• 제목/요약/키워드: UWB antenna

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효율적인 인체신호 검출을 위한 안테나 특성 연구 (A Study on Antenna Characteristics for Efficiently Detecting Human Sign)

  • 장동원;최재익
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.484-487
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    • 2014
  • 본 논문에서는 근거리에서 심박동, 호흡, 맥박 등 인체 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 소출력 안테나 특성에 대하여 분석하였다. 이러한 환경에서 안테나는 펄스 신호를 사용하므로 광대역에서 임피던스가 주파수에 안정적인 특성이 요구된다. 이러한 요구 특성은 이득과 trade-off 관계가 있으나 본 논문에서는 근거리에서 사용하므로 방향성 및 이득을 높이기 위한 어레이 형태는 고려하지 않았다. 일반적으로 이러한 요구 사항을 만족하는 안테나는 주파수 독립(Frequency Independent) 안테나로 분류된다. 스파이럴(spiral), 시뉴어스(sinuous), 대수 주기(log-periodic) 안테나 등이 해당되며 소형으로 구현될 수 있다. 본 논문에서는 중심 주파수가 5 GHz인 UWB 펄스 트랜시버에 원형 패치 안테나와 시뉴어스 안테나를 접속하고 시험한 결과를 분석해서 기술하였다.

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초광대역 임펄스 지반탐사레이더에서 지면의 영향에 따른 임펄스 전파 특성 연구 (Influence of lossy ground on impulse propagation in time domain for impulse ground penetrating radar)

  • 김관호;박영진;윤영중
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권11호
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    • pp.42-47
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    • 2007
  • 본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 레이더에 있어서 지면 및 지면과 안테나 사이의 간격에 따른 임펄스 전파에 미치는 영향을 기술한다. 영향 연구를 위해 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 개발하였다. 우선, 수치해석 방법을 이용하여 지면의 유전율 변화 및 안테나와 지면 사이의 간격에 대한 영향을 시뮬레이션하였다. 결과를 비교하기 위하여 실제 모래 및 수분이 포함된 토양으로 구성된 시험장을 제작하여, 개발된 다이폴 안테나를 사용하여 주파수 영역에서의 지면의 변화 및 안테나와 지면의 간격 차이에 의한 주파수 영역에서의 투과 특성을 조사하였다. 역 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 시뮬레이션 및 측정된 투과 특성을 시간 영역에서의 임펄스 응답 특성을 구하였다. 시뮬레이션과 측정 결과로부터 지면의 유전율이 높을수록 안테나와 지면과의 간격 변화가 클수록 최대 투과값이 생기는 주파수가 높아졌고, 투과 계수도 증가하였다. 시간영역에서는 유전율이 높을수록 지표면의 직접 반사에 의해 수신되는 신호가 크게 증가하였고, 수신 신호의 모양은 완전히 변형되었다. 또한, 지면과 안테나 사이의 간격 변화로 시간영역 반사 신호의 첨두치의 시간 위치가 변경됨을 알 수 있었다.

Design of an Internal Antenna with Near-Omnidirectional H-Plane Radiation Pattern over Ultra-wide Bandwidth

  • Lee, Young-Ki;Hong, Seok-Jin;Kim, Jeong-Pyo;Choi, Jae-Hoon
    • ETRI Journal
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    • 제32권1호
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    • pp.62-67
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    • 2010
  • In this paper, an ultra-wideband internal antenna for use in mobile applications is proposed. The proposed antenna has symmetrical bi-arm structures printed on the top and bottom of the substrate, and it occupies a compact area of 10 mm ${\times}$ 10 mm ${\times}$ 1 mm. The designed antenna has an impedance bandwidth from 3 GHz to 12 GHz and near omnidirectional radiation patterns over the frequency band of interest. The group delay between two antennas fabricated using the proposed design is less than 0.8 ns, and the maximum gain variation is about 3.16 dB.

