전자공학과 7 조 조장 200800742 이정원 조원 200800938 현유영 ( 발표 ) 201101235 이인지.

Presentation on theme: "전자공학과 7 조 조장 200800742 이정원 조원 200800938 현유영 ( 발표 ) 201101235 이인지."— Presentation transcript:

1 전자공학과 7 조 조장 200800742 이정원 조원 200800938 현유영 ( 발표 ) 201101235 이인지

2 목 차 1. 프로젝트 주제 2. 업무 분담 3. 자료 조사 4. 일정 계획 5. 규격 6. 제한사항 7. 평가기준 8. Hfss 설계 9. 시제품 제작 10. 시제품 측정 11. 자체 평가 12. 참고문헌

3 LTE 이동 통신 단말기용 다중 대역 내장형 안테나 현재 사용 중인 통신사 주파수 대역을 만족하면서 앞으로 사용이 증가하 게 될 2.5~2.7GHz 대역을 만족하는 안테나의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 하위대역에서 136MHz (824~960MHz), 상위대역에서 980MHz (1,710~2,690MHz) 를 만족 하는 LTE 이동통신 단말기용 다중대역 안테나 를 제작 하려고 한다. 현재 사용 중인 통신사 주파수 대역을 만족하면서 앞으로 사용이 증가하 게 될 2.5~2.7GHz 대역을 만족하는 안테나의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 하위대역에서 136MHz (824~960MHz), 상위대역에서 980MHz (1,710~2,690MHz) 를 만족 하는 LTE 이동통신 단말기용 다중대역 안테나 를 제작 하려고 한다.

4 현 유 영 안테나 관련 논문 조사 안테나 설계, 시뮬레이션 ppt 제작 Leader 이 정 원 규격 및 스펙 산정 평가기준 작성 안테나 설계, 시뮬레이션 이 인 지 안테나 시장 조사 안테나 설계, 시뮬레이션 안테나 제작

5 ◈ LTE FDD 데이터를 송수신시 업로드 주파수와 다운로드 주파수를 나누어 사용한다. 국내 이동통신 3 사 는 모두 이 방식을 취하고 있고, 전 세계 이동통 신사의 대부분이 아직 이 방식을 고수하고 있 다. - 장점 : 안정성 안정성이 뛰어나, 휴대폰의 본래의 기능인 통 화에 있어서는 TDD 보다 FDD 방식이 더 유리하 다고 할 수 있다. - 단점 : 유연성 트래픽이 몰릴 경우, FDD 방식은 주파수 대역 폭이 나누어져 있기 때문에 업로드 대역폭을 다운로드 쪽에 할당 할 수 없다. ◈ LTE TDD 데이터 송수신 시에 업로드와 다운로드에 시간 차를 두고 나누어 처리하는 방식. 아주 미세한 시 간 차를 두고 업로드와 다운로드를 교대로 처리 하는 방식이다. - 장점 : 유연성 트래픽이 몰릴 경우, TDD 방식은 업로드에 할당 된 시간을 다운로드의 처리에 할당 할 수 있다. 이 러한 유연성은 점점 더 증가하게 될 트래픽에 대 응함에 있어서 FDD 보다 더 우위에 있다고 보여 진다. - 단점 : 안정성 다운로드 트래픽이 증가해, 다운로드에 더 많은 시간을 할당하면 업로드 할당이 줄어들어 통화를 하거나 양방향 소통이 원활해야 하는 경우 불편 함을 겪을 수 있다. (1)

6 Band6 은 LTE 에 부적합해 사용하지 않으며, Band15,16 은 제외되었다. (2)

7

8

9 주 사용 대역은 볼드로, LTE 글로벌 통용 주파수는 주황색으로 표시

10 (3)

11 (4)

12 갤럭시 노트 3

13 LG G2

14 VEGA 시크릿 노트

15 i-Phone 5S

16 (5)

17 안테나 시제품은 하위대역에서 118MHz(870~988MHz), 상위대역에서 1,107MHz(1,650~2,757MHz) 를 만족 안테나 시제품은 하위대역에서 118MHz(870~988MHz), 상위대역에서 1,107MHz(1,650~2,757MHz) 를 만족 ◈ 만족하는 대역 * 하위대역 LTE band 8 (880~960 MHz) * 상위대역 LTE band 1 (1,920~2,170 MHz) LTE band 2 (1,850~1,990 MHz) LTE band 4 (1,710~2,155 MHz) LTE band 7 (2,500~2,690 MHz) LTE band 9 (1,749.9~1,879.9 MHz) LTE band 23 (2,000~2,200 MHz) LTE band 25 (1,850~1,995 MHz) ◈ 만족하는 대역 * 하위대역 LTE band 8 (880~960 MHz) * 상위대역 LTE band 1 (1,920~2,170 MHz) LTE band 2 (1,850~1,990 MHz) LTE band 4 (1,710~2,155 MHz) LTE band 7 (2,500~2,690 MHz) LTE band 9 (1,749.9~1,879.9 MHz) LTE band 23 (2,000~2,200 MHz) LTE band 25 (1,850~1,995 MHz) 6dB

