• ETRI Journal
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• 제36권1호
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• pp.151-154
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• 2014

A novel frequency-switchable antenna that uses PIN diodes and a composite right- and left-handed transmission line (CRLH TL) is proposed. The CRLH TL provides multi-order resonance, including a zeroth-order resonance (ZOR), and its shunt stub determines the ZOR frequency. Thus, the resonant frequency is arbitrarily chosen by lumped chip inductors on the shunt stub. Two prototypes are designed using different chip inductors while maintaining the antenna geometries. Antenna #1 can switch the resonant frequency from 1.8 GHz to 2.3 GHz. Antenna #2 can switch its resonance from 0.9 GHz to 2.3 GHz.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제13권5호
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• pp.21-26
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• 2014

본 논문은 LTE 대역과 현재 서비스 중인 이동통신 대역에 모두 적용 가능한 주파수 재구성 안테나에 대하여 제안하였다. 일반적인 PIFA 구조로 High-band를 만족시키고 방사체의 단락핀 끝에 RF 스위치를 부착함으로써 스위치 상태에 따라 주파수가 선택된다. 재구성 안테나는 RF 스위치가 SW1 상태일 때는 $VSWR{\leq}3:1$ 기준으로 782-907 MHz의 대역폭을 가지며 GSM 대역에서 동작한다. SW2 상태에서는 738-861 MHz의 대역폭을 가지며 LTE 대역에서 동작한다. 제안된 안테나의 이득은 SW1 상태일 때 0.04-4.68 dBi를 나타내었으며, SW2의 경우 이득은 0.92-1.53 dBi의 우수한 특성을 나타내며 H-plane에서 전방향성 방사패턴을 가진다. 이와 같은 우수한 특성으로 인하여 본 논문에서 제안된 RF 스위치를 이용한 이동통신 단말기용 재구성 안테나는 LTE-Advanced 모바일 단말기에 적용 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.10-18
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• 2014

새로운 주파수 가변 이중 대역 안테나를 제안한다. 기존의 기판집적형 도파관(SIW: Substrate-Integrated Waveguide)에 비하여 1/8 크기를 갖는, 전기적으로 작은 1/8차 기판집적형 도파관(EMSIW: Eighth-Mode Substrate-Integrated Waveguide) 공진기 구조를 이용하여 전기적으로 작은 크기의 안테나를 설계하였다. 설계한 EMSIW 안테나 표면에 상보적 분할 링 공진기(CSRR: Complementary Split Ring Resonator) 구조를 추가적으로 탑재하여 이중 대역에서 동작할 수 있게 하였다. EMSIW와 CSRR 구조는 각각 1.575 GHz(GPS), 2.4 GHz 대역(WLAN) 주파수 대역을 만족시킬 수 있어 이중 공진 특성을 만족하였다. 기본적으로 CSRR은 대역폭이 좁기 때문에 Varactor 다이오드를 탑재시켜 주파수를 2.4 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 가변할 수 있게 하였다. 그에 따라 WLAN 표준에서 사용하고 있는 채널 선택 기능 또한 구현할 수 있다. Varactor 다이오드에 따라 EMSIW의 공진은 독립적으로 고정되어 GPS 주파수 수신을 안정적으로 유지할 수 있도록 설계하였다. 결과적으로 DC 바이어스 전압을 11.4 V에서 30 V로 변경함에 따라 GPS 대역 주파수는 고정되어 있고, WLAN 대역의 공진 주파수가 2.38 GHz에서 2.5 GHz까지 연속적으로 변화한다. 시뮬레이션, 측정값 사이에 반사 손실, 방사 패턴 특성이 잘 일치함을 관찰할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.78-84
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• 2008

