본 논문에서는 무선랜 대역 차단 특성을 가지는 UWB다이폴 안테나를 제안하였다. UWB 통신을 위해 할당된 3.1 ~ 10.6 GHz의 주파수 대역은 무선랜 주파수 대역과 공존하여 간섭을 야기할 수가 있기 때문에 UWB 통신은 무선랜 대역에서의 주파수 사용이 제한되어야 하며, 이를 고려한 시스템의 설계가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 이를 안테나에서 구현하고자 무선랜 대역에서 방사를 억제한 UWB 주파수 대역에서 동작하는 UWB 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신의 활용 분야인 WPAN을 고려하여 다이폴 안테나로 설계되었으며, 무선랜 주파수 대역에서의 차단 특성을 얻기 위하여 다중 공진 기법이 도입되었다. 다중 공진 기법을 이용함으로써 제안된 안테나의 ...
본 논문에서는 무선랜 대역 차단 특성을 가지는 UWB다이폴 안테나를 제안하였다. UWB 통신을 위해 할당된 3.1 ~ 10.6 GHz의 주파수 대역은 무선랜 주파수 대역과 공존하여 간섭을 야기할 수가 있기 때문에 UWB 통신은 무선랜 대역에서의 주파수 사용이 제한되어야 하며, 이를 고려한 시스템의 설계가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 이를 안테나에서 구현하고자 무선랜 대역에서 방사를 억제한 UWB 주파수 대역에서 동작하는 UWB 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신의 활용 분야인 WPAN을 고려하여 다이폴 안테나로 설계되었으며, 무선랜 주파수 대역에서의 차단 특성을 얻기 위하여 다중 공진 기법이 도입되었다. 다중 공진 기법을 이용함으로써 제안된 안테나의 초광대역 특성과 대역 차단 특성을 함께 구현하였다. 초광대역 특성을 얻기 위하여 두 개의 광대역 공진을 유도하였으며, 무선랜 대역의 측파 대역에서 차단 특성을 향상시키기 위하여 두 개의 협대역 공진이 유도되었다. VSWR<2 기준의 임피던스대역폭과 반사손실 -3 dB 기준의 대역 차단 특성을 가지도록 설계하기 위하여, 3.3 GHz, 4.8 GHz, 6.1 GHz, 8.3 GHz에 네 개의 공진을 유도하였다. 급전 다이폴은 3.3 GHz에서 동작하며, 인접한 4.8 GHz의 공진을 위해 기생 소자를 적용되었다. 비교적 멀리 떨어진 6.1 GHz와 8.3 GHz의 공진은 추가의 다이폴 arm을 이용함으로써 구현되었다. 제안된 안테나는 36 × 21 mm2의 크기를 가지며, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 2.8 GHz부터 11 GHz까지 측정되었으며, 3.3 GHz 공진의 3차 고조파 공진을 포함하여 다섯 개의 공진 특성이 나타났다. 각 공진 주파수에서의 안테나 이득은 각각 3.74, 2.55, 4.34, 3.77, 2.50 dBi로 측정되었다. 대역 차단 특성은 -3 dB 반사손실 기준으로 5.1 GHz ~ 5.75 GHz로 측정되었으며, 5.5 GHz에서의 안테나 이득은 -11.98 dBi로 나타났다. 저지 대역에서는 동작대역에 비해 약 15 dB의 이득 감소가 있는 것으로 측정되었다. 본 연구에서는 광대역, 협대역 공진기들을 결합하는 다중 공진 기법을 이용함으로써 UWB 다이폴 안테나에서 우수한 무선랜 대역 차단 특성을 얻을 수 있었다. 또한 두 개의 협대역 공진기를 무선랜 대역 측파대역에 설계함으로써 대역 차단 효과와 함께 뛰어난 스커트 특성을 확보하였다. 본 논문에서 제안된 안테나는 평판형 구조로서 UWB RF 회로에서 소자들과의 집적화가 용이하며, UWB 시스템 설계에 있어 UWB 다이폴 안테나로서 뿐 아니라 대역 저지 필터로서도 활용될 수 있다. 