A Design of Small PCB Antenna using Helical Structure for IMT-2000 Handsets

헬리컬 구조를 이용한 IMT-2000 단말기용 소형 인쇄기판형 안테나 설계

  • 김성철 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ;
  • 이중근 (한양대학교 전자전기제어계측공학과) ;
  • 김혜광 (한양대학교 전자전기제어계측공학과)
  • Published : 2003.05.01

Abstract

In this paper, a PCB(Printed Circuit Board) antenna for IMT-2000 is designed and analyzed. The antenna has a helical structure with via-holes and lines on FR-4($\varepsilon$$\sub$${\gamma}$/=4.6 ) PCB, and the type of feeding is GCPW(Grounded Co-Planar Waveguide). Using HFSS of Ansoft, the antenna was designed and the measured results of frequency and radiation characteristic,3 with VSWR<2.0 are satisfied within operating frequency band of 1.920∼2.170 GHz. And it has resonating frequency of 2.045 GHz and a bandwidth of 321 MHz. The radiation gain of the antenna was measured to be -1 dBi.

본 논문은 IMT-2000 단말기용 인쇄기판형 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 FR-4($\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) PCB 기판에 비아 홀(Via-hole)과 라인을 이용한 헬리컬 구조이며, 급전방식은 GCPW(Grounded Co-Planer Waveguide)로 구현하였다 상용 RF-Tool인 안소프트(Ansoft)사의 HFSS를 사용하여 안테나 구조를 설계하고,주파수 특성 및 복사 특성을 측정한 결과는 설계 주파수 대역인 1.920~2.170 GHz을 만족하였고, 2.045 GHz에서 공진하였으며, 321 MHz의 대역폭(VSWR<2.0) 특성을 나타내었다. 이때 안테나의 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다. 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. ELECTRONIC LETTERS v.32 Dual-Band Antenna for Hand Held Portable Telephones Z.D.Liu;P.S.Hall
  2. Microwawe Pot. Technol. Lett. v.24 no.6 Compact Meander Slot Antennas H.Y.Wang;J.Simkin;C.Emsom;M.J.Lancaster
  3. 한국전자파학회논문지 v.12 no.1 적층구조, 프로브 급전방식, 정사각형 링형태 마이크로스티립 안테나의 특성에 관한 연구 이정연;이중근;김성철
  4. IEEE Trans. v.AP-45 A Capacitively loaded PIFA for compact mebile telephone hand sets C.R.Rowell;R.D.Murch
  5. Antennas and Propagation Society InternationaL Symposium 1998 IEEE v.4 1-Wavelength Loop Type Dielectric Chip antennas H.Tanidokoro;N.Konishi;E.Hirose;Y.Shinohara;H.Arai;N.Goto
  6. IEEE Trans. v.44 no.12 Multi-Frequency Microstrip Antennas Using Alumina Ceramic/Polyimide Multilayer Dielectric substrate K.Kamogawa;T.Tokumitsu;M.Aikawa
  7. IEEE AP-S Wide Band Meander Line Antenna for Wireless Communication Systems A.Z.Elsherbeni;C.W.P.Huang;C.E.Smith
  8. 한국전자파학회논문지 v.11 no.1 PCS용 표면 실장형 칩 유전체 세라믹 안테나 설계 이종환;우종명
  9. AP-S, Digest. v.3 Nomerical Analysis of the Radiation Characteritics of the Meander Line Antennas Consisting of Two-Strips Keisuke Noguchi;Motoo Mizusawa
  10. Proc. IEEE APS/URSI Inter. Symp. v.1 A Novel polarization Diversity Antenna for WLAN Applications Shyh-timg Fnag
  11. Antennas and Propagation Society International Symposium IEEE v.4 Design of Ceramic Chip Antenna for Bluetooth Applications Using Meander Lines J.M.Lee;C.I.Jeon;B.S.Lee
  12. 한국전자파학회논문지 v.13 no.3 IMT-2000 단말기용 적층형 세라믹 칩 안테나의 설계 심성훈;강종윤;박용욱;윤석진;윤영중;김현재
  13. US Patent 6421015 Planar Helix Antenan Two frequencies