본 논문에서는PCS대역 안테나내장형 단말기의 성능에 관하여 살펴보았다. 안테나와 안테나 내장형 단말기의 방사패턴을 3차원 전산모의실험 프로그램인 HFSS(High Frequency Structure Simulator)와 SEMCAD(Simulator Platform for Electromagnetic Compatibility Antenna Design and Dosimetry)를 이용하여 전산모의실험하였다. 단말기에 장착된 LED(Light Emitting Bi여e) 회로와 접지판의 형태에 따른 방사패턴의 변화를 살펴보았으며, 외장형안테나 단말기와 내장형 안테나 단말기의 안테나 방사패턴을 원거리장 측정 시스템을 사용하여 전자파 무반사실에서 측정하였다. 측정결과 내장형 안테나는 전산모의실험 결과와 유사한 패턴을 보였다. 그리고 전자파 무반사실에서 Agilent E5515C를 사용하여 안테나 외장형 단말기와 안테나 내장형 단말기의 무선감도를 측정하여 비교하였다. 측정된 안테나내장형 단말기의 무선감도는 안테나 외장형 단말기의 무선감도와 비교해 유사한 성능을 보였으며 수평면상의 동일편파 무선감도 평균치의 경우 차이가 0.12 ㏈로 나타났다.
We in order to use WLAN communication device planned wireless USB dongle internal antenna of 2.4 GHz/5.8 GHz band. So it uses square patch dual-wideband and quality is satisfactory and it designed print folded monopole antenna of the shape which is simple. The thickness of the antenna was fed by a $50{\Omega}$ coaxial cable feeding 1mm dielectric constant 4.4 FR4 substrate was used. The overall size of the antenna is $20mm{\times}50mm$. So the internal antenna is suitable. Measurement results of the fabricated antenna, the return loss of more than 10 dB in the two bands could be obtained. Radiation pattern has a maximum gain of 3.75 dBi value.
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권2호
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pp.169-171
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2008
An internal antenna for small mobile systems is proposed to support the DVB-H system. It consists of two antenna elements, which are a folded planar monopole for DVB-H and PIFA for GSM/DCS/PCS, and a meander line and RF cable are used to increase the ground plane. Experimental results of the antenna are presented.
본 논문에서는 여러 구조 및 파라미터 변경을 통하여 SAR을 저감시킬 수 있는 PCS, IMT-2000 대역과 무선랜대역을 포함하는 평면 모노폴 안테나를 설계하였다. 설계를 위하여 안테나 특성 및 SAR에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 변수들을 고려하여 최적화 하였다. 이를 통해 원하는 대역폭과 만족할만한 SAR 값을 갖는 평면 모노폴 안테나를 설계하였다. 설계된 안테나를 제작된 휴대폰에 탑재하여 시뮬레이션 하였다. 그 결과 SAR 값은 1 g및 10g 평균 첨두치가 0.656, 0.387 W/kg이었다. 이 결과를 바탕으로 실제 측정장에서 동일한 조건으로 SAR을 측정하였다. 그 결과 내장형 평면 모노폴 안테나를 탑재한 휴대폰의 경우 0.686 W/kg(1 g 기준), 0.356 W/kg(10 g 기준)의 결과를 얻었고, 외장형 모노폴 안테나의 경우는 1.33, 0.812 W/kg이 나와 내장형 평면 모노폴 안테나의 SAR 값이 약 $50\%$ 낮은 결과를 얻었다.
본 논문에서는 TDMB와 KPSC를 지원하는 내장형 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 서로 다른 유전율을 가지는 안테나가 결합된 형태이며, 휴대폰에 적합한 작은 사이즈($45{\times}8{\times}8\;mm$, 약 2.8 cc)를 갖는다. TMDB 안테나는 각 셀간의 전류 흐름을 최대화 시킨 맴돌이 구조로 설계되었으며, KPCS 안테나는 휴대폰에 많이 사용되는 PIFA 형태로 설계되었다. TMDB 안테나는 부족한 공진 길이를 보상하기 위해 100 nH 이상의 인덕터가 사용된다. 이때, 인덕터는 높은 주파수 신호를 차단함으로 TDMB에서의 KPCS 주파수 입력은 차단된다. 또한, KPCS 대역에서 TDMB 안테나의 방사부는 기생 소자로 동작하기 때문에 각 밴드 간의 격리도 특성이 우수하다. 제안된 안테나는 CST Microwave Studio를 이용하여 설계하였으며, 전자파 무방향실에서 특성을 측정하였다. 제안된 안테나는 TMDB 대역에서 $-6{\sim}-14\;dBi$의 이득을 가지며, KPCS 대역에서 $-3.5{\sim}-5\;dBi$의 이득을 갖는다.
