본 논문에서는 임피던스 매칭 구조를 가진 소형 모노폴 안테나를 제안하고 그 특성들을 나타내었다. 안테나 매칭을 위해서 안테나 상단에 구성한 inductive 매칭 구조는 효과적으로 안테나의 capacitive 성분들을 보상하여 설계 대역에서 임피던스 매칭이 잘 이루어지는 효과를 보였다. 기존의 많은 소형 안테나들이 임피던스 매칭을 위하여 별도의 매칭 구조를 안테나의 입력부에 적용한 것과는 달리 본 논문에서 제안한 방법은 안테나의 상단에 매칭 구조를 위치시킴으로써 비교적 적은 공간을 이용하여 효과적으로 안테나의 임력 임피던스를 매칭할 수 있는 방법을 제시하였다. 제안한 안테나는 중심 주파수에 대하여 40 % 이상의 대역폭과 95 % 이상의 방사 효율을 보이며, $2.6{\sim}3$ dBi 정도의 높은 이득 특성을 보이므로 향후 단말기 혹은 여러 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
This paper describes that the distribution of electromagnetic field occurred by PD(Partial Discharge) pulse was calculated with simulation program and characteristics of calibration and PD pulses measured with folded dipole types sensors were analyzed. As the distribution of electromagnetic field in simulation was very random the wide band measuring methods were good. Therefore three folded dipole antenna types sensors which had different their widths were designed and made. The signal according to direction and distance between sensor and pulse source in these sensor was measured and the spectrum of surface PD were acquired in the experiment of model transformer. In this result the characteristics of sensor which had middle width was better than others and the main spectrum of PD signals in surface discharge were existed in around 220MHz, 320MHz and from 450MHz to 750MHz.
본 논문은 다이버시티 모드와 지향성 모드를 스위치 할 수 있는 평면형 안테나 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 네 개의 안테나 요소들을 한 평면에 배열했을 경우, 높은 격리도를 가지며 다이버시티 모드로 동작한다. 한편, 네 개의 안테나 요소들을 수직으로 적층 배치한 구조는 지향성 모드로 동작한다. 이 경우, 네 개의 안테나 요소들은 적층형 Yagi-Uda 안테나 구조를 따르며, 높은 이득을 갖도록 최적화되었다. 특히, 네 개의 안테나 요소에 두 가지의 급전 방법과 구부러진 급전선을 사용하여 성능을 극대화 시켰다. 2.4 GHz에서 동작하는 제안된 안테나는 시뮬레이션 결과와 실험적인 결과가 일치하는 것을 확인하였으며, 각 모드에서의 성능 또한 입증하였다.
Kim, Sang-Hyeong;Jin, Zhe-Jun;Chae, Yoon-Byung;Yun, Tae-Yeoul
ETRI Journal
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제35권1호
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pp.51-57
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2013
In this paper, a small internal antenna for a mobile handset is presented using multiband, wideband, and high-isolation multiple-input multiple-output techniques. The proposed antenna consists of three planar inverted-F antennas (PIFAs) that operate in the global system for mobile communication (GSM900), the digital communication system (DCS), the personal communication system (PCS), the universal mobile telecommunication system (UMTS), and wireless local area network (WLAN) bands with a physical size of $40mm{\times}10mm{\times}10mm$. A resonator attached to the folded PIFA creates dual resonances, achieving a wide bandwidth of approximately 460 MHz, covering the DCS, PCS, and UMTS bands; a meander shorting line is used to improve impedance matching. Additionally, a modified neutralization link is embedded between diversity antennas to enhance isolation, which results in a 6-dB improvement in the isolation and less than 0.1 in the envelope correlation coefficient evaluated from the far-field radiation patterns. Simulation and measurements demonstrate very similar results for S-parameters and radiation patterns. Peak gains show 3.73 dBi, 3.77 dBi, 3.28 dBi, 2.15 dBi, and 5.86 dBi, and antenna efficiencies show 56.15%, 72.15%, 68.59%, 52.92%, and 82.93% for GSM900, DCS, PCS, UMTS, and WLAN bands, respectively.
