Basics of Antenna Engineering

Basics of Antenna Engineering

Antenna Antenna EngineeringEngineering

CHO, Yong HeuiCHO, Yong Heui


EM Wave LabEM Wave Lab2

Introduction ( 교재 소개 )

Warren L. Stutzman and Gary A. Thiele, "Antenna Warren L. Stutzman and Gary A. Thiele, "Antenna Theory and Design," 3rd ed., Wiley, 2012.Theory and Design," 3rd ed., Wiley, 2012.

Constantine A. Balanis, "Antenna Theory: Analysis and Design," 2nd ed., John Wiley & Sons, 1996.

0. Text

Kin-Lu Wong, "Compact and Broadband Microstrip Antennas," John Wiley & Sons, 2002.



1. Microwave Systems

Transmission

Information- Channel bandwidth- Base band- Inefficient wave radiation

Modulation – center frequency

Time domain Frequency domain

출처 : RFDH.com



Why do we need modulation?

Transmission efficiency- Multiplexing- Antenna length: wavelength- Wave radiation: comparison with DC

Battery: DC Antenna: AC




Microwave transmitter (Tx)

Up-conversion: frequency

)cos()cos(21)cos()cos( yxyxyx

BBf BBLO ff BBLO ff


출처 : RFDH.com



Microwave receiver (Rx)

Down-conversion: frequency

)cos()cos(21)cos()cos( yxyxyx

BBfBBIF ff BBLO ff

IFLO fff IFff


출처 : RFDH.com



Microwave transceiver

Duplexer: bandpass filter or switch- Loss, tx suppression, channel selection

IF: superheterodyneNo IF: direct conversion


출처 : RFDH.com



Antenna 1. Microwave Systems

Important passive device Innovation



Aegis combat system: S-band 1. Microwave Systems

SPY-1(1974): phased array radar, smart antenna 4 phased array radars, 3.6m x 3.6m, 4350 elements



Phased array radar 1. Microwave Systems

Several megawatts radar

S-band: 2 ~ 4 GHz Cost: about half billion $



SBX (Sea Based X-band radar) 1. Microwave Systems

X-band: 8 ~ 12 GHz Cost: about 1 billion $ Norway, Russia, and USA Missile Defense: early warning radar – SBX –

ground based interceptor



Hertz antenna (1886) 2. Antennas



RC circuits 2. Antennas



Simple model for antenna 2. Antennas



2. Antennas

Dipole antenna

Simple but long structure Low efficiency

Microstrip type



Loop antenna 2. Antennas

Simple structure Low efficiency



First mobile phone

• Dr. Martin Cooper on 1973• Motorola• 850 [g]

2. Antennas



Handy phone antenna

Helical antenna 2. Antennas

Complicated structure Medium efficiency



Triple band antenna 2. Antennas



Array antenna

Complicated structure High efficiency

2. Antennas

Yagi antenna: one source



Microstrip patch antenna 2. Antennas

Simple and small structure Low efficiency



Antenna simulation

Ansoft: Ensemble

CST: MWS

Ansoft: HFSS

2. Antennas



무역위원회 2008 년 보고서 3. Industrial Trend

2007 년 무역수지 5 천 6 백만 $ 적자 안테나의 분류

이동통신용 기지국용 자동차용 위성방송수신용 선박용레이다

출처 : 무역위원회



3. Industrial Trend

안테나 산업 구조

세계안테나시장- 31 억 9 천만 $(2007 년 )- 37 억 2 천만 $(2009 년예상 )



3. Industrial Trend

휴대폰 안테나 산업의 경쟁력



3. Industrial Trend

기지국 안테나 산업의 경쟁력



3. Industrial Trend

안테나 산업의 SWOT 분석



3. Industrial Trend

안테나 산업의 문제점과 대응방안

국내 3G 이동통신서비스 설비투자 감소 대 · 중소기업 상생협력 중요산업 전형적인 소량 다품종 산업 원천기술 및 지적재산권 글로벌기업 독점 국내 통신 장비산업 취약

신규 무선통신 서비스 투자 확대 유도 안테나 관련 R&D 정책자금 지원 확대 대 · 중소기업 상생협력 지원 안테나산업의 전략적 육성 지원 국내 Wibro 등 무선통신기기 장비산업 지원

Technology

Basics of Antenna Engineering