본 논문에서는 $\infty$rrugation이 개구변에 수직인 환형 급전-혼 안테나의 전파반사를 FDTD 방법으로 해석하였 다. 동축선로로 혼 안테나가 급전할 때 thin wire 안테나 모델과 전계와 자계를 전압과 전류로 모댈렁한 1차원 F FDTD코딩방법을 이용하여 계산시간을 효율적으로 줄일 수 있었다. 중심주파수 11.8 GHz(X -band)에서 급천 동축선로의 특성임피던스를 50$\Omega$에서 20$\Omega$까지 lO$\Omega$씩 변화시켜 가며 계산한 결과 특성임피던스가 30$\Omega$인 경우 11 GHz-14 GHz의 넓은 주파수 영역에서 반사손실이 -25 dB 이상의 좋은 특성을 보인다. 또한 corrugation이 있을 때 방사패턴의 지향성이 개선되며 개구변에서의 위상오차가 감소됨을 확인하였다.
KVN은 2008년말에 3 대의 망원경 구축을 완료하고, 2009년에는 22/43 GHz 수신기를 각 망원경에 설치하였으며, 2009년말부터는 이 망원경들을 이용한 단일안테나 연구관측 및 VLBI 시험관측에 착수하였다. 2010년에는 86 Hz 수신기 1 대를 도입하였고, 129 GHz 수신기의 경우 믹스 개발을 완료한 후 현재 수신기 1대를 조립하고 있다. 적어도 1 set의 86/129 Hz 수신기가 금년 내에 연세망원경에 설치되어 시험관측이 수행될 예정이다. 2010년에는 또한 안테나의 크래딩 작업을 완료하여 지향성을 개선하였으며, 단일 안테나 연구관측 결과를 논문으로 생성하기도 하였다. 2011년말부터는 VLBI 연구관측에 착수할 예정이며, 관측시간의 50 %를 일본의 VERA와 공동관측에 활용할 예정이다. 2010년말에는 동아시아VLBI센터 건물의 건설이 착수되었으며, 2012년 6월경에 완공될 예정이다.
홍수기 유량측정에 있어서 가장 큰 어려움이었던 유속측정의 정확성을 확보하고 실무자의 안전성을 보장하기 위한 기본 취지에서 1993년 시작된 "대하천 유량 자동측정 설비개발"이라는 연구 주제하에 비접촉식 유속측정 기법에 대한 연구를 수년간 연구개발을 거듭한 결과물인 전자파표면유속계를 1999년도에 상품화하여 현재 국내에서 홍수유속측정 설비로 이용되어지고 있다. 현장에서 유량측정업무에 종사하는 실무자들은 홍수유량측정에 비하여 훨씬 간편함을 몸소 느끼게 되었고, 상품화보급이 시작된지 수년이 지난 상태에서는 더욱 성능이 개선된 전자파표면유속계가 개발되기를 기대하였다. 무엇보다도 홍수기에 유량측정시 기존의 유속측정 방법과 같은 방식으로 각 측선마다 전자파표면유속계를 설치해야하는 번거로움을 피력하였다. 기존의 전자파표면유속계는 하천을 가로지르는 교량위에서 흐름방향에 나란히 측정하는 조건을 고려하였기 때문에 이와 같은 편각인 상태의 유속측정은 검토하지 않았다. 이와 같은 사용자의 요구에 대하여 한국수자원공사에서는 홍수기 유량측정시의 사용자 편의성을 증대하기 위하여 성능개선 작업에 착수하여 편각측정용 전자파표면유속계를 개발하였다. 편각측정의 주된 목적은 전자파표면유속계를 모든 측선에 설치하지 않고 한 지점에서 편각(oblique angle)으로 여러 측선의 유속을 측정함으로써 유속측정의 효율성을 증대시키는 것이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속 방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 전자파의 물리적 특성 때문에 편각이 증가하면 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 최대한 극복하는 것이 본 연구의 중점 개선사항이다. 