• 제목/요약/키워드: directional antenna

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UWB 시스템용 반사판을 갖는 모노폴 안테나 분석 (Analysis of Monopole Antenna Equipped with a Reflector for UWB Systems)

  • 김영진;최동유
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.1261-1268
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    • 2019
  • 본 논문에서는 반사판을 갖는 새로운 모노폴 안테나를 제안 하였다. 제안한 안테나는 TRF-45 기판으로 제작하였으며, 제작한 안테나와 결합한 반사판도 FR-4 기판으로 제작하였다. 안테나 후면에 위치한 반사판으로 인해 후면에 반사되는 전류가 억제되는 것을 확인하였다. 제안한 모노폴 안테나의 대역폭은 2.65 GHz이며, 반사판이 없는 모노폴 안테나의 대역폭은 2.88 GHz이다. 또한, 반사판이 없는 안테나는 E-평면에서 양방향 방사 패턴이 관찰되었으며, H-평면에서는 무지향성의 방사패턴이 관찰되었다. 그러나 반사판을 갖는 안테나의 경우 후방 방사를 억제하며, E-평면과 H-평면에서 지향성 방사를 제공한다.

Design of 60-GHz Back-to-back Differential Patch Antenna on Silicon Substrate

  • Deokgi Kim;Juhyeong Seo;Seungmin Ryu;Sangyoon Lee;JaeHyun Noh;Byeongju Kang;Donghyuk Jung;Sarah Eunkyung Kim;Dongha Shim
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.142-147
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    • 2023
  • This paper presents a novel design of a differential patch antenna for 60-GHz millimeter-wave applications. The design process of the back-to-back (BTB) patch antenna is based on the conventional single-patch antenna. The initial design of the BTB patch antenna (Type-I) has a patch size of 0.66 × 0.98 mm2 and a substrate size of 0.99 × 1.48 mm2. It has a gain of 1.83 dBi and an efficiency of 94.4% with an omni-directional radiation pattern. A 0.4 mm-thick high-resistivity silicon (HRS) is employed for the substrate of the BTB patch antenna. The proposed antenna is further analyzed to investigate the effect of substrate size and resistivity. As the substrate resistivity decreases, the gain and efficiency degrade due to the substrate loss. As the substrate (HRS) size decreases approaching the patch size, the resonant frequency increases with a higher gain and efficiency. The BTB patch antenna has optimal performances when the substrate size matches the patch size on the HRS substrate (Type-II). The antenna is redesigned to have a patch size of 0.81 × 1.18 mm2 on the HRS substrate in the same size. It has an efficiency of 94.9% and a gain of 1.97 dBi at the resonant frequency of 60 GHz with an omni-directional radiation pattern. Compared to the initial design of the BTB patch antenna (Type-I), the optimal BTB patch antenna (Type-II) has a slightly higher efficiency and gain with a considerable reduction in antenna area by 34.8%.

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양방향 지향성을 갖는 이중 대역 전기적 빔 틸팅 배열 안테나 설계 (Design of the Dual-Band Electrical Beam Tilting Array Antenna with Bi-Directional Directivity)

  • 전후동;허수영;고지환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권7호
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    • pp.612-619
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    • 2016
  • 본 논문에서는 양방향성 지향성을 갖는 이중 대역 전기적 빔 틸팅 배열 안테나를 설계하였다. 복사소자는 이중 공진이 일어나도록 하고, PCB 기판을 이용한 평면 다이폴로 설계하였다. 각 주 빔을 틸팅하기 위하여 위상 지연기는 광대역으로 동작하여야 하므로 $50\Omega$ 마이크로스트립 선로를 이용한 위상만 변화되도록 설계하였다. 설계 안테나는 $0^{\circ}{\sim}{\pm}8^{\circ}$의 틸팅 각도를 갖는다. 안테나의 설계 규격을 검증하기 위해 배열 안테나를 제작하고 성능을 측정하였으며, 계산결과와 비교적 양호한 결과를 얻었다.

소형 UWB 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Small UWB Antenna)

  • 배진우;고지환;조영기
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.221-224
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    • 2005
  • In this paper, We have designed, fabricated and measured a stacked planar antenna for Ultra-Wideband communication. Radiation parts of the antenna have exponential curve and fed by strip feeding network. We have used the HFSS of Ansoft to simulate the antenna. It was designed to work on a substrate Teflon of thickness 1.575mm and relative permittivity 3.2. The proposed antenna covered the entire UWB band( 3.1GHz $\sim$ 10.6GHz ) for S11$\leq$l0dB. Also the proposed antenna show a good characteristics, linear phase, omni -directional pattern lot UWB applications. Besides the measured results have a reasonable agreement with the simulated results.

