본 논문에서는 기생 소자의 커플링 현상을 이용하여 다중 대역 특성을 나타내기 위한 평면형 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 단일 공진이 발생하는 사각 패치를 기본으로 다중 대역 특성을 얻기 위해 기생 소자를 삽입하였다. 기생 소자는 안테나 크기의 소형화와 다중 공진 특성을 나타내기 위해 스파이럴 구조를 사용하였으며, 각각의 설계 파라미터들을 이용하여 주파수 특성을 최적화 시켰다. 또한, via-hole을 통해 접지면에 연결된 L자 형태의 공진기를 급전선 양쪽에 삽입함으로써 서비스 대역 이외에 사용되지 않는 주파수 대역을 차단하였다. 사용된 기판은 크기가 $40{\times}60{\times}1mm^3$이고, 비유전율 4.4인 FR-4 기판 위에 설계되었으며, 급전은 임피던스 $50{\Omega}$의 마이크로스트립 선로를 사용하였다. 측정 결과, 1.714~2.496 GHz, 2.977~4.301 GHz, 4.721~6.315 GHz 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실 특성을 나타냈으며, 전방향의 방사 패턴을 나타냈다.
To develop the grain moisture meter using microwave free space transmission technique, a 10.5GHz microwave signal with the power of 11mW generated by an oscillar with a dielectric resonator is transmitted to an isolator and radiated from a transmitting $2{\times}2$ microstrip patch array antenna into the sample holder filled with the 12 to 26%w.b. of Korean Hwawung paddy rice. the microwave signal, attenuated through the grain with moisture, is collected by a receiving $2{\times}2$ microstrip patch array antenna and detected using a Shottky diode with excellent high frequency characteristic. A pair of light and simple microstrip patch array antenna for measurement of grain moisture content is designed and implemented on atenflon substrate with trleative dielectric constant of 2.6 and thickness of 0.54 by using Ensemble ver. 4.02 software. The aperture of microstrip patch arrays is 41 mm width and 24mm high. The characteristics of microstrip patch antenna such as grain. return loss, and bandwidth are 11.35dBi, -38dB and 0.35GHz($50^{\circ}$ at far-field pattern of E and H plane. The width of the sample holder is large enough to cover the signal between the antennas temperature and bulk density respectively. The calibration model for measurement of grain moisture content is proposed to reduce the effects of fluectuations in bulk density and temperature which give serious errors for the measurements . From the results of regression analysis using the statistically analysis method, the moisture content of grain samples (MC(%)) is expressed in terms of the output voltage(v), temperature (t), and bulk density of samples(${\rho}b$)as follows ;$$MC(%)\;=\;(-3.9838{\times}10^{-8}{\times}v^{3}+8.023{\times}10^{-6}{\times}v^{2}-0.0011{\times}v-0.0004{\times}t+0.1706){\frac{1}{{\rho}b}}{\times}100$ Its determination coefficient, standard error of prediction(SEP) and bias were found to be 0.9855, 0.479%w.b. and -0.0.369 %w.b. respectively between measured and predicted moisture contents of the grain samples.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제15권4호
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pp.206-212
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2015
This paper introduces new wideband antenna-filter-antenna (AFA) uniform arrays that can be utilized as frequency selective surfaces (FSS) with low loss and sharp roll-off response, which are highly desirable characteristics for millimeter wave applications. The design adopts a simple 3-layer single polarization structure consisting of two patch antennas and a resonator. Both simulations and measurements are used to characterize the performances of the proposed design. Overall results show 18.5% 10-dB bandwidth. For the targeted band the insertion loss is less than 0.2 dB. Possible applications include quasi-optical amps, grid mixers and radomes for aircraft radar antennas.
본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기를 패치 안테나로 사용하는 능동발진 안테나를 2.4GHz 대역에서 제안하여 소형 무선도플러 센서로서 이동체의 거리나 속도 등을 측정할 수 있게 하였다. 이동체의 움직임은 고주파 발진 주파수의 천이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 무선 도플러 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.373GHz에서 약 130도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 최소 190mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 센서의 자유낙하 실험으로부터 지표상의 4.5m 지점에서 부터 지표면까지 전압크기가 선형적으로 증가하였다.
본 논문에서는 도파관 여파기 설계에 유용한 이중 공진 구조를 제안하였다. 본 구조는 리지가 있는 원형 개구와 네 개의 팔(arm)을 갖는 사각형 도체 패치가 결합된 아이리스 형태로서 한 개의 통과 대역과 그 양쪽에 두개의 저지 대역이 동시에 나타나는 이중 공진 특성을 갖는다. 이러한 공진 특성은 LC-병렬 공진 회로와 직렬 공진 회로가 결합된 등가 회로를 통하여 잘 설명되고, 구조의 파라미터를 조정하여 쉽게 조절할 수 있다. 실제 구조는 마이크로스트립을 에칭하여 도파관의 단면에 삽입하기 쉬운 아이리스 형태로 구현되었다. WR-90 규격의 도파관 및 어댑터, VNA를 사용하여 이 공진 구조의 투과 특성을 측정하였다. 제안된 구조의 이중 공진 특성은 도파관 여파기 설계 및 스커트 특성 개선에 유용할 것으로 기대된다.
