지금까지의 UWB 안테나는 무지향성이면서 동시에 광대역을 만족하지 못했다. 하지만 UWB 통신채널 환경에서는 이러한 특성이 필수적이다. 본 논문에서는 UWB용 광대역 타원형 모노폴 안테나를 제안하였다. 광대역 특성을 갖는 평판형 모노폴 안테나는 최근 많이 연구되고 있으며 제안한 안테나는 10dB 기준으로 3.5GHz -12GHz의 주파수 밴드위스를 갖는다. 방사패턴은 3.5GHz - 10GHz까지 무지향성 특성을 보였다. 제안한 안테나는 마이크로 스트립 급전 구조와 타원형 모노폴 디스크로 구성되어 있으며 모노폴 디스크와 그라운드 사이의 높이는 정합을 결정 짖는 매우 중요한 변수이다. 제안한 안테나는 UWB 시스템에 적용이 가능할 것이다.
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.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권1호
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pp.24-28
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2016
This study presents a conductivity measurement technique that is applicable at radio frequencies (RF). Of particular interest is the measurement of the RF conductivity of a flexible Zell fabric, which is often used to implement wearable antennas on clothes. First, the transmission coefficient is measured using a planar microstrip ring resonator, where the ring is made of a Zell fabric. Then, the fabric's conductivity is determined by comparing the measured transmission coefficient to a set of simulation data. Specifically, a MATLAB-based root-searching algorithm is used to find the minimum of an error function composed of measured and simulation data. Several error functions have been tested, and the results showed that an error function employing only the magnitude of the transmission coefficient was the best for determining the conductivity. The effectiveness of this technique is verified by the measurement of a known copper foil before characterizing the Zell fabric. The conductivity of the Zell fabric at 2 GHz appears to be within the order of $10^4S/m$, which is lower than the DC conductivity of $5{\times}10^5S/m$.
본 논문에서는 디세그멘테이션 기법을 이용하여 사각 링 패치 안테나를 해석하였으며, 그린함수로부터의 직사각형 세그먼트의 임피던스 계산과 평면 전자기 구조체에 대한 디세그멘테이션 방법이 논의되고 있다. 사각 링 캐버티는 큰 사각형 캐버티에서 작은 사각형 캐버티를 빼낸 구조이므로, 사각형 캐버티에 대한 그린함수의 항으로 표현된 각각의 임피던스 행렬들에 다 단자 결합법을 적용하여 사각 링 캐버티의 전체 임피던스 매트릭스를 구한다. 전자계는 8개 경계조건을 만족하는 벡터 포텐셜로부터 구할 수 있다. 각 에지에서의 전자계 분포는 여기된 모드에 따라 막대 그래프로 표현하였다. 이 결과를 이용하여 사각 링 패치 안테나의 동작모드를 분석할 수 있다.
동작주파수를 쉽게 조절할 수 있는 신호생성용 안테나 (Antenna-Integrated Oscillator) 설계방법을 소개한다. 제안하는 회로는 광대역에서 부성저항을 갖는 능동회로 (Negative-Resistance Circuit)와 패치안테나로 구분되며, 오실레이터의 동작주파수는 안테나의 공진 주파수로 결정된다. 이러한 디자인 방법은 안테나와 오실레이터의 동작주파수 불일치로 인한 출력파워의 감소 가능성을 줄일 수 있다. 또, 제안하는 설계방법에서 안테나의 Feed 지점과 Feed 라인의 길이를 조절하여 최적의 출력파워를 낼 수 있음을 Load-Pull 시뮬레이션으로 확인하였다. C-band, X-band 회로를 각각 제작, 측정하였고 이를 통하여 설계방법의 타당성을 증명하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제16권4호
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pp.252-257
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2018
A wideband double radiator circular disc annular monopole antenna is proposed is this work. The radiators are etched on the surfaces of two Taconic TLY-5 substrates with a circular hole cut out of each of the radiators initially at the centers of the radiators with subsequent downward displacement of the holes. The antenna is designed with a two-step feeding transformer system for impedance matching between the input power source supplied by a $50-{\Omega}$ SMA connector and the monopole radiators. The transformer system improves the bandwidth performance at higher frequencies. The proposed antenna achieves a wideband having the capability of working between 0.645 and 18.775 GHz, corresponding to a -10 dB bandwidth of 186.7% with gain ranging from 0.95 to 8.26 dBi. In comparison to other metal disc planar monopole antennas, the proposed antenna has a small total size width due to the size of the ground plane, which has a diameter 100 mm. The frequency range of the antenna provides applications in global positioning systems, mobile communications, ultra-wideband short distance communications, and wireless computer networks.
