본 논문에서는 부하 저항을 갖는 접힌 구조의 모노폴 안테나를 제안 하였고, 설계 변수들이 안테나의 반사손실 특성에 미치는 영향에 대해 분석 했다. 제안한 안테나의 임피던스 대역폭(VSWR < 3)은 30 ~ 2000 MHz이고, 이는 HF/VHF/UHF 대역을 모두 포함한다. 진행파 안테나로 동작하게 하기 위해 안테나에 여섯 개의 부하 저항을 이용하여 안테나의 끝에서 발생하는 반사파를 많이 줄일 수 있었다. 부하 저항에 의해서 감소되는 방사 효율 감소를 줄이기 위해 안테나의 끝부분에 부하 저항을 달았고, 부하 저항들의 저항 값은 반사 손실 특성이 좋은 Klopfenstein taper를 이용하였다. 제안한 안테나는 모노폴 안테나와 같이 전방향성 방사패턴을 갖는다. 급전부분과 제안한 안테나의 입력단 부분에서의 광대역 임피던스 변환을 위해 급전 부분과 안테나의 입력단 사이에 10 ~ 1900 MHz에서 동작하는 발룬(Balun)을 이용하였다. 제안한 안테나의 광대역 특실과 방사패턴은 다대역 다기능 통신기에 이용될 수 있을 것으로 예상한다.
본 논문에서는 EM 시뮬레이션을 이용하여 PCS 대역을 저지하는 PBG 구조를 설계하고, 설계된 PBG 구조를 패치 안테나 주변에 삽입함으로써 표면파가 억제되는 것을 방사패턴을 통해 확인하였다. 이러한 PBG 구조를 표면으로 이용했을 때 wire 안테나의 반사손실이 향상되는 결과를 확인하였다.
본 논문에서는 무인 항공기에 장착 가능한 초광대역 반파장 루프 안테나를 설계하였다. 설계된 안테나는 야구공 모양에 자기상보 원리(self-complementary principle)를 적용하여 광대역 특성을 얻었다. 또한 저자세로 변형하기 위해 방사체 사이에 접지면을 두어 image theory를 적용하였다. 이렇게 설계된 초광대역 반파장 루프 안테나의 크기는 $0.20{\lambda}_L{\times}0.14{\lambda}_L{\times}0.16{\lambda}_L$ (${\lambda}_L$은 최저주파수의 공기 중 한 파장)이며, -10 dB 대역폭은 50 : 1(0.3 GHz ~15 GHz) 이상으로 측정되었다. 방사패턴은 모든 주파수에서 모노폴 안테나와 유사한 패턴을 가진다. 또한 설계된 안테나를 축소된 UAV(Unmannded Aerial Vehicle)의 동체 배면에 장착하여 그 특성 확인결과 초광대역 특성을 유지하면서, 모든 주파수 대역에서 모노폴 안테나와 유사한 방사패턴을 나타내었다.
구형도파관의 넓은 면에 축방향 슬롯을 파고 또 각각의 슬롯을 축방향으로 배열하였 때의 원거리 방사패턴을 구하는 과정을 보였으며 측정된 결과와 계산결과를 비교하였다. 방사전자계는 슬롯의 표면에 유기되는 등가의 자기전류로부터 계산할 수 있으며 임의의 개수를 가지는 배열안테나의 경우에는 각각의 슬롯이 자기 어드미턴스와 상호결합에 의한 영향을 받기 때문에 원하는 방사패턴을 얻기 위해서는 상호 어드미턴스를 고려하여 슬롯의 길이와 오프셋을 고려하여야 한다. 슬롯에서의 전계분포 해석은 모멘트법(method of moment)을 사용하여 해석하였다. 본 연구에서는 직선편파특성을 가지는 슬롯 배열 안테나의 설계를 위하여 슬롯의 자기 및 상호 어드미턴스를 구하고, 반복적인 수치해석 과정을 통하여 입력임피던스의 최적화 방법에 대하여 논하였다.
본 논문에서는 기존의 MSA의 구조를 변형하여 S자형 변형된 MSA를 제안했다. 제안된 안테나는 전기력선 형성에 제한 반지 않도록 방사패치와 접지면을 접어 올린 우측 평행 평판사이 용량을 장하하고, 방사패치를 접어내린 좌측 평행 평판과 접지면 사이 용량을 장하한 구조로 설계 제작하였다. 설계된 안테나는 2.24GHz의 중심 주파수에서 5.7%의 대역폭을 갖고 임의의 급전점의 위치변화에 따라 대역폭과 공진 주파수의 변화를 비교하고, 용량 장하의 크기에 따라 대역폭과 통진 주파수론 비교하였다. 또한 제작된 안테나의 방사 패턴 특성은 E면과 H면의 수직·수평 편파의 특성을 측정하여 비교하였다.
