KR101673086B1 - 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나 - Google Patents

개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR101673086B1
KR101673086B1 KR1020150084497A KR20150084497A KR101673086B1 KR 101673086 B1 KR101673086 B1 KR 101673086B1 KR 1020150084497 A KR1020150084497 A KR 1020150084497A KR 20150084497 A KR20150084497 A KR 20150084497A KR 101673086 B1 KR101673086 B1 KR 101673086B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slot
antenna
open
dielectric substrate
uwb
Prior art date
Application number
KR1020150084497A
Other languages
English (en)
Inventor
이영순
유진하
Original Assignee
금오공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금오공과대학교 산학협력단 filed Critical 금오공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020150084497A priority Critical patent/KR101673086B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101673086B1 publication Critical patent/KR101673086B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H01Q13/085Slot-line radiating ends
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas
    • H01Q13/106Microstrip slot antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 유전체 기판, 상기 유전체 기판의 하부에 형성되며, 그 일변에서 양 단이 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯에 의해 두 영역으로 분리된 접지층, 및 상기 유전체 기판의 상부에 형성되며, 상기 접지층의 제 1 영역과 비어 콘택을 통하여 연결되어 RF 신호를 급전하는 급전부재를 포함하며, 상기 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯은, 양 단이 상기 유전체 기판의 바깥 방향을 향하도록 형성되며, 상기 접지층의 제 2 영역에 양 단이 단락된 'ㄷ'자 형상의 제 2 슬롯이 형성될 수 있다.

Description

개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나{UWB Antenna using open-ended floded slot}
본 발명은 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나에 관한 것으로, 특히 UWB 통신에서 사용되는 전 주파수 대역에서 일정 값 이하의 반사손실을 갖는 소형 슬롯 안테나에 관한 것이다.
최근 통신, 방송을 중심으로 한 다양한 신규 무선 기술이 개발되어 서비스가 도입되고 각종 산업에서 무선서비스에 대한 수요가 급격히 확대됨에 따라 주파수에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 상황이다. 특히 멀티미디어 콘텐츠의 품질이 높아지며 전송용량이 증가하고 이들의 수요 또한 늘어남에 따라 많은 양의 데이터를 무선으로 빠르게 전송하는 기술이 떠오르고 있다.
이러한 고속무선통신 방식 중 하나로 UWB(Ultra wide band) 통신이 이용되고 있다. UWB 통신은 3.1 내지 10.6GHz의 넓은 대역을 사용하며 펄스의 폭이 1ns 이하인 신호를 사용하여 데이터를 전송하는 기술로 그 신호가 넓은 대역에 걸쳐 낮은 세기로 존재하므로 다른 주파수 대역을 간섭하지 않으며 고속 통신이 가능한 통신 방식이다.
한편, 통신용 단말기의 소형화 및 복잡화에 따라 통신용 안테나도 소형화가 요구되고 있으며, 소형 안테나의 예로서, 폴디스 슬롯 안테나가 사용되고 있다. 이러한 폴디드 슬롯 안테나는 크기가 작고 무게가 가벼우며, 집적화가 쉬워 대량 생산이 용이하고 다양한 형태로 만들 수 있으며, 직접회로와의 호환성이 우수하고 동작 대역폭이 넓으며 높은 방사효율 등의 장점에 따라 주로 마이크로웨이브 대역에서 운용되는 탐지레이더, 셀룰러폰 기지국 또는 위성 통신 등의 분야에 널리 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 폴디드 슬롯 안테나는 그 대역이 3GHz 이하로서 이보다 더 높은 UWB 대역에 적용하기가 곤란한 문제점이 있다.
(등록특허 0001) KR 1014624
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 UWB 통신에 사용되는 전 대역에서 사용 가능한 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나를 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나가 제공된다. 상기 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 유전체 기판, 상기 유전체 기판의 하부에 형성되며, 그 일변에서 양 단이 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯에 의해 두 영역으로 분리된 접지층, 및 상기 유전체 기판의 상부에 형성되며, 상기 접지층의 제 1 영역과 비어 콘택을 통하여 연결되어 RF 신호를 급전하는 급전부재를 포함하며, 상기 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯은 양 단이 상기 유전체 기판의 바깥 방향을 향하도록 형성되며, 상기 접지층의 제 1 영역에 양 단이 단락된 'ㄷ'자 형상의 제 2 슬롯이 형성된다.