스케일링 기법을 이용한 포물선 엣지 형태의 평면형 모노폴 안테나의 소형화 (Miniaturization of Planar Monopole Antenna with Parabolic Edge by Scaling Method)

  • 장대순;강상원
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.249-254
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    • 2014
  • 본 논문에서는 포물선 엣지 형태의 평면 모노폴 안테나의 스케일링 기법을 통한 소형화를 제안하였다. 매칭스텝과 불연속 CPW 구조를 사용해서 효과적인 임피던스 매칭을 시도하였다. 안테나 제작 시 유전상수가 4.4인 FR4 유전체 기판을 사용하였다. 기판의 규격은 $26mm{\times}31mm{\times}1.6mm$이다. 불연속 CPW로 급전한 안테나의 실제 측정 결과 2.37~10.52GHz (8.15GHz)로 10dB 이상의 반사손실 값을 얻었다. 복사패턴은 모든 주파수에서 다이폴 안테나의 복사 패턴과 비슷한 결과를 보였다. 더불어 급전부를 제외한 안테나 구성 요소를 동일한 비율로 축소하여 안테나의 크기를 줄이고 광대역 특성은 유지되도록 했다. 이를 통해 안테나의 self-complementary 특성을 확인하였다. 스케일링을 통해 소형화한 안테나 중에 UWB 대역을 만족하면서 가장 작은 크기를 갖는 경우는 스케일이 0.6이었을 때이다. 이 때 안테나의 크기는 $15.6mm{\times}18.6mm$이다. 측정된 10dB 대역은 3.07~12.59GHz (9.52GHz)이다.

GIS 부분방전 측정용 UWB UHF 커플러에 관한 연구 (A study on the development of a UWB UHF coupler for GIS PD detection)

  • 최재구;김익수;김광화
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1776-1778
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    • 2003
  • Partial Discharge(PD) pulses propagate in gas insulated substation(GIS) with rise time shorter than one nanosecond. Therefore, Ultra high frequency(UHF) couplers which have ultra wide band(UWB) characteristics from hundreds of MHz to several GHz are desirable for the detection of the PB pulses in GIS. In this paper, the authors proposed a log-periodic antenna for GIS PD detection. Various parameters of the coupler such as frequency bandwidth, coupler gain, radiation pattern, coupler geometry were considered through the simulations and the experiments together.

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Ultra Wideband GPR용 광대역 다이폴 안테나 (Ultra Wideband Dipole Antenna for GPR)

  • 조성배;박영진;이재조;변우봉;김관호;권순원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1984-1986
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    • 2003
  • 본 논문은 UWB(Ultra WideBand) 기술에 기반한 지반탐사레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)용으로 개발된 광대역 안테나의 특성에 관해 나타낸다. UWB 기술의 핵심은 주기가 수 나노초 이하의 짧은 임펄스를 이용하는 것으로 지반탐사레이더는 이 임펄스 기술을 이용함으로서 탐사 능력과 해상도를 높일 수 있다. 임펄스 전송을 위해 안테나는 넓은 대역폭, 크기, 무게, 가격 등 지반탐사레이더에 적용될 수 있는 조건을 만족해야 함으로 안테나의 설계는 이에 부합할 수 있는 다이폴 안테나를 선택하여 개발하였다. 개발된 안테나의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션과 실험을 실시하였고 그 결과 설계된 안테나의 대역폭이 0.5 GHz에서 2.7 GHz로 2.2 GHz(138%)의 사용대역을 나타냄으로서 UWB 기술에 기반한 지반탐사레이더용으로 유용함을 확인하였다.

