UWB 주파수대역의 안테나로써 CPW 급전의 U-자형 평면 패치 안테나모델의 지향성이득 향상 방법을 검토하였다. 지향성 이득 향상을 위해 CPW 급전의 U-자형 패치 안테나 모델에 개구슬롯 반사면을 부가하여 마이크로스트립 구조로 재구성하였다. 재구성한 안테나는 특성 임피던스 $50.08{\Omega}$에 대해 반사계수는 -6.5dB(VSWR < 3.3)이하이며 지향성이득은 7.8 dBi ~ 9.6 dBi, 전후방비는 17.8dB ~ 28.7dB 그리고 ${\theta}=0^{\circ}$의 주방사 방향에 대해 -3dB 방사각의 범위가 ${\pm}30^{\circ}$의 방사지향성의 패턴을 나타내 보였다.
리플렉트어레이 안테나는 반사경 안테나의 단점을 보완하여 대체할 새로운 형태의 안테나로 대두되고 있다. 하지만 반사판이 단층구조일 경우 대역폭이 매우 좁다는 단점이 있고, 대역폭을 넓히기 위하여 다층구조의 반사판을 사용할 경우 설계가 어렵고 제작 단가가 높아지게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점들을 극복하기 위하여 단층구조를 사용하여 제작 단가를 낮추면서 협대역 특성을 극복할 수 있는 정사각형에 U자 모양 슬롯을 낸 패치를 이용하여 리플렉트어레이 안테나를 설계하였다. 제안된 리플렉트어레이 안테나는 12.5 GHz에서 55.5 %의 효율과 14 % 이상의 1 dB gain bandwidth 특성을 갖는다.
최근 전 세계적으로 ITC 기술을 이용한 항만 물류 분야의 경쟁력이 심화되는 추세를 보이고 있으며 현재 우리나라도 국가 전략적 차원에서 생산성 향상 및 서비스의 개선을 통한 고부가 가치를 획득하기 위한 u-Port(항만 물류) 사업이 진행 중이다. u-Port 사업에서 주된 기술 요소로 RFID/USN 기술이 사용되는데, 이 기술은 금속 환경에서의 태그 인식률이 좋지 않고, 인식거리가 짧다는 문제점들을 이유로 센서 노드들의 추가적인 배치를 통하여 관리를 하고 있다. 그러나 이러한 방법은 오차 범위가 크고 시스템 구축 초기비용 및 유지보수 비용이 많이 들어 U-Port용 시스템 구축에 여러 가지 문제점을 초래하고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 본 논문에서는 금속 태그 제작에 사용되는 급전의 문제점을 개선하고, 주변 환경 요소인 금속 물질로 인한 영향을 줄여 태그를 금속 물체에 부착 할 경우에도 장거리 인식율을 높일 수 있도록 인셋 급전을 적용한 산업용 RFID 적층형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 인셋 급전은 기존의 유도결합 급전을 이용한 구조와는 다르게 방사체와 급전선이 서로 분리되어 있지 않은 것이 가장 큰 특징이다. 이런 특징의 구조는 낮은 안테나 높이와 태그 칩에 임피던스 정합이 가능한 형태를 생산할 수 있게 해준다. 그러나 무조건 태그 안테나의 높이를 줄이면 안테나의 임피던스는 접지면과 방사체 사이의 기생 캐패시턴스가 증가하여 임피던스 정합의 어려움이 발생할 수 있으므로 단락 구조를 급전에 적용시켜 안테나의 임피던스를 인덕티브하게 만드는 방법을 이용하여 태그 안테나 설계 시 단점을 최소화하고 장점을 극대화 시켰다[1][2]. 이러한 기술적 요소들을 적용하여 본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나를 변형된 형태로 설계하였고, 부착되는 금속물질의 영향을 줄이기 위해 인셋 급전을 이용하였으며, 안테나의 구성을 단일 층이 아닌 멀티층, 즉 방사체와 접지면 사이에 금속판을 삽입하여 특성저하를 감소시켰다.
본 논문에서는 금속 환경에서 사용이 가능한 RFID 국제 규격인 910MHz 대역에서 최상의 성능을 갖는 미앤더 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 안테나에 부착되는 상용 태그 칩과 정합을 위해 사각 형태의 급전부를 본체에 연결하였으며, 사각 형태의 급전부를 본체 안에 위치하였고, 안테나의 복수부인 본체를 효과적으로 축소하기 위하여 패치의 소자를 증가시켜 다중의 미앤더 형태로 설계하였다. 제안된 안테나는 Case 1, Case 2, Case 3로 각각 3 종류의 안테나를 제작하였으며, 안테나의 크기와 접은 횟수에 따른 대역폭, 효율, 인식 거리 등의 특성을 비교 분석하였다. 측정결과 Case 3 안테나의 성능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 안테나의 크기와 미앤더 형태로 접은 횟수에 따른 효율 및 이득 특성 변화가 안테나의 인식 거리에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.