일 실시예에서, 상기 제 1 슬롯의 개방측과 상기 급전부재의 길이방향이 수직으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 슬롯은 안테나 동작 주파수 파장에 따라 설계된 장변 및 단변을 갖는 'ㅁ'자형 슬롯을 갖는 폴디드 슬롯 안테나에서, 상기 'ㅁ'자형 슬롯의 장변 또는 단변 상의 전계 분포가 최대가 되는 지점을 분할하여 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 슬롯의 'ㄷ'자 형상이 상기 제 1 슬롯의 'ㄷ'자 형상과 대향하여 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 슬롯은 가로로 형성된 슬롯의 폭이 0.25mm 내지 0.75mm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 2 슬롯은 가로로 형성된 슬롯의 길이가 2.8mm 내지 4.0mm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비어콘택은 직경이 0.8mm 내지 2.2mm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 급전부재는 상기 제 1 슬롯이 형성된 상기 유전체 기판의 변으로부터 5.5mm 내지 7.5mm 이격될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 급전부재는 상기 비어콘택으로부터 연장된 스터브를 추가로 포함하고, 상기 스터브는 그 길이가 1.4mm 내지 2.2mm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 급전부재는 마이크로스트립 라인일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 슬롯 형태의 공진구조를 가짐으로써 안테나를 위해 제거하는 접지면을 최소화 할 수 있어 부품과 회로가 실장되는 공간에 더 많은 부분을 할당하여 소형화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 기판의 모서리를 이용한 설계가 이루어져 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 내부 도체에 별도의 공진 슬롯이 형성되어 UWB의 넓은 대역폭을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나는 저비용으로 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 (a) 상면도, (b) 하면도, (c) 제 1 영역의 확대도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 (a) 급전부재 위치, (b) 비어콘택 직경, (c) 제 2 슬롯 가로폭, (d) 스터브 길이 및 (e) 제 2 슬롯 가로 길이에 따른 반사손실을 모의실험한 결과 그래프이다.
도 5는 도 4의 모의실험 결과 (a) 최적화 된 파라미터로 제작된 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 반사손실 측정결과 그래프, 및 (b) 군지연 특성 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 (a) 3.1GHz, (b) 4GHz, (c) 7GHz 및 (d) 8.5GHz에서의 2D 방사패턴의 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)는 유전체 기판(110), 접지층(120) 및 급전부재(130)를 포함한다.
유전체 기판(110)은 고유의 유전율을 가지며, 일정 두께로 형성되어 급전부재(130)와 접지층(120)에 의한 RF 신호를 도파한다.
급전부재(130)는 도전성 금속으로 이루어지고, 바람직하게는 마이크로스트립 라인으로 형성되며, 일 단은 커넥터(140)에 전기적으로 연결되고, 타 단은 비어콘택(150)을 통하여 접지층(120)과 전기적으로 연결된다. 이러한 급전부재(130)는 커넥터(140)를 통하여 입력되는 RF 신호를 방사부재로 급전하며, 임피던스 정합을 위해 바람직하게는 50Ω으로 설계될 수 있다. 여기서, 급전부재(130)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 유전체 기판(110)에서 제 1 슬롯(121)이 형성된 가장자리로부터 일정 거리(offx) 이격되어 배치되며, 예를 들면, 5.5~7.5mm의 간격으로 이격 배치될 수 있다.
또한, 급전부재(130)는 비어콘택(150)으로부터 연장 형성될 수 있다. 여기서, 급전부재(130)에서 연장형성된 부분은 안테나의 임피던스를 조절하기 위한 일종의 스터브로서, 이러한 스터브의 길이(L2)는 예를 들면, 1.4 내지 2.2mm일 수 있다. 이때, 비어콘택(150)은 그 직경이 예를 들면, 0.8 내지 2.2mm일 수 있다.
