다양한 통신 기기 간을 무선 네트워크로 연결하여 복잡한 전송선 없이 양방향 실시간 데이터 전송을 가능하게 하는 블루투스(Bluetooth)는 각종 통신 기기뿐만 아니라 IMT-2000 등 디지털 이동 통신의 중요한 구성 요소로 부상하고 있다. 본 논문에서는 안테나의 효율과 이득, 대역폭 및 실장성을 고려하여 블루투스 시스템 안테나를 소형이고, 경량이며 또한 제작이 쉽고, 급전 선로 및 다른 초고주파 소자들과 집적이 가능한 ...
다양한 통신 기기 간을 무선 네트워크로 연결하여 복잡한 전송선 없이 양방향 실시간 데이터 전송을 가능하게 하는 블루투스(Bluetooth)는 각종 통신 기기뿐만 아니라 IMT-2000 등 디지털 이동 통신의 중요한 구성 요소로 부상하고 있다. 본 논문에서는 안테나의 효율과 이득, 대역폭 및 실장성을 고려하여 블루투스 시스템 안테나를 소형이고, 경량이며 또한 제작이 쉽고, 급전 선로 및 다른 초고주파 소자들과 집적이 가능한 마이크로스트립 패치 안테나로 설계하였다. 이러한 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하기 위해 유전율(ε_r)이 2.54, 기판 두께(h)가 3[mm], 동박 두께(t)가 0.018[mm], 도전율(σ)이 5.8×10^7[S/m], 탄젠트 손실 (tanδ)이 0.00085인 유전체 기판을 사용하였다. 본 논문에서는 FDTD법과 HP사의 상용 시뮬레이션 툴(tool)인 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하여 단일 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하고 그 특성을 분석하였다. 계산량 및 계산 시간을 고려하여 동박 두께(t)의 값이 매우 작기 때문에 두께가 영(zero)이고 무한대의 도전율을 갖는 완전 도체로 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 마이크로스트립 패치 안테나는 2.44[GHz]에서 공진되도록 설계되었고, 실장하기 용이하도록 패치의 폭과 길이 모두 W_P=L_P=33.5[mm]인 정사각형으로 설계하였다. 특성 임피던스가 50[Ω]인 급전 선로의 폭과 길이는 W_F×L_F=8.5×12[mm]이고, 패치와 급전 선로간에 임피던스 정합을 위해 폭과 길이가W_T×L_T=0.798×22 [mm]인 λ/4 임피던스 정합 변환 선로를 사용하였다. 단일 마이크로스트립 패치 안테나의 시뮬레이션 결과, 2.445[GHz]에서 공진이 발생하였고, 안테나의 반사 손실은 약 -22[dB]가 됨을 알 수 있었다. 안테나의 이득은 약 6.7[dB]로 계산되었으며, 방사 효율은 약 90[%]가 됨을 알 수 있었다. 또한, 대역폭은 50∼60[MHz](3[%]) 정도이며, 안테나의 지향성은 7.9[dB]가 됨을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 볼 때, 본 논문에서 제시한 마이크로스트립 패치 안테나는 블루투스 시스템에 실장하여 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
다양한 통신 기기 간을 무선 네트워크로 연결하여 복잡한 전송선 없이 양방향 실시간 데이터 전송을 가능하게 하는 블루투스(Bluetooth)는 각종 통신 기기뿐만 아니라 IMT-2000 등 디지털 이동 통신의 중요한 구성 요소로 부상하고 있다. 본 논문에서는 안테나의 효율과 이득, 대역폭 및 실장성을 고려하여 블루투스 시스템 안테나를 소형이고, 경량이며 또한 제작이 쉽고, 급전 선로 및 다른 초고주파 소자들과 집적이 가능한 마이크로스트립 패치 안테나로 설계하였다. 이러한 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하기 위해 유전율(ε_r)이 2.54, 기판 두께(h)가 3[mm], 동박 두께(t)가 0.018[mm], 도전율(σ)이 5.8×10^7[S/m], 탄젠트 손실 (tanδ)이 0.00085인 유전체 기판을 사용하였다. 본 논문에서는 FDTD법과 HP사의 상용 시뮬레이션 툴(tool)인 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하여 단일 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하고 그 특성을 분석하였다. 계산량 및 계산 시간을 고려하여 동박 두께(t)의 값이 매우 작기 때문에 두께가 영(zero)이고 무한대의 도전율을 갖는 완전 도체로 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 마이크로스트립 패치 안테나는 2.44[GHz]에서 공진되도록 설계되었고, 실장하기 용이하도록 패치의 폭과 길이 모두 W_P=L_P=33.5[mm]인 정사각형으로 설계하였다. 특성 임피던스가 50[Ω]인 급전 선로의 폭과 길이는 W_F×L_F=8.5×12[mm]이고, 패치와 급전 선로간에 임피던스 정합을 위해 폭과 길이가W_T×L_T=0.798×22 [mm]인 λ/4 임피던스 정합 변환 선로를 사용하였다. 단일 마이크로스트립 패치 안테나의 시뮬레이션 결과, 2.445[GHz]에서 공진이 발생하였고, 안테나의 반사 손실은 약 -22[dB]가 됨을 알 수 있었다. 안테나의 이득은 약 6.7[dB]로 계산되었으며, 방사 효율은 약 90[%]가 됨을 알 수 있었다. 또한, 대역폭은 50∼60[MHz](3[%]) 정도이며, 안테나의 지향성은 7.9[dB]가 됨을 알 수 있었다. 이상의 결과에서 볼 때, 본 논문에서 제시한 마이크로스트립 패치 안테나는 블루투스 시스템에 실장하여 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
Bluetooth, which is possible to transfer bidirectional real time data without complex transmission line that various communication instruments connect to wireless network is growing up as important component in the each kind of communication instruments and IMT-2000 and so on. In this paper, the blu...
