본 논문에서는 저전력 고품질의 60GHz 대역 무선 통신을 위한 디지털 역지향성 안테나 시스템의 설계와 성능을 분석하였다. 디지털 역지향성 안테나는 수신된 방향에 대한 정보 없이 자동적으로 빔을 신호원 방향으로 생성할 수 있다. 제안된 시스템은 신호원 방향으로 빔을 형성하여 간섭 신호를 감소시키고 SINR 을 향상시킴으로써 저전력 통신이 가능하다. 초고속 통신을 위해서 60GHz 와 같은 밀리미터파 대역에서 통신을 할 경우 주파수 오프셋이 심하게 발생된다. 본 논문에서는 디지털 PLL 을 사용하여 주파수 오프셋에 강한 시스템을 설계하였다. 또한, 안테나 수에 따른 빔 성능 및 디지털 역지향성 안테나의 위상 공액 기법을 사용한 경우에 대해서 주파수 오프셋을 고려하여 성능을 분석하였다.
본 논문에서는 현재 기술 개발 과제로 진행 중인 공중 네트워크 검증용 테스트베드 시스템에 다중빔 능동위상배열 안테나 모의기 적용 공중 네트워크 모사 Radio 전송링크를 설계하여 그 결과를 제시한다. Ku 대역을 활용하여 개발 중인 시스템에 대한 요구사항을 만족하도록 링크 버짓을 고려하여 Radio 전송링크를 설계하였다. 단거리 링크와 장거리 링크를 고려하여 요구되는 다중빔 중계기와 임무기의 EIRP 및 G/T 성능 규모를 적용하여 Eb/No를 기준으로 최소, 최대치 링크 마진을 확인하였다. 이러한 Radio 전송링크 설계에서 강우 가용도 등 적용 분석 결과를 이용하여 다중빔 중계시스템 적용 공중 중계 운용 반경 및 관련 시스템 규격 선정시 기준 수립에 효과적으로 활용될 수 있도록 기여하고자 한다.
The problem considered is that of calculating the angles of arrival of a multimoded signal at an antenna array from simultaneous measurements of the amplitude and the phase of the signal in each element of the array. The method of wavefront analysis 15 applied to a 4-element direction finder of the Adcock type. A simulated problem is constructed with the aid of suitable computer programs developed here.
기지국 안테나의 수직 패턴 형태는 자기 셀 뿐만 아니라 인접 셀의 통신 품질에도 크게 영향을 미치므로, 셀의 설계에 있어서 매우 중요한 고려 사항이다. 현재 기지국 안테나에 적용되는 수직 패턴의 형태는 크게 5가지로 분류될 수 있다. 안테나의 설계에 있어서, 5가지의 수직 패턴은 단독으로 적용되기도 하고, 또는 복합적으로도 적용될 수 있다. 본 논문에서는 상측의 부엽이 억압되고, 하측의 널이 널 필링된 수직 패턴을 갖으며, 또한, 수직면 상에서 연속적인 전기적 다운 틸팅이 가능한 이중 편파의 기지국용 안테나를 설계 및 제작하였다. 성형 빔 합성은 R. S. Elliott이 제안한 패턴 합성법들을 순차적으로 사용하여 구현하였으며, 또한 전기적인 다운 틸팅 기능을 위해 위상 배열 안테나 기술이 적용되었다. 측정한 결과, 0°~14°의 연속적인 다운 틸팅 범위와 13.3dBi 이상의 이득, 그리고 최대 -23dB의 상측 부엽 성능이 나타났다. 또한, 다운 틸팅 시에도 상측 부엽의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있었으며, 패턴의 널 필링 특성도 전반적으로 양호하다.
An S-band multifunction chip with a simple interface for an active phased array base station antenna for next-generation mobile communications is designed and fabricated using commercial 0.5-${\mu}m$ GaAs pHEMT technology. To reduce the cost of the module assembly and to reduce the number of chip interfaces for a compact transmit/receive module, a digital serial-to-parallel converter and an active bias circuit are integrated into the designed chip. The chip can be controlled and driven using only five interfaces. With 6-bit phase shifting and 6-bit attenuation, it provides a wideband performance employing a shunt-feedback technique for amplifiers. With a compact size of 16 $mm^2$ ($4mm{\times}4mm$), the proposed chip exhibits a gain of 26 dB, a P1dB of 12 dBm, and a noise figure of 3.5 dB over a wide frequency range of 1.8 GHz to 3.2 GHz.
