• 제목/요약/키워드: 5.8GHz 안테나

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소형화를 위한 3차원 구조마이크로스트립 패치 안테나 (3-Dimensinal Microstrip Patch Antenna for Miniaturization)

  • 송무하;우종명
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.157-167
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    • 2003
  • 본 논문에서는 설계 주파수 1.575 GHz에 대해, 패치안테나의 공진길이를 줄이기 위해, 패치의 양단 방사 에지를 음각부로 구성한 에지음각부 선형편파 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 그 결과, 패치의 공진길이는 평면형의 80 mm에 비해 45 mm로 43.8 %의 단축율을 보였다 이득은 4.4 dBd, -3 dB 빔폭은 각각 E-면, H-면에서 112$^{\circ}$, 66$^{\circ}$를 나타내었다. 또한 패치의 전체 면적을 줄이기 위해, 패치 방사 개구상의 네 모서리가 모두 음각으로 구성된 마이크로스트립 패치 안테나를 통일한 설계주파수의 선형편파 및 원형편파에 대해 설계, 제작하였다. 먼저 선형편파의 경우, 패치의 W(폭)/L(길이) 비율이 1.2인 경우에 대해, 패치의 면적은 53 mm $\times$ 63.6 mm로서 평면형(80 mm $\times$ 96 mm)과 비교시 56.1 %의 면적축소효과를 얻었다. 이득은 4.3 dBd로서 평면형에 비해 3.7 dB 저하되었고, -3 dB 빔폭은 E-면, H-면에서 각각 120$^{\circ}$, 78$^{\circ}$를 나타내어 각각 62$^{\circ}$$10^{\circ}$ 증가하였다. 원형편파의 경우, 패치의 면적은 (54.2 mmx61.5 mm)로서 평면형(76 mmx83 mm)에 비해 47.2%의 패치면적 축소 효과를 얻었다. -3 dB 빔폭은 z-x 평면상의 수평편파 및 z-y 평면상의 수직편파 방사패턴에서 각각 108$^{\circ}$ 및 93$^{\circ}$로서, 평면형과 비교시 각각 52$^{\circ}$ 및 27$^{\circ}$ 증가되었다. 최대이득은 z-x평면상의 수평편파 패턴에서 2.5 dBd로 평면형에 비해 1.7 dB 저하되었다. 축비는 설계주파수 1.575 GHz에서 1.5 dB를 얻었으며, 2 dB 이하 축비 대역폭은 20 MHz (1.3 %)를 얻었다.

LTCC 공정을 이용한 K/Ka 대역에서의 송수신 겸용 L 형태 원형편파 안테나 (Design of TX/RX broadband L-type circular polarization Antenna using LTCC at K/Kaband)

  • 오민석;천영민;김성남;최재익;표철식;이종문;천창율
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2052-2054
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    • 2004
  • The TX/RX broadband L-type circular polarization antenna using LTCC at K/Ka band has been presented. This antenna has been analyzed in compensation for LTCC with relative permittivity 5.2 and could have been integrated with RF component. As the measured 10dB impedance circular polarization bandwidth of the proposed antenna is 7%(20.8GHz${\sim}$22.2GHz) at the K band and 2.3%(30.9GHz to 31.6GHz) at the Ka band. Also the gain of the antenna is -0.7${\sim}$3.05dBi at the K band and -2.8${\sim}$1dBi at the Ka band. The purpose of the research is to design an efficient antenna structure for satellite communication at K/Ka band. the antenna should be used for both TX and RX frequency bands. The antenna will be mounted on LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) so that it can be integrated with other RF circuits. This research is important because of the following reasons. 1) The frequency ranges of satellite communication tends to move up to higher frequency such as Ka band or milimeter wave band. 2) Design of antenna for smaller size, lighter weight and less loss is preferred by most RF engineers. 3) Antennas on LTCC enables to integrate the antenna with other RF circuits, and thus, one can reduce the size and loss of the RF system.

