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논문 상세정보

유전자 알고리즘을 사용한 안테나 고차 변압 회로 구성과 변압 회로를 사용한 Wheeler Cap 효율 측정법

On the Design of High Order Transformer Circuit Using the Genetic Algorithm and Its Application to the Wheeler Cap Measurement

초록

일반적으로 소형 안테나의 효율 측정에는 Wheeler cap 측정법이 많이 사용되지만 이 방법은 안테나의 동작 원리가 복잡할 경우 정확한 효율을 측정할 수 없는 단점이 있다. 그러나 고차 회로를 이용하여 안테나의 입력 임피던스를 정확히 나타낼 수 있으면 보다 정확한 안테나의 효율 측정이 가능하다. 본 논문에서는 변압기 회로를 이용하여 보다 쉽게 고차 회로를 구성할 수 있는 고차 회로 모델 구성법과 이를 최적화하는데 소요되는 시간단축과 정확성 향상을 위한 각 소자 값들의 효과적인 초기 값 설정 방법을 제안하였다. 고차 회로 모델의 각 소자 값들을 최적화하기 위해 유전자 알고리즘을 이용하였으며, 제안된 방법을 수동형 RFID 태그 안테나의 효율 측정을 통해 검증하였다.

Abstract

Generally, the Wheeler cap method is used to measure the efficiency of small antennas. This method often gives an unreliable efficiency when the antenna has a complicated operating principle. However, if the high-order circuit model which more closely represents the input impedance of the antenna is used in Wheeler cap method, then more accurate efficiency can be achieved. In this paper, we propose a novel method that can build the high-order circuit model using transformer circuits with the genetic algorithm(GA). To efficiently reduce the searching space in the GA and improve the convergence of the GA process, we suggest a novel scheme that finds appropriate initial values. Finally we verify the proposed method by measuring the efficiency of some passive RFID tag antennas.

참고문헌 (9)

  1. Y. Kim, H. Ling, 'Equivalent circuit modeling of UWB antennas using a modified Cauchy method', IEEE USNC/URSI National Radio Science Meeting, Digest, p. 155, Jul. 2005 
  2. G. S. Smith, 'An analysis of the wheeler method for measuring the radiation efficiency of antennas', IEEE Trans. Antennas Propagt., vol. 25, pp. 552-556, Jul. 1977 
  3. 조치현, 추호성, 박익모, 강진섭, '개선된 Wheeler Cap 방식을 이용한 안테나 효율 측정', 한국전자파학회논문지, 17(4), pp. 317-323, 2006년 4월 
  4. Y. Rahmat-Samii, E. Michielssen, Electromagnetic Optimization by Genetic Algorithms, New York: John Wiley & Sons, 1999 
  5. D. M. Pozar, B. Kaufman, 'Comparison of three methods for the measurement of printed antenna efficiency', IEEE Trans. Antennas Propagt., vol. 36, pp. 136-139, Jan. 1988 
  6. D. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison Wesley, Reading, MA, 1989 
  7. H. Choo, R. Rogers, and H. Ling, 'On the Wheeler cap measurement of the efficiency of microstrip antenna', IEEE Trans. Antennas Propagt., vol. 53, pp. 2328-2332, Jul. 2005 
  8. 조치현, 추호성, 박익모, 김영길, 'UHF 대역 수동형 RFID 태그 안테나 설계', 한국전자파학회논문지, 16(9), pp. 872-882, 2005년 9월 
  9. E. Newman, P. Hohley, and C. H. Walter, 'Two methods for the measurement of antenna efficiency', IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 23, pp. 457-461, Jul. 1975 

이 논문을 인용한 문헌 (7)

  1. Lee, Sang-Woon ; Cho, Chi-Hyun ; Lee, Kee-Keun ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo 2008. "U-Shaped RFID Tag Antenna with Isotropic Radiation Characteristic" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 19(5): 523~532 
  2. Lee, Chu-Yong ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo ; Han, Wone-Keun 2008. "Design of a CP Spiral RFID Reader Antenna in UHF Band" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 19(5): 562~571 
  3. Lee, Sang-Woon ; Cho, Chi-Hyun ; Lee, Kee-Keun ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo 2009. "U-Shaped Broadband RFID Tag Antenna with a Parasitic Element" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 20(1): 75~82 
  4. Lee, Sang-Woon ; Jung, Hak-Joo ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo 2009. "Broadband U-Shaped RFID Tag Antenna with Near-Isotropic Characteristic" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 20(5): 480~492 
  5. Ji, Sung-Hwan ; Han, Won-Keun ; Park, Ik-Mo ; Choo, Ho-Sung 2009. "Design of a Broadband Printing RFID Tag Antenna with Low Performance Degradation Due to Nearby Dielectric Material" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 20(8): 694~700 
  6. Jung, Hak-Joo ; Lee, Sang-Woon ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo 2010. "Compact Multiple Meander RFID Tag Antenna with Broadband Characteristic" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 21(9): 971~978 
  7. Jung, Hak-Joo ; Lee, Sang-Woon ; Choo, Ho-Sung ; Park, Ik-Mo 2010. "Comparison of the Characteristic of Multiple Meander-Line RFID Tag Antennas" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 21(12): 1438~1446 

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