접지층(120)은 유전체 기판(110)의 하부에 형성된다. 이때, 접지층(120)은 구리 등의 도전성 금속으로 형성되며 송수신기에 장착 시 접지와 연결된다. 또한, 접지층(120)은 방사부재인 제 1 슬롯(121) 및 제 2 슬롯(122)이 형성되는데, 제 1 슬롯(121)은 접지층(120)의 일단에서 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성되며, 급전부재(130)를 통해 입력되는 RF 신호를 외부로 방사한다. 또한, 접지층(120)은 제 1 슬롯(121)에 의해 두 영역으로 분리될 수 있으며, 여기서 제 1 영역(125)은 급전부재(130)가 연결된 영역일 수 있고, 제 2 영역(126)은 급전부재(130)가 연결되지 않은 영역일 수 있다.
한편, 제 1 슬롯(121)은 총 길이가 대략 한파장인 폴디드 슬롯을 자계벽(magnetic wall)을 기준으로 반으로 나눈 형태로 개방된 양 단이 유전체 기판(110)의 바깥 방향으로 향하도록 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 점선으로 표시된 부분을 포함하면 일반적인 장변과 단변을 갖는 'ㅁ'자형 슬롯을 갖는 폴디드 슬롯 안테나 구조가 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)는, 도 3에 도시된 'ㅁ'자형 슬롯을 갖는 폴디드 슬롯 안테나를 x-x'선(127)을 기준으로 절단된 형태의 제 1 슬롯(121)을 이용한다. 일반적인 'ㅁ'자형 슬롯을 갖는 폴디드 슬롯 안테나에서 슬롯의 장변 상의 전계 분포는 x-x'선(127) 지점에서 최대가 되며, 좌우 대칭 형태를 갖기 때문에 이 선을 일종의 자계벽으로 볼 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)에 RF 신호가 인가되면, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 슬롯(121)의 개방단인 x-x'선(127)을 중심으로 대칭한 슬롯 이미지가 형성된다. 즉, 도전성 금속으로 이루어진 접지층(120)상에 형성된 제 1 슬롯(121)과 이와 대칭으로 공기층 상에 슬롯 이미지가 형성되어 폴디드 슬롯 안테나와 유사한 기능을 가질 수 있다.
보다 상세하게는 제 1 슬롯(121)의 개방종단은 인가된 RF 신호에 의해 자계벽이 형성되고, 이에 따라 폴디드 슬롯 안테나에 비하여 대략 절반의 길이를 갖는 슬롯으로도 공진 주파수의 변화 없이 동일한 대역폭을 가질 수 있다.
또한, 이러한 제 1 슬롯(121)은 넓은 주파수 범위에서 임피던스 정합이 가능하고,제 1 슬롯(121) 전체로 흐르는 전류에 의한 공진, 비어콘택(150)을 기준으로 -x축 방향으로 존재하는 'ㅡ'자형 슬롯에 의한 공진 및 비어콘택(150)을 기준으로 +y축, -x축 방향으로 존재하는 'ㄱ'자형 슬롯에 의한 공진이 모두 발생하여 사용 대역폭을 확장할 수 있다. 이때, 제 1 슬롯(121)은 개방측이 급전부재(130)의 길이방향과 수직으로 형성되며, 개방된 일단을 갖는 변의 길이가 안테나 동작 주파수의 파장의 1/4파장보다 작은 0.2 내지 0.22배인 것이 바람직하다.
제 2 슬롯(122)은 제 1 영역(125)에 형성되며, 양 단이 단락된 'ㄷ'자 형상으로 제 1 슬롯(121)과 대향하는 방향으로 형성된다. 이때, 제 2 슬롯(122)은 일반적으로 반파장의 길이를 가지는 공진슬롯을 구부려 넣은 것이며, 제 1 슬롯(121)의 개방측과 급전부재(130)의 길이방향이 수직으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 제 2 슬롯(122)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 가로로 형성된 슬롯의 폭(sw3)이 0.25 내지 0.75mm일 수 있고, 도 1c에 도시된 바와 같이, 가로로 형성된 슬롯의 길이(Sx2)가 2.8 내지 4.0mm일 수 있다.
이러한 제 2 슬롯(122)은 UWB 대역에서 비교적 높은 주파수 대역인 9GHz 근방에서 공진을 일으키는 요소이며, 제 1 슬롯(121)과 함께 이중 방사 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)의 모의실험을 설명한다.
