본 논문에서는 PCB 안테나의 일종인 IFA 구조를 이용하여 433/865MHz 이중 대역 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나에서 급전점과 단락스트립 사이의 간격 변화, 복사기와 접지면 사이 간격 변화, 브랜치 라인 추가를 통해 안테나 성능을 개선하였다. 안테나 파라미터 특성을 확인하기 위하여 ANSYS사의 HFSS를 이용하였다. ISO-18000-7의 RFID주파수대역은 433MHz이고, ISO-18000-6의 유럽 RFID 주파수대역은 865.5-867.5MHz이다. 제작한 안테나의 433MHz 대역폭은 5.2MHz이고, 865MHz대역의 대역폭은 18.2MHz이다. 433MHz의 최대이득은 -5.74dBi이고, 865MHz에서 최대이득은 -3.36dBi임을 확인할 수 있다. 제안한 안테나의 전체 지그 크기는 $60{\times}44{\times}1mm$이고, 안테나 부분은 $44{\times}21mm$이다. 안테나의 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 분석한 결과, IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중 대역 안테나의 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 PCB 안테나의 일종인 IFA 구조를 이용하여 433/865MHz 이중 대역 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나에서 급전점과 단락스트립 사이의 간격 변화, 복사기와 접지면 사이 간격 변화, 브랜치 라인 추가를 통해 안테나 성능을 개선하였다. 안테나 파라미터 특성을 확인하기 위하여 ANSYS사의 HFSS를 이용하였다. ISO-18000-7의 RFID 주파수대역은 433MHz이고, ISO-18000-6의 유럽 RFID 주파수대역은 865.5-867.5MHz이다. 제작한 안테나의 433MHz 대역폭은 5.2MHz이고, 865MHz대역의 대역폭은 18.2MHz이다. 433MHz의 최대이득은 -5.74dBi이고, 865MHz에서 최대이득은 -3.36dBi임을 확인할 수 있다. 제안한 안테나의 전체 지그 크기는 $60{\times}44{\times}1mm$이고, 안테나 부분은 $44{\times}21mm$이다. 안테나의 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 분석한 결과, IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중 대역 안테나의 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.
In this paper, 433/865MHz dual band antenna is proposed by using IFA structure of a PCB antenna, the performance was improved by changing of the space between the feed point and short strip, varying the gap between the radiator and the ground plane and adding the branch line in the proposed antenna....
In this paper, 433/865MHz dual band antenna is proposed by using IFA structure of a PCB antenna, the performance was improved by changing of the space between the feed point and short strip, varying the gap between the radiator and the ground plane and adding the branch line in the proposed antenna. To confirm the characteristics of the antenna parameters, HFSS from ANSYS Inc. was used for the analysis. RFID frequency band of ISO-18000-7 is 433MHz and EU-RFID frequency band of ISO-18000-6 is from 865.5 to 867.5MHz. Each of the 433/865MHz bandwidth of the proposed antenna is 5.2MHz and 18.2MHz. The maximum 433MHz antenna gain is -5.74dBi, the maximum 865MHz antenna gain is -3.36dBi. The Jig size of the proposed antenna is $60{\times}44{\times}1mm$ and the size of the antenna area $44{\times}21mm$. The results proved the possibility of the practical use on 433/865MHz by using the IFA structure that came from comparing and analyzing the measured and simulated data of the antenna.
In this paper, 433/865MHz dual band antenna is proposed by using IFA structure of a PCB antenna, the performance was improved by changing of the space between the feed point and short strip, varying the gap between the radiator and the ground plane and adding the branch line in the proposed antenna. To confirm the characteristics of the antenna parameters, HFSS from ANSYS Inc. was used for the analysis. RFID frequency band of ISO-18000-7 is 433MHz and EU-RFID frequency band of ISO-18000-6 is from 865.5 to 867.5MHz. Each of the 433/865MHz bandwidth of the proposed antenna is 5.2MHz and 18.2MHz. The maximum 433MHz antenna gain is -5.74dBi, the maximum 865MHz antenna gain is -3.36dBi. The Jig size of the proposed antenna is $60{\times}44{\times}1mm$ and the size of the antenna area $44{\times}21mm$. The results proved the possibility of the practical use on 433/865MHz by using the IFA structure that came from comparing and analyzing the measured and simulated data of the antenna.
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문제 정의
본 논문에서는 IFA(Inverted F Antenna)에 적용 가능한 433/865MHz 이중 대역 안테나를 구현하였다. 안테나를 소형화시키기 위해 IFA구조를 이용하였고 브랜치 라인을 추가하여 이중 대역을 구현하였다.
