본 논문에서는 RF 스위치 역할을 하는 핀-다이오드를 이용하여 정합 회로의 형상을 변경하는 새로운 형태의 재구성 안테나를 제안하였다. 개발된 안테나는 HSDPA 대역(2.1~2.2 GHz), WiBro WiFi 대역(2.3~2.5 GHz)에서 Mode 1과 Mode 2의 두 가지 모드로 동작할 수 있도록 하였으며, polyarcylate 기판의 양면을 이용하여 제작 및 측정을 하였다. 측정 결과, Mode 1과 Mode 2의 동작 주파수에서 547 MHz($S_{11}$ <-3 dB, 2.035~2.582 GHz), 600 MHz($S_{11}$ <-3 dB, 2.2~2.8 GHz)의 대역폭을 보였으며, 각각 -4.4 dBi, -4.5 dBi의 x-y 평면 평균 수직 복사 성능을 보였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제18권2호
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pp.117-128
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2018
In this paper, compact linear dual polarized series-fed $1{\times}2$ linear and $2{\times}2$ planar arrays antennas for airborne SAR applications are proposed. The proposed antenna design consists of a square radiating patch that is placed on top of the substrate, a quarter wave transformer and $50-{\Omega}$ matched transformer. Matching between a radiating patch and the $50-{\Omega}$ microstrip line is accomplished through a direct coupled-feed technique with the help of an impedance inverter (${\lambda}/4$ impedance transformer) placed at both horizontal and vertical planes, in the case of the $2{\times}2$ planar array. The overall size for the prototype-1 and prototype-2 fabricated antennas are $1.9305{\times}0.9652{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$ and $1.9305{\times}1.9305{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$, respectively. The fabricated structure has been tested, and the experimental results are similar to the simulated ones. The CST MWS simulated and vector network analyzer measured reflection coefficient ($S_{11}$) results were compared, and they indicate that the proposed antenna prototype-1 yields the impedance bandwidth >140 MHz (9.56-9.72 GHz) defined by $S_{11}$<-10 dB with 1.43%, and $S_{21}$<-25 dB in the case of prototype-2 (9.58-9.74 GHz, $S_{11}$< -10 dB) >140 MHz for all the individual ports. The surface currents and the E- and H-field distributions were studied for a better understanding of the polarization mechanism. The measured results of the proposed dual polarized antenna were in accordance with the simulated analysis and showed good performance of the S-parameters and radiation patterns (co-pol and cross-pol), gain, efficiency, front-to-back ratio, half-power beam width) at the resonant frequency. With these features and its compact size, the proposed antenna will be suitable for X-band airborne synthetic aperture radar applications.
본 논문은 IS2000 환경에서 기지국의 수신 성능을 증대시키기 위한 스마트 안테나 Test-bed의 성능을 분석하였다. 따라서 본 논문에서는 IS2000 1x의 수신 신호 모델링, 빔형성 알고리즘, 빔형성 모듈 설계 및 테스트 베드를 이용한 성능 분석을 하였다. 수신 성능을 높이는 최적의 빔형성을 위해 빔형성 알고리즘은, Lagrange 공식을 이용한 Generalized Lagrange 알고리즘을 이용하였다. 이를 신호처리 칩을 이용한 보드로 직접 설계, 제작하였다. 빔형성 모듈에 대한 성능시험 결과 정상동작 확인 및 실시간 동작처리가 가능함을 보였다. 따라서 본 논문에서 제시한 스마트 안테나 Test-bed는 IS2000 이동통신 환경에서 우수한 성능을 나타낼 수 있음을 증명하였다.
본 논문에서는 Sierpinski 프랙탈 구조를 이용하여 이중 대역에서 동작하는 배열 안테나를 제안하였다. 거울 대칭 형태의 $2{\times}2$ 배열 구조는 상부 $1{\times}2$ 배열과 하부 $1{\times}2$ 배열 간에 $180^{\circ}$ 위상차를 인가하면 cellular 대역과 WCDMA 대역에서 broadside 방향으로 복사 패턴을 형성한다. 따라서, 동위상 급전 회로를 적용하기 위해 배열 구조에서 상부와 하부 배열 간에 패치와 그라운드의 위치를 변경하여 위상 반전 구조를 구현하였다. 배열 안테나는 $28{\times}30{\times}5\;cm^3$의 크기를 가지며, -10 dB 반사 손실 대역은 1차 대역에서 855~1,380 MHz(47 %), 2차 대역에서 1,770~2,330 MHz(27 %)이다. 이득은 1차 대역에서 9.06~12.44 dBi, 2차 대역에서 11.76~14.84 dBi이다. 1,100 MHz에서 x-z 평면의 반전력 빔 폭은 $57^{\circ}$, y-z 평면의 반전력 빔 폭은 $46^{\circ}$이고, 2,050 MHz에서는 각각 $43^{\circ}$와 $28^{\circ}$이다.
