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GPS와 DMB 신호 수신을 위한 단일 급전 이중 대역 원형 편파 삼각 패치 안테나 설계 및 구현
이원규,김성민,양운근,Lee, Won-Kew,Kim, Sung-Min,Yang, Woon-Gen 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.9
단일 급전을 가진 안테나로서 이중 대역에서 원형 편파를 수신하기 위하여 막대형 슬롯을 가진 삼각 패치 안테나를 제안하였다. 이중 대역의 높은 주파수 대역과 낮은 주파수 대역에서의 공진 주파수비를 크게 하기 위하여 슬롯 구조를 막대형에서 H형으로 변형한 안테나를 또한 제안하였다. 막대형 슬롯의 3가지 설계 예를 검토하고, GPS(Global Positioning System)와 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 신호를 수신하기 위해 공진 주파수 비를 크게 할 수 있는 H형 슬롯의 안테나를 4가지 경우에 대하여 전산 모의 실험하여 특성을 검토하였다. 이들 중 요구되는 주파수비 특성을 보이는 경우에 대하여 $S_{11}$, 축비, 방사 패턴 등을 전산 모의 실험한 후 제작하여 전기적 특성을 측정하였다. 전산 모의 실험에서 축비와 최대 이득은 낮은 주파수 대역의 GPS주파수 1.575 GHz에서 각각 3.80 dB, 8.85 dBi의 결과를 보였으며, 높은 주파수 대역의 2.642 GHz에서 각각 2.02 dB, 8.60 dBi의 결과를 나타내었다. 구현된 안테나의 측정된 $S_{11}$ 값은 낮은 대역인 GPS 신호 주파수와 높은 주파수 대역인 DMB 신호 주파수 대역에서 각각 -12,43 dB와 -18.75 dB 이하의 특성을 보였다. We propose a novel single-feed triangular patch antenna with bar-type slots for dual-band circular polarization operation. And also propose a H-type slotted triangular patch antenna to enhance the ratio of the resonance frequencies. 3 cases of desist examples with bar-type slots were investigated and also 4 cases of H-slotted antennas were investigated to meet the dual-band requirement for GPS(Global Positioning System) and DMB(Digital Multimedia Broadcasting). One suitable design example was implemented and measured. Simulation results of the design example for GPS and DMB system show that axial ratio and maximum gain are 3.80 dB, 8.85 dBi for low-band at 1.575 GHz and 2.02 dB, 8.60 dBi for high-band at 2.642 GHz, respectively. Measured results of the implemented antenna show that $S_{11}$ is -12.43 dB for low-band at 1.575 GHz and less than -18.75 dB for high-band, respectively.
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루프 형태의 접지판을 이용한 휴대폰의 SAR 감쇄에 관한 연구
이원규,손지명,한준희,양운근,Lee Won-Kew,Son Ji-Myoung,Han Jun-Hee,Yang Woon-Geun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.9
In this paper, we investigated SAR(Specific Absorption Rate) value variation by the position and size of the loop-type ground located in a test mobile handset. We carried out simulations on SAR value with loop-type grounds in rear case of a mobile handset, and obtained results showed that different positions and sizes of loop-type grounds had different SAR values. Among investigated positions and sizes of loop-type grounds, the small size case-C showed the best performance; i.e., it showed a decrease efficiency of 8.70 %. And in this case, it showed the highest induced electric-field distribution in the loop-type ground. In the simulation, the folding angle was set to $160^{\circ}$. 본 논문에서는 시험용 휴대폰의 내부에 위치한 루프 형태 접지판의 위치와 크기 변화에 따른 SAR(Specific Absorption Rate) 값의 변화를 검토하였다. 휴대폰의 rear case 안에 있는 루프 형태 접지판에 따른 SAR 값에 대한 전산 모의 실험을 수행하였으며 그 결과 루프 형태 접지판의 위치와 크기에 따라 SAR 값이 달라짐을 보였다. 검토된 루프 형태 접지판의 위치와 크기들 중 small size case-C의 경우가 8.70 %의 감소 효율을 보여 가장 좋은 성능을 보였다. 그리고 이 경우에 루프 형태 접지판에 가장 높은 유도 전계 분포를 보였다. 전산 모의 실험시 폴딩 각도는 $160^{\circ}$로 하였다.