본 논문에서는 잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 종이 필름 위에 전도성 잉크를 인쇄하여 방사 패턴 변환이 가능한 종이접기 형태의 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 접었을 때와 펼쳤을 때 각각 다이폴 안테나와 루프 안테나로 동작하며, 종이 필름을 접고 펼치는 방식에 따라 상호 변환될 수 있다. 제안된 안테나는 다이폴 상태와 루프 상태일 때 모두 동일하게 1.85 GHz에서 동작하도록 설계되었다. 종이 필름을 접었을 때 종이 필름의 코팅과 그 위에 인쇄된 전도성 잉크가 깨짐 현상을 해결하기 위해 액체금속(liquid metal)중 하나인 EGaIn(Eutectic Gallium Indium)을 사용하였다. 제안된 안테나의 성능은 시뮬레이션과 실제 측정 결과로 확인할 수 있으며, 다이폴 상태와 루프 상태일 때 안테나 이득은 각각 -4 dBi, -5 dBi이다. 또한, 측정 결과, 다이폴 상태와 루프 상태일 때 서로의 Null 부분을 서로 상호 보완해 주는 것을 확인할 수 있다.
텔레비젼 수신용 안테나로써 가장 널리 사용되고있는 Yagi안테나는 구조가 간단하고 지향성 이득등이 좋으나 방사주파수에 대한 반파장길이의 소자를 사용하므로 칫수가 커지고 주파수대역이 좁다. 따라서 설치 취급등에 불편을 느낄 경우가 많다. 한편 최근 일반적으로 아무곳에서나 용이하계 설치할 수 있을만큼 소형이면서 화질이 좋은 수상이 가능한 수신안테나에 대한 요망이 커지고 있는데 본 연구에서는 그 파장에 비해서 소형인 폴디드·다이폴 안테나 소자 2개를 좁은 간격으로 배열하고 이들을 이상결합하므로써 VHF텔레비젼전파의 고채널 주파수대에서 비교적 양한 단일지향성을 얻고 있다. 본 안테나에 능동소자를 이용한 저잡음광대역증폭기를 삽입한다면 다소자 Yagi안테나에 비나될 전후방비를 갖는위에 그의 이득도 크게 증가되어 일반수상안테나로 뿐만 아니라 고우스트 방지용실내안테나로서 상당한 기여틀 할것으로 생각된다. The Yagi antenna, which is most widely used for television receiving, has simple form and good directiyity as well as high gain, but it must be made with linear elements of half wave length. Therefore, the dimension of multi-element Yagi antenna becomes bulky and so a(ten it is inconvenient to install and handle, because of its big size. Moreover the frequency band width of the Yagi antenna is usually not broad enough to cover the total frequency range of VHF TV channels in our country. Recently, the aemand for an antenna which is not only small enough to install it easily anywhere but also assures good quality of pictures is generally increasing. In this study 2 elements o( folded dipole, which is small compared to its electrical ways length, are fixed parallel to each other with a narrow distance and the emfs induced in them are made to get together with some phase difference. This new phased array antenna has shown a relatively good unidirectivity through over the high channel VHF television frequency hand as well as the good PIB ratio which is comparable to that of multielements Yagi antenna. As a result this new antenna will be used as a VHF high channel TV receiving antenna and it may become better antighost antenna when used inside the room than other room antennas.
본 논문에서는 5 GHz (5.15-5.35 GHz, 5.725-5.825 GHz) 대역 무선랜에서 사용이 가능한 소형 CPW 안테나를 제안하였다. 설계된 안테나는 계단 구조로 되어있으며 모의실험을 통하여 최적화된 파라미터 수치로 비유전율이 4.2, 두께가 1.0 mm인 FR-4 기판 상에 제작한 후 측정하였다. 측정 결과, 주파수 5.133-5.982 GHz에서 -10 dB 이하의 반사손실값을 얻음으로써 5 GHz 대역 무선랜의 주파수를 수용할 수 있음을 확인하였다. 또한 크기는 $20.0{\times}16.0{\times}1.0mm^3$로서 기존의 폴디드 슬롯 안테나에 비해 약 67.17%의 크기를 감소시켰다.
