Skeleton Slot 구조를 이용한 이중 대역 안테나의 설계 및 제작

Design and Fabrication of Dual Band Antenna using Skeleton Slot Radiator

본 논문에서는 skeleton slot 복사기를 이용하여 GSM 900과 GSM 1800에서 사용할 수 있는 이중대역 안테나를 설계 및 제작하고 측정 결과를 비교 분석하였다. 기본적인 skeleton slot구조에서는 높은 주파수 대역에서 수평 빔폭이 일정치 않고, 정재파비 특성이 좋지 않은 문제점이 있었으나, 급전부와 측면 방사부분의 다중경로 형성 및 절곡 구조를 이용하여 이를 해결하였다. 안테나의 크기는 반사판이 190$\times$190(mm), 복사기는 154$\times$106(mm), 높이는 33 mm로 하여 현재 서비스 사업자들이 주로 사용하는 크기로 구성하였다 구성 재질은 1mm 두께의 알루미늄판을 이용하며, 이를 NCT로 타공 및 절곡하여 제작하였기 때문에 대량 생산 시 단가를 낮출 수 있다. 측정결과 900 MHz 대역에서 13.7 %, 1,800 MHz 대역에서 16.4 %의 -10 dB 반사손실 대역폭을 만족하고, 방사패턴도 대역별로 $\pm$1$^{\circ}$이내의 일정한 양상을 보여 이중대역 안테나로서의 요구를 만족하였다.

In this paper we design and fabricate the Skeleton slot antenna which operates dually in GSM 900 and 1800 bands. Its simulation results are also compared with the measured ones. The original Skeleton slot antennas had the problems of unsatisfactory VSWR characteristics and considerably changing horizontal radiation patterns at high frequencies, but the proposed design improves these problems using multi-path feeding network and folding structure. The size of the radiator is 154 $\times$ 106(mm), and its height is 33(mm), and the reflector of 190$\times$190(mm) is used. The material of the radiator and reflector is 1mm-thick aluminum. Using NTC process reduces the mass production cost significantly. The measured return losses are 13.7 % at 900 MHz band and 16.4 % at 1800 MHz band, respectively. The horizontal radiation beam width is stable within $\pm$ 1$^{\circ}$ at both frequency bands.