본 논문에서는 최근 발표된 UWB 주파수 허용대역($3.1{\sim}4.8$ GHz, $7.1{\sim}10.2$ GHz)을 만족하기 위해 두 개의 부채꼴 루프 안테나를 대칭적으로 놓음으로써 넓은 주파수 대역을 소거할 수 있는 UWB 안테나를 설계한다. 설계된 안테나의 패치면에 inverted_L 모양의 슬릿을 삽입함으로써 소거하고자 하는 $4.8{\sim}7.1$ GHz의 넓은 주파수 대역을 소거할 수 있었다. 최적화하여 제작된 UWB 안테나는 3.1 GHz이상에서 -10dB 이하의 반사손실 값을 가지고, 1 ns 이하의 군지연과 선형적인 위상특성을 가졌다. 패치면에 inverted-L 모양의 슬릿을 삽입한 안테나는 $4.8{\sim}7.1GHz$의 대역 내에서 -10dB이상의 반사손실과 5 ns의 군지연, 비선형적인 위상 및 이득감소특성을 가졌다. 제작된 안테나의 방사패턴은 각각의 주파수에서 무지향성의 특성을 나타내었다.
전도성을 띄는 다양한 도전사(electro-thread)의 도전율을 분석하여, 그 특성에 맞게 T 매칭 구조가 없는 글자 모양에 T매칭 구조를 인가하여 닦을 수 있는 자수형 UHF RFID tag 안테나를 설계하였다. 도전사를 이용한 RFID tag 안테나는 기존의 태그와는 달리 착용감과 구부러짐의 변화에 문제가 없어 옷에 자수하여 입을 수 있는 안테나로 사용되기가 쉽다. 자수형 태그의 모양은 일반 의류에 적용하기 쉬운 영어 알파벳 'F'와 한글 자음 'ㄹ' 형태로 설계하였다. 설계된 태그를 최적화하여 제작하였으며 제작한 태그의 특성과 인식 거리 패턴을 측정하였다. 또한 물 비눗물과 소금물에 태그가 젖었을 때 인식 거리를 측정하였다.
WCDMA 방식 이동 멀티미디어 시스댐어써 고속 데이터 λ냉자에 의한 간섭은 시스템의 용량과 성능을 저하 시키는 주요 요인이 되며, 적응형 안테나 시스템을 도입하여 고속 데이터 사용자의 간성을 크게 줄여줌으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다 이 경우, 적용형 안테나의 효과를 극대화하기 위한 방법으로서, 호 수락제어 기법의 최적화가 중요하고 생간 핸드요프 과정에 있어서의 효율적인 제어 방식이 중요한 논제가 된다. 본 논문에서 는 핸드요프 되는 고속의 데이터들을 효과적으로 처리하기 위하여 Soft QoS 를 적용한 호 수락 제어 알고리즘을 제안하고, 전송 속도에 따른 적응형 핸드요프 제어 방식을 제안하였다 제안된 알고리듬을 적용함으로써, 적응형 안테나 시스템의 고속 데이터 전송을 효과적으로 수행하연서도 셀 내 저속 가업자의 호 블록킹 확률을 크게 줄일 수 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 비교분석으로 입증하였다.
배열 안테나를 사용하고 있는 CDMA 기반의 이동 통신 기지국은 효율적인 빔 형성을 위해서 배열 안테나 시스템을 이루고 있는 송수신기 모듈의 정확한 성능을 필요로 하며 이를 위해 오차 보정이 반드시 필요하다. 일반적으로 오차 보정은 internal 오차 보정과 external 오차 보정으로 크게 구분 할 수 있다. 특히 internal 오차 보정은 수신기 모듈을 이루고 있는 RF/IF 회로 소자들의 특성이 변하기 때문에 정기적으로 오차 보정이 필요하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 비동기 CDMA 시스템에서 안테나 배열 소자들 간의 진폭 이득과 위상 응답에 오차가 생길 때 온라인으로 보정 할 수 있는 알고리듬을 제안한다. 부공간(subspace) 기반의 알고리듬의 성능 평가와 분석 결과를 제시하기 위해 실험으로 측정한 데이터를 이용하였고, simulated annealing이라는 최적화 방법을 사용하여 부공간(subspace) 기반의 알고리듬에서 발생하는 초기값 문제를 해결하고 모의실험을 통해 확인하였다.
