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광대역 슬리브 모노폴 안테나의 단순화 설계
Design of Simplified Wideband Sleeve Monopole Antenna 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.23 no.3, 2019년, pp.1100 - 1103  

황희용 (Department of BIT Medical & Electrical and Electronics Engineering, Kangwon National University) ,  최경 (Electronic Engineering, Kangwon National University)

초록
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본 논문에서는 기존의 3차원 구조의 슬리브모노폴 안테나(Sleeve monopole Antenna)를 모노폴과 접지면상의 작은 기생모노폴의 형태로 단순화하여도 비슷한 특성을 보이는 것을 확인하고 PCB상에 보다 광대역인 평면 슬리브모노폴 안테나의 설계 방법에 대해 다룬다. 설계 및 제작된 슬리브안테나는 평면형으로 메인 모노폴과 이에 근접하는 작은 사각형 슬리브로 구성되고 기존의 3차원 슬리브안테나와 비슷한 전방향(omni-directional)특성과 기존보다 46% 더 넓은 대역폭을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the design method of a planar sleeve monopole antenna on PCB, which has wider bandwidth compared to that of the conventional sleeve monopole antenna, by showing the fact that the sleeve of the conventional antenna can be simplified in structure. The designed and fabricated planar...

주제어

#monopole   #Sleeve antenna   #Sleeve monopole   #Wideband antenna   #Planar sleeve monopole antenna  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 슬리브의 기하학적 치수들은 방사패턴에는 거의 영향을 미치지 않고 안테나 입력임피던스에 큰 영향을 미치며, 실제적인 슬리브의 길이(L2)는 메인모노폴 길이(L)의 1/3～1/2이다[3], 또한 슬리브안테나의 슬리브는 등가회로적으로 메인모노폴 안테나 및 접지(GND)와 각각 등가의 캐패시턴스를 형성[4]하므로 이를 구현하는 데는 원통형의 슬리브 전체가 모두 필요하지는 않다고 가정할 수 있다. 이를 이용하여 슬리브안테나의 슬리브를 간략 화시키면서도 슬리브안테나의 장점인 광대역과 전방향지향성을 유지하는 평면형의 슬리브 안테나를 설계한다.

가설 설정

  • 여기서 소재는 모두 구리(Cu)를 가정하고 슬리브의 두께는 0.1mm, 접지면(GND)의 면적은 80mm × 80mm로 설정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
모노폴 안테나의 장점은 무엇인가? 지속적인 무선 및 이동 통신의 발달에 따라 단일 안테나들의 연구 개발도 광대역화, 소형화, 경량화 방향으로 발전하고 있다. 그 중 모노폴 안테나(monopole antenna)는 복사 소자의 높이를 사용 주파수의 약 λ/4로 맞춰 안테나를 간단히 제작할수 있는 장점이 있으나 대역폭이 좁은 것이 큰 단점이어서 광대역화에 대한 연구가 많이 진행되어 오고 있다[1]-[5]. 모노폴 안테나의 광대역화를 위한 방법으로는 복사 소자의 두께를 증가시키거나 복사 소자의 끝에 디스크형태의 부하를 장하하는 탑로딩 모노폴 안테나(top-loading monopole antenna)[1]-[3]방법이 있고, 모노폴 소자를 원통으로 한 원통형 모노폴 안테나(cylindrical monopole antenna)[1], 그리고 모노폴 소자를 평면화 시킨 평면 모노폴 안테나(planar monopole antenna)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다[1]-[6].
모노폴 안테나의 광대역화를 위한 방법으로 무엇이 있는가? 그 중 모노폴 안테나(monopole antenna)는 복사 소자의 높이를 사용 주파수의 약 λ/4로 맞춰 안테나를 간단히 제작할수 있는 장점이 있으나 대역폭이 좁은 것이 큰 단점이어서 광대역화에 대한 연구가 많이 진행되어 오고 있다[1]-[5]. 모노폴 안테나의 광대역화를 위한 방법으로는 복사 소자의 두께를 증가시키거나 복사 소자의 끝에 디스크형태의 부하를 장하하는 탑로딩 모노폴 안테나(top-loading monopole antenna)[1]-[3]방법이 있고, 모노폴 소자를 원통으로 한 원통형 모노폴 안테나(cylindrical monopole antenna)[1], 그리고 모노폴 소자를 평면화 시킨 평면 모노폴 안테나(planar monopole antenna)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다[1]-[6]. 평면 모노폴 안테나의 복사 소자는 삼각형, 마름모, 사각형, 원형 등의 여러 형태가 있으며 기존의 가는 도선을 사용하는 모노폴 안테나에 비하여 확실히 대역폭이 넓은 것이 사실이지만 최적설계에 많은 노력이 필요하고 형태적으로 단순하지 않거나 면적이 커지는 단점이 있다.
모노폴 소자를 평면화 시킨 평면 모노폴 안테나의 특징은 무엇인가? 모노폴 안테나의 광대역화를 위한 방법으로는 복사 소자의 두께를 증가시키거나 복사 소자의 끝에 디스크형태의 부하를 장하하는 탑로딩 모노폴 안테나(top-loading monopole antenna)[1]-[3]방법이 있고, 모노폴 소자를 원통으로 한 원통형 모노폴 안테나(cylindrical monopole antenna)[1], 그리고 모노폴 소자를 평면화 시킨 평면 모노폴 안테나(planar monopole antenna)에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다[1]-[6]. 평면 모노폴 안테나의 복사 소자는 삼각형, 마름모, 사각형, 원형 등의 여러 형태가 있으며 기존의 가는 도선을 사용하는 모노폴 안테나에 비하여 확실히 대역폭이 넓은 것이 사실이지만 최적설계에 많은 노력이 필요하고 형태적으로 단순하지 않거나 면적이 커지는 단점이 있다. 반면에 슬리브 모노폴 안테나(sleeve monopole antenna)는 구조가 간단하고 4:1의 대역폭 내에서 설계가 용이하나 3차원의 구조로 되어 있다는 단점이 있다[3][7].
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