모의실험에서는 두께 1.6mm, 유전율 4.3인 FR-4기판을 사용하였으며 유전체 기판(110)의 전체 크기는 30×30mm2이며, 슬롯 안테나가 점유하는 공간은 유전체 기판(110)의 왼쪽 부분의 8.8×11.6mm2이도록 설정하였다.
도 4a 내지 도 4e에 도시된 그래프의 x축은 주파수를 나타내며, y축은 반사손실을 나타낸다. 이때, 반사손실은 반사계수를 전력의 로그 크기(log scale)로 변환한 값이며, 그래프에서 y값이 작을수록 반사손실이 작음을 나타낸다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 급전부재(130)의 이격거리(offx)를 6mm에서 7mm까지 0.5mm 간격으로 증가시키면서 주파수별 반사계수의 크기를 비교하였다. 이때, 급전부재(130)가 유전체 기판(100)의 가장 자리에서 이격된거리가 변화하면, 비어콘택(150)의 위치도 변화함으로써 슬롯에서 발생하는 공진 주파수와 반사손실의 크기도 변화할 것으로 예상하였다. 비교 결과, 급전부재(130)의 이격거리(offx)에 따른 주파수별 반사손실은, 이격거리가 증가할수록 반사손실이 작아지고, 급전부재(130)의 이격거리가 UWB 안테나(10)의 임피던스에 변화를 준다고 판단할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 비어콘택(150)의 직경(r)을 1mm에서 2mm까지 0.5mm 간격으로 증가시키면서 주파수별 반사계수의 크기를 비교하였다. 이때, 비어콘택(150)의 직경의 변화에 따라 비어콘택(150)에서 반사되는 신호의 양이 변화되며 전체적으로 반사손실의 크기도 변화될 것으로 예상하였다. 비교 결과, 비어콘택(150)의 직경(r)에 따른 주파수별 반사손실은5GHz대역의 공진주파수 대역에서 반사계수의 크게 감소하는 것을 알 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 제 2 슬롯(122)의 가로로 형성된 슬롯의 폭(sw3)을 0.3mm에서 0.7mm까지 0.2mm 간격으로 증가시키면서 주파수별 반사계수의 크기를 비교하였다. 이때, 제 2 슬롯(122)의 폭(sw3)이 변화하면 슬롯의 임피던스가 변화하므로 안테나 전체 공진주파수 대역에서 특정 부분이 변화할 것으로 예상하였다. 비교 결과, 제 2 슬롯(122)의 가로 방향 슬롯의 폭(sw3)에 따른 주파수별 반사손실은, 약 9GHz대역에서 공진주파수와 반사손실의 크기가 변화하므로 제 2 슬롯(122)에서 약 9GHz의 신호가 공진하는 것을 알 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 급전부재(130)에 연장 형성된 스터브의 길이(L2)를 1.6mm에서 2mm 까지 0.2mm 간격으로 변화시키면서 주파수별 반사계수의 크기를 비교하였다. 이때, 스터브는 파장에 의해 영향의 정도가 결정되므로, 파장이 짧은 주파수에서 비교적 영향이 클 것으로 예상하였다. 비교 결과, 스터브의 길이(L2)에 따른 주파수별 반사 손실은 10GHz 초반에서 UWB 안테나(10)의 공진주파수와 임피던스의 크기가 변화함을 알 수 있다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 제 2 슬롯(122)의 가로로 형성된 슬롯의 길이(sx2)을 3mm에서 3.8mm까지 0.4mm 간격으로 증가시키면서 주파수별 반사계수의 크기를 비교하였다. 이때, 슬롯의 길이(sx2)가 변화하면 슬롯의 전체 길이가 변화하므로, 안테나 전체 공진 주파수 대역에서 특정 부분이 변화할 것으로 예상하였다. 비교 결과, 제 2 슬롯(122)의 '가로 방향 슬롯의 길이(sx2)에 따른 주파수별 반사손실은 가로 방향 슬롯의 폭(sw3)과 유사하게 8 내지 9GHz 대역에서 공진주파수와 반사손실의 크기가 변화하는 것을 알 수 있다.
