Since a technique of Ultra WideBand(UWB) system had been developed, there has been rapid growth in this area. But, non license-UWB system development brings a dispute about the admission of the frequency band overlapped in the previous commercial band. However, FCC's approval on the UWB band in 2002 finished the controversy. Nowadays, the UWB systems are being itemized rapidly, and the wireless speed will increase suddenly. Since the UWB antenna demand also increase, we need to modify existing antenna model or to develop a new wide band antenna. So, this paper presents the design method of the ultra wide band antenna without dimension change, and impedance transformer antenna using a coplanar waveguide.
First, the double discone antenna shows ultra 30:1 wide bandwidth from 265 MHz to 9.6GHz below VSWR 2.5. And the radiation pattern is same the conventional discone antenna. This antenna can be used as a frequency monitoring antenna for military use, as a commercial wireless band antenna, and as a UWB system antenna. But, this antenna is needed to study their disk size or cone surface bending shape in order to show horizontal radiation pattern.
Secondly, the proposed coplanar waveguide antenna shows 1:7 bandwidth ratio, which covers 900MHz system and commercial band, and UWB system band. And the small and slim size advantage makes the antenna use indoor wireless system and to be applied in the hand phone set by reducing the size.
The proposed two antennas are considered as good antennas in the forthcoming UWB communication situation.
1980년대 초광대역 시스템 기술이 개발된 이후 이 분야에서 많은 발전이 이루어졌다. 이후 무선 시스템들의 상용화로 허가를 받지 않고 광대역 자원을 사용하는 일은 기존 상용 주파수대역과의 혼선 가능성으로 인해 많은 이 들이 대립 논쟁을 하게 되었지만, 2002년 FCC (미연방 통신 위원회)은 상용 통신 대역을 제외한 주파수 대역 사용을 허가 하였다. 사용주파수가 허가된 이후 학계와 산업계에서는 UWB 시스템 상품이 나오기 시작하고 있으며, 이에 따르는 기존 무선통신의 속도는 급격히 증가 할 예정이다. 따라서, 이에 필요한 안테나의 수요는 당연히 급격히 증가할 것으로 예상되며 이에 따라 기존 안테나의 광대역화 또는 새로운 광대역 안테나의 개발이 절실한 시점이다. 이에 따라 본 논문에서는 기존의 디스콘 안테나를 규모 변화 없이 대역을 증가시키는 설계방안과 지금까지 시도되지 않았던 coplanar 전송 선로를 이용 한 임피던스 변환기를 이용하여 VSWR 2.5 내지는 2 이하에서 광대역 특성을 보이는 안테나를 계산, 설계하여 그 시제품의 측정을 하였다.
첫번째로 설계된 디스콘 안테나는 기존 6:1 또는 8:1의 주파수 대역이 VSWR 2.5이하에서 265 MHz부터 9.6GHz까지 30:1의 초광대역성을 보이며, 방사패턴 또한 기존의 디스콘 안테나와 동일한 성능을 보이고 있다. 이는 본 안테나를 기존 전파감시 목적의 군용사용과 기존 상용주파수 대역 및 UWB주파수 대역에서 모두 사용될 수 있을 것으로 예상된다. 물론 디스콘 안테나의 방사패턴은 수평방향으로 지향하도록 할 필요성이 제기 되므로 디스크 크기의 조절 또는 원추의 굴곡 조절로 방사패턴의 조절이 필요하겠다.
두번째로 고안된 Coplanar 전송선로 안테나는 기존 Coplanar를 이용한 안테나들의 대역폭이 75%에 불과한 것을 전송선로 임피던스 변환기를 응용 1:7 주파수 비율, 900MHz 무선통신 및 각종 상용주파수 대역에서 모두 사용할 수 있게 제안되었다. 또한 작은 규격으로 인하여 실내 무선통신 안테나로서 상용화 될 수 있을 뿐만 아니라, 안테나의 크기를 축소하여 기존 무선시스템의 단말기에 적용할 수 있다.
위에서 제안된 두 안테나는 다가올 초광대역 무선 통신 환경에서 최적의 성능으로 사용될 수 있는 우수한 안테나로 고려된다.
