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

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Investigation of Electrically Small Folded Slot Spherical Helix Magnetic Dipole Antenna

전기적 소형 Folded Slot Spherical Helix 자기 다이폴 안테나에 관한 연구

  • Shin, Geonyeong (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) ;
  • Kong, Myeongjun (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) ;
  • Lee, Su-Hyeon (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yoon, Ick-Jae (Department of Electrical Engineering, Chungnam National University)
  • 신건영 (충남대학교 전기공학과) ;
  • 공명준 (충남대학교 전기공학과) ;
  • 이수현 (충남대학교 전기공학과) ;
  • 윤익재 (충남대학교 전기공학과)
  • Received : 2017.02.21
  • Accepted : 2017.03.30
  • Published : 2017.04.30
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Abstract

In this paper, we propose an FSSH(Folded Slot Spherical Helix) magnetic dipole antenna with a form factor easy to build and study its radiation properties. The number of folded arms, the gap between them and the metal thickness are tuned to achieve relatively simple structure to realize whereas maintaining high radiation efficiency at an electrically small size. The proposed design shows wide radiation efficiency bandwidth and it is confirmed by circuit simulation that the non-Foster impedance matching techniques could be utilized for its practical use. The prototype of the proposed antenna is built with the aid of an SLS(Selective Laser Sintering) 3D printing technology. The measured result shows lower Q impedance characteristic due to high resistive loss of the copper tape joints.

본 논문에서는 FSSH(Folded Slot Spherical Helix) 자기 다이폴 안테나에 관한 추가적인 연구를 통해 안테나 시작품 제작에 용이성을 갖는 구조를 제안하고, 그 방사 특성을 분석하였다. FSSH 자기 다이폴 안테나의 folded element 개수와 그 사이 간의 거리 및 금속면의 두께를 조절하여 전기적 소형 크기에서 높은 효율을 유지하면서 상대적으로 간소화된 안테나 구조를 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 안테나의 넓은 고효율 대역폭 특성을 non-Foster 정합회로를 통해 실질적으로 사용할 수 있음을 확인하였다. SLS(Selective Laser Sintering) 3D 프린팅 기술을 통해 안테나 시작품을 제작 및 측정하였다. 측정값은 구리 테이프 경계면의 높은 저항 손실로 인해 시뮬레이션에 비해 낮은 Q값 특성을 보인다.

Keywords

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