지향성 특성을 갖는 UWB 용 테이퍼드 슬롯 안테나 분석

김선웅; 최동유

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김선웅 (조선대학교)
최동유 (조선대학교)

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본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 적합한 안테나를 제안하였으며, 특정 구간에서 위치 인식에 적합한 특성을 만족하였다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS 시뮬레이션 툴을 통하여 최적화 설계되었으며, 유전율 4.5, 손실 탄젠트 0.0035, 두께 1.62 ㎜를 갖는 Taconic TRF-45 기판으로 제작되었다. 테이퍼드 슬롯 안테나는 주파수 영역에서의 반사계수 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 제작된 테이퍼드 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭은 3.8 ∼ 8.9 ㎓ 대역에서 5.1 ㎓ 대역폭을 보였으며, 안테나의 E-평면과 H-평면에서 방사패턴은 특정 구간에서 실내·외 위치 인식에 적합한 지향성의 특성을 만족하였다. 안테나 이득은 시뮬레이션에서 6 ㎓ 대역에서 7.4 ㏈i이며, 측정 결과는 6 ㎓ 대역에서 7.6 ㏈i의 최대 이득을 보인다. 제안된 테이퍼드 슬롯 안테나는 시뮬레이션과 측정 결과는 다소 차이가 있지만 UWB 통신 시스템의 규정을 만족하였다.

In this paper, we propose the antenna to appropriate for a UWB communication system, and it meets characteristics for location recognition in predetermined range. Proposed tapered slot antenna was designed through the HFSS simulation tool of Ansys. Inc., it was produced by Taconic TRF-45 based on dielectric constant of 4.5, loss tangent 0.0035, thickness 1.62㎜. The tapered slot antenna is analyzed the standing wave ratio and reflection coefficient, radiation pattern in the frequency domain. The impedance bandwidth range of the produced tapered slot antenna is from 3.8 ~ 8.9㎓ to 5.1㎓, E-plane and H-plane radiation pattern meet directional antenna characteristics for indoor and outdoor location recognition in predetermined range. The antenna gain is 7.4 ㏈i(6㎓)in the simulation, the result of measurement demonstrated 7.4 ㏈i(6 ㎓) of antenna maximum gain. Proposed tapered slot antenna meets UWB communication system but simulated and measured results were slightly different.

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