본 논문에서는 다이폴형 방사 패턴을 나타내며, 저자세를 갖는 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 0.43 $\lambda_g$ 길이의 L형 슬롯 소자를 기본으로 하여 4개의 슬롯 소자 배열로 평면형 모노폴 안테나의 기저단이 정합 구성되었다. 제안된 안테나는 수평면 내에서 무지향성 방사 패턴을 나타내며, 브로드 사이드 방향에서는 영점을 갖는다. 설계에서 커패시턴스 소자로 동작되는 소형 모노폴 안테나를 4개의 L형 슬롯에 의하여 일부분이 제거되어진 접지 면과 결합시켰다. 그 결과 이들 구조들은 방사를 위한 LC공진기로 동작하게 된다. 제안된 안테나의 실제 측정 결과, 임피던스대역폭(VSWR$\leq$2)은 60 MHz(2.35$\sim$2.41 GHz)로 나타났으며, 동작 중심 주파수 2.38 GHz에서 최대 이득과 방사 효율은 각각 0.02 dBi, 56.7 %로 나타났다. 제안된 안테나는 무선 랜 액세스 포인트 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 다이폴형 방사 패턴을 나타내며, 저자세를 갖는 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 0.43 $\lambda_g$ 길이의 L형 슬롯 소자를 기본으로 하여 4개의 슬롯 소자 배열로 평면형 모노폴 안테나의 기저단이 정합 구성되었다. 제안된 안테나는 수평면 내에서 무지향성 방사 패턴을 나타내며, 브로드 사이드 방향에서는 영점을 갖는다. 설계에서 커패시턴스 소자로 동작되는 소형 모노폴 안테나를 4개의 L형 슬롯에 의하여 일부분이 제거되어진 접지 면과 결합시켰다. 그 결과 이들 구조들은 방사를 위한 LC 공진기로 동작하게 된다. 제안된 안테나의 실제 측정 결과, 임피던스 대역폭(VSWR$\leq$2)은 60 MHz(2.35$\sim$2.41 GHz)로 나타났으며, 동작 중심 주파수 2.38 GHz에서 최대 이득과 방사 효율은 각각 0.02 dBi, 56.7 %로 나타났다. 제안된 안테나는 무선 랜 액세스 포인트 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
In this paper, an antenna which has dipole-like radiation pattern and low profile is proposed. The antenna is composed of four elements slot array based on L-shaped 0.43 $\lambda_g$ slot element. It presents a omni-directional radiation patter in the azimuth plane and has a null toward br...
In this paper, an antenna which has dipole-like radiation pattern and low profile is proposed. The antenna is composed of four elements slot array based on L-shaped 0.43 $\lambda_g$ slot element. It presents a omni-directional radiation patter in the azimuth plane and has a null toward broad-side direction. In the design, a small mono-pole antenna which acts as a large capacitance element, combined with the partially removed ground plane by four L-shaped slots. As a result, these structure act as a LC resonator for radiation. The measured result shows, the impedance bandwidth(VSWR$\leq$2) of the proposed antenna is 60 MHz(2.35$\sim$2.41 GHz). The measured maximum radiation gain and efficiency of proposed antenna is 0.02 dBi, 56.7 % at center frequency 2.38 GHz, respectively. The proposed antenna can be applied to wireless tan access point system.
In this paper, an antenna which has dipole-like radiation pattern and low profile is proposed. The antenna is composed of four elements slot array based on L-shaped 0.43 $\lambda_g$ slot element. It presents a omni-directional radiation patter in the azimuth plane and has a null toward broad-side direction. In the design, a small mono-pole antenna which acts as a large capacitance element, combined with the partially removed ground plane by four L-shaped slots. As a result, these structure act as a LC resonator for radiation. The measured result shows, the impedance bandwidth(VSWR$\leq$2) of the proposed antenna is 60 MHz(2.35$\sim$2.41 GHz). The measured maximum radiation gain and efficiency of proposed antenna is 0.02 dBi, 56.7 % at center frequency 2.38 GHz, respectively. The proposed antenna can be applied to wireless tan access point system.
