본 연구에서는 코플래너 도파관(Coplanar waveguide; CPW)으로 급전되는 소형 준-야기 안테나(quasi-Yagi antenna; QYA)에 칩 소자를 장하하여 광대역 특성을 갖게 하는 방법에 대해 연구하였다. 제안된 안테나는 3 소자 준-야기 안테나이며, 다이폴과 반사기의 양쪽 끝부분은 구부리고 밸런을 내장하여 소형화된 구조이다. 정합특성을 개선하기 위한 칩 커패시터 값과 장하 위치를 결정하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 안테나를 UHF RFID와 GPS를 포함한 대역에서 동작하도록 FR4 기판에 $90mm{\times}90mm$ 크기로 설계하였다. 정재파비가 2이하인 대역이 850-1,626 MHz(62.7%)인 광대역 특성을 갖고 이득 3dBi 이상, 전후방비 4.6 dB 이상인 양호한 특성을 볼 수 있었다.
Han Sang-Sin;Lee Sun-Young;Ko Han-Woong;Park Dong-Hee;Ahn Bierng-Chearl
Journal of electromagnetic engineering and science
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제4권4호
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pp.150-155
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2004
Universal design equations are presented for the H-plane T-junction power divider with a circular conducting post in a rectangular waveguide. For a given operating frequency and power split ratio, the post offset from the T-junction center line, the distance between the post and the waveguide wall, and the post diameter can be adjusted to obtain a minimum reflection at the input waveguide. Optimum values of the post offset are given in terms of the normalized frequency and the power split ratio. Corresponding values of the post diameter and the distance of the post from the waveguide wall are given in terms of the normalized frequency and the post offset.
The radiating multislotted antennas widely used in the antennas technique are rather prospective for the application in industrial installations for microwave heating. In this paper, the model of such an antenna is experimentally investigated. The model under investigation presents a section of the waveguide Inn 340 whose broad wall contains 15 movable slotted plates. This design allows to experimentally define a location of all the slots providing the necessary distribution of radiating power along the waveguide with minimal SWR of all the system. The variants of power uniform distribution along the waveguide as well as the power decreasing to the waveguide end are examined. The application of plates with different thickness allowed to estimate the influence of the walls thickness on the Power distribution. The possibility of system extra-tuning with the help of tuning screws located in the vicinity of each slot is considered. Obtained results are compared to the conducted theoretical calculations and data in references.
본 논문에서는 코플래너 도파관으로 급전되는 소형 2-소자 준-야기 안테나 설계 방법에 대해 연구하였다. 평면 다이폴을 급전하기 위한 코플래너 스트립과 코플래너 도파관 간의 밸런은 코플래너 도파관의 한 쪽 접지 스트립을 신호선과 연결시켜서 구성하였다. 스트립 다이폴과 반사기를 구부리고 밸런을 안테나에 내장하여 소형화하였다. 제안된 구조를 UHF RFID 대역(902-928 MHz)에 적합하도록 설계하였으며, 여러 가지 파라미터들(다이폴 길이, 반사기 길이, 다이폴과 반사기 사이의 거리, 급전 위치 등)에 의한 영향을 점검하였다. FR4 기판 상에 $90mm{\times}80mm$ 크기의 안테나를 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비가 2이하인 주파수 대역은 885-942 MHz, RFID용 주파수 대역 내 이득은 4.3 dBi 이상, 전후방비 7 dB 이상인 특성을 관찰할 수 있었다.
본 논문에서는 무궁화 3호 위성의 방송수신용 안테나를 설계 및 제작하였는데, 기존의 방송수신용 안테나보다 넓은 수신영역을 가지는 고이득 안테나를 제작하는데 중점을 두었다. 본 안테나는 급전 라인의 손실을 줄이기 위하여 급전 라인을 도파관 구조로 설계하였다. 또한 방사효율을 높이고 급전 구조를 간단히 하기 위하여 cavity backed slot array 형태의 방사구조를 제안하였다. 슬롯 배열 안테나의 최대 이득은 11.7 GHz$\~$12.75 GHz 대역에서 33 dEi 이상을 얻을 수 있었다. 임피던스 대역폭 또한 VSWR 2:1에서 $13\%$로 설계사양을 만족시켰다.
