본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.
본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 mm를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ~ 8.9 GHz 대역에서 5.1 GHz 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내 외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 GHz 대역에서 7.4 dBi이며, 측정 결과는 6 GHz 대역에서 7.6 dBi의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.
In this paper, we propose the antenna to appropriate for a UWB communication system, and it meets characteristics for location recognition in predetermined range. Proposed tapered slot antenna was designed through the HFSS simulation tool of Ansys. Inc., it was produced by Taconic TRF-45 based on di...
In this paper, we propose the antenna to appropriate for a UWB communication system, and it meets characteristics for location recognition in predetermined range. Proposed tapered slot antenna was designed through the HFSS simulation tool of Ansys. Inc., it was produced by Taconic TRF-45 based on dielectric constant of 4.5, loss tangent 0.0035, thickness 1.62mm. The tapered slot antenna is analyzed the standing wave ratio and reflection coefficient, radiation pattern in the frequency domain. The impedance bandwidth range of the produced tapered slot antenna is from 3.8 ~ 8.9GHz to 5.1GHz, E-plane and H-plane radiation pattern meet directional antenna characteristics for indoor and outdoor location recognition in predetermined range. The antenna gain is 7.4 dBi(6GHz)in the simulation, the result of measurement demonstrated 7.4 dBi(6 GHz) of antenna maximum gain. Proposed tapered slot antenna meets UWB communication system but simulated and measured results were slightly different.
In this paper, we propose the antenna to appropriate for a UWB communication system, and it meets characteristics for location recognition in predetermined range. Proposed tapered slot antenna was designed through the HFSS simulation tool of Ansys. Inc., it was produced by Taconic TRF-45 based on dielectric constant of 4.5, loss tangent 0.0035, thickness 1.62mm. The tapered slot antenna is analyzed the standing wave ratio and reflection coefficient, radiation pattern in the frequency domain. The impedance bandwidth range of the produced tapered slot antenna is from 3.8 ~ 8.9GHz to 5.1GHz, E-plane and H-plane radiation pattern meet directional antenna characteristics for indoor and outdoor location recognition in predetermined range. The antenna gain is 7.4 dBi(6GHz)in the simulation, the result of measurement demonstrated 7.4 dBi(6 GHz) of antenna maximum gain. Proposed tapered slot antenna meets UWB communication system but simulated and measured results were slightly different.
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문제 정의
본 논문은 초 광대역 및 위치 인식에 적합한 지향성 의 테이퍼드 슬롯 안테나를 설계 및 제안하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 툴을 통하여 설계 및 시뮬레이션 분석되었으며, 유전율 4.
제안 방법
E-평면과 H-평면에서 반 전력 빔폭(half-power beamwidth)을 분석하였으며, 시뮬레이션 및 측정 분석은 표 2와 같다. 표 2의 시뮬레이션 및 측정 분석 결과, 반 전력 빔폭은 최대치에서 반이 되는 두 방향 사이의 각으로 E-평면과 H-평면에서 적절한 반 전력 빔폭을 보이고 있다.
본 논문에서 제안된 안테나는 UWB 통신 시스템의 대역을 만족하며, 특정 구간에서 위치인식에 적합한 안테나를 설계 및 분석하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 3.
이를 위해 제 2 장에서는 UWB 통신 시스템에서의 위치인식에 적합한 테이퍼드 슬롯 안테나를 설계하였으며, 제 3 장에서는 이를 입증하기 위해 임피던스 대역폭 및 방사패턴을 분석하였다. 제 4 장에서는 결론을 맺는다.
제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS(High Frequency Structure Simulation) 툴을 이용하여 안테나 설계 및 시뮬레이션을 하였다. 설계된 테이퍼드 슬롯 안테나는 유전율 4.
대상 데이터
제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS(High Frequency Structure Simulation) 툴을 이용하여 안테나 설계 및 시뮬레이션을 하였다. 설계된 테이퍼드 슬롯 안테나는 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 ㎜를 갖는 Taconic TRF-45 기판에 제작되었다. 안테나의 슬롯은 선형적으로 점점 가늘어지며, 안테나의 구조 및 상세 파라미터는 그림 1, 표 1과 같다[9,10].
본 논문은 초 광대역 및 위치 인식에 적합한 지향성 의 테이퍼드 슬롯 안테나를 설계 및 제안하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 툴을 통하여 설계 및 시뮬레이션 분석되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 ㎜를 갖는 Taconic TRF-45 기판에 제작되었다.
데이터처리
제안된 테이퍼드 슬롯 안테나의 시뮬레이션 및 측정 결과를 비교 분석하였으며, 표 3과 같다.
성능/효과
따라서 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 UWB 시스템의 넓은 대역폭을 만족하며, 특정 구간에서의 실내·외 위치인식에 적합한 특성을 보인다.
1 ㎓ 대역폭을 보인다. 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 지향성의 특성을 만족하였으며, 안테나 이득은 최대 7.6 ㏈i의 이득을 보인다.
제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 3.8 ∼ 8.9 ㎓ 대역에서 5.1 ㎓의 넓은 대역폭 특성을 만족하였으며, 위치 인식에 적합한 지향성의 방사패턴을 보였다.
