선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 무선 랜용으로 사용 가능한 능동 안테나 를 구현하기 위해 저잡음 증폭기와 1x2패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 설계된 1x2패치 안테나는 중심주파수 5.
제안 방법
- 따라서 본 논문에서는NEC사의 superlownoiseHJFET 를 사용하여 LNA를 설계 하였고, 안테나는 이득과 VSWR 특성개선 및 입력 임피던스를-50 [Q]에 일치시키기 위해서 기본 패치 두 개를 패치간의 간격을X/2로 배열 하고, 다단의 A/4 임피던스 변환기와 전력 분배기가 결합된 형태로 구성하였다. 기판은 비유전율이 3.
- 508mm인 타코닉사의 테프론 기판을 사용하였다. 또한 배열 안테나를 설계 제작하는데 사용되는 耳4 임피던스 변환기와 전력분배기를 HP사의 ADS2002 모멘텀 시뮬레이션을 사용하여 설계하고, 이를 결합하여 최적화된 1x2 마이크로스트립 안테나를 설계하였다.
- 위에서 서술한 수식에 근거하여 패치의 크기를 결정한 다음 모멘트 툴을 이용하여 패치의 크기를 최적화한 결과, 공진주파수 5.5GHz에서 패치의 폭 We 19.362mm 그 리-고 길이 Ie 14.132mm인 직사각형 기본패치를 설계하였다.
- 설계된 패치안테나는 공진주파수 5.5GHz에서 입력임 피던스가 145 [Q]이였고, 패치와 급전선로간의 임피던스 정합을 위해 X/4 임피던스 변환기를 이용하였으며, 기본 패치와 임피던스 변환기가 결합하여 그림 1과 같은 직사각형 단일 패치를 완성하였다.
- 마이크로스트립 단일 안테나를 배열 확장하기 위해서 T-junctkm 을 사용하여 소자간의 전력을 분배시켰다. T-jimctfge전력이 분배되는2-pat 간의 격리도는Wilkinson power divider 에 비해서 떨어지지만, 제작이 용이하며 비교적 좋은 전력분배특성을 가지므로 일반적인 급전선 설계에 많이 사용되고 있다.
- T-jimctfge전력이 분배되는2-pat 간의 격리도는Wilkinson power divider 에 비해서 떨어지지만, 제작이 용이하며 비교적 좋은 전력분배특성을 가지므로 일반적인 급전선 설계에 많이 사용되고 있다. 여기서 두 개의 출력 포트로 동일한 전력을 분배하는 T-Junction 전력분배기를 이용하였고, 서로 다른 임피던스를 매칭 시키기 위해 A/4 임피던스 변환기를 이용하였다.
- 일반적으로 X/4 임피던스 변환기를 회로에 삽입할 경우 중심주파수에서 멀어질수록 VSWR이 급속히 악화되며 대역폭이 작아지게 된다. 따라서 급전점으로부터 X/4 임피던스 변환기를 다단으로 연결하여 임피던스의 변화폭을 작게 함과 동시에 VSWR의 변화폭과 대역폭을 넓게 하도록 하였다.
- 본 논문에서는 NEC사의 NE3210S01HJ-FET를 사용하였고, 설계한LNA의 동작점을 VDS = 2V, IDS = 10mA 로만족시키기 위해 K;s = —0.48μ를 인가 시켰다.
- 따라서 Noise Circle과 Gain Circle상에서 잡음지 수와 이득을 적절히 고려하여 trade-off점을 잡아 입력정합회로를 설계하고 입력정합회로가 결정되면 출력정합회로는 공액정합이 되도록 설계하게 된다. 따라서 본 논문에서는 입력단은 잡음특성에 의해 매칭 회로를 설계 하고, 출력단은 이득 특성을 고려하여 매칭 회로를 설계하여 5GHz 대역에서 상용되는 저 잡음 증폭기의 특성에 준하여 설계 스펙을 결정하였으며, 이를 표 1에서 보여주고 있다.
