미앤더 라인을 이용한 RFID 태그용 원형 루프 안테나의 소형화

류홍균,우종명,Ryu, Hong-Kyun,Woo, Jong-Myung 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.6

In this paper, the miniaturized radio frequency identification(RFID) tag antennas used in UHF band$(908.5{\sim}914MHz)$ are designed and fabricated by using the circular loop antenna(CLA). Miniaturization of CLA was possible to transform the structure of circular loop into the structure of meander line. In the case of double meander line CLA is reduced up to 83% compared with the general type CLA. The $S_{11}$, -10 dB bandwidth, and gain of double meander line CLA were -11.9 dB, 12 MHz(1.3%), and -1.18 dBd. Also, a small half-wavelength CLA using double meander line is designed and fabricated for flat snack bag coated aluminum. The antenna is reduced up to 92.1% except ground. It shows the $S_{11}$ of -16.5 dB, -10 dB bandwidth of 48 MHz(5%) and gain of -0.58 dBd. The radiation pattern shows omni-directional pattern in z-y plane(x-axis pol.). Through this result, we can confirm that miniaturized type CLAs using meander lines are suitable for miniaturized RFIB tag antennas with the UHF band. 본 논문에서는 UHF 대역($908.5{\sim}914$ MHz)에 사용되는 RFID 태그용 소형 안테나를 원형 루프 안테나로 설계 및 제작하였다. 원형 루프 구조를 미앤더 라인 구조로 변형시킴으로써 원형 루프 안테나의 소형화를 가능하게 하였다. 2단 미앤더 라인 구조를 이용한 소형 원형 루프 안테나의 경우, 안테나 직경이 40 mm로 일반 원형 루프 안테나에 비해 83%의 크기 축소율을 얻었으며, $S_{11}$, -11.9 dB, -10 dB 대역폭 12 MHz(1.3%), 최대 이득 -1.18 dBd의 특성을 얻었다. 또한 알루미늄으로 코팅된 과자 봉지와 같은 평면형 도체에 부착 가능하도록 태그 안테나를 2단 미앤더 라인 구조를 이용하여 반파장 원형 루프 안테나에 적용시킨 반파장 소형 원형 루프 안테나를 고안, 제작하였다. 이 안테나는 접지면을 제외하고 92.1%의 크기 축소율을 얻었으며, $S_{11}$ -16.5 dB, -10 dB 대역폭 48MHz(5%), 최대 이득 -0.58 dBd의 특성을 얻었다. 방사 패턴은 z-y면에서 무지향성 패턴 특성을 나타내었다. 이로써 본 논문에서 제안된 미앤더 라인 구조의 원형 루프 안테나가 RFID 태그 안테나의 소형화에 적합함을 확인하였다.

3소자 및 4소자 위상인터페로미터 방탐시스템의 방탐모호성분석

이정훈,우종명,Lee, Jung-Hoon,Woo, Jong-Myung 한국군사과학기술학회 2014 한국군사과학기술학회지 Vol.17 No.4

In this paper, we have proposed a novel method which can analysis the direction finding ambiguity analysis for array geometry in 3 channel and 4 channel multiple baseline direction finding system. Generally, the direction finding ambiguity in the 3 element and 4 element phase interferometer direction finding system is calculated by the simulation for the array spacing or by the probability with the selected antenna array spacing. There are some restrictions to obtain the ambiguity of direction finding system in these methods. The former performs a simulation with every antenna array spacing and the latter calculates the ambiguity with the selected antenna array spacing. To overcome those restrictions, This paper proposed the novel method to calculate the ambiguity using the imaginary antenna array spacing and the phase difference prior to the modular operation in direction finder. Using the proposed method, we obtain the ambiguity probability for each of array geometry composed of multiple baseline. After performing the simulation with the selected antenna array spacing to verify the proposed method, we compared the calculated result data with the simulation data.

