통방융합서비스가 가시화되면서 성능이 더욱 우수한 안테나 모델을 개발하기 위해 다양한 기술적 접근이 시도되고 있다. 본 논문은 핸드폰에 부착할 수 있고, 통방융합용에 적용할 수 있는 소형모바일 안테나를 제안한다. 모바일 핸드셑용 안테나 설계에서, 크기축소는 중요한 요소 중의 하나이며, 루프안테나의 소형화는 접어진 다이폴을 굽힘으로서 실현된다. 짧은 평면 다이폴은 더 큰 입력저항을 만들기 위해 두 배의 접어진 다이폴과 루프안테나로 변환된다. 그 안테나의 전류분포는 루프 안테나와 같고, 방사패턴은 전방향 특성을 갖는다. 또한 전기광학효과 맵핑 시스템을 이용하여 전류유기 근거리장 방사패턴에 의해 RFID안테나의 성능을 분석한다.
본 논문에서는 PIFA(Planer Inverted F Antenna)와 IFA(Inverted F Antenna)를 결합한 스마트 폰과 같은 데이터통신 단말기용 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. 1개의 급전구조를 가지면서 PIFA와 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 다중대역특성을 갖도록 하였다. 베어보드에 제작된 안테나는 GSM900/USPCS/WCDMA 대역에서 VSWR 3:1 특성을 만족하였다. 평균이득과 효율은 GSM900 대역에서 -2.19~-3.63 dBi 및 43.31~60.33 %가 측정되었다. 또한 USPCS /WCDMA 대역에서는 -2.16~-10.67 dBi 및 8.56~60.78 %의 효율특성을 갖는다.
내장형 단말기 안테나, 기지국 안테나, WLAN 안테나, Bluetooth 안테나 등에 이용되는 평면 안테나의 새로운 구조 설계는 최근 특히 2000년 이후에 많이 보고되고 있다. 본 논문에서는 GSM/DSC 단말기용 듀얼대역 내장형 안테나를 제안하였다. 안테나는 38mm$\times$90mm$\times$1mm의 이동 단말기 PCB 크기와 30mm$\times$8mm$\times$3.2mm의 폴더형 패치 크기를 갖는다. 이 안테나 특성은 듀얼대역 설계에서 2개의 동작 주파수 909MHz, 1762MHz의 동조가 용이하다. 동작주파수 909MHz, 1762MHz에 대하여 측정된 방사패턴 E면과 H면을 비교 분석하였다. GSM/DSC 단말기용 설계 제작한 듀얼대역 내장형 안테나는 모든 대역에서 0dBi에서 2.0dBi사이의 이득을 갖는다.
역 F형 안테나의 구조와 스퍼 라인 길이에 의해서, 두개의 동작 주파수를 쉽게 결정할 수 있는 이중 주파수 안테나를 설계하였다. 설계된 안테나는 cellular주파수대역에서 동작하는 역 F형 안테나에 PCS 주파수대역에서 동작하는 스퍼 라인을 부하로 이용함으로써 이중 주파수 동작 특성을 갖도록 하였다. 안테나의 설계는 모멘트법을 기본 이론으로 하는 IE3D 상용 프로그램을 사용하였으며, 실제 제작하여 안테나의 반사 손실, 입력 임피던스, 복사패턴, 이득을 측정하였다. 설계된 안테나는 전체 크기가 40 mm $\times$ 14 mm $\times$ 9.4 mm로써 단말기 내장용 안테나로 사용이 가능하며, 국내 cellular 및 PCS에 적용이 가능한 안테나 특성을 나타내고 있다.
본 논문에서는 휴대폰 단말기 이득 향상을 위한 역파이(IPI) 급전 안테나를 제안하였다. 역 파이 급전 구조는 내장형 안테나의 방사저항을 작게 하고, 전류를 증가시켜 방사효율과 이득을 향상시킨다. 이득 향상을 확인하기 위하여 기존 IFA(Inverted F Antenna)에 역파이 급전을 설계하여 적용하였다. GSM900/DCS1800/PCS1900/WCDMA 대역 U 모델(IFA 타입)에 본 연구를 적용하여 제작하였다. 제작한 안테나는 기존 안테나에 비해 전 대역에서 0.3~2[dB] 이득이 향상됨을 보였다.