측정 결과의 임피던스 대역폭은 3.8 ∼ 8.9 ㎓ 대역에서 -10 ㏈ S11 및 VSWR≤2를 만족하여 5.1 ㎓의 대역폭을 보였다.
표 3의 종합 분석 결과, 안테나 임피던스 대역폭은 시뮬레이션 결과에 비해 측정 결과는 약 2.55 ㎓의 대역폭이 차이가 있었으며, 이는 안테나의 제작과정간의 오차 및 커넥터간의 손실로 예측된다. 또한 적절한 반 전력 빔폭과 함께 안테나 이득은 6 ㎓ 대역에서 시뮬레이션 분석은 7.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
UWB 안테나에 요구되는 사양은 무엇인가?
광대역 특성은 일반적으로 안테나의 빔폭이나 이득에 의해서 정의될 수 있지만 안테나의 동작 특성 면에서 본다면 주파수 대역에 의해서 정의될 수 있다[4]. UWB 안테나는 광대역 특성뿐만 아니라 주파수에 따라 일정한 이득과 일정한 이득 변화율을 통해서 신호의 왜곡을 줄여야 한다 [5]. 또한, UWB 안테나는 넓은 복사패턴이 요구된다. 안테나의 입력단에서 반사손실이 -10 ㏈ 이하가 되도록 임피던스 정합이 필요하다[6,7].
UWB 안테나의 광대역 특성을 갖는 안테나의 구조에는 무엇이 있는가?
이러한 UWB 안테나의 광대역 특성을 갖는 안테나는 다양한 구조를 갖고 있으며, 구조에는 나비 넥타이(bow-tie) 구조 안테나, 대수주기 구조 안테나, 스파이럴 구조 안테나, 프렉탈 구조 안테나, 테이퍼드 슬롯 안테나 등 무선 시스템에 따라 다양한 구조를 갖는다[2].
안테나의 지향성은 무엇을 말하는가?
실내·외 위치 인식에 적합한 방사 패턴(radiation pattern)은 특정 방향으로 전파를 얼마나 많이 집중해 방사할 수 있는가 하는 점이다.
참고문헌 (12)
B. S. Kim, "Design and implementation of UWB tapered slot antenna," M. S. dissertation, Department of IT Convergence Engineering, Chosun Univ., Gwangju, 2015.
J. J. Kim, S. W. Kim, J. J. Park, M. A Jeong, K. W. Park, and D. Y. Choi, "Design and analysis of UWB circular patch antenna using microstrip line", THE JOURNAL OF KOREA INFORMATION AND COMMUNICATIONS SOCIETY, vol. 40, no. 5, pp.938-943, May 2015.
D. Y. Choi, S. W. Kim, J. J. Park, M. A Jeong, and S. R. Lee, "Design and implementation of tapered slot antenna for ship's indoor location-aware system," THE JOURNAL OF KOREA INFORMATION AND COMMUNICATIONS SOCIETY, vol. 39C, no. 12, pp.1307-1313, Dec. 2014.
Saman Jafarlou, Maher Bakri-Kassem, Mohammad Fakharzadeh, Zahra Sotoodeh, and Safieddin Safavi- Naeini, "A Wideband CPW-Fed Planar Dielectric Tapered Antenna With Parasitic Elements for 60-GHz Integrated Application," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol. 62, no. 12, pp.6010-6018, Dec. 2014.
S. Shrestha, S. K. Noh, and D. Y. Choi, "Comparative study of antenna design for RF energy harvesting," Int. J. Ant. Propaga., vol. 2013, pp.1-10, Jan. 2013.
D. Y. Choi, Sika Shrestha, J. J. Park, and S. N. Noh, "Design and performance of an efficient rectenna incorporating a fractal structure," Int. J. Commun. Syst., vol. 2014, no. 27, pp.1-19, Jul. 2014.
Shan Hong He, Wei Shan, Chong Fan, Zhi Chao Mo, and Jun Hua Chen, "An Improved Vivaldi Antenna for Vehicular Wireless Communication Systems," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 13, pp.1505-1508, 2014.
Lei Chen, Zhenya Lei, Rui Yang, Jun Fan, and Xiaowei Shi, "A Broadband Artificial Material for Gain Enhancement of Antipodal Tapered Slot Antenna," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 1, pp.395-400, Jan. 2015.
Alexandre M. De Oliveira, Marcelo B. Perotoni, Sergio T. Kofuji, and Joaao F. Justo, "A Palm Tree Antipodal Vivaldi Antenna With Exponential Slot Edge for Improved Radiation Pattern," IEEE Antenna and wireless propagation letters, vol. 14, pp.1334-1337, 2015.
Y. M. Koh, "Development of the Beam-scanning UWB array antenna system for time-domain signal transmission," Ph. D. dissertation, Department of Electronic Engineering, Kwangwoon Univ., Seoul, 2012.
J. M. Kim, "Time-domain design of IR-UWB antenna for optimum impulse radio radiation," Ph. D. dissertation, Department of Electronic Engineering, Kwangwoon Univ., Seoul, 2012.
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