The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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A Miniaturized and Band Rejection Characteristic of Bow-Tie Monopole UWB Antenna

보우-타이 모노폴 UWB 안테나의 소형화 및 대역 저지 특성

  • Choi, Hyung-Seok (Dept. of Electrical and Electronics Engineering, College of IT, Kangwon National University) ;
  • Choi, Kyoung (Dept. of Electrical and Electronics Engineering, College of IT, Kangwon National University) ;
  • Hwang, Hee-Yong (Dept. of Electrical and Electronics Engineering, College of IT, Kangwon National University)
  • 최형석 (강원대학교 IT대학 전기전자공학부) ;
  • 최경 (강원대학교 IT대학 전기전자공학부) ;
  • 황희용 (강원대학교 IT대학 전기전자공학부)
  • Received : 2011.11.25
  • Accepted : 2012.03.09
  • Published : 2012.03.31
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Abstract

In this paper, a miniaturized bow-tie monopole UWB antenna with band rejection characteristic is proposed. To miniaturize the proposed antenna, a perfect magnetic wall(PMW) condition is applied to primitive bow-tie monopole antenna. An uneven ground patch, a tapered feeding structure and a edge-chopped main patch are adapted for impedance matching. A quater-lambda slot resonator is inserted at main patch to prevent interference in UWB band from another band. The proposed antenna is fabricated on Taconic RF60-A substrate with relative permittivity of 6.15. The size of the proposed antenna is $30.0{\times}39.7mm^2$, which is only 45 % of the conventional bow-tie monopole antenna. The proposed antenna covers full UWB band with return losses less than -10 dB and has band stop characteristic in 5 GHz WLAN band. The maximum gains are within -1.0~5.0 dBi, the group delay variations are within 1.0 ns and the radiation patterns show directivity characteristics in x-y plane.

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.

Keywords

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