Kim Sung-Hak;Wen Lijun;Ko Han-Woong;park Dong-Hee;Ahn Bierng-Chearl
Journal of electromagnetic engineering and science
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제5권1호
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pp.14-20
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2005
In this paper, a technique is presented for broadbanding the bow-tie slot antenna fed by a CPW(coplanar waveguide). The bandwidth performance of existing bow-tie slot designs is greatly enhanced by optimizing the slot shape and properly adjusting the characteristic impedance of the coplanar waveguide feeding the slot. To connect the 50-ohm input coaxial line to the CPW feed line, a linear taper in the CPW is employed. The designed antenna shows a 3.5 $\~$ 10.0 GHz impedance bandwidth, a 3.5 $\~$ 6.0 GHz pattern bandwidth, and a 5.5 $\~$ 7.5 dBi gain over 3.5 $\~$ 6.0 GHz. Above 6.0 GHz, the antenna radiation pattern appreciably deviates from the typical dipolar pattern.
본 논문에서는 도파관 슬롯 결합 마이크로스트림 안테나를 마이크로스트림 안테나의 개선된 급전 구조로서 제안하고 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 스트립과 슬롯 사이의 유전체 기판의 존재가 충분히 고려되었따. 안테나 특성 파악을 위해 스트립의 전류 분포와 슬롯의 자류 분포를 알아내기 위한 수치해석 방법으로 모멘트법과 공간 주파수 영역법이 사용되었다. 해석 결과, 제안된 구조는 개선된 특성과 대량 생산의 용이함으로 인하여 배열 안테나의 설계시 우수한 단위요소로 쓰일 수 있음을 확인하였다.
A compact triple-band porous electromagnetic bandgap structure-loaded coplanar-waveguide-fed wearable antenna is introduced for applications of wireless body area networks. The porous structure is aimed to create a stopband or bandgap in the electromagnetic spectrum and increase breathability. The holes in the bottom electromagnetic bandgap surface increase the inductance, which in turn increases the bandwidth. The final design resonates at three bands with impedance bandwidths of 264 MHz, 100 MHz, and 153 MHz and maximum gains of 2.18 dBi, 6.75 dBi, and 9.50 dBi at 2.45 GHz, 3.5 GHz, and 5.5 GHz, respectively. In addition, measurements indicate that the proposed design can be deformed up to certain curvature and withstand human tissue loading. Moreover, the specific absorption rate remains within safe levels for humans. Therefore, the proposed antenna can suitably operate in the industrial, scientific, and medical, Bluetooth, Wi-Fi, and WiMAX bands for potential application to wireless body area networks.
본 논문은 IMT-2000 단말기용 인쇄기판형 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 FR-4($\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) PCB 기판에 비아 홀(Via-hole)과 라인을 이용한 헬리컬 구조이며, 급전방식은 GCPW(Grounded Co-Planer Waveguide)로 구현하였다 상용 RF-Tool인 안소프트(Ansoft)사의 HFSS를 사용하여 안테나 구조를 설계하고,주파수 특성 및 복사 특성을 측정한 결과는 설계 주파수 대역인 1.920~2.170 GHz을 만족하였고, 2.045 GHz에서 공진하였으며, 321 MHz의 대역폭(VSWR<2.0) 특성을 나타내었다. 이때 안테나의 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다. 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다.
본 논문은 고 용량, Gbps급 데이터 전송을 만족하는 무선 백-홀 시스템에 적용하기 위한 도파관 개구 결합 급전 구조 안테나에 관한 내용으로 V-대역인 57GHz~66GHz 주파수 대역에서 사용 할 공동-급전 구조를 갖는 $32{\times}32$ 도파관 슬롯 서브-배열 안테나를 설계, 제작 하였다. 안테나 구성은 적층 형태로 되어있으며, 각각 복사 부(외부 홈과 슬롯, 캐비티), 개구 결합 부, 급전 부로 이루어져 있다. 안테나 설계는 3차원 유한 요소 법(FEM)을 기반으로 하는 HFSS를 이용 하였고, 안테나 제작은 알루미늄 재질로 정밀도 높은 밀링 머신을 사용하여 각 층을 가공 한 후 은(Ag)-도금 과정을 거쳐 조립하였다. 측정을 통해서 안테나의 특성을 분석한 결과 목표했던 적용 주파수 대역에서의 반사 손실은 전반적으로 -12dB이하 손실 특성을 나타냈으며, VSWR < 2.0기준으로 약 16 %에 달하는 광 대역 주파수 특성을 보였다. 측정된 안테나 복사패턴의 1차 부엽 레벨은 -12.3 dB미만 이고, 3 dB 빔 폭은 약 $1.85^{\circ}$ 로 좁은 빔 폭을 갖는다. 또한, 안테나 이득은 평균 38.5 dBi이상, 효율은 약 90% 이상으로 높은 효율을 얻었다.
