본 논문에서는 28 GHz 대역 특성을 갖는 단일 및 배열안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 마이크로스트립 선로 급전구조를 갖도록 하였으며 유전율는 2.2이고 두께가 0.5 mm인 Taconic TLY-5 기판위에 설계되었다. 제안된 단일 안테나의 크기는 3.4 mm×3.4 mm이며 전체 기판의 크기는 15.11 mm×15.11 mm이며 1×2 배열안테나의 경우 각각 3.15 mm×3.15 mm이며 전체 기판의 크기는 21.50 mm×13.97 mm이다. 제작 및 측정결과, 1×2 배열안테나의 경우, 입력포트가 1일 때 수직편파의 경우, 편파분리도는 14.23 dB에서 20.79 dB 사이 값을 얻었으며 수평편파의 경우, 편파분리도는 14.31 dB에서 22.74 dB 사이 값을 얻었다. 입력포트가 2일 때 수직편파의 경우, 편파분리도는 15.75 dB에서 25.88 dB 사이 값을 얻었으며 수평편파의 경우, 편파분리도는 14.70 dB에서 22.82 dB 사이 값을 얻었다.
For the aim of thin microwave absorbers used in mobile telecommunication frequency band, this study proposed a high permittivity dielectrics(λ/4 spacer) coated with ITO thin films of 377 $\Omega$/sq(impedance transformer). High frequency dielectric properties of ferroelectric ceramics, electrical properties of ITO thin films and microwave absorbing properties of ITO/dielectrics were investigated. Ferroelectric materials including $BaTiO_3$(BT), 0.9Pb($Mg_{1}$3/Nb$_{2}$3/)$O_3$-0.1 $PbTiO_3$(PMN-PT), 0.8 Pb (Mg$_{1}$3/$Nb_{2}$3/)$O_3$-0.2 Pb($Zn_{1}$3$_Nb{2}$3/)$O_3$(PMN-PZN) were prepared by ceramic processing for high permittivity dielectrics,. The ferroelectric materials show high dielectric constant and dielectric loss in the microwave frequency range. The microwave absorbance (at 2 ㎓) of BT, 0.9PMN-0.1PT, and 0.8PMN-0.2PZN were found to be 60%(at a thickness of 3.5 mm), 20% (2.5 mm), and 30% (2.5 mm), respectively. By coating the ITO thin films on the ferroelectric substrates with λ/4 thickness, the microwave absorbance is greatly improved. Particularly, when the surface resistance of ITO films is closed of 377 $\Omega$/sq, the reflection loss is reduced to -20 ㏈(99% absorbance). This is attributed to the wave impedance matching controlled by ITO thin films at a given thickness of high permittivity dielectrics of λ/4 (3.5 mm for BT, 2.5 mm for PMN-PT and PMN-PZN at 2 ㎓). It is, therefore, successfully proposed that the ITO/ferroelectric materials with controlled surface resistance and high dielectric constant can be useful as a thin microwave absorbers in mobile telecommunication frequency band.
본 논문은 mmWave OFDM-기반 WPAN 시스템을 위한 패킷 검출과 주파수 옵셋 추정 및 보정 구조를 제안하고 성능 분석 결과를 보여준다. 패킷 검출 블록은 반복된 훈련 심볼의 자기상관 관계를 이용하고 상관된 값이 일정 문턱 값을 넘을 때 패킷 시작점을 검출하는데 사용된다. 적용한 자기상관 알고리즘 구조는 기존의 패킷검출에 사용한 알고리즘에 비해 간단하게 하드웨어를 구현 할 수 있다. 주파수 옵셋 추정 구조는 기존구조와는 다른 위상 천이 처리 블록, 하드웨어 사이즈를 줄여주는 내부비트 줄임 블록 및 look-up table의 사이즈를 줄인 주파수 옵셋 조정 블록을 설계하였다. 추정된 주파수 옵셋 값은 설계한 보정 블록을 통해 수신 신호를 보정함으로써 주파수 옵셋에 대한 영향을 줄일 수 있다. 설계 검증툴을 이용한 성능 분석 결과 제안된 구조는 하드웨어 구현복잡도가 감소함을 보여 주었고 기존구조에 비하여 게이트수가 감소함을 보였다. 따라서 제안된 구조는 OFDM-기반 WPAN 시스템의 초기 동기화 과정에 적용 될 수 있고 고속 저전력 WPAN칩에 사용 될 수 있다.
본 논문에서는 1.7-2.7 GHz 대역에서 동작하는 이동통신 기지국용 광대역 직렬 급전 보우타이 다이폴 쌍(series-fed bow-tie dipole pair; SBDP) 안테나를 제안하였다. 기존의 직렬 급전 다이폴 쌍(series-fed dipole pair; SDP) 안테나에서 사용하는 직선 스트립 다이폴 소자 대신에, 제안된 안테나는 보우타이 모양의 다이폴 소자를 사용하였다. 시뮬레이션 분석 결과, 양 끝으로 벌어진 각도가 증가할수록 안테나의 가장 낮은 동작 주파수가 저주파수 대역으로 이동하였으며, 이를 이용하여 저주파수 대역으로 이동한 만큼 다이폴 소자의 길이를 줄일 수 있다. 양 끝으로 벌어진 각도가 10도인 SBDP 안테나를 FR4 기판(비유전율 4.4, 두께 1.6 mm) 상에 제작하였고, SDP 안테나와 비교하여 폭이 10% 줄어들었다. 제작된 SBDP 안테나를 측정한 결과, 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 임피던스 대역폭은 48.8% (1.69-2.78 GHz), 이득은 5.8-6.3 dBi, 전후방비는 14-17 dB이다.
