본 논문에서는 원형편파를 송신하고 수직 및 수평편파를 합성하는 방식의 원형편파 다이버시티시스템을 설계 및 제작하였나. 중심주과수 2.4GHz의 수직 및 수평편파안테나 그리고 90도 Hybrid Combiner를 설계 제작하여 원형편파 다이버시티시스템의 송신계를 구성하였고, 수직 및 수평편파 안테나와 편파 다이버시티 합성기를 설계 제작하여 원형편파 다이버시티시스템의 수신계를 구성하였다. 선계에 사용된 프로그램은 Ensemble 5.0이고 제작된 안테나, 위상기 및 합성기는 Network Analyzer(8753ES)를 이용하여 측정했으며 시뮬레이션 결과와 측정결과가 상당히 일치함을 확인했다.
본 논문에서는 Pin 다이오드와 결함접지구조를 이용하여 2 개의 편파(수직 편파, 우현 편파)를 전환하여 사용할 수 있는 이중편파 재구성 패치 배열 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 정사각형 마이크로스트립 패치와 접지면에 2개의 일자형 슬롯을 대각선으로 배치하여 구현된 원형 편파 패치 안테나를 5.8 GHz의 반파장 길이인 25.8 mm 간격으로 3x3 배열하여 설계하였으며 각 안테나의 접지면에 대각선으로 배치된 슬롯에 Pin 다이오드와 커패시터를 연결하여 Pin 다이오드에 직류 전압이 인가에 따른 개방/단락 스위치 동작을 통하여 편파를 전환한다. 설계 결과 수직 편파에서는 11.7 dBi, 우현 편파에서는 11.6 dBic의 이득 특성을 가지며 우현 편파에서의 축비는 1.8 dB, 수직 편파일 때 20.3 dB 를 가지고, 중앙 안테나에서 인접한 안테나의 상호결합 특성을 확인 하였을때 수직 편파에서는 최대 -20.8 dB, 우현 편파에서는 최대 -30.1 dB 이다.
본 논문에서는 실내 무선환경에서 최적 편파 다이버시티를 구성하는 방안을 제시하기 위하여 먼저 이론적 해석을 통하여 교차편파식별도(XPD : Cross Polarization Discrimination)를 해석하고 이를 실제 측정 데이터와 비교하였다. 그 결과 아직까지 본 연구실에서 가장 좋은 편파 다이버시티로 확인된 바 있는 원형편파안테나 로 송신하고 수직, 수평편파안테나로 수신하는 경우(CV-CH)의 교차편파식별도(XPD)는 수직편파안테나로 송신하고 수직, 수평편파안테나로 수신하는 경우(VV-VH)와 수평면파안테나로 송신하고 수평편파, 수직편파 안테나로 수신하는 경우(HH-HV)보다 우수함을 확인하였다. 본고에서는 더 좋은 CV -CH 편파다이버시티 구 성을 위해 수신단에서 교차편파식별도(XPD) 값만큼 보상하여 누적확률분포도를 통한 다이버시티 효과를 평 가하였다. 그 결과 보상을 하여 교차편파식별도(XPD) 값을 낮게 한 경우가 보상하지 않은 경우보다 상당한 다이버시티 효과가 있음을 확인하였다. 한편, 송신측의 원형편파 안테나의 축 비를 교정하여 타원편파 안테나 로 구성하고, 수신측에서 수평 및 수직 안테나로 수신하면 신호간의 교차편파식별도(XPD)가 최소화되어 편파다이버시티 효과를 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
본 논문은 최근 사용이 증가하고 있는 1㎓ 이상 장해파의 허용 기준안을 정하기 위한 측정에 이용되는 피시험체의 최적 회전 스텝 크기를 결정하고 방사 패턴의 측정 및 결과를 나타내었으며 기가헤르츠 대역의 CISPR 허용기준치와 비교하였다. 실제 피시험체를 측정한 결과, 가장 좁은 3㏈ 빔폭은 수평편파에서 약 18도, 수직편파에 대해 약 20도 정도이다. 최대 방사 방향에서 3㏈ 빔폭의 경우 수평편파에서는 60도이며 수직 편파에 대해서는 50도를 보였고, 적절한 스텝 크기는 40개였다. 또한 CISPR에서 제안한 허용기준치에 측정값이 만족하는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 혼 안테나를 위한 원형 편파가 발생 가능한 동축-도파관 변환 구조를 제안한다. 제안된 장치는 동축 선로에서 원형 도파관으로 모드를 변환하기 위한 변환 구조와 원형 도파관에서 원형 편파를 발생시키기 위한 편파기 기능을 동시에 가진다. 제안된 구조는 동축 선로에서 원형 도파관으로 $TE_{11}$ 모드의 신호를 전달하기 위한 수직 동축 내심과 백숏 사이에 수직 전계를 수평 전계로 바꾸는 편파 비틈 구조를 두어 원형 편파를 발생시킨다. 이러한 장치는 원형 편파 혼 안테나 이전에 위치해 시스템을 단순화 시킬 수 있는 장점을 가진다. 제안된 원형 편파 발생이 가능한 동축-도파관 변환 구조는 X-대역($8.0{\sim}8.5$ GHz)에서 동작하게 설계하였다.
