본 논문에서는 900MHz대역의 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 제안한 마이크로스트립 패치안테나는 안테나 크기, 절단 길이, 급전위치, 공기층의 높이 등과 같은 중요 파라미터를 고려하여 설계하였다. 설계한 마이크로스트립 패치안테나는 915MHz에서 최소의 반사손실을 가지며, 반사손실을 -16dB 이하에서 정재파비가 1.2이하일 경우, 약 26MHz의 대역폭을 확보함을 알 수 있다. 또한, 설계한 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나는 915MHz 중심주파수 대역에서 이득이 6dB이고, 축비가 2.8dB 되어 우수한 특성을 갖는다.
본 논문에서는 900MHz대역의 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 제안한 마이크로스트립 패치안테나는 안테나 크기, 절단 길이, 급전위치, 공기층의 높이 등과 같은 중요 파라미터를 고려하여 설계하였다. 설계한 마이크로스트립 패치안테나는 915MHz에서 최소의 반사손실을 가지며, 반사손실을 -16dB 이하에서 정재파비가 1.2이하일 경우, 약 26MHz의 대역폭을 확보함을 알 수 있다. 또한, 설계한 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나는 915MHz 중심주파수 대역에서 이득이 6dB이고, 축비가 2.8dB 되어 우수한 특성을 갖는다.
In this paper, microstrip patch antenna with diagonal slotted type using RFID is designed. This microstrip patch antenna is designed by considering the properties of critical parameter like the size, the truncating dimension, position of feed power and the height of airspace. the designed microstrip...
In this paper, microstrip patch antenna with diagonal slotted type using RFID is designed. This microstrip patch antenna is designed by considering the properties of critical parameter like the size, the truncating dimension, position of feed power and the height of airspace. the designed microstrip patch antenna has the lowest return loss in 915MHz, and in case of the voltage standing wave ratio(VSWR) is less than 1.2 under return loss -16dB, it has bandwidth of about 26MHz. Also, the microstrip patch antenna has the gain of 6dBi on the center frequency of 915MHz band and 2.8dB in the rate of reduction.
In this paper, microstrip patch antenna with diagonal slotted type using RFID is designed. This microstrip patch antenna is designed by considering the properties of critical parameter like the size, the truncating dimension, position of feed power and the height of airspace. the designed microstrip patch antenna has the lowest return loss in 915MHz, and in case of the voltage standing wave ratio(VSWR) is less than 1.2 under return loss -16dB, it has bandwidth of about 26MHz. Also, the microstrip patch antenna has the gain of 6dBi on the center frequency of 915MHz band and 2.8dB in the rate of reduction.
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제안 방법
RFID 리더 안테나는 평면구조를 가지면서 원형편파 특성을 갖는 것이 바람직하므로 그림 1에서와 같이 정사각형 패치에 가운데에 대각선슬롯으로 인해 급전위치를 시작하여 패치 양쪽 끝가지 전기적 길이를 변화시키는 패치 안테나를 설계하였으며, 유전체 기판은 생산단가를 고려하여 유전율 4.4, 두께 3.2mm인 FR4 기판을 사용하여 설계하였다.
그러므로 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하는 마이크로 스트립안테나 크기, 잘려진 면적, 급전 위치, 공기층의 높이 등 중요 파라미터들의 특성을 이용하여 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다.
마이크로스트립 안테나 크기 L, 절단모서리 길이 ΔL, 슬롯길이 Ld, 급전 위치 Fd, 공기층의 높이 등 중요 파라미터들의 특성을 이용하여 본 논문에서 설계한 대각선 슬롯형 구조의 마이크로스트립 패치 안테나를 상용 시뮬레이터 HFSS를 이용하여 시뮬레이션 하였으며, 표 1은 본 논문에서 설계한 안테나의 치수를 보인 것이다.
본 논문에서는 마이크로 스트립안테나 크기 L, 잘려진 면적 ΔL, 급전 위치 Fd, 공기층의 높이 등 중요 파라미터들의 특성을 이용하여 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 하였다.
안테나의 대역폭을 개선하기 위하여 기판과 그라운드사이에 공기층(air gap)을 주었고 이득을 높이기 위하여 수직 그라운드를 만들었으며, 그림 2는 대각선 슬롯형 구조에서 공기층을 0mm에서 5mm로 변화시켰을 때 반사손실의 변화를 시뮬레이션한 결과이다. 그림 2에서 보인 것처럼 910MHz대에서 공기층을 3mm로 하였을 경우 -14dB의 반사손실을 보였으며, 공기층을 5mm로 하였을 경우 -38dB의 반사손실을 갖는다.
은 유전체 기판의 비유전율이다. 이 식으로 구한 패치 크기를 초기값으로 하여 상용 시뮬레이터 HFSS를 이용하여 슬롯형 구조의 마이크로스트립 안테나의 설계변수를 다음의 항목들을 변화시켜 안테나의 최적 특성을 구하였다.
성능/효과
2이하일 경우, 약 26MHz의 대역폭을 확보함을 알 수 있다. 또한, 설계한 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나는 915MHz 중심주파수 대역에서 이득이 6dBi이고, 축비가 2.8dB 되어 우수한 특성을 갖는다.
, 공기층의 높이 등 중요 파라미터들의 특성을 이용하여 대각선 슬롯형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 하였다. 설계한 마이크로스트립 패치 안테나의 반사손실은 915MHz대역에서 가장 손실이 적게나타남을 보였다. 또한, 반사손실을 -16dB 이하에서 정재파비가 1.
후속연구
그러므로 본 논문에서 설계한 대각선 슬롯형 구조를 갖는 마이크로스트립 패치 안테나는 향후 RFID에 적용 될 것으로 예측되는 MIMO나 스마트 안테나에 응용 될 것으로 생각되며, RFID 안테나 소자 제작에 활용 가능할 것이며, 낮은 단가, 제조상의 편리, 광대역 특성, 적합한 이득과 원형편파 특성을 가지므로 RFID 애플리케이션에 적합할 것으로 생각된다.
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