도 5a는 모의실험 결과를 토대로 획득한 최적화된 파라미터를 이용하여 제작한 UWB 안테나의 반사손실을 측정한 그래프로서, 모의실험 결과는 약 3.05GHz 내지 10.95GHz 사이인 7.9GHz의 대역폭을 가지는 것으로 예상되었고, 실제 제작된 안테나는 2.9GHz 내지 11.56GHz 사이인 8.66GHz로 다소 증가한 대역폭을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 5b는 도 5a에서 제작된 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 군지연 특성 그래프이다. 이때, 군지연 특성을 측정하기 위해, 동일한 두 안테나를 50mm 간격으로 마주보도록 설치하여 모의실험을 진행하였다.
신호 전달의 측면에서 안테나는 하나의 필터로 인식될 수 있다. 이때, 군지연 특성이 큰 값을 가지는 경우, 시간영역에 큰 왜곡이 발생하여 안테나의 성능이 낮아질 수 있기 때문에, 안테나의 군지연 특성은 광대역에 걸쳐 신호를 전송하는 경우 필히 고려되어야 하는 요소이다. 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)을 이용하여 모의실험을 실시한 결과, 제작된 UWB 안테나는 UWB 통과대역에서 2ns 이하의 군지연 시간 차이를 보이므로 시간영역에서 작은 왜곡으로 신호를 전송 할 수 있을 것으로 예상된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나의 (a) 3.1GHz, (b) 4GHz, (c) 7GHz 및 (d) 8.5GHz에서의 2D 방사패턴의 그래프이다. 도 6a 내지 도 6d는 각각 X-Z평면 및 Y-Z평면에서의 2D 방사패턴을 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6d에 도시된 X-Z평면의 방사 패턴을 주파수 별로 비교하면, 특정방향으로 지항성이 큰 방향성이 뚜렷하게 나타나지 않으며, Y-Z평면의 방사 패턴 역시 주파수별로 특정 방향으로 지향성이 큰 방향성이 나타나지 않음을 알 수 있다. 즉, 도 5b의 모의실험을 통한 파라미터를 이용하여 제작한 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나(10)는 각 주파수별로 X-Z 평면 및 Y-Z 평면 등의 2D평면에서 특정방향으로 지향성이 큰 방향성을 띄지 않으며, 그 특성은 전 대역에서 공통으로 발견된다. 결론적으로, 본 발명의 실시예에 따른 UWB 안테나(10)는 UWB 대역에서 무지향성 안테나로 사용이 가능한 것으로 분석되었다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나
110 : 유전체 기판 120 : 접지층
121 : 제 1 슬롯 122 : 제 2 슬롯
125 : 제 1 영역 126 : 제 2 영역
127 : x-x'선 130 : 급전부재
140 : 커넥터 150 : 비어콘택

Claims (10)

  1. 유전체 기판;
    상기 유전체 기판의 하부에 형성되며, 그 일변에서 양 단이 개방된 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯에 의해 두 영역으로 분리된 접지층; 및
    상기 유전체 기판의 상부에 형성되고, 상기 접지층의 제 1 영역과 비어 콘택을 통하여 연결되어 RF 신호를 급전하며, 상기 비어콘택으로부터 연장된 스터브를 구비한 급전부재;를 포함하되,
    상기 'ㄷ'자 형상으로 형성된 제 1 슬롯은,
    양 단이 상기 유전체 기판의 바깥 방향을 향하도록 형성되고, 상기 접지층의 제 1 영역에 양 단이 단락된 'ㄷ'자 형상의 제 2 슬롯이 형성되며,
    상기 스터브는,
    그 길이가 1.4mm 내지 2.2mm인 개방 종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 슬롯의 개방측과 상기 급전부재의 길이방향이 수직으로 형성되는 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 슬롯은 안테나 동작 주파수 파장에 따라 설계된 장변 및 단변을 갖는 'ㅁ'자형 슬롯을 갖는 폴디드 슬롯 안테나에서, 상기 'ㅁ'자형 슬롯의 장변 또는 단변 상의 전계 분포가 최대가 되는 지점을 분할하여 형성되는 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 슬롯의 'ㄷ'자 형상이 상기 제 1 슬롯의 'ㄷ'자 형상과 대향하여 형성되는 개방 종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 슬롯은 가로로 형성된 슬롯의 폭이 0.25mm 내지 0.75mm인 개방 종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 슬롯은 가로로 형성된 슬롯의 길이가 2.8mm 내지 4.0mm인 개방 종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 비어콘택은 직경이 0.8mm 내지 2.2mm인 개방 종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 급전부재는 상기 제 1 슬롯이 형성된 상기 유전체 기판의 변으로부터 5.5mm 내지 7.5mm 이격된 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 급전부재는 마이크로스트립 라인인 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 UWB 안테나.
