안테나 복사 특성을 효과적으로 측정하는 방법 중 하나인 안테나 근역장 측정 알고리즘의 개선을 논한다. 로렌츠 상호작용 원리와 상호작용 표기법을 이용하여 근역장-원역장 변환공식의 핵심인 프로브 교정 알고리즘을 간략히 유도한다. 제안된 일반적인 프로브 교정 방정식과 제작된 시스템을 사각 혼안테나에 대한 평면주사법에 적용하여 근역장 복사 패턴을 얻고 이를 원역장 복사 패턴과 비교하여 복사 특성이 유사한 것을 보인다. 이를 통해 본 논문의 접근법이 매우 간단하면서도 대부분의 안테나 측정에 유용하게 쓰일 수 있는 것을 보인다.
본 논문에서는 휴대 단말기의 PIFA 내장형 안테나를 설계하기 위한 최적의 급전 위치를 결정하는 방법을 나타내었다. 안테나 방사체와 접지간의 전계 크기가 클수록 방사 전력이 크게 되어 결국 이득이 증가하는 원리를 이용하였다. PIFA 내장형 안테나의 급전 위치는 슬릿 형상 및 캐리어의 물질과 구조 등과 함께 안테나 이득을 결정하는 중요한 요인이다. 본 연구에서는 급전 위치에 따라 전계 강도가 최적 급전 위치 때보다 $2{\sim}10dB$ 감소함을 보였다. Ansoft사의 HFSS 시뮬레이션을 사용하여 삼성 휴대폰에 적용된 2 모델에 대해 시뮬레이션 하였고, 모델별 최적의 급전 위치를 구하였다.
선형 임의 배렬 안테나의 부로브 첨두치 이론을 더욱 확장시켜 투상형 임의 배열 안테나의 에스티메이터를 유도 및 해석하였고, 그 에스티메이터의 이론치와 Moilto Carlo 방법을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과치와 비교 검토한 결과 고대오차 0.8dB인 아주 작은 오차를 보임으로서 신뢰도가 0.5이상일 때 부로브첨두치 에스티메이터 경가 미회한 에스티메이터임을 입증하였다.
본 논문에서는 원추형 복사패턴과 원편파 특성을 가지는 광대역 마이크로스트립 안테나 배열의 설계와 제작과정 및 그 실험결과를 제시하였다. 이 안테나는 6개의 정방형 마이크로스트립 안테나 소자로 구성된 원형 배열 안테나이다. 각 소자 안테나는 기생소자를 가지는 적층구조를 이용하여 대역폭을 넓혔으며, 90도 하이브리드를 부착하려 원편파를 복사할 수 있게 하였다. 논문에서는 소자 안테나와 전력 분배기 그리고 하이브리드의 설계과정과 측정결과를 제시하였다. 또한 위성을 통한 이동통신에 유용하도록 안테나의 복사패턴을 원추형으로 만드는 방법도 제시하였다. 끝으로 제작된 안테나의 측정결과를 보이고 이를 설계치와 비교하였다.
본 논문은 근거리 빔 스캐닝 배열 안테나의 3차원 초점을 갖도록 급전하는 방법에 대하여 연구하였다. 기존의 배열 안테나 이론은 원거리 측정점에 대한 것이 대부분이다. 기본적 개념은 방사되는 신호의 위상을 원하는 지점에서 동위상이 되도록 급전하는 것이다. 본 연구에서도 이러한 기본적인 원리를 적용하여 배열 안테나 크기에 비해 측정점의 거리가 근거리에 위치한 점에서 최대 수신 전력을 갖도록 위상을 보상해 주는 방법을 제안 하였다. 제안한 방법으로 자유 공간에 11개의 안테나를 3가지 방법으로 배열하여 3차원 공간에서의 방사패턴과 근거리내의 평면에서의 수신 신호의 크기에 계산하여 대한 등고선 그래프를 작성하였다. 그래프를 분석한 결과 배열 안테나의 근거리 영역에서 빔 스캐닝이 가능하다는 것을 확인하였다.
