U-형 슬랏을 이용한 이중 공진 PIFA 설계

Abstract

본 논문은 2.4 GHz 와 5 GHz 대역에서 802.11n 규격에 사용가능한 이중 공진 PIFA(Planar Inverted F-Antenna)를 제안하였다. 기존 논문에서 제시된 이중 공진을 구현하기 위한 다양한 방법 중에서 U-형 슬랏을 이용하였다.

먼저, 2.4 GHz 대역에 대한 패치 안테나를 설계 하였고, U-형 슬랏을 이용 하여 5 GHz 대역을 구현하였다. PIFA 안테나에 영향을 주는 단락판과 급전핀의 위치, 단락판의 폭의 길이, U-형 슬랏의 두께, U-형 슬랏의 위치를 변화시킴으로써 각 인자가 안테나에 미치는 영향을 조사 및 분석 하였다. HFSS(High Frequency Structure Simulation)를 이용하여 이에 대한 특성 변화를 살펴보았고, 실제 제작하여 측정한 값과 시뮬레이션 값의 비교 분석 하여, U-형 슬랏의 위치가 급전핀으로 부터 멀어질수록, 그 두께가 얇을수록 안테나의 특성이 좋아지는 것을 알 수 있었다. 또한, U-형 슬랏의 위치가 패치의 가장자리와 매우 근접한 경우에는 안테나의 특성이 나빠지는 것을 알 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 실제 제작을 통하여 측정한 값과 시뮬레이션 값을 비교 분석한 결과, 시뮬레이션 결과 보다 공진주파수가 상향된 것을 보여주었으며, 이러한 결과는 제작된 PIFA 의 패치와 U-형 슬랏의 크기 및 접지면과 이루는 각도 등의 문제로 판단된다. 실제 전자제품에서 사용 할 경우에는 수차에 걸친 시행착오 적 시험(Trial and Error) 을 통하여 차이점을 해결 할 수 있을 것이다.