본 논문에서는 중심주파수 1185 GHz인 Ku 밴드용 광대역 좌원형편파 마이크로스트립 안테나를 $2\times2$ 방 사소자를 기본으로 하는 시권셜 로테이션 배열 방볍($0^{\circ}$, $45^{\circ}$, $90^{\circ}$, $135^{\circ}$, 위상지연)을 이용하여 설계하고 $1\times2$ 방사소자를 기본으로 하는 시뭔셜로테이션 배열방법($0^{\circ}$, $90^{\circ}$, $180^{\circ}$, $270^{\circ}$, 위상지연 이용)과 비교 분석하였다. 실험을 위하여 $2\times2$ 방사소자를 기본으로 하는 시뭔셜 로테이션 배열로 중심주파수 11.85 GHz를 갖는 좌원형 편파 8x8 마이크로스트립 배열 안테나를 제작하고 측정한 결과 $1\times2$ 시권셜 로테이션 배열방법에 비해서 10 d dB 반사 대역폭은 1.57배 증가한 10.51-12.74 GHz(약 18.82 %)이고, 3dB 축비 대역폭(시율레이션 결과)은 1 1.25배 증가한 11.43 -12.5 GHz(약 9.03 %)이고 이득은 25.4 dB로 나타났으며, 이러한 측정결과는 시율레이션 결과와도 거의 일치하였다.
본 논문에서는 고속의 단거리 탄도탄과 항공기 등의 표적을 탐지 추적할 수 있는 밀리미터파 탐색기의 종합성능 시험을 위해 개발한 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)와 시험 장비를 설명한다. 이 시스템은 다양한 종류의 표적과 고속, 고기동 이동 표적의 궤적을 모사하기 위해 141개의 혼 안테나 배열, 배열 안테나 스위칭과 이득 및 위상 제어 알고리즘을 이용한다. 또한, 표적에 대한 속도, 거리뿐만 아니라, 클러터와 재밍 환경을 모사한다. 시스템 전체 구성과 표적 운동 모의기, 모의 신호 발생기, 고속 데이터 획득 장치, 통제 제어기 등과 같은 주요 구성품들의 구현과 측정 결과를 설명하였다. 이 통합 시스템은 동적 실시간 탐지/추적에 대한 밀리미터파 탐색기의 성능을 모의 비행 시나리오 기반으로 시험할 수 있다.
본 논문은 쉬프만 위상 천이기의 소형화 설계를 위하여 마이크로스트립 선로의 접지면에 결함 접지면 구조를 이용하는 새로운 방법을 제시한다. DGS에 의하여 발생하는 부가적인 인덕턴스와 캐패시턴스 성분에 의하여 전파 지연 특성이 표준형 선로보다 크게 나타나는데, 이로 인하여 DGS를 포함한 전송선로의 전기적 길이가 DGS가 없는 표준 전송선로 전기적 길이보다 길게 나타난다. 표준 쉬프만 위상 천이기에 DGS를 삽입하여 전체적으로 15% 정도의 사이즈를 축소할 수 있었다.
본 논문에서는 마이크로스트립 선로를 이용하여 구조가 간단하고 광대역 특성을 갖는 $90^{\circ}$ 위상 변이기를 설계하고 LTCC 공정을 이용하여 제작하였다. 이 위상 변이기는 두 개의 한 쪽 끝이 접지된 $90^{\circ}$ 전송 선로 사이에 $180^{\circ}$ 전송 선로를 연결한 구조를 갖는다. 각 선로의 어드미턴스 행렬을 결합하여 제안된 $90^{\circ}$ 위상 변이기에 대한 설계 공식을 유도하고, 이를 적용하여 중심 주파수 5.75 GHz에서 대역폭 4.2 GHz, ${\pm}2^{\circ}$의 위상 편차를 갖는 광대역 $90^{\circ}$ 위상 변이기를 설계, 제작하였다.
본 논문에서는 본 논문에서는 GPS 주파수 블록 중 L1블록인 1.575GHz에서 동작하는 GPS 수신 안테나를 설계하였다. 기존 GPS 수신 안테나는 고정 광역빔으로 차량이나 탑재체에서 이동할 경우 빔의 적응성이 다소 떨어지는 단점을 보인다. 이를 보완하기 위하여 안테나의 이득을 높이고 전기적 위상을 조절해 빔을 조향할 수 있도록 하여 빔의 적응성이 생기도록 하였다. 설계한 안테나는 마이크로스트립 패치 안테나로서 방사소자를 배열형태로 확장하여 이득을 높이고 이에 CRLH 위상변위기를 결합하여 각 방사소자에 위상차 급전이 가능하도록 하였다. 또한 제시된 CRLH 위상변위기는 단일 모델에서 가변 C의 조정으로 여러 가지 위상출력이 가능하도록 설계하여 버랙터 다이오드와 결합시 실시간으로 빔을 조정할 수 있어 항 재밍 기능도 갖출 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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