'L'자형 Plate를 이용한 마이크로스트립 안테나의 소형화

장연정,우종명,Jang Yon-Jeong,Woo Jong-Myung 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.5

본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나의 패치 밑면에 부착된 'L'자형 plate에 의해 패치 밑면의 전류 경로 길이 증가 효과 및 perturbation효과를 이용하여 안테나의 소형화를 이루고자 하였다. 1.575 GHz대에 있어서, 먼저 대각선 급전 선형 편파의 경우, 14개의 'L'자형 Plate를 부착시켰을 시 패치의 크기가 $47mm{\times}47mm$로 높이 9mm 평면형 마이크로스트립 패치 안테나(패치 길이 83mm$\times$패치 폭 83mm)보다 $70.8\%$의 면적 축소 효과를 나타내었고, 이득은 1.19 dBd, E-면 HPBW는 $127^{\circ}$를 나타내었다. 또한 원형 편파의 경우, 13개의 'L'자형 plate를 부착시켰을 시 패치의 크기가 $53mm{\times}54mm$로, 평면형 보다 $54.6\%$ 면적 축소 효과를 나타내었고, 이득은 1.36 dBd, 1.575 GHz에서 축비는 1.37 dB, 축비 2 dB 이하 대역폭은 14 MHz를 나타내었다. 이로써 본 논문에서 제안된 패치 밑면에 'L'자형 plate를 부착시킨 마이크로스트립 안테나가 선형 편파 및 원형 편파 안테나의 소형화에 적합함을 확인하였다. In this paper, the miniaturized linear and circular polarization microstrip antennas are designed and fabricated at the resonant frequency of 1.575 GHz. To miniaturize the microstrip patch antenna(MPA), the 'L' type plates are attached under the rectangular microstrip patch. In case of the linear polarization, the size of the microstrip antenna attached the 14 plates is reduced to $67.9\%(47mm{\times}47mm)$ compared with general $MPA(83mm{\times}83mm)$. The return loss and -10 dB bandwidth are -34.4 dB and 49 $MHz(3.1\%)$. And the radiation pattern is broad through the size reduction of the patch. Also in case of the circular polarization, the size of the microstrip antenna with 13 plates is reduced to $54.6\%(53mm{\times}54mm)$ compared with the general $MPA(76mm{\times}83mm)$. The axial ratio is 1.37dB at 1.575 GHz, the 2 dB axial ratio bandwidth is 14 $MHz(0.8\%)$. As that result, we could confirm that 3-dimensional structure with attached 'L' shaped plate is proper form for the miniaturization of linear and circular polarization microstrip antenna.

미사일 탑재형 GPS 안테나 설계

이종민,우종명,Lee Jong-Min,Woo Jong-Myung 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.9

본 논문에서는 1.575 GHz에서 운용되는 미사일 탄두 탑재형 GPS 수신 안테나를 원형 패치 안테나 구조로 미사일 탄두부의 중간에 장착하였으며, 원형 링 구조의 단락 핀을 이용하여 패치면과 접지면을 연결하였다. 제안된 안테나는 이중 급전과 이중 급전점의 위상 차이를 이용하여 미사일 비행 축과 수직한 방향(H-면)에서 무지향성의 방사 특성을 갖도록 설계되었다. 유전체로 1.6 mm 높이의 $FR4(\varepsilon_r=4.6)$를 사용하였으며 무지향성 방사패턴은 원형 패치 직경 59.5 mm, 단락 핀 직경 14 mm일 때 최적화되었다. 또한 실제 미사일 형태를 갖도록 직경 100 mm, 길이 500 mm의 원통형 몸체를 탄두 하단부에 장착하였다. 이때 이중 급전점의 사이각과 이중 급전점의 위상을 변화시키면서 H-면에서의 방사 패턴의 변화를 측정하였으며 그 결과, 이중 급전점의 사이각과 이중 급전점의 위상 차이가 각각 $100^{\circ}$일 때 이득 -5.55 dBd, 최대/최소 방사 전력 레벨 차 3.98 dB를 갖는 무지향성에 가까운 방사 패턴 특성을 얻을 수 있었다. A GPS receiving antenna installed in the missile's warhead is designed and fabricated at a center frequency 1.575 GHz. The circular shaped antenna is installed in the middle of the warhead where the antenna's patch and the ground plane are connected with a hollow cylindrical shaped short pin. Using the dual feeding and phase difference method, an omni-directional radiation pattern which direction is normal to the missile's axis(H-plane) is obtained. The optimized diameters of the circular patch and the cylindrical ring typed shorting pin of the GPS receiving antenna which use the FR4.material(dielectric constant $\varepsilon_r=4.6$) are 59.5 mm and 14 mm, respectively. The cylindrical body with diameter 100 mm and height 500 mm is attached to the lower part of the warhead in order to complete the missile figure. The radiation patterns are measured by changing the angle and phase between the dual feeding points. When the phase difference of dual feeding is $100^{\circ}$ and the angle between the dual feeding points is $100^{\circ}$, the nearly omni-directional radiation pattern in the H-plane is obtained. In this case, the antenna gain is -5.55 dBd and the relative level difference between the maximum and the minimum radiation intensity is 3.98 dB.