본 논문은 결함 모드 특성을 갖는 주파수 선택적 표면에 의한 WCDMA에서 동작하는 안테나의 이득 향상을 위한 설계와 제작에 대해 다룬다. 제안된 결함 모드 특성을 갖는 FSS 단위 셀은 동일한 크기의 일반적인 단위 셀보다 낮은 주파수 대역에서 적용이 가능하므로 단위 셀의 크기를 66 % 정도 축소시키었다. 단위 셀의 최적화 된 배열 개수는 $13{\times}13$으로 하였으며, WCDMA 송신 대역과 수신 대역에서 동작하는 패치 안테나를 각각 설계하였다. 사각형 구조의 단일 패치 안테나를 사용하여 WCDMA 대역을 포함한 동작 특성을 나타내도록 하였다. 모의 실험한 결과, 송신 대역에서 제안된 FSS-1 복합체 구조(송신 대역의 패치 안테나와 FSS)의 이득은 9.98 dBi에서 13.28 dBi로 3.3 dB 향상되었다. 수신 대역에서 제안된 FSS-2 복합체 구조(수신 대역의 패치 안테나와 FSS)의 이득은 9.81 dBi에서 15.34 dBi로 5.53 dB 향상되었다 측정 결과 제작된 FSS 복합체 안테나는 약 337 MHz($1.87{\sim}2.21GHz$)의 대역폭을 가지며 1.95 GHz에서 11.39 dBi, 2.05 GHz에서 13.11 dBi, 2.14 GHz에서 11.09 dBi의 이득을 나타내었고, 방사 효율은 81 %임을 확인하였다. 제안된 FSS 복합체 안테나는 높은 이득을 갖기 때문에 WCDMA 중계기 시스템에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 스위칭 선로를 이용한 다중대역 이동통신 단말기용 재구성 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 평면형 스트립선로와 접지면에 단락되는 스터브, 그리고 2개의 스위칭 선로를 구성함으로써 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS, WCDMA대역을 각각 만족하도록 설계하였다. 얻어진 최적화된 수치를 사용하여 제안된 안테나를 제작하였다. 시뮬레이션 결과와 측정결과가 어느 정도 일치하고 있는 데이터를 얻었으며 -6dB 임피던스 대역폭을 기준으로 sw1과 sw2의 상태가 ON일 경우 LTE band 13대역을 또한 sw1의 상태가 off, sw2의 상태가 on일 경우 GSM, K-PCS대역을 만족한다. 마지막으로 sw1과 sw2가 off 될 경우 WCDMA대역을 만족하고 있음을 확인하였다. 그리고 제안된 대역 LTE band 13, GSM, K-PCS대역에서 이득과 방사패턴의 특성을 얻었다.
본 논문에서는 레이더 표적의 피아 식별을 위해 일반적으로 사용되는 모노펄스 보조 감시 레이더용 안테나의 개발 방안 및 결과를 제시하였다. 개발된 안테나는 수동 선형 배열 안테나로서 횡급전기와 다수의 배열 소자로 구성된다. 횡급전기는 포트별로 전력 및 위상비가 최적화된 합, 차 및 부엽 억제 채널을 제공하며, 19개의 배열 소자와 1개의 후방 배열 소자와 연결되어 방위각 방향으로 빔 패턴을 형성한다. 합 채널 빔 패턴의 방위각 최대 부엽 수준은 -20 dBc 이하이며, 부엽 억제 채널 빔 패턴은 합 채널 빔 패턴의 주 빔 이외의 전 영역에서 부엽을 덮도록 한다. 그리고 차 채널 빔 패턴은 방위각 방향의 탐지 정확도를 높이기 위한 모노펄스 기능에 사용된다. 한편, 배열 소자는 고각 방향으로 성형 빔(shaped-beam)을 형성하여 지면으로부터의 강한 클러터 영향 및 다중경로 효과를 억제할 수 있도록 하였다. 개발된 안테나는 산란계수 측정 및 원전계 빔 패턴 시험을 통해 주어진 개발 규격을 모두 잘 만족하는 것을 확인하였다.
