The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Wide Bandwidth PIFA Design Using Reactive Element

리액티브 소자를 이용한 광대역 PIFA 설계

  • Jo, Ha-Seok (Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University) ;
  • Moon, Sung-Jin (Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University) ;
  • Park, Kyong-Nam (Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University) ;
  • Lee, Jae-Seok (Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University) ;
  • Kim, Hyeong-Dong (Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University)
  • 조하석 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ;
  • 문성진 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ;
  • 박경남 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ;
  • 이재석 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ;
  • 김형동 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)
  • Received : 2013.11.04
  • Accepted : 2014.02.24
  • Published : 2014.04.30
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Abstract

In this paper, the broadband antenna design, which can be applied to USB Dongle, supporting Wibro(2.3~2.4 GHz), Wi-Fi(2.4~2.5 GHz) and LTE7(2.5~2.7 GHz) is proposed technique. The proposed antenna was designed similar to PIFA type antennas. Reactive elements were used to control the input impedance and wideband characteristics were achieved by controlling coupling between the feed structure and the radiator. As a result, the antenna printed on FR-4 PCB(${\epsilon}_r$ =4.4, tan ${\delta}$=0.02) occupying an area of $15{\times}5mm^2$ was able to achieve bandwidth of 1 GHz from 2.1 to 3.1 GHz under VSWR=2. Measured return loss characteristics, bandwidth and radiation patterns were in good agreement with the simulated results.

본 논문에서는 USB Dongle에 적용 가능하고 Wibro(2.3~2.4 GHz), Wi-Fi(2.4~2.5 GHz), LTE7(2.5~2.7 GHz) 대역을 지원하는 광대역 안테나 설계 기법을 제안한다. 제안된 안테나는 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 기본으로 설계되었고, 리액티브 소자를 이용하여 임피던스 조절이 가능하고, 급전 구조와 방사체 간의 커플링을 조절하여 광대역을 실현하였다. 그 결과, 유전율이 4.4인 FR-4 PCB에서 $15{\times}5$ mm의 협소한 공간에서 안테나의 대역폭은 반사계수 -10 dB 기준으로 약 1 GHz 대역폭을 실현했다. 측정된 반사 손실, 대역폭과 방사 패턴은 시뮬레이션 값과 잘 일치하였다.

Keywords

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