초록

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본 논문에서는 안테나의 이득을 극대화하기 위해서 Bluetooth PCB Layout 위에 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 직접 설계하여 Bluetooth의 주요 사양인 2.4~2.4835GHz에서 동작할 수 있도록 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 설계하였다. Bluetooth PCB Layout 크기는 실제 크기와 같은 54mm$\times$19mm$\times$2.4mm로 설계하고 마이크로 칩 안테나 크기는 11mm$\times$4mm$\times$l.6mm로 설계하여 상용화 된 프로그램인 HFSS에 의해 3.616dBi의 이득을 얻었다. 설계 제작된 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나는 2.45GHz의 중심주파수에서 넓은 대역폭 10.71%을 확인하였다.

본 논문에서는 안테나의 이득을 극대화하기 위해서 Bluetooth PCB Layout 위에 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 직접 설계하여 Bluetooth의 주요 사양인 2.4~2.4835GHz에서 동작할 수 있도록 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 설계하였다. Bluetooth PCB Layout 크기는 실제 크기와 같은 54mm$\times$19mm$\times$2.4mm로 설계하고 마이크로 칩 안테나 크기는 11mm$\times$4mm$\times$l.6mm로 설계하여 상용화 된 프로그램인 HFSS에 의해 3.616dBi의 이득을 얻었다. 설계 제작된 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나는 2.45GHz의 중심주파수에서 넓은 대역폭 10.71%을 확인하였다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 Bluetooth PCB Layout 위에 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 직접 설계하여 Bluetooth의 주요 사양인 2.4 ~ 2.4835 GHz 에서 동작할 수 있도록 Bluetooth를 설계하였다. 또한 为-용화된 HFSS를 사용하여 Bluetooth 방사 특성과 리턴로스 특성을 분석하였으며, 설계된

제안 방법

• 현재 많은 주목을 받고 있는 Blueto아h의 실제 크기는 다음과 같다. 그림 2 (a)와 같이 Bluetooth PCB Layout위에 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 주요사항인 사용 주파수 2.4~2.4838GHz 에서 동작할 수 있도록 설계하였으며, Bluetooth PCB Layout 윗면은 마이크로 칩 안테나의 그라운드 판과 연결시켜서 그라운드 판으로 활용하였다. 그림 2a의 그라운드 판은 그림Lb의 방사 패치에 연결되도록 설계되었다.
• Bluetooth용 안테나에 자세한 특성을 고찰하기 위 하여 마이크로칩 안테나 아래 면의 구조를 일반적 인 QMSA 구조로 변경하여 우측 평행 평판의 길이 를 고정한 상태에서 좌측평행평판의 길이를 가변하 여 중심주파수, 대역폭, 이득을 비교분석하였다.
• 우측면의 방사 패치와 그라운드 판을 단락시키므로 더욱 소형화한 안테나이다. 또한 안테나의 방사 패치에 연결된 급전선로(그림 La의 W2XL7) 에 연결되어 안테나 윗면 그라운드 판에 접속되지 않도록 Slit을 만들었다. 그리고 안테나 아래 면에서 좌측 평행평판과 방사 패치 사이에 용량을 구성하도록 Slit(그림 l.
• 배선 없는 LAN을 구축하는 무선 LAN과 휴대전화 등 소형 통신 기기간의 데이터 통신을 상정한 Bluetooth, 용도가 다른 두 개의 무선 통신 규격 SOHO(Small Office Home Office)와 가정 내 PC를 Network화하는 장소를 두고 경쟁에 돌입하였다. 기존의 휴대 가능한 장치들은 서로간의 통신을 위해서 송·수신기의 가격이 저렴한 적외선(IrD시를 사용해 왔으나 제한된 거리가 짧고, 방향에 민감하며, 원칙적으로 2대의 장치간에만 사용되는 단점을 가지고 있다.
• 동축 선로의 급전 방법은 동축 선로의 외부 도체를 그라운드 판 에 접속하고 동축 선로의 내부 도체가 그라우드 판 에 접속되지 않도록 유전체를 통과하여 방사 패치에 접속시킨다. 본 논문에서 설계한 Blu바ooth용 내장형 마이크로 칩 안테나는 그라운드 판이 방사패치(그림 1의 W1)와 같은 폭으로 자르므로서 소형화하고, 좌측 평행 평판(그림 l.b의 W1XL2)에서 Slit (그림 Lb의 W4x L7)을 잘라내어 소형화하였으며, 좌. 우측면의 방사 패치와 그라운드 판을 단락시키므로 더욱 소형화한 안테나이다.
• 본 논문에서는 안테나 이득을 극대화하기 위해서 Bluetooth PCB Layout 위에 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나를 직접 설계하여 Bluetooth의 주요 사양인 2.4 ~ 2.4835G너z에서 동작할 수 있도록 하였으며 설계된 blu안ooth용 안테나에 자세한 특성 고찰을 위해 bluetooth용 안테나 아래면 구조에 용량을 장하시켜서 용량의 변화에 따른 중심주파수, 대역폭을 비교, 분석했다. 설계된 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나는 상용화된 프로그램 버FSS에 의해 2.
• 설계 제작된 Bhietooth용 안테나의 자세한 특성을 알아보기 위하여 田uetooth용 안테나 아래면의 구조에 용량을 장하시키고 용량의 변화에 따른 대역폭, 이득, 중심 주파수를 비교 분석하였다. 보다 정확한 용량의 변화를 보기 위해서 미uetooth용 안 테나 아래면 구조는 그림 5와 같이 단순 화 하였다.

대상 데이터

• Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나 설계는 유전율 5.75 Coming Glass 기판을 활용하였으며, Blu마ooth PCB Layout에서는 유전율 4.4의 Epoxy 기판을 활용하였다. 또한 목적으로 하는 중심 주파수를 2.

성능/효과

• 616dBi를 얻었다. 또한, 제작된 Bluetooth 용 안테나는 중심주파수 2.45GHz이고, 대역폭이 10.71%로 계산치와 매우 양호하게 일치됨을 확인했다.
• 4835G너z에서 동작할 수 있도록 하였으며 설계된 blu안ooth용 안테나에 자세한 특성 고찰을 위해 bluetooth용 안테나 아래면 구조에 용량을 장하시켜서 용량의 변화에 따른 중심주파수, 대역폭을 비교, 분석했다. 설계된 Bluetooth용 내장형 마이크로 칩 안테나는 상용화된 프로그램 버FSS에 의해 2.45GHz의 중심주파수에서 대역폭 8.98%를 얻었으며, 최대 방사이득 3.616dBi를 얻었다. 또한, 제작된 Bluetooth 용 안테나는 중심주파수 2.
• 그림 5. 용량을 장하한 Bluetooth용 안테나의 아래면 구조 용량을 장하한 부분의 평판사이 길이 d 의 변화에 따른 이득의 변화는 거의 없고, 길이 d 가 길어질수록 중심주파수가 높아지므로 용량을 작게 장하할수록 소형화할 수 있음을 알 수 있었다, 또한, 길이 d를 길게 할수록 대역폭은 증가하다가 감소한다.
• 중심 주파수는 2.45GHz이고 대역폭은 10.71 %로 광대역에서 동작함을 확인했다.

후속연구

• 앞으로 본 논문을 기본으로 하여 Bluetooth에 현재 가격보다 더 저렴하면서 소형화되고 이득이 좋은 Bluetooth를 설계·제작할 예정이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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