본 논문에서는 코프래너 그라운드 도파관(CPWG)에 의해 급전되는 패치 안테나의 설계 방법 및 안테나 특성을 연구하였다. 안테나의 패치 길이, 폭, 위치를 조절하여 안테나와 CPWG 급전선이 임피던스 정합 되도록 하였다. 또한 안테나의 특성을 향상시키기 위해 CPWG 안테나의 설계 변수인 패치 길이. 패치 넓이, 패치 위치 및 그라운드 포지션에 따른 안테나 특성 변화를 HFSS 프로그램을 사용하여 안테나의 주파수 특성을 시뮬레이션 하였다. 이 결과를 바탕으로 1.8GHz LTE 대역에서 사용 가능한 CPWG 안테나를 설계하고, 설계 된 안테나를 유전율 4.4, 두께 0.8mm인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 최종적으로 회로망 분석기(Network Analyzer)를 통해 안테나 특성을 분석하였다. 측정된 안테나의 주파수 특성은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하여 본 연구의 타당성을 확인 할 수 있었다. 제작된 CPWG 안테나는 중심주파수 1.80 GHz, 입력반사손실 -32.1 dB, 대역폭 22 MHz, 임피던스 $50.2{\Omega}$의 결과 값을 보였다. 본 연구에서 제안된 안테나는 LTE 대역에 응용이 가능할 것으로 기대된다.
본 논문은 내부 칸막이(diaphragm) 구조를 갖는 38 GHz용 도파관 슬롯 16$\times$16 배열 안테나의 설계와 측정결과를 보여준다. 우선, 도파관 윗면에 전파 진행방향의 슬롯이 갖는 복사특성을 연구하고, 도파관 내부의 양쪽벽면에 가로로 위치한 칸막이들을 이용하여 슬롯 배열 안테나의 임피던스를 조절함으로써 반사손실을 최소화 시켰다. 이 칸막이들의 위치와 크기를 최적화하여 20 dB Chebyshev 16배열 도파관 슬롯 안테나를 설계하였다. 다음에는, $\pi$-와 T-접합 전력 분배기로 구성된 직렬 급전구조를 이용하여 20 dB Chebyshev 16포트 전력 분배기를 설계하였다. 38 GHz 대역의 광대역 무선 멀티미디어 서비스용으로 설계된 16$\times$16 슬롯 배열 안테나를 컴퓨터 제어 밀링기술로 제작하고, 측정한 결과 31.2 dBi의 이득을 얻었고, 부엽준위는 -19 dB 이하이었으며, 740 MHz의 밴드 폭을 얻었다.
본 논문에서는 배열 합성 혼 안테나를 설계하고 고출력 마그네트론을 연결하여 방사전력을 측정하였다. 제안된 안테나는 $4{\times}4$ 배열 합성 혼 안테나 특성을 바탕으로 후방 방사를 억제시키기 위해 합성 혼 개구면 상, 하단에 2단 단락구조물을 부착하여 빔폭 E-plane $8.86^{\circ}$, H-plane $7.35^{\circ}$, 전후방비 39.7 dB를 얻었다. 또한 배열된 마그네트론을 이용한 배열 혼 안테나의 방사전력을 측정하기 위하여 도파관 어댑터를 설계하여 마그네트론과 혼 안테나를 연결 시켰고 고출력의 파워를 측정하기 위해 중간단에 에어갭을 넣은 마이크로스트립 라인 커플러를 설계하였다. $4{\times}4$ 배열 합성 혼 안테나의 중앙에 4개의 마그네트론을 연결하여 측정한 결과 평균 방사 출력 0.063 W를 얻었다.
본 논문에서는 UHF 대역 내의 통신 및 디지털 TV 수신용으로 사용될 수 있는 넓은 대역폭을 가진 새로운 형태의 초광대역 평면형 모노폴 안테나를 제안하였다. CPW 급전 방식을 사용한 이 안테나는 광대역 특성을 가지고 있는 삼각형 모양의 패치를 기본으로 하고 있는데, 대역폭을 더욱 넓히기 위해 삼각형 패치의 위쪽에 노치를 만들고 패치의 양쪽에 스텝을 추가하였으며 접지판을 경사지게 하였다. 측정 결과, 제안한 안테나의 대역폭은 반사 손실 -10 dB를 기준으로 할 때, 480~2,800 MHz까지 2,320 MHz(5.83:1 대역폭)로 UHF 대역에서 이루어지고 있는 여러 가지 통신 서비스의 주파수 대역과 디지털 TV 방송 주파수 대역 전체를 포함하였다. y-z 평면(E-plane)에서 최대 이득은 3.01~4.71 dBi로 측정되었다.
전자기 결합된 동축 다이폴 안테나를 이론적으로 해석하였다. 방사도파관 모드와 퓨리어 변환을 이용하여 적분 방정식을 유도하였다. 적분 방정식에 포함된 적분들을 빠르게 계산하기 위하여 실수축을 따른 적분을 브랜치 컷 (branch cut)을 따른 적분 경로로 변환하여 계산하였다. 방사 특성에 미치는 슬롯과 다이폴 그리고 단락면의 길이 그리고 유전체 코팅의 영향을 조사하였다. 방시특성 또한 연구하였다. 제안된 방법의 타당성을 증명하기 위하여 기존에 발표된 방법으로 계산한 안테나의 방향성 이득과 비교하였고 또한 전력 보존 법칙을 만족시키는지를 확인하였다. 본 논문에서 제시한 방법으로 계산된 결과를 전자파 상용 시뮬레이터의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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