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안테나 및 레이다 분야 : 보안등의 통합 모니터링을 위한 이동통신용 안테나 설계
유진하 ( Jin Ha Yoo ),조동균 ( Dong Kyun Cho ),이영순 ( Young Soon Lee ) 한국항행학회 2013 韓國航行學會論文誌 Vol.17 No.5
본 논문에서는 보안등의 통합 모니터링과 제어를 위한 3G 이동통신용 RF모듈에 적용 가능한 반파장 폴디드 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 입력임피던스가 50 Ω에 가까운 총 길이가 λg인 전형적인 폴디드 슬롯 안테나의 장점을 유지하면서 절반의 크기를 가지고 PCB의 가장자리에 위치할 수 있도록 변형된 폴디드 슬롯 구조이다. 제안된 안테나는 국내 3G 이동통신 대역용으로, 40.5 × 62 mm2의 기판 중 상단 40.5 × 10 mm2의 공간을 이용하여 설계 및 제작하였다. 제작된 안테나를 측정한 결과, 390 MHz의 대역폭, 2 dBi의 이득을 얻을 수 있었다. In this paper, a half-wavelength folded-slot antenna, which can be applied to RF module for 3G mobile communications by which security lights are monitored and controlled, is proposed. The proposed antenna can be regarded as modified folded-slot structure which has the size reduced to a half of conventional λg folded-slot antenna and can be placed at the ground plane edge. In spite of that, the proposed antenna still maintain the advantage of conventional folded-slot antenna that input impedance is close to 50 Ω. The antenna is designed and fabricated within the upper space of 40.5 × 10 mm2 on 40.5 × 62 mm2 substrate for 3G mobile communication frequency band. The measured impedance bandwidth and antenna gain are 390 MHz and 2 dBi respectively.
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집중소자를 이용하여 특성 조절이 가능한 소형 역-F 안테나
유진하 ( Jin Ha Yoo ),도상인 ( Sang In Do ),이영순 ( Young Soon Lee ) 한국항행학회 2013 韓國航行學會論文誌 Vol.17 No.6
본 논문에서는 집중소자인 캐패시터 및 저항을 사용하여 특성조절이 가능한 소형 역-F 안테나를 제안하였다. 캐패시터는 안테나 크기 및 공진주파수의 조절을 위해 안테나 종단과 접지면 사이에 삽입된다. 반면에 0Ω 저항은 접지면과 단락되는 선로를 대체하여 구현한 것으로써, 단락점의 위치 이동은 안테나의 입력임피던스를 변화시킬 수 있다. 따라서 구조의 재설계 없이도 적절한 캐패시터 및 단락점 위치 선택으로 최적의 안테나특성을 얻을 수 있다. 이와 같은 본 논문의 타당성 검증을 위하여 2.4 GHz 대역용 안테나를 설계 및 제작하여 지그비 무선 리모컨의 한 제품에 적용하였다. 적용된 안테나의 크기는 8.5 × 4.5 mm2이며 재설계 없이도 대역폭 150 MHz 및 이득 2 dBi의 측정결과를 얻을 수 있다. In this paper, a small inverted-F antenna with adjustable characteristics is proposed with use of lumped elements, capacitor and resistor. Capacitor is inserted between end of the antenna and ground for size reduction and tuning of resonant frequency. On the other hand, 0 Ω resistor is replaced as the short line connected to ground. The movement of short point due to use of 0 Ω resistor results in providing variation of input impedance. Therefore optimum characteristics can be obtained only by proper choice of capacitor and short point without redesign of it`s geometry. In order to check the validity, the proposed antenna is designed and fabricated for 2.4 GHz frequency band, and then is applied to a product of Zigbee wireless remote controller. As a result, the size of applied antenna is 8.5 × 4.5 mm2 and it is observed that the measured bandwidth and antenna gain are 150 MHz and 2 dBi respectively without redesign of the antenna.
