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졸 업 논 문 중 간 발 표

졸 업 논 문 중 간 발 표. (IMT-2000 용 중계기 안테나 ). 담당교수 : 김화성 교수님 지도교수 : 이병제 교수님 발 표 일 : 2003. 11. 03. 97101566 김 영 민 97101600 오 일 용 97101625 김 해 영 조 : 4 조. IMT-2000 에 대하여 …. 1. 정 의. IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 은 ITU-R

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Presentation Transcript

  1. 졸 업 논 문 중 간 발 표 (IMT-2000용 중계기 안테나) 담당교수 : 김화성 교수님 지도교수 : 이병제 교수님 발 표 일 : 2003. 11. 03. 97101566 김 영 민 97101600 오 일 용 97101625 김 해 영 조 : 4 조

  2. IMT-2000 에 대하여… 1. 정 의 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)은 ITU-R 에서 표준으로 제정하고 있는 제3세대 이동통신 시스템이다. 2. 특 징 IMT-2000 서비스의 특징은 기존의 이동통신망에서 제공되는 단말 이 동성 서비스를 제공하게 되고, 사용자 전송속도의 광대역화를 통한 음 성, 영상, 고속데이터 통신이 가능하며 호출기, WLL, 위성부문 등의 이 동통신망과 유선통신망을 통합하여 다양한 지능형 멀티미디어 서비스 까지 제공하게 된다.

  3. 기본이론 1. 마이크로스트립 안테나 장 점 • 가볍고 부피가 작다. • 제작비용이 적게 든다. • 미사일이나 로케트, 위성등에 쉽게 장착할 수 있다. • 선형이나 원형편파를 급전위치의 간단한 변화로 쉽게 구현 가능 • 하다. • 이중 대역 안테나의 구현 가능 • 급전선로나 정합회로를 안테나의 구조에 따라 동시에 제작할 • 수 있다.

  4. 단 점 • 대역폭이 좁다. • 이득이 낮다(단일 패치 : 5-8dBi) • feed와 radiating elements 사이의 isolation의 어려움 • surface wave의 여기 가능성이 있다. • 효율과 파워가 낮다. • 높은 Q값을 가진다.

  5. feedline Patch Ground plane Substrate 2. Feeding method의 종류 Microstripline feed 장 점 • 좋은 편파특성 • 구조의 단일화 단 점 • Spurious radiation 발생 • 임피던스 매칭을 위해 transformer 필요

  6. Dielectric Substrate Ground plane Coaxial connector Probe feed 장 점 - Probe 위치를 조절하여 임피던스 정합 - Probe 위치를 조절하여 다른 모드를 추가적으로 발생가능 단 점 - 두꺼운 유전체를 사용하였을 경우 임피던스에서 큰 인덕티 브 성질을 가짐

  7. Patch feedline Substrate1 Substrate2 Proximity-coupled feed 장 점 • feed와 patch 사이에 직접적인 접촉이 없다. • 매칭과 튜닝시 여러가지 자유도가 생긴다. 단 점 - 최적화된 설계가 어렵다.

  8. 3. Aperture Coupled feed patch substrate 1 ground slot substrate 2 Feed line 정합은 feed의 두께와 slot의 길이로 조정하여 향상시킬 수 있다.

  9. 장 점 • Feed network과 radiator를 분리해서 설계할 수 있다. • (따라서 각각 최적의 설계가 가능) • Feed에서 spurious radiation이 없다. • 설계 parameter들의 자유도가 더해진다. • 고차모드에서 cross-polarized radiation이 없다. • 두 substrate 사이에 있는 ground plane은 feed와 radiator • 를 분리시켜 패턴형태와 편파특성에 영향을 주는 spurious • radiation를 최소화한다. 단 점 • 비용이 많이 들고 회로가 복잡하다. • ground plane 밑에 더 많은 공간이 필요하다.

  10. Design Specification

  11. Simulation 결과 Gain & S[1,1]

  12. 결과분석 Gain은 IMT-2000대역에서 기준인 7dB이상을 만족한다. S[1,1]도 중심주파수 근처에서는 기준치(-14dB) 이상 나오나 전 주파수 대역에서는 만족하지 못하고 있다. (narrow bandwidth)

  13. Future Work 앞으로 여러 기법을 사용하여(Wide bandwidth Technique, Stub matching, 적층형 기법을 사용하여 Bandwidth를 넓히면 Spec을 만족하는 안테나를 제작할 수 있을 것이다.

  14. 4. Project 진행상황 IMT-2000네트워크에 대한 기술적인 배경지식에 대해 분석한다. 적층형 마이크로스트립 안테나를 제작하기 앞서 기본적인 단일 패치 안테나를 제작한다. ※단일 패치 안테나 제작 과정 IE3D AS tool을 이용하여 가상의 단일 패치안테나를 그린다. → 툴상으로 제작한 안테나에 대한 시뮬레이션을 돌린다. → 대역폭과 스미스차트 상으로 이론상의 수치와 매칭이 되었는지 확인한다. → 매칭된 결과값으로 단일 패치안테나의 실제 제작에 들어간다. → 단일 포트인 안테나를 VNA(Vector Network Analyzer)라는 측정장치에 연결하여 이론값과 일치하는지 확인한다.

  15. 5. 향 후 계 획 제작한 단일 패치안테나의 결과를 토대로 삼단 적층형 마이크로스트립안테나의 대역폭을 만족시키기 위한 스터브 정합 방법 및 적층형 방법 기법을 사용할 예정이다. 단일 패치안테나의 제작과 마찬가지로 IE3D AS tool을 이용하여 IMT-2000 용 중계기 안테나의 파라미터들을 찾는다. 시뮬레이션상에서 찾은 데이터값을 이용하여 패치크기 및 프로브위치 등을 정하고 이에 맞는 자재를 구입하여 실제 제작에 들어간다.

  16. 6. Demo 시나리오 IMT-2000 중계기용 안테나에 대한 동작원리는 안테나의 특성상 실제로 눈으로 확인되는 결과물이 가상적이다. 그래서 컴퓨터상으로 시뮬레이션의 파형이나 대역폭을 나타내는 그래프로 확인이 된다. 이를 알기 위해서 우선 VNA(Vector Network Analyzer)라는 장비가 필요하고 이에 연결하였을 때 S_11 파라미터 값이 1885∼2200㎒에서 -14㏈이하로 나타나면 대역폭을 만족시킨다고 할 수 있다. 그리고 전자파무반사실에서 패턴을 측정하여 설계사향(SPEC)에 있는 이득과 패턴이 일치하면 제대로 된 결과라 할 수 있다. 여기서 이득은 모든 주파수대역에서 7㏈이상이어야 하고 패턴은 빔폭이 60도 인 Directional Antenna 이어야한다.

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