[논문]다수 쌍의 L-Slot을 이용하여 무선 휴대 단말기용 MIMO 안테나 시스템의 격리도를 향상시키는 방법

이현석; 윤상원; 박현창; 박형무

doi:10.5515/kjkiees.2008.19.8.820

다수 쌍의 L-Slot을 이용하여 무선 휴대 단말기용 MIMO 안테나 시스템의 격리도를 향상시키는 방법
A Method to Improve Isolation of MIMO Antenna System for Wireless Portable Devices Using Multiple Pairs of L-Slots 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.19 no.8 = no.135, 2008년, pp.820 - 825

이현석 (동국대학교 전자공학과) , 윤상원 (동국대학교 전자공학과) , 박현창 (동국대학교 전자공학과) , 박형무 (동국대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 $2.3{\sim}2.4$ GHz 대역 무선 휴대 단말기용 내장형 MIMO 안테나 시스템의 격리도를 향상시키는 방법을 제시하였다. 제안된 MIMO 안테나 시스템은 2개의 안테나 사이의 그라운드 기판에 다수 개의 L-slot으로 구성된 multi-slots를 위치시키며, multi-slots가 대역 차단 필터처럼 작용하여 안테나 간의 상호 결합을 억제시켜 격리도를 향상시킨다. 6쌍의 L-slots를 채택한 MIMO 안테나 시스템은 -26.4 dB의 반사 손실과 -37.5 dB의 격리도를 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

A method to improve isolation characteristics of internal MIMO antenna systems for wireless portable devices operating in the $2.3{\sim}2.4$ GHz band is presented. The proposed system incorporates multiple pairs of L-slots between the two antennas in the ground plane, which operate like a band-stop filter, suppressing mutual coupling between the antennas and resulting in improved isolation. A MIMO antenna system with 6 pairs of L-slots shows reflection loss of -26.4 dB and isolation of -37.5 dB.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

제한된다. 따라서 본 논문에서는 L-slot 간의 간격이 격리도에 기여하는 정도와 L-slot 쌍의 개수 증가가 격리도 향상에 기여하는 정도를 상세 검토하였다.
본 논문에서는 제작 공정이 간단한 다수 쌍의 L- slot(이하 multi-slots라고 표기함)을 삽입하여 MIMO 안테나 시스템을 무선 휴대 단말기의 작은 공간 안에서 격리도를 더욱 향상시키는 방법을 제시하였다.

제안 방법

그림 1은 multi-slots를 구현한 MIMO 안테나 시스템의 기본 구조이다. 본 시스템은 2개의 Planar Inverted-F Antenna(PIFA)를 채택하였으며, 무선 휴대 단말기의 크기를 고려하여 그라운드 기판과 안테나의 치수 파라미터를 표 1과 같이 결정하였다. 그라운드 기판에 L-slot 쌍이 있는 경우에는 L-slot 쌍이 없는 경우와 달리 전류가 한 쪽으로 치우쳐 흐르게 된다.

성능/효과

의 개수에 따른 격리도 특성 변화를 나타내었다. Slot 간의 간격을 1 mm로 하여 Lslot 쌍의 개수를 1쌍에서부터 기판에 수용 가능한 최대 개수인 6쌍까지 증가시킨 결과 6쌍일 때 가장 좋은 격리도 특성인 -37.5 dB를 보였다. 이는 간격이 11 mm일 때 수용 가능한 최대 개수인 2쌍을 사용했을 때보다 더 우수한 격리도로서, L-slot 간의 간격보다도 L-slot 쌍의 개수가 격리도 향상에 더 중요하게 작용함을 보여준다.
그림 5는 두 쌍의 L시。t간의 간격(S)에 따른 격리도 특성을 나타낸 것으로 간격을 1, 6, 11 mm로 변화시킨 결과 L-slot간의 간격이 증가함에 따라 격리도 특성이 개선되어, 간격이 11 mm일 때 -30.5 dB의 격리도를 보였다.
안테나 시스템의 구조이다. 반사 손실 印은 -26.4 dB, 격리도 知은 -37.5 dB로서 목표 주파수인 2.3~2.4 GHz 대역에서 양호한 반사 특성과 더불어 우수한 격리도 특성을 얻었다. 표 3에 제안된 MIM0 안테나 시스템의 특성을 정리하였다.
본 논문에서는 mulit-slots를 사용하여 4세대 이동통신 주파수 후보 대 역 인 23~2.4 GHz에서 무선 휴대 단말기 MIMO 안테나 시스템의 공간적인 제약을 극복하고 안테나 간 격리도를 향상시키는 방법을 제시하였다 두 개의 PIFA 안테나 사이의 그라운드 기판에 6쌍의 L-slot을 도입한 MIMO 안테나 시스템의 %은 - 26.4 dB, 切은 -37.5 dB로서 양호한 반사 특성과 더불어 우수한 격리도 특성을 보였다 제안된 방법은 목표 대역에서 우수한 특성을 보였을 뿐 아니라 2개 이상의 안테나를 갖는 무선 휴대 단말기용 MIMO 안테나 시스템, 기지국용 배열 안테나 등에서도 격리도 향상에 용이하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
5 dB를 보였다. 이는 간격이 11 mm일 때 수용 가능한 최대 개수인 2쌍을 사용했을 때보다 더 우수한 격리도로서, L-slot 간의 간격보다도 L-slot 쌍의 개수가 격리도 향상에 더 중요하게 작용함을 보여준다.
mm로 고정하였다. 총길이를 A/4인 37 mm로 고정하고, 짧은 변의 길이를 3, 5, 7 mm까지 변화시킨 결과 짧은 변의 길이가 길어질수록 격리도 특성이 개선되었다. 그러나 짧은 변의 길이가 7 mm 이상인 경우에는 그라운드 기판이 L-slot의 짧은 변에 의해 단락되기 때문에 적합하지 않다.

참고문헌 (6)

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