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이중대역 소형 LTCC 칩 PIFA의 설계 및 구현
Design and Implementation of the small PIFA with dual bandwidth using LTCC 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.1 no.1, 2008년, pp.47 - 52  

남성수 (경기대학교 전자공학과) ,  김준형 (경기대학교 전자공학과) ,  조태준 (경기대학교 전자공학과) ,  이홍민 (경기대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 LTCC를 이용한 이중대역을 갖는 소형화된 칩 PIFA를 설계하였다. 제안된 PIFA 는 K-PCS 대역과 WiBro 대역에서 동작시키기 위하여 이중 공진 특성을 갖도록 설계 제작 하였다. 본 안테나는 두개의 층으로 이루어져 있으며 아래 패치는 1.727 ~ 1.847GHz 의 약 120 MHz 대역폭을 갖으며 K-PCS 대역을 만족한다. 위 패치로의 급전을 위해 적층 급전을 이용하였으며 2.302 ~ 2.412 GHz 의 약 110 MHz 대역폭으로써 WiBro 대역을 만족한다. K-PCS 와 WiBro 대역에서 최대 방사 이득은 각각 2.11, 3.71 dBi로 나타났다. 안테나의 소형화를 위해 유전율 8을 갖는 유전체 LTCC를 사용하여 칩 형태로 제작하였다. 제안된 PIFA는 SAR 저감효과를 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the small PIFA with dual bandwidth using LTCC is the proposed. The proposed PIFA is designed and fabricated for dual resonance bands (K-PCS and WiBro). It consists of two layers. The bottom layer shape PIFA has 120MHz bandwidth (1.727 ~ 1.847 GHz), it satisfied K-PCS. The top layer sh...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 120MHz의 대역폭을 갖는 K-PCS 와 110MHz의 대역폭을 갖는 WiBro의 이중대역을 만족하는 LTCC를 이용한 칩 PIFA를 설계하였다. PIFA 구조를 사용함으로써 SAR 저감효과를 나타내도록 하였고, LTCC 가 갖는 고 유전율 특성과 슬릿을 이용하여 안테나를 소형화를 하였다.
  • 본 논문에서는 안테나 소형화를 위해 고 유전율 기판의 사용하고 적층구조에 따르는 물리적 강도가 약한 단점의 보완하기 위해 LTCC를 사용하여 칩으로 제작된 PIFA를 설계하였다.
  • 기존의 내장형 PIFA는 폴리머를 이용하여 안테나 탑재 기구를 선택하고 그 위에 패턴을 형성하여 설계하였다[5]. 폴리머는 가공이 용이하고 매질의 유전율을 손쉽게 변화시킬 수 있지만 2차원적 구조에 한정되기 때문에, LTCC 공정을 이용하여 3차원 적층 구조가 가능한 새로운 형태의 내장형 PIFA를 구현하고자 하였다. 아래패치에 슬릿을 부설하여 소형화를 이루고, 아래패치와 위패치의 높이와 길이 조절을 통한 상호 결합을 이용하여 K-PCS 대역을 형성하도록 하였으며, 아래패치와 위패치 간의 via 없이 적층 구조를 사용하여 WiBro대역을 형성하도록 설계하였다.

가설 설정

  • 매질에 의해 더해지는 손실이 없다고 가정한다면, 높은 유전율 값이 있는 곳에 전기장이 집중되기 때문에 급전된 에너지는 자유공간으로 소량 방사되고, 많은 에너지가 축적되어지므로 높은 Q값을 타나낸다. 높은 Q 값은 대역폭의 감소를 초래 하므로 소형 안테나 구현을 위해서는 안테나의 성능과 크기를 고려한 적절한 유전율을 갖는 기판의 선택이 중요하다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무선이동통신에 요구되는 디자인은? 최근 전자산업의 발전과 함께 무선이동통신도 급속도로 성장하였다. 무선이동통신은 다양한 서비스를 위해 집적, 소형, 경량화 된 디자인이 요구되었다. 이러한 소비자의 요구를 충족시키기 위해서 물리적인 크기에 제약받는 안테나의 소형화 연구가 필요한 하다.
전자산업의 발전과 함께 성장한 산업은? 최근 전자산업의 발전과 함께 무선이동통신도 급속도로 성장하였다. 무선이동통신은 다양한 서비스를 위해 집적, 소형, 경량화 된 디자인이 요구되었다.
안테나의 소형화 연구를 위해 적용한 구조는? 제안된 내장형 안테나는 설계가 간단하고 제작 비용이 적은 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 사용하였다.
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