본 논문에서는 스위칭 선로를 이용한 다중대역 이동통신 단말기용 재구성 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 평면형 스트립선로와 접지면에 단락되는 스터브, 그리고 2개의 스위칭 선로를 구성함으로써 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA대역을 각각 만족하도록 설계하였다. 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 시뮬레이션 결과와 측정결과가 어느 정도 일치하고 있는 데이터를 얻었으며 -6dB 임피던스대역폭을 기준으로 sw1과 sw2의 상태가 ON일 경우 LTE band 13대역을 또한 sw1의 상태가 off, sw2의 상태가 on일 경우 GSM, K-PCS대역을 만족한다. 마지막으로 sw1과 sw2가 off 될 경우 WCDMA대역을 만족하고 있음을 확인하였다. 그리고 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS대역에서 이득과 방사패턴의 특성을 얻었다.
본 논문에서는 스위칭 선로를 이용한 다중대역 이동통신 단말기용 재구성 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 평면형 스트립선로와 접지면에 단락되는 스터브, 그리고 2개의 스위칭 선로를 구성함으로써 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA대역을 각각 만족하도록 설계하였다. 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 시뮬레이션 결과와 측정결과가 어느 정도 일치하고 있는 데이터를 얻었으며 -6dB 임피던스 대역폭을 기준으로 sw1과 sw2의 상태가 ON일 경우 LTE band 13대역을 또한 sw1의 상태가 off, sw2의 상태가 on일 경우 GSM, K-PCS대역을 만족한다. 마지막으로 sw1과 sw2가 off 될 경우 WCDMA대역을 만족하고 있음을 확인하였다. 그리고 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS대역에서 이득과 방사패턴의 특성을 얻었다.
In this paper,a reconfigurable multi-band mobile antenna with switching line for LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA band. The proposed antenna is planar strip line design and composed of stub shorted to the ground plane and two switching line for proposed band operation. To obtain the optimized paramete...
In this paper,a reconfigurable multi-band mobile antenna with switching line for LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA band. The proposed antenna is planar strip line design and composed of stub shorted to the ground plane and two switching line for proposed band operation. To obtain the optimized parameters, we used the simulator, Using the obtained parameters is fabricated. The numerical and experiment results demonstrated that the proposed antenna satisfied the -6 dB impedance bandwidth requirement while simultaneously covering when the state of sw1 and sw2 on for LTE band 13, the state of sw1 off and sw2 on for GSM, K-PCS, the state of sw1 off and sw2 off for WCDMA. Respectively and characteristics of gain and radiation patterns are determined for a reconfigurable multi-band mobile terminal.
In this paper,a reconfigurable multi-band mobile antenna with switching line for LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA band. The proposed antenna is planar strip line design and composed of stub shorted to the ground plane and two switching line for proposed band operation. To obtain the optimized parameters, we used the simulator, Using the obtained parameters is fabricated. The numerical and experiment results demonstrated that the proposed antenna satisfied the -6 dB impedance bandwidth requirement while simultaneously covering when the state of sw1 and sw2 on for LTE band 13, the state of sw1 off and sw2 on for GSM, K-PCS, the state of sw1 off and sw2 off for WCDMA. Respectively and characteristics of gain and radiation patterns are determined for a reconfigurable multi-band mobile terminal.
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문제 정의
본 논문에서는 이동통신 단말기에 적용 가능한 재구성 안테나를 설계, 제작 및 측정하였다. 제안된 안테나는 마이크로스트립 선로, 2개의 스위칭 선로 그리고 접지면으로 구성되어 있으며 최적화된 수치를 얻기 위해 상용 툴을 사용하였으며 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다.
본 논문에서는 재구성 가능한 이동통신 단말기용 내장형 안테나를 설계하고 구현하여 특성을 측정하였다. 제안된 스위칭 선로를 이용하여 3가지 상태로 구분하여 설계하였으며 제안된 재구성안테나의 전산모의실험을 위해 Ansoft사의 HFSS[19]를 사용하였다.
제안 방법
안테나를 제외한 나머지 부분은 접지 평면이다. 안테나의 구조는 미앤더라인과 연결되어있는 스트립 라인과 접지면과 단락된 스트립 라인 이용하여 설계하였고, 단순한 설계와 쉬운 분석을 위해 안테나 선로의 폭은 1.0 mm 고정하여 설계되었다.
