Abstract
In this paper, a dual-band antenna is proposed for the autonomous vehicle as well as omni-directional. The proposed antenna operates in the 4G/LTE band (1,710~2,170MHz) and 5G/NR band (3,400~3,700MHz). In order to obtain the dual-band operation, the planar monopole antenna is proposed as the novel structure with single port of the 50ohm. To give the properties of dual-band, an additional antenna element with slit was added to the planar monopole antenna, and then a structural adjustment parameter was optimized for achieving the target performance in bands. The planar monopole antenna in the LTE band acts as the coupled feed for the added parasitic radiator in the 5G NR band. The proposed antenna has $38.5{\times}36.0{\times}1.0[mm^3]$ on a ground with diameter of 96mm. From the fabrication and measurement results, the impedance bandwidth (VSWR<2) of the proposed antenna covers 1,480~2,260MHz (LTE band: 1,710~2,170MHz) and 3,310~3,930MHz (5G NR band: 3,400~3,700MHz). The proposed planar monopole antenna also obtained the measured gain and radiation pattern of omni-directional radiation pattern in the anechoic chamber.
본 논문에서는 자율주행자동차를 지원하기 위한 전방향성 특성의 이중대역 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 4G/LTE 대역 (1,710~2,170MHz)과 5G/NR 대역 (3,400~3,700MHz)을 동시에 지원하기 위한 50Ω의 단일급전이 이용된 새로운 구조의 이중대역 평판 모노폴(Dual-band Planar Monopole) 안테나의 특징을 가진다. 이중대역 특성을 위해 평판 모노폴 안테나에 측면 방사체를 추가 한 후 슬릿을 통하여 목표 성능에 최적화 되었다. 평판 모노폴 구조는 LTE 대역에서 동작하며, 동일 급전을 사용하는 모노폴 구조에 추가된 측면 방사체와 함께 5G NR 대역에서 동작을 한다. 제안된 안테나는 96.0mm의 지름을 갖는 접지면 위에 $38.5{\times}36.0{\times}1.0[mm^3]$의 크기로 설계되었다. 제작과 측정결과로부터 LTE 대역의 1,710~2,170MHz와 5G NR 대역의 3,400~3,700MHz에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하였으며, 해당 주파수 대역에서 각각 1,480~2,260MHz와 3,310~3,930MHz의 넓은 임피던스 대역폭을 얻을 수 있었다. 또한 무반사 챔버의 측정결과로부터 제안된 평판 모노폴 안테나의 이득과 전방향성 방사패턴(Omni-directional Radiation Pattern)을 확인하였다.