본 논문에서는 차량 내부 단말 통신을 위한 이중대역 직교편파 마이크로스트립 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 서로 수직한 선형 편파를 형성하기 위한 수직한 이중 급전 부분과 이중대역 동작을 구현하기 위한 H 모양의 폐루프형 슬롯이 구비된 방사체로 구성된다. 방사체에 구비한 H 모양의 폐루프형 슬롯은 방사체의 각 변의 급전 부분에 따라 기하학적으로 다른 효과를 발생시키기 때문에, 제안한 안테나는 두 개의 동작 주파수에서 서로 수직한 선형 편파로 동작한다. 제안한 안테나는 1.8 GHz에서 지표면에 수직한 선형 편파와 2.4 GHz에서 지표면에 수평한 선형 편파로 동작함을 이론 및 실험적으로 검증하였다. 제작한 안테나의 모의실험과 측정실험 결과는 반사 계수, 방사패턴 및 안테나 이득에서 잘 일치되었다.
본 논문은 2린 대역의 마이크로 셀 환경에서 원편파 특성을 분석하기 위하여 편파의 특성을 이론적 해석과 실제 측정 데이터를 비교 검토하였다. 가시거리에서는 원편파가 기수회 반사파 수신을 억제하기 때문에 다중경로 페이딩에 대한 경감 효과가 있다는 것은 널리 알려져 있다. 본 연구팀은 "E"자형 건물의 회절 음영 지역에서도 원편파의 편파 특성이 잘 유지되는지를 측정 분석하였다. 이를 위해 정선회 원편파(C), 역선회 원편파(X), 수직편파(V), 수평편파(H) 안테나를 사용하여 각각의 송수신 편파간 조합에 대하여 거리에 따른 전계강도를 이동 측정하였다. 전파 모델은 "E"자형 건물의 회절지역 모델에서 2개의 경로를 선택하여 각각에 대한 전파의 편파 특성을 분석하였다.대한 전파의 편파 특성을 분석하였다.
본 논문에서는 위상 배열 시스템에서 활용 가능한 $4{\times}8$ 이중 편파 기판 집적 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide) 슬롯 배열 안테나를 제안한다. 제안된 배열 안테나는 수직 편파 안테나와 수평 편파 안테나로 구성 되어 이중 편파가 가능하며, 수직 편파 안테나는 기존의 기판 집적 도파관을 이용하여 가로 슬롯 선형 안테나를 배열하였으며, 수평 편파 안테나는 half mode 기판 집적 도파관(HMSIW: Half Mode Substrate Integrated Waveguide)을 사용하여 세로 슬롯 선형 안테나를 배열하였다.
본 논문에서는 고용량 전송을 위한 무선통신시스템의 이중 편파 송수신 안테나 구조를 제안한다. 제안된 이중편파 시스템은 송수신기 모두 서로 직교하는 하나의 수직 편파 안테나와 두 개의 수평 안테나로 구성 된다. 제안된 시스템의 수직 편파 안테나와 수평 편파 안테나는 서로 다른 데이터 신호를 전송하지만, 서로 직교하는 두 수평 편파 안테나는 동일한 데이터 신호를 전송한다. 이에, 제안된 이중 편파 신호는 두 개의 이중 편파 평면을 구성한다. 그리고 수신측에서 수신 신호전력이 큰 이중 편파 평면이 선택된다. 모의실험을 통해 제안된 이중 편파 시스템이 단일 편파를 사용하는 $2{\times}2$ MIMO 시스템 보다 채널 용량 이득을 얻을 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 3D-Ray Tracing 기법을 이용한 옥내 무선통신용 편파발생 시뮬레이터를 개발하고, 실내 무선전파환경에서 실제 측정한 데이터와의 비교를 통하여 검증하였다. 개발된 시뮬레이터를 이용하여 Line-Of-Sight(LOS)와 Non-Line-Of-Sight(NLOS) 무선전파 환경에서 수직, 수평, 원편파에 대한 채널특성과 편파 다이버시티 수신특성을 해석하였다. 그 결과 원편파의 경우 기수회 반사파를 억제 수신하는 특성 때문에 수직 및 수평편파의 경우와 비교하여 다중경로 페이딩이 현저하게 경감됨을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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