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문제 정의
하지만 ENG 메타구조를 실제 매질로 구현하는 것은 쉽지 않으므로등가 구조적으로 설계하는 방법이 사용된다[句'的. 따라서 본 논문에서는 용량성 리액턴스(R)를 나타내는 소형 모노폴 안테나를 효과적으로 정합시키기 위하여, 마이크로 스트립 선로를 사용하여 이 모노 폴을 접지 면에, 유도성 리액턴스 성분을 갖는 1.형 슬롯(庆)과 결합시킴으로써 ENG 메타 구조를 형성시키어 효과적인 전력 방사 구조를 갖는 소형 모노폴 안테나를 구현하였다.
제안 방법
SNG는 다시 ENG (Epsilon Negative), MNG(Mu Negative)로 구분될 수 있는데, CRLH TL(Composite Right and Left-Handed Transmission Line) 구조에서 직렬 캐패시턴스(Cz) 성분이 존재하지 않고 직렬 인덕턴스(厶) 성분이 리액턴스로써 존재하는 구조를 ENG(Epsilon Negative) 라한다. 본 논문에 제안된 소형 모노폴은 캐패시턴스성분을 가지므로 인덕턴스 성분의 ENG 메타 구조를 적용함으로써 정합을 이루었다. 하지만 ENG 메타구조를 실제 매질로 구현하는 것은 쉽지 않으므로등가 구조적으로 설계하는 방법이 사용된다[句'的.
본 논문에서 0.43 尚의 길이를 갖는 4개의 개방 L형 슬롯을 상호 대칭적으로 배열하여, 다이폴형 방사 패턴을 나타내는 평면 구조의 안테나를 제 안 하였다. 제작된 안테나의 크기는 40x40 mm이며, 동작 중심 주파수 2.
일반적으로 사용되는 개방형 슬롯 안테나의 공진 길이는 동작 중심 주파수에서 人/4의 길이가 되며, 이 경우에 안테나의 공진주파수에서 슬롯의 임피던스는 실수 값을 갖는다. 본 연구에서는 공진형 개방 슬롯을 사용하는 대신 유도성 리액턴스 값을 갖도록 하기 위하여 설계 중심 주파수 2.445 GHz에서 약 0.43 旭의 길이를 갖도록 설계하였으며, 직선형 슬롯 대신에 L형 슬롯의 구조를 사용하여 크기를 최소화 시키었고 안테나의 임피던스 대역폭을 극대화시키기 위한 최적화 구조로 설계하였다. 그러나 좁은 접지 면을 활용하여 4개의 슬롯을 부설하기 때문에 서로 다른 슬롯 사이에 커플링 등에 의한 안테나 특성에 변화가 크므로, 마이크로 스트립 결합 선로와 슬롯 사이의 상호 결합 방법의 최적화가 요구된다.
설계에 있어서 수평면 내에서 전 방향성 방사 특성을 나타내게 하기 위하여 상호 대칭적인 4개의 1.형 슬롯을 배치하였으며, 안테나, 크기를 소형화시키기 위하여 각각의 개방 L형 슬롯의 크기는 설계 중심 주파수에서 약 0.43 길이로 설계하여 유도성 리액턴스 값을 갖도록 하였다.
대상 데이터
그림 9는 제작된 안테나의 사진이다. SMA 커넥터 중심 도체는 소형 모노 폴로 사용하였으며, 4 소자의 L형 슬롯은 접지 면에 대하여 상호 대칭적으로 배열시키고, 4개의 암 구조의 마이크로 스트립 선로를 사용하여 모노폴과 결합시키었으며, 안테나 제작에는 Rogers사의 RO32l0( Er=l0.2, h=l.21 mm)기판을 사용하였다.