제안 방법
5mm이다. CPW 라인과 직접 급전을 위하여 SMA 커넥터를 모델링하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 한 433MHz 대역의 안테나 총 길이는 141mm이고, 865MHz 대역의 안테나 총 길이는 86.
IFA 구조를 이용한 433/865MHz 안테나의 특성을 확인하기 위해서 첫 번째로 급전 점과 단락스트립 사이의 간격을 조정하였다. 그림 2.
시뮬레이션 결과와 측정 결과를 비교해 매우 유사한 특성을 확인 할 수 있다. 각각의 공진주파수 대역폭을 확인하기 위하여 433MHz 대역의 주파수 범위를 420MHz-450MHz로 변경시켰다. 측정 결과는 그림 6에 나타내었다.
복사 평면은 X-Z plane와 Y-Z plane을 측정하였다.
안테나 특성 파라미터인 반사손실 측정은 에질런트사의 8753ES Vector Network Analyzer를 이용하여 측정하였다. 복사패턴 측정은 대전 테크노파크의 Antenna Far Field Chamber를 이용하여 측정하였다. 제안한 433/865MHz 이중대역 안테나의 반사손실 측정 결과는 그림 5에 나타내었다.
안테나와 접지면 재질은 1온스의 동(copper)을 사용하여 제작하였다. 안테나 특성 파라미터인 반사손실 측정은 에질런트사의 8753ES Vector Network Analyzer를 이용하여 측정하였다. 복사패턴 측정은 대전 테크노파크의 Antenna Far Field Chamber를 이용하여 측정하였다.
본 논문에서는 IFA(Inverted F Antenna)에 적용 가능한 433/865MHz 이중 대역 안테나를 구현하였다. 안테나를 소형화시키기 위해 IFA구조를 이용하였고 브랜치 라인을 추가하여 이중 대역을 구현하였다. 제안한 안테나의 433/865MHz 이중대역 안테나 특성을 확인하기 위해 첫 번째 급전 점과 단락스트립(short strip)사이의 간격을 조정하였고, 두 번째는 안테나 복사체와 접지면 사이의 간격을 조정하였다.
제안한 433/865MHz 이중대역 안테나의 특성을 확인하기 위한 두 번째는 안테나의 복사기와 접지면 사이의 간격을 변화시켜 특성을 확인 할 수 있다.
안테나를 소형화시키기 위해 IFA구조를 이용하였고 브랜치 라인을 추가하여 이중 대역을 구현하였다. 제안한 안테나의 433/865MHz 이중대역 안테나 특성을 확인하기 위해 첫 번째 급전 점과 단락스트립(short strip)사이의 간격을 조정하였고, 두 번째는 안테나 복사체와 접지면 사이의 간격을 조정하였다.
36dBi 임을 확인 할 수 있다. 제안한 안테나의 이중공진(433/865MHz) 주파수를 얻기 위하여, 제작된 안테나 복사기 끝부분과 급전 점과 단락스트립 사이를 튜닝을 통해 원하는 공진주파수를 측정하였다. 그림 9는 제작된 안테나 사진을 나타내었다.
제안한 안테나의 제작은 최적화된 시뮬레이션 결과를 이용하여 안테나를 제작하였다. 안테나 기판 재질은 비유전율 ∊r = 4.
본 논문에서 제안된 안테나는 IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중 대역 안테나이다. 제안한 안테나의 특성을 확인하기 위하여 급전 점과 단락스트립 사이의 간격 조정과 안테나와 접지면 사이의 간격을 조정하였다. 안테나의 전체 지그 크기는 60×44×1mm이고, 안테나 부분의 크기는 44×21mm이다.
대상 데이터
본 논문에서 제안된 안테나는 IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중 대역 안테나이다. 제안한 안테나의 특성을 확인하기 위하여 급전 점과 단락스트립 사이의 간격 조정과 안테나와 접지면 사이의 간격을 조정하였다.
CPW 라인과 직접 급전을 위하여 SMA 커넥터를 모델링하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 한 433MHz 대역의 안테나 총 길이는 141mm이고, 865MHz 대역의 안테나 총 길이는 86.5mm 이다. 이 길이를 공진주파수로 변환하면 각각 531MHz와 867MHz 이다.
실제 안테나 부분의 크기는 21×44mm이고, 접지면 크기는 39×44mm이다.
제안한 안테나의 제작은 최적화된 시뮬레이션 결과를 이용하여 안테나를 제작하였다. 안테나 기판 재질은 비유전율 ∊r = 4.7인 FR4를 사용하였고. 안테나와 접지면 재질은 1온스의 동(copper)을 사용하여 제작하였다.
