현재의 스마트폰에 효과적으로 적용될 수 있도록 시도하였다. 후면이 접지인 부분에는 PIFA를 설계하였고, 접지가 없는 휴대폰 상단 작은 공간에는 IFA를 설계하였다. 안테나는 폰과 동일한 크기로 carrier가 없는 PCB embedded로 대각선 급전 MIMO 안테나로 구현하였다. 베어보드에 구현된 안테나는 CDMA, GSM900, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA의 6중 이동통신 서비스 대역에서 VSWR 3 : 1 이하의 특성을 만족하였다. 평균이득과 효율은 CDMA, GSM900대역에서 -5.19~-3.16 dBi 및 30.27~48.26 %를 보였다. 또한, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA 대역에서는 -9.50~-5.19 dBi의 평균이득과 11.23~30.28 %의 효율특성을 가짐으로써 휴대폰 안테나로 적용될 수 있음을 보였다.
본 논문은 휴대폰용 700 MHz 대역 LTE용 안테나의 광대역 설계 기법을 제안한 것이다. 제안한 안테나는 역 F(Planar Inverted - F) 구조를 기본으로 설계되었다. 광대역을 실현하기 위해 전기적 길이를 제어하는 방법으로 라운드 구조와 이중 공진 특성을 얻을 수 있는 지선 소자가 설계에 도입되었다. 그 결과, 복소비 유전율이 4.4인 FR-4 기판에서 $30{\times}34mm$의 협소한 공간임에도 불구하고, 약 95 MHz의 대역폭을 실현했다. 측정된 반사손실, 대역폭과 이득 방사 패턴은 계산 값과 잘 일치하였다.
본 논문은 유한차분 시간영역(FDTD) 해석법을 이용하여 모노폴 안테나 및 평면형 도체판이 탑재된 이동통신 단말기의 방사 특성에 대해 해석하였다. 플라스틱 케이스가 코팅되 도체 박스 위에 탑재된 모노폴 안테나는 집중회로 소자를 이용하여 급전시켰다.51mm의 길이를 갖는 모노폴 안테나에 플라스틱 케이스가 코팅되지 않는 구조의 이동통신 전화기는 공진 주파수 877MHz에서 동작하는 특성을 보였고, ${\varepsilon}_r=2$인 플라스틱 케이스를 몸체에 코팅할 경우 824MHz로 공진 주파수는 낮아지고 대역폭은 1.5배 정도로 넓어지는 특성을 보였다. 몸체에 평면형 구조의 방사체를 부착할 경우 원역장에서의 이득에 대한 방시패턴이 다소 비등방적인 모양을 나타내었다. 평면형 안테나인 PIFA에 플라스틱 케이스가 코팅된 이동통신 전화기는 PCS 이동통신 전화기의 사용 가능한 주파수대 1.52GHz 부근에서 공진이 이루어졌다. 전계강도에 대한 방사패턴에서 20dB 이하로 방사되는 방향의 각도가 모노폴 안테나의 42 $^{\circ}$에 비해 14 $^{\circ}$ 정도로 전계강도의 미약한 부분이 더 좁은 각으로 나타났다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권3호
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pp.169-181
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2016
This work presents a new method for enhancing the performance of a dual band Planer Inverted-F Antenna (PIFA) and its lumped equivalent circuit formulation. The performance of a PIFA in terms of return loss, bandwidth, gain, and efficiency is improved with the addition of the proposed open stub in the radiating element of the PIFA without disturbing the operating resonance frequencies of the antenna. In specific cases, various simulated and fabricated PIFA models illustrate that the return loss, bandwidth, gain, and efficiency values of antennas with longer optimum open stub lengths can be enhanced up to 4.6 dB, 17%, 1.8 dBi, and 12.4% respectively, when compared with models that do not have open stubs. The proposed open stub is small and does not interfere with the surrounding active modules; therefore, this method is extremely attractive from a practical implementation point of view. The second presented work is a simple procedure for the development of a lumped equivalent circuit model of a dual band PIFA using the rational approximation of its frequency domain response. In this method, the PIFA's measured frequency response is approximated to a rational function using a vector fitting technique and then electrical circuit parameters are extracted from it. The measured results show good agreement with the electrical circuit results. A correlation study between circuit elements and physical open stub lengths in various antenna models is also discussed in detail; this information could be useful for the enhancement of the performance of a PIFA as well as for its systematic design. The computed radiated power obtained using the electrical model is in agreement with the radiated power results obtained through the full wave electromagnetic simulations of the antenna models. The presented approach offers the advantage of saving computation time for full wave EM simulations. In addition, the electrical circuit depicting almost perfect characteristics for return loss and radiated power can be shared with antenna users without sharing the actual antenna structure in cases involving confidentiality limitations.
This letter presents the design for a low-profile planar inverted-F antenna (PIFA) that can be stuck to metallic objects to create a passive radio frequency identification (RFID) tag in the UHF band. The designed PIFA, which uses a dielectric substrate for the antenna, consists of a U-slot patch for size reduction, several shorting pins, and a coplanar waveguide feeding structure to easily integrate with an RFID chip. The impedance bandwidth and maximum gain of the tag antenna are about 0.3% at 914 MHz for a voltage standing wave ratio (VSWR) of less than 2 and 3.6 dBi, respectively. The maximum read range is about 4.5 m as long as the tag antenna is on a metallic object.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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