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SDR 기반의 LFM 레이다 설계 및 구현 (LFM Radar Implemented in SDR Architecture)

  • 윤재혁;유승오;이동주;예성혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.308-315
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    • 2018
  • 본 논문에서는 두 표적 간의 거리차를 정밀하게 계측할 수 있는 S-band 고 분해능 레이다 개발을 위한 시스템 기본 설계 및 구현 결과를 제시한다. 3.5 GHz LFM(Linear Frequency Modulation) 레이다 기본 설계를 위하여 제안하는 시스템 요구조건은 거리 분해능 1 m, 최대 계측 거리 2 km이며 레이다 방정식을 통해 각 모듈의 사양을 결정하였다. 최종적으로 150 MHz 대역폭, 송신 출력 43 dBm 전력 증폭기, 이득 26 dBi 안테나, 잡음 지수 8 dB 이하, RCS $1m^2$일 때, 표적과 레이다의 최대거리 2 km 기준 SNR이 30 dB 이상이 나올 수 있음을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션 결과를 토대로 하드웨어 설계를 하였으며, SDR(Software Defined Radar) 장비를 이용한 LFM 레이다 설계 이론과 방법 그리고 야외 시험 결과를 보여주고 요구조건을 만족하는 레이다 시스템 설계가 가능함을 입증하였다.

USRP RIO SDR을 이용한 5G 밀리미터파 LTE-TDD HD 비디오 스트리밍 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of 5G mmWave LTE-TDD HD Video Streaming System for USRP RIO SDR)

  • 곽경훈;신봉득;박동욱;어윤성;오혁준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.445-453
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    • 2016
  • 본 논문은 3GPP LTE(Long Term Evolution)-TDD(Time Division Duplexing) 표준을 기반으로 NI(National Instruments)의 USRP RIO SDR(Software Defined Radio) 플랫폼을 이용해 28 GHz 밀리미터파 대역에서 HD 비디오를 무선으로 송수신하는 1T-1R(1 Transmitter-1 Receiver) 시스템을 설계 및 구현하였다. 해당 시스템은 Verilog로 설계한 LTE-TDD 송수신 모뎀을 USRP RIO에 내장된 Xilinx Kintex-7칩에 구현하여 USRP RIO를 베이스밴드로 사용하였으며, USRP RIO에서 송수신되는 신호는 자체 설계한 28 GHz RF 송수신 모듈로 업 다운 변환을 수행한 후 자체 설계한 $4{\times}8$ 서브 배열 안테나를 통해 최종적으로 HD 비디오 데이터를 통신하게 된다. USRP RIO와 Host PC의 통신 방식은 데이터 송수신시 발생되는 지연을 최소화하기 위해 PCI express(Peripheral Component Interconnect express)${\times}4$를 사용하였다. 구현한 시스템은 25.85 dBc 이상의 높은 EVM(Error Vector Magnitude) 성능을 보였으며, 실험환경 내 어디서든 HD 비디오를 성공적으로 송수신 하였다.

$\textrm{BaCo}_{x}\textrm{Ti}_{x}\textrm{Fe}_{12-2x}\textrm{O}_{19}$($1.0\leq\textrm{x}\leq5.0$)재료의 Microwave 유전특성 (Microwave Dielectric Properties of $\textrm{BaCo}_{x}\textrm{Ti}_{x}\textrm{Fe}_{12-2x}\textrm{O}_{19}$($1.0\leq\textrm{x}\leq5.0$) Materials)

  • 김찬욱;조남웅
    • 한국재료학회지
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    • 제8권8호
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    • pp.775-779
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    • 1998
  • $\textrm{BaCo}_{x}\textrm{Ti}_{x}\textrm{Fe}_{12-2x}\textrm{O}_{19}$($1.0\leq\textrm{x}\leq5.0$)의 치환량 x에 따른 마이크로파 유전특성을 조사하기 위하여 5-10GHz 대역에서의 공명주파수 fo 및 무부하인자 Qu를 wave guide 방법으로 측정하였다. 측정결과, 치환양의 증가에 따라 유전율은 14.7(x=1)에서 23.4(x=5)까지 증가하였으며 계산결과 loss tangent는 모두 $\textrm{10}^{-3}$정도로 작았다. 이러한 제특성은 저비용으로 제조가능한 CoTi 치환형 Barium ferrite가 공진기 안테나 등 마이크로파 소자에 응용이 가능한 유망한 재료임을 보여주었다.

