• 제목/요약/키워드: high dielectric antennas

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유전체 렌즈를 가진 3~6GHz대용 UWB 시뉴어스 안테나 개발 (Development of UWB Sinuous Antenna with Dielectric Lens for 3~6 GHz Band Application)

  • 이동렬
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.239-244
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    • 2015
  • 최근들어 임펄스 레이더에서 거리를 측정하기위한 센서로서 또는 비 압축 고속 영상데이터의 전송용으로 UWB 기술이 활발히 응용되고 있다. 그러나 UWB 기술은 대역이 옥타브 밴드로 매우 넓어서 시스템을 설계하기가 쉽지 않다. 특히 광대역 임피던스를 정합해야하는 안테나를 비롯한 RF분야에서 더욱 그렇다. 본 연구에서는 이러한 3~6GHz 옥타브 대역에서 사용할 수 있는 시뉴어스 안테나를 설계하고 제작하였다. 그리고 유전체 렌즈를 설계하여 부착하여 이득을 높이는 실험한 결과 3~6GHz 사용대역에서 6~10dBi의 높은 이득을 얻을 수 있었다. 제작된 유전체 부착 시뉴어스 안테나를 HD 비디오 데이터 전송에 사용하였다. 전송 결과 10mW의 무선전력으로 최대 전송 거리는 90m였다.

Scattering characteristics of metal and dielectric optical nano-antennas

  • Ee, Ho-Seok;Lee, Eun-Khwang;Song, Jung-Hwan;Kim, Jinhyung;Seo, Min-Kyo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.76.1-76.1
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    • 2015
  • Optical resonances of metallic or dielectric nanoantennas enable to effectively convert free-propagating electromagnetic waves to localized electromagnetic fields and vice versa. Plasmonic resonances of metal nanoantennas extremely modify the local density of optical states beyond the optical diffraction limit and thus facilitate highly-efficient light-emitting, nonlinear signal conversion, photovoltaics, and optical trapping. The leaky-mode resonances, or termed Mie resonances, allow dielectric nanoantennas to have a compact size even less than the wavelength scale. The dielectric nanoantennas exhibiting low optical losses and supporting both electric and magnetic resonances provide an alternative to their metallic counterparts. To extend the utility of metal and dielectric nanoantennas in further applications, e.g. metasurfaces and metamaterials, it is required to understand and engineer their scattering characteristics. At first, we characterize resonant plasmonic antenna radiations of a single-crystalline Ag nanowire over a wide spectral range from visible to near infrared regions. Dark-field optical microscope and direct far-field scanning measurements successfully identify the FP resonances and mode matching conditions of the antenna radiation, and reveal the mutual relation between the SPP dispersion and the far-field antenna radiation. Secondly, we perform a systematical study on resonant scattering properties of high-refractive-index dielectric nanoantennas. In this research, we examined Si nanoblock and electron-beam induced deposition (EBID) carbonaceous nanorod structures. Scattering spectra of the transverse-electric (TE) and transverse-magnetic (TM) leaky-mode resonances are measured by dark-field microscope spectroscopy. The leaky-mode resonances result a large scattering cross section approaching the theoretical single-channel scattering limit, and their wide tuning ranges enable vivid structural color generation over the full visible spectrum range from blue to green, yellow, and red. In particular, the lowest-order TM01 mode overcomes the diffraction limit. The finite-difference time-domain method and modal dispersion model successfully reproduce the experimental results.

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박스용 UHF-HF 이중대역 RFID 태그 설계 (UHF-HF Dual-Band RFID Tag Antenna Design for Boxes)

  • 남세현;강주원;정유정
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권2호
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    • pp.93-98
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    • 2018
  • 본 논문은 스마트 RFID(Radio Frequency Identification) 박스에 920 MHz UHF(Ultra High Frequency) 대역과 13.56 MHz HF(High Frequency) 대역의 NFC(Near Field Communication)가 사용 가능한 태그를 박스 자체에 임베디드시켜서 설계하였다. 이중대역 태그에서 HF 대역은 NFC를 사용하여 일반인이 스마트 폰으로 인식과 검수를 가능하게하고, UHF RFID 대역은 상자 속에 물건 내용과 물류 이동을 파악하기 위함이다. 박스의 유전율을 측정하여 simulation에 반영하였으며, HF 대역은 NFC가 가능한 NXP사의 Ntag213칩을 사용하여 Loop형 안테나로 설계하였다. UHF 태그는 Alien사의 Higgs-3 칩을 사용하였고, HF 태그의 주변 가장자리에 위치하도록 설계하여 HF 태그와 상호 작용이 최소가 되도록 설계 하였으며, 본 태그는 두 대역에서 사용이 가능하므로 내용물의 검수와 물류 정보를 효과적으로 파악이 가능하다.