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무인항공기 탑재 가시선 데이터링크 방향성 안테나 위치 최적화 (Placement Optimization of Airborne Line-Of-Sight Datalink Directional Antenna in UAV)

  • 김지훈;최재원;정을호
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권4호
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    • pp.18-24
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    • 2014
  • 본 논문에서는 무인항공기의 운용 범위 내에서 데이터링크 두절을 최소화할 수 있는 탑재 가시선 데이터링크 방향성 안테나의 최적 위치를 EM(Electromagnetic) 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 무인항공기의 급격한 거동 시 동체 Blockage로 인한 전자파 왜곡 및 손실로 데이터링크 두절이 발생할 수 있다. 이와 같은 데이터링크 두절을 방지하기 위하여 무인항공기의 거동범위를 제한하면 선회 반경이 커지게 되고, 이로 인하여 임무 수행에 많은 제약이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 1축 방향성 안테나의 동체 상/하부 장착을 고려한 최적위치에 대하여 EM시뮬레이션을 수행하였다. 장착된 방향성 안테나는 수직빔폭이 넓은 1축 안테나를 적용하여 수직 빔폭 만큼 무인항공기가 데이터링크 두절 없이 거동할 수 있도록 설계하였다. 또한, 2축이 아닌 1축 안테나 탑재로 인하여 탑재 중량도 크게 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

지향성 안테나 빔의 최적 제어 방식 (Optimal Control Method of Directional Antenna Beam)

  • 현교환;정성부;김주웅;엄기환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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    • pp.717-720
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    • 2007
  • 본 연구에서는 지향성 안테나 빔의 최적방향을 찾고 유지하는 방법을 제안한다. 제안한 방식은 데이터에 안테나의 정보를 같이 실어 보내고 그 정보를 이용하여 변형된 유전자 알고리즘(MGA)으로 최적의 방향을 찾고 유지 한다. 제안한 방식은 각 스테이션에서 전송하는 데이터에 안테나의 정보를 같이 전송하며 안테나의 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 구하고 그 RSSI 값의 곱을 적합도 함수로 이용하여 그 값이 최대가 되는 방향을 찾는 방식이다. 통신 방식은 시분할 이중화(TDD: Time Division Duplex)방식으로 안테나의 제어 정보를 보낸다. 또한 염색체 구성에 있어서 16bit split 방식을 제안하여 탐색에 적용한다. 제안한 방식의 유용성을 확인하기 위하여 1:1, 1:2, 1:5 지향성 안테나의 세 가지 경우에 대한 최적 방향 탐색의 시뮬레이션과 1:1 지향성 안테나의 최적 방향 탐색에 대한 실험을 통하여 성능을 비교 검토하였다. 염색체의 비트 수는 각각 8비트, 16비트, 그리고 16비트 스플릿으로 16비트 스플릿의 경우 8비트만을 사용하여 16비트와 비슷한 성능을 가졌다.

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Probability of exceeding the serviceability limit of antenna masts

  • Kammel, Christian
    • Wind and Structures
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    • 제4권4호
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    • pp.353-366
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    • 2001
  • With respect to serviceability, antenna masts should be designed so that wind-induced motion will not cause unacceptable lack of transmission for broadcasting users and wireless communication. For such antenna masts with directional radio transmission the serviceability limit state is predominantly governed by the tolerable change of the broadcasting angle of the mounted antenna assembly and therefore by the tip distortion of the mast. In this paper it will be shown that refinements of the present state of design of antenna masts are possible by using the statistics of extremes applied to extreme wind situations and by consideration of the statistical and reliability requirements given by the operator such as frequency and return period of passing the serviceability limit.