본 논문에서는 가요성(flexible) 있는 영차 공진 안테나를 제안하였다. 안테나의 성능을 결정하는 본 논문의 위상 상수는 영차 공진일 때 기판의 변형에 독립적이다. Composite right/left-handed(CRLH) 전송 선로를 영차 공진 현상을 실현하기 위해 coplanar waveguide technology(CPW)를 기반으로 구현되었다. CRLH는 병렬 인덕턴스와 직렬 캐패시턴스를 추가함으로써 메타 물질로 구현된다. 추가적인 회로 변수를 만들기 위해 칩 인덕터와 갭 캐패시터가 각각 추가되었다. 제안된 ZOR 안테나는 대역폭 6.5 %와 최대 이득 0.69~1.39 dBi으로 좋은 성능을 보인다. 시뮬레이션과 측정 결과를 통해서 곡면의 지름이 서로 다른 각각 30, 50, 70 mm 뿐만 아니라 평면일 때 공진 주파수와 방사 패턴이 거의 변하지 않았음을 보였다.
제안된 지향성 펜슬빔 안테나는 절곡된 타원 도체평판을 갖는 도파관 급전부와 포물형 곡면 반사판으로 구성되어 있다. 반사판 뒤에서 삽입된 급전 도파관의 종단 부근 광벽에 위치한 두 개의 사각형 개구는 반사판 초점에 위치하며, 절곡된 타원 평판으로 전자파 에너지를 방출시킨다. 이 평판은 전자파 에너지를 일차 반사시키며, 주 반사판을 향하도록 설계되어 있다. 도파관 종단에 위치한 두 사각형 개구는 안테나 시스템의 임피던스 정합을 위해서 안쪽으로 돌출된 탭을 가지는데, 탭의 형태는 잘려진 타원형이다. 제안된 포물형 반사판 안테나의 반사판의 직경은 400 mm, 촛점은 134.23 mm 이며, 사용 중심주파수 16.5 GHz에서 안테나이득은 33.68 dBi, 3 dB 빔폭은 $3.3^{\circ}$, 반사손실 -15 dB 사용대역폭은 1.0 GHz 이상이 되도록 설계하여, HFSS-IE를 사용하여 검증하였다.
본 논문에서는 시간-주파수 분석 기법을 이용하여 IR-UWB(Impulse Radio UWB) 안테나의 임펄스 분산 특성 분석에 대해 제시하였다. 최적 임펄스 신호 전송이 가능한 테이퍼 슬롯 안테나와 이동성을 고려한 무지향성 IRUWB 안테나 4종(마이크로스트립 선로 급전 구조 2종, CPW(Coplanar Waveguide) 급전 구조 2종)을 설계하였으며, 3.1~5.1 GHz UWB 대역에서 각 안테나 링크에 대해 시간-주파수 분석 기법인 STFT(Short Time Fourier Transform)을 이용하여 안테나의 분산 특성을 분석하였다. 따라서 제안된 STFT 기법을 이용할 경우, IR-UWB 안테나의 분산 특성 추출을 위한 시간 영역 임펄스 응답 측정 대안으로 사용이 가능하다.
A rigorous analysis of a broad wall slot array is presented. The slot is longitudinal and offset from the center line in the rectangular waveguide. Pertinent integral equations are developed, taking into account finite wall thickness. The mothed of moment with entire basis function is used to solve a pair of coupled-integral equations, derived from the electromagnetic boundary conditions using modified Green's function, to find the tangential electric field on the upper and lower surfaces of the slot. Numerical results for resonant length and scattering parameters of the slots are Presented over a range of offset. Computed results are compared with experimental result.
Noninvasive multifrequency microwave radiometry using coaxial waveguide antenna has been investigated for a homogeneous and four layer human body model. The coupling between coaxial waveguide antenna and a. biological object is analyzed by use of the FDTD method to obtain the absorbed power patterns in the media. The object studied in this paper is a homogeneous and four-layered lossy medium. The specific absorption rates(SAR) distribution is calculated in each region by use of the steady-state response in FDTD method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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