본 논문은 지능형교통시스템(ITS: Intelligent Transport System)을 위한 V2X 간의 무선통신시스템에 적용되는 WAVE(Wireless Access in Vehicle Environments) 안테나 시스템에 대한 연구이다. 5.825~5.9GHz 주파수대역의 WAVE 통신은 차량이 주행하면서 도로 인프라에 설치되어 있는 기지국과 다른 차량에 장착되어 있는 단말기간의 무선통신에 사용할 수 있도록 하는 표준화된 프로토콜이다. 최근의 WAVE 통신시스템 연구에서는 통신거리에 따른 통신성능을 향상시키기 위해서 기지국과 차량 단말기 기술개발 위주로 연구되고 있으나, 본 논문에서는 시스템 성능 개선 가능성을 검토하고자 차량 루프에 장착가능한 자동차용 안테나 시스템의 설계구조 개선에 대한 연구를 진행하였다. WAVE 안테나 베이스 구조에 EBG(Electro Band-Gap) 구조를 적용하여 비교시뮬레이션을 통해 반사손실이 저감되어 성능이 향상되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 X밴드용 고출력 시스템에 적합한 경사진 원형 도파관 구조를 이용한 소형 T $M_{01}$-T $E_{11}$ 모드 변환기를 제안한다. 제안된 모드 변환기는 마이크로파 에너지가 RBWO 전원으로부터 혼 안테나로 효율적으로 전송되도록 파라미터 연구를 통해 최적화된 구조로 설계되었다. 그리고 반사손실, 각 모드의 전력, 임피던스 대역폭, 그리고 모드 패턴의 시뮬레이션 결과와 측정결과를 제시하였다.다.
본 논문에서는 X-band 절전센서용 마이크로스트립 구형패치 배열 안테나의 설계 방법을 제안 하고자 한다. 제안된 배열 안테나는 송 수신 안테나가 각각 1x2배열로 구성 되었다. 안테나는 CST MWS를 사용하여 시뮬레이션 하였고 FR-4 기판(h=1.0mm, ${\varepsilon}_r$=4.4)을 사용하여 제작하였다. 시뮬레이션 결과는 대역폭이 4%(VSWR${\leq}$2), 이득은 6.3dBi, 빔폭은 약 $60^{\circ}$(El)/$15^{\circ}$(Az)로 예측되었다. 안테나는 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제작 되었고 절전센서용 RF 송수신기 회로 뒷면에 설치되어 무반사실에서 방사 특성을 측정하였다. 측정된 결과는 대역폭이 7%(VSWR${\leq}$2), 이득은 4.8dBi, 빔폭은 약 $55^{\circ}$(El)/$15^{\circ}$(Az)로 시뮬레이션 결과와 매우 유사한 결과를 얻었다.
본 논문에서는 위성 SAR 시스템에 적용하기 위한 광대역 이중편파 적층형 패치 안테나를 설계하고 제작 결과를 제시하였다. 위성 SAR 분야에 주로 적용되는 X-대역에서 위성 SAR 시스템의 영상 품질 향상을 위해 손실 최소화, 광대역 동작 그리고 능동위상배열안테나에 적용이 가능하도록 능동반사손실 최소화 관점에서 안테나를 설계하였다. 제작된 안테나의 대역폭은 능동반사손실 -10 dB 이하 기준에서, 수직/수평 편파 각각 19.26%/19.79% 이며, 손실은 주파수 평균으로 수직/수평 편파 각각 0.797 dB/0.799 dB 로 확인되었다. 또한, 근접전계시험으로 안테나의 빔 패턴을 확인하다. 그 결과, 배열이론을 바탕으로 계산된 이상적 패턴과 비교하여, 측정된 패턴 및 지향성이 매우 유사함을 확인하였다.
In this study forty-five X-bnd rectangular microstrip patch antennas fed by microstrip line using ${\lambda}$/4 transformer were fabricated on teflon substrates with low high permittivities and varous thickness (substrate thickness : 0.6 ~ 2.4 mm, permittivities : 2.15 ~ 10.0), and effects of permittivity and electrical thickness on antenna characteristics were studied with measured return loss (1/S$_{11}$) and resonant frequencies. When substrate electrical thickness was greater than 0.060 ${\lambda}_{0}$return loss was very good and genrally more than 20 dB, but resonance characteristics was somewhat unstable. The more than 0.088 ${\lambda}_{0}$ the thickness was, the more unstable it was. As a result, in the rest range except 12, 13 GHz we had very good mesured return loss iwth greater than 20 dB, and in the range 7 to 9 GHz resonant frequencies were within $\pm$2 % error, on ${\epsilon}_{r}$=5.0, height = 2.4 mm substrate.
본 논문에서는 X 밴드 주파수에서 단얼 마이크로스트립 선로 급전방식을 갖는 원형 편파 개구면-패치 안테나(aperture-patch antenna) 및 환 구조 안테나(ring antenna)를 설계, 제작하여 특성을 측정하였다. 개구면-패치 안테나는 동작 대역폭이 매우 넓으며, 환 구조 안테나는 크기가 작아서 대형 배열안테나의 기본 복사소자로 적합하다. 이 두 종류의 안테나에 대하여 VSWR 대역폭과 원형편파 축비(axial ratio)를 개선하기 위한 여러 가지 설계 파라미터의 영향을 분석하였다. 개구면과 환 복사소자는 공진기 모델(cavity mode!)에 근거하여 초기 설계를 하였으며. 원형편파를 발생시키기 위한 개구면 내부의 패치와 환 내부의 스터브(stub) 는 Ensemble 소프트웨어를 사용하여 최적화 하였다. 제작된 안테나는 개구면-패치 안테나의 경우 25 %의 V VSWR 대역폭(3dB 기준)과 1.2 dB의 최소 축비를 가지며, 환 구조 안테나에서는 6.7 %의 VSWR 대역폭과 1.6 dB의 최소 축비를 가진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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