본 논문에서는 밀리미터파 복사계(Millimeter-wave radiometer)를 제작하고 이것를 이용하여 특정 물체의 밀리미터파 방사 에너지를 측정하기 위한 온도보정에 관한 연구를 수행 하였다. 물체에서 방사되는 열잡음 신호를 수신하여 증폭하고 검파회로를 거쳐 DC전압으로 출력하는 35GHz 대역의 근거리 디케형(Dicke type) 복사계를 제작하고, 복사계의 온도 보정과 그 특성을 소개한다. 온도범위 $299K{\sim}309K$ 에서는 온도 증가에 따른 밀리미터파 복사계의 출력전압이 매우 선형적인 결과를 얻었으며, 이 범위의 온도에서 미지의 흑체 복사에너지의 상대적인 양을 밀리미터파 복사계를 이용하여 측정이 가능하다. 또한 액체질소를 이용해 측정 온도 범위를 확대하여 실험한 결과 상온부근에서의 온도에 대한 출력전압의 선형성 보다는 오차의 범위가 커지는 경향을 보였다. 실험한 온도 범위 $214K{\sim}309K$에서 온도와 출력전압과의 관계, V= 0.03259K - 9.71289 을 얻었다.
통신시스템이 진보되고 다양화 되어감에 따라 안테나의 구조, 성능도 응용목적에 맞게 개선되어 왔다. 특히, 음성 및 멀티미디어 응용을 위한 고속 데이터 서비스(high speed data services), 고정 및 이동서비스를 위한 시스템 요구사항들이 점점 증가하고 있으며 그 결과로 밀리미터파 대역에서 동작하는 광대역 멀티미디어 무선 접속 기술이 출현하게 되었다. 본 논문에서는 소형, 경박이면서 밀리미터파 대역에서 광대역 특성을 가지는 안테나의 종류 및 구조에 관하여 설명하고, 패키지화 될 때 필수적인 저손실 전송선로 구조에 대해서 언급한다.
본 논문은 마이크로머시닝 기술을 이용한 밀리미터파 대역의 공진기 설계를 제시한다. 밀리미터파 대역에서 3D 설계 tool인. HP HFSS ver. 5.5를 사용하였다. One-port cavity 공진기는 공진 주파수가 39.34 GHz., 반사 손실은 14.5 dB, 그리고, loaded Q (Q$_1$)는 150 을 보인다. Two-port cavity 공진기의 경우, 공진 주파수는 39GHz이고, 삽입 손실과 반사 손실은 각각 4.6 dB 와 19.8 dB. 그리고 loaded Q와 unloaded Q는 각각 44.3과 107로 측정되었다.
최근 정보사회에 따른 전파수요가 높아지고 있으며 이에 따른 주파수의 요구가 점차 고주파화되고 있고 미개척분야인 밀리미터파의 개발이 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 고에서는 밀리미터파 대역 수동부품용 세라믹 유전체 소재에 관한 동향을 서술하였으며, 이 대역에서 세라믹 소재의 유전특성을 측정, 평가하는 여러 방법 중에서 자유공간법을 이용한 기술에 관하여 소개하고자 한다.
본 논문에서는 밀리미터파 대역 전파특성 분석용 샘플홀더 제작을 위하여 전파의 도파이론을 정립하고 밀리미터파 W-bnad(75 GHz ~ 110 GHz) 주파수 대역에 알맞은 도파관형 샘플홀더를 설계 및 실 제작하였다. 그리고 제작된 샘플홀더를 테스트하기 위하여 샘플시료를 제작하여 재료정수 및 전파흡수능을 측정하고 분석하였다. 분석결과 샘플시료 특성을 정확하게 측정할 수 있음을 확인하였으며, 향후 이 측정 샘플홀더는 밀리미터파 대역 전파특성 분석을 위해 매우 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.
최근 광통신 분야의 발전을 바탕으로 경제적이고 간편한 밀리미터파의 발생, 변조 및 검파를 위한 밀리미터파-Photonics 기술연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 밀리미터파-Photonics 시스템을 구현하기 위해서 필요한 중심 부품중에 하나가 고출력, 광대역 광 검출기이다. 이러한 요구조건을 만족시키는 광 검출기로서 VMDP(Velocity Matched Distributed Photodetector)는 기존의 광 검출기 구조에 비해 월등한 성능을 나타내고 있다. 기존에 AlGaAs/GaAs를 이용해서 0.86$mu extrm{m}$에서 작동하는 VMDP가 제시되었으나 이 형태는 현 광통신 시스템에 적용하기에는 부적당한 파장대역이다. 이에 본 연구에서는 InGaAsP/InP를 기반으로 1.55$\mu\textrm{m}$에서 작동하는 VMDP를 설계하고자 한다. (중략)
밀리미터파 대역(30∼300GHz)의 전파에 대한 관심이 증가하면서 NRD(Non Radiative Dielectric)에 대한 관심이 커지고 있다. NRD Guide 에서는 평행한 평판 전도체의 간격을 반 파장 이하로 좁게 함으로써 공기 영역에서는 차단 상태가 되고 유전체 내에서는 차단상태가 해소되어 밀리미터파의 신호가 방사되지 않고 전송 될 수 있는 특성을 가진다. 밀리미터 웨이브를 발진시키기 위해 밀리미터파 대역에서 쉽게 동작하고 비교적 손쉽게 구할 수 있는 Gunn 발진기의 발진소자인 Gunn Diode를 사용한다. 본 논문에서는 실험을 통해 스트립 금속 공진기로 공진 주파수를 미조정하여 비방사유전체선로를 통한 밀리미터파 대역의 주파수특성을 분석하고 이러한 특성을 이용하여 60GHz 대역 송신기의 발진회로 설계를 다루었다.
이동통신의 급격한 증가 추세와 멀티미디어로의 사용자 요구 및 한정적인 주파수 자원을 고려할 때 향후 밀리미터파를 이용한 서비스 제공은 필연적일 것으로 전망되고 있다. 이와 같은 관점에서 이미 선진 각국에서는 밀리미터파 응용시스템에 대한 기초 연구개발과 실용화를 위한 연구개발이 활발히 추진되고 있다. 본 고에서는 이와 같은 선진 각국의 밀리미터파 응용시스템에 대한 연구개발 역사와 실용화 연구개발 동향에 대하여 정리하였다. 또한 부분적으로는 중점적으로 연구개발해야할 문제점도 정리하였다.
최근 이동통신 시장이 활성화되면서 모바일 스마트 기기가 하루가 다르게 발전하여 출시됨에 따라 사용자가 급속히 늘어나게 되어 현재의 무선 네트워크에서 소비되는 모바일 데이터 트래픽이 기하급수적으로 증가하고 있다. 이러한 모바일 사용자 트래픽 증가에 따른 수요를 충족하기 위해서는 기존의 무선 인프라를 넘어서는 새로운 무선기술이 개발되어야 한다. 이를 위하여 우리나라를 비롯하여 전 세계적으로 넓은 대역폭 확보가 가능한 밀리미터파 기반의 5세대 이동통신 RF 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 이와 같이 밀리미터파(mm-Wave) 무선 통신 기술은 30~300GHz의 초고주파를 이용하여 1GHz 이상의 대역폭을 사용하고 밀리미터(mm) 단위의 짧은 파장을 제어하여 대량의 멀티미디어 정보를 전송할 수 있는 5세대 이동통신 핵심 요소 기술로 연구개발 되고 있다. 본고에서는 서론에 이어 밀리미터파 대역 RF 기술 개요, 국내외 기술동향, 국내외 시장동향에 대하여 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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