18 ◈ 만족하는 대역 * 하위대역 LTE band 8 (880~960 MHz) * 상위대역 LTE band 1 (1,920~2,170 MHz) LTE band 2 (1,850~1,990 MHz) LTE band 4 (1,710~2,155 MHz) LTE band 7 (2,500~2,690 MHz) LTE band 9 (1,749.9~1,879.9 MHz) LTE band 23 (2,000~2,200 MHz) LTE band 25 (1,850~1,995 MHz) ◈ 만족하는 대역 * 하위대역 LTE band 8 (880~960 MHz) * 상위대역 LTE band 1 (1,920~2,170 MHz) LTE band 2 (1,850~1,990 MHz) LTE band 4 (1,710~2,155 MHz) LTE band 7 (2,500~2,690 MHz) LTE band 9 (1,749.9~1,879.9 MHz) LTE band 23 (2,000~2,200 MHz) LTE band 25 (1,850~1,995 MHz) 현재 우리나라에서 사용하는 LTE Band 5 를 만족하지 못하므로 해당 대역을 만족시켜서 안테나를 개선하려고 한다.

19

20  사용되는 FR4 기판의 두께 는 1.6mm, 안테나 동판의 두 께는 0.07mm 로 한정한다.  FR4 기판의 크기는 100x60x1.6mm 를 넘지 않 도록 한다.  안테나의 크기는 13x60x6mm 를 넘지 않도록 한다.  사용되는 FR4 기판의 두께 는 1.6mm, 안테나 동판의 두 께는 0.07mm 로 한정한다.  FR4 기판의 크기는 100x60x1.6mm 를 넘지 않 도록 한다.  안테나의 크기는 13x60x6mm 를 넘지 않도록 한다. 주로 사용되는 무선 통신 주파수 대 역을 포함하는 안테나 설계

21

22 내용기준점수총합 안테나 크기 높이 1mm 감소 1 2mm 감소 2 가로 1mm 감소 1 2mm 감소 2 세로 2mm 감소 3 4mm 감소 4 6mm 감소 5 8mm 감소 6 기판 크기 가로 5mm 감소 2 10mm 감소 4 세로 3mm 감소 2 6mm 감소 4 8mm 감소 6 주파수 대역 Band 기본 무선주파수 만족 ( 제한사항 ) 50 Band 7 만족 15 Band 38 만족 15 총 점 ( 목표 : 80) 100

23 HFSS 를 이용한 시뮬레이션

24 하위대역에서 106MHz(903~1,009MHz), 상위대역에서 1,165MHz(1,634~2,799MHz) 를 만족 하위대역에서 106MHz(903~1,009MHz), 상위대역에서 1,165MHz(1,634~2,799MHz) 를 만족 LTE band 8 (880~960 MHz) 을 만족시키지 못했지만 논문과 거의 일치함을 확인

25 FR4 기판 사이즈 변경 110x55x1mm 100x60x1.6mm FR4 기판 사이즈 변경 110x55x1mm 100x60x1.6mm 하위대역에서 90MHz(848~938MHz), 상위대역에서 998MHz(1,735~2,733MHz) 를 만족 하위대역에서 90MHz(848~938MHz), 상위대역에서 998MHz(1,735~2,733MHz) 를 만족 하위대역과 상위대역 모두 감소

26 0.89Ghz 일 때, 전류분포도

27 1.71Ghz 일 때, 전류분포도

28 2.69Ghz 일 때, 전류분포도

29 1. 급전점을 이동시켜 시뮬레이션 실행 1. 급전점을 이동시켜 시뮬레이션 실행 3. 길이 L 을 1mm 씩 증가시키며 측정 3. 길이 L 을 1mm 씩 증가시키며 측정 H : 높이 L : 길이 M : 이동거리 2. 높이 h 를 1mm 씩 증가 시키며 측정 2. 높이 h 를 1mm 씩 증가 시키며 측정

