CPW 구조 안테나 연구

박용욱(Yong Wook Park) 한국전자통신학회 2017 한국전자통신학회 논문지 Vol.12 No.6

In this paper, we studied the design and fabrication of double T Structure with CPW antenna at around 5 ㎓ band.. To improve of frequency properties of antenna, Double T Structure with CPW antenna was simulated by HFSS(: High Frequency Structure Simulator). A double T Structure with CPW antenna was designed and fabricated by photolithograph on an FR4 substrate (dielectric constant of 4.4 and thickness of 1.6 mm). The fabricated A double T Structure with CPW antenna showed a center frequency, the minimum return loss and impedance were 5.29GHz, -34dB, and 390㎒, 49.6Ω respectively. 본 논문에서는 5GHz 대역의 이중 T 구조를 갖는 CPW 안테나를 연구하였다. 안테나에 대한 주파수와 반사손실에 관한 파라미터 특성을 HFSS(: High Frequency Structure Simulator)를 통해 분석하고 이것을 이용하여 안테나를 설계하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 5GHz 대역에서 사용 가능한 이중 T 구조 CPW 안테나를 설계하고, 설계 된 안테나를 유전율 4.4, 두께 0.8㎜인 FR4-epoxy 기판을 사용 하여 포토리소그래피 방법으로 안테나를 제작하였다. 제작된 안테나는 최종적으로 회로망 분석기(Network Analyzer)를 통해 안테나 특성을 분석하였다. 제작된 CPW 이중 T 구조 안테나는 중심주파수 5.29GHz, 입력반사손실 -34dB, 임피던스 49.6Ω의 결과 값을 보였다.

CPW 급전 이중 다이폴 준-야기 안테나 설계

여준호,이종익 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.11

A method for designing a DDQYA fed by a CPW is proposed in this paper. The proposed CPW-fed DDQYA consistsof two series-connected strip dipoles, a ground reflector, and a strip-pair director. Instead of the conventional microstripfeed line in which the signal line is located on the substrate opposite to the antenna, a CPW is used because CPW islocated on the same side with the antenna, and so the fabrication is easy. The strip-pair director is composed of twohorizontally-separated strips, and it is added above the second dipole to enhance the gain in the high frequency region. A prototype of the proposed CPW-fed DDQYA is fabricated on an FR4 substrate. The fabricated antenna has a frequencyband of 1.66—3.38 GHz(68.3%) for a voltage standing wave ratio < 2, and measured gain ranges 5.0—7.3 dBi over afrequency band of 1.60—2.90 GHz. 본 논문에서는 동일면 도파관(coplanar waveguide: CPW)으로 급전되는 이중 다이폴 준-야기 안테나(doubledipolequasi-Yagi antenna; DDQYA)에 대한 설계 방법을 제안하였다. 제안된 CPW-급전 DDQYA는 직렬로 연결된두 개의 스트립 다이폴 안테나, 접지 반사기, 스트립-쌍 도파기로 구성된다. 신호선이 안테나의 반대쪽 기판에 위치하는 기존의 마이크로스트립 급전선로 대신에 CPW를 사용하여 안테나와 동일면에 급전선로가 위치하여 제작이 용이하다. 스트립-쌍 도파기는 두 개의 수평으로 분리된 스트립들로 구성되며, 고주파수 영역에서 이득을 높이기 위해두 번째 다이폴 위에 추가하였다. 제안된 CPW-급전 DDQYA 안테나를 FR4 기판에 제작한 결과, 1.66—3.38GHz(68.3%) 대역에서 전압 정재파비가 2 이하로 측정되었고, 이득은 1.60—2.90 GHz 대역에서 5.0—7.3 dBi로 5dBi 이상을 유지하는 것을 확인하였다.

