수직 모노폴 방사패턴을 갖는 인체표면 통신용 평면형 안테나 설계

Abstract

본 논문에서는 수직 모노폴 방사 패턴을 갖는 인체표면 간 통신을 위한 평면형 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 3개의 split-ring 구조를 사용하여 모노폴과 같은 표면지향성 방사특성을 가지며, 인체착용 환경을 고려하여 저자세를 갖도록 설계하였다. 제안된 안테나는 5.8 GHz ISM 대역(5.725~5.875 GHz)에서 0.29λ0×0.29λ0×0.008λ00.29λ0×0.29λ0×0.008λ0 의 크기를 갖는다. 인체의 영향을 고려하기 위해 2/3 근육-등가 반고체형 모의인체를 제작 및 사용하였으며, 제안된 안테나는 반고체형 모의인체 위에서 280 MHz(5.68~5.96 GHz)의 10-dB 반사손실 대역폭을 갖고, 1.96 dBi의 최대 이득을 갖는다. In this paper, a planar antenna with monopole-like radiation pattern for on-body communications is proposed. The proposed antenna consists of three split-rings(SR) to generate a monopole-like radiation characteristic. To account for the on-body application, the proposed antenna is designed to have a low-profile. The antenna has an overall dimensions of 0.29λ0×0.29λ0×0.008λ00.29λ0×0.29λ0×0.008λ0 at 5.8 GHz industrial, scientific, and medical(ISM) band(5.725~5.875 GHz). To verify the body effect, a two-thirds muscle equivalent semi solid phantom is fabricated and used to measure the antenna performance. The 10-dB return loss bandwidth is 280 MHz(5.68~5.96 GHz) and the measured peak gain is 1.91 dBi.