Iris를 이용한 마이크로스트립 안테나의 소형화

서정식,우종명,Seo Jeong-Sik,Woo Jong-Myung 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.10

본 논문에서는 보다 소형화된 마이크로스트립 패치 안테나를 제작하기 위해 패치 밑면과 접지면 상에 Iris를 수직으로 부착한 3차원 구조의 마이크로스트립 안테나를 설계$\cdot$제작하였다. 부착된 Iris에 의해 패치 밑면에 흐르는 전류의 경로 증가 및 패치 내부의 유전율이 증가되는 효과를 얻고자 하였으며, 제작결과 중심주파수 1.575 GHz에서 높이 9 mm의 평면형 마이크로스트립 패치 안테나(패치 길이 81.5 mm$\times$패치 폭 90 mm)와 비교하여, 지그재그형으로 Iris를 부착한 경우 최대 $79.1\%$(17 mm$\times$90 mm)의 안테나 길이 단축 효과가 나타났다. 이때 측정된 이득 -1.15 dBd, -10 dB 대역폭 $6.2\%$(98 MHz), E-면 HPBW $154^{\circ}$를 나타내어 본 논문에서 제안된 Iris 를 부착한 마이크로스트립 안테나가 소형화에 유효함을 확인하였다. In this paper, the 3-dimensional microstrip antenna, where the lis is attached near the patch, on the pound and both patch and ground in zigzag, is designed and fabricated to miniaturize size of antenna. The path of surface current and permittivity in patch are increased because of attached Iris near the patch, on the pound and patch and found. In particula., the maximum size reduction effect among the three-type of $79.1\%$(17 mm$\times$90 mm) was presented in zigzag-type compared with the rectangular microstrip patch antenna(MPA) with a height of 9 mm at the resonant frequency of 1.575 GHz. The gain showed -1.15 dBd, -10 dB bandwidth showed 6.2$\%$(98 MHz), and HPBW of E-plane showed $154^{\circ}$. As that result we could confirm that the 3-dimensional structure with attached Irises is the proper form for the miniaturization of microstrip antenna.

SIR 구조를 적용한 3차원 마이크로스트립 패치 안테나 소형화

이종민(Jong-Min Lee),우종명(Jong-Myung Woo) 한국통신학회 2003 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2003 No.7

무급전 소자를 이용한 소형화된 주차장관리시스템용 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나

신재윤,우종명,박종환,금재민,Shin, Jae-yoon,Woo, Jong-myung,Park, Chong-hwan,Keum, Jae-min 한국ITS학회 2017 한국ITS학회논문지 Vol.16 No.5