따라서 무선랜 주파수 대역 차단을 위한 부가의 회로 구성을 필요로 하지 않는 UWB 시스템 설계에 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 무선랜 대역 차단 특성을 가지는 UWB 다이폴 안테나를 제안하였다. UWB 통신을 위해 할당된 3.1 ~ 10.6 GHz의 주파수 대역은 무선랜 주파수 대역과 공존하여 간섭을 야기할 수가 있기 때문에 UWB 통신은 무선랜 대역에서의 주파수 사용이 제한되어야 하며, 이를 고려한 시스템의 설계가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 이를 안테나에서 구현하고자 무선랜 대역에서 방사를 억제한 UWB 주파수 대역에서 동작하는 UWB 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신의 활용 분야인 WPAN을 고려하여 다이폴 안테나로 설계되었으며, 무선랜 주파수 대역에서의 차단 특성을 얻기 위하여 다중 공진 기법이 도입되었다. 다중 공진 기법을 이용함으로써 제안된 안테나의 초광대역 특성과 대역 차단 특성을 함께 구현하였다. 초광대역 특성을 얻기 위하여 두 개의 광대역 공진을 유도하였으며, 무선랜 대역의 측파 대역에서 차단 특성을 향상시키기 위하여 두 개의 협대역 공진이 유도되었다. VSWR<2 기준의 임피던스 대역폭과 반사손실 -3 dB 기준의 대역 차단 특성을 가지도록 설계하기 위하여, 3.3 GHz, 4.8 GHz, 6.1 GHz, 8.3 GHz에 네 개의 공진을 유도하였다. 급전 다이폴은 3.3 GHz에서 동작하며, 인접한 4.8 GHz의 공진을 위해 기생 소자를 적용되었다. 비교적 멀리 떨어진 6.1 GHz와 8.3 GHz의 공진은 추가의 다이폴 arm을 이용함으로써 구현되었다. 제안된 안테나는 36 × 21 mm2의 크기를 가지며, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 2.8 GHz부터 11 GHz까지 측정되었으며, 3.3 GHz 공진의 3차 고조파 공진을 포함하여 다섯 개의 공진 특성이 나타났다. 각 공진 주파수에서의 안테나 이득은 각각 3.74, 2.55, 4.34, 3.77, 2.50 dBi로 측정되었다. 대역 차단 특성은 -3 dB 반사손실 기준으로 5.1 GHz ~ 5.75 GHz로 측정되었으며, 5.5 GHz에서의 안테나 이득은 -11.98 dBi로 나타났다. 저지 대역에서는 동작대역에 비해 약 15 dB의 이득 감소가 있는 것으로 측정되었다. 본 연구에서는 광대역, 협대역 공진기들을 결합하는 다중 공진 기법을 이용함으로써 UWB 다이폴 안테나에서 우수한 무선랜 대역 차단 특성을 얻을 수 있었다. 또한 두 개의 협대역 공진기를 무선랜 대역 측파대역에 설계함으로써 대역 차단 효과와 함께 뛰어난 스커트 특성을 확보하였다. 본 논문에서 제안된 안테나는 평판형 구조로서 UWB RF 회로에서 소자들과의 집적화가 용이하며, UWB 시스템 설계에 있어 UWB 다이폴 안테나로서 뿐 아니라 대역 저지 필터로서도 활용될 수 있다. 따라서 무선랜 주파수 대역 차단을 위한 부가의 회로 구성을 필요로 하지 않는 UWB 시스템 설계에 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.
In this thesis, the UWB antenna with the band cutoff characteristics is proposed to operate at the UWB frequency ranges except the WLAN band. Since the use of the frequency ranges from 3.1 GHz to 10.6 GHz for the UWB communication can cause the interference at the WLAN band, the spectrum allocation ...