이를 통하여 전자파표면유속계를 교량의 임의 지점에 설치하여 좌우로 편각 $20^{\circ}$에 이르는 범위의 유속을 측정하고자 목표로 하였다. 홍수시의 현장 측정 환경은 열악하기 때문에 정확한 측정을 조건으로 측정자에게 최대한의 편리함과 신속한 측정 환경을 제공해야 효과적인 업무수행이 가능하다. 이러한 편각 측정을 가능토록 하기 위해서는 유속측정시 송신되는 전자파의 출력을 기존의 시스템보다 보다 높게 발사하여야 하며 안테나의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이를 위해서 안테나 형태에 있어 기존 전자파표면유속계와의 차이점은 기존안테나는 파라볼릭 형상이었으나 신규 제작된 안테나는 평면안테나로 이러한 형태의 개선를 통해 안테나 특성 및 구조적인 차이를 유도하였다. 두 가지 안테나 사양 각각 장단점이 있으나 가장 큰 차이점은 빔폭 특성에서 평면 안테나가 우수하며 수신 감도를 향상시킬 수 있다는 강점이 있다. 특히 Tx/Rx 분리의 평면안테나 구조는 파라볼릭 안테나에서 불가능한 기능으로서 편각측정으로 인한 수신감도의 저하의 문제를 해결하기 위한 개선조치이었다. 성능개선 제작된 편각측정용 전자파표면유속계를 이용하여 일반하천의 홍수유속에 대한 편각측정 실험을 안성천에서 실시한 결과 유속 약 1.7 m/s 인 상황에서 편각 $20\;^{\circ}$ 까지 편각 $0\;^{\circ}$일때와 유사한 측정 성능을 보였다.
위치인식 기술은 사물이나 사람의 위치를 측정하여 서로 정보를 교환하고 환경을 제어하는데 필요한 핵심기술이다. 현재도 위치인식 기술은 다양한 방법들로 연구되고 있으며, 물류, 의학, 로봇 분야 등에 적용될 수 있다. 그러나 위치인식 기술을 적용하려면 많은 비용이 필요하다. 이에 본 논문에서는 적은 비용으로 구현 가능한 Zigbee기반 AoA 위치인식 시스템을 제안한다. 본 시스템은 흔히 이용하는 스텝 모터, 지향성 안테나, Zigbee 모듈을 사용하여 비컨에 지향성 안테나를 회전시켜 RSSI값을 측정하였다. RSSI값이 가장 큰 값을 가질 때 스텝 모터의 회전각을 계산하여 수신기가 위치한 각도를 판단하고 AoA 방식을 적용하여 수신기의 위치를 측정하였다. 수신기의 위치를 옮겨가며 측정한 결과 35~36cm 정도의 오차가 있었다.
본 논문에서는 다중 빔 형성기법을 이용하여 다중 목표물들의 고각을 추정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 배열 소자로 수신되는 신호들을 디지털로 처리해 수신 빔을 스택 빔으로 만들고, 빔 형성기에서는 안테나 소자에 가중치를 적용함으로서 원하는 수신 빔을 생성 할 수 있다. 이때 스택 빔을 구현하기 위해서는 여러 개의 값비싼 위상천이기 필요하지만, 현재는 컴퓨터의 성능이 많이 향상되어 위상변위기 대신에 고속 푸리에 변환을 이용하여 다중스택 빔을 형성한다. 또한 수신기에서 원하는 방향으로 빔을 조향하기 위해서 빔 조향 오차 보정 기법을 적용하여 다중 빔의 지향성을 향상 시킨다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 고속 후리어 변환과 빔 조향오차 보정 기법에 근거를 둔 제안된 고각 추정방법이 기존의 방법에 비해 목표물 추정 면에서 우수함을 보인다.