본 논문에서는 접힌 모노폴 안테나 모델을 응용하여 KPCS대역용 내장형 안테나를 설계하고 이를 제작한다. 모노폴 안테나가 갖는 고이득 특성을 가지면서 휴대폰 내부에 용이하게 탑재할 수 있는 안테나구조를 제안한다. 이 안테나는 KPCS 대역의 중간 주파수인 1.8GHz를 중심으로 설계되었으며, 설계를 위하여 안테나 구조에서 길이변화에 따른 임피던스 특성 변화를 시뮬레이션 한다. 제작된 안테나를 측정한 결과 정재파비 2:1을 기준으로 17.2 - 1.88GHz의 대역특성과 H면 무지향수동(passive) 방사특성을 보였다. 또한 능동(active) 특성을 측정한 결과, 최대 -105 - -108dBm감도 및 22.5-23.6dBm 출력 특성을 보인다.
최근 안테나 내장형 DVB-H 단말기에 대한 요구가 점점 증가함에도 불구하고, DVB-H 안테나는 $470MHz{\sim}702MHz$의 넓은 대역폭($B_r=40%$)과 $430{\sim}640mm$의 파장 길이로 인하여 성능 확보에 큰 어려움을 겪고 있다. 제안된 안테나는 DVB-H 안테나가 SDA (Support structure Defined Antenna)로 해석될 수 있음에 착안하여, 광대역 특성을 지닌 폴디드 모노폴 방사체와 공진 주파수를 효과적으로 낮출 수 있는 윙형 소자로 설계되었다. 결과적으로 단말기에 장착된 DVB-H 안테나는 DVB-H 대역에서 정재파비 4:1 이하의 임피던스 대역폭과 $-5{\sim}2dBi$의 양호한 이득을 얻었다.
In this paper, an ultra-wideband internal antenna for use in mobile applications is proposed. The proposed antenna has symmetrical bi-arm structures printed on the top and bottom of the substrate, and it occupies a compact area of 10 mm ${\times}$ 10 mm ${\times}$ 1 mm. The designed antenna has an impedance bandwidth from 3 GHz to 12 GHz and near omnidirectional radiation patterns over the frequency band of interest. The group delay between two antennas fabricated using the proposed design is less than 0.8 ns, and the maximum gain variation is about 3.16 dB.
In this paper, we proposed an internal multi-band monopole antenna for mobile phone that can be used for smart phones. The proposed antenna has a small volume of $38{\times}8.5{\times}5\;mm^3$, ground size is $100{\times}60\;mm^2$, and covers the GSM900 (Global System for Mobile communications : 880-960 MHz), DCS (Digital Communications System : 1710-1880 MHz), K-PCS (Korea-Personal Communications Service : 1750-1870 MHz), US-PCS (US Personal Communications Service : 1850-1990 MHz), Bluetooth (2400-2483 MHz), Wibro (2300-2390 MHz) and WLAN (Wireless Local Area Network : 2400-2483.5 MHz) bands. The measured peak gains of the implemented antenna are 1.15 dBi at 920 MHz, 3.58 dBi at 1795 MHz, 3.46 dBi at 1810 MHz, 2.91 dBi at 1920 MHz, 5.18 dBi at 2345 MHz, 3.37 dBi at 2442 MHz.
본 논문에서 제안하는 안테나는 기존 내장형 안테나의 일종인 PIFA의 단점으로 협대역 문제를 해결하기 위하여, 복사 소자와 접지면 사이에 단락판을 위치시키는 변형된 안테나 형태인 PIFA(Planar Inverted-FAntenna) 구조를 제안하였다. 또한 보다 넓은 대역폭을 가지도록 방사 패치에 톱니모양의 perturbation을 주었다. 제안된 방식으로 단말기에 내장형으로 사용하기 위하여 안테나의 높이(h=0.015λ)를 최소한으로 하여 원하는 대역폭(5.2 %)을 얻었다. slim형으로 하기 위해 안테나의 특성을 급전위치(Yf, Zf), 단락 스트립(Short plate)의 위치 (Zs), 폭 (Ws), perturbation폭(w), 길이(d), 단락 스트립 높이(h), 유전율 변화($\varepsilon$$_{r}$)가 안테나에 어떤 변화를 미치는지를 조사하였다. 또한 기존 PIFA 안테나와의 대역을 비교하고, 제안된 패턴을 H, E plane으로 나타내었다. 논문의 객관성을 입증하기 위하여 FIM(Finite Integration Method) 방식에 기반인 MWS(Microwave Studio) 소프트웨어를 이용하여 Simulation 하였으며, 각각의 구조 파라미터 변화에 따른 안테나 특성을 분석하였다. 그리고 실제 제작한 안테나의 실험결과와 비교하여 증명한 결과, 제안된 방식의 PIFA 안테나 실용화가 가능성을 확인하였다..
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[게시일 2004년 10월 1일]
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