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2.4/5 GHz 무선 LAN 액세스 포민트용 이중 공진 판형 안테나 설계 및 구현
이원규,손지명,한준희,양운근,Lee Won-Kew,Son Ji-Myoung,Han Jun-Hee,Yang Woon-Geun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.5
본 논문에서는 2.4/5 GHz 이중 대역의 무선 LAN(Local Area Network) 액세스 포인트용으로 크기가 작고 가벼운 이중 공진 안테나를 제안한다. 무선 LAN용 안테나는 전방향성의 방사 패턴 특성을 보여야 한다. 먼저, 제안된 이중 공진 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 얻기 위하여 중심에 직교 역삼각형 소자와 네 개의 공진 소자를 사방으로 위치시켰다. 또한, 중심에 직교 역삼각형 소자를 사용한 구조에서 제작이 용이하고 크기가 작은 안테나를 구성하기 위하여 중심 소자를 판형으로 변경하였다. 제안된 이중 공진 관형 안테나의 측정 결과 사용 주파수 대역에서 -12.8 dB 이하의 특성을 보였다. 이득 측정 결과 2.44 GHz에서 3.17 dBi, 5.77 GHz에서 5.38 dBi의 최대 이득을 나타내었으며 전방향성의 방사 패턴 특성을 보였다. 구현된 안테나는 무선 LAN의 액세스 포인트에 적용 가능한 성능을 나타내었다. In this paper, we present a small-sized and light weighted dual-band antenna for an access point of 2.4/5 GHz dual-band WLAN(Wireless Local Area Network). The antenna for WLAN should show the characteristic of omni-directional radiation pattern. First, to obtain the omni-directional radiation pattern the proposed dual-band antenna has an orthogonal inverted triangular type element at the center and locates four resonating elements symmetrically around it. Also, for the purpose of easy manufacturing and miniaturization of the antenna, we changed the central element which had the orthogonal inverted triangular type structure into the plate type. Measured $S_{11}$ for the proposed dual-band plate type antenna showed characteristic which was less then -12.8 dB for WLAN frequency bands. Measured results for the maximum gain showed 3.17 dBi at 2.44 GHz, 5.38 dBi at 5.77 GHz with omni-directional radiation pattern. The implemented antennas showed applicable performances for the access point of WLAN.
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EMI 도료 패턴과 폴딩 각도에 따른 휴대폰의 SAR 변화에 관한 연구
양운근,이원규,손지명,Yang, Woon-Geun,Lee, Won-Kew,Son, Ji-Myoung 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.9
본 논문에서는 휴대폰 front case의 EMI(Electromagnetic Interference) 도료 패턴과 폴딩 각도 변화에 따른 SAR(Specific Absorption Rate) 값의 변화를 전산 모의 실험을 통하여 살펴보아 휴대폰 개발 초기 단계에서 SAR를 고려할 수 있도록 하였다. 첫 번째, front case에 칠해진 EMI 도료의 여러 가지 패턴을 모델링한 휴대폰에 적용하여 전산 모의 실험을 한 결과 EMI 도료 패턴에 따라 다른 SAR 값을 보였다. EMI 도료 패턴에 따른 SAR 값에 대한 전산 모의 실험 중 EMI 도료가 있을 경우를 기준으로 하였을 때, 헤어핀 패턴이 가장 좋은 $8.04\%$의 감소 효율을 보였고, EMI 도료가 없는 경우 $5.94\%$의 감소 효율을 보였다. 이때 폴딩 각도는 $150^{\circ}$로 하였다. 두 번째, 폴딩 각도를 $140^{\circ},\;150^{\circ},\;160^{\circ}$로 변화하면서 SAR 값에 대한 전산 모의 실험을 하였다. 전산 모의 실험에 사용된 모델의 경우 폴딩 각도를 늘릴수록 SAR 값이 감소함을 보였다. 