전 세계적으로 환경, 해양, 기상, 기후, 해상 및 재난예방을 지원하기 위한 해수면 조사를 위하여 해양레이더를 운용하고 있으며, 국내에서도 해양유출유와 방조제 유출수 조사 및 해상안전사고 예방을 위하여 13, 25, 42 MHz 대역의 레이더를 6개 지역에서 운용하고 있다. 그러나 측정단파대역을 이용하는 해양레이더는 실험국으로 허가받아 관리되어지고 있으며, 오늘날 주파수 분배가 논의 되고 있다. 해양레이더 주파수 분배를 위한 조사에 의하면 3~50 MHz의 국내 전파환경은 20 MHz 이상의 대역에서 레이더운용에 문제가 없으나 13 MHz를 제외한 20 MHz 이하대역은 사용검토가 필요하다. 국내 사용자는 해양레이더의 운용과 자료처리 기법에 국내의 주파수 환경을 충분히 고려해야 한다.
90도 하이브리드 커플러에서 두 개의 출력 단자는 일반적으로 90도 위상차의 동일 전력으로 분배된다. 90도 하이브리드 커플러의 두 개의 출력 단자는 입력 단자로부터 전기적 길이가 다르기 때문에 주파수에 따라 서로 다른 출력 기울기를 갖는다. 즉, 동일 전력으로 분배하는 90도 하이브리드 커플러는 중심 주파수에서만 동일한 전력으로 분배되고, 중심 주파수에서 멀어질수록 두 출력 단자에서의 출력 전력은 차이가 크게 발생한다. 본 논문에서는 입력단자와 가까운 거리에 있는 출력단자에 사이에 존재하는 특성임피던스 $35-{\Omega}$의 ${\lambda}/4$ 길이의 선로를 변형시켜 광대역에서 두 개의 출력 단자의 출력 특성이 동일하도록 개선시켰다. 제안된 회로는 ADS(advanced Design System)을 이용하여 살펴보면 두 개의 출력 전력의 차이가 중심주파수 대비 약 20% 대역 이상에서 0.2dB 이내의 값을 가짐을 확인하였다.
DTV 전환 후 현재 국 내외에서 여유대역으로 남아있는 700 MHz 대역을 효율적으로 사용하기 위한 주파수 분배가 진행되고 있다. 본 논문에서는 700 MHz 대역을 중심으로 국제적인 주파수 분배 및 활용현황을 조사하고, 국내에서 제기되고 있는 각 용도별 무선통신 방식과 요구 주파수 대역폭에 대하여 분석하였다. 또한, 700 MHz 대역에서 재난안전통신망을 중심으로 철도망, e-Navigation을 공공통합망으로 통합하여 구축시 고려해야할 내용을 제시하였다.
본 논문에서는 캐패시터가 주기적으로 병렬 연결된 전송선로를 이용한 높은 분배 비율을 갖는 비대칭 분배기의 설계와 성능을 제안하였다. 높은 분배 비율을 갖는 분배기에서 요구되는 높은 임피던스 값은 마이크로스트립 선로로 구현 가능한 값으로 제한하였고, 낮은 임피던스 값은 캐패시터가 주기적으로 병렬 연결된 전송선로를 이용하여 설계하였다. 이러한 설계 방법은 선로 임피던스 값이 $10{\Omega}$ 이하의 전송선로를 마이크로 스트립으로 구현 가능하게 하였다. 이러한 설계 방법을 증명하기 위해서 중심주파수 1 GHz이고, 분배 비율이 10:1인 비대칭 분배기를 구현하였으며, 그 결과는 시뮬레이션과 1dB 이내에서 일치함을 보였다.
본 논문에서는 새로운 기법의 광대역 저손실 CRLH(composit right/left handed) 전송선로와 윌킨슨 전력 분배기에 대해 제안한다. 전송선로는 평형 미엔더 인덕터와 직렬 캐패시터로 구성된 coplanar 도파관 (CPW)으로 구성되며, 전력 분배기는 CRLH 전송선로를 일반 전송선로 부분에 대체하여 설계를 한다. 실험 결과 동작 주파수 대역 8.4 GHz 에서 30.0 GHz내에서 반사손실은 12 dB 이하로써 비교적 만족한 결과를 얻었다. 전력 분배기의 주파수는 12.05에서 13.15 GHz 그리고 16.50에서 19.30 GHz 로써 대역폭은 20 dB 기준으로 8.9 % 및 17.9 % 이며 이는 측정결과와 시뮬레이션 결과와 비교를 하였을 때 상당히 일치하는 것을 알 수 있다.