수평 원형 디스크가 로딩된 반원 디스크 초광대역 모노폴 안테나 (Vertically Half Disc-Loaded Ultrawideband Monopole Antenna (VHDMA) with Horizontally Top-Loaded Small Disc)

  • 이재욱;조춘식;김종면
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.1051-1061
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    • 2004
  • 본 논문에서는 반원형 및 반타원형 디스크가 급전점에 수직으로 로딩된 단순한 광대역 모노폴 안테나 구조에 급전점에는 추가적인 공진 구조를, 수직 모노폴 안테나의 끝단에는 수평으로 추가적인 소형 디스크가 로딩되는 초광대역 안테나의 특성에 관하여 시뮬레이션과 측정이 수행되었다. 설계된 초광대역 송신용 안테나로부터 가우시안 펄스의 전달 특성에 관하여 살펴보며 제안된 안테나의 수평방향을 단면으로 보았을 경우의 복사패턴이 등방향성 응답을 가짐을 알 수 있었다. 더욱이, 측정 및 시뮬레이션 결과로부터 소형이면서 광대역 특성을 보임을 알 수 있다. 제안된 수평방향의 소형 디스크가 장착된 반원형 디스크 모노폴 안테나의 측정결과로부터, 크기와 전기적인 성능 측면에서 살펴보았을 때 제안된 구조가 단순히 원형 디스크가 수직으로 로딩된 모노폴 안테나에 비해 견줄만 함을 알 수 있었다. 특히 본 논문을 통하여 제작된 안테나는 PCB를 이용한 프린팅 안테나에서 자주 발생되는 표면파 손실 및 유전체 손실과 같은 현상이 발생되지 않으므로 Return Loss의 성능이 곧 복사되는 효율과 밀접한 관계가 있다.

Design and EM Analysis of Dual Band Hilbert Curve Based Wilkinson Power Divider

  • Kaur, Avneet;Singh, Harsimran;Malhotra, Jyoteesh
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제17권5호
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    • pp.257-260
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    • 2016
  • In this paper, two configurations (T-type and Y-type) of dual band Wilkinson Power Divider based upon Hilbert curves are presented. Formerly, the concept of Hilbert Curves was implemented in only designing microstrip antennas. In power dividers, this is the very first attempt of incorporating them for size reduction. In addition to this, an effect of inculcation of high-dielectric constant layer (Hafnium-oxide, HfO2, εr= 25) between a substrate and top metallization in both configurations was investigated. The proposed configurations are designed on a high resistive silicon substrate (HRS) for L and S bands with resonating frequencies of 1.575 and 3.4 GHz. Both configurations have return loss that is better than 20 dB and an insertion loss of around 6 dB; isolation better than 30 dB was achieved for both models.

높은 입력 임피던스를 가지는 테라헤르츠 Yagi-Uda 안테나 (A Terahertz Yagi-Uda Antenna with High Input Impedance)

  • 한경호;;박익모;한해욱
    • 한국광학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.65-70
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    • 2009
  • 본 논문에서는 높은 입력 임피던스를 가지는 테라헤르츠 Yagi-Uda 안테나를 제안하였다. 제안된 Yagi-Uda 안테나는 두께가 얇은 기판 위에 설계하여 기판의 비유전율에 의한 안테나의 임피던스 저하를 줄이고 Yagi-Uda 안테나 고유의 복사패턴을 가지도록 하였다. 전 파장 길이를 가지는 U-형태의 다이폴을 driver로 사용하여 공진주파수에서 $4,400{\Omega}$ 정도의 높은 입력저항을 얻을 수 있었다. 따라서 제안된 Yagi-Uda 안테나는 기존의 테라헤르츠 안테나들에 비하여 증가된 테라헤르츠파 출력을 얻을 수 있다.