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.
When GPS (global positioning system) is used as synchronous signal in CDMA digital cellular base station system and high speed digital synchronous communication network, antenna cable length is increased, comparing with other GPS application such as positioning or car navigation. In this paper, it is proposed that a type of new GPS antenna system including RF stage for reduction of cable loss in case of long cable.The antenna system with TMPA(truncated-corners microstrip patch antenna) is designed and fabricated because GPS signal has RHCP (right-hand circular polarization), consequently antenna size can be made small size. LNA (low noise amplifier) is designed by using HEMT(high electron mobility transistor)which has lower noise figurae and better AGC characteristics at low voltage than GaAs FET, and we equiped mixer, in GPS antenna unit, which converts from 1575.42MHz to 75.42MHz. As result of comparing between typical system and proposed system when cable length is 60m, 63dB, 55dB and 25dB gain are obtained for RG-316/U, RG-58C/U and RG-213/U, and better characteristics are achieved than typical system as far as cable length is longer.
본 논문에서는 대역저지 특성을 갖는 초광대역(UWB: ultra wideband) 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 슬롯을 가진 평면 방사 패치와 패치 아래 양쪽과 뒷면 접지면으로 구성되어있다. 평면 방사 패치 내에 있는 슬롯들로써 대역을 저지하며 U-모양의 슬롯은 WLAN(wireless local area network, 5.15~5.825 GHz) 대역을, n-모양의 슬롯은 X-Band(7.25~8.395 GHz) 대역을 저지하는데 각각 기여한다. 그리고 저지 대역을 제외한 UWB(3.10~10.60 GHz) 전체 대역의 전압정재파비(VSWR: voltage standing wave ratio)를 2.0 이하로 만족시키기 위해 평면 방사 패치와 접지면에 변형을 주었다. 제안된 안테나의 설계과정과 전산모의실험에는 Ansoft사의 HFSS(high frequency structure simulator)를 사용하였다. 전산모의실험된 안테나는 3.10~10.60 GHz에서 저지 대역인 5.15~5.94 GHz, 7.02~8.45 GHz를 제외한 구간에서 전압정재파비는 2.0 이하를 만족하며, 구현된 안테나의 측정 결과는 저지 대역인 5.12~5.95 GHz, 7.20~8.58 GHz를 제외한 구간에서 전압정재파비는 2.0 이하를 만족한다.
본 논문에서는 슬롯과 슬릿을 사용하여 무선랜 대역 중 802.11a(5.15~5.825GHz) 대역이 소거된 평면형 UWB(Ultra Wide-Band) 안테나를 설계하였다. 소거 대역폭은 패치와 접지면에 있는 슬롯과 슬릿의 길이로 조절할 수 있고, 안테나의 방사특성은 실험값을 통해 살펴보았다. 안테나의 반사손실 -10dB 이하를 기준으로 대역폭은 소거하고자 하는 WLAN대역(5.147 ~ 5.83GHz)을 제외한 UWB 전 대역(3.1 ~ 10.6 GHz)에서 만족한다. 또한, 측정된 방사패턴은 H면에서 무지향성으로 나타난다.
본 논문에서는 원통변에 표면-정합된 마이크로스트럽 배열 안태나의 지향특성을 개선하기 위한 방볍을 제 시한다. 장방형 마이크로스트립 패치를 원통변에 횡방향으로 호(arc) 모양 배열하는 경우, 원통면윤 다각형의 각주로 끈사하고, 각각의 각주 평변에 임의 방향으로 주빔의 sqwnt를 가지는 Dolph - Tschebyscheff 배열, u uniform 배열 등의 부배열(sub-array)을 배치하므로써 전체 원통면 배열 안테나에 원하는 지향특성을 가지도 록 할 수 있음을 보이고, 원통면-공진기 모텔을 이용하여 복사패턴을 해석한다. 부배열의 종류에 따른 전체 배 열 얀테나의 복사패턴을 비교하고, 배열간격이 $\lambda_0$/2인 uniform 배열을 이용한 요소수 12인 원통면 배열 안테 나를 제작하여 반경이 6인 원통변에 정합시켰을 때 부엽 level -l3dB, 반전력범폭 $9^{\circ}$, 제일 null 사이각 $15^{\circ}$인 양호한 특성을 얻어 선형배열을 이용하는 경우보다 지향특성을 현저하게 개선시켰다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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