In this thesis, the UWB antenna with the band cutoff characteristics is proposed to operate at the UWB frequency ranges except the WLAN band. Since the use of the frequency ranges from 3.1 GHz to 10.6 GHz for the UWB communication can cause the interference at the WLAN band, the spectrum allocation of the UWB communication is restricted at the WLAN band. Therefore, the UWB antenna that the radiation is suppressed at the WLAN band is proposed. To obtain the antenna with the WLAN band cutoff characteristics, the multi-resonance method on the dipole antenna is used. By applying the multi-resonance method, both the ultra-wideband characteristics and the band cutoff characteristics of the proposed antenna are obtained. To operate over the ultra-wideband, the broadband resonators are used. To get the sharp cutoff responses at the sidebands of the WLAN band, the antenna has the narrowband resonators. To design on the reference of the impedance bandwidth for VSWR<2 and the band cutoff characteristics for -3 dB return loss, the four resonances are induced at 3.3 GHz, 4.8 GHz, 6.1 GHz, and 8.3 GHz. The driving dipole operates at 3.3 GHz, and the parasitic element is utilized for the adjacent frequency resonance at 4.8 GHz. The additional dipole arms are used for the resonances relatively far away frequencies 6.1 GHz and 8.3 GHz. The proposed antenna has the size of 36 × 21 mm2. The impedance bandwidth for VSWR<2 is from 2.8 GHz to 11 GHz, and the five resonances characteristics including the third harmonic 9.8 GHz of the lowest resonant frequency are shown. The antenna gains at the resonant frequencies are measured as 3.74, 2.55, 4.34, 3.77, 2.50 dBi. The band cutoff characteristics are obtained at the 5.1 GHz to 5.75 GHz for the reference of the 3 dB return loss, and the antenna gain at 5.5 GHz is measured as -11.98 dBi. The antenna radiated power at the suppressed band is about 15 dB less than that at the operating bands. In this thesis, by utilizing the multi-resonance method combining the broadband and narrowband resonators, the excellent band cutoff characteristics are obtained on the UWB dipole antenna. Also, by design two narrowband resonators at the sidebands of the WLAN band, the sharp skirt characteristics can be obtained with the band cutoff characteristics. Since the proposed antenna has the printed structure, it can be useful for the coplanar integration with the solid state devices in the UWB RF circuit. In the design of the UWB system, the proposed antenna can be utilized as not only the dipole antenna but also the band stop filter. Therefore, presented antenna is expected to be very useful in UWB system design without the complement of the additional circuit for the rejection of the WLAN band, in the future. It has the merits in the aspect of the cost reduction for the complement of the additional circuit for the rejection of the WLAN band.
In this thesis, the UWB antenna with the band cutoff characteristics is proposed to operate at the UWB frequency ranges except the WLAN band. Since the use of the frequency ranges from 3.1 GHz to 10.6 GHz for the UWB communication can cause the interference at the WLAN band, the spectrum allocation of the UWB communication is restricted at the WLAN band. Therefore, the UWB antenna that the radiation is suppressed at the WLAN band is proposed. To obtain the antenna with the WLAN band cutoff characteristics, the multi-resonance method on the dipole antenna is used. By applying the multi-resonance method, both the ultra-wideband characteristics and the band cutoff characteristics of the proposed antenna are obtained. To operate over the ultra-wideband, the broadband resonators are used. To get the sharp cutoff responses at the sidebands of the WLAN band, the antenna has the narrowband resonators. To design on the reference of the impedance bandwidth for VSWR<2 and the band cutoff characteristics for -3 dB return loss, the four resonances are induced at 3.3 GHz, 4.8 GHz, 6.1 GHz, and 8.3 GHz. The driving dipole operates at 3.3 GHz, and the parasitic element is utilized for the adjacent frequency resonance at 4.8 GHz. The additional dipole arms are used for the resonances relatively far away frequencies 6.1 GHz and 8.3 GHz. The proposed antenna has the size of 36 × 21 mm2. The impedance bandwidth for VSWR<2 is from 2.8 GHz to 11 GHz, and the five resonances characteristics including the third harmonic 9.8 GHz of the lowest resonant frequency are shown. The antenna gains at the resonant frequencies are measured as 3.74, 2.55, 4.34, 3.77, 2.50 dBi. The band cutoff characteristics are obtained at the 5.1 GHz to 5.75 GHz for the reference of the 3 dB return loss, and the antenna gain at 5.5 GHz is measured as -11.98 dBi. The antenna radiated power at the suppressed band is about 15 dB less than that at the operating bands. In this thesis, by utilizing the multi-resonance method combining the broadband and narrowband resonators, the excellent band cutoff characteristics are obtained on the UWB dipole antenna. Also, by design two narrowband resonators at the sidebands of the WLAN band, the sharp skirt characteristics can be obtained with the band cutoff characteristics. Since the proposed antenna has the printed structure, it can be useful for the coplanar integration with the solid state devices in the UWB RF circuit. In the design of the UWB system, the proposed antenna can be utilized as not only the dipole antenna but also the band stop filter. Therefore, presented antenna is expected to be very useful in UWB system design without the complement of the additional circuit for the rejection of the WLAN band, in the future. It has the merits in the aspect of the cost reduction for the complement of the additional circuit for the rejection of the WLAN band.
Keyword
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학위논문 정보
저자
장기훈
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내석사
학과
Dept. of Electrical & Electronic Engineering
지도교수
Young Joong Yoon
발행연도
2004
총페이지
xi, 60장
키워드
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