• ETRI Journal
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• 제37권2호
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• pp.204-211
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• 2015

For this study, we designed an implantable rectangular spiral antenna for medical biotelemetry in the Medical Implant Communications Service band (402 MHz to 405 MHz). The designed antenna has a U-shaped loop for impedance matching. The antenna impedance is easily adjusted by controlling the shape and length of the U-shaped loop. Significant design parameters were studied to understand their effects on the antenna performance. To verify the potential of the antenna for the desired applications, we fabricated a prototype and measured its performance in terms of the resonant characteristics and gain radiation patterns of the antenna. In the testing phase, the prototype antenna was embedded in human skin tissue-emulating gel, which was developed to simulate a real operation environment. The measured resonant characteristics show good agreement with the simulations, and the -10 dB frequency band is within the range of 398 MHz to 420 MHz. The antenna exhibits a maximum gain of -22.26 dBi and an antenna efficiency of 0.215%.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.653-660
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• 2004

본 논문에서는 단락된 사각 디스크와 프로브 급전된 사각 스파이럴 형태의 스트립 선로를 전자기적으로 결합한 형태의 소형 모노폴 안테나를 제안하고, 집중소자를 이용하여 안테나의 등가모델을 제시하였다. 단락 된 사각 디스크는 캐패시턴스 성분을 가지는 모노폴로써 병렬 RLC 공진회로로 등가화 되며, 사각 스파이럴 스트립 선로 급전부는 인덕턴스 성분의 모노폴로써 직렬 RLC 공진회로로 등가화 된다. 그러므로 안테나는 병렬 공진회로의 공진과 직렬 공진회로의 공진이 결합하여 넓은 주파수 대역폭을 가지게 된다. 제안한 안테나는 0.075λ$_{0}$${\times}$0.075λ$_{0}$${\times}$0.075λ$_{0}$의 크기를 가지며, VSWR$\leq$2를 기준으로 2.038GHz의 중심주파수에서 16.5 %의 대역폭을 가진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.595-598
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• 2006

본 논문에서는 그라운드 평면을 가지는 소형 직사각형 스파이럴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반적인 스파이럴 안테나의 급전 방식인 중앙에서 급전하지 않고, 스파이럴이 끝나는 가장 자리에서 급전되는 변형된 급전 구조를 가진다. 이와 함께 급전 위치에 $'{\sqsupset}'$자 모양의 매칭회로를 추가하였다. 이 매칭회로는 공간의 제약을 받지 않고 쉽게 입력 임피던스를 매칭 할 수 있도록 한다. 안테나의 원형 편파 특성을 결정하는 파라미터를 설명하고, 제안한 안테나의 설계 방법을 제시하였다. 9.5GHz에서 동작하는 안테나를 설계하였으며, 제안한 안테나의 크기는 $0.6\lambda_g\times0.6\lambda_g$로 소형이다. 시뮬레이션 한 안테나의 입력 임피던스 대역폭$(S11\leq-10)$과 AR 대역폭$(AR\leq-3)$은 각각 8.12%, 4.62%으로 간단한 구조에 비해 특성이 매우 우수하다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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• pp.313-316
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• 2005

In this paper, an active antenna for terrestrial DMB(Digital Multimedia Broadcasting) repeater is designed. This active antenna is consist of receiving antenna and LNA(Low Noise Amplifier), A receiving antenna fed by using a microstrip line and radiation part is designed with rectangular spiral structure. An receiving antenna with frequency range of 162$\sim$212MHz, gain of -10dBi and LNA with gain of 20dBi, noise figure of 2.2 at frequency range for T-DMB are achieved.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3137-3143
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• 2009

본 논문에서는 한팔 나선 안테나(single arm spiral antenna)의 편파(polarization) 및 빔 틸트(beam tilt) 특성에 대하여 분석하였다. 한팔 나선 안테나는 나선 둘레 길이(spiral circumference length)가 한 파장 길이 이상 길어지면, 안테나의 최대방사 빔 방향이 안테나로부터 수직인 축빔(axial beam)으로부터 틸트되는 특성을 가지고 있다. 이때 나선 안테나의 급전위치(내부, 외부)에 따라 원형편파 (RHCP, LHCP)가 변화 하며, 안테나의 길이 변화에 따른 빔 틸트시 원형편파 특성에 따라 최대 방사 빔 방향이 서로 상이한 방향으로 틸트 됨을 검증하였다. 이러한 한팔 나선 안테나의 전기적인 특징을 이용하여, 단일 안테나로 이중 편파를 갖는 빔 포밍, 다이버시티, 또는 MIMO어플리케이션에 대한 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.752-755
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• 2012