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산물벼 함수율 측정을 위한 $2{\times}2$ 마이크로스트립 패치 안테나 개발 (A $2{\times}2$ Microstrip Patch Antenna Array for Moisture Content Measurement of Paddy Rice)

  • 김기복;김종헌;노상하
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제25권2호
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    • pp.97-106
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    • 2000
  • To develop the grain moisture meter using microwave free space transmission technique, a 10.5GHz microwave signal with the power of 11mW generated by an oscillar with a dielectric resonator is transmitted to an isolator and radiated from a transmitting $2{\times}2$ microstrip patch array antenna into the sample holder filled with the 12 to 26%w.b. of Korean Hwawung paddy rice. the microwave signal, attenuated through the grain with moisture, is collected by a receiving $2{\times}2$ microstrip patch array antenna and detected using a Shottky diode with excellent high frequency characteristic. A pair of light and simple microstrip patch array antenna for measurement of grain moisture content is designed and implemented on atenflon substrate with trleative dielectric constant of 2.6 and thickness of 0.54 by using Ensemble ver. 4.02 software. The aperture of microstrip patch arrays is 41 mm width and 24mm high. The characteristics of microstrip patch antenna such as grain. return loss, and bandwidth are 11.35dBi, -38dB and 0.35GHz($50^{\circ}$ at far-field pattern of E and H plane. The width of the sample holder is large enough to cover the signal between the antennas temperature and bulk density respectively. The calibration model for measurement of grain moisture content is proposed to reduce the effects of fluectuations in bulk density and temperature which give serious errors for the measurements . From the results of regression analysis using the statistically analysis method, the moisture content of grain samples (MC(%)) is expressed in terms of the output voltage(v), temperature (t), and bulk density of samples(${\rho}b$)as follows ;$$MC(%)\;=\;(-3.9838{\times}10^{-8}{\times}v^{3}+8.023{\times}10^{-6}{\times}v^{2}-0.0011{\times}v-0.0004{\times}t+0.1706){\frac{1}{{\rho}b}}{\times}100$ Its determination coefficient, standard error of prediction(SEP) and bias were found to be 0.9855, 0.479%w.b. and -0.0.369 %w.b. respectively between measured and predicted moisture contents of the grain samples.

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주름 구조를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나의 소형화에 대한 연구 (Study for the Size Reduction of Microstrip Patch Antenna using Corrugation)

  • 송무하;우종명
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.192-201
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    • 2003
  • 본 논문은 일반적인 평면형 마이크로스트립 패치 안테나의 크기를 줄이고자 1.575 GHz 대역에서 패치면을 입체적 구조인 단방향 선형 주름형, 사각 주름형 및 격자 요철형으로 제안, 설계하였다. 설계 결과, 단방향 선형 주름형은 평면형 구조에 비해 패치의 공진길이가 21.4 % 단축되었으며, -10 dB 반사손실 대역폭은 62 MHz로서 평면형의 39 MHz(2.5 %)에 비해 23 MHz(1.5 %) 증가하였다. 이득은 평면형의 6.7 dBd에 비해 0.9 dB 저하된 5.8 dBd를 나타내었다. 3 dB 빔폭은 공진길이 단축으로 인해 E-면에서만 18$^{\circ}$ 증가하였다. 사각 주름형의 경우, 패치의 가시적 크기는 평면형에 비해 21.6 %의 면적 축소효과를 얻었다. 격자 요철형의 경우, 먼저 선형편파에 대해 패치 면적은 평면형에 비해 43.3 %의 면적 축소효과를 얻었다. -10 dB 대역폭은 70 MHz (4.4 %)로 평면형에 비해 31 MHz(2%)증가하였다. 이득은 2.2 dBd로서 평면형에 비해 4.5 dB 저하되었고, -3 dB 빔폭은 E-면에서 22$^{\circ}$, H-면에서 13$^{\circ}$ 각각 증가하였다. 원형편파의 경우, 패치의 크기는 평면형에 비해 41 %가 축소되었고, 축비는 0.8 dB의 양호한 원편파 특성을 얻었으며, 2 dB 이내 축비 대역폭은 20 MHz(1.27 %)로 평면형의 10 MHz(0.63 %)에 비해 증가되었다. 이로써 본 논문에 제안된 안테나 구조가 소형화면에서 크게 효과가 있고, 대역폭 증가로 인해 다양한 서비스가 부가된 시스템에서의 활용 가능성이 확인되었다.