마이크로스트림 안테나는 가볍고 부피가 작을 뿐만 아니라 집적화가 가능하고, 표면 부착력이 탁월하여 많은 통신 시스템 안테나로 응용되고 있다. 안테나의 구조는 12.5GHz의 중심주파수를 갖는 사각 패치 마이크로 스트립 안테나로 설계하였고 곡률 방향으로 패치를 확장시켜 총 4개의 패치를 배열시켰다. 양쪽의 복합재료 사이에 허니컴을 삽입한 샌드위치 구조물이 되도록 설계한 다음 충격 실험을 실시하였다. 충격실험 후 안테나 성능변화를 측정한 결과 영향을 받지 않는다는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 IMT-2000 소형 기지국 시스템 응용을 위한 광대역 특성을 갖는 위상 배열 안테나 시스템의 평판형, 소형 구조를 설계 및 구현하였다. 저비용, 단순 설계의 빔 형성망을 구성하기 위해 두 가지 방법이 제안되었다. 첫번째로 연속적으로 위상을 조정할 수 있는 새로운 소형 광대역 위상 천이기를 병렬 결합선로를 이용하여 설계하였으며, 둘째로는 위상 배열 안테나에서 기준 위상을 갖는 위상 천이기를 대체할 수 있는 등가적인 위상 지연기를 제안하였다. 또한 광대역 시스템 구현을 위해 광대역 위상 천이기와 함께 광대역 특성을 갖는 와이드 슬랏 안테나를 단위 안테나로 설계하였다. 따라서 설계된 위상 배열 안테나 시스템은 낮은 복잡도와 적은 공정 비용에도 불구하고 소형, 광대역, 그리고 넓은 빔 틸팅 각도를 갖도록 설계되었다. 제작된 3${\times}$l 선형 위상 배열 안테나 시스템은 와이드 슬랏 안테나의 접지면으로 충분한 1.6 λ${\times}$ l.6 λ의 소형 구조로 구현되었으며, 실험 결과 IMT-2000 대역 내에서 15 dB 이하의 S$_{11}$을 보였고, E평면 방사 패턴에서 -29$^{\circ}$에서 +30$^{\circ}$의 빔 스캔 각도를 나타내었다.다.
본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 영상레이더 시스템 (Ground Penetrating Image Radar; GPIR) 설계에서 수직심도의 해상도를 높이기 위한 시간영역 관점에서의 최적화 설계방법을 제시하였다. 시스템의 핵심 부분인 임펄스 발생원 및 초광대역 안테나에 대하여 시간영역에서의 해석 기법을 제시하였고, 시뮬레이션에 의해 최적 설계 파라미터를 설정하였다. 특히, 임펄스 신호의 파형을 정형화하여 임펄스 신호의 스펙트럼 효율을 높였으며, 초광대역 안테나로는 U자형 평판형 다이폴 안테나를 사용하였다. 제안된 안테나는 반사체를 사용하여 외부 잡음을 차단하였고, 지중과의 신호 결합을 개선하였다. 또한 시스템의 성능을 열화시키는 안테나에 의한 떨림을 제거하기 위해, 저항을 사용하였고, 송수신 안테나는 시간영역 시뮬레이션을 통하여 최적화 하였다. 지중 매질의 영상화를 위해 마이그레이션을 기법을 사용하였으며, 지면의 영향 등에 의한 수신된 펄스의 왜곡 현상은 시간영역에서의 잡음 및 신호 왜곡 저감 기법을 사용하여 성능을 개선하였다. 최적화된 설계 방법의 평가를 위하여, 지중 매설물 탐지용 레이더 시제품을 개발하였고, 성능 시험을 위한 시험장을 활용하였다. 측정 결과 수직 심도는 이론적 인 해 상도만큼 우수한 성능을 보였다.
본 논문에서는 복합재 샌드위치 구조를 가지는 이중대역(1.575, 2.645 GHz) 안테나의 충격 및 굽힘 특성에 관하여 연구하였다. 평면형 안테나에 복합재료인 Carbon Fiber Reinforced Plastic, Glass Fiber Reinforce Plastic을 접착하여 기계적 성능을 향상시킬 수 있다. 시험 규격 ASTM D7137에 따라 충격 시험과 시험규격 ASTM C393, MIL-STD401B에 따라 굽힘 시험을 실시한 후, S11 및 이득 측정을 통하여 안테나의 전기적 성능과 기계적 성능을 확인하였다. 제안된 안테나는 복합재료 보강 전보다 약 4배인 충격 하중 4 kN, 약 2배인 400 N의 굽힘 하중을 견디며, GPS, DMB 대역에서 6 dBi, 4.6 dBi의 이득을 가진다. 복합재 샌드위치 구조는 구조체 또는 운송체 표면에 적용 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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