KR1020150084497A 2015-06-15 2015-06-15 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나 KR101673086B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150084497A KR101673086B1 (ko) 2015-06-15 2015-06-15 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150084497A KR101673086B1 (ko) 2015-06-15 2015-06-15 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101673086B1 true KR101673086B1 (ko) 2016-11-04

Family

ID=57530060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150084497A KR101673086B1 (ko) 2015-06-15 2015-06-15 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101673086B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100096380A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 금오공과대학교 산학협력단 개방종단 폴디드 슬롯 안테나
KR101014624B1 (ko) 2008-11-28 2011-02-16 한국과학기술원 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을포함하는 통신 시스템
KR20110017985A (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 한밭대학교 산학협력단 삼중 대역 안테나
KR20120004250A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 경북대학교 산학협력단 다중 대역저지 기능을 갖는 초광대역 안테나 및 그 설계 방법
KR20130117226A (ko) * 2012-04-18 2013-10-25 재단법인대구경북과학기술원 메타물질을 이용한 안테나

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101014624B1 (ko) 2008-11-28 2011-02-16 한국과학기술원 다중대역에서 동작하는 안테나 모듈 및 상기 안테나 모듈을포함하는 통신 시스템
KR20100096380A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 금오공과대학교 산학협력단 개방종단 폴디드 슬롯 안테나
KR20110017985A (ko) * 2009-08-17 2011-02-23 한밭대학교 산학협력단 삼중 대역 안테나
KR20120004250A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 경북대학교 산학협력단 다중 대역저지 기능을 갖는 초광대역 안테나 및 그 설계 방법
KR20130117226A (ko) * 2012-04-18 2013-10-25 재단법인대구경북과학기술원 메타물질을 이용한 안테나

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7423591B2 (en) Antenna system
US7050013B2 (en) Ultra-wideband planar antenna having frequency notch function
KR100724300B1 (ko) 하프 루프 안테나
US8477073B2 (en) Internal wide band antenna using slow wave structure
KR100826879B1 (ko) 기생 소자에 의한 주파수 노치 기능을 갖는 초광대역안테나
US9660347B2 (en) Printed coupled-fed multi-band antenna and electronic system
EP1684382A1 (en) Small ultra wideband antenna having unidirectional radiation pattern
CN111656613A (zh) 天线装置、车辆用窗玻璃及窗玻璃结构
KR101345764B1 (ko) 쿼시 야기 안테나
GB2517260A (en) Waveguide horn arrays, methods for forming the same and antenna systems
Soliman et al. A compact Ultra-Wideband patch antenna with dual Band-Notch performance for WiMAX/WLAN services
KR20040054107A (ko) 초 광대역 소형 평면형 안테나 및 그 제조 방법
KR101044136B1 (ko) 개방종단 폴디드 슬롯 안테나
CN110459861B (zh) 一种基于基片集成波导设计的双频椭圆缝隙天线
CN108598668B (zh) 便携式通信终端及其pifa天线
KR100685749B1 (ko) 평면형 안테나
US10333226B2 (en) Waveguide antenna with cavity
KR101673086B1 (ko) 개방종단 폴디드 슬롯을 이용한 uwb 안테나
CN113711437B (zh) 印刷电路板天线
US20230010074A1 (en) Electromagnetic band-gap structure
CN110518347B (zh) 一种多频段车载天线
Kumari et al. A compact polygon shape ultra wideband antenna for portable devices
WO2006036116A1 (en) Ring antenna
Islam et al. Recent trends in printed Ultra-Wideband (UWB) antennas
Keum et al. An ultra-wideband 3-stage monocone antenna with top-hat loading

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant