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문제 정의
- 본 논문에서는 LTE 대역 13(746~787 MHz)과 기존의 이동 통신 대역(824~960 MHz, 1, 710~2, 170 MHz), 그리고 와이브로(WiBro: 2.3 ~2.4 GHz), 모바일 와이맥스(M-WiMAX: 2.5~2.69 GHz) 대역을 동시에 만족시키는 다중 안테나 시스템을 제안하였다. 제안된 MIM0 안테나는 상호 이격 거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴안테나와 decoupling 네트워크로 구성되고 휴대 단말기 상단에 위치한다.
- 본 논문에서는 차세대 휴대 단말기용 다중 안테나 시스템을 제안하였다. 차세대 이동통신 기술 표준인 LTE 대역 13을 만족시키는 MIMO 안테나를 휴대 단말기 상단에 구현하였다.
제안 방법
- LTE 대역 13을 만족하는 MIMO 안테 나를 구현하기 위해서 안테나 #1과 안테나 #2는 decoupling 네트워크를 이용해서 전형적인바 타입(bar type) 휴대 단말기 상단에 장착하고, 기존의 이동 통신 대역과 와이브로(WiBs: 2.3-2.4 GHz), 모바일 와이 맥스 (2.5~2.69 GHz) 대역을 만족시키는 다중 대역 안테나는 휴대 단말기 하단에 장착시켰다,
- 69 GHz) 대역을 만족시키는 다중 대역 안테나를 보여준다. 광대역 특성을 구현하기 위해 일정 간격의 슬릿을 갖는 스파이럴 형태의 급전선과 단락선을 사용하였고, 급전선과 단락선 사이 슬릿의 길이를 조절하고 gap coupling 값을 최적화하여 고주파 대역의 임피던스 매칭 특성을 개선하고 광대역 특성을 구현하였다. 그림 5는 다양한 설계 변수에 따른 반사 손실 특성을 나타내주고 있다.
- 마찬가지로 안테나 #2의 효율을 측정할 때, Port #1과 Port #3는 50 Q 종단시킨 후, 안테나 #2의 효율을 측정하였다. 그리고 안테나 #3의 효율을 측정할 때 Port #1과 Port #2는 50 Q 종단 시 킨 후, 포트 #3에서의 효율을 측정하였다.
- 차세대 이동통신 기술 표준인 LTE 대역 13을 만족시키는 MIMO 안테나를 휴대 단말기 상단에 구현하였다. 두 안테나 사이의 상호 전자기적 결합의 정도를 나타내는 아주 중요한 성능 지수인 격리도 특성 개선을 위해서 decoupling 네트워크가 사용되었다. 제안된 MIMO 안테 나는 상호 이격거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나와 decoupling 네트워크로 구성된다.
- 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해 줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상의 값을 갖는다. 또한 기존의 이동 통신대역 및 와이브로(WiBro: 2.3-2A GHz) 와모바일 와이맥스(M-WiMAX: 2.5-2.69 GHz) 대역을 만족시키는 안테나를 휴대단말기 하단에 구현하였다. 제작된 시제품은 차세대 휴대 단말기용 안테나로 적용 가능한 결과를 얻었고, 기존의 소개된 MIMO 안테나의 성능과 비교하여 이를 검증하였다.
- 두 개의 평행한 폴디드모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상 개선되고 LTE 대역 13의 안테나 성능이 개선된다. 또한 휴대 단말기 하단에는 기존의 이동 통신 대역(824~960 MHz, 1, 710-2, 170 MHz) 뿐만 아니라 와이브로(WiBro: 2.3 ~2.4 GHz) 와모바일 와이맥스(M-WiMAX: 2.5-2.69 GHz) 대역을 만족시키는 다중 대역 안테나를 구현하였다.
- (10) 에 대입해서 얻을 수 있다. 먼저 LTE 대역 13 에서 동작하는 모노 폴을 구현하기 위해서 공진 길이가 100 mm인 모노 폴을 설계하였다. 소형화를 위해 스파이럴 형태의 폴디드 모노 폴로 MIM0 안테나를 구현하였다.
