선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문에서는 다이폴 상태와 루프 상태로 변환 가능한 종이접기식의 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반 홈프린터를 사용해 종이 필름 위에 은 나노 입자 잉크를 인쇄하는 잉크젯 프린팅 방식으로 제작된다.
- 본 논문에서는 종이 위에 잉크젯 프린팅된 패턴 가변형 종이접기 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 다이폴 상태와 루프 상태로 동작하도록 설계되었으며, 다이폴 안테나와 루프 안테나는 가장 간단하게 구현할 수 있는 안테나로써 많은 연구가 이루어져 왔다[11].
제안 방법
- 다이폴 안테나와 CPW(Coplanar Waveguide)의 양쪽으로 균형잡힌 신호(balanced signal)를 전달하기 위해 발룬(balun)을 사용하였다. 제안된 안테나에서 사용된 발룬은 MACOM사의 MABA-009822-715254이며, 4.
- 또한, CPW 의 반대쪽에는 Sub-Miniature version A(SMA) 커넥터를 연결하였다. 발룬과 SMA 커넥터를 연결하는데 있어 납땜을 하면 종이 필름과 전도성 잉크에 심각한 손상이 가해지기 때문에 silver epoxy를 이용하여 발룬과 SMA 커넥터를 종이 위에 제작하였다.
- 제안된 안테나는 다이폴 상태와 루프 상태로 동작하도록 설계되었으며, 다이폴 안테나와 루프 안테나는 가장 간단하게 구현할 수 있는 안테나로써 많은 연구가 이루어져 왔다[11]. 본 논문에서 제안된 안테나는 종이가 평평한 상태에서는 다이폴 상태로 동작하지만 종이를 정사각형 모양으로 접었을 경우에는 루프 상태로 동작하게 된다. 다이폴과 루프 상태가 서로 변환되기 때문에, 제안된 안테나의 방사패턴 또한, 각각의 상태에 맞춰서 변환된다.
- 종이접기 식의 안테나에서는 접는 부분에서 발생하는 잉크의 균열 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서도 종이 필름이 접혔을 때 깨짐 현상이 발생하였지만, 액체 금속중 하나인 EGaIn을 사용하여 깨짐 현상을 해결하였다. 제안된 안테나는 종이를 접고 펼치는 종이접기 방식의 안테나로 다이폴 상태와 루프 상태로 변환할 수 있으며, 동일 주파수에서 다이폴과 루프 모드를 얻기 위하여 추가적인 안테나 도선을 배열하였다.
- 하지만 그림 1(b)와 같이 종이가 정사각형 모양으로 접히게 되면 인쇄된 부분이 모두 연결되면서 루프 안테나로 동작하게 된다. 제안된 안테나는 다이폴 상태와 루프 상태 모두 1.85 GHz에서 동작하도록 설계되었다. 다이폴 상태의 경우에는 가장 많이 쓰이는 반 파장(λ/2) 다이폴 안테나로 동작하도록 설계되었으며, 이에 따라 안테나의 총 길이와 폭이 각각 69 mm, 1.
- 본 논문에서는 다이폴 상태와 루프 상태로 변환 가능한 종이접기식의 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반 홈프린터를 사용해 종이 필름 위에 은 나노 입자 잉크를 인쇄하는 잉크젯 프린팅 방식으로 제작된다. 종이 필름이 접히지 않았을 때는 다이폴 모드로 동작하며, 종이 필름이 접혔을 때는 루프 모드로 동작한다.
- 본 논문에서도 종이 필름이 접혔을 때 깨짐 현상이 발생하였지만, 액체 금속중 하나인 EGaIn을 사용하여 깨짐 현상을 해결하였다. 제안된 안테나는 종이를 접고 펼치는 종이접기 방식의 안테나로 다이폴 상태와 루프 상태로 변환할 수 있으며, 동일 주파수에서 다이폴과 루프 모드를 얻기 위하여 추가적인 안테나 도선을 배열하였다. 따라서 제안된 안테나는 1.
- 종이를 접었을 때 종이 필름의 코팅부분과 그 위에 인쇄된 전도성 잉크의 깨짐 현상이 발생하는데, 이러한 문제점을 액체 금속중 하나인 Eutectic Gallium-Indium(EGaIn)을 사용하여 해결하였다. 제안된 안테나의 성능은 반사계수와 방사패턴의 측정을 통해서 확인되었다.
- 다이폴과 루프 상태가 서로 변환되기 때문에, 제안된 안테나의 방사패턴 또한, 각각의 상태에 맞춰서 변환된다. 제안된 안테나의 제작 방법은 일반적인 기판의 식각을 통한 패턴 제작이 아닌 일반 프린터를 사용하여 전도성 잉크를 종이 기판 위에 인쇄하는 방식으로 제작된다. 화학적인 제작 방법과 비교해봤을 때, 잉크젯 프린팅 방식은 화학적 부산물이 발생되지 않는다는 장점이 있다.
- 제안된 종이접기 방식의 안테나는 그림 4에서 보이는 것과 같이 0.254 mm의 두께를 갖는 Kodak사의 종이 필름 위에 전도성 잉크를 인쇄하는 방식을 통해 제작된다. 전도성 잉크는 Novacentrix사의 JS-B25P 은나노입자잉크 모델[12]을 사용하였으며, Epson사의 WF-7011 홈 프린터로 인쇄되었다.
