Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권4호
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pp.228-232
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2017
The radiation properties and fabrication precautions of a 3D printed, electrically small folded spherical meander wire monopole antenna are investigated. The antenna is self-resonant and shows sufficiently high radiation efficiency at an electrical size ka of 0.4, with the radiation quality factor Q approaching the lower physical bound. In antenna fabrication, the possible structural deformation due to gravity is examined before the antenna frame is 3D-printed. The required conductivity is achieved by multiple manual paintings of a silver paste. The radiation efficiency and pattern show very good agreement with the computed expectations, whereas the resonant frequency deviates by 11.8%. The method to minimize such a fabrication error when using 3D printing technology for wire antennas is discussed.
We demonstrate that a partial loading of $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ (Ni-Zn ferrite) film remarkably improves impedance matching of electrically small $Ba_3Co_2Fe_{24}O_{41}$ ($Co_2Z$) hexaferrite antenna. A 3 ${\mu}m$ thick Ni-Zn ferrite film was deposited on a silicon wafer by the electrophoresis deposition process and post-annealed at $400^{\circ}C$. The fabricated Ni-Zn ferrite film has saturation magnetization of $268emu/cm^3$ and coercivity of 89 Oe. A partial loading of the Ni-Zn ferrite film on the $Co_2Z$ hexaferrite helical antenna increases antenna return loss to 24.7 dB from 9.0 dB of the $Co_2Z$ antenna. Experimental results show that impedance matching and maximum input power transmission to the antenna without additional matching elements can be realized, while keeping almost the same size as the $Co_2Z$ antenna size.
본 논문에서는 SRR (Split Ring Resonator) 덮개 구조를 갖는 전기적 소형 정사각형 루프 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 Chu의 이론에 의한 결과, ka=0.34로 전기적으로 매우 소형화 되었다. 측정결과, 제안된 안테나의 공진주파수는 906MHz이며 임피던스 대역폭($VSWR{\leq}2$)은 5.8MHz (901.7 - 907.5MHz)를 나타내었다. 안테나구조의 등가회로모델을 적용하여 임피던스 정합과 동작특성의 최적화가 이루어졌고 접지면 환경을 이용하지 않는 안테나 구조를 사용하여 테플론 기판에 설계되었으며 급전부에서의 부가적인 정합 회로망 없이 효율적으로 임피던스 정합이 이루어졌다. 따라서 본 논문에서 제안된 안테나는 좁은 실장환경을 요구하는 무선통신시스템에 적용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 전기적 소형 모노폴 형태의 안테나가 제시되었다. 크기가 매우 짧은 (${\iota}{\approx}{\lambda}_g/15$ ) 모노폴은 용량성 소자로 동작하며, 접지면 위에 놓여진 개방형 슬롯구조는 유도성 소자로 동작하므로, 이 들 두 소자를 결합시킨 구조는 LC 공진기를 형성하게 된다. 안테나에 대한 등가회로 모델 은 안테나의 해석 및 설계의 정확성을 파악하기 위하여 사용되었다. 제안된 안테나는 매우 작은 전기적인 크기를 갖고 있으나 양호한 성능을 나타내고 있다. 측정된 안테나의 최대 이득과 효율은 주파수 2.1 GHz에서 각각 3.6 dBi 및 77.8 %를 나타내었다.
위성항법시스템은 민간 및 군수 분야에서 널리 사용되고 있는 유용한 시스템이다. 그러나 지구 상공 2만 km 이상 원거리 송신 신호로 인한 수신 감도 미약으로, 위성항법시스템의 신호는 항재밍 공격에 취약하다. 본 논문에서는 항재밍 소형 GPS 배열안테나 설계를 위한 선행 연구로 전기적으로 초소형인 GPS 안테나 소자를 효율적으로 정합하는 비 포스터 정합회로에 대한 연구를 수행하였다. 전기적으로 소형인 GPS 안테나는 높은 품질계수로 인해 방사 이득이 낮고, 광대역 정합이 어렵다. 이를 해결하기 위해 소형 GPS 안테나용 비 포스터 정합회로(non-Foster matching circuit)를 설계하였다. Linvill의 교차 결합쌍 트랜지스터로 구성된 네거티브 임피던스 변환기 회로를 제작하였으며, 시간 영역에서 안정도 검증을 통해 안정성을 확인하였다. 비 포스터 정합회로를 이용한 소형 GPS 안테나 무반사실 측정결과, 전면방향이득이 17 dB 이상 개선됨을 확인하였다.
본 논문에서는 리액턴스 소자률 갖는 전기적 소형다이폴 안테나의 강제 공진특성을 해석하고 있다. 이론 해석 에는 다이폴 안테나에 흐르는 전류분포에 관한 적분방정식을 풀기 위해 모멘트 법을 적용했으며, 강제 공진특성 을 검토하기 위하여 급전점 및 장하점에 착목한 2단자 동가 회로망으로부터 안테나가 강제적으로 공진하도록 하는 리액턴스의 값을 결정하는 결정방정식을 도출하고 있다. 공진특성의 해석결과 리액턴스 소자를 적절히 조절 하면 안테나가 강제적으로 공진하며, 강제 공진에는 직렬공진 및 병렬공진의 두 가지 종류가존재한다는 것을 밝 히고 있다. 또한, 이들 강제 공진특성을 미지 주파수의 측정에 이용할 수 있다는 것을 원리적인 변을 중심으로 이 론적으로 검토하고 있다.
본 논문은 기판 집적형 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide)와 상보적 분할링 공진기(CSRR: Complementary Split Ring Resonator)를 기반으로 한 전기적으로 작은 안테나를 제안한다. 안테나의 전기적 크기는 CSRR과 기존 SIW의 1/8크기인 Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide(EMSIW)를 적용하여 줄일 수 있었다. EMSIW는 기존의 SIW와 비교하였을 때 공진 주파수는 유지하면서 단지 12.5 %의 크기를 차지한다. 또한, EMSIW 안에 CSRR을 회전함으로써 안테나의 방사 특성을 유지하면서 공진 주파수를 바꿀 수 있었다. CSRR을 $0^{\circ}$부터 $360^{\circ}$까지 회전시켜 공진 주파수를 4.74 GHz에서 5.07 GHz까지 변화를 줄 수 있었다. 단향성 방사 패턴이 발생하며, 그 최대 이득은 4.5 dBi에서 5.92 dBi로 관측되었다.
The small anechoic chambers built by many small-/medium-sized companies and universities present difficulties in testing electrically large antennas because the chamber size cannot satisfy the far-field criterion of large antennas. In this paper, a method for Fresnel-region measurement on a cylindrical surface with variation of the measurement height is proposed and verified by both calculations and experiments. We implement the proposed method using a direct far-field measurement system by adding a few supporting structures. The results show good accuracy.
In this paper, we verify that the bandwidth of the optimized disk-loaded monopole antenna with electromagnetically coupled feed obtained using a genetic algorithm is broader than the theoretical bandwidth limit of 2/Q by simulation as well as by measurement. The measured bandwidth of the optimized antenna (kr : 0.599) is about 42% from 380 MHz to 580 MHz (VSWR<5.8). The efficiency measurement of the antenna is over 90% for the frequency band of operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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