- 먼저 LTE 대역 13 에서 동작하는 모노 폴을 구현하기 위해서 공진 길이가 100 mm인 모노 폴을 설계하였다. 소형화를 위해 스파이럴 형태의 폴디드 모노 폴로 MIM0 안테나를 구현하였다. 다음에 두 안테나 사이의 如 크기와 위상에 해당하는 값을 시뮬레이션을 통해서 구하였다.
- LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다. 제안된 decoupling 네트워크는 위상 지연을 갖는 두 개의 전송 선로와 병렬 리 액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성되고, decoupling 네트워크를 구성하는 값들은 두 안테나 사이의 S2l 크기와 위상으로부터 이를 보상해 주는 값으로 결정된다. 두 개의 평행한 폴디드모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상 개선되고 LTE 대역 13의 안테나 성능이 개선된다.
- LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다. 제안된 decoupling 네트워크는 위상 지연을 갖는 두 개의 전송선로와, 병렬 리액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성 되고, decoupling 네트워크를 구성하는 값들은 두 안테나 사이의 s2l 크기와 위상으로부터 이를 보상해주는 값으로 결정된다. 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해 줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상의 값을 갖는다.
- 69 GHz) 대역을 만족시키는 안테나를 휴대단말기 하단에 구현하였다. 제작된 시제품은 차세대 휴대 단말기용 안테나로 적용 가능한 결과를 얻었고, 기존의 소개된 MIMO 안테나의 성능과 비교하여 이를 검증하였다.
- 시스템을 제안하였다. 차세대 이동통신 기술 표준인 LTE 대역 13을 만족시키는 MIMO 안테나를 휴대 단말기 상단에 구현하였다. 두 안테나 사이의 상호 전자기적 결합의 정도를 나타내는 아주 중요한 성능 지수인 격리도 특성 개선을 위해서 decoupling 네트워크가 사용되었다.
대상 데이터
- 방사체는 두께 0.2 mni의 황동 소자를, 케이스는 두께 1 mm 비유전율 3의 PC(polycarbonate) 재질을 사용하였다.
- 69 GHz) 대역을 동시에 만족시키는 다중 안테나 시스템을 제안하였다. 제안된 MIM0 안테나는 상호 이격 거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴안테나와 decoupling 네트워크로 구성되고 휴대 단말기 상단에 위치한다. LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다.
- 제안된 MIM0 안테나는 서로 가깝게 위치한 두 개의 스파이럴 형태의 폴디드 모노 폴로 구성된다. Decoupling 네트워크를 포함한 MIM0 안테나의 크기는 48 mmxl2 mmx6 mm이다.
- 두 안테나 사이의 상호 전자기적 결합의 정도를 나타내는 아주 중요한 성능 지수인 격리도 특성 개선을 위해서 decoupling 네트워크가 사용되었다. 제안된 MIMO 안테 나는 상호 이격거리가 6 mm이고, 100 mm 길이를 갖는 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나와 decoupling 네트워크로 구성된다. LTE 대역 13의 격리도 특성을 개선하기 위해서, 서로 가깝게 위치한 두 안테나 사이에 decoupling 네트워크가 삽입되었다.
성능/효과
- 보여주고 있다. MIMO 안테나 성능 검증을 위한 성능지수인 상관계수를 산란 파라미터로부터 추출한 결과, LTE 대역 13에서 0.2 이하 값을 갖는 것을 알 수 있으며, 이 값은 본 논문에서 제안한 MIMO 안테 나가 우수한 diversity 성능을 갖는 것을 나타내주고 있다.
