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

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Planar Frequency-Reconfigurable Monopole Antenna Design

가변 주파수 특성을 갖는 평면형 모노폴 안테나 설계

  • Kim, Youngkyu (Department of Information & Communication Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Lim, Joingsik (Department of Electrical Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Han, Sang-Min (Department of Information & Communication Engineering, Soonchunhyang University)
  • 김영규 (순천향대학교 정보통신공학과) ;
  • 임종식 (순천향대학교 전기공학과) ;
  • 한상민 (순천향대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2014.07.28
  • Accepted : 2014.10.24
  • Published : 2014.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, a planar frequency reconfigurable antenna is proposed with variable capacitors. The proposed one is designed with a planar monopole, and varies resonant frequencies by variable capacitive loading of a varactor diode. The equivalent circuit and electromagnetic(EM) simulation are utilized for the analysis at the variable characteristic design of the antenna, and the same radiation performance. The implemented frequency variable monopole antenna has been verified by comparing prototypes with designed capacitors and ones with biased varactor diodes. The proposed antenna has presented the resonant frequency variations from 2.25 GHz to 2.42 GHz.

본 논문에서는 가변 커패시터를 이용한 주파수 재구성형 평면 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 미앤더 타입의 평면 모노폴로 설계되었으며, 버랙터 다이오드를 사용하여 가변 커패시티브 로딩(capacitive loading)에 의해 공진 주파수를 변화하였다. 등가회로 분석과 EM 시뮬레이션 분석에 의해 안테나의 가변 특성 변화를 설계하였으며, 동일한 방사 패턴의 특성도 확인하였다. 제작된 주파수 가변 모노폴 안테나는 설계시 사용된 캐패시터를 실장한 안테나와 버랙터 다이오드의 인가 전압에 따른 공진 주파수 변화를 비교함으로써 설계 결과를 검증하였다. 제안된 안테나는 인가 전압에 따라 2.25 GHz에서 2.42 GHz까지 공진 주파수 가변 성능을 나타내었다.

Keywords

References

  1. D. Peroulis, K. Sarabandi, and L. P. B. Katehi, "Design of reconfigurable slot antennas", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 53, no. 2, pp. 645-654, Feb. 2005. https://doi.org/10.1109/TAP.2004.841339
  2. S. Lee, K. J. Kim, and Y. J. Yoon, "Frequency and pattern reconfigurable antenna with chip inductors and parasitic elements", Proc. Int', Symp. Antennas Propag., 2012, pp. 1112-1115, Nov. 2012.
  3. S. -L. S., Yang, A. A. Kishk, and K. -F. Lee, "Frequency reconfigurable U-slot microstrip patch antenna", IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 7, pp. 127-129, Jul. 2008. https://doi.org/10.1109/LAWP.2008.921330
  4. J. -S. Row, T. -Y. Lin, "Frequency-reconfigurable coplanar patch antenna with conical radiation", IEEE Antennas Wireless Propag. Lett., vol. 9, pp. 1088-1091, Nov. 2010. https://doi.org/10.1109/LAWP.2010.2093118
  5. H. L. Zhu, X. H. Liu, S. W. Cheung, and T. I. Yuk, "Frequency-reconfigurable antenna using metasurface", IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 62, no. 1, pp. 1088-1091, Jan. 2014.
  6. 주지선, 한상민, "광대역 주파수 가변 대역통과여파기 설계", 한국정보기술학회논문지, 11(6), pp. 63-68, 2013년 6월.
  7. 목세균, 강승택, 김용진, "다이버시티 안테나의 소형화와 격리도 향상을 위한 미앤더 선로와 개방형 루프가 결합된 방사구조의 설계", 전기학회논문지, 61(1), pp. 110-116, 2012년 1월. https://doi.org/10.5370/KIEE.2012.61.1.110
  8. R. Sato, "A design method for meander-line networks using equivalent circuit transformations", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 19, pp. 431-442, May 1971. https://doi.org/10.1109/TMTT.1971.1127544
  9. R. Hosono, N. Guan, H. Tayama, and H. Furuya "An equivalent circuit model for meander-line monopole antenna attached to metallic plate", Proc. Int.' Symp. Antennas Propag, 2012, pp. 1421-1424, Nov. 2012.
  10. A. Das, S. Dhar, and B. Gupta, "Lumped circuit model analysis of meander line antennas", Med. Microw. Symp., pp. 21-24, Sep. 2011.