IR-UWB 시스템 응용을 위한 시간- 및 주파수-영역에서의 앤티포달 비발디 안테나 성능 평가

Abstract

본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wideband) 시스템 응용을 위한 앤티포달 비발디 안테나를 설계하고, 시간 및 주파수 영역에서 나노 초 단위의 초광대역 임펄스 신호 전송을 위한 IR-UWB 안테나 성능 평가를 수행하였다. 설계된 앤티포달 비발디 안테나는 저가 생산이 가능한 두께 1.6 mm, 유전율 <TEX>${\epsilon}_r=4.7$</TEX>, <TEX>$tan{\delta}=0.002$</TEX>인 FR-4 기판을 이용하여 제작하였다. 제작된 안테나는 무반사실에서 주파수 영역 파라메타인 반사 손실, Far 필드방사 패턴을 측정하였다. 또한, 시간 영역에서 나노 초 단위의 임펄스 신호 전송에 따른 펄스 충실도 분석을 수행하여 UWB 대역에서 안정적으로 초광대역 신호 전송이 가능함을 증명하였다. 본 논문에서 설계/제작된 앤티포달 비발디 안테나는 낮은 왜곡과 양호한 방사 특성을 갖고, 나노 초 단위의 초광대역 임펄스를 방사 또는 수신할 수 있다. In this paper, we designed the antipodal vivaldi antenna for IR-UWB systems application and evaluated IR-UWB antenna performance for the ultra wideband impulse signal transmission in the time- and frequency-domain. The designed antipodal vivaldi antenna was fabricated using FR-4 substrate which thickness 1.6 mm, dielectric constant <TEX>${\epsilon}_r=4.7$</TEX> and <TEX>$tan{\delta}=0.002$</TEX>. We measured the return loss, far filed radiation pattern at the anechoic chamber in the frequency-domain. We also performed the pulse fidelity analysis in the time-domain using nano-second impulse signal transmission and demonstrated the feasibility of ultra wideband signal stable transmission in the UWB band. The designed and fabricated antipodal vivaldi antenna could be emitting and receiving the IR-UWB signal while preserving low pulse distortion and good radiation pattern in time- and frequency-domain.