최근 대용량, 초고속 통신 서비스의 비중이 높아짐에 따라 배열 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템의 활용이 중요하게 평가되고 있다. 하지만 기존의 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하기 때문에 안테나의 개수만큼 RF(Radio Frequency) 체인이 요구되며, 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 크다는 단점을 가진다. 이러한 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결하기 위해서 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자를 이용하는 방식의 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 비예측성, 비주기성, 구현의 용이성, 민감한 초기조건 등의 특징을 가지고 있는 카오스 통신 알고리즘을 적용하여 QPSK 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 빔 공간 MIMO 시스템을 구성하고 성능을 평가한다.
In this paper, we develop the Hipass antenna that is used in electronic tall-gate charging (ETC) system in Korea expressway. This antenna has circular polarized characteristics, and especially has 45 degree tilted beam properties. These properties are very effective in ETC communication between the vehicle antenna and the tall-gate antenna. To achieve these properties on a small microstrip type antenna structure, we propose a annular ring microstrip antenna with stubs. When the length and angle of stubs are changed, the direction of the circular polarized beam is generally tilted by $45^{\circ}$ in elevation angle. Especially, by using the stubs in inner area or outer area of ring antenna, it is found that the beam direction of in azimuth angle can be rotated.
In this study, we developed a co-located and space-shared multiple-input multiple-output (MIMO) antenna module with a modular design and high integration level. The proposed antenna pair includes a half-wavelength loop antenna and a dipole-type antenna printed on the front and back sides of a compact modular board. Owing to their modal orthogonality, these two independent antenna elements are highly self-isolated and free of additional decoupling components, even though they are assembled at the same location and within the same space. Thus, the proposed antenna is attractive in 5G MIMO systems. Furthermore, the proposed co-located and space-shared MIMO antenna module was employed in a 5G smartphone to verify their radiation and diversity performances. A 12 × 12 MIMO antenna system was simulated and fabricated using the proposed module. Based on the results, the proposed module can be employed in large-scale MIMO antenna systems for current and future terminal devices owing to its high integration, compactness, simple implementation, and inherent isolation.
본 논문에서는 이동 무선 채널에서 배열 안테나의 빔형성 기법을 이용하여 CDMA시스템의 성능을 분석한다. 적응 배열 빔형성 안테나 기술은 배열 안테나 소자에서 수신된 신호의 크기와 위상을 결합하고, 가중치를 이용하여 각 소자에서의 도래방향 신호를 증대시키는 공간 필터의 기능을 제공한다. 모의실험을 통해서, 본 논문에서는 CDMA페이딩 환경에서의 간섭 신호를 줄이기 위하여 배열 안테나의 빔형성 기법를 이용하여 양방향 채널에서의 비트오류율을 비교 분석 하였다. 모의실험 결과 배열 안테나시스템을 사용함으로써 공간 다이버시티 효과를 얻을수 있고, MAI의 간섭이 감소하여 성능이 향상됨을 나타내었다.
본 논문에서는 JTDLS 완성형 항공기에 장착하기 위한 내장형 안테나 설계 방법에 대해 연구하였다. 제안된 안테나는 MIDS-LVT 운용 대역을 충족하고, 확장성을 고려하여 광대역으로 설계하였다. 설계결과, 제안된 안테나는 기존 블레이드 안테나와 전기적 성능은 유사하고, 광대역 특성임을 확인하였다. 항공기 장착성을 확인하기 위해 항공기 상/하부에 안테나를 장착하여 EM 분석한 결과, 상/하부 모두 양호한 복사특성을 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 획득한 기술은 JTDLS 완성형 항공기에 활용 가능할 것으로 판단된다.
무선주파수를 사용하는 추적안테나의 추적성능은 비행체 추적 및 위치 측정에서 매우 중요한 요소이나, 전기적 물리적으로 매우 큰 안테나의 특성을 정확히 측정하는 것은 쉽지 않다. 특히 우주응용분야에서 사용되는 대형 접시형 추적안테나 시스템과 같이 신호원을 따라 안테나의 지향방향이 변하는 경우에는 안테나 지향방향에 따라 특성이 일정하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 대형 추적안테나 시스템의 추적 성능지표인 지향정확도 및 추적정확도에 영향을 주는 오차요인을 검토하고, 나로우주센터에서 원격측정용으로 사용하고 있는 11m 대형 접시형 추적안테나에 대한 추적성능을 효율적으로 측정할 수 있는 저궤도위성(Low Earth Orbit)을 사용한 측정방법 및 그 결과를 기술한다.
본 논문에서는 2.4GHz(ISM) 대역의 블루투스 시스템에 사용되는 역-F형 내부 안테나의 설계 파라미터 값에 따른 안테나 특성을 분석하였다. PCB 기판에 인쇄된 형태로 설계하여 안테나의 길이, 단락 스터브의 두께, 피드선과 단락 스터브 사이의 간격, 안테나와 접지면 사이의 간격, 안테나의 두께 및 기판의 두께와 기판의 유전율에 따른 특성 변화를 연구하였다. 설계 값에 따른 특성 변화로부터 설계 파라미터값을 튜닝하여 최적의 안테나를 설계하는 방법을 보였다. 설계된 안테나는 VSWR이 1.5이하인 주파수 대역폭이 6.3%(150MHz)였으며, 이득은 3dBi 정도를 얻었다.
In this study, an OTM(on-the-move) antenna which is mounted on ground vehicles and is used for mobile communication between vehicle and satellite while moving was addressed. Since LOS(line-of-sight) of antenna should direct satellite consistently while vehicle moving to guarantee high satellite communication quality, active antenna LOS stabilization is a core technology for OTM antenna. Stabilization of a satellite tracking antenna which consists of 2-DOF gimbals, an elevation gimbal over an azimuth gimbal, was considered in this study. In consideration of driving mechanism which consists of gear train and flexible driving shafts, a two-mass-system dynamic model coupled with vehicle motion was presented. An internal PI-control loop + outer PI-control loop structure has been suggested in order to damp the torsional vibration and stabilize control system. The classical pole-placement method was applied to design control gains. In addition, a vehicle motion compensation control beside of the feedback control loop has been suggested to improve LOS stabilization performances. The feasibility of the proposed control design was verified along with some experimental results.
An antenna tracking technique, referred to as "step track", is commonly used in communication applications. In this paper, an algorithm to improve the step-tracking technique for satellite tracking is proposed. We suggest a method by which the antenna scans the azimuth, detects the satellite signal without the position information, and points quickly to the direction receiving the signal of peak level. After reaching the peak level, the step-track system maintains enough signal levels to receive satellite broadcasting normally. Performance of the Tracking Algorithm proposed in this paper are verified with simulation.
본 논문에서는 공간 다중화 방식과 다중안테나 다이버시티 기법에 대한 안테나 선택 및 스위칭 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은, 공간적 상관도가 존재하는 채널에서, 안테나 선택을 통해 공간적 상관도를 극복하고 다이버시티와 공간다중화의 스위칭을 통해서 시스템의 오차확률을 개선시킨다. 즉, 제안된 시스템은, 4×2 안테나 환경에서 2개의 전송 안테나를 선택하고, STTD와 BLAST를 순시 채널 정보에 따라 비교하여, 안테나를 선택하고 두 기법을 스위칭 하는 시스템을 제안한다. 모의 실험을 통해, 제안한 안테나 선택 및 스위칭 기법이 2×2 시스템에서 안테나 스위칭 기법보다 낮은 상관도에서 약 2.3㏈, 높은 상관도에서 약 3㏈의 성능 향상이 있음을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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