In this paper, the antenna for parking management using wireless communication in outdoor parking environment was proposed. The proposed antenna was miniaturized by using parasitic element to reduce the size of the radiating element of the basic ${\lambda}/2$ microstrip antenna. The dimensions of the proposed antenna are $35mm{\times}35mm{\times}20.1mm$ that is 98.7% smaller than $309.1mm(0.46{\lambda}){\times}296.1mm(0.441{\lambda}){\times}20.1mm(0.029{\lambda})$ of the basic ${\lambda}/2$ microstrip antenna. The electrical characteristics of the antenna are 1.1 dBi at the center frequency of 447 MHz, an omni-directional radiation pattern on the E-plane, and $87.5^{\circ}$ of HPBW on the H-plane. The miniaturized ${\lambda}/4$ folded microstrip antenna using parasitic element has proved to be easy to mount on the wireless repeater, the sensor node installed on the ground, and the strop bar in the outdoor parking environment. 본 논문에서는 실외 주차장 환경에서 무선통신을 이용한 주차장관리시스템용으로 사용될 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기를 줄이기 위해 무급전 소자를 이용하여 소형화 방법에 대해 연구하였다. 설계된 안테나의 방사소자 크기는 $35mm{\times}35mm{\times}20.1mm$로 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기 $309.1mm(0.46{\lambda}){\times}296.1mm(0.441{\lambda}){\times}20.1mm(0.029{\lambda})$에 비해 98.7% 소형화 되었다. 안테나의 전기적 특성으로는 중심주파수 447 MHz에서 이득은 1.1 dBi이며 HPBW는 E-plane에서 무지향성 H-plane에서 $87.5^{\circ}$로 나타내었다. 무급전 소자를 이용하여 소형화된 ${\lambda}/4$ 폴디드 마이크로스트립 안테나는 실외 주차장 환경에서 무선중계장치와 지면에 설치되는 센서노드 및 strop bar에 실장이 용이함을 확인하였다.

GBAS용 3중 폴디드 무지향성 마이크로스트립 안테나

주대근,우종명,Ju, Dae-Keun,Woo, Jong-Myung 한국ITS학회 2021 한국ITS학회논문지 Vol.20 No.4

본 논문에서는 GBAS의 VDB 시스템에 사용되는 4각 배열 다이폴 안테나를 하나의 안테나로 대체할 수 있는 3중 폴디드 무지향성 마이크로스트립 안테나(중심주파수 118 MHz)를 제안하였다. 먼저 λ/2 마이크로스트립 안테나에서 무지향성 방사 패턴을 얻기 위해 λ/4로 폴디드된 안테나를 제작하였으며, 또한 섭동 효과를 이용하여 3중 폴디드 형태의 소형화된 안테나로 변형시켰다. 그 결과, 중심주파수 118MHz 대역에서 S₁₁은 -13.91 dB, -10 dB 대역폭은 1.5 MHz(1.27%)의 특성을 얻었다. 또한, yz-plane, xy-plane에서 E_θ 성분이 전방향성 방사 패턴을 나타내며, 안테나의 크기는 기준안테나 대비 64.2% 소형화를 얻어, 최종적으로 제안된 하나의 안테나로써 GBAS의 VDB용 안테나로써 적합함을 확인하였다. In this paper, we proposed a microstrip antenna (center frequency 118 MHz) with an omnidirectional radiation pattern that can replace the antennae used in VDB systems in GBAS. First, to obtain an omnidirectional radiation pattern from a microstrip antenna, we constructed a folded antenna. We then designed a miniaturized triple-folded antenna using perturbation effects. Thus we obtained suitable characteristics with a S₁₁ of -13.91dB, -10 dB bandwidth of 1.5 MHz (1.27%) in the center frequency of 118 MHz. Furthermore, in the yz-plane and xy-plane, the component exhibits an omnidirectional radiation pattern, and the size of the antenna achieves miniaturization of 64.2% compared to the reference antenna. Finally, it is suitable as an antenna for VDB systems in GBAS.

위성 DMB용 차량 탑재 안테나 연구

김명화(Myung-Hwa Kim),장연정(Yon-Jeong Jang),이종민(Jong-Min Lee),우종명(Jong-Myung Woo) 한국통신학회 2005 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.6

중심이 단락된 원형 링 구조의 비행체 내부 탑재형 안테나 설계

이종민(Jong-Min Lee),우종명(Jong-Myung Woo) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11