최근에는 미국에서 개발 및 관리하는 위성항법시스템과(GPS)와 러시아에서 운용하는 위성항법시스템(GLONASS)을 함께 수신하여 컨테이너 보안 장치에 활용함으로서 물류 효율성을 향상시키기 위한 방안이 연구되고 있다. 본 논문에서는 컨테이너화물 안전수송에 사용되는 컨테이너 위치 수신 안테나를 설계 및 제작하여 그 성능을 검증하였다. 제작된 안테나는 물류시스템에 운영할 수 있도록 물류 환경에 맞춰 광대역 원편파 특성과 GPS/GLONASS 듀얼 주파수 지원 가능하도록 성능을 최적화 하였다. 정재파비(VSWR) 2:1에서 대역폭은 26.1MHz이며 GPS(1575.42MHz)와 GLONASS(1602MHz)의 반사손실은 -9.54dB로 나왔다. 개발 완료한 안테나는 실제 한국간 러시아 물류 환경에 적용함으로써 GPS/GLONASS 신호가 국가 간 이동에도 정상적으로 수신됨을 시범 운영 테스트를 통해 성능 검증을 확인 하였다.
본 논문에서는 T-모양의 마이크로스트립 급전 구조는 슬롯의 폭 변화에도 임피던스 정합이 쉽게 이룰 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 슬롯 안테나의 대역폭은 슬롯 폭에 비례하여 확장되는 특성을 얻었다. 여기서 제시한 급전 구조는 방사저항이 낮은 값으로 일정하게 유지되어 슬롯 폭과 거의 무관한 좋은 특성을 얻었다. 그리고 FDTD법을 사용하여 T-모양 급전선으로 여기된 슬롯 안테나를 모델링하여 파의 진행 과정과 전계분포를 시간영 역에서 각각 계산하였다. 그리고 FDTD법올 사용하여 얻은 값들을 Fourier 변환하여 최적화된 슬롯 안테나의 반사손실, 입력 임피던스, 복사 패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 이러한 결과로부터 최적의 안테나를 셜계 및 제작하였고, 슬롯폭이 16mm일때 약 35% 정도의 우수한 대역폭올 얻었으며, 이 계산값들은 측정치들과 비교적 잘 일치하는 특성을 얻었다.
본 논문에서는 십자모양의 마이크로스트립 급전선을 사용하여 슬롯 폭이 넓은 경우 기존의 급전선 구조보다 쉽게 정합을 이룰 수 있는 방법을 제시하였다. 마이크로스트립 안테나의 단점인 좁은 대역폭을 확장시켰으며, FDTD법을 이용하여 십자형 급전구조를 갖는 광대역 마이크로스트립 슬롯 안테나의 특성을 해석하고, 최대 대역폭을 갖는 안테나를 제작 및 실험하였다. FDTD법으로 모델링하여 전계분포를 시간영역에서 계산하였고, 이를 Fourier변환시켜 슬롯 안테나의 반사손실, 전압 정재파비, 입력 임피던스, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 슬롯의 폭(Ws), 수평 급전선의 길이(l/sub d/)와 수직 급전선의 길이(l/sub u/), 그리고 offset에 따라 대역폭이 변화하였다. 이러한 결과로부터 최적화할 때, 전압 정재파비가 2이하인 대역폭은 1.975 GHz에서 4.725 GHz로 약 1.3 옥타브의 광대역 특성을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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