본 논문에서는 위성 DMB 시스템에서 원형편파 변환 특성을 갖는 reconfigurable 원형 링 슬롯 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 원형 링 슬롯과 원형편파를 발생시키기 위한 4개의 튜닝 스터브로 구성되어 있다. 슬롯과 스터브 사이 각각의 경계면에 4개의 PIN 다이오드를 실장 하였으며 각각의 PIN 다이오드는 외부 DC전압으로 인해 동작되며 RHCP(Right Hand Circular Polarization) 모드 또는 LHCP(Left Hand Circular Polarization) 모드로 동작하도록 하였다. 측정결과, 제안된 안테나는 임피던스 대역폭(VSWR${\leq}$2)이 LHCP 모드에서 570MHz(2.47-3.04GHz), RHCP 모드에서 560MHz(2.45-3.01GHz)로 나타났으며 중심주파수 2.63GHz에서의 최대 방사이득은 LHCP 모드에서 4.76dBi, RHCP 모드에서 3.1dBi를 얻었다. 또한 측정된 축비 대역폭은 RHCP, LHCP 모드에서 약 100MHz를 얻었다. 제안된 안테나는 편파변환 특성이 요구되는 환경의 위성통신, 무선랜 및 광대역 무선통신 시스템에 적합할 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.934-940
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• 2011

본 논문에서는 이중 루프(double loops)를 이용한 새로운 재구성(reconfigurable) 빔 조향 (beam steering) 안테나를 제안하였다. 이중 루프 안테나는 내부 루프(inner loop)에 의한 동상(in-phase)의 빔과 외부 루프(outer loop)에 의한 이상(out-of-phase)의 빔이 중첩된 빔(superposed beam)을 가진다. 또한, 이중 루프 안테나는 내부 루프와 외부 루프를 연결하는 두 개의 가상 스위치(artificial switch)를 사용하여, 가상 스위치 동작(on/off)에 따라 동일한 안테나에서 서로 다른 세 가지 경우(Case 1, Case 2, Case 3)의 빔 방향(beam direction)을 가진다. 안테나의 동작 주파수는 14.5 GHz이며, Case 1에서의 최대 빔 방향은 ${\phi}_{max}=0^{\circ}$, ${\theta}_{max}=0^{\circ}$이고, Case 2와 Case 3에서의 최대 빔 방향은 각각 ${\phi}_{max}=230^{\circ}$, ${\theta}_{max}=40^{\circ}$와 ${\phi}_{max}=130^{\circ}$, ${\theta}_{max}=40^{\circ}$이다. 각 경우의 최대 이득(peak gain)은 6.5 dBi(Case 1), 7.6 dBi(Case 2), 7.8 dBi(Case 3) 값을 가지며, 각각의 반전력 빔 폭(HPBW)은 $86{\sim}104^{\circ}$이며, 3가지 빔에 의한 전체반전력 빔 폭(HPBW)은 $160^{\circ}$이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1170-1174
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• 2009

본 논문에서는 현재 모바일용 무선통신 서비스로 사용하고 있으며, 주파수 가변이 가능한 셀룰러(cellular) 대역용 안테나와 커낵티비티 (connectivity) 대역용 안테나를 소형 모바일 기기에 사용하기 위해 제한된 공간 (40mm ${\times}$ 20mm ${\times}$ 6mm) 내에서 설계, 제작, 측정한 결과를 소개 하였다. 각 각의 안테나는 안테나 상에 삽입되어 있는 PIN 다이오드를 이용하여 주파수를 재구성 할 수 있다. 첫 번째 셀룰러 대역용 안테나는 현재 사용되는 셀룰러 대역; 0.82GHz ${\sim}$ 0.96GHz 대역 (GSM/ CDMA) 과 1.7GHz ${\sim}$ 2.17GHz 대역 (DCS/ PCS/ WCDMA) 간의 주파수를 가변할 수 있으며, 두 번째 커낵티비티 대역용 안테나는 현재 사용되는 커낵티비티 대역 3.4GHz ${\sim}$ 3.6GHz 대역 (mWiMax) 와 2.3GHz ${\sim}$ 2.5GHz, 5.15GHz ${\sim}$ 5.35GHz 대역 (WiBro/ WLAN 11a/b/g/n) 간의 주파수를 가변 할 수 있다. 이로써 이종 서비스 (셀룰러/ 커낵티비티)의 안테나를 소형 모바일 기기의 제한된 사이즈의 단일 안테나로 구현하였으며, 주파수 재구성 설계를 통해 안테나의 방사 효율을 향상시키며, 또한 이종서비스 각각의 포트를 분리 설계하여 동시동작 모드로 사용할 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제31권3호
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• pp.318-320
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• 2009