본 논문에서는 다층 평면 손실 구조에 대한 반사 전력 및 전송 전력을 계산하기 위해 전자파 전송 행렬식을 새롭게 제안하였다. 적용된 인체 다리는 피부, 지방, 근육 및 뼈의 4층 평면 구조로 모델링하였으며 각 층의 손실을 고려하기 위하여 복소 유전 상수는 4극 Cole-Cole 모델 매개변수를 사용하여 계산하였다. 피부면에 전자파가 입사할 때 0.1 ~ 20.0GHz의 주파수 대역에서 총 반사 및 투과 전력과 인체 손실을 계산하였다. 그리고 다양한 근육 두께에 대해 최외곽 뼈에서 반사되어 피부에서 재방사되는 전력도 계산하였다. 그 결과 근육 두께 3.0mm, 주파수 4.6GHz일 때 반사손실은 -6.13dB로 평균값보다 3.42dB 낮게 나타났다.
고온다습하며 이물질이 존재하는 일반적인 금속감지 기술이 적용되기 어려운 환경에서도 사용할 수 있는 금속위치감지 방법을 제안한다. 섭씨 300도가 넘는 환경에서는 마이크로웨이브, 초음파, 광파를 매체로 하는 일반적인 송수신용 전자소자를 사용하는 금속감지 센서는 전자소자의 동작온도 범위를 넘어서므로 적용하는데 어려움이 있었다. 본 연구에서는 금속감지를 위하여 노출되는 면에는 수동소자를 사용하고 전자파를 금속 위치감지에 이용하는 기법을 사용한 금속의 위치감지 장치에서 전자파의 주파수, 감지거리가 금속감지 센서의 감도에 미치는 영향을 측정하였다. 측정된 결과는 500mm 간격에서도 1mm 해상도를 갖고 위치를 감지할 수 있으며 고온에서도 금속의 위치 측정이 가능함을 보여주었다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제15권4호
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pp.199-204
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2017
A compact dual-band half-ring-shaped (HRS) bent slot antenna fed by a coplanar waveguide for wireless local area network (WLAN) and worldwide interoperability for microwave access (WiMAX) applications is presented. The antenna consists of two HRS slots with different lengths and widths. The two HRS slots are connected through an arc-shaped slit, and the upper HRS slot is bent in order to reduce the size of the antenna. The optimized dual-band HRS bent slot antenna operating in the 2.45 GHz WLAN and 3.5 GHz WiMAX bands is fabricated on an FR4 substrate with dimensions of 30 mm by 30 mm. The slot length of the proposed dual-band slot antenna is reduced by 35%, compared to a conventional dual-band rectangular slot antenna. Experimental results show that the proposed antenna operates in the frequency bands of 2.40-2.49 GHz and 3.39-3.72 GHz for a voltage standing wave ratio of less than 2, and measured gain is larger than 1.4 dBi in the two bands.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권1호
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pp.44-49
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2017
A compact planar microstrip-fed ultra-wideband (UWB) antenna with a dual band-notched for UWB application is presented and analyzed. By inserting a U-shaped slot and inverted U-shaped slot into the pot-shaped radiator, two notched bands are achieved. By optimizing the width and length of the U-shaped slots and inverted U-shaped slot, a desired bandwidth of voltage standing wave ratio (VSWR) less than 2.0 can be achieved, ranging from UWB bands with notched dual bands. The proposed antenna is fabricated on an inexpensive FR-4 substrate with overall dimensions of $28.0mm{\times}39.5mm$. The measured results confirm that the proposed antenna covers from 1.775 to over 13.075 GHz with two rejection bands of around 3.325-3.925 GHz and 5.3125-6.025 GHz. In addition, the proposed antenna showed good radiation characteristics and gains in the UWB bands.
본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.
The design and fabrication of Q-band 3-stage monolithic microwave integrated circuit(MMIC) amplifier for WLAN are presented using 0.2$\square$ AIGaAs/lnGaAs/GaAs pseudomorphic high electron mobility transistor (PHEMT). In each stage of the MMIC, a negative feedback is used for both broadband and good stability. The measurement results are achieved as an input return loss under -4dB, an output return loss under -10dB, a gain of 14dB, and a PldB of 17dBm at Q-band(36~44GHz). These results closely match with design results. The chip size is 2.8${\times}$1.3mm$^2$. This MMIC amplifier will be used as the unit cell to develop millimeter-wave transmitters for use in wideband wireless LAN systems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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