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기반 기술 : 2.4 GHz ISM대역용 소형 0차 공진 안테나
도상인 ( Sang In Do ),유진하 ( Jin Ha Yoo ),이영순 ( Young Soon Lee ) 한국항행학회 2015 韓國航行學會論文誌 Vol.19 No.1
본 논문에서는 2.4 GHz ISM대역에서 사용가능한 0차 공진 안테나를 새롭게 제안하였다. 2.4 GHz ISM대역을 사용하는 Wi-fi, Bluetooth 및 Zigbee와 같은 무선통신 시스템의 경우, 방향에 따른 수신 전계강도의 변화가 없는 전방향 방사패턴을 가진 안테나의 사용을 필요로 한다. 0차 공진 안테나의 경우 안테나의 공진길이에 무관하게 소형화에 유리할뿐만 아니라 전방향성의 방사패턴을 가지는 장점이 있다. 제안된 안테나는 단위 요소셀의 크기를 모노폴 안테나의 공진길이인 λ/4이하로 정하고 이를 2소자로 배열한 형태이다. 설계에 이용된 PCB의 크기는 50×50 mm2이고 제안된 안테 나는 PCB의 중상부에 8×5 mm2의 제한된 크기로 설계 및 제작되었다. 제작된 안테나의 특성측정결과, 임피던스 대역폭(S11≤-10 dB)이 100 MHz (2.4~2.5 GHz)로 크기에 비해 꽤 넓은 대역폭을 얻을 수 있었으며, 해당 대역에서 3 dBi 이상의 높은 이득을 얻을 수 있었다. In the present study, compact 0th order resonant antenna for 2.4 GHz ISM frequency band is newly proposed. In case of wireless communication systems such as wi-fi, bluetooth and Zigbee, antennas with omni-directional radiation pattern are necessary because of the demands for uniformly received electric field strength without variation for direction. It is well-known that 0th order resonant antennas are not only advantageous for miniaturization but also have advantage of maintaining omni-directional radiation pattern. The proposed antenna is composed of two-element array in which the size of unit element should be smaller than λ/4 correspondent to the resonant length of typical monopole antennas The proposed antenna which is placed at middle and upper side of PCB with 50×50 mm2 size is designed and fabricated within limited space of 8×5 mm2. The measured impedance bandwidth (S11 ≤ -10 dB) is about 100 MHz (2.4~2.5 GHz) which corresponds to quite wide bandwidth in comparison with the antenna size, and also the measured peak gain over the passband is more than 3 dBi which is thought to be slightly wider than the other 0th order resonant antenna.
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2.4GHz 지그비 모듈용 소형화된 폴디드 슬롯 안테나
이영순 ( Young Soon Lee ),유진하 ( Jin Ha Yoo ) 한국항행학회 2013 韓國航行學會論文誌 Vol.17 No.2
본 논문에서는 IEEE 802.15.4 규격에서 제시하는 2.4 GHz 대역의 지그비 모듈용으로, 안테나의 크기를 줄이기 위하여 접지면의 모서리에서 절단되어진 마이크로스트립 급전 소형화된 폴디드 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반적인 지그비 모듈의 PCB크기인 35mm × 35mm 내에서 가장자리의 35mm × 9mm로 제한된 공간 내에서 제작되었다. 측정된 임피던스 대역폭과 안테나 최대 이득은 각각 120MHz (2.37 ∼ 2.49GHz), 2.4dBi이고, 방사패턴은 일반적인 폴디드 슬롯 안테나와 유사하며 통과대역 내에서 일정한 경향을 보인다. 이와 같은 안테나의 특성과 단순한 구조는 지그비 모듈에 적용하기 적합한 안테나로 제공되는데 도움을 줄 것으로 기대된다. A microstrip-fed miniaturized folded-slot antenna that is cut at the finite ground plane edge for the size reduction is proposed as a ZigBee module operating in the 2.4GHz frequency band, as specified by the IEEE standard 802.15.4. The antenna is fabricated within space limited to 35 mm × 9 mm on a 35mm × 35mm substrate, which is about the PCB size of a typical wireless ZigBee module. The measured impedance bandwidth and antenna gain are 2.37∼2.49GHz and 2.4dBi respectively. The measured radiation patterns are similar to conventional folded-slot antennas and are also stable across the pass band. These properties and its compact structure help in making the antenna suitable for ZigBee module.
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이영순 ( Young Soon Lee ),유진하 ( Jin Ha Yoo ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.2
본 논문에서는 휴대단말기에서 GSM900, PCS1900서비스와 Bluetooth나 Wi-Fi서비스를 위한 삼중대역 안테나를 제안하였다. 본 논문의 안테나는 공진길이가 λ/4인 역-F안테나와 공진길이가 λ/2인 루프안테나 사이를 전환하는 구조이다. 이를 통하여 하나의 인쇄패턴으로 삼중대역을 구현하였다. 역-F구조일 때는 GSM900대역을 만족하였고 루프구조일 때는 PCS1900대역을 만족하였으며 역-F구조에서 추가로 발생하는 공진으로 Bluetooth (또는 Wi-Fi)대역을 만족하였다. 제작된 안테나는 각 대역에서 10dB이하의 반사손실을 가지며 각 대역의 중심주파수를 기준으로 80%이상의 높은 효율을 가진다. 또한 휴대단말기의 사용에 적합한 무지향성의 방사 특성을 보인다. A triple-band antenna which can be used at GSM900, PCS1900 and Bluetooth(or Wi-Fi) frequency band is proposed. The proposed antenna is designed based upon switching between IFA(Inverted F Antenna) that has a resonant length of λ/4 and loop antenna that has a resonant length of λ/2. It can be applied to triple-band only by use of single printed pattern due to the switching characteristic. It is designed by use of the IFA for the application to the GSM900, while it is designed by use of the loop antenna for the application to the PCS1900 and by use of additional pattern of IFA for the application to the Bluetooth(or Wi-Fi) respectively. As a result, it has been observed that the proposed antenna satisfies the required return loss(≤10dB) and also has efficiency(≥80%) over the whole band. Moreover the proposed antenna has omni-directional radiation pattern which is suitable to apply to the mobile phone.
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