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주차장관리 시스템 기지국용 소형 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나
금재민,고동옥,정재엽,우종명 한국ITS학회 2016 한국ITS학회논문지 Vol.15 No.2
본 논문에서는 주차장관리 시스템 기지국용 소형 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나를 제안, 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나를 소형화하기 위해 먼저 기준 λ/2 마이크로스트립 패치 안테나에서 방사소자 폭을 줄이고, 다음은 방사소자 길이를 줄여주기 위하여 섭동효과(Perturbation effect)를 이용하여 개구면에 폴디드 구조를 적용하였다. 끝으로 λ/2 길이의 폴디드 마이크로스트립 안테나를 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나로 더욱 소형화시켰다. 설계된 안테나는 중심주파수 425 MHz에서 크기는 134 mm × 143.85 mm × 20.1 mm(0.19λ × 0.2λ × 0.028λ, λ는 425 MHz의 한 파장 길이)로 기본 마이크로스트립 패치 안테나와 비교하여 97.2% 소형화 되었다. 또한 -10 dB 대역폭은 2.44 MHz(0.57%)로 측정되었으며 방사패턴은 E-plane 15o에서 최대 1.82 dBi의 이득을 얻었다. In this paper, miniaturized λ/4 folded microstrip antennas is presented for parking monitoring base station system. The proposed antenna reduced a width of the radiating element for miniaturizing a size and we changed an aperture such as folded shape for reducing a length of the antenna by the pertubation effect by reducing a width of the antenna. Finally, the λ/2 length of the folded microstrip antenna to λ/4 folded microstrip antenna was miniaturized by reducing the length. The proposed antenna was designed to receive 425 MHz of center frequency that can be used without permission. Dimensions are 134 mm × 143.85 mm × 20.1 mm(0.19λ × 0.2λ × 0.028λ, λ is wavelength at 425 MHz) that are compared with basic microstrip patch antenna miniaturized 97.2%. Also, Measured –10 dB bandwidth was 2.44 MHz(0.57%). On the other hand, measured radiation patterns was 1.82 dBi at E-plane 15o.
적층 폴디드 구조를 이용한 GPS용 마이크로스트립 안테나
금재민,우종명 한국ITS학회 2017 한국ITS학회논문지 Vol.16 No.2
본 논문에서는 비행체 탑재용으로 안테나의 소영화를 위해 GPS용 적층형 폴디드 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 기존의 소형화된 마이크로스트립 패치 안테나는 고비유전율의 유전체를 이용한 소형화로 유전체 손실에 의해 대역폭이 작아지고 효율저하가 발생하게 된다. 제안된 안테나는 기존의 단점을 보완하는 소형화를 위해 먼저 Rogers사 TMM 10i(비유전율=9.8, 손실탄젠트=0.002) 유전체를 이용하였고, 다음으로 perturbation 효과를 적용시킨 방사소자를 유전체 표면에 폴디드 구조로 구현하였다. 이렇게 GPS L1대역에서 설계된 안테나의 방사소자 크기는 20.3 mm × 19.93 mm를 가지며, 기본 반파장 마이크로스트립 패치 원편파 안테나보다 94.2% 소형화 특성을 얻었다. 또한 –10 dB 대역폭의 경우 32.3 MHz(2.05%), 3 dB 축비 대역폭의 경우 6.7 MHz(0.43%)로 측정되었다. 방사패턴 측정 결과 최대이득은 x축 편파에서 0.56 dBi, y축 편파에서 1.23 dBi을 얻었다. In this paper, microstrip antenna using multi-layer and folded structure for GPS application is presented for aircraft loading. Existing microstrip patch antenna used dielectric of high specific inductive capacity to miniaturize that cause smaller bandwidth and decline of efficiency due to dielectric loss. To compensate the existing flaws, Rogers TMM 10i(dielectric constant=9.8, loss tangent=0.002) is used for multi-layer dielectric miniaturization, and we construct folded radiating element on the surface of the dielectric applying perturbation effect. The antenna is designed in the bandwidth of GPS L1 band, and the size of the antenna's radiating element is 20.3 mm × 19.93 mm, and it gets 94.2% miniaturized characteristic of basic λ/2 microstrip patch antenna. Also the measured -10 dB bandwidth is 32.3 MHz(2.05%), 3 dB axial ratio bandwidth is 6.7 MHz(0.43%). Measured radiation patterns was maximum gain of 0.56 dBi at x axis polarization, 1.23 dBi at y axis polarization.
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.
무급전 소자를 이용한 소형화된 주차장관리시스템용 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나
신재윤,우종명,박종환,금재민 한국ITS학회 2017 한국ITS학회논문지 Vol.16 No.5
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 안테나 의 방사소자 크기는 35 mm × 35 mm × 20.1 mm로 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기 309.1 mm(0.46λ) × 296.1 mm(0.441λ) × 20.1mm(0.029λ)에 비해 98.7% 소형화 되었다. 안테나의 전기적 특성으로는 중심주파수 447 MHz에서 이득은 1.1 dBi이며 HPBW는 E-plane에서 무지향성 H-plane에서 87.5˚로 나타내었다. 무급전 소자를 이용하여 소형화된 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나는 실외 주차장 환경에서 무선중계장치와 지면에 설치되는 센 서노드 및 strop bar에 실장이 용이함을 확인하였다. 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 λ/2 microstrip antenna. The dimensions of the proposed antenna are 35 mm × 35 mm × 20.1 mm that is 98.7% smaller than 309.1 mm(0.46λ) × 296.1 mm(0.441λ) × 20.1 mm(0.029λ) of the basic λ/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˚ of HPBW on the H-plane. The miniaturized λ/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.