WLAN/WiMAX 대역에서 동작하는 두 개의 슬릿 구조를 갖는 CPW 급전방식 소형 안테나

김우수(Woo-Su Kim),윤중한(Joong-Han Yoon) 한국전자통신학회 2022 한국전자통신학회 논문지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 WLAN와 WiMAX 대역에서 동작하는 CPW 급전방식을 갖는 다중대역 소형 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 모노폴 형태의 변형된 방사체에 두 개의 슬릿 구조를 갖고 유전율 4.4이고 두께 1.0mm인 FR-4 기판위에 설계하였다. 제안된 안테나의 크기는 15.1 mm✕16.4 mm이며 전체 기판의 크기는 17.5mm✕16.4 mm 이다. 제작 및 측정결과, –10 dB 반사손실 특성을 기준으로 2400 MHz에서는 439 MHz (2.06∼2.499 MHz), 3500 MHz 대역에서는 940 MHz (3.31∼4.25 GHz) 그리고 5000 MHz 대역에서는 1,315 MHz(5.23∼6.545 GHz)대역폭을 얻었다. 또한 제안된 안테나의 측정된 방사패턴은 3D 패턴을 제시하였으며 측정된 이득은 3개 대역에서 최대이득을 각각 2.24 dBi, 2.83 dBi 그리고 2.0 dBi를 얻었다. In this paper, we propose a multi-band small antenna with CPW(Coplanar Waveguide) feeding structure WLAN(Wireless Local Area Network) and WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) bands. The proposed antenna is designed two slit in the modified monopole type radiator and FR-4 substrate, which is thickness 1.0 mm, and the dielectric constant is 4.4. The size of proposed antenna is 15.1 mm⨯16.41 mm , and total size of proposed antenna is 17.5 mm⨯16.4 mm. From the fabrication and measurement results, From the fabrication and measurement results, bandwidths of 439 MHz (2.06 to 2.499 GHz), 840 MHz (3.31 to 4.25) and 1,315 MHz (5.23 to 6.545 GHz) were obtained on the basis of –10 dB impedance bandwidth. Also, 3D radiation pattern characteristics of the proposed antenna are displayed and measured gains 2.24 dBi, 2.83 dBi, and 2.0 dBi shown in the three frequency band, respectively.

이중공진을 위한 슬롯이 부착된 직사각형 슬롯 안테나 연구

김온,이승엽,조기량,이정남,신현식,Kim, On,Rhee, Seung-Yeop,Jo, Ki-Ryang,Lee, Jung-Nam,Shin, Hyun-Sik 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.2

본 논문에서는 CPW 급전된 두 개의 슬롯이 부착된 이중공진 직사각형 슬롯안테나를 제시하였다. 이 안테나는 약 2.1GHz 및 3.3GHz에서 공진되는 이중 안테나로 각 공진 주파수에서 넓은 대역폭을 갖는다. 이들 각 공진 주파수에서 정합하기 위해 CPW inset 구조를 갖도록 하였다. 직사각형 슬롯안테나의 각 파라미터의 변화를 알아보기 위해 여러 안테나를 제작하고, 각 안테나의 특성을 직접 측정하였다. 그리고 이를 분석하여 안테나 설계방법에 대해 고찰하였다. In this paper, a CPW fed rectangular slot antenna loaded with two slots for dual band operation is presented. This antenna operates at about 2.1GHz and 3.3GHz with the broad bandwidth at these frequencies. a CPW inset structure is used to match the antenna at the two seperated frequencies. Some prototypes of the proposed dual frequency antenna have been implemented. Experimental results are presented and discussed.

핸드폰용 소형안테나의 설계 및 해석

최인태(In-Tae Choi),신호섭(Ho-Sub Shin) 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.5

본 논문에서는 국내에서 사용중인 4세대 이동통신 서비스 단말기의 사용중인 주파수인 LTE(905-960 MHz), WCDMA(1922.8-2167.2 MHz), DCS(1710.2–1879.8 MHz), US-PCS(1850.2-1989.8 MHz), WLAN (2400-2483MHz)를 수용할 수 있도록 PCB기판(FR-4기판)을 사용하여 핸드폰용 소형안테나를 설계하였다. 많은 장점을 가진 CPW 급전 및 방사체 구조와 소형화를 위하여 spiral line를 제안하였다. Spiral line의 폭은 일정하며 대역폭을 넓히기 위하여 세 개의 스터브를 추가하였다. 3개의 스터브의 길이와 폭을 다르게 하여 임피던스 대역폭 VSWR<3에서 최적화하여 설계 및 제작하였다. 이 안테나의 크기는 40 × 30 × 1 mm3로써 소형이다. 또한 실험을 통해 4세대 이동통신 LTE용 안테나로 사용할 수 있음을 입증하였다. In this paper, the compact antenna for handsets is designed using FR-4 substrate for LTE(905-960 MHz), WCDMA(1922.8-2167.2 MHz), DCS(1710.2–1879.8 MHz), US-PCS(1850.2-1989.8 MHz), WLAN(2400-2483 MHz). The CPW line with many advantages and a spiral geometry for miniaturization is proposed. Widths of a spiral line are constant, and three stubs are added to broaden the bandwidth. Lengths and widths of three stubs are gradually changed. And proposed antenna is optimized for VSWR<3, designed, and fabricated. The dimension of this antenna is only 40 × 30 × 1 mm3 which is compact. It has been demonstrated by experiment that the compact planar antenna can be used as the mobile communication LTE antenna for 4G.

