Design of PIFA type Spiral Antenna for Vehicle RKE Reader

차량 RKE 리더기용 PIFA형 스파이럴 안테나의 설계

In this paper, the spiral antenna with the center frequencies of 315MHz, 433MHz, and 447MHz for RKE system of a vehicle is designed on PCB. The antenna is microstrip line-fed, and applied PIFA concept near the feeding part to easily tune center frequency and input impedance. The PIFA-type spiral antenna with the size of $30mm{\times}20mm$ is designed on printed PCB by considering the effect of circuits and components on PCB, ECU case and vehicle body. Also chip inductor inserted dual-band spiral antenna of 315MHz and 447MHz is designed. We found that the antenna designed on PCB satisfied the antenna specifications through measurement and field test.

본 논문에서는 자동차에 사용되는 RKE(Remote Keyless Entry) 시스템용인 중심주파수가 315MHz, 433MHz 및 447MHz이 스파이럴 안테나를 PCB(Printed Circuit Board)상에 설계하고자 한다. 안테나는 선로 급전하였으며, 급전부에는 중심주파수 조정과 임피던스 정합이 용이하도록 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 적용하였다. 안테나는 PCB상에 인쇄되며 PCB 면적의 5% 정도인 $30mm{\times}20mm$ 이내의 크기를 갖도록 설계하였고, PCB상의 회로소자 ECU (Electronic Control Unit) 케이스, ECU가 장착되는 차체의 영향을 고려하여 설계하였다. 또한 스파이럴 선로상에 칩 인덕터를 삽입하여 315MHz와 447MHz에서 이중공진을 일으키는 이중대역 스파이럴 안테나를 설계하였다. 최종 설계된 안테나는 측정을 통해 안테나 사양을 만족함을 확인하였고, 안테나를 ECU에 장착하여 실험한 결과, 전방향에서 20m이상의 수신거리를 가지면서 정상적으로 동작함을 확인하였다.