그림 2는 제안된 안테나의 구조이다. 안테나 설계에 사용된 기판은 Rogers 사의 RO3210(&=10.2, h= 1.27 mm)이며, 설계되어진 안테나의 크기는 40x40 xl.27 mm이다. 기판의 중앙부에 위치한 역 卍 자 형태의 구조는 그라운드에 형성된 각 개방 L형 슬롯과결합시키기 위한 마이크로스립 선로이다.
이론/모형
L형 슬롯은 마이크로스트립 결합 선로에 의해서 인덕티브 로딩 효과를 갖도록 하므로 이들 구조의 크기는 안테나의 공진 주파수와 임피던스 정합에 큰 영향을 미친다. 이러한 영향을 파악하기 위한 설계 변수의 최적화에는 3D 해석에 용이한 상용 소프트웨어인 CST사의 MWS tool을 이용하였다圆.
성능/효과
이는 슬롯의 길이가 길어지면 안테나의 등가 공진주파수가 낮아지기 때문이다. 본 연구에서는 L형 슬롯의 폭 w는 3 mm, 길이 d는 12.4 mm로 최적화하여 전체 개방 L형 슬롯의 길이는 16.4 mm로 하였으며, 안테나의 최적화 구조에 대한 모의실험 결과 안테나 임피던스 대역폭(VSWRM2)은 82 MHz(2.402-2.484 GHz)를 나타내었다.
41 GHz로 60 MHz의 대역폭을 나타내었다. 시뮬레이션 결과의 임피던스 대역폭(VSWRM2)은 82 MHz(2.402-2.484 GHz) 로 실제 측정 결과와는 다소 차이가 있었다. 이는
7 %로 나타났다. 전기적 소형 모노폴 안테나는 용량 성 리 액턴스를 가지므로, 안테나를 임피던스 정합을 시키기 위하여 4개의 개방 L형 슬롯을 사용하여 인덕티브로딩을 기법을 적용하였다, 실제 측정 결과, 제작된 안테나의 임피던스 대역폭(VSWRM2)은 60 MHz(2.35~2.41 GHz)로 나타났다. 안테나 구조가 평면형임에도 불구하고 제작된 안테나는 다이폴형 안테나와 같은 방사 패턴을 나타내었다.
43 尚의 길이를 갖는 4개의 개방 L형 슬롯을 상호 대칭적으로 배열하여, 다이폴형 방사 패턴을 나타내는 평면 구조의 안테나를 제 안 하였다. 제작된 안테나의 크기는 40x40 mm이며, 동작 중심 주파수 2.38 GHz에서 최대 이득과 방사 효율은 각각 0.02 dBi, 56.7 %로 나타났다. 전기적 소형 모노폴 안테나는 용량 성 리 액턴스를 가지므로, 안테나를 임피던스 정합을 시키기 위하여 4개의 개방 L형 슬롯을 사용하여 인덕티브로딩을 기법을 적용하였다, 실제 측정 결과, 제작된 안테나의 임피던스 대역폭(VSWRM2)은 60 MHz(2.
중심 주파수 2.38 GHz에서 최대 이득과 방사 효율은 각각 0.02 dBi, 56.7 %로 나타났다.
측정 결과, 모의실험 결과와 거의 동일한 다이 폴형 방사 패턴을 나타내었다.
그림 I0에 제작된 안테나의 측정된 반사 손실을 나타내었다. 측정 결과, 중심 주파수 2.38 GHz에서 임피던스 대역폭(VSWRV2)은 2.35~2.41 GHz로 60 MHz의 대역폭을 나타내었다. 시뮬레이션 결과의 임피던스 대역폭(VSWRM2)은 82 MHz(2.
후속연구
안테나 구조가 평면형임에도 불구하고 제작된 안테나는 다이폴형 안테나와 같은 방사 패턴을 나타내었다. 제안된 안테나는 무선랜 액세스 포인트시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.
참고문헌 (8)
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