공진 주파수와 입력 임피던스를 조절할 수 있는 변형된 반파장 로디드 라인 안테나 설계

정우재,정병운,강기조,박면주,이병제,Jung Woo-Jae,Jung Byungwoon,Kang Gi-Cho,Park Myun-Joo,Lee Byungje 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.10

본 논문에서는 이동통신 단말기에 적합한 변형된 반 파장 로디드 라인 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 실험적인 PCB 위에 하나의 반 파장 로디드 라인 구조를 갖는 방사체, 유전체 기판, 급전봉과 두 개의 단락봉으로 구성되어져 있다. 두 개의 단락봉은 방사체의 양쪽 끝에 각각 배치되어 있으며, 집중형 인덕턴스 소자는 각각의 단락봉과 PCB 그라운드 사이에 놓여져 있다. 인덕터 값의 조절을 통하여 안테나의 공진 주파수와 입력 임피던스가 각각 조정되어질 수 있다. 제안된 안테나는 최대 12 nH의 인덕터 값의 범위 내에서 $1,470\~2,660\;MHz$의 넓은 동작 영역과 좋은 임피던스 정합 특성을 가지고 있다. 안테나의 최대 이득은 동작 영역내에서 $-0.45\~2.03\;dBi$로 측정되었다. A modified half wavelength loaded line antenna is designed and implemented for mobile terminal applications. The antenna is constructed with a radiating element of half wavelength loaded line structure, dielectric substrate, feeding post and two shorting posts on the experimental PCB. The shorting posts are located at each side of the radiating element and lumped inductance elements are on between each shorting post and ground of PCB. By controlling value of inductors, one can adjust resonant frequency and input impedance respectively. Within inductance value of 12 nH, the antenna can have wide operating range of $1,470\~2,660\;MHz$ and good impedance matching. The measured peak gains are between -0.45 dBi and 2.03 dBi for the operating band.

다중 대역 이동 통신 단말기용 내장형 루프 안테나 설계

이영중,이진성,정병운,박면주,이병제,Lee Young-Joong,Lee Jin-Sung,Jung Byungwoon,Park Myun-Joo,Lee Byungje 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.9

본 논문에서는 4중 대역 이동 통신 단말기에서 사용할 수 있는 내장형 안테나를 설계, 제작하였다. 안테나의 동작 주파수 대역은 GSM(880 MHz${\~}$960 MHz), GPS(1,575 MHz$\pm$10 MHz), DCS(1,710 MHz${\~}$l,880 MHz) 그리고 US-PCS(1,850 MHz${\~}$l,990 MHz) 등을 포함한다. 제안된 안테나는 하나의 급전과 단락 그리고 접혀진 루프 형태의 방사체로 구성되어 있으며 루프형 방사체에 형성되는 기본 모드와 고차 모드들을 이용하여 다중 대역 특성을 만들었다. 안테나에서는 모드별 공진 주파수 조절을 위해 방사체의 특정 부분에 전류 분포 분석을 바탕으로 각기 다른 크기의 슬롯을 삽입하였고, 전방향성 방사 패턴 특성을 위해 방사체의 구조를 좌우 대칭형의 접혀진 루프 형태로 설계하여 방사체에 대칭적인 에너지 분포를 가지게 하였다. 제안된 안테나는 대역폭 향상을 위해 안테나의 아랫부분의 접지면을 제거하였으며 제작된 안테나의 측정된 임피던스 대역폭은 GSM 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $10.1\%$이고, GPS 대역 및 DCS/US-PCS 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $26.8\%$이다. 안테나의 수평면 방사 패턴 최대 이득은 전 대역에서 -0.37 dBi${\~}$2.55 dBi로 측정되었다. In this paper, the quad-band antenna for mobile handsets is proposed and developed. The operating frequency bands include GSM(880 MHz${\~}$960 MHz), GPS(1,575 MHz$\pm$10 MHz), DCS(1,710 MHz${\~}$l,880MHz), and PCS(1,850 MHz${\~}$l,990 MHz). The proposed antenna consists of a feed line, a shorting post, and a radiating element of the feed loop. The multi-band operation is achieved by using the fundamental and higher resonant modes of the radiating element. Based on analysis of the current distribution on the radiator, the resonant frequency of each mode can be adjusted by adding the different sizes of slots on the radiator. The radiator of the feed loop is designed to be symmetrical so that the energy is symmetrically distributed on the radiator, which results in omni-directional radiation pattern. The ground plane under the radiator is removed in order to improve the bandwidth. The measured impedance bandwidths are $10.1\%$ in GSM band(VSWR<2.5), $26.8\%$ in GPS band, and DCS/US-PCS bands(VSWR<2.5), respectively. The maximum gains on the H-plane of the fabricated antenna are measured about -0.37 dBi${\~}$2.55 dBi for all operating frequency bands.