Bow-Tie 안테나를 사용한 광대역 마이크로스트립 안테나의 설계 (A Design of broadband microstrip antenna with bow-tie antenna)

  • 김진;최성열;박경수;고영호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.260-262
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    • 2000
  • Printed microstrip antennas are known to have limitations in terms of bandwidth by the presence of the dielectric substrate. In this paper, to overcome these limitations, a broadband microstrip bow-tie antenna which has two dip point for high speed wireless LAN, fabricated on a Taconic substrate is designed and simulated. In simualted results, the return loss is two dip point which is -28.5dB at 5.68GHz and -27dB at 5.85GHz. The bandwidth of this antenna is 8.7% about VSWR$\leq$2 and 5.9% about VSWR$\leq$1.5.

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5GHz 무선랜 응용을 위한 소형 광대역 MEMS 안테나 (A Small Size Broadband MEMS Antenna for 5 GHz WLAN Applications)

  • 김지혁;김현철;전국진
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.603-604
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    • 2006
  • A small size broadband microstrip patch antenna with small ground plane has been fabricated using MEMS. Multiple layer of high and low dielectric substrates are used to realize small size and broadband characteristics. The microstrip patch is divided into 4 pieces and each patch is connected to each other using a metal microstrip line. The fabrication process is very simple and only one mask is needed. Two types of microtrip antennas are fabricated. Type A is the microstrip antenna with metal lines and type B is the microstrip antenna without metal lines. The size of proposed microstip antenna is $8*12*2mm^3$ and the experimental results show that the antenna type A and type B have the bandwidth of 420MHz at 5.3 GHz and 480MHz at 5.66 GHz, respectively.

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장거리 인식 철제카트용 소형 케비티 UHF 태그 설계 (Long Range Small Cavity UHF RFID Tag Antenna Design for a Metal Cart)

  • 프랑크 키메탸;설창환;정유정
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권9호
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    • pp.679-684
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    • 2017
  • 본 논문은 자동차 부품물류 철제카트나 팔레트에 적용 가능한 UHF(Ultra High Frequency) 대역의 RFID(Radio Frequency Identification) 태그를 소형의 케비티 구조로 장거리 인식이 가능하도록 설계를 하였다. 태그 안테나는 $140{\times}60{\times}10mm^3$ 크기로 해외에 수출되는 부품용 카트에 붙여지고, 입출고, 재고 등의 정보를 관리할 수 있다. 수출된 카트를 회수하여서 누락되는 카트나 팔레트의 회수율을 높여서 수출시 지불했던 카트에 관한 관세를 반납 받게 된다. 태그 안테나의 손상을 막기 위해 태그 안테나에 커버를 장착하고, 커버의 유전율을 감안하여 설계하였고, 실제 인식거리도 측정하였다. 태그안테나는 LP(Linear Polarization) 안테나로 12m, CP(Circular Polarization) 안테나로 약 10 m의 인식거리를 확보하였다. 본 920 MHz UHF RFID 태그는 케비티 구조로서 붙여지는 물체의 재질에 상관없이 안테나의 인식거리가 보장이 된다.

밀리미터파 대역의 초고이득 축이동 금속배열안테나 (Ultra High-Gain Displaced-Axis Metal Reflectarray Antenna for Millimeter-Wave Region)

  • 이민우;양종원;이우상;장원;소준호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.342-349
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    • 2016
  • 밀리미터파 대역인 W-대역에서 초고이득 반사배열안테나를 구현하기 위하여 이중 반사판형태 중 주 반사판으로 향하는 전파가 급전부로 되돌아오지 않도록 하여 안테나의 효율 및 이득 특성을 크게 개선한 축이동 그레고리안 안테나를 금속 반사배열안테나 형태로 구현하였다. 금속 반사배열안테나의 경우, 유전체를 이용한 반사배열의 안테나와 달리 기판에 의한 손실이 없으며, 금속가공만으로 제작될 수 있는 제작의 편의성을 갖고 있다. 본 논문에서는 사각형 금속 개구의 배열을 이용하여 50 dBi 이상의 초고이득 축이동 금속 반사배열안테나를 설계하고, 일반적인 기계 가공을 이용하여 안테나를 제작하였으며, 제작된 안테나는 밀리미터파 컴팩트 레인지 안테나 측정시스템을 이용하여 검증하였다.