선박 내 무선 시스템을 위한 UWB용 CPW-FED APERTURE 안테나 설계

김갑기,Kim, Kab-Ki 해양환경안전학회 2008 海洋環境安全學會誌 Vol.14 No.4

본 논문에서는 선박 내 무선 장비로 활용 가능한 새로운 CPW 급전 UWB 개구면 안테나를 설계하고자 한다. 설계 되어진 안테나는 그라운드면 위에 직사각형을 떼어낸 모형과 버섯형태의 스터브로 구성되어진다. 또한, 버섯형태의 스터브는 간단하고 적은 변수를 갖는 것과 동시에 원하는 UWB 대역에 맞는 가장 적절한 값을 구해내기에 편리하다. 안테나의 작은 홈의 크기는 $21.1{\times}8.1mm^2$이며 두께는 1.5mm에 유전율이 4.3을 가지는 FR-4에 제작되었다. CPW fed 평면 슬롯 안테나는 무선 주파수의 안테나에서 전파를 선택하여 증폭 시킨 후 중간주파수로 변환하는 회로와 함께 광대역, 저비용, 간단히 집적화 시킬 수 있는 이점들을 가지고 있다. In this paper, a new co-planar waveguide ultra-wideband aperture is designed as wireless application in ships. The designed antenna consists of a rectangular aperture on a determined ground plane and a mushroom shaped stub. The mushroom-shaped stub, which is simple, convenient to analyze and optimise, has less parameters. This antenna has compact aperture size $21.1{\times}8.1mm^2$, designed on FR-4 substrate with dielectric constant of 4.3, thickness of 1.5mm. CPW fed planar antenna has the advantages of wide-bandwidth, low-cost and easy interaction with the radio frequency front end circuitry.

CPW 급전 삼중대역 내장형 평면 모노폴 안테나 설계

임정섭(Jung-Sup Lim),김철복(Cheol-Bok Kim),장재삼(Jae-Sam Jang),이호상(Ho-Sang Lee),정영호(Young-Ho Jung),조동기(Dong-Ki Cho),이문수(Mun-Soo Lee) 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.44 No.12

본 논문에서는 Cellular, PCS, Wibro 대역을 동시에 만족시킬 수 있는 CPW 급전 삼중대역 내장형 평면 모노폴 안테나를 설계하였다. CPW 급전 방식의 모노폴 안테나를 설계함으로써 방사 소자의 크기를 약 λ/4로 줄일 수 있었고, 방사 소자를 구부림으로써 소형화하였다. 그 뿐만 아니라 CPW 급전 방식을 이용함으로써 슬림형 핸드폰에 적용할 수 있는 평면형 안테나로 설계하였다. 안테나 방사 소자의 길이를 조절함으로써 원하는 공진 주파수에서 원하는 특성을 갖도록 설계할 수 있었다. 제작된 안테나의 반사 손실은 각각의 대역폭에서 -7 ㏈이하의 값을 가졌다. 측정된 방사 패턴은 모노폴 안테나의 방사특성을 나타내었고, 각 대역의 중심주파수에서 이득은 -5.2 ㏈i. -2 ㏈i, -0.4 ㏈i의 값을 가졌다. In this paper, the CPW-fed triple-band internal planar monopole antenna which simultaneously meets the three bands such as Cellular, PCS and Wibro is designed. The size of the radiation elements can be reduced to about λ/4 by designing the CPW-fed monopole antenna and then we can miniaturize the antenna size by meandering the radiation elements. In addition, we design the planar antenna for the slim-type mobile phone. We can obtain the desired antenna properties by controlling the length of each radiation elements. The measured return loss of the antenna is less than -7 ㏈ at the desired bandwidth. And the measured radiation patterns are similar to that of the monopole antenna. The designed antenna has the gains -5.2 ㏈i. -2 ㏈i, -0.4 ㏈i at each resonant frequencies respectively.