본 논문에서는 2축 십자형 모노펄스 축을 가지는 Ka 대역 밀리미터파 탐색기용 안테나를 설계하였고, 진공 브레이징 기법으로 제작 후 측정을 통해 성능을 검증하였다. 또한, Ka 대역 도파관 순환기 설계 및 제작하여 순환기가 포함된 안테나 조립체 단위에서도 성능을 확인하였다. 안테나의 복사부는 Elliot 설계방법에 최적화 알고리즘을 적용하여 최적의 슬롯 길이 및 오프셋 값을 설계하였으며, 급전부는 십자형 모노펄스 축을 구현하기 위해 접힌 구조의 도파관을 적용하여 S-parameter 특성을 최적화 하였다. 설계된 안테나 조립체는 제작 및 전자파측정을 통해 33.3 dBi 이득, $3.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ 빔폭, -23 dB 이하 부엽준위 특성을 확인하였으며, 본 결과는 설계 결과와 유사함을 확인하였다.
본 논문에서는 휴대폰용 내장형 PIFA 형태를 바탕으로 안테나 면을 4개의 element로 나눔으로써 넓은 대역폭과 향상된 이득 특성을 갖는 multi element 안테나를 제안하였으며, CDMA 대역인 $824{\sim}896MHz$와 RFID 대역인 $908.5{\sim}914MHz$를 동시에 만족하도록 설계하였다. 제안된 안테나의 크기는 $35{\times}15{\times}5mm^3$로 S사 A 모델의 케이스를 바탕으로 설계되었으며, 각 element를 안테나 안쪽으로 접어 넣음으로써 안테나의 소형화를 이루었다. 안테나의 광대역 및 향상된 이득 특성을 얻기 위해 안테나의 면을 4개의 element로 나누었다. 그 결과 전류의 패스가 길어지고 나뉘어짐에 따라, 안테나의 중심 주파수가 낮아지고 대역폭이 넓어지는 특성을 보였다. 또한, 안테나를 여러 개의 element로 나눔으로써 좀 더 고른 전류 분포를 갖게 되어 안테나의 효율이 향상되고 이득 값이 향상되는 특성을 가질 수 있었다. 좀 더 고른 전류 분포를 유도하여 안테나의 효율을 향상시키기 위해 전류가 각 element로 직접 전달되도록 급전 점에 변화를 주었다. 그 결과, 안테나의 이득 값이 더욱 향상되었으며, 급전 구조에 변화를 주면서 element를 4개로 설계하여 그 특성을 고찰한 결과, 가장 높은 이득 값을 보임을 확인하였다. 안테나의 이득 값을 유지한 상태로 소형화하기 위해 전류 방향을 고려하여 안테나의 각 element를 안테나의 앞면은 아래쪽으로 양 옆면은 안테나의 안쪽으로 접어 넣었다. 또한, 급전 위치를 조절하여 안테나의 공진 길이를 늘리기 위해 급전 점의 위치를 접지면의 윗부분에 배치하였다. 케이스를 고려하지 않은 상태로 원하는 안테나 특성을 얻었다고 하더라도, 케이스에 부착되면 주파수가 이동되고 원하는 주파수 대역에서 안테나 이득 값이 저하되기 때문에 휴대폰 케이스에 부착 시 $150{\sim}200MHz$의 주파수 이동이 발생함을 확인한 후에 1.08 GHz에 공진 주파수가 나타나도록 설계하였으며, 공진 주파수에서의 측정된 최대 이득 값은 3.1 dBi를 나타내었다. 케이스를 고려하여 측정한 경우, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 $0.824{\sim}0.936GHz$로 110 MHz의 대역폭을 갖고 CDMA 대역과 RFID 대역을 동시에 만족할 수 있음을 나타내었다. 측정된 이득 값은 최소 -3.4 dBi에서 최대 -0.5 dBi를 나타내었고, 무지향성 패턴을 보임을 확인하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제10권3호
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pp.121-126
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2010
A long range UHF RFID tag with a rectangular metallic cavity structure is proposed for various applications with metallic objects. The proposed tag consists of a rectangular metallic cavity structure and a folded dipole antenna which is located on top of the cavity. The tag is designed for Korean UHF RFID band(910~914 MHz) and the bandwidth, which satisfies the -10 dB input reflection coefficient requirement, is approximately 1.3 %(904~916 MHz). Measurement demonstrates that the proposed tag shows long reading range up to 15 m when it is placed on a metallic plate.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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