본 논문에서는 hook형 패치를 이용한 무선 USB동글(dongle)용 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 hook형 패치에 모노폴 element를 결합시켜 다중 대역 특성을 구현하였다. 안테나의 전체 크기는 $10mm{\times}50mm{\times}0.8mm$ 이고, 유전율 4.6, loss tangent가 0.025인 FR-4기판 위에 설계되었다. 50옴 동축케이블을 이용하여 급전하였으며, 반사계수 측정 결과 -10 dB를 기준으로, 2.4 GHz - 2.5 GHz, 3.4 GHz - 3.6 GHz, 5.15 GHz - 5.825 GHz 대역에서 공진 특성을 가지는 것을 확인하였다. 또한 측정된 안테나 복사패턴은 전 주파수에서 전방향성 특성을 보였다. 따라서 제안된 안테나는 WLAN, WiMAX, Bluetooth를 대역을 지원하는 소형 무선 USB 동글 장치에 적합할 것으로 사료된다.
본 논문에서는 hook형 패치를 이용한 무선 USB 동글(dongle)용 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 hook형 패치에 모노폴 element를 결합시켜 다중 대역 특성을 구현하였다. 안테나의 전체 크기는 $10mm{\times}50mm{\times}0.8mm$ 이고, 유전율 4.6, loss tangent가 0.025인 FR-4기판 위에 설계되었다. 50옴 동축케이블을 이용하여 급전하였으며, 반사계수 측정 결과 -10 dB를 기준으로, 2.4 GHz - 2.5 GHz, 3.4 GHz - 3.6 GHz, 5.15 GHz - 5.825 GHz 대역에서 공진 특성을 가지는 것을 확인하였다. 또한 측정된 안테나 복사패턴은 전 주파수에서 전방향성 특성을 보였다. 따라서 제안된 안테나는 WLAN, WiMAX, Bluetooth를 대역을 지원하는 소형 무선 USB 동글 장치에 적합할 것으로 사료된다.
In this paper, an internal USB dongle antenna with a circular hook-shaped patch is proposed. The proposed antenna comprises of a circular hook-shaped patch and a monopole stub. The proposed antenna with the dimension of $10mm{\times}50mm{\times}0.8mm$ was fabricated on commercial FR-4 sub...
In this paper, an internal USB dongle antenna with a circular hook-shaped patch is proposed. The proposed antenna comprises of a circular hook-shaped patch and a monopole stub. The proposed antenna with the dimension of $10mm{\times}50mm{\times}0.8mm$ was fabricated on commercial FR-4 substrate with a dielectric constant of 4.6 and tangent loss of 0.025. The designed antenna exhibits three different resonant bandwidths, 2.4 GHz-2.5 GHz, 3.4 GHz-3.6 GHz, and 5.15 GHz-5.825 GHz. The measured radiation patterns are omni-directional at measured frequencies. Therefore, the proposed antenna is suitable for wireless USB dongle antenna that can support multiband wireless services such as WLAN, WiMAX and Bluetooth.
In this paper, an internal USB dongle antenna with a circular hook-shaped patch is proposed. The proposed antenna comprises of a circular hook-shaped patch and a monopole stub. The proposed antenna with the dimension of $10mm{\times}50mm{\times}0.8mm$ was fabricated on commercial FR-4 substrate with a dielectric constant of 4.6 and tangent loss of 0.025. The designed antenna exhibits three different resonant bandwidths, 2.4 GHz-2.5 GHz, 3.4 GHz-3.6 GHz, and 5.15 GHz-5.825 GHz. The measured radiation patterns are omni-directional at measured frequencies. Therefore, the proposed antenna is suitable for wireless USB dongle antenna that can support multiband wireless services such as WLAN, WiMAX and Bluetooth.
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문제 정의
본 논문에서는 무선 USB 동글용 초소형/다중대역 안테나를 제안하였다. 안테나의 전체 크기는 10 mm(W) ⨉ 50 mm(L) ⨉ 0.
가설 설정
45 GHz. (b) Current distribution at 3.5 GHz. (c) Current distribution at 5.
5 GHz. (c) Current distribution at 5.5 GHz.
제안 방법
8 mm(t)이고, hook형 패치와 모노폴 element로 구성되어있다. Hook형 패치 길이, 폭, 모노폴 element 유/무에 따른 공진 주파수 특성을 분석하였고, 전류 분포를 통해 동작원리를 확인하였다. 시뮬레이션을 바탕으로 최적화 파라미터를 추출하였고 FR-4 기판위에 제작되었다.
따라서 본 논문에서는 hook형 패치와 모노폴 element를 사용하여 WLAN (2.4 GHz-2.483 GHz, 5.15 GHz-5.825 GHz), WiMAX (3.4 GHz-3.6 GHz), ISM/Bluetooth (2.4 GHz-2.480 GHz) 3개 서비스 대역에서 S11< -10 dB의 기준을 만족시키는 무선 USB 동글용 초소형/다중대역 안테나를 제안한다.
제안된 hook형 패치 모형은 중심점(a, b)에 반지름 r인원의 방정식 (1)에서 중심점(aʹ,bʹ)에 반지름 rʹ 인 원(2)를 제외(subtraction)한 다음, 각도 2π-θ만큼 형성시켰다.