WiMAX용 CPW-fed 모노폴 안테나의 설계

김빛나(Bit-Na Kim),어용치멕 바야르마(Bayarmaa O.),강성운(Sung-Woon Kang),박세필(Sae-Pil Park),김갑기(Kab-Ki Kim) 한국정보기술학회 2012 Proceedings of KIIT Conference Vol.2012 No.5

본 논문에서는, WiMax용 CPW-fed 모노폴 안테나를 제안하였다. 안테나의 크기를 소형으로 하기 위해 CPW(Coplanar waveguide) 구조를 제안하였으며, 접지면과 패치가 한 면에 존재하게 된다. 이 때 사용된 기판은 FR-4로 유전율는 4.4이고 15×35㎟의 크기를 갖는다. 제안된 안테나는 WiMAX 대역인 2.5㎓, 3.5㎓와 5.8㎓ 에서 공진하도록 설계하였으며, 입력 대비 반사손실은 -10dB이하에서 동작하고 양호한 반사손실을 나타내었다. In this paper, WiMax for the CPW-fed monopole antenna is proposed. As the size of a small antenna to CPW (Coplanar waveguide) structure proposed ground plane and the patch is present on one side. At this point in FR-4 dielectric substrate is used the size of 4.4 and has a 15 × 35 ㎟. Band antenna for WiMAX 2.5 ㎓, 3.5 ㎓ and was designed to resonate at 5.8 ㎓, compared to the input return loss less than-10dB, and good return loss at the operation, respectively.

2.4 GHz 무선랜 대역용 CPW 소형 안테나

최인태,신호섭,Choi, In-Tae,Shin, Ho-Sub 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.11

본 논문에서는 2.4 GHz 무선랜 대역에서 사용이 가능한 CPW 소형 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 스터브와 슬롯이 모두 접혀진 구조로써 모의실험을 통하여 최적화된 파라미터 수치로 비유전율이 4.2, 두께가 1.0 mm인 저렴한 FR-4 기판 상에 제작하여 측정하였다. 측정한 결과 주파수 2.4-2.484 GHz 대역에서 -10 dB 이하의 반사손실 값을 얻음으로써 2.4 GHz 무선랜에서 사용할 수 있음을 확인하였다. In this paper, a compact CPW-fed antenna for 2.45 GHz band WLAN applications is presented. The proposed antenna which has a geometry of folded stub and slot is fabricated into an inexpensive FR-4 substrate that has a dielectric constant of 4.2 and a thickness of 1.0 mm with optimized parameters obtained by simulation, and then measured. From measured result, we confirmed available operation as antenna for WLAN applications by obtaining the return loss level of < -10 dB in the frequency band of 2.4-2.484 GHz.

스케일링 기법을 이용한 포물선 엣지 형태의 평면형 모노폴 안테나의 소형화

장대순,강상원 한국인터넷방송통신학회 2014 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.14 No.5

본 논문에서는 포물선 엣지 형태의 평면 모노폴 안테나의 스케일링 기법을 통한 소형화를 제안하였다. 매칭 스텝과 불연속 CPW 구조를 사용해서 효과적인 임피던스 매칭을 시도하였다. 안테나 제작 시 유전상수가 4.4인 FR4 유전체 기판을 사용하였다. 기판의 규격은 26mm×31mm×1.6mm이다. 불연속 CPW로 급전한 안테나의 실제 측정 결과 2.37∼10.52GHz (8.15GHz)로 10dB 이상의 반사손실 값을 얻었다. 복사패턴은 모든 주파수에서 다이폴 안테나의 복사 패턴과 비슷한 결과를 보였다. 더불어 급전부를 제외한 안테나 구성 요소를 동일한 비율로 축소하여 안테나의 크기를 줄이고 광대역 특성은 유지되도록 했다. 이를 통해 안테나의 self-complementary 특성을 확인하였다. 스케일링을 통해 소형화한 안테나 중에 UWB 대역을 만족하면서 가장 작은 크기를 갖는 경우는 스케일이 0.6이었을 때이다. 이 때 안 테나의 크기는 15.6mm×18.6mm이다. 측정된 10dB 대역은 3.07∼12.59GHz (9.52GHz)이다. In this paper, minimizing of a parabolic edge planar monopole antenna by scaling method is presented. With the aid of a matching step and discontinuous CPW, the antenna easily adjusts the impedance matching. We used an FR4 dielectric substrate with a dielectric constant of 4.4. The dimensions of the antenna are 26mm×31mm×1.6mm. A return loss value of more than 10dB was found in the 2.37GHz to 10.52GHz (8.15GHz) range of the antenna fed by the discontinuous CPW. The radiation pattern is about the same as that of the dipole antenna at all frequencies. Configuration elements of the antenna except feed part were reduced into the same rate. So, the size of the antenna was decreased and a broadband property was maintained. Therefore, the self-complementary characteristic of the antenna was confirmed. While satisfying the UWB band, having the smallest size in the antenna miniaturized by scaling, when scale was 0.6. The dimensions of the antenna are 15.6mm×18.6mm×1.6mm. The return loss was more than 10 dB of the measured result in the range of 3.07GHz to 12.59GHz (9.52GHz).