무선 Ad hoc 네트워크의 지향성 통신 성능분석 (Performance Analysis of Directional Communication for Wireless Ad Hoc Networks)

  • 이신규;홍진대;김현태;나인호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.2447-2458
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    • 2009
  • Ad hoc 네트워크는 데이터 발신과 라우터 역할을 동시에 수행할 수 있는 노드들로 구성되며 특정한 네트워크 기반 구조의 지원 없이도 동작할 수 있는 장점을 지니고 있다. Ad hoc 네트워크에서는 무선 네트워크 상의 전체 전송영역에서 높은 처리율과 낮은 지연시간을 반드시 제공할 수 있어야 한다. 최근 들어 빔 생성(beam-forming) 방식이나 멀티플렉싱 방식의 다중안테나 (MIMO)를 이용하여 높은 처리율과 낮은 지연시간을 제공하기 위한 새로운 연구가 수행된 바 있으며, 이러한 연구 결과에 의해 송 수신자들이 서로간에 심각한 간섭을 일으키지 않는다면 다수의 송 수신자가 안테나의 지향성 빔을 이용하여 통신을 위한 공간 재사용 가능성을 높일 수 있음을 검증한바 있다. 그러나 Ad hoc 네트워크에서 노드 밀도가 증가하면 지향성 안테나의 성능은 무지향성 안테나의 성능과 유사하게 된다. 본 연구에서는 QualNet을 이용한 시뮬레이션을 통해 Ad hoc 네트워크 내의 노드 수가 크게 증가하면 지향성 안테나의 평균 처리량과 패킷 에러율이 무지향성 안테나의 성능에 점진적으로 근접한다는 사실을 증명하였으며, 무선네트워크에서 지향성 안테나 성능 개선을 위해 비중 있게 다루어야 할 중요 이슈들에 대해 자세히 기술하였다.

지향성 안테나를 사용하는 Ad Hoc 네트워크에서 간섭완화를 위한 전력제어기반 접근제어프로토콜 (Power Control based MAC Protocol for Interference Mitigation in an Ad Hoc Network with Directional Antennas)

  • 푸칭시안;최명길;황원주
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권3A호
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    • pp.278-286
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    • 2011
  • 지향성 안테나는 네트워크의 공간 재사용 기술이 발전함에 따라 Ad Hoc 네트워크에서 널리 사용되고 있다. 그러나 확장된 전송영역은 이웃하는 수신 노드 간에 충돌을 일으키고, 이것은 지향성 안테나의 전송능력을 충분히 사용하지 못하게 하는 원인이 된다. 본 논문에서는 지향성 안테나를 위한 새로운 전력제어 MAC프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜을 지원하기 위하여 이웃하는 수신 노드들 중에서 간섭 노드의 집합을 찾아내기 위한 기법을 개발한다. 그리고 전력 제어 알고리즘을 이용하여 최소 전송 전력을 계산한 후, 데이터를 전송한다. 이 프로토콜의 시뮬레이션 결과, 네트워크 성능이 향상되었으며 전력 소비가 감소하였음을 알 수 있었다.

실내 환경에서 지향성 안테나에 따른 다이버시티 기법 연구 (A Study on the Diversity Scheme with Directional Antennas for Indoor Environments)

  • 이영수;홍순학;윤영중;장재석;유흥렬
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.607-617
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    • 1999
  • 본 논문에서는 실내환경에서 안테나의 빔 폭에 따른 편파 다이버시티 특성을 분석하고, 실내환경에 적합한 편파 다이버시티용 안테나를 제안하기 위하여 소형, 경량, 박형의 지향성 패턴을 갖는 이중편파 마이크로스트 립 배열 안테나를 이용하여 편파 다이버시티 특성을 살펴보았다. 제작된 안테나는 빔 폭이 각각 $70^{\circ}$$20^{\circ}$$1\times4$ 배열과 $4\times4$ 배열의 안테나이며, 중심주파수는 IMT-2000 주파수대역인 1890 MHz이다. 안테나의 빔 폭 에 따른 특성을 분석하기 위하여, 도파관 구조의 다양한 폭을 지닌 복도에서 측정을 하였으며. 이를 다이폴 안테나를 사용한 공간 다이버시티 기법의 결과와 비교하였다. 측정 및 분석 결과 제작된 지향성을 갖는 이중 편파 마이크로스트립 배열 안테나를 사용한 편파 다이버시티 기법이 공간 다이버시티 기볍보다 환경에 따라 약 1-7 dB이상의 더 높은 다이버시티 이득을 나타냈다. 따라서 실내환경구조에 따른 적합한 지향성 빔 패턴 을 갖는 안테나 및 다이버시티 시스댐 설계에 효과적으로 사용되어질 수 있을 것으로 판단된다.

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