- 측정은 Anritus 37169A VNA(Vector Network Analyzer)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 따라서 본 논문에서는NEC사의 superlownoiseHJFET 를 사용하여 LNA를 설계 하였고, 안테나는 이득과 VSWR 특성개선 및 입력 임피던스를-50 [Q]에 일치시키기 위해서 기본 패치 두 개를 패치간의 간격을X/2로 배열 하고, 다단의 A/4 임피던스 변환기와 전력 분배기가 결합된 형태로 구성하였다. 기판은 비유전율이 3.5, 유전체 두 께가0.508mm인 타코닉사의 테프론 기판을 사용하였다. 또한 배열 안테나를 설계 제작하는데 사용되는 耳4 임피던스 변환기와 전력분배기를 HP사의 ADS2002 모멘텀 시뮬레이션을 사용하여 설계하고, 이를 결합하여 최적화된 1x2 마이크로스트립 안테나를 설계하였다.
- 제작된 안테나는 Anritsu 37169 VNA(Vector Network Analyzer)# 사용하여 측정하였다.
- 기판은 유전율 3.5, 두께 0.508mm인 타코닉사의 테프론 기판위에 제작하였다.
성능/효과
- 1x2 패치 안테나를 모멘텀 기법에 의한시뮬레이션 결과 설계된 패치는5.5 [GHz]에서 공진이 일어나는 것을 알 수 있으며, 반사손실은 약 -33 [dB] 이고, 반사손실 이 -10 [dB]( PS林2:1)가 되는 대역 폭은 약 40 [MHz] 정도로 계산됨을 알 수 있다. 배열 마이크로스트립 패치 안테나 방사 소자의 원거리 영역 방사패턴을 나타내고 있으며, 이득은8 [dBi], 무지 향성 특성을 나타내고 있다.
- NE3210S01의 칩 분석 결과 잡음지수는0.5dB, 이득은 15 dB, 그리고 μ-factor는 1.02로 5.5 GHz에서 소자가 안정 하다는 것을 알 수 있다.
- 시뮬레이션 결과 입 출력 반사계수는 -20 dB 이 흐h 잡음 지수는 0.735 dB, 이득은 15dB 입출력 정재파비는 1.2를 넘지 않는 특성을 보였다.
- 본 논문에서는 무선 랜용으로 사용 가능한 능동 안테나 를 구현하기 위해 저잡음 증폭기와 1x2패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 설계된 1x2패치 안테나는 중심주파수 5.5 G田에서 이득이 8dBi의 전방향 특성을 나타내었고, 반사 계수가 약-33dB를 나타내었으며, 대역폭이 매우 좁음을 알 수 있었다. 측정 결과 안테나의 입력 임피던스가 5.
- 5 G田에서 이득이 8dBi의 전방향 특성을 나타내었고, 반사 계수가 약-33dB를 나타내었으며, 대역폭이 매우 좁음을 알 수 있었다. 측정 결과 안테나의 입력 임피던스가 5.5 [GHz]에서 48+jl [団, 입력 반사손실은 -32 [dB]를 나타내었으며, 전압 정재파비가 1.132로 매우 좋은 특성을 가지는 것으로 측정되었다.
- 또한 저잡음 증폭기는 중심 주파수 5.5 GHz에서 입출력 반사 손실이 -20明 이하를 나타내었으며, 이득은 15 dB, 그리고 잡음지수는 -0.7 dB를 나타내었으며, 입출력 VSWRe 1.2 이하의 특성을 얻을 수 있었다. 측정 결과 LNA의 입력 반사 손실이 5.
- 2 이하의 특성을 얻을 수 있었다. 측정 결과 LNA의 입력 반사 손실이 5.5 [GHz] 에서 -19.5 [dB], 출력 반사 손실은 -26.28 [dB], 이득은 15 [dB]를 나타내었다. 또한 다단의 X/4 임피던스 변환기를 사용하였기 때문에 임피던스 변화폭이 적어서 5.
- 28 [dB], 이득은 15 [dB]를 나타내었다. 또한 다단의 X/4 임피던스 변환기를 사용하였기 때문에 임피던스 변화폭이 적어서 5.5 [GHz] 근거리 무선 LAN에 사용되는RF 모듈과 결합이 용이하다는 특성을 확인하였다.
후속연구
- 설계제작된 안테나는 무선 LAN시스템에서 사용되는 능동안테나로 활용도가 클 것이라 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.