• 제목/요약/키워드: 스마트안테나

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이동통신 중계기용 스마트 안테나 구조 설계 (The Design of Smart Antenna Structures for RF Repeater)

  • 조대영;김계원;이승구;김민상;;박병훈;고학림
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.110-116
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    • 2013
  • RF 중계기의 증폭율은 궤환되어 재수신되는 중계기의 출력 신호에 의해 제한된다. 따라서 궤환되어 재수신되는 간섭 신호를 제거하기 위한 간섭제거용 중계기가 개발되었다. 간섭제거 중계기는 중계기의 출력 신호를 기준신호로 이용하여 증폭 후 재수신되는 궤환 신호의 진폭 및 위상을 추정하여 제거한다. 하지만 간섭신호의 추정 및 제거 알고리즘의 연산량이 매우 많아 고속의 신호처리를 위한 하드웨어의 비용이 증가한다. 더욱이 간섭제거 중계기는 기지국으로부터 수신되는 다중 경로 신호에 의한 중계기 신호의 SINR 저하와 복수개의 기지국에 의한 파일롯 오염 문제를 해결할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 스위칭 빔 구조의 스마트 안테나를 구현함으로써 앞에 언급한 문제를 해결하였다. 즉, 본 연구에서는 RF단의 추가 없이 중계기용 스마트 안테나 시스템을 구현하였으며, 저가의 마이크로 프로세서를 이용하여 기지국 방향을 추정하면서도 궤환되어 재수신되는 간섭 신호를 제거함으로써, 스마트 안테나의 적용에 의한 중계기 가격과 크기의 증가를 최소화 하였다. 우리는 제안된 시스템의 성능 검증을 위하여 중계기의 출력 SINR에 대한 증폭율과 중계기의 입력 SINR 대비 간섭 제거 후의 출력 SINR에 대한 성능 비교를 수행하였으며, 성능 비교 결과 같은 중계기의 출력 SINR에 대해 본 연구에서 제안한 스마트 안테나 구조를 중계기에 적용하는 경우 증폭율이 간섭제거 중계기에 비해 약 23dB 증가하였으며, 간섭 제거에 의한 출력 SINR은 약 6dB 증가함을 알 수 있었다.

On/Off-body 통신시스템을 위한 직물소재 웨어러블 재구성 빔 스티어링 안테나의 BER/SNR 성능 검증 (Performance evaluation using BER/SNR of wearable fabric reconfigurable beam-steering antenna for On/Off-body communication systems)

  • 강성훈;정상수;정창원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.4842-4848
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    • 2015
  • 본 논문은 재구성 빔 스티어링 안테나와 전방향성(루프) 안테나 간 정지상태와 이동상태일 때 통신 성능 비교를 보여준다. 두 안테나는 동일한 직물(${\varepsilon}_r=1.35$, $tqn{\delta}=0.02$) 위에 제작되었으며 5 GHz 대역에서 동작한다. 재구성 안테나는 빔 방향을 조향할 수 있도록 설계되었다. 빔 스티어링 기능을 수행하기 위해 안테나는 두 개의 핀 다이오드를 사용한다. 측정된 최대 이득은 5.9-6.6 dBi 이고 반 전력 빔 폭(HPBW)는 $102^{\circ}$ 이다. 통신효율을 비교하기 위해 GNU Radio Companion 소프트웨어툴과 USRP(User Software Radio Peripheral) 장비를 이용하여 두 안테나의 BER(Bit Error Rate)과 SNR(Signal-to-Noise Ratio)를 측정하였다. 그리고 송, 수신 안테나 사이의 일정한 거리에서 수신 안테나가 고정된 상태와 이동중인 상태 두 가지 경우를 비교하였다. 본 측정은 이상적인 전파환경인 무손실 안테나 챔버와 전파간섭이 존재하는 실제적인 환경인 스마트홈에서 진행되었다. 본 측정의 결과로 빔 스티어링 안테나의 성능이 루프 안테나보다 우수함을 알 수 있다. 또한, 통신효율을 비교하면 측정환경 측면에서는 무손실 안테나 챔버가 스마트홈보다 우수하며, 안테나의 고정/이동 측면에서는 고정된 상태가 이동중인 상태보다 좋은 결과를 보임을 알 수 있다.

패턴 변환 루프 구조를 가지는 마이크로스트립 패치 안테나 (Pattern-Switchable Microstrip Patch Antenna with Loop Structure)

  • 김용진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5447-5451
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    • 2012
  • 본 논문은 마이크로스트립 패치 안테나에 루프구조를 추가하여 방사패턴의 변환이 가능한 안테나를 제안한다. 패턴 변환을 위한 루프 구조를 패치 안테나의 급전부와 연결하며, 스위치 on/off 에 따라서 안테나의 방사패턴이 가변되는 구조가 된다. 제안된 안테나의 동작주파수는 2.4GHz이며, 최대이득은 3.2dBi 이다. MIMO (Multi-Input Multi-Output), WLAN등의 무선통신 시스템에서 diversity나 스마트 안테나 시스템에 장착을 목적으로 한다. 제안된 안테나의 patch 사이즈는 $28mm{\times}28mm$이며, ground plane의 사이즈는 $40mm{\times}50mm$이다. 제안된 안테나는 2층의 적층 구조를 하고 있으며, 스위치 on/off 동작에 의해 안테나의 패턴이 가변됨을 시뮬레이션과 측정을 통하여 보였다.

