• ETRI Journal
• /
• 제46권2호
• /
• pp.218-226
• /
• 2024

This paper presents a novel circular fractal ring monopole antenna for ultra-wideband (UWB) hardware with dual band-notched properties. The proposed antenna consists of four crescent-shaped nested rings, a tapered feeding line at the front of the dielectric material, and a semicircular ground plane on the backside. In this design, the nested rings are used both as a radiation element and a band rejection element. The proposed antenna has a bandwidth of 9.03 GHz, which works efficiently in the range of 2.63 GHz-11.66 GHz with the dual notched bands of Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) at 3.15 GHz-3.66 GHz and wireless local area network (WLAN) at 4.9 GHz-5.9 GHz, respectively. The antenna has a compact size of 20 mm × 30 mm × 1 mm (0.177 × 0.265 × 0.0084 λ0) and is implemented using a flame-retardant type 4 (FR4) material. It has a maximum gain of approximately 4 dB in its operating range, and experimental results support the simulation predictions with high accuracy. The findings of this study imply that the designed antenna can be utilized in UWB applications.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.691-697
• /
• 2016

본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권11호
• /
• pp.65-71
• /
• 2010

본 논문에서는 3.1~10.6 GHz 대역에서 14개 LO 신호를 발생하는 MB-OFDM UWB 시스템용 LO 생성 회로에 대한 새로운 구조를 제안한다. 제안하는 LO 생성 회로는 저전력 설계를 위해 하나의 PLL을 사용하면서 주파수 합성과정에서 반드시 필요로 하는 비선형 회로의 숫자를 최소화하고, 동시에 주파수 합성과정에서 발생되는 주요 spurious를 UWB 대역 밖에 존재시킴으로서 spurious 문제를 보다 근본적으로 해결하였다. 제안하는 LO 생성 회로는 $0.13-{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 되었으며, 1.5 V의 공급전압으로부터 93~103 mW의 전력을 소모한다. 모의실험 결과, 모든 14개의 LO 신호 스펙트럼에서 최소 41 dBc 이상의 in-band spurious suppression과 3 nsec 이하의 밴드간 스위칭 시간을 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.137-148
• /
• 2014

본 논문에서는 인체 부착형 Ultra-Wideband(UWB) Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) 안테나를 제안하고, 인체의 영향을 고려한 안테나 성능과 인체에 미칠 수 있는 영향에 대한 분석을 하였다. 제안된 안테나는 사각 모노폴 형태의 두 안테나와 격리도 특성을 개선하기 위하여 안테나 사이에 위치한 plunger형 isolator로 구성되어 있다. 안테나의 근거리장에 인체가 존재할 때, 인체가 안테나에 미치는 영향을 분석하기 위하여 시뮬레이션과 측정을 수행하였다. 측정 결과, Specific Absorption Rate(SAR) 값은 공급전력 0.5 mW에서 안테나 1, 2 각각 0.132, 0.08 W/Kg으로 1 g 평균 전자파 흡수율을 1.6 W/kg으로 제한한 FCC 지침을 초과하지 않음을 알 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제45권7호
• /
• pp.38-44
• /
• 2008

본 논문에서는 무선 센서 네트워크 응용을 위한 저복잡도, 저전력 초광대역 임펄스 통신용 베이스밴드의 구조를 제안하고 TSMC 0.18um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하였다. 제안된 베이스밴드는 간략화된 패킷구조와, single-bit 샘플러의 사용 및 순수한 디지털 회로를 이용한 동기방식을 적용하여 시스템의 복잡도를 크게 낮추었다. 또한 저전력 구현을 위하여 베이스밴드의 동작상태를 세 가지로 정의하고 각 상태에 따라 필요한 블록만이 작동되도록 하였으며, 아울러 로직 합성단계에서 gated clock cell을 사용하여 소비전력을 더욱 낮추었다. 제안된 베이스밴드는 2Kbyte의 내부메모리와 약 23K의 디지털 게이트로 구성되며 약 1.8mW@1Mbps의 저전력으로 동작한다. 제작된 베이스밴드 칩의 검증을 위하여 간단한 MAC 프로토콜이 구현된 저전력 프로세서를 이용하여 센서 노드를 구성하고, 다중 센서 노드환경에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.1057-1062
• /
• 2016