폴딩 각도가 $160^{\circ}$이고 기준 패턴을 적용하였을 때 SAR 값은 1.61 W/kg이 되었으며, 제안한 헤어핀 패턴을 폴딩 각도가 $160^{\circ}$일 때 적용한 결과 가장 낮은 SAR 값인 1.45 W/kg의 값을 얻었다. In this paper, in order to consider SAR(Specific Absorption Rate) problem at the beginning stage of a handset development, we investigated the Shh value change by using simulation method according to various EMI(Electromagnetic Interference) paint patterns on front case of a handset and folding angles. First, we made some experiments with EMI paint pattern on front case of a handset, and obtained results showed that different patterns of EMI paint had different SAR values. Among the simulation results on SAR value according to EMI paint patterns, the hairpin pattern showed the best performance, i.e. the decrease efficiency of $8.04\%$ and completely removed pattern showed the decrease efficiency of $5.94\%$. Orignal pattern was set as the reference and the folding angle was $150^{\circ}$. Second, simulation was carried out with changing folding angle from $150^{\circ}$ to $140^{\circ}$ and $160^{\circ}$. Simulation results for the modeled handset showed that SAR value was decreased with increasing the folding angle. When the folding angle was $160^{\circ}$ and with original pattern, we got the SAR value of about 1,61 W/kg. When we applied hairpin pattern with the folding angle of $160^{\circ}$, we got the lowest SAR value of about 1.45 W/kg.
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폴디드 구조와 단락 구조를 이용한 5 GHz 무선 랜용 광대역 패치 안테나 설계 및 구현
김용희,한준희,이원규,양운근,Kim Yong-Hee,Han Jun-Hee,Lee Won-Kew,Yang Woon-Geun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.8
In this paper, we present a wideband patch antenna with folded and shorted structure for 5 GHz WLAN(Wireless Local Area Network). The proposed antenna used folded and shorted structure in the rectangular patch for miniaturization and wide frequency bandwidth. The antenna was designed by using 3D simulation program, HFSS(High Frequency Structure Simulator) software of the Ansoft company and the implemented antenna was measured by using HP 8720c network analyzer and far field measurement chamber. Simulation result on the return loss shows fairly good characteristic of at least 13.41dB in whole frequency range of interests, and the 10dB bandwidth is 1,523MHz which shows wide bandwidth characteristic. And the simulated maximum gain of the proposed antenna is 6.57 dBi at 5.825GHz. Measured result for the 10dB bandwidth of the implemented folded and shorted structure antenna is 1,377 MHz. Measured maximum gain of the implemented antenna is 6.87dBi at 5.775GHz. Measured results for the implemented antenna showed applicable performances for the 5 GHz WLAN. 본 논문에서는 폴디드 구조와 단락 구조를 이용한 5GHz WLAN(Wireless Local Area Network)용 광대역 패치 안테나를 제안한다 제안된 안테나는 소형화와 광대역화를 위해 사각 패치에 폴디드 구조와 단락 구조를 사용하였다. 3차원 전산 모의 실험 프로그램인 Ansoft사의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하여 안테나를 설계하였으며, 구현된 안테나는 HP 8720C 네트?p 분석 기 와 far field measurement chamber를 사용하여 측정하였다. 전산 모의 실험 결과 반사 손실은 전체 사용 주파수 대역에서 13.41dB 이상으로 비교적 양호한 특성을 나타내었으며, 10dB 대역폭은 1,523MHz로 광대역 특성을 나타내었다. 또한, 제안된 안테나의 최대 이득은 5.825 GHz에서 6.57dBi의 특성을 보였다. 구현된 폴디드-단락 구조 안테나의 반사 손실 측정 결과 10dB 대역폭은 1,377 MHz의 특성을 보였다. 구현된 안테나의 이득 측정 결과 5.775 GHz에서 6.87 dBi의 최대 이득을 나타내었다. 구현된 안테나는 5GHz WLAN에 적용 가능한 성능을 나타내었다.
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