30 1. 급전점을 이동시켜 시뮬레이션 실행 ➀➁➂➃ ➀ M=2mm ➁ M=3mm ( 논문 ) ➂ M=4mm ➃ M=5mm ➀ M=2mm ➁ M=3mm ( 논문 ) ➂ M=4mm ➃ M=5mm 논문 급전점 위치를 기준으로 왼쪽으로 이동 논문 급전점 위치를 기준으로 왼쪽으로 이동

31 2. 높이 h 를 1mm 씩 증가 시키며 측정 ➀ ➁ ➂ ➀ h=2mm ( 논문 ) ➁ h=3mm ➂ h=4mm ➀ h=2mm ( 논문 ) ➁ h=3mm ➂ h=4mm

32 3. 길이 L 을 1mm 씩 증가시키며 측정 ➀➁➂➃ ➀ L=22mm ➁ L=23mm ( 논문 ) ➂ L=24mm ➃ L=25mm ➀ L=22mm ➁ L=23mm ( 논문 ) ➂ L=24mm ➃ L=25mm

33 왼쪽으로 1mm 씩 이동

34 ➂➁➀ ➀ M=0mm( 논문 ) ➁ M=1mm ➂ M=2mm ➀ M=0mm( 논문 ) ➁ M=1mm ➂ M=2mm

35 루프 모형의 크기를 증가시킨다. 루프 모형의 크기를 증가시킨다.

36 ➀ S=0mm( 논문 ) ➁ S=2mm ➂ S=4mm ➀ S=0mm( 논문 ) ➁ S=2mm ➂ S=4mm ➂➁➀

37 하위대역폭 부분을 늘리기 위하여 모양 및 크기를 변경 하위대역폭 부분을 늘리기 위하여 모양 및 크기를 변경

38 대역폭은 약간 넓어지지만, 전체적으로 좌측으로 이동하였다.

39

40 하위 대역폭이 약간 더 증가

41 휴대폰 내장 안테나의 대역폭과 이득 향상을 위한 수직방사체를 가진 안테나 설계 (6)

42 안테나 방사체를 수직으로 배치함에 따라 방사체의 높이 (h) 를 여유 있게 구성 할 수 있을 뿐만 아니라 안테나 간 거리 (d) 를 넓게 구성할 수 있다. 안테나 선로의 폭과 간격을 모두 증가시킬 수 있게 되므로 동 일한 공간을 이용하더라도 더 높은 안테나 이득과 더 넓은 대역폭을 얻을 수 있게 된다.

43

44 대역폭을 거의 만족하였으나 약간 더 넓힐 수 있는 방안이 필요.

45

46 하위 대역을 만족하였으나 상위 대역이 감소하여 상위 대역에 영향을 미치는 안테나의 수정이 필요 하위 대역을 만족하였으나 상위 대역이 감소하여 상위 대역에 영향을 미치는 안테나의 수정이 필요

47 폭 감소 높이 증가

48 원하는 저주파 대역을 모두 만족 시킴

49

50 루프를 없애 모형을 조금 더 간결히 하면서 만족하는 결과 도출

51 5MM 제작시 Feeding 라인의 오차가 심하여 개선

52 1.7Ghz 0.82Gh z 0.96Gh z

53

54 LTE band5(859Mhz)

55 LTE band9(1814.9Mhz)

56 LTE band7(2595Mhz)

57 방사 패턴

58 CAD 를 이용한 전개도

59 ParameterLength(mm)ParameterLength(mm) W12L14 W222L22 W333L314.93 W419L44.93 W512L56 W65L61 W71L74 W85L85.93 W921L911.86 W1023L104 W1122L1110 W1217L125 W133L134 W1422L149 L153 L169.86 L176

60 FR4 기판 제작

61 안테나 제작

62

63

64

65

66

67

68 LTE BAND23LTE BAND23 LTE BAND5LTE BAND5 LTE BAND8LTE BAND8 LTE BAND4LTE BAND4 LTE BAND2LTE BAND2 LTEBAND1LTEBAND1 LTE BAND7LTE BAND7 LTE BAND9LTE BAND9

69 일정 현황 달성 100%

70 내용기준점수총합 안테나 크기 높이 1mm 감소 1 0 2mm 감소 2 가로 1mm 감소 1 0 2mm 감소 2 세로 2mm 감소 3 3 4mm 감소 4 6mm 감소 5 8mm 감소 6 기판 크기 가로 5mm 감소 2 0 10mm 감소 4 세로 3mm 감소 2 0 6mm 감소 4 8mm 감소 6 주파수 대역 Band 기본 무선주파수 만족 ( 제한사항 ) 50 Band 7 만족 15 Band 38 만족 15 총 점 ( 목표 : 80) 10083

71

72