위성 DMB 중계기용 Cavity-Backed슬롯 배열 안테나

정희철,이학용,정병운,강기조,박면주,이병제,Jung Hee-Chul,Lee Hak-Yong,Jung Byungwoon,Kang Gi-Cho,Park Myun-Joo,Lee Byungje 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.4

This paper presents analysis of a slot array antenna having a low side lobe level and high front-to-back ratio for a repeater system of a satellite DMB(Digital Multimedia Broadcasting) service. Antennas for this repeater system require a high gain and enough isolation to reduce interferences between signals in system. Therefore, it is necessary to suppress a side lobe level and to increase front-to-back ratio. Unlike a structure 134 by lossy microstrip lines, in this work a single cavity-backed slot antenna array using a single waveguide feed is proposed to obtain the reliability for high power handling and high radiation efficiency. The side lobe level and front-to-back ratio are enhanced with tapered array technique and an optimized vertical reflector. The measured side lobe levels in H- and E-plane are under $-33.24\;\cal{dB}$ and $-35.78\;\cal{dB}$, respectively. The front-to-back ratio over $37.84\;\cal{dB}$, and the peak gain of over $17\;\cal{dBi}$ are measured.

반파장 로디드 라인 구조를 이용한 이동 통신 단말기용 다중 대역 내장형 안테나 설계

신후광,정우재,정병운,박면주,이병제,Shin Hoo,Jung Woo-Jae,Jung Byungwoon,Park Myun-Joo,Lee Byungje 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.12

본 논문에서는 3중 대역 이상의 이동 통신 단말기를 위해 주파수 튜닝이 가능한 새로운 형태의 내장형 안테나를 제안하였다. 설계된 안테나의 동작 주파수 대역은 GSM(880${\~}$960 MHz)/GPS(1,575 $\pm$ 10 MHz)/DCS(1,710${\~}$1,880 MHz)/US-PCS(1,850${\~}$l,990 MHz)/W-CDMA(1,920${\~}$2,170 M/Hz) 대역을 포함한다. 제안된 안테나는 반파장 로디드 라인 구조와 모노폴 구조를 결합한 형태를 띄고 있으며 하나의 단락점과 급전점을 공유한다. 그리고 단락점과 접지면 사이의 집중형 인덕턴스 소자의 값을 조절함으로써 GSM과 GPS대역을 그대로 유지하면서 각각 DCS, US-PCS, W-CDMA대역을 만족시킬 수 있다. 사용된 인덕터 소자의 값은 주파수 튜닝에 따른 이득 저하를 최소화하기 위하여 최대 3.3 nH로 한정하였으며 이에 따른 안테나의 최대 이득은 GSM대역에서 -0.58${\~}$-0.30 dBi, GPS 대역에서 -0.57${\~}$0.43 dBi, DCS/US-PCS/W-CDMA 대역에서 0.38${\~}$l.15 dBi로 측정되었다. 시뮬레이션과 측정을 통해 제안된 안테나가 높은 주파수 대역에서 약 0.77 dB의 이득 변화 폭 내에서 약 240 MHz의 공진 주파수를 효과적으로 조절할 수 있음을 확인하였다. In this paper, novel internal antenna with its controllable resonant frequency is presented for triple-band or over mobile handsets. The operating range can include GSM(880${\~}$960 MHz), GPS(1,575$\pm$10 MHz), DCS(1,710${\~}$1,880 MHz), US-PCS(1,850${\~}$l,990 MHz), and W-CDMA(1,920${\~}$2,170 MHz). The proposed antenna is realized by combination of a half wavelength loaded line and a shorted monopole. A single shorting and feeding points are used and they are common to both antenna structures. By controlling a value of lumped inductance element between shorting point and ground plane, the antenna provides enough bandwidth to cover DCS, US-PCS, and W-CDMA respectively. When these higher bands are controlled by the values of inductance, resonant characteristics in GSM and GPS bands are maintained. In this work, maximum value of the inductor is limited within 3.3 nH to mitigate gain degradation from frequency tuning. As a result, measured maximum gain of antenna is -0.58${\~}$-0.30 dBi in the GSM band, -0.57${\~}$0.43 dBi in the GPS band and 0.38${\~}$1.15 dBi in the DCS/US-PCS/W-CDMA band. In higher band, the proposed antenna is certified that resonant frequency of about 240 MHz can be effectively controlled within gain variation of about 0.77 dB by simulation and measurement.

간접 결합 급전을 이용한 UHF 대역 수동형 RFID 금속 태그 안테나 설계

강윤호(Kang Yoon-Ho),김성주(Kim Sung-Joo),정병운(Jung Byungwoon),이진성(Lee Jin-Seong),이병제(Lee Byungje) 한국통신학회 2006 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.7

대역 저지 특성을 갖는 휴대 단말기용 초소형 UWB Intenna에 관한 연구

임요한(Yohan Lim),윤영중(Young Joong Yoon),호요철(Yo-Chuol Ho),정병운(Byungwoon Jung) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.12

본 논문에서는 대역 저지 특성을 갖는 휴대 단말기용 초소형 UWB 안테나를 제안하였다. 안테나를 소형화하면서 광대역 특성을 얻기 위해 안테나의 방사체와 밑면 및 옆면의 그라운드 간격을 조절하였다. 안테나의 PCB 뒷면으로 방사체를 연장하여 안테나 소형화를 구현하였으며, 안테나의 급전부를 tapered feeding structure로 변환하여 매칭 특성을 향상시켰다. 제안된 안테나의 주어진 공간은 14×14 ㎟로 설계되었으며, 안테나의 방사체 크기는 10×7 ㎟의 크기를 갖는다. 제안된 안테나는 VSWR<2 기준으로 저주파 UWB 대역인 3.15~4.75 ㎓와 고주파 UWB 대역인 7.2~10.2 ㎓를 모두 커버하고, 5.8 ㎓ 대역에서는 대역 저지 특성을 갖도록 하였다. 상용화된 케이스에 장착하여 측정된 반사 손실 역시 유사한 특성이 나타남을 확인하였다. 측정된 이득은 케이스를 고려하지 않는 경우, 최대 5.85 ㏈i의 높은 이득 값을 나타내었으며, 케이스를 고려하더라도 -2~-3 ㏈i의 최대 이득 값이 유지됨을 확인하였다. In this paper, small UWB antenna with band-stop function for mobile handsets is proposed. A gap between radiator and under and side ground is adjusted for small size and broa㏈and. A radiator is folded to the back side of PCB for miniaturization and tapered feeding structure is used to enhance matching characteristic. A antenna clearance has a size of 14×14 ㎟ and a size of radiator is 10×7 ㎟. It covers all UWB band from 3.15 ㎓ to 4.75 ㎓ and from 7.2 ㎓ to 10.2 GHz for VSWR<2 and has band stop characteristic at 5.8 ㎓. A maximum gain is measured as 5.85 ㎓. In case conventional handset case is considered, it also covers all UWB and a maximum gain is measured from -2 ㏈i to -2 ㏈i.