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신건영,김영완,안세환,주지한,윤익재 한국전자파학회 2022 한국전자파학회논문지 Vol.33 No.6
본 논문에서는 RCS(radar cross section) 저감을 위한 rasorber를 제안하고, 최신 연구와의 성능 비교 및 특성 분석을 진행하였다. 레이돔(radome)과 흡수체(absorber)의 합성어인 rasorber는 외부의 전자기파는 흡수하면서 레이돔 기능을 이행하는 구조로, 주파수 대역에 의존적인 FSR(frequency-selective rasorber) 형태가 일반적이다. FSR은 병렬 LC 탱크 회로를 통한 35 GHz의 전자파 투과대역 특성을 갖도록 설계된 손실 공진기와 무손실 공진기로 구성된다. 무손실 공진기 전면에위치하는 손실 공진기는 추가적인 직렬 RLC 회로에 의한 광대역 전자파 흡수대역을 갖는다. LC 탱크 회로의 공진 주파수 조정을 통해 투과대역의 중심주파수를 변화시킨다. 제안된 FSR은 투과대역 조정이 가능한 형상을 적용하여 흡수대역종단에 투과대역이 위치한다. 제작된 FSR은 Ka-대역인 35 GHz의 투과대역을 가지면서 X-, Ku-, K-대역을 포함하는 7.8∼ 28.5 GHz에서 80 % 이상의 흡수율을 보인다.
3D 프린팅 기술 적용 용이성을 위한 Ku-밴드 헬리컬 안테나 정합부 전기적 등가 변환 설계
한정윤,김원교,신건영,박주민,장원석,윤익재 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.7
In this study, we design and build a helical antenna operating at the Ku-band using a hybrid 3D printing technology. A non-uniform surface roughness can reduce the conductivity of printed metals. Therefore, through simulation and equations, we demonstrate that a triangular metallic matching section of a helical antenna can be equivalently replaced with a strip-line matching section. As the proposed antenna has fewer physically printed parts, the reduction in the conductivity of the printed metallic parts at high frequencies is avoided. The simulated results are verified experimentally. The impedance characteristics are well matched, whereas the absolute value of the gain is degraded. This might be owing to the non-exact expectation of the material characteristic of the immersed epoxy used for adhesion of the printed antenna part and connector in the simulation.
Mulit Element를 이용한 PIFA 구조의 Intenna에 관한 연구
임요한,장기훈,윤영중,김용진,김영일,윤익재,Lim, Yo-Han,Chang, Ki-Hun,Yoon, Young-Joong,Kim, Yong-Jin,Kim, Young-Eil,Yoon, Ick-Jae 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7
본 논문에서는 휴대폰용 내장형 PIFA 형태를 바탕으로 안테나 면을 4개의 element로 나눔으로써 넓은 대역폭과 향상된 이득 특성을 갖는 multi element 안테나를 제안하였으며, CDMA 대역인 $824{\sim}896MHz$와 RFID 대역인 $908.5{\sim}914MHz$를 동시에 만족하도록 설계하였다. 제안된 안테나의 크기는 $35{\times}15{\times}5mm^3$로 S사 A 모델의 케이스를 바탕으로 설계되었으며, 각 element를 안테나 안쪽으로 접어 넣음으로써 안테나의 소형화를 이루었다. 안테나의 광대역 및 향상된 이득 특성을 얻기 위해 안테나의 면을 4개의 element로 나누었다. 그 결과 전류의 패스가 길어지고 나뉘어짐에 따라, 안테나의 중심 주파수가 낮아지고 대역폭이 넓어지는 특성을 보였다. 또한, 안테나를 여러 개의 element로 나눔으로써 좀 더 고른 전류 분포를 갖게 되어 안테나의 효율이 향상되고 이득 값이 향상되는 특성을 가질 수 있었다. 좀 더 고른 전류 분포를 유도하여 안테나의 효율을 향상시키기 위해 전류가 각 element로 직접 전달되도록 급전 점에 변화를 주었다. 그 결과, 안테나의 이득 값이 더욱 향상되었으며, 급전 구조에 변화를 주면서 element를 4개로 설계하여 그 특성을 고찰한 결과, 가장 높은 이득 값을 보임을 확인하였다. 안테나의 이득 값을 유지한 상태로 소형화하기 위해 전류 방향을 고려하여 안테나의 각 element를 안테나의 앞면은 아래쪽으로 양 옆면은 안테나의 안쪽으로 접어 넣었다. 또한, 급전 위치를 조절하여 안테나의 공진 길이를 늘리기 위해 급전 점의 위치를 접지면의 윗부분에 배치하였다. 케이스를 고려하지 않은 상태로 원하는 안테나 특성을 얻었다고 하더라도, 케이스에 부착되면 주파수가 이동되고 원하는 주파수 대역에서 안테나 이득 값이 저하되기 때문에 휴대폰 케이스에 부착 시 $150{\sim}200MHz$의 주파수 이동이 발생함을 확인한 후에 1.08 GHz에 공진 주파수가 나타나도록 설계하였으며, 공진 주파수에서의 측정된 최대 이득 값은 3.1 dBi를 나타내었다. 케이스를 고려하여 측정한 경우, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 $0.824{\sim}0.936GHz$로 110 MHz의 대역폭을 갖고 CDMA 대역과 RFID 대역을 동시에 만족할 수 있음을 나타내었다. 