본 논문에서는 UWB 대역(3.1-10.6 GHz)에서 동작하는 소형 대수-주기 반-보우타이 다이폴 배열 안테나에 대한 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 안테나는 일반적인 대수-주기 다이폴 배열 안테나에서 사용되는 스트립 형태의 다이폴 소자 대신에 반-보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하고 소자간의 간격을 줄여 소형화하였다. 반-보우타이 다이폴 소자의 벌어지는 각도와 간격계수에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR) < 2 이하인 대역은 2.95-11.31 GHz으로 UWB 대역에서 동작함을 확인하였다. 또한, 대수-주기 다이폴 배열 안테나에 비해 제안된 안테나의 길이와 폭은 각각 32.1 %와 18.3 %가 축소되었다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.53-57
• /
• 2008

도파로 급전 방법의 인쇄형 모노폴 구조를 응용하여 UWB대역인 이중 주파수 대역 프린트형 이중 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 이중대역을 얻기 위하여 기존의 단일 모노폴 구조를 수정한 이중 모노폴 구조를 제안하였다. 제안된 안테나는 기존의 모노폴 안테나와 동일한 무지향 복사 특성을 가지며 평면으로 구현되어 모노폴 안테나 보다 크기가 작고 높은 이득을 갖는다. 두개의 단일 모노폴은 상호 임피던스 매칭을 위한 스터브로 작용하여 임피던스 매칭이 용이하고 이에 따른 대역폭의 증가를 향상 시킬 수 있었다. 안테나의 대역폭은 VSWR$$\geq_-$$2를 기준하여 350MHz (1.69~2.04[GHz]z])와 2,670MHz (4.33~6[GHz]), 3980MHz (6.1~10.08[GHz])의 결과를 얻었다. 이는 PCS대역(1.75~1.87[GHz]) 과 UWB대역을 충족시킬 수 있다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제8권6호
• /
• pp.88-97
• /
• 2009

WBAN은 인체 내부 혹은 인체로부터 3미터 이내의 주변에서 일어나는 근거리 무선 통신을 목적으로 하는 네트워크이며 운전자의 생체 정보를 분석하여 보다 안전한 차량 운전이 가능하도록 하는 차량 산업에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 고속 WBAN 시스템의 요구 조건을 만족하기 위한 UWB 기술과 다중 안테나 기법에 대해 논하고 Noncoherent UWB 수신기를 이용한 수신 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 방식은 Noncoherent 수신기를 이용하여 BPPM 구간의 에너지 비율을 비교하여 수신 신호를 선택하는 기법으로 2~4개의 수신 안테나 환경에서의 성능을 비교 하였고, 시스템의 요구조건인 10-3 BER을 만족하는 경우에는 수신 신호의 에너지 크기를 비교하여 안테나를 선택하는 방식에 비해 4dB 이상의 성능 향상을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.158-165
• /
• 2013

본 논문에서는 3.1-10.6GHz 초광대역 CMOS 저잡음 증폭기의 새로운 구조를 소개하였다. 제안된 초광대역 저잡음 증폭기는 입력 임피던스 정합에 RC 피드백과LC 필터회로를 사용하여 설계되었다. 이 설계에 전류 재사용 구조는 전력소비를 줄이기 위해 채택되었으며, 인덕터 피킹 기법은 대역폭을 확장하기 위하여 적용되었다. 이 초광대역 저잡음 증폭기의 특성을 $0.18-{\mu}m$ CMOS 공정기술로 시뮬레이션을 수행한 결과는 3.1-10.6GHz 대역 내에서 전력이득은 14-14.9dB, 입력정합은 -10.8dB이하, 평탄도는 0.9dB, 잡음지수는 2.7-3.3dB인 것을 보여준다. 또한, 입력 IP3는 -5dBm이고, 소비전력은 12.5mW이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권9호
• /
• pp.4095-4100
• /
• 2011

본 논문에서는 UWB 통신용으로 사용할 수 있는 대수 주기 보우타이 다이폴 배열 (LPBDA) 안테나에 대하여 연구하였다. 일반적인 LPDA 안테나에서 사용되는 다이폴 소자 대신에 보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하였고, 보우타이 소자의 양끝으로 벌어진 각도에 따른 LPBDA 안테나의 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 양끝으로 벌어진 각도가 증가할수록 LPBDA 안테나의 가장 낮은 동작 주파수가 저주파수 대역으로 이동하여 주파수 대역폭이 늘어나지만, 평균이득은 줄어들었다. 그러나, LPDA 안테나에 비해 이득의 변화는 적고 전후방비가 향상되었다. 표준 LPDA 안테나와 양끝으로 벌어진 각도가 13도인 LPBDA 안테나를 FR4(비유전율 4.4, 두께 0.8 mm) 기판상에 제작하였다. 측정한 이득은 3.1~10.6 GHz 대역에서 표준 LPDA 안테나는 4~6.5 dBi 범위에 있고 LPBDA 안테나는 4.2~5 dBi 범위에 있다.