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A Ultra-Wideband Two-Arm Self-Complementary Sinuous Antenna

두 개의 팔을 가진 초광대역 자기상보형 시뉴어스 안테나

  • Lee, Ho Sang (Department of Information & Communications Engineering, Dongyang Mirae University) ;
  • Yoo, Tae Hoon (Department of Information & Communications Engineering, Dongyang Mirae University)
  • 이호상 (동양미래대학교 정보통신공학과) ;
  • 유태훈 (동양미래대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2014.12.29
  • Accepted : 2015.02.23
  • Published : 2015.03.31

Abstract

This paper presents a ultra-wideband sinuous antenna that operates in a whole frequency range (0.824~5.85 GHz) of Cellular/GSM-800, GSM900, ISM, GPS, DCS/GSM1800, PCS/GSM1900, WCDMA/UMTS/IMT2000, WiBro, WLAN and WiMax. The proposed antenna, which is composed of two sinuous arms, is designed as a self-complementary structure in order to have frequency-independent characteristics. It also uses a wideband balun of Klopfenstein taper structure to match to $50{\Omega}$. Experimental results show that the -10 dB return loss bandwidth of the proposed antenna is 5.24 GHz that ranges from 0.76 to 6 GHz, which covers all the frequency bands of the various wireless services. Within the entire operating frequency range, the measured radiation patterns in both E-plane and H-plane show nearly constant bidirectional broadside beams and the maximum antenna gain is measured to fall between 2.32~6.01 dBi.

본 논문에서는 Cellular/GSM800, GSM900, ISM, GPS, DCS/GSM1800, PCS/GSM1900, WCDMA/UMTS/IMT2000, WiBro, WLAN, WiMax의 주파수 대역(0.824~5.85 GHz) 전체를 포함하는 초광대역 시뉴어스 안테나를 제안하였다. 제안한 시뉴어스 안테나는 두 개의 팔(arm)로 이루어져 있으며, 자기상보(self-complementary) 구조로 설계하여 주파수 무관 특성을 나타내도록 하였다. 안테나는 클로펜스타인 테이퍼(Klopfenstein taper) 구조의 광대역 발룬(balun)을 사용하여 $50{\Omega}$에 정합시켰다. 측정 결과, 제안한 안테나의 대역폭은 반사손실 -10 dB를 기준으로 할 때 0.76~6 GHz까지 5.24 GHz로, 목표 주파수 대역을 모두 포함하는 것을 확인하였다. 방사패턴은 E-plane과 H-plane 모두에서 전체 동작 주파수 대역에 걸쳐 거의 변화 없이 양방향성 브로드사이드 빔을 보였으며, 최대 이득은 2.32~6.01 dBi로 측정되었다.

Keywords

References

  1. D. A. Sanchez-Hernandez, Multiband Integrated Antennas for 4G Terminals, Norwood, Artech House, pp. 1-2, Jul. 2008.
  2. Y. I. Huang, Kevin Boyle, 유태훈(역), 실무로 완성하는 최신 안테나 공학, 한빛아카데미, pp. 220-222, 2014년 7월.
  3. ANSYS HFSS, V14, Ansys Inc. USA.
  4. R. H. DuHamel, "Dual polarized sinuous antennas", US Patent Number 4,658,262, Apr. 1987.
  5. R. C. Johnson, H. Jasik, Antenna Engineering Handbook 3rd ed., chapter 14, McGraw-Hill, 1993.
  6. D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed., John Wiley & Sons, pp. 264-267, Nov. 2011.
  7. P. L. Carro, J. de Mingo, P. Garcia-Ducar, and C. Sanchez, "Synthesis of hecken-tapered microstrip to parallelstrip baluns for UHF frequency band", IEEE MTT-S Microwave Symposium Digest, pp. 1-4, 2011.
  8. P. L. Carro, J. de Mingo, "Analysis and synthesis of double-sided parallel-strip transitions", IEEE Trans. on Microwave Theory & Tech., vol. 58, no. 2, pp. 372-380, Feb. 2010. https://doi.org/10.1109/TMTT.2009.2038454