Bluetooth, which is possible to transfer bidirectional real time data without complex transmission line that various communication instruments connect to wireless network is growing up as important component in the each kind of communication instruments and IMT-2000 and so on. In this paper, the bluetooth system antenna was designed as microstrip patch antenna under considering efficiency, gain, bandwidth of antenna, and putting on the instrument. It is small size, light and easy to manufacture. Also it is possible for us to integrate with feed line and other microwave devices. Dielectric substrate, as permittivity(ε_r) 2.54, substrate thickness(h), 3[mm], conductor thickness(t) is 0.018[mm], conductivity(σ) 5.8×10^7 [S/m], dielectric loss tangent (tanδ) 0.00085, was used for these microstrip antenna. In this paper, single microstrip patch antenna was designed and analyzed the characteristic by using FDTD method and HFSS(High frequency Structure Simulation) that is common simulation tool of HP. The conductor thickness(t) is very small. So I performed simulation under assuming that conductor is perfect conductor with infinite conductivity and thickness is zero, by considering computation capacity and time. Also, The microstrip patch antenna was designed as rectangular patch antenna that is easy to put on the instrument and resonate at 2.44[GHz] and the size of width and length is W_P=L_P=33.5[mm]. The feed line is W_T×L_T=8.5×12[mm] and the characteristic impedance is 50[Ω]. To match impedance between patch and feed line, I used quarter-wavelength impedance matching transformer line that is W_T×L_T=0.798×22[mm]. The result of this simulation, I could know that loss of antenna was about -22[dB] and resonation was generated at 2.445[GHz]. The gain of antenna is about 6.7[dB], radiation efficiency is about 90[%]. And, width was calculated about 50∼60[MHz](3%) and directivity was about 7.9[dB] Through this simulation, I could know that microstrip patch antenna can be used to put on the instrument for bluetooth system.
Bluetooth, which is possible to transfer bidirectional real time data without complex transmission line that various communication instruments connect to wireless network is growing up as important component in the each kind of communication instruments and IMT-2000 and so on. In this paper, the bluetooth system antenna was designed as microstrip patch antenna under considering efficiency, gain, bandwidth of antenna, and putting on the instrument. It is small size, light and easy to manufacture. Also it is possible for us to integrate with feed line and other microwave devices. Dielectric substrate, as permittivity(ε_r) 2.54, substrate thickness(h), 3[mm], conductor thickness(t) is 0.018[mm], conductivity(σ) 5.8×10^7 [S/m], dielectric loss tangent (tanδ) 0.00085, was used for these microstrip antenna. In this paper, single microstrip patch antenna was designed and analyzed the characteristic by using FDTD method and HFSS(High frequency Structure Simulation) that is common simulation tool of HP. The conductor thickness(t) is very small. So I performed simulation under assuming that conductor is perfect conductor with infinite conductivity and thickness is zero, by considering computation capacity and time. Also, The microstrip patch antenna was designed as rectangular patch antenna that is easy to put on the instrument and resonate at 2.44[GHz] and the size of width and length is W_P=L_P=33.5[mm]. The feed line is W_T×L_T=8.5×12[mm] and the characteristic impedance is 50[Ω]. To match impedance between patch and feed line, I used quarter-wavelength impedance matching transformer line that is W_T×L_T=0.798×22[mm]. The result of this simulation, I could know that loss of antenna was about -22[dB] and resonation was generated at 2.445[GHz]. The gain of antenna is about 6.7[dB], radiation efficiency is about 90[%]. And, width was calculated about 50∼60[MHz](3%) and directivity was about 7.9[dB] Through this simulation, I could know that microstrip patch antenna can be used to put on the instrument for bluetooth system.
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