본 논문에서는 이동통신 단말기에 적용 가능한 재구성 안테나를 설계, 제작 및 측정하였다. 제안된 안테나는 마이크로스트립 선로, 2개의 스위칭 선로 그리고 접지면으로 구성되어 있으며 최적화된 수치를 얻기 위해 상용 툴을 사용하였으며 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 측정결과 700 MHz 대역에서 –6 dB를 기준으로 100 MHz(720∼820 MHz)의 대역폭을 얻었으며 -0.
제안된 스위칭 선로를 이용하여 3가지 상태로 구분하여 설계하였으며 제안된 재구성안테나의 전산모의실험을 위해 Ansoft사의 HFSS[19]를 사용하였다. 제안된 재구성 안테나는 -6 dB를 기준으로 sw1, sw2가 ON 될 경우 LTE band 13을, sw1-OFF와 sw2-ON 될 경우 GSM, K-PCS을 또한 sw1-ON과 sw2-OFF 될 경우 WCDMA 대역을 각각 포함하도록 설계하였다.
제작된 안테나는 신라대학교 공과대학 공동기기실 내에 있는 회로망 분석기(Network Analyzer, Anritsu MS4623B)를 이용하여 반사손실을 측정하였으며 방사패턴은 군포에 위치한 이노링크의 무반사실에서 측정하였다. 그림 7은 제안된 안테나의 반사손실에 대한 시뮬레이션 결과와 실제 제작 후 측정한 결과를 비교하여 나타내었다.
대상 데이터
제안된 안테나는 그림 1에서 보는바와 같이 두께 0.8 mm, 유전율 4.4, 손실 탄젠트 0.02를 갖는 120 × 60 mm2(W1×L1)크기의 FR-4 기판 단면에 제작되었다.
이론/모형
본 논문에서는 재구성 가능한 이동통신 단말기용 내장형 안테나를 설계하고 구현하여 특성을 측정하였다. 제안된 스위칭 선로를 이용하여 3가지 상태로 구분하여 설계하였으며 제안된 재구성안테나의 전산모의실험을 위해 Ansoft사의 HFSS[19]를 사용하였다. 제안된 재구성 안테나는 -6 dB를 기준으로 sw1, sw2가 ON 될 경우 LTE band 13을, sw1-OFF와 sw2-ON 될 경우 GSM, K-PCS을 또한 sw1-ON과 sw2-OFF 될 경우 WCDMA 대역을 각각 포함하도록 설계하였다.
성능/효과
그 결과 스위칭 선로의 변화에 따라 제안된 주파수 대역인 LTE band 13(746∼787 MHz), GSM/KPCS (1850∼1990 MHz), WCDMA (1,910∼2,170 MHz) 대역을 만족하는 것을 알 수 있다.
99%의 방사효율 특성을 얻었다. 그 결과 제안된 주파수대역 LTE band 13/GSM 1900/WCDMA 대역을 각각 만족시켰다. 또한 전방향성의 방사패턴과 2D 이득을 얻었다.
0 mm 일 경우보다 -3dB 낮은 –18 dB가 나타나는 것을 알 수 있었다. 따라서 기판의 높이를 0.8 mm로 설정하여 제안된 주파수 대역을 만족하고 충분한 반사손실 특성을 얻었다.
15%의 방사효율 특성을 얻었다. 또한 2 GHz 대역에서 –6 dB를 기준으로 350 MHz(1910∼2260 GHz)의 대역폭을 얻었으며 2.85∼4.41 dBi의 이득과 53.18∼84.99%의 방사효율 특성을 얻었다. 그 결과 제안된 주파수대역 LTE band 13/GSM 1900/WCDMA 대역을 각각 만족시켰다.
6 mm 일 경우 모의실험 반사손실 특성은 좋으나 –6 dB를 기준으로 87 MHz(748∼835 MHz)대역폭을 가지므로 제안된 LTE 주파수 대역(746∼787 MHz)을 만족하지 않는다. 또한 기판의 높이가 1.0 mm 일 경우 제안된 LTE 주파수 대역을 만족하고 반사손실은 760 MHz에서 -15dB을 얻었다. 그러나 기판의 높이가 0.