A switchable Yagi-Uda antenna prototype with radiation pattern reconfiguration is presented in this letter. The proposed reconfigurable antenna is based on the concept of switching between the reflector and director of a Yagi-Uda antenna using a radio frequency PIN diode. As a result, the minimum/maximum radiation can be steered towards desired signals or away from interfering signals in opposite directions. The measured 10 dB impedance bandwidth and gain are 210 MHz (7%) and 8.02 dBi at 3 GHz, respectively. Details of the antenna design and its performance are described and empirically analyzed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.4773-4779
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• 2012

본 논문은 지능형 또는 스마트 안테나 시스템에 사용 할 수 있는 두 종류의 3-D 빔 조향 재구성 안테나를 제안하였다. 제안된 두 안테나는 삼각형(구조1.) 및 원형(구조２.)의 루프 구조와 구부러진 다이폴 안테나의 결합형 구조를 갖는다. 제안된 안테나는 하나의 안테나 소자로 4개의 스위치 동작에 따라 xy-평면으로 3개의 빔 State (0, 1, 2) 뿐만 아니라 xz-평면으로 3개의 빔 State (3, 4, 5) 도합 6개의 방향으로 빔 조향이 가능하다. 안테나 구조1.은 급전부를 기준으로 대칭인 평형구조이며, 그라운드가 없기 때문에 다이폴 안테나와 유사한 이득을 가진다. 또한, 구조2.는 반원형태의 CPWG급전 그라운드(반사판)를 이용하여 지향성이 향상된 불 평형 구조를 갖는다. 동작 주파수는 2.5 GHz (구조1.), 2.55 GHz (구조2.)이며, 최대이득은 1.04 ~ 2,06 dBi (구조1.:전방향성 빔), 1.6 ~ 4 dBi (구조2.:지향성빔) 이다. 또한 xy-평면과 xz-평면 각각의 전체 반 전력빔폭(HPBW)은 구조1.에서 $160^{\circ}$ 이상 그리고 구조2.에서 $125^{\circ}$ 이상의 넓은 빔 폭을 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.754-760
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• 2011

본 논문에서는 직물형 회로 기판상에 설계된 U-슬롯을 갖는 빔 조향(beam steering) 마이크로스트립 패치(microstrip patch) 안테나를 제안하였다. 본 안테나는 직물형 회로 기판 및 의복상에 제작하는 것을 목적으로 설계되었으며, 동작 주파수 6.0 GHz에서 빔 조향이 가능하도록 설계되었다. 빔 조향을 위해 U-슬롯과 간접적 급전(in-direct feed) 방식이 적용되었으며, 안테나 패치 부분과 간접 급전부 사이에 두 개의 가상 스위치(line connection)을 이용하였다. 두 개의 가상 스위치 조합($S_0$, $S_1$, $S_2$)에 따라, 최대 빔 방사 방향은 yz-평면상에서 ${\theta}=0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $331^{\circ}$, 세 방향으로의 빔 조향이 가능하다. 전체 반전력 빔 폭(HPBW)에 의한 빔 커버리지는 약 $115^{\circ}$이고, 빔 조향시 6.11~6.69 dBi의 최대 이득(peak gain)을 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.900-904
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• 2010

본 논문에서는 주파수 가변이 가능한 영차 공진 안테나를 구현하였다. 제안된 안테나의 영차 공진 특성은 composite right/left-handed(CRLH) 전송 선로를 이용하여 구현하였고, 안테나의 소형화를 극대화하기 위해 버섯 구조의 접지 평면에 사각 슬롯을 설계하였다. 또한, 주파수 가변을 위해 슬롯이 있는 접지 평면에 가변 소자를 삽입하였다. 슬롯이 있는 접지 평면에 위치한 가변 소자의 on/off 상태에 따라, CRLH 전송 선로의 병렬 인덕턴스 값을 변화시킴으로 인해 안테나의 공진 주파수가 바뀌게 된다. 실험 결과, 제안된 안테나의 공진 주파수는 4.92 GHz에서 2.96 GHz로 변했다. 한편, 제안된 안테나의 크기는 일반적인 반파장 패치 안테나보다 최대 94.24 % 크기를 감소시킬 수 있었다.