휴대전화를 통해서 양질의 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스를 받기 위하여 지하나 건물사이 음영지역을 제거하기 의한 갭필러(Gap filler) 안테나가 필요하다. 동축 급전선과 4개의 임피던스 정합회로를 필요로 하는 종래의 방식에 비하여 PCB의 피딩 라인에 의한 위상 차이를 이용한 Quadrifilar Helical Antenna(QHA)를 설계하고 제작한다. MicroWave Studio를 이용한 시뮬레이션을 통하여 기존 방식의 QHA에 비해 안테나의 크기와 직경이 안테나 특성에 많은 영향을 주는 것을 파악하여 QHA 제작에 활용하였다. 시뮬레이션을 통한 설계 데이터를 근거로 별도의 임피던스 정합회로가 필요 없는 QHA를 제작하여, 전기적 특성을 측정한 결과 설계치와 유사한 특성을 얻었다.
In this paper, we proposed a multiband internal antenna for LTE mobile handset that could be used for mobile devices. The proposed antenna has a volume of $50mm(W){\times}21mm(L){\times}5mm(H)$, ground plane size is $60mm(W){\times}100mm(L)$, and covers 9 service frequency bands including LTE(Long Term Evolution) band with VSWR(Vlotage Standing Wave Ratio) less than 3. With rapid change of technologies, people wants to include more function into one device. In addition, each country uses different frequency band for traffic service, it is necessary to design multiband antenna for mobile phone since traveling foreign country needs roaming. And if we can cover several services with one antenna, cost and volume needed for antennas are minimized. A HFSS (High Frequency Structure Simulator) of the Ansoft Corporation based on a finite element method is employed to analyze the proposed antenna in the design process and to compare the simulation and experimental results.
본 논문에서는 세종시 우주측지관측센터에 위치한 VLBI 안테나를 대상으로 모바일폰 카메라의 캘리브레이션을 수행하고, 촬영된 스테레오 영상으로부터 3차원 위치좌표를 산출하였다. 모바일폰에 탑재된 카메라의 캘리브레이션을 위한 초기값으로 DLT방법과 상용 수치사진측량시스템인 PhotoModeler $Scanner^{(R)}$ ver. 6.0을 활용하였다. DLT와 PhotoModeler방법으로 산출한 표정결과를 초기값으로 사용하여 광속조정을 통해 카메라 내 외부 표정요소를 계산하고, 두 결과의 정확도를 비교하였다. 두 가지 방법으로 산출한 표정결과는 상당한 편차가 발생하지만, 비선형의 공선조건식을 이용한 광속조정계산으로 두 가지 방법의 최종 표정결과가 거의 일치함을 알 수 있었다. 또한, 두 가지 방법으로 결정된 카메라 내 외부 표정요소들을 이용하여 VLBI 안테나 특징점에 대한 3차원 좌표를 계산하고 토탈스테이션을 통해 측정된 기준좌표들과 비교하였다. 그 결과, 두 가지 방법 모두 표준편차가 $X=0.004{\pm}0.010m$, $Y=0.001{\pm}0.015m$, $Z=0.009{\pm}0.017m$로서, cm급의 높은 정확도를 나타내었다. 이러한 결과를 통해 정밀 사진측량의 목적이 아닌 허용오차의 범위가 상대적으로 큰 다양한 사진측량 분야에 모바일폰 카메라를 활용할 수 있을 것이라 판단된다.
Substitution of the stacked antenna for the normally pressed antenna in the mobile phone was tried for the purpose of decreasing its size. However, reduced size resulted in the difficulties obtaining the targeted characteristics with the bandwidth over 70MHz. The cross-section of the vias in the low temperature co-firing ceramics process was studied to find out effects on the bandwidth characteristics. Circular and rectangular cross-section of the via beneath different types of antenna patterns were simulated. Better bandwidth characteristics were acquired for the larger diameter of the circular section and for the rectangular section as the cross-section area increased. From the viewpoint of the shape of the cross-section, rectangular area showed better characteristics than the circular area with the same longest length in the cross-section.
Mobile phone antenna needs a small size and light weight for carrying and handling. In case of receiving a wide band TV signal, it would be difficult to obtain a good impedance matching between the antenna and the circuit due to a large capacitive reactance of antenna. Buffer amplifier was established on the teflon( ${\varepsilon}_r=3.38$, h=20mils) substrate by using GaAs FET( CPY30 ) and Silicon RF Transistor( BFP540 ) produced by Infineon and experimented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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