본 논문은 타이어 휠로 인한 전파의 감쇄를 최소화하기 위해 직각 스파이럴 형태의 TPMS용 송신 안테나를 설계하고 제작하였다. 설계된 안테나의 433 MHz 주파수에서의 $S_{11}$은 시뮬레이션 결과, -10 dB 대역폭이 23 MHz(427~450 MHz)가 확보되었으며, 설계된 안테나를 두께 0.3 mm인 황동 재질로 $5mm(W){\times}23mm(D){\times}10mm(H)$의 크기로 제작한 후 반사 손실을 측정한 결과, -10 dB 대역폭이 433 MHz${\pm}$10 MHz로 충분한 대역폭이 확보됨을 확인하였다. 제작된 안테나의 방사 전력은 휠에 미부착시 -44.21 dBm, 휠에 장착 시 -50.0 dBm으로 측정되었으며, 실제 데이터 송수신 테스트를 통해 실용화가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.753-760
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• 2009

본 논문에서는 저주파 자기 유도(magnetic induction)를 이용한 무선 전력 전송 시스템을 위한 새로운 다중탭을 갖는 평판형 스파이럴 안테나 구조를 제시한다. 제안된 안테나는 사각 스파이럴 안테나와 같은 기존 상용안테나에 비해 높은 전송 효율을 가지고, 안테나 개구면에서 고르게 전력을 전송할 수 있다. 검증을 위해 132kHz 저주파에서 자기 유도를 이용한 무선 전력 전송을 위한 송수신 안테나 시제품을 제작하였다. 송신 안테나는 안테나 개구면에서 최대한 많은 양을 균일하게 송신할 수 있도록, 3중 탭을 갖도록 하였다. 수신 안테나는 수신부의 크기를 소형화하기 위해, 2중 탭을 갖도록 설계하였으며, 탭을 위해 단면을 사용한 경우와 직렬로 양면을 사용한 두 경우에 대해 설계 제작하였다. 측정 결과, 제안한 송수신 안테나는 기존의 안테나보다 $3{\sim}10$ dB 이상 큰 전력을 송수신할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.1168-1177
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• 2004

본 논문에서는 전자기적 결합 급전 소형 광대역 디스크-로디드 모노폴 안테나의 사각 디스크에 연결된 단락핀의 수와 배열 간격 등의 변화에 따른 안테나 특성을 연구하고 각각의 단락핀 수에 따른 최적화된 안테나를 설계하였다. 전자기적 결합 급전 소형 모노폴 안테나는 각각 모노폴로 동작하는 단락된 사각 디스크의 공진과 사각 스파이럴 스트립 급전 선로의 공진이 전자기적으로 결합하여 넓은 대역폭을 가지게 된다. 안테나에서 사각 디스크의 단락핀의 수와 배열 간격은 디스크의 캐패시턴스에 영향을 주게 되어 공진주파수는 1.90 GHz에서 2.556 GHz까지 이동하며 이에 따라서 안테나의 전기적 크기와 대역폭에도 영향을 미치게 된다. 사각 디스크에 단락핀이 3개 연결되었을 때 안테나는 2.556 GHz의 중심 주파수에서 전기적 부피가 $0.094\lambda_0{\times}0.094\lambda_0{\times}0.094\lambda_0$ 이하로써 소형의 크기를 가지며 $26.8\%$의 넓은 대역폭을 가진다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.11-19
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• 2013

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.

• ETRI Journal
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• 제25권2호
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• pp.65-72
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• 2003

To achieve cost and size reductions, we developed a low cost manufacturing technology for RF substrates and a high performance passive process technology for RF integrated passive devices (IPDs). The fabricated substrate is a conventional 6" Si wafer with a 25${\mu}m$ thick $SiO_2$ surface. This substrate showed a very good insertion loss of 0.03 dB/mm at 4 GHz, including the conductive metal loss, with a 50 ${\Omega}$ coplanar transmission line (W=50${\mu}m$, G=20${\mu}m$). Using benzo cyclo butene (BCB) interlayers and a 10 ${\mu}m$ Cu plating process, we made high Q rectangular and circular spiral inductors on Si that had record maximum quality factors of more than 100. The fabricated inductor library showed a maximum quality factor range of 30-120, depending on geometrical parameters and inductance values of 0.35-35 nH. We also fabricated small RF IPDs on a thick oxide Si substrate for use in handheld phone applications, such as antenna switch modules or front end modules, and high-speed wireless LAN applications. The chip sizes of the wafer-level-packaged RF IPDs and wire-bondable RF IPDs were 1.0-1.5$mm^2$ and 0.8-1.0$mm^2$, respectively. They showed very good insertion loss and RF performances. These substrate and passive process technologies will be widely utilized in hand-held RF modules and systems requiring low cost solutions and strict volumetric efficiencies.