지하 매설형 안테나를 이용한 근거리 유성 버스트 통신의 특성개선

Improvement of Short Range Performance of Meteor Burst Path with Buried Antenna

  • 김병철 (영남대학교 전기전자공학부) ;
  • 김기채 (영남대학교 전기전자공학부) ;
  • 이무영 (영남대학교 전기전자공학부)
  • 발행 : 1998.12.01

초록

유성버스트 통신방식은 1000 krn 이상의 장거리 VHF NLOS 데이터 통신 시스템을 가장 경제적인 방법으 로 구현시켜 줄 수가 있다. 그러나 이 방식은 근거리 전송에서는 버스트의 지속시간이 짧아져서 도통율이 열 화함으로 본질적으로 실용에는 부적합한 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 유성 버스트 전송로의 근거리 특성을 해석한 후l 송/ 수신안테나의 빔 패턴이 공간의 hot-spot을 완전히 포용할 수 있도록 함으로써 버스트 의 발생빈도를 증가시키는 동시에 안테나에 유도하는 지상 잡음 전계를 효과적으로 차단함으로서 수신기의 실효 차단전압을 낮추면 시스템의 총 도통율(duty rate)은 크게 개선될 수 있음을 밝혔다. 이 해석결과를 기 초로 하여 특히 근거리 유성 버스트 경로에 적합한 안테나로서 소개구형 공동형 안테니를 개발하였다. 이 안 테니는 지하에 매설하여 사용하는데 이렇게 함으로서 수직방향의 지향성이 개선되고 지상으로부터의 잡음 혼 입이 효과적으로 차단된다. 이 안테나는 3 dB 빔 폭이 $90^{\circ}$에 달하여 앙각 8-$90^{\circ}$로서 근거리 경로의 hot-spot 를 효과적으로 조사(퍼umir뻐tel 할 수가 있는데/ 이것은 대체로 100 krn 이하의 근거리 유성 버스트 경로에 최적합한 조건이다, 지표방향으로의 지향성은 최소로 억제되어 이 방향으로부터 인공잡음의 혼입을 효과적으 로 차단하는데 재래식의 Yagi보다 평균 3 dB 이상 억제된다. 이 안테나를 수신안테나로 사용하여 100 krn 경 로에서 시험통신을 실시한 결과 동일한 조건하에서 4 소자 Ya멍 안테나를 사용한 경우에 비하여 버스트의 발 생빈도와 지속시간이 각각 10 %와 20 % 이상 증가한 것을 확인할 수 있었다.

Meteor Burst Communication can provide effective and economical means of communication where long distance VHF NLOS data transmission is needed ; often ranges more than 1000 km. It has been, however, so far considered unsuitable for short distance application because of phenomenal decrease in burst durations, which leads to decreation of total duty rate of the system. This paper extensively analyzes characteristics of shot distance MB(Meteor Burst) path and shows the low duty rate may be improved by increasing burst rate through adapting antennal beam width to cover entire hot-spot region in the space and, by compensating effective burst length throughcutting down man-made noises introduced by antennal. Based on the analysis, we are developed a small-opening-cavity antennal, especially designed for short distance MB path. In operation, the antenna is to be buried under ground surface so as to improve directivity and reduces noise introduction. The antennal exhibits power gain of 3 dB with 90 degree beam width and thus enables to illuminate entire hot-spot regions with the elevation angle of 8-90 degree which is the case of transmission less than 100 km. Directivity horizontal to earth surface is suppressed to minimum which enables to cut man-made noises from near-by sources down to more than 3 dB from the level reported with conventional 4 element Yagi. A series of experiments performed on 100km MB paths have conformed that, with the antenna installed at receiving site, the burst rate and duration time have been noticed to increase by 10 and 20 percent respectively from the values obtained by conventional 4-element Yagi antennal under same testing condition.

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참고문헌

  1. Meteo Burst Communications J. Z. Schunker
  2. IEEE Trans. Comm. v.COM-28 An Analysis of meteor burst communications for military applications J. D. Oetting
  3. proc. of IRE v.45 The canadian JANET system G. W. L. Davis
  4. Proc. IRE v.45 no.12 The principles of JANET, a meteor burst communication system P. A. Forsyth
  5. IEEE, Trans., Commun v.52 no.2 COMET-a new meteor burst system incorporating APQ and Diversity reception P. J. Bartholome
  6. Proc. MBC symp. Ten years experience with the SNOTEL meteor burst data acquisition system D. E. Johnson
  7. 한국전자파학회 논문지 v.9 no.1 참조경로비교법을 이용한 유성 버스트 무선로의 특성 추정 김병철;김기채;이무영
  8. 信學論(B) 流星 burst 通信system 特性 福田明
  9. 流星 burst 通信 복전명
  10. IEEE Trans. Comm. A study of foot-print of meteor scatter communication J. A. Weitzen
  11. IEEE Trans, Comm Spatial properties of meteor burst propagation A. N. Ince
  12. J. Inst. -Electron. Radio Eng. v.57 no.3 The evolution of meteor burst communication system P. S. Cannon
  13. Proc. IRE v.47 Meteor in the ionosphere L. A. Manning
  14. Radop Science Predicting the arrival of meteors for MBC J. A. Weitzen