The presence of the human body and hand affect input impedance, far-field radiation pattern, radiation efficiency, and the magnitude of the near field. With the continuous trend to smaller hand-held devices with more functionality and more wireless bands, the possible insufficient over-the-air (OTA) performance becomes a growing concern for service providers. In addition to reduced radiation efficiency by smaller antennas in smaller devices, the head and in particular the hand may further impairs radiation performance. To improve antenna radiation performance, antennas have high radiation efficiency and mismatched efficiency.
In this paper, balanced antenna structures and impedance tuning algorithm are proposed. The balanced antenna structures are insensitive to hand effect and have better radiation efficiency. The mismatched efficiency can be improved by the impedance matching circuit and matching algorithm. The proposed algorithm is high-speed predicting antenna impedance algorithm. The proposed structures are expected to be applied in hand-held terminal.
휴대형단말기는 보다 다양한 무선시스템을 통합하면서 보다 작고 얇게 구현하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 휴대형 단말기에서의 방사(radiation) 특성은 손이나 머리 등의 인체에 의해 보다 민감하게 반응하게 되며, 이는 안테나 설계 시에 이에 대한 영향을 무시할 수 없게 되었다. 특히 휴대형 RFID 리더기에서는 사람의 인체에 의한 영향이 리더기의 인식거리에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 RFID 휴대형 단말기에서의 Hand Effect에 의한 안테나 간섭현상을 전자기적 관점에서 명확히 규명하고, 안테나의 전자기파 해석 및 RF/마이크로파 회로 해석에 의한 근원적인 튜닝방법을 연구하여, 단말기를 위한 빠르고 정확한 실시간 왜곡 보정 시스템을 제안하였다.
3차원 전자기 해석 툴을 통해서 휴대형단말기와 동일한 특성의 모델을 정립한 후 다양한 변수 조정을 통해서 hand effect의 간섭 현상을 일차적으로 분석하였다. 또한 이를 바탕으로 hand effect 둔감한 안테나의 구조에 대해서도 연구되었다.
검출기를 통해 받은 안테나의 S11 정보를 통해서 안테나 임피던스의 크기와 위상 값을 모두 받을 수 있으면 이상적이나 일반적으로 위상 값은 수신하기가 어렵기 때문에 크기 정보만으로 위상 정보를 예측할 수 있어야 한다. 따라서 크기 정보인 정재파비 (SWR : Standing Wave Ratio)만을 이용한 위치 예측 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘은 위치 예측 알고리즘이기 때문에 기존의 알고리즘보다 고속으로 보정이 가능하다. 또한 상대적으로 가변하기 쉽고 크기가 작은 가변 capacitor만을 이용하기 때문에 휴대형 단말기에 고속 왜곡 보정 시스템에 적합하다.