- 05이다. 종이 필름위에 전도성 패턴을 인쇄한 후에는 JEIO tech사의 ON-22GW 오븐을 통해 180℃의 온도에서 10분간의 소결(sintering) 과정을 진행하였다[13].
- 종이를 접었을 때 종이 필름의 코팅부분과 그 위에 인쇄된 전도성 잉크의 깨짐 현상이 발생하는데, 이러한 문제점을 액체 금속중 하나인 Eutectic Gallium-Indium(EGaIn)을 사용하여 해결하였다. 제안된 안테나의 성능은 반사계수와 방사패턴의 측정을 통해서 확인되었다.
대상 데이터
- 5 MHz~3 GHz까지 RF 1:1 전송선로 변환기로 사용된다. 50 Ω CPW의 폭과 갭은 각각 2 mm, 0.25 mm로 제작되었다. 또한, CPW 의 반대쪽에는 Sub-Miniature version A(SMA) 커넥터를 연결하였다.
- 다이폴 상태의 경우에는 가장 많이 쓰이는 반 파장(λ/2) 다이폴 안테나로 동작하도록 설계되었으며, 이에 따라 안테나의 총 길이와 폭이 각각 69 mm, 1.5 mm로 설계되었다.
- 62 GHz에서 동작한다. 따라서 제안된 안테나는 적색으로 표시된 부분의 길이가 16 mm로 설계되었다. EM 시뮬레이션은 Finite-Element Method(FEM) 방식의 ANSYS HighFrequency Structure Simulator(HFSS)를 사용하였다.
- 그림 6(a)~(c)는 각각 접지 않았을 때, 접었을 때, 접었다 폈을 때의 종이 필름의 표면을 현미경을 통해 관찰한 사진이며, 종이 필름과 잉크가 갈라지는 현상을 관찰할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 액체금속 중 하나인 EGaIn을 사용하였다[14]. 그림 6(d)처럼 갈라지는 부분에 EGaIn으로 처리해 주었다.
- 254 mm의 두께를 갖는 Kodak사의 종이 필름 위에 전도성 잉크를 인쇄하는 방식을 통해 제작된다. 전도성 잉크는 Novacentrix사의 JS-B25P 은나노입자잉크 모델[12]을 사용하였으며, Epson사의 WF-7011 홈 프린터로 인쇄되었다. JS-B25P 은나노입자 잉크는 25 Ag wt %를 함유하고 있으며, 점성은 5cP이다.
- 다이폴 안테나와 CPW(Coplanar Waveguide)의 양쪽으로 균형잡힌 신호(balanced signal)를 전달하기 위해 발룬(balun)을 사용하였다. 제안된 안테나에서 사용된 발룬은 MACOM사의 MABA-009822-715254이며, 4.5 MHz~3 GHz까지 RF 1:1 전송선로 변환기로 사용된다. 50 Ω CPW의 폭과 갭은 각각 2 mm, 0.
데이터처리
- 다이폴 모드는 종이를 접지 않았을 때 측정되었으며, 루프 상태는 정사각형 모양으로 종이를 접었을 때 측정되었다. 측정결과는 Anritsu의 MS2038C 벡터 네트워크 분석기(vector network analyzer)를 통해 측정되었다. 다이폴 상태와 루프 상태일 때의 동작 주파수는 각각 1.
이론/모형
- 따라서 제안된 안테나는 적색으로 표시된 부분의 길이가 16 mm로 설계되었다. EM 시뮬레이션은 Finite-Element Method(FEM) 방식의 ANSYS HighFrequency Structure Simulator(HFSS)를 사용하였다.
성능/효과
- 제안된 안테나는 종이를 접고 펼치는 종이접기 방식의 안테나로 다이폴 상태와 루프 상태로 변환할 수 있으며, 동일 주파수에서 다이폴과 루프 모드를 얻기 위하여 추가적인 안테나 도선을 배열하였다. 따라서 제안된 안테나는 1.8 GHz 대역에서 다이폴 상태와 루프 상태의 쌍대성으로 인하여 각각의 방사패턴의 Null 부분을 상호 보완할 수 있다.
- 본 논문에서 사용된 종이 필름은 표면이 코팅처리되어 있기 때문에 추가적인 코팅 처리 없이 잉크젯 프린팅 할 수 있고, 인쇄 품질도 우수하다. 하지만 종이 필름의 코팅 부분은 소결 과정을 거치게 되면 딱딱하게 되어 종이 필름을 접었을 때 접힌 부분에 깨짐 현상이 발생하게 된다.
- 이를 통해 제안된 안테나가 각각 반파장(λ/2) 다이폴, 한 파장(1λ) 루프 안테나로 동작하는 것을 확인할 수 있다.
- 반면, 루프 상태일 때의 Null 방향은 10°, 170°이지만, 마찬가지로 이 각도에서 다이폴 상태일 때 최대 방사를 이루며, 다이폴 상태의 안테나 이득은 —4 dBi이다. 측정 결과를 통해 각각의 상태일 때 방사패턴이 상호 보완됨을 확인할 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.