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Non-Foster Matching Circuit Design to Improve VHF- and UHF-Band Small Antenna Impedance Matching

VHF 및 UHF 대역 소형 안테나 매칭성능 개선을 위한 비 포스터 정합회로 설계

  • Go, Jong-Gyu (Department of Electrical and Information Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Chung, Jae-Young (Department of Electrical and Information Engineering, Seoul National University of Science and Technology)
  • 고종규 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) ;
  • 정재영 (서울과학기술대학교 전기정보공학과)
  • Received : 2017.11.30
  • Accepted : 2018.02.12
  • Published : 2018.03.31

Abstract

Herein, a non-Foster matching circuit is designed to improve the impedance matching characteristics of small antennas in the VHF and UHF bands. The proposed non-Foster circuit is designed to operate with negative capacitance in a wide frequency band from 50 MHz to 1,000 MHz for use in various communication bands. To ensure the stability of the non-Foster circuit with conditional stability, the open-circuit stability condition of Linvill was satisfied, and the circuit was fabricated using the FR-4 substrate. The fabricated non-Foster circuit was combined with a small antenna to verify its performance by measuring the return loss and received power in the FM, DMB, and GSM bands. The measured return loss was improved from -6 dB to -30 dB, and the measured received power was improved from 0.5 dBm to 5.2 dBm.

본 논문에서는 VHF 및 UHF 대역의 소형 안테나의 임피던스 정합특성을 개선하기 위한 비 포스터 정합회로를 설계했다. 제안된 비 포스터 회로는 다양한 통신대역에서 사용할 수 있도록 50~1,000 MHz의 넓은 주파수 대역에서 음의 캐패시턴스로 동작하도록 설계되었다. 조건부 안정성을 가지는 비 포스터 회로의 안정성을 확보하기 위해 Linvill의 개방회로 안정조건을 만족하도록 했으며, FR-4 기판을 사용해 제작되었다. 제작된 비 포스터 회로는 성능검증을 위해 소형 안테나와 결합하여 FM, DMB, GSM 대역에서 반사손실과 수신 전력 측정을 통해 성능을 검증했다. 측정된 반사손실은 -6~-30 dB의 개선을 보였으며, 측정된 수신 전력은 0.5~5.2 dBm의 개선을 보였다.

Keywords

References

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