Design of Miniaturized CPW-fed Slot Antenna for 2.45 GHz WLAN Band Applications

2.45 GHz 무선 랜 대역 응용을 위한 소형 CPW급전 슬롯 안테나 설계

In this paper, a design method for a compact CPW-fed slot antenna using SRRs(split-ring resonators) is studied. The structure of the proposed slot antenna is a rectangular slot antenna loaded with SRR conductors inside the slot to reduce the antenna size. Optimal design parameters are obtained by analyzing the effects of the gap between the SRR conductors and slot, and the width of the SRR conductors on the input reflection coefficient characteristic. The optimized compact slot antenna operating at 2.45 GHz band is fabricated on an FR4 substrate with a dimension of 36 mm by 30 mm. The length of the proposed compact slot antenna is reduced by 14.3% compared to that of a conventional rectangular slot antenna. Experiment results show that the antenna has a desired impedance characteristic with a frequency band of 2.4-2.49 GHz for a VSWR < 2.

본 논문에서는 분할 링 공진기(SRR; split-ring resonator)를 이용한 소형 코플래너 도파관(CPW; coplanar waveguide)급전 슬롯 안테나에 대한 설계 방법을 연구하였다. 제안된 슬롯 안테나는 슬롯의 길이를 줄이기 위해 사각형 모양의 SRR 도체가 슬롯 내에 장하되었다. SRR 도체와 슬롯 사이의 간격, SRR 도체의 폭의 변화에 따른 입력 반사계수 특성을 분석하여 최적의 설계 변수를 도출하였다. 2.45 GHz 대역에서 최적화된 소형 슬롯 안테나를 FR4 기판 상에 $36mm{\times}30mm$ 크기로 제작하였다. 제안된 소형 안테나는 기존의 사각형 슬롯 안테나에 비해 안테나의 길이를 14.3%로 줄여 소형화하였다. 실험 결과, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 2.4-2.49 GHz으로 2.45 GHz 대역에서 동작하는 것을 확인하였다.