측정된 이득 값은 최소 -3.4 dBi에서 최대 -0.5 dBi를 나타내었고, 무지향성 패턴을 보임을 확인하였다. In this thesis, the Multi element antenna with wideband and enhanced gain characteristic is proposed to operate at both frequency range from 824 MHz to 896 11Hz for the CDMA and frequency range from 908.5 MHz to 914 MHz for the RFID band. The proposed antenna has tile size of $35{\times}15{\times}5mm^3$ in order to put it in the A model of S company and each element of the proposed antenna is folded to obtain the minimum size. To obtain the antenna with wideband and high gain characteristic, the radiator of the antenna is divided into 4 elements. As a result, bandwidth of the proposed antenna become broader and lower center frequency is appeared due to increased and lengthened current path. Moreover, the enhanced gain characteristic is verified because divided element structure that induct uniform current distribution can get increased antenna efficiency. To attain more uniform current distribution, modified structure of the feeding point that can deliver currents directly is designed. The antenna that alters the feeding structure has higher gain value. Each element is folded to increase the current paths considering the current directions to attain the miniaturization of the antenna. To measure the handset antenna, the handset case must be considered. Even though antenna is designed for predicted characteristic, the resonance frequency is shifted and antenna gain is deteriorated at predicted frequency while antenna is set in the handset case. 1.08 GHz of the resonant frequency is determined after frequency shift from 150 MHz to 200 MHz is confirmed and the maximum gain is measured as 3.1 dBi while antenna is not set in the handset. In case handset case is considered, the experimental results show that the impedance bandwidth for VSWR<2 is from 0.824 GHz to 0.936 GHz(110 MHz). This result appears that the proposed antenna can cover both CDMA and RFID band at once. The measured gain is from -3.4 dBi to -0.5 dBi and it has omni-directional pattern practically.
전기적 소형 Folded Slot Spherical Helix 자기 다이폴 안테나에 관한 연
신건영(Geonyeong Shin),공명준(Myeongjun Kong),이수현(Su-Hyeon Lee),윤익재(Ick-Jae Yoon) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.4
본 논문에서는 FSSH(Folded Slot Spherical Helix) 자기 다이폴 안테나에 관한 추가적인 연구를 통해 안테나 시작품 제작에 용이성을 갖는 구조를 제안하고, 그 방사 특성을 분석하였다. FSSH 자기 다이폴 안테나의 folded element 개수와 그 사이 간의 거리 및 금속면의 두께를 조절하여 전기적 소형 크기에서 높은 효율을 유지하면서 상대적으로 간소화된 안테나 구조를 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 안테나의 넓은 고효율 대역폭 특성을 non-Foster 정합회로를 통해 실질적으로 사용할 수 있음을 확인하였다. SLS(Selective Laser Sintering) 3D 프린팅 기술을 통해 안테나 시작품을 제작 및 측정하였다. 측정값은 구리 테이프 경계면의 높은 저항 손실로 인해 시뮬레이션에 비해 낮은 Q값 특성을 보인다. In this paper, we propose an FSSH(Folded Slot Spherical Helix) magnetic dipole antenna with a form factor easy to build and study its radiation properties. The number of folded arms, the gap between them and the metal thickness are tuned to achieve relatively simple structure to realize whereas maintaining high radiation efficiency at an electrically small size. The proposed design shows wide radiation efficiency bandwidth and it is confirmed by circuit simulation that the non-Foster impedance matching techniques could be utilized for its practical use. The prototype of the proposed antenna is built with the aid of an SLS(Selective Laser Sintering) 3D printing technology. The measured result shows lower Q impedance characteristic due to high resistive loss of the copper tape joints.