드론 탐지 시스템용 소형 대수주기 다이폴 안테나 설계

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 드론 탐지 시스템에 사용되는 소형 광대역 대수주기 다이폴 어레이 안테나 설계 방법을제시하였다. 안테나의 동작 주파수는 드론 운용 시 사용되는 ISM 대역(433MHz, 915MHz, 2.4GHz, 5.8GHz)이며 대부분 의 대역폭에서 약 5dBi의 이득을 얻을 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 광대역 대수주기 다이폴 어레이 (PLPDA) 안테나의 기본 이론을 기반으로 저대역(433MHz, 915MHz)의 다이폴 길이를 줄이고 각 다이폴의 폭을 달리하는 방법으로 성능을 개선하였다. LPDA 안테나의 기본 구조 설계를 위해 Matlab을 사용하여 다이 폴 길이와 간격을 구하였고, 이를 이용하여 PCB의 유전율을 고려하여 각 파라미터를 최적화하였다. 제안된 안 테나는 기존 LPDA 안테나에 비해 36%로 줄어들었고 433MHz에서 5.8GHz 대역에서 3.6dBi에서 7.9dBi의 이득을 갖 는다. 제안된 LPDA 안테나는 휴대용 방향 탐지 및 스펙트럼 모니터링 애플리케이션에 사용할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents a design approach for a compact wideband log-periodic dipole array (LPDA) antenna, intended for use in a drone detection system. The antenna operates across the ISM band (433MHz, 915MHz, 2.4GHz, 5.8GHz), which is commonly used in drone operations, and is designed to provide approximately 5dBi of gain across most of the bandwidth. Building on the fundamental principles of wideband LPDA antennas, the design improves performance by shortening the dipole length for the lower frequency bands (433MHz, 915MHz) and adjusting the width of each dipole. Matlab was utilized to design the antenna's basic structure, determining the dipole length and spacing, with optimization based on the PCB's permittivity. Compared to existing LPDA antennas, the proposed design is 36% smaller and offers a gain range of 3.6dBi to 7.9dBi within the 433MHz to 5.8GHz frequency range. Suggested LPDA antenna is suitable for portable direction-finding and spectrum monitoring applications.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 안테나 설계 및 제작
• 2.1 LPDA 설계 이론
• 2.2 소형 평면형 LPDA 설계
• 3. 안테나 시뮬레이션 결과
• 4. 안테나 제작 및 측정 결과
• 5. 결론
• REFERENCES