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차량 측후방 레이더 센서용 직사각형 도파관 안테나 설계 (Design of a Rectangular Waveguide Antenna for Automotive Side and Rear Radar Sensor Applications)

  • 이재민;류홍균;우종명;구본희
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.42-52
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    • 2012
  • 본 논문에서는 UWB (Ultra Wide Band) high 대역 (중심 주파수 : 9.5 GHz, -10 dB 대역폭 : 600 MHz, 6.4 %)의 차량 측후방 레이더 센서용 도파관 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 대역폭이 넓고 구조가 간단한 프로브 급전 구형도파관을 이용하였다. 본 연구의 차량 레이더 시스템에 있어서 송수신 안테나의 큰 격리도 특성을 얻는 것이 설계의 중요한 변수이다. 따라서 두 도파관 안테나를 E-면과 H-면 배열하였을 시 격리도 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 도파관 안테나의 $TE_{10}$ 모드에 의하여 E-면 배열 보다 H-면 배열의 격리도 특성이 우수한 것을 확인하였다. 따라서 H-면 배열된 송수신 도파관 안테나를 T-형 레이더 모듈에 장착하여 안테나의 특성을 검출하였다. T-형 모듈에 장착된 송수신 안테나의 -10 dB 대역폭은 각각 1000 MHz (10.52 %)와 1090 MHz (11.47 %)로 측정되었고 격리도 (S21)는 요구 대역 내에서 -50 dB 이하로 측정되었다. 송수신 안테나의 최대이득은 각각 7.65 dBi와 7.26 dBi로 나타났으며 H-면 빔폭은 $64^{\circ}$, $65^{\circ}$로 측정되어 차량 측후방 레이더 센서용 안테나로 적합함을 확인하였다.

Passive parasitic UWB antenna capable of switched beam-forming in the WLAN frequency band using an optimal reactance load algorithm

  • Lee, Jung-Nam;Lee, Yong-Ho;Lee, Kwang-Chun;Kim, Tae Joong
    • ETRI Journal
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    • 제41권6호
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    • pp.715-730
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    • 2019
  • We propose a switched beam-forming antenna that satisfies not only ultra-wideband characteristics but also beam-forming in the WLAN frequency band using an ultra-wideband antenna and passive parasitic elements applying a broadband optimal reactance load algorithm. We design a power and phase estimation function and an error correction function by re-analyzing and normalizing all the components of the parasitic array using control system engineering. The proposed antenna is compared with an antenna with a pin diode and reactance load value, respectively. The pin diode is located between the passive parasitic elements and ground plane. An antenna beam can be formed in eight directions according to the pin diode ON (reflector)/OFF (director) state. The antenna with a reactance load value achieves a better VSWR and gain than the antenna with a pin diode. We confirm that a beam is formed in eight directions owing to the RF switch operation, and the measured peak gain is 7 dBi at 2.45 GHz and 10 dBi at 5.8 GHz.

Capacitive Switching Antenna의 최적 에너지 전달에 관한 연구 (A Study on Optimizing Energy Transfer of Capacitive Switching Antenna)

  • 김진만;방정주;허창수
    • 전기학회논문지
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    • 제62권2호
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    • pp.232-238
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    • 2013
  • In this paper we describe the maximum energy transfer of CSA(Capacitive Switching Antenna). CSA which is radiated antenna system contain energy storage and switch, antenna needs to high voltage source for electrical field radiation experiment. In this experiment we employed Marx generator as a charging source. CSA can radiate electrical field more efficiently by varying antenna capacitance. The electromagnetic generation system which was using CSA has some advantages which are more simple and more effective compared to exist system. We evaluated the performance of electromagnetic wave generating system using CSA. As a result UWB gain of system is 0.47, It is higher level than exist system is 0.3. Radiated electrical field strength at 1m is 70kV/m. It is measured by D-dot sensor and gap distance is 20mm. Center frequency of CSA is approximately 25MHz. When vary the antenna gap distance from 50mm to 20mm, we can find the radiation field strength is decrease and antenna center frequency is increased. We also simulated the energy transfer efficiency to compare with experiment result. Consequentially, CSA needs to appropriate capacitance which is similar value from marx generator for maximum energy transfer, and gap is less than 1mm to increase the CSA capacitance.