- 급전선과 또 다른 주 방사체 사이 슬릿 간격에 해당하는 G4 값이 커질수록 저주파 대역은 거의 변화가 없고 고주파 대역의 공진주파수가 상향 이동하고, 임피던스 매칭 특성에 변화를 줘서 광대역 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 급전선과 단락선 사이 슬릿의 길이에 해당하는 Gs 값이 커질수록 저주파 대역과 모바일 와이맥스 대역의 공진 주파수는 거의 변화가 없고 WCDMA 대 역의 공진 주파수가 하향 이동하고, 임피던스 매칭 특성에 변화를 줘서 광대역 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
- 급전선과 주 방사체 사이 슬릿간격에 해당하는 Gi 값이 커질수록 저주파 대역과 WCDMA 대역의 공진 주파수는 거의 변화가 없고 모바일 와이맥스 대역의 공진 주파수가 하향 이동하 3, Gs가 12 mm일 때 임피던스 매칭 특성이 가장 좋은 것을 알 수 있다. 급전선과 또 다른 주 방사체 사이 슬릿 간격에 해당하는 G4 값이 커질수록 저주파 대역은 거의 변화가 없고 고주파 대역의 공진주파수가 상향 이동하고, 임피던스 매칭 특성에 변화를 줘서 광대역 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 급전선과 단락선 사이 슬릿의 길이에 해당하는 Gs 값이 커질수록 저주파 대역과 모바일 와이맥스 대역의 공진 주파수는 거의 변화가 없고 WCDMA 대 역의 공진 주파수가 하향 이동하고, 임피던스 매칭 특성에 변화를 줘서 광대역 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
- 그림 5는 다양한 설계 변수에 따른 반사 손실 특성을 나타내주고 있다. 급전선과 주 방사체 사이 슬릿간격에 해당하는 Gi 값이 커질수록 저주파 대역과 WCDMA 대역의 공진 주파수는 거의 변화가 없고 모바일 와이맥스 대역의 공진 주파수가 하향 이동하 3, Gs가 12 mm일 때 임피던스 매칭 특성이 가장 좋은 것을 알 수 있다. 급전선과 또 다른 주 방사체 사이 슬릿 간격에 해당하는 G4 값이 커질수록 저주파 대역은 거의 변화가 없고 고주파 대역의 공진주파수가 상향 이동하고, 임피던스 매칭 특성에 변화를 줘서 광대역 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
- 제안된 decoupling 네트워크는 위상 지연을 갖는 두 개의 전송선로와, 병렬 리액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성 되고, decoupling 네트워크를 구성하는 값들은 두 안테나 사이의 s2l 크기와 위상으로부터 이를 보상해주는 값으로 결정된다. 두 개의 평행한 폴디드 모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해 줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상의 값을 갖는다. 또한 기존의 이동 통신대역 및 와이브로(WiBro: 2.
- 제안된 decoupling 네트워크는 위상 지연을 갖는 두 개의 전송 선로와 병렬 리 액티브 성분, 공통 접지 라인으로 구성되고, decoupling 네트워크를 구성하는 값들은 두 안테나 사이의 S2l 크기와 위상으로부터 이를 보상해 주는 값으로 결정된다. 두 개의 평행한 폴디드모노폴 안테나 사이에 커플링을 보상해줄 수 있는 decoupling 네트워크를 삽입했을 때 LTE 대역 13의 격리 도가 10 dB 이상 개선되고 LTE 대역 13의 안테나 성능이 개선된다. 또한 휴대 단말기 하단에는 기존의 이동 통신 대역(824~960 MHz, 1, 710-2, 170 MHz) 뿐만 아니라 와이브로(WiBro: 2.
- 산란 파라미터 특성을 측정한 결과이다. 측정 결과도 시뮬레이션 결과와 유사한 결과값을 갖는 것을 알 수 앗、고, decoupling 네트워크를 삽입했을 때 안테나 #1과 안테나 #2는 LTE 대역 13의 전 대역에서 10 dB 이상의 격리도 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 또한 안테나 #1과 안테나 #3의 경우도 LTE 대역 13에서 10 dB 이상의 격리도 특성을 가지면서 안테나 #3 은 GSM850/GSM900 대역(824 ~960 MHz)과 GSM- 1800/GSM1900/WCDMA/WiBro/M-WiMAX(1.
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