마이크로스트립 안테나의 대역폭을 확장하는 기법으로 SRFT에 의한 임피던스 정합회로를 제안한다. 이 기법의 유용성은 주파수가 안테나의 입력임피던스의 공진특성에는 영향을 주고, 방사패턴과 이득 특성에는 별로 영향을 주지 않는다는 것에 기초한다. 이 기법의 특정은 안테나와 전원에 대한 이론적인 기술을 할 필요가 없고 요구되는 주파수대에서 전원과 부하의 데이터를 직접 이용한다. 또한 사전에 정합회로의 topology를 구하기 위한 전달함수의 이론적 형태가 필요없다. 본 연구에서는 구형 마이크로스트립 안테나의 해석에 전송선로 모델올 이용하고, Fano의 대역폭 확장이론올 기초로하여 원하는 주파수대에서 일정한 이득을 갖는 마이크로스트립 안테나의 정합회로를 설계하는데 SRFT 를 도입하여 구조가 다른 두 개의 마이크로스트립 안테나를 제작하여 실험하였다. 그 결과, 제안된 임피던스 정합회로를 갖는 마이크로스트립 안테나는 정합회로가없는 안테나보다 약 3배의 대역폭이 확장됨을 확인하였다.
Kabir, Homayun;Kanesan, Jeevan;Reza, Ahmed Wasif;Ramiah, Harikrishnan;Dimyati, Kaharudin
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제10권6호
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pp.2356-2363
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2015
Localization of lightning strike point (LSP) in the forest is modeled to mitigate the forest fire damage. Though forest fire ignited by lightning rarely happens, its damage on the forest is grievousness. Therefore, predicting accurate location of LSP becomes crucial in order to control the forest fire. In this paper, we proposed a new hybrid localization algorithm by combining the received signal strength (RSS) and the received signal strength ratio (RSSR) to improve the accuracy by mitigating the environmental effect of lightning strike location in the forest. The proposed hybrid algorithm employs antenna theory (AT) model of cloud-to-ground (CG) return stroke lightning channel to forecast the location of the lightning strike. The obtained results show that the proposed hybrid algorithm achieves better location accuracy compared to the existing RSS method for predicting the lightning strike location considering additive white Gaussian noise (AWGN) environment.
비유전율 ${\epsilon}_{r}$=36인 유전체를 이용한 무선 LAN용 개구 결합 마이크로스트립 원통형 유전체 공진 안테나(DRA)를 설계하고 제작하였다. 우선 급전 소자는 마이크로스트립 전송선로 이론을 이용하여 급전 선로 길이, 선로 폭, 슬롯 길이, 슬롯 폿과 스터브 길이을 계산하였다. 방사 소자는 원통형 유전체 cavity 이론을 이용하여 설계하였다. 제작된 원통형 DRA의 공진주파수는 2.449 GHz이고 VSWR, 반사 손실과 대역폭은 각각 1.009, -47dB 와 70MHz이다. 방사 패턴의 전후방비는 13dB이고 E면과 H 면의 3dB 빔폭은 각각 1$10^{\circ}$과 90$^{\circ}$이다.
단위 셀의 길이를 고정시키고 단위 셀의 폭과 via를 변화시켜 수평방향 방사가 억제되고 전방방향 방사가 증가하여 방사특성이 향상되는 inductive loaded 패치 안테나에 대하여 연구하였다. Inductive loaded 전송선을 구성하는 단위 셀의 구조 파라미터인 via 반경과 단위 셀 패치의 면적에 따라 분산 특성을 살펴보았다. 수평방향의 방사를 억제시키기 위해 inductive loaded 패치 안테나의 유효유전상수를 1과 가깝게 만드는 via의 반경과 단위 셀 패치의 폭을 결정하는 방법을 체계적으로 설명하였다. 5 GHz에서 동작하는 $5{\times}1$ inductive loaded 패치 안테나를 설계하여 방사특성을 전산모의한 결과 유효유전상수가 1보다 다소작을 때 E-평면 방향 수평 방사가 약 -15 dBi 이하로 크게 억제됨을 확인하였다.
본 논문에서는 $2{\sim}18$ GHz 광대역 캐비티 백 스파이럴 안테나 설계에 대하여 기술하였다. Archimedean 스파이럴 안테나의 설계 기법을 바탕으로 스파이럴 안테나의 암 패턴과 백 캐비티를 설계하고, CST사의 MWS를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션을 통하여 안테나의 VSWR, 축비(axial ratio) 그리고 반전력 빔 폭을 고찰하였다. 또한, 동작 대역에서 요구되는 VSWR 특성을 만족시키는 Marchand 동축형 밸런을 설계하였다. 최종적으로 제작 및 측정을 통해 안테나의 성능 및 설계 방법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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