본 논문에서는 본 논문에서는 BS(Base Station, 기지국)와 RS(Relay Station, 중계기)가 지향성 안테나를 갖는 multi-tier 기반의 NBTC (Narrow-Beam Trisector Cell)와 WBTC (Wide-Beam Trisector Cell) 구조를 제안하고, 두 시스템에서 동일 채널 간섭 (Co-channel interference)에 의한 용량을 두 개의 채널 모델을 적용하여 분석하였다. 분석을 통해 $2^{nd}$ tier로 구성한 한 클러스터에서 발생하는 총 용량은 LOS(Line of Sight)의 존재 여부에 따라 NBTC 구조 셀과 WBTC 구조 셀의 총 용량이 달라짐을 알 수 있었다. 본 논문의 결과는 향후 차세대 이동통신 및 와이브로 시스템에서 간섭을 고려한 멀티 홉 RS 도입 시에 참고할 만한 가이드라인을 제시할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 자기상보 구조를 갖는 신호정보 수집용 초광대역 다이폴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 한 쌍의 자기상보 구조의 다이폴 안테나와 평형 급전을 위한 테이퍼드 발룬(tapered balun)으로 구성되어 있다. 제안된 안테나의 -10 dB 이하 반사계수 대역폭 비는 28:1(0.73-20 GHz) 이상이며, 3 dB 이하 축비 대역폭 비는 3.25:1(1.91-6.22 GHz)로 +z축 방향에서 RHCP (Right Hand Circular Polarization) 특성을 나타낸다. 또한 저주파 대역에서는 무지향성, 고주파 대역에서는 지향성 특성을 나타내었고, 동작주파수 대역 내에서 최대이득은 2.83-7.66 dBi로 분포함을 확인하였다.
본 논문에서는 선추적법과 전달측정을 통하여, 지면반사파가 우세한 도로 개방환경에서 1, 3, 6 GHz의 전파 감쇄 특성을 분석하였다. 바닥면의 재질과 송신 안테나 높이와 수신안테나의 높이를 변화시키면서 특성을 관찰하였다. 실제 측정은 개방환경에서 10미터 높이에 설치한 지향성 송신 안테나와 1.5미터 높이에 설치한 전방향성 수신 안테나로 수행하였다. 모의실험과 측정 결과의 비교를 통하여 수신기의 최대 감쇄가 발생하는 지점의 변화 현상을 분석하였다. 비롯 넓은 도로 환경의 결과이지만, 본 연구의 결과는 향후 도로 개방환경에서 송신기와 수신기를 배치할 때 원활한 통신을 위하여 활용될 수 있을 것이다.
본 논문은 인셋 구조의 삼각 패치 안테나를 기본 구조로 하며, 배열 구조를 트윈 트리 형태로 하여 안테나 주엽 이득을 개선시키고 부엽 이득을 줄이는 연구에 대한 것이다. 삼각 인셋 패치의 2-4-6개의 배열로 이루어진 동일한 트리 2개를 나란히 배치하여 트윈 트리 구조를 구현했다. 파라미터 분석을 통해 나란히 배치된 트리 구조 간의 간격이 임피던스 매칭에 가장 효과적인 것을 확인했다. 제작된 안테나는 24.15 GHz에서 16.74 dBi 이득을 갖고, E-plane에서 주엽의 빔폭은 22°, H-plane에서는 6°이다. 안테나 크기는 125 mm × 50 mm이며, 유전상수가 3.2인 Taconic TLC 기판을 사용했다. 트윈 트리 구조의 주엽 이득은 개선되었지만 2개 트리 배열 구조의 상호 간섭으로 인한 빔 패턴에서의 지향성 부분은 개선할 여지가 있다.
본 논문에서는 수직 모노폴 방사 패턴을 갖는 인체표면 간 통신을 위한 평면형 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 3개의 split-ring 구조를 사용하여 모노폴과 같은 표면지향성 방사특성을 가지며, 인체착용 환경을 고려하여 저자세를 갖도록 설계하였다. 제안된 안테나는 5.8 GHz ISM 대역(5.725~5.875 GHz)에서 $0.29{\lambda}_0{\times}0.29{\lambda}_0{\times}0.008{\lambda}_0$의 크기를 갖는다. 인체의 영향을 고려하기 위해 2/3 근육-등가 반고체형 모의인체를 제작 및 사용하였으며, 제안된 안테나는 반고체형 모의인체 위에서 280 MHz(5.68~5.96 GHz)의 10-dB 반사손실 대역폭을 갖고, 1.96 dBi의 최대 이득을 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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