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결함 모드 특성을 갖는 주파수 선택적 표면에 의한 안테나 이득 향상
김준형(June-Hyong Kim),남성수(Sung-Soo Nam),조태준(Tae-Joon Cho),이홍민(Hong-Min Lee) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.2
본 논문은 결함 모드 특성을 갖는 주파수 선택적 표면에 의한 WCDMA에서 동작하는 안테나의 이득 향상을 위한 설계와 제작에 대해 다룬다. 제안된 결함 모드 특성을 갖는 FSS 단위 셀은 동일한 크기의 일반적인 단위 셀보다 낮은 주파수 대역에서 적용이 가능하므로 단위 셀의 크기를 66 % 정도 축소시키었다. 단위 셀의 최적화 된 배열 개수는 13×13으로 하였으며, WCDMA 송신 대역과 수신 대역에서 동작하는 패치 안테나를 각각 설계하였다. 사각형 구조의 단일 패치 안테나를 사용하여 WCDMA 대역을 포함한 동작 특성을 나타내도록 하였다. 모의 실험한 결과, 송신 대역에서 제안된 FSS-1 복합체 구조(송신 대역의 패치 안테나와 FSS)의 이득은 9.98 ㏈i에서 13.28 ㏈i로 3.3 ㏈ 향상되었다. 수신 대역에서 제안된 FSS-2 복합체 구조(수신 대역의 패치 안테나와 FSS)의 이득은 9.81 ㏈i에서 15.34 ㏈i로 5.53 ㏈ 향상되었다. 측정 결과 제작된 FSS 복합체 안테나는 약 337 ㎒(1.87~2.21 ㎓)의 대역폭을 가지며 1.95 ㎓에서 11.39 ㏈i, 2.05 ㎓에서 13.11 ㏈i, 2.14 ㎓에서 11.09 ㏈i의 이득을 나타내었고, 방사 효율은 81 %임을 확인하였다. 제안된 FSS 복합체 안테나는 높은 이득을 갖기 때문에 WCDMA 중계기 시스템에 응용될 수 있을 것으로 사료된다. In this paper, FSS(Frequency Selective Surface) using defect mode characteristic is proposed. The unit cell using defect mode characteristic of the proposed FSS is offered lower resonant frequency in the same cell size. The number of suitable array is optimized 13 by 13. Also, the patch antennas operated in WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) Tx band and Rx band are designed for the comparison. The gain value of proposed FSS-1 complex structure (the patch antenna of Tx band and FSS) is improved 3.3 ㏈ from 9.98 ㏈i to 13.28 ㏈i in Tx band. The gain value of proposed FSS-2 complex structure(the patch antenna of Rx band and FSS) is improved 5.53 ㏈ from 9.81 ㏈i to 15.34 ㏈i in Rx band. Also the measured impedance bandwidth(VSWR≤2) of manufactured 13×13 array antenna is from 337 ㎒(1.87 to 2.21 ㎓). The measured radiation gain is 11.39 ㏈i(1.94 ㎓), 13.11 ㏈i(2.05 ㎓), 11.09 ㏈i(2.14 ㎓). The measured radiation efficiency is 81 %. Because the proposed FSS structure has more higher gain, it will be applied to antenna of WCDMA repeater system.
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남성수(Nam, Sung-Soo),김준형(Kim, June-Hyong),조태준(Cho, Tae-June),이홍민(Lee, Hong-Min) 한국정보전자통신기술학회 2008 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.1 No.1
본 논문에서는 LTCC를 이용한 이중대역을 갖는 소형화된 칩 PIFA를 설계하였다. 제안된 PIFA 는 K-PCS 대역과 WiBro 대역에서 동작시키기 위하여 이중 공진 특성을 갖도록 설계 제작 하였다. 본 안테나는 두개의 층으로 이루어져 있으며 아래 패치는 1.727 ~ 1.847GHz 의 약 120 MHz 대역폭을 갖으며 K-PCS 대역을 만족한다. 위 패치로의 급전을 위해 적층 급전을 이용하였으며 2.302 ~ 2.412 GHz 의 약 110 MHz 대역폭으로써 WiBro 대역을 만족한다. K-PCS 와 WiBro 대역에서 최대 방사 이득은 각각 2.11, 3.71 dBi로 나타났다. 안테나의 소형화를 위해 유전율 8을 갖는 유전체 LTCC를 사용하여 칩 형태로 제작하였다. 제안된 PIFA는 SAR 저감효과를 나타내었다. In this paper, the small PIFA with dual bandwidth using LTCC is the proposed. The proposed PIFA is designed and fabricated for dual resonance bands (K-PCS and WiBro). It consists of two layers. The bottom layer shape PIFA has 120MHz bandwidth (1.727 ~ 1.847 GHz), it satisfied K-PCS. The top layer shape stacked element has 110MHz bandwidth (2.302 ~ 2.412 GHz), it satisfied WiBro. The top layer is stacked on the bottom layer for electric coupling. Maximum radiation gain of K-PCS, WiBro bands are 2.11 dBi, 3.71 dBi respectively. For miniaturization of the antenna structure, the PIFA using LTCC ( εr = 8 ) chip is fabricated. The proposed PIFA shows the effect of SAR reduction also. A defect that is fabricated by stacking up the layers in the design of PIFA is complemented by fabricated in using LTCC chip
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