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[국내논문] 메타 물질 기법을 이용한 전방향성 복사 패턴을 갖는 평면형 S-DMB 안테나 설계 및 구현
Design and Implementation of Plannar S-DMB Antenna with Omni-Directional Radiation Pattern Using Metamaterial Technique 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.21 no.12 = no.163, 2010년, pp.1343 - 1351  

안찬규 (인천대학교 전자공학과) ,  유주봉 (인천대학교 전자공학과) ,  전준호 (인천대학교 전자공학과) ,  김우찬 (인천대학교 전자공학과) ,  양운근 (인천대학교 전자공학과) ,  나병구 (한국안테나) ,  이재호 (한국안테나)

초록
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본 논문에서는 metamaterial CRLH(Composite Right- and Left-Handed) 구조 기반의 새로운 패치 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. 일반 마이크로스트립 패치 구조의 기본 공진 모드인 반파장 공진이나 반파장 공진의 양의 정수배와 달리 제안된 안테나는 구조 전체에 전계가 같은 위상을 갖게 한다. 본 논문에서 제안하는 안테나는 요구되는, $\lambda/4$ 모노폴 안테나의 전형적인 특성인 전방향 패턴을 갖는 동시에 low-profile의 장점을 가진다. 제안된 안테나의 전산 모의 실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 제안된 안테나는 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 구현된 안테나는 S-DMB(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting) 서비스에서 사용되는 2.63~2.655 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)$\leq$2임을 만족하며, 측정된 최대 이득과 효율은 각각 2.65 dBi와 81.14 %이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a novel patch antenna based on the metamaterial CRLH(Composite Right- and Left-Handed) structure is designed, implemented, and measured. Contrary to the standard microstrip patch's fundamental resonance mode of half-wavelength or its positive multiple, the proposed antenna shows the i...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 메타 물질기법을 이용하여 전방향성 방사 패턴을 갖는 low-profile 안테나를 설계 및 제작하고 그 성능을 측정하여 제시한다. 제안된 안테나가 S-DMB(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting)에서 사용되는 주파수 2.
  • 본 논문에서는 S-DMB 대역을 만족하는 메타 물질 기법을 이용한 전방향성 평면형 안테나를 제안하고 설계, 구현하였다. 안테나의 크기는 96.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
길이에 무관한 공진기의 설계가 가능하려면 어떤 특성을 이용해야 하는가? MTM은특정 주파수에서 자연 상태의 물질로는 존재하지 않는 음의 유전율 또는 음의 투자율을 가지도록 하는 것으로서, 전송 선로로 구현할 때는 기존의 RH(Right-Handed) 특성에 LH(Left-Handed) 특성을 가지는 전송 선로를 추가시켜 구현한다. 특히 전파상수가 0인 경우에는 파장이 무한대와 같아지게 되므로전송 선로의 물리적인 길이와는 상관없이 구조상에 동위상의 전자장을 형성할 수 있으며, 부품의 소형화나 성능 개선을 얻을 수 있다[2],[3]. 이러한 특성을 이용하면 ZOR(Zeroth-Order Resonator)와 같은 길이에 무관한 공진기의 설계가 가능하다.
MTM은 어떤 것인가? 최근 안테나 소형화나 성능 개선에 있어서 MTM(Metamaterial)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. MTM은특정 주파수에서 자연 상태의 물질로는 존재하지 않는 음의 유전율 또는 음의 투자율을 가지도록 하는 것으로서, 전송 선로로 구현할 때는 기존의 RH(Right-Handed) 특성에 LH(Left-Handed) 특성을 가지는 전송 선로를 추가시켜 구현한다. 특히 전파상수가 0인 경우에는 파장이 무한대와 같아지게 되므로전송 선로의 물리적인 길이와는 상관없이 구조상에 동위상의 전자장을 형성할 수 있으며, 부품의 소형화나 성능 개선을 얻을 수 있다[2],[3].
소비자들의 휴대용 디지털 통신기기의 선택에 있어 매우 중요한 요소들은 무엇인가?  소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질 서비스를 제공 받기 원한다. 또한, 소비자들의 휴대용 디지털 통신기기의 선택에 있어 휴대성과 디자인 그리고 다양한 기능은 매우 중요한 요소이다. 따라서 휴대용 디지털 통신 기기는 추가적인 주변기기의 구성이 없어야 하고 작은 크기를 가지면서도 다양한 기능을 제공하여야 한다.
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참고문헌 (8)

  1. 성원모, "Metamaterial소형 안테나 개발 및 동향", 한국전자파학회 전자파기술, 20(2), pp. 24-32, 2009 년 3월. 

  2. 장건호, 강승택, "직각 링과 용량성 결합된 마이 크로스트립 패치 구조의 새로운 2차원 메타 재질 구조 CRLH 0차 공진 안테나 설계", 한국전자파학회논문지, 21(2), pp. 143-151, 2010년 2월. 

  3. Christophe Caloz, Tatsuo Itoh, Electro Magnetic Metamaterials: Transmission Line Theory and Microwave Application, John Wiley & Sons, 2006. 

  4. A. Sanada, C. Caloz, and T. Itoh, "Novel zeroth-order resonance in composite right/left handed transmission line resonators", Asia Pacific Microwave Conference, vol. 3, pp. 1588-1591, 2003. 

  5. J. G. Lee, J. H. Lee, "Zeroth order resonance loop antenna", IEEE Transaction on Antennas and Propagation, vol. 55, no. 3, pp. 994-997, 2007. 

  6. 이홍민, 이동 통신용 안테나 설계 실무, 상학당, pp. 141-177, 2010년. 

  7. 임성준, "2010년도 제1회 안테나기술교육과정", 한국전파진흥원 전자파측정센터, pp. 171-199, 2010 년. 

  8. 서영훈, 김태영, 김명기, 박익모, 서용교, 송기무, "전방향성 복사 패턴을 갖는 소형 평면 패치 안테나", 한국전자파학회논문지, 12(7), pp. 1094- 1101, 2001년 12월. 

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