연성 인쇄 회로 기판을 이용한 광대역 링-모노폴 안테나 설계
Design of Broadband Ring-Monopole Antenna Using Flexible Printed Circuit Boards
- 주제(키워드) 링-모노폴 , 연성 인쇄 회로 기판 , 안테나
- 주제(DDC) 004.6
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박용배
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 AI융합네트워크학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000032569
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 WLAN/C-band/X-band에서 동작하는 광대역 Flexible 안테나를 제안하고 안테나가 휘어졌을 때의 특성을 분석한다. Flexible 안테나는 휘어지면 특성이 변하는데, 넓은 대역폭을 가지면 목표하는 주파수 대역에서 동작하기 유리하다는 장점이 있다. 안테나는 휘어지기 유리하도록 필름형 기판인 Polyimide를 사용해서 설계되었으며, 방사 면과 접지면이 같은 면에 존재하는 CPW 급전 구조를 사용하였다. 안테나는 광대역 특성을 가지는 링-모노폴 안테나를 기반으로 설계하였다. 안테나는 광대역에서 동작하기 위해서 링 안의 슬롯, 급전선과 링 사이의 스터브, 링 안의 T-스트립 라인이 추가되었다. 또한, 원활한 임피던스 매칭을 위해서 접지면이 계단식 구조로 설계됐다. 제작된 안테나의 S-Parameter, 이득을 측정해서 시뮬레이션과 비교한 결과, 시뮬레이션과 측정값은 거의 일치하는 결과를 보였다. 안테나의 방사 패턴은 2.4 GHz와 3.5 GHz에서는 전 방향성을 보이지만, 6.3 GHz와 10 GHz에서는 고차 모드에 의해서 방사 패턴이 일그러진다. 또한, 안테나가 휘어질 때의 특성을 분석하기 위해서 안테나를 원통형 스티로폼을 이용해서 휘어진 상태의 S-Parameter를 측정하였다. 측정 결과, 안테나는 휘어져도 목표하는 주파수 대역에서 동작했으며, 이는 Flexible 안테나로 적합함을 의미한다. 제안하는 안테나는 2.4 GHz에서 15.68 %(2.36~2.87 GHz), 7.7 GHz에서 111.69 %(3.4~12 GHz)의 대역폭을 가지며, 2.4 GHz 기준으로 의 크기를 가진다.
more초록/요약
In this paper, we propose a wideband flexible antenna that operates in WLAN/C-band/X-band and analyze the characteristics when the antenna is bent. The characteristics of a flexible antenna change when it is bent, but having a wide bandwidth has the advantage of operating in a target frequency band. The antenna was designed using polyimide, a film-type substrate to be flexible, and used a CPW feeding structure in which the radiating and grounding planes exist on the same plane. The antenna is designed using a ring-monopole antenna with broadband characteristics. A slot in the ring, a stub between the feeder and the ring, and a T-strip line in the ring are added to allow the antenna to operate in broadband. In addition, the ground plane is designed in a stepped structure to improve impedance matching. The S-parameters and gain of the fabricated antenna were measured and compared with the simulation. As a result of the comparison, simulation and measured values showed almost identical results. The radiation pattern of the antenna shows omnidirection at 2.4 GHz and 3.5 GHz, but the radiation pattern is distorted by higher order modes at 6.3 GHz and 10 GHz. In addition, in order to analyze the characteristics when the antenna is bent, the antenna was bent using cylindrical styrofoam and the S-parameter was measured. As a result of the measurement, it operates in the target frequency band and is suitable as a flexible antenna. The proposed antenna has a bandwidth of 15.68% (2.36~2.87 GHz) at 2.4 GHz and 111.69% (3.4~12 GHz) at 7.7 GHz, and has a size of at 2.4 GHz.
more목차
제 1 장. 서 론 1
제 2 장. 광대역 링-모노폴 Flexible 안테나 설계 3
제 1 절. Flexible 안테나를 설계하기 위한 기판 3
제 2 절. CPW 급전 구조 6
제 3 절. 광대역 링-모노폴 Felxible 안테나 순차 설계 11
제 4 절. Parametric study 21
제 3 장. 안테나 제작 및 결과 분석 24
제 1 절. 평평할 때의 안테나 특성 분석 35
제 2 절. 휘어졌을 때의 안테나 특성 분석 39
제 4 장. 결 론 48
참고문헌 50
Abstract 56