DSRC 기반의 ETCS 기지국 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Base Station Antenna for ETCS based on DSRC)

  • 고진현;김남기;하재권
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.75-83
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    • 2004
  • 본 논문에서는 ITS 서비스 구성 요소 중의 하나인 ETCS(Electronic Toll Collection tsystem)에서 RSE(Road Side Equipment) 기지국 gantry에 장착되어 이동체와 무선 통신 링크를 연결해 주는 ETCS 기지국유 안테나를 설계 및 제작하고 그 특성을 측정하였다. ETCS 기지국용 안테나 특성은 적은 부엽 특성과 도로 상황과 이동체 탑재되는 OBU 위치에 따라 특정 형태의 빔 패턴이 요구된다. 또한 반사에 의한 multipath 신호 영향을 최소화하기 위해 원형편파 특성이 요구된다. 저 부엽의 빔 패턴을 얻기 위해 배열 패치 구조와 Taylor distribution에 의한 방사요소의 전류 weighting factor를 적용하였다. 제작된 안테나의 동작 중심 주파수는 5.8GHz이고, 반사손실은 -10 dB를 기준으로 130 MHz, 10MHa사용 대역내에서 축비 2.6 dB이하의 RHCP 편파 특성과 17 dBi 이득을 얻었으며, 빔 패턴은 시뮬레이션 결과와 측정 결과가 잘 일치하고 있음을 보여주었다.

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전주시 BIS 기지국용 안테나 제작 및 활용 (Fabrication and Application of BIS Base Station Antenna in Jeon-Ju City)

  • 고진현;박주문;하재권;박덕규
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.95-104
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    • 2004
  • 본 논문에서는 ITS 서비스 구성 요소 중의 하나인 BIS(Bus Information System)의 기지국용 전방향성 안테나를 설계 및 제작하고 그 특성을 측정하였다. 제작된 BIS 기지국용 안테나는 전주시 도심의 주요 교차로의 신호등 gantry에 설치된다. 통신 영역이 차선의 개수와 교차로 크기, 도로의 방향에 따라 상이한 경우에도 요구된 통신 성능을 얻기 위해 최대 100m 통신 영역을 화보하기 위해 10dBi 정도의 고 이득이 요구된다. 이를 위해 OMA(Omni-directional Planar Microstrip Antenna)를 배열한 구조를 적용하였다. 제작된 안테나의 동작 중심 주파수는 5.8GHz이고, 반사손실은 -10 dB를 기준으로 640MHz 이상, 이득은 10.3dBi를 얻었으며, 빔 패턴은 전방향성으로 시뮬레이션 결과와 측정 결과가 유사하게 나타나고 있다.

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무선 DVI 동글장치를 위한 스파이럴 구조를 갖는 폴디드 모노폴 안테나에 관한 연구 (A Study on Folded Monopole Antenna with Spiral Shape for Wireless DVI Dongle Applications)

  • 이재춘;이윤민
    • 전기학회논문지P
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    • 제65권1호
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    • pp.72-75
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    • 2016
  • In this paper, we proposes a internal antenna for wireless DVI dongle device using the folded monopole structure. The proposed antenna uses a basic structure of spiral and monopole. The antenna optimized for parameters length, gap, width, and rectangle of folded monopole antenna using the spiral structure. To confirm the characteristics of the antenna parameters, HFSS from ANSYS Inc. was used for the analysis. We used an FR4 dielectric substrate with a dielectric constant of 4.4. The DVI dongle size of the proposed antenna is $50{\times}40{\times}1.6mm$, and the size of the antenna area is $10{\times}40mm$. There is a value of return loss less then -10dB in 2.4GHz and 5.8GHz, band and the maximum antenna gain is -4.13dBi. The utilization possibility of the wireless DVI Dongle antenna have a folded monopole with spiral shape could be confirmed according to compare and analyze the simulation and measurement data.