대상 데이터
SME사의 포지티브 감광기판(FR-4)을 이용하여 제작하였고 50-Ω 동축케이블로 급전하였다.
본 논문에서는 무선 USB 동글용 초소형/다중대역 안테나를 제안하였다. 안테나의 전체 크기는 10 mm(W) ⨉ 50 mm(L) ⨉ 0.8 mm(t)이고, hook형 패치와 모노폴 element로 구성되어있다. Hook형 패치 길이, 폭, 모노폴 element 유/무에 따른 공진 주파수 특성을 분석하였고, 전류 분포를 통해 동작원리를 확인하였다.
본 논문에서 제안하는 hook형 모노폴 안테나의 기본 구조는 그림 1(a)와 같다. 안테나의 전체 크기는 10 mm(W) ⨉ 50 mm(L) ⨉ 0.8 mm(t)이고, 유전율이 4.6, loss tangent가 0.025인 FR-4 기판 위에 설계되었다. 안테나는 hook형 패치와 모노폴 element의 결합으로 구성되고, 크기는 10 mm ⨉ 9.
성능/효과
5 GHz 대역의 전류 분포로서 모노폴 element에 전류가 집중되어 있음을 알 수 있다. 따라서 제안된 안테나는 2.4 GHz WLAN, 3.5 GHz WiMAX대역은 hook형 패치, 5 GHz WLAN 대역은 모노폴 element가 공진 주파수 특성에 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.
표 2는 측정된 안테나의 방사 효율 및 이득을 나타낸 것이다. 주파수 대역별 최대 방사 효율은 2.45 GHz 대역에서 89.16%, 3.5 GHz 대역에서 99.86%, 5 GHz WLAN 대역에서는 평균 80% 효율을 나타내고 있다.
측정 결과 WLAN (2.4 GHz-2.483 GHz, 5.15 GHz-5.825 GHz), WiMAX (3.4 GHz-3.6 GHz), ISM/Bluetooth (2.4 GHz-2.480 GHz)대역에서 S11< -10 dB을 만족함으로 시뮬레이션 결과와 잘 일치함을 확인하였다.
후속연구
825 GHz대역에서 S11< -10 dB를 만족시켰다. 따라서 본 연구에서 제안하는 안테나는 WLAN (2.4 GHz-2.483 GHz, 5.15 GHz-5.825 GHz), WiMAX (3.4 GHz-3.6 GHz), ISM/Bluetooth (2.4 GHz-2.480 GHz)대역을 동시에 지원하는 무선 USB 동글용 초소형/다중대역 안테나로서 그 응용이 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
WiMAX은 어떤 기술 표준을 따르는가?
4세대 이동 통신의 한 종류인 WiMAX(Worldwid Interoperability for Microwave Access)는 IEEE 802.11시리즈인 WLAN(Wireless Local Area Network) 기술에서 발전된 표준기술로서 미국 Intel사의 주도 아래 추진되고 있다. WLAN이 무선 접속 장치(AP)가 설치된 일정 거리 안에서 PDA나 노트북 컴퓨터를 통해 초고속 인터넷을 이용할 수 있는 것이라면, WiMAX는 옥외용 무선 광대역 기술로서 간섭이 적고 더 넓은 영역에서 초고속 인터넷을 이용할 수 있다[1].
4세대 이동 통신이란?
4세대 이동 통신은 최대 100 MHz의 대역폭을 사용하여 이동 중 100 Mbps속도, 정지 중에는 1 Gbps 속도를 제공하는 유선과 무선, 통신과 방송이 융합된 기술이다. 4세대 이동 통신의 한 종류인 WiMAX(Worldwid Interoperability for Microwave Access)는 IEEE 802.
무선 USB에 WiMAX, Bluetooth, WLAN 적용이 가능한 이유는?
무선 USB(Universal Serial Bus)는 USB-IF 산하 무선 USB 프로모터 그룹에서 표준화를 추진하고 있는 기술로 기존 USB 드라이버와 호환성을 유지하고, 보안성과 휴대성이 높은 장점이 있다. 전송 속도는 3 m내에서 유선 USB 2.0 규격속도와 같은 480 Mbps, 10 m 이내에서 110 Mbps를 목표로 하기 때문에 WiMAX, Bluetooth, WLAN등 다양한 무선 통신에서 응용이 가능하다.
참고문헌 (8)
Wikipedia, the free encyclopedia, available at: http://en.wikipedia.org/wiki/4G.
Q. Luo and J. R. Pereira and H. M. Salgado, "Fractal monopole antenna for WLAN USB dongle," in proc. 2009 Loughborough Antennas and Propag. Conf., pp. 245-247, Nov. 2009.
S. J. Jeong and K. C. Hwang, "Compact loop-coupled spiral antenna for multiband wireless USB dongles," IET Electron. Lett., vol. 46, no. 6, pp. 388-390, Mar. 2010.
C. Y. Pan and T. S. Horng and W. S. Chen and C. H. Huang, "Dual wideband printed monopole antenna for WLAN/WiMAX applications," IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett., vol. 6, pp. 149-151, 2007.
K. G. Thomas and M. Sreenivasan, "Compact triple band antenna for WLAN/WiMAX applications," IET. Electron. Lett., vol. 45, no. 16, pp. 811-813, Jul. 2009.
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