기지국용 스마트 안테나를 적용한 MC/DS-CDMA 시스템의 성능분석 (Performance Analysis of MC/DS-CDMA System with Smart Antenna)

  • 박인규;김백현;신승훈;곽경섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권4B호
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    • pp.291-297
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    • 2002
  • 고속 데이터 멀티미디어 서비스에 대한 수요가 점차 증대되면서, 한정된 무선 자원을 이용하여 통신 용량을 최대화하기 위한 연구 중 스마트 안테나에 관한 연구가 활발히 진행중이다. 현재 상용화되어 있는 IS-95 방식은 IMT-2000 표준안 중의 하나인 cdma2000의 모체가 되는 시스템으로 역방향 링크의 확산이득과 왈쉬-직교화 변조 이득(Walsh-Orthogonal Modulation Gain)을 이용하여 전송한다. 그러나 역방향 링크 전송의 경우, 사용자들로부터 전송되어 오는 신호들 간에 동기를 이루기 어려우며, 따라서 더 이상 사용자간에 직교성을 보장할 수 없다. 결국, 캐리어간에 동기 화되지 않는 MC-CDMA는 심각한 성능 저하를 초래한다. 본 논문에서 제안하는 스마트 안테나 환경에서의 MC/DS-CDMA은 역방향 링크에서 사용자간 비동기에서 초래되는 간섭을 시간 평면에서 데이터를 직접 확산으로 보상한다는 개념으로 주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있었으며, 배열 안테나의 증가 없이 사용자간의 협대역 간섭량을 줄일 수 있었다.

CDMA2000 1X 스마트 안테나 기지국용으로 구현된 액세스 채널 복조기의 성능 분석 (Performance Analysis of Access Channel Decoder Implemeted for CDMA2000 1X Smart Antenna Base Station)

  • 김성도;현승헌;최승원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2A호
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    • pp.147-156
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    • 2004
  • 본 논문은 CDMA2000 1X 신호 환경에서 동작하는 스마트 안테나 기지국의 각 안테나 소자에서 수신된 독립적인 신호를 이용하여 다이버시티 이득을 얻는 액세스 채널 복조기를 구현하고 구현된 복조기의 성능을 분석한다. 제안된 액세스 채널 복조기는 4개의 핑거를 지원하는 탐색기와 왈쉬 복조기 그리고 복조 제어기로 구성되고, 이들은 Alters사의 백만 게이트급 FPGA인 APEX EP20K1000EBC652와 TI사의 TMS320C6203으로 구현되었다. 제안된 액세스채널 복조기는 스마트 안테나 기지국이 최적의 웨이트 벡터를 얻을 수 없는 액세스 상태에서 데이터 복조 성능을 증가시키는 것이다. 본 논문에서는 실증시험을 통해서 위상 다이버시티 기법이 적용된 액세스채널 복조기의 성능이 기존의 액세스채널 복조기보다 우수함을 액세스 프로브 검출 확률, 액세스 실패 확률, 왈쉬 복조기에서의 $E_{b/}$ $N_{o}$ 항목에서 확인하였다.다.

GPS/DCS/WLAN 시스템에 적용 가능한 삼중대역 안테나 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Triple Band Antenna Applicable to GPS/DCS/WLAN System)

  • 김민재;박상욱;윤중한
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.475-482
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    • 2019
  • 본 논문에서는 GPS/DCS/WLAN에 시스템에 활용 가능하도록 삼중대역 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 스트립 선로와 접지면에 세 개의 슬릿을 삽입하여 요구하는 주파수 대역과 반사손실 특성을 얻었다. 제안된 안테나는 $31mm(W1){\times}50mm(L1)$의 크기와 두께(h) 1.6 mm, 그리고 비유전율이 4.4인 FR-4 기판 위에 $22mm(W7+W12+W8){\times}43mm(L4+L3)$의 크기로 설계되었다. 제작 및 측정결과로부터, -10dB 기준으로 340 MHz (1.465~1.805 GHz), 480 MHz (2.155~2.635 GHz), 1950 MHz (4.975~6.925 GHz)의 대역폭을 얻었다. 또한 요구되는 주파수 삼중대역에서 이득과 방사패턴 특성을 측정하여 나타내었다.

임피던스 변화를 이용한 다중대역 마이크로폴 안테나 설계 (Multi-band Micropole Antenna Design Using Impedance Change)

  • 박재홍;김현희;이경창;황용연
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.110-115
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    • 2021
  • A multi-band, compact, and complex vehicle roof antenna has become important in terms of car exterior design and multi-functions which include Radio, DAB/DMB, SXM, GNSS, Telematics, and V2X. In this paper, we propose a compact multi-band V2X pole-type roof antenna. Using impedance change characteristic, a single pole antenna which has multiband such as radio, DAB/DMB, telematics, and V2X band is proposed. With two patch antennas for GNSS and SXM, the dimension of a multiband roof antenna is 131x63x37mm only.