이 논문은 900 MHz대역의 RFID 태그용 다이폴 안테나를 설계하여, 이 안테나가 부착되는 물체에 의한 안테나의 성능이 실험적으로 평가되었다. 전기적 특성이 다른 유전체, 자성체 및 도체에 다이폴 안테나를 부착하였을 때, 부착된 매질의 종류, 크기 및 높이의 변화에 따라 안테나의 반사계수와 방사 패턴이 변화되는 것을 실험적으로 평가하였다 안테나가 유전체의 표면에 부착되었을 때, 측정된 반사계수와 방사 패턴은 비유전율의 영향으로 인해 약 40 MHz의 공진 주파수 편이와 약 $1\sim3dB$ 정도의 감쇠를 보였다. 부착 지판의 크기에 의한 주파수 편이가 관측되었으나, 부착 지판을 가진 다이폴 안테나의 측정된 방사 패턴은 부착 지판이 없는 다이폴 안테나의 방사 패턴과 유사하였다. 부착 지판이 도체나 자성체인 경우, 다이폴 안테나와 부착 지판 사이의 거리에 의한 주파수 편이와 위상차 때문에, 910 MHz에서 약 5 dB 이상의 방사 패턴 진폭의 저하가 관측되었다.
본 논문은 생체신호 (체온, 혈압, 맥박 등)를 측정하는 웨어러블 (Wearable) 디바이스에 장착된 인체 부착용 방사패턴 재구성 안테나의 통신성능 비교에 관한 논문이다. 제안된 안테나의 동작주파수는 블루투스 (Bluetooth) 통신 대역의 2.4 - 2.5 GHz 이며, 안테나의 최대이득은 1.96 dBi 이다. 제안된 안테나는 두 개의 RF 스위치 (PIN diode)를 이용하여 서로 반대방향의 빔을 생성하여 전자기파 신호를 효율적으로 송수신 한다. 또한 제안된 안테나는 탑 로딩(Top Loading)을 이용 세 가지의 각도 변경 ($30^{\circ}$, $90^{\circ}$, $150^{\circ}$)을 통해 각 방사패턴의 지향성 변화를 조사 하였다. 본 논문에서는 방사패턴 재구성 안테나를 통해 전파 간섭이 없는 전자파 차페실의 이상적인 전파환경과 실제 전파간섭이 존재 (Universal Software Radio Peripheral, USRP)하는 스마트 하우스 내에서 웨어러블 디바이스 안테나의 신호대 집음비 (Signal-to-Noise Ratio, SNR) 및 비트 에러율 (Bit Error Rate, BER) 성능 측정을 진행하였다. 두 경우의 측정 비교 시 SNR은 평균적으로 5 dB의 성능저하를 보이며, BER은 최대 10배 증가하여 수신 에러율 (Error rate of receiving signal)이 높아지는 것을 확인하였으며, 본 논문에서 측정한 SNR과 BER의 측정 결과로 전자파기기의 방해전파로 인한 성능저하를 수치상으로 예측 하였다.
U-물류/유통, U-항만에 핵심적인 기술이 될 Ultra-Wide(UWB)통신을 위한 광대역 안테나를 설계, 개발하였다. 설계된 안테나는 UWB 주파수 대역인 3.1$^{\sim}$11.7GHz 대역에서 안테나 특성을 만족하고, IEEE 802-11a와HIPERLAN/2에 의해 사용이 제한된 5.15${\sim}$5.825GHz 대역에서 주파수 저지 대역을 가지기 위하여 U모양의 얇은 슬롯을 복사 패치 위에 구현 하였다. 제작한 안테나는 5${\sim}$595GHz 대역을 제외하고는 안테나의 특성을 만족한다.
본 논문은 차세대 이동 통신인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)용 기지국에 장착될 사용되어 질 이중 편파 다이버시티 안테나를 개발하는데 있다. 내용은 이중 편파 다이버시티를 이용한 안테나의 대역폭과 port간 격리도 및 방사 패턴을 설계와 제작을 통해 알아보았고, 안테나 후면에 전력 증폭기를 장착시키기 위하여 EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)를 중심으로 송신 출력을 계산하고 이런 계산식을 바탕으로 전력 증폭기를 안테나 후면에 장착하여 실제 공간상에서 안테나를 통해 방사되는 출력 전력을 실험을 통해 알아보았다.
본 논문에서는 반사판을 갖는 새로운 모노폴 안테나를 제안 하였다. 제안한 안테나는 TRF-45 기판으로 제작하였으며, 제작한 안테나와 결합한 반사판도 FR-4 기판으로 제작하였다. 안테나 후면에 위치한 반사판으로 인해 후면에 반사되는 전류가 억제되는 것을 확인하였다. 제안한 모노폴 안테나의 대역폭은 2.65 GHz이며, 반사판이 없는 모노폴 안테나의 대역폭은 2.88 GHz이다. 또한, 반사판이 없는 안테나는 E-평면에서 양방향 방사 패턴이 관찰되었으며, H-평면에서는 무지향성의 방사패턴이 관찰되었다. 그러나 반사판을 갖는 안테나의 경우 후방 방사를 억제하며, E-평면과 H-평면에서 지향성 방사를 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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