그림 8은 제안된 안테나의 복사패턴을 나타내었다. 안테나 복사 패턴 측정 주파수는 433MHz와 865MHz이다.
7인 FR4를 사용하였고. 안테나와 접지면 재질은 1온스의 동(copper)을 사용하여 제작하였다. 안테나 특성 파라미터인 반사손실 측정은 에질런트사의 8753ES Vector Network Analyzer를 이용하여 측정하였다.
제안한 안테나의 지그 크기는 60×44×1mm이다.
이론/모형
그림 1은 제안한 안테나 구조를 나타낸 것이다. 안테나 모델링은 ANSYS HFSS를 이용하여 시뮬레이션 하였다. 제안한 안테나의 지그 크기는 60×44×1mm이다.
성능/효과
이때, 첫 번째 공진 주파수대역은 430MHz-440MHz이고, 10MHz의 대역폭을 갖는다. 두 번째 공진의 주파수 대역은 860MHz-870MHz로 10MHz의 대역폭으로 가장 안정적인 특성을 보인다. 2.
측정된 반사 손실을 보면 이중 대역에서 대역폭을 만족하는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션결과와 측정 결과를 분석하여 보면 두 대역(433/865MHz)에서 제안한 안테나가 동작하는 것을 알 수 있다. 표 2에 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 비교하여 나타내었다.
36dBi임을 확인 할 수 있었다. 실제 제작한 안테나의 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 분석하여 보면, IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중대역안테나의 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.
2MHz이다. 안테나 측정이득은 433MHz에서 최대 이득은 -5.74dBi이고, 865MHz의 최대이득은 -3.36dBi임을 확인 할 수 있었다. 실제 제작한 안테나의 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교하여 분석하여 보면, IFA 구조를 이용한 433/865MHz 이중대역안테나의 실용화 가능성을 확인 할 수 있었다.
5 MHz이고, 필요한 대역폭은 2MHz이다. 측정된 반사 손실을 보면 이중 대역에서 대역폭을 만족하는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션결과와 측정 결과를 분석하여 보면 두 대역(433/865MHz)에서 제안한 안테나가 동작하는 것을 알 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해상 화물 컨테이너의 장점은?
무역화물은 크게 항공과 해상을 통해 수송이 되는데, 그 중에서도 해상 화물 컨테이너는 많은 수량의 물건을 저비용으로 운송 할 수 있다. 2012년 한 해 동안 전 세계에 교류된 컨테이너 물동량은 6억 1,623만 TEU(Tw-enty foot Equivalent Unit) 로 집계 될 정도로 화물 컨테이너는 국제 물류의 큰 비중을 차지한다.
무역화물은 어떻게 수송되는가?
무역화물은 크게 항공과 해상을 통해 수송이 되는데, 그 중에서도 해상 화물 컨테이너는 많은 수량의 물건을 저비용으로 운송 할 수 있다. 2012년 한 해 동안 전 세계에 교류된 컨테이너 물동량은 6억 1,623만 TEU(Tw-enty foot Equivalent Unit) 로 집계 될 정도로 화물 컨테이너는 국제 물류의 큰 비중을 차지한다.
컨테이너 보안 장치의 필요성이 대두된 이유는?
무역화물은 크게 항공과 해상을 통해 수송이 되는데, 그 중에서도 해상 화물 컨테이너는 많은 수량의 물건을 저비용으로 운송 할 수 있다. 2012년 한 해 동안 전 세계에 교류된 컨테이너 물동량은 6억 1,623만 TEU(Tw-enty foot Equivalent Unit) 로 집계 될 정도로 화물 컨테이너는 국제 물류의 큰 비중을 차지한다. 따라서 컨테이너 보안 장치의 필요성이 대두되었다.
참고문헌 (6)
Jin-Yi Choi, "2012 Port Cargo Volume handled Analysis and Future Prospects", Logistic Information, No3, pp1-13, April 2013
KEIT, "Technology Trends for Cargo Container Security device issues and International Standardization", pp. 16-23, February 2010.
Sang-Won Kang, "Design and Fabrication of Location Tracing Antenna for Container Transportation", Journal of IIBC, Vol. 14 , No 1, pp. 119-124, February 2014.
A. Ali Babar, L. Ukkonen, L. Sydanheimo, "Miniaturized Multipurpose Dual UHF RFID Band Antenna" EuCAP, 12-16 April 2010.
Sang-Won Kang, Tae-Soon Chang, "Implementation of Miniaturized 433MHz Antenna Using IFA Structure", Journal of IIBC, Vol. 14, No 5, pp. 203-208, Oct. 31, 2014.
C. A Balanis, Modern Antenna Handbook, pp. 1194-1198, Wiley, 2008.
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