[논문]소형 2중-급전 4-배열 미앤더 모노폴 안테나

장용웅; 이상우

doi:10.5909/jbe.2018.23.6.925

초록
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본 논문에서는 분리된 4-조각 매쉬형 반사판을 갖는 소형 이중 4-배열 미앤더 모노폴 안테나를 제안한다. 십자형 요소와 4-소각 매쉬형 반사판은 복사패턴 특성과 안테나 이득 개선에 기여했다. 제안된 안테나의 실험치는, 다이폴과 같은 복사패턴 특성을 보였다. 제작된 안테나의 최대 이득 실험치는 약 2.89dBi 로 나타났으며, 이것은 소형 안테나에서는 비교적 높은 이득 특성을 나타낸 것이다. 이 안테나는 이동통신 RFID 리더용, 의료용기기, 방송용, 홈네트워킹, 그리고 다른 소형 고이득 시스템에 응용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we present a low profile dual-microstripline-fed double 4-arrayed meander monopole antenna with a cross-type element back by separated four-segments mesh-type reflector. The cross-type element and separated four-segments mesh-type reflector leads to enhance radiation patterns and ante...

In this paper, we present a low profile dual-microstripline-fed double 4-arrayed meander monopole antenna with a cross-type element back by separated four-segments mesh-type reflector. The cross-type element and separated four-segments mesh-type reflector leads to enhance radiation patterns and antenna gain characteristics. The measurement value of the proposed antenna show that it has dipole-like radiation pattern characteristics. The experimental peak gain of fabricated antenna is about 2.89 dBi, which presents relatively high gain characteristics for a low profile(small-size) one. This antenna can be applied mobile RFID(radio frequency identification) readers, small medical instruments, broadcasting and home-networking operations, and other low profile high-gain systems.

주제어

표/그림 (7)

그림 그림 1. 안테나 구조와 설계 파라메타 Fig. 1. Antenna structure and design parameters
그림 그림 2. 제작된 안테나 사진 (a) 전면, (b) 후면 Fig. 2. Photo of fabricated antenna. (a) Front, (b) Back
그림 그림 3. 제안된 안테나의 정재파비 Fig. 3. VSWR of proposed antenna
그림 그림 4. x-z 면에서의 복사패턴 측정치 Fig. 4. Measured radiation pattern in x-z
그림 그림 5. y-z 면에서의 복사패턴 측정치 Fig. 5. Measured radiation pattern in y-z
그림 그림 6. 안테나 이득 측정치 Fig. 6. Measured antenna gain
표 표 1. 안테나 성능 비교 Table 1. Comparison of antenna performance

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가설 설정

The 50W coaxial cable is attached to the lower microstrip feedline, through a small hole in the dielectric layer 1. The cross-shaped element is located on the dielectric layer 2. And four-separated mesh reflectors are attached under four-segments mesh reflector. Ls,Ws are the lengths and the width of the substrate, respectively.

제안 방법

In this paper, we present a new design of a double micr-stripline-fed meander 4-arrayed monopole antenna with a cross-shaped element and separated four-segments mesh-type reflector. The proposed antenna is fed by double micr- stripline-fed and the rectangular meander is printed in two metal layers with cross-typed element back by the separated four-segments mesh reflector.
This antenna can be manufactured in relative simple procedure. It consists of double 2-arrayed rectangular meander elements, a cross-type element, and the separated four-segments mesh, dual microstrip feed line and 50W coaxial cable with N-type connector. The upper dielectric layer is placed between the front 2-arrayed rectangular meander element with feed line and the back 2-arrayed rectangular meander element with feed line, improving the coupling.

대상 데이터

The antenna was fabricated using FR-4(h=1.0 mm), and the overall size of the proposed antenna is 59 mm×73 mm×2 mm.
In this paper, we present a new design of a double micr-stripline-fed meander 4-arrayed monopole antenna with a cross-shaped element and separated four-segments mesh-type reflector. The proposed antenna is fed by double micr- stripline-fed and the rectangular meander is printed in two metal layers with cross-typed element back by the separated four-segments mesh reflector. A cross-shaped element and separated four-segments mesh-type reflector is used to enhance the impedance matching and to increase the antenna gain.
Figure 1 shows the geometry of microstripline-fed double meander 4-arrayed monopole antenna with a cross-type element back by separated four-segments mesh-type reflector. The proposed antenna is fed by double micro- stripline-fed and the rectangular meander is printed in two metal layers and a cross-type element and back by the four-segments mesh reflector. A cross-type element and back by the four-segments mesh reflector is used to enhance the impedance matching and to increase the antenna gain.

후속연구

In Figure 4, the measured x-z plane radiation patterns of the proposed antenna is a bi-conical radiation pattern. The y-z plane radiation pattern is omni-directional, as illustrated in Figure 5. In addition, it is expected that, in general, the smaller CPW-fed, or microstripline-fed structure can affect the radiation patterns less than the other existing approaches. The measurements show that the antenna has dipole-like radiation pattern characteristics, and the variation in the radiation patterns is slight across the frequency range interest.

참고문헌 (7)

M.W. Melvin, P.C. Ctephen, C.L. Cho, and J.W. Warren, "Monopole elements on circular ground plane," Boston, MA: Artech House, 1987.
J. Mcclean, h. Foltz, and G. Crook, "Broadband, robust, low-profile monopole incorporating to loading, dielectric loading, and a distributed capacitive feed mechanism," IEEE Antenna and Propagation Soc. 3 pp,1562-1565, 1999.
H.-C. Go, Y.-W. Jang, "Multi-band modified fork-shaped microstrip monopole antenna with ground plane including dual-triangle portion," Electronic Letters, vol.40(10), pp.575-577, 2004.
F.S.Chang, S.H.Yeh, and K.L. Wong, "Planar monopole in wrapped structure for low profile GSM/DCS mobile phone antenna," Electronic Letters, vol.38 (11), pp.499-500, 2002.
H.D. Chen, "Compact CPW-fed dual-frequency monopole antenna," Electronic Letters, vol.38, pp.1622-1624, 2002.
Y.W.jang, S.W. Lee, and H.S.Shin,"The characteristic analysis of low profile meander 2-layer monopole antenna," Journal of Broadcasting Engineering, vol.19(6), pp.934-941, 2014.
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