이 결과로 부터 마이크로스트립 선로와 접지면 사이를 단락시킬 경우 제안된 주파수 대역 중 LTE band 13(746∼787 MHz)을 만족하는 것을 알 수 있다.
제안된 안테나는 마이크로스트립 선로, 2개의 스위칭 선로 그리고 접지면으로 구성되어 있으며 최적화된 수치를 얻기 위해 상용 툴을 사용하였으며 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 측정결과 700 MHz 대역에서 –6 dB를 기준으로 100 MHz(720∼820 MHz)의 대역폭을 얻었으며 -0.07∼-0.331 dBi의 이득과 55.68∼63.39%의 방사효율 특성을 얻었다. 그리고 1800 MHz 대역에서는 -6dB를 기준으로 200 MHz(1790∼1990 MHz)을 얻었으며 2.
측정결과 sw1과 sw2의 상태가 on일 경우 반사손실 –6 dB를 기준으로 100 MHz(720∼820 MHz)의 대역폭을 얻었으며 sw1이 off 상태, sw2가 on될 경우의 반사손실도 –6 dB를 기준으로 160 MHz(960∼1120 MHz)의 대역폭과 200 MHz(1790∼1990 MHz)의 대역폭을 얻었으며 또한 sw1이 on 되고 sw2가 off 될 경우도 반사손실 –6 dB를 기준으로 120 MHz(995∼1115 MHz)의 대역폭과 350MHz(1910∼2260 MHz)의 대역폭을 얻어 본 논문에서 제안된 대역 LTE band 13, GSM 1800, WCDMA대역을 각각 만족하고 있음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 연구에서 제작한 안테나의 측정결과는?
제안된 안테나는 마이크로스트립 선로, 2개의 스위칭 선로 그리고 접지면으로 구성되어 있으며 최적화된 수치를 얻기 위해 상용 툴을 사용하였으며 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 측정결과 700 MHz 대역에서 –6 dB를 기준으로 100 MHz(720∼820 MHz)의 대역폭을 얻었으며 -0.07∼-0.331 dBi의 이득과 55.68∼63.39%의 방사효율 특성을 얻었다. 그리고 1800 MHz 대역에서는 -6dB를 기준으로 200 MHz(1790∼1990 MHz)을 얻었으며 2.51∼4.38 dBi의 이득과 63.71∼90.15%의 방사효율 특성을 얻었다. 또한 2 GHz 대역에서 –6 dB를 기준으로 350 MHz(1910∼2260 GHz)의 대역폭을 얻었으며 2.85∼4.41 dBi의 이득과 53.18∼84.99%의 방사효율 특성을 얻었다. 그 결과 제안된 주파수대역 LTE band 13/GSM 1900/WCDMA 대역을 각각 만족시켰다. 또한 전방향성의 방사패턴과 2D 이득을 얻었다.
주파수 재구성 안테나의 장점은?
그것들 중 한 가지가 재구성 안테나 기술이다. 주파수 재구성 안테나는 서로 다른 동작 대역에서 안테나의 물리적 크기를 재사용할 수 있기 때문에 다중 대역 안테나의 물리적인 크기를 줄일 수 있다 따라서 주파수 재구성 기술은 안테나의 크기가 증가하거나 복잡해지는 문제점들을 해결하기 위한 매우 좋은 기술이로 현재까지 이동통신 단말기용 재구성 안테나에 관해 활발히 연구가 진행되고 있다[14-18].
다중밴드 안테나의 설계가 필요하여 어떤 연구들이 수행되었는가?
그 결과 다중 대역 특성을 만족하기 위하여 slot을 이용한 방법[2-5], 기생패치를 이용한 방법[6-9], 등의 다양한 연구들이 수행되었다. 위의 연구에서는 기본 구조에 slot을 추가하여 커플링을 발생시키고, 이를 통하여 다중밴드 및 대역폭을 확장하는 기술이 소개되었다.
참고문헌 (19)
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Ansoft Corporation High Frequency Strecture Simulator (HFSS),Available; http://www.ansoft.com/products/hf/hfss
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