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GSM/GPS/PCS/WCDMA 사중 대역에서 적용 가능한 능동 안테나 설계 및 구현

Quad-Band Active Monopole Antennas for GSM/GPS/PCS/WCDMA Applications

초록/요약

본 논문은 GSM (global system for mobile communication), GPS (global positioning systems), PCS (personal communication systems), WCDMA (wireless code division multiple access) 대역에서 동작하는 수신용 능동 안테나를 제시한다. 제안된 능동안테나는 코플레너 모노폴 안테나와 4 개의 증폭기로 구성된 형태로서 사중 대역에서 수신과 증폭이 동시에 이루어지는 구조이다. 상업적인 무선 서비스에서 안테나-안테나 간의 신호 전달시 시스템의 잡음 지수 및 방사 특성에 영향 없이 분리와 필터링이 중요시 되어지고 있다. 이에 따라 제안된 능동 안테나는 모노폴 안테나와 4개의 능동 소자를 불안정한 안정도 원 내에서 임피던스 매칭을 하고 직접 서로 연결하여 향상된 이득을 가지고 서로 영향을 주지 않은 형태로 구현되었다. 제안된 수신용 능동 안테나는 880 MHz에서 13.1 dB의 수신 이득, 1575 MHz에서 19.8 dB의 수신 이득, 1850 MHz에서 9.3 dB의 수신 이득, 2150 MHz에서 20.9 dB의 수신 이득이 실험결과로서 측정되었다. 1850MHz의 전송 주파수에서 100 kHz 이격된 대역에서의 위상잡음은 −89.41 dBc/Hz 이고 제안된 능동 안테나는 모노폴 안테나의 특성인 전방향성의 방사패턴을 가짐을 확인할 수 있다.

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초록/요약

This paper presents a coplanar waveguide (CPW)-fed quad-band active monopole antenna for GSM (global system for mobile communication), GPS (global positioning systems), PCS (personal communication systems), and WCDMA (wireless code division multiple access) applications. The active antenna consists of a CPW-fed monopole antenna and four transistors. Commercial wireless services require antenna-to-antenna isolation and filtering without affecting the radiation characteristics and noise figure of the system. The proposed active antennas may provide enhanced gain and isolation by directly interconnecting a monopole antenna and four active devices within the unconditional stability circle for impedance matching. Measured results show that the power gains of the proposed antenna are 13.1 dB at 880 MHz, 19.8 dB at 1575 MHz, 9.3 dB at 1850 MHz, and 20.9 dB at 2150 MHz and also that the single sideband phase noise is −89.41 dBc/Hz at 100 kHz offset from the carrier frequency of 1850 MHz. The radiation patterns are nearly omni-directional.

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