본고에서는 세계전파통신회의(WRC: World Radio Conference)에서 IMT로 지정된 주파수 현황과 국내 이동통신 주파수 현황 및 계획을 알아본다. 또한 현재 시점에서 데이터 트래픽 증가 추세에 비추어 2020년 Beyond4G(5G)시대를 대비한 ITU(국제전기통신연합) 해당 표준화그룹의 소요량 예측 및 통신방식별 분담 율을 분석하였다. 주파수 수요예측에 따라 WRC-15에서 IMT 추가 주파수 지정 목적으로 진행하고 있는 위성, 방송, 과학 및 고정 등 기존업무와의 공유 연구 진행현황을 주파수 대역별로 살펴본다. 또한 도시 밀집 지역에서 대용량 데이터 전송을 위한 서비스 기술이 중요해진 시점에서 Beyond4G(5G) 시대를 위해 우리나라가 주도하고 있는 6GHz 이상 대역을 IMT로 활용하기 위한 활동을 소개한다. 마지막으로 WRC가 주파수를 분배 할당하는 방식인 '주파수 대역에 서비스 방식 지정'과 달리 '서비스 방식에 의한 주파수 대역 점유(예: LTE 기술표준(PS-LTE)을 PPDR대역에서 활용) 가능성'등 LTE 기술표준의 확산 추세에 대응하기 위해 5G시대에 준비할 사항에 대한 시사점을 언급하였다.
고조파를 제거하는 기능을 갖는 윌킨슨 전력분배기를 나타내었다. 종래의 윌킨슨 전력분배기에서 선로 변환기의 양단에 제거할 고조파의 수만큼의 전송선로를 추가한 후에 새로운 윌킨슨 전력분배기의 해를 구할 수 있다. 실험적인 결과는 기본 주파수에서는 종래의 기능을 유지하면서 2차 및 3차 고조파를 -45.3 dB 및 -37 dB의 억압비를 나타내었다.
본 논문에서는 공통의 결함접지면구조(Defected ground structure, DGS)를 이용한 1:2 비대칭 전력 분배기를 설계하였다. 기본적인 비대칭 전력분배기를 설계하고 DGS를 삽입하여 크기를 줄이고 반으로 접은 구조로 회로의 크기를 대폭 줄일 수 있는 구조 이다. 사용한 기판으로는 Rogers 5880 31mils(0.7874mm)를 사용하여 1GHz 주파수대의 1:2 비대칭 전력 분배기를 설계 및 제작하여 우수한 특성을 확인 할 수 있었다.
고조파를 제거하는 기능을 갖는 윌킨슨 전력분배기를 나타내었다. 종래의 윌킨슨 전력분배기에서 선로 변환기의 양단에 제거할 고조파의 수만큼의 전송선로를 추가한 후에 새로운 윌킨슨 전력분배기의 해를 구할 수 있다. 실험적인 결과는 기본 주파수에서는 종래의 기능을 유지하면서 2차 및 3차 고조파를 -45.3 dB, 및 -46.4 dB의 억압비를 나타내었다.
비둥분 Wilkinson 전력 분배기의 해석을 위해서 유한 차분 시간 영역 해석법올 적용하였다. 비등분 Wilkinson전력 분배기는 복잡한 구조로 이루어져 있어 기존의 Yee셀 모델링 방법을 사용하는 것은 적당하지 않다. 본 논문에서는, 비균등 직교 그리딩과 서브셀 모텔링 방법을 사용하여 비둥분 Wilkinson 전력 분배 기의 특성을 넓은 주파수 범위에서 정확하게 구하였다. 수치 해석 결과를 비교하기 위해서 회로 시뮬레이터 의 결과와 함께 제시 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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