선박용 무선 LNA은 설비의 용이성 원가절감, 다양한 기능성에 따라 각광 받고 있다. 본 논문에서는 무선 LAN 주파수인 2.4 GHz대역과 5 GHz대역의 이중 대역통과 필터를 사각패치를 적용한 이중모드 사각 루프 공진기를 이용하여 설계하는 방법을 제안하였다. 사각패치 형태인 한 개의 perturbation element와 세 개의 reference element의 크기를 조절하여 2.4 GHz와 5.8 GHz의 두 주파수 대역에서 만족하는 이중 대역통과 필터를 설계하였으며, 나아가서 개방 스터브를 적용시켜 서지대역을 조절하여 2.4 GHz와 5.2 GHz의 두 주파수 대역에서 만족하는 새로운 형태의 이중 대역통과 필터를 설계하는 방법을 제안하였다. 제작된 이중 대역통과 필터의 설계 결과와 측정 결과가 거의 일치하였으며, 따라서 본 논문이 제안한 설계 방법이 타당함을 확인하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권4호
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pp.232-234
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2016
In this paper, the power transfer efficiencies (PTEs) of magnetic resonance (MR) wireless power transmission (WPT) and radio frequency (RF) WPT are compared as a function of the distances between resonators (or antennas). The PTE of the C-loaded loop resonators during MR WPT was theoretically calculated and simulated at 6.78MHz, showing good agreement. The PTE of the patch antennas, whose area is the same as the C-loaded loop resonator during MR WPT, was theoretically calculated using the Friis equation and the equation by N. Shinohara and simulated at 5.8 GHz. The three results from the Friis equation, the equation by N. Shinohara, and from a full wave simulation are in strong agreement. The PTEs, when using the same size resonators and antennas are compared by considering the distance between the receiver and transmitter. The compared results show that the MR WPT PTE is higher than that of the RF WPT PTE when the distance (r) between the resonators (or antennas) is shorter. However, the RF WPT PTE is much higher than that of the MR WPT PTE when the distance (r) between the resonators (or antennas) is longer since the RF WPT PTE is proportional to $r^{-2}$ while the MR WPT PTE is proportional to $r^{-6}$.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권1호
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pp.35-43
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2016
A compact ultra-wide band antenna with a quadruple band-notched characteristic is proposed. The proposed antenna consists of a slotted trapezoid patch radiator, an inverted U-shaped band stop filter, a pair of C-shaped band stop filters, and a rectangular ground plane. To realize the quadruple notch-band characteristic, a U-shaped slot, a complementary split ring resonator, an inverted U-shaped band stop filter, and two C-shaped band stop filters are utilized in this antenna. The antenna satisfies the -10 dB reflection coefficient bandwidth requirement in the frequency band of 2.88-12.67 GHz, with a band-rejection characteristic in the WiMAX (3.43-3.85 GHz), WLAN (5.26-6.01 GHz), X-band satellite communication (7.05-7.68 GHz), and ITU 8 GHz (8.08-8.87 GHz) signal bands. In addition, the proposed antenna has a compact volume of $30mm{\times}33.5mm{\times}0.8mm$ while maintaining omnidirectional patterns in the H-plane. The experimental and simulated results of the proposed antenna are shown to be in good agreement.
본 논문은 절전형 센서에 사용되는 24GHz대역의 CW 레이더 송수신기의 설계에 관한 것이다. K-대역의 송수신기 회로의 기본 구조와 전력분배기와 송수신 안테나가 디자인 되었고 발진기, 주파수혼합기, 고주파 증폭기는 상용 제품을 사용하였다. 제작된 분배기와 안테나의 성능이 측정되었고 송신 주파수와 출력전력레벨이 상용 제품에 적용될 수 있을 정도로 양호하였다. 제안된 송수신기의 크기는 35${\times}$35${\times}$10(mm)이며 여러 가지 제품에 사용될 수 있도록 설계되었다.
본 논문에서는 대역 저지 특성을 갖는 소형화된 보우-타이 모노폴 UWB 안테나를 제안하였다. 기존의 보우-타이 모노폴 안테나에 완전 자계벽(PMW) 조건을 적용하여 안테나의 물리적 크기를 소형화하였다. 임피던스 정합을 위해 접지면의 굴곡각을 조절하였고, 테이퍼 형태의 급전 선로를 적용하였으며, 패치면의 모서리를 잘라 내었다. UWB 대역 내에 존재하는 타 대역의 간섭을 저지하기 위해 패치면에 ${\lambda}/4$ 슬롯 공진기를 삽입하였다. 제작된 안테나는 비유전율 6.15를 갖는 Taconic RF60-A 기판을 사용하였다. 제안된 안테나의 크기는 $30.0{\times}39.7mm^2$로 기존 보우-타이 모노폴 안테나의 약 45 %가 줄어들었다. UWB 전체 대역에서 -10 dB 이하의 반사 손실 특성과 5 GHz WLAN 대역의 저지 특성을 나타내었다. -1~5 dBi의 최대 이득 및 1.0 ns 이내의 군지연 변화 특성과 x-y평면의 방사 패턴에서 지향성을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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