최근 CDMA 방식에 기반을 둔 이동통신 시스템과 GPS, WLAN 등의 통신 시스템 시장은 전 세계적으로 급격히 팽창하고 있으며, 그 발전가능성은 무궁 무진하다. 특히, 개인 휴대 이동통신의 경우, 초기 아날로그 방식을 이용한 음성서비스에서 출발하여, 디지털 방식으로의 성능개선을 통해 가입자의 폭발적인 증가에 대응하고 다양한 콘텐츠를 제공하기 위한 대용량, 고속 신호처리를 실현하였다. 현재 무선 인터넷 및 멀티미디어 기능, GPS 기능을 탑재한 컬러 디스플레이 단말기가 전세계적으로 일반화되는 추세이며, 블루투스 시스템과의 연동을 통해 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 연구가 진행 중이다. (중략)
이동통신서비스의 보급확대에 따른 통신용단말기의 수요가 증가하고 있으나 단말기용 핵심부품은 일본 등 선진국에서 전량 수입에 의존하고 있다. 이중 마이크로파용 유전체를 이용한 필터의 경우 안테나 듀플렉서, RF 필터 등으로 이용되고 있으며, 소형화, 고기능화가 이루어지고 있다. 이 고에서는 이동통신용 핵심 부품인 이러한 유전체 필터의 소형화 추이 및 기술 동향을 살펴보고 국내 동향과 문제점 및 대책을 결론으로 제시하였다.
WAP 방식의 무선 인터넷 서비스의 문제점을 개선한 다운로드 방식의 무선 인터넷 서비스 실행 플랫폼인 VM은 무선 인터넷 서비스 사용자들에게 통신 비용을 절감시켜 줄 뿐만 아니라 다양한 서비스를 가능하게 함으로써 무선 인터넷 서비스의 활성화를 예고하고 있다. VM 기술이 국내 기술에 의해 개발되고 이동 통신 사업자가 국내 기술을 채택하여 서비스 함으로써 다시 한번 무선 인터넷 분야에서도 강국으로 부상할 준비를 하고 있다. 본 논문에서는 국내 기술로 개발된 신지소프트의 GVM, 모빌탑의 MAP, XCE의 XVM의 특징과 시스템 환경, 동작 방식을 설명하고 각각의 기술에 대해 비교 분석한다.
본고에서는 이동통신 단말기의 첫 단에서 중요한 역할을 하는 단말기용 안테나의 일반적 개요와 안테나의 종류를 알아보고, 안테나의 소형화 기술, 다기능화 기술, 광대역화 및 멀티 밴드화 기술 스마트 안테나기술 그리고 메타물질 안테나에 대한 기술 개발현황에 대하여 알아보고자 한다. 이어 휴대폰 안테나의 국내 외 시장동향을 알아보고자 한다. 세계시장은 국가별, 년도별 피처 폰 및 스마트폰 판매 수 등을 살펴보고 급변하는 시장변화의 원인 및 예측되는 사항에 대해서도 알아보고자 한다. 국내시장은 업체별로 생산 및 수출량 등을 살펴보고자 한다. 끝으로 결론에서는 휴대폰 안테나의 향후 기술적 요구사항과 세계 시장에 대한 대용방안 및 시사점에 대하여 알아본다.
현대의 이동통신 시장은 제3세대를 맞이하여 cellular에서 PCS(Personal Communication System) 그리고 IMT-2000으로 점차 광대역 서비스를 위한 하드웨어 및 소프트웨어가 발전하고 있다. 이러한 시스템을 구성하는 부품 중에서 신호를 송수신하는 부품은 전력소모와 소형화를 위한 노력이 지속적으로 진행되어 왔으며 hybrid 상태에서 점차적으로 one chip형태의 집적회로, 즉 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)에 대한 요구가 급격히 증가되고 있다. 특히 이동통신단말기의 가장 고가의 RF부품인 전력증폭기의 요구사양이 우수한 선형성 및 전력효율이라는 측면에서 GaAs MMIC 기술이 주도적으로 쓰일 것이라는 면과 또한 여러형태의 이동통신이 더욱 높은 주파수대역으로 이동함에 따라 관련시장의 폭발적인 발전이 예상되고 있다. 전략 분석가인 Stephen Entwistle은 1999년의 GaAs IC시장의 규모를 22.5억불로 평가하였으며, CIBC World Market의 Earl Lum은 24억불수준으로 평가하였다. 2004년에는 110억불 수준에 이를 것으로 예상되고 있다. 본 논문의 전반부에서는 최근의 MMIC시장의 동향을 최신 article을 참고로 하여 정리하였으며, 후반에서는 최근의 관련 워크샵의 내용 중 국내의 MMIC기술현황을 간추려 요약하였다.
본 논문은 LTE 대역과 현재 서비스 중인 이동통신 대역에 모두 적용 가능한 주파수 재구성 안테나에 대하여 제안하였다. 일반적인 PIFA 구조로 High-band를 만족시키고 방사체의 단락핀 끝에 RF 스위치를 부착함으로써 스위치 상태에 따라 주파수가 선택된다. 재구성 안테나는 RF 스위치가 SW1 상태일 때는 $VSWR{\leq}3:1$ 기준으로 782-907 MHz의 대역폭을 가지며 GSM 대역에서 동작한다. SW2 상태에서는 738-861 MHz의 대역폭을 가지며 LTE 대역에서 동작한다. 제안된 안테나의 이득은 SW1 상태일 때 0.04-4.68 dBi를 나타내었으며, SW2의 경우 이득은 0.92-1.53 dBi의 우수한 특성을 나타내며 H-plane에서 전방향성 방사패턴을 가진다. 이와 같은 우수한 특성으로 인하여 본 논문에서 제안된 RF 스위치를 이용한 이동통신 단말기용 재구성 안테나는 LTE-Advanced 모바일 단말기에 적용 가능 할 것으로 판단된다.
무선통신 시스템의 소형화 저가격화 추세로 인하여 RF 및 초고주파 필터의 설계나 구현을 전통적인 초고주파 필터 구현 방법에서 벗어난 고품질, 다기능 재료 및 첨단 가공 기술과 연계된 초고주파 필터 설계 및 제작 기술에 대한 연구가 활발히 진행중이다. 휴대 이동단말 시스템을 포함한 복합 다기능화 되고 있는 다양한 단말기 시스템에 적용될 수 있는 세라믹, MEMS, FBAR, SAW 필터 등과 같은 초소형 고주파 필터 설계 기술 등에 대한 기술 동향에 대하여 기술하였다.
본 논문에서는 900MHz 셀룰러 이동통신 단말기용 소형 전압제어발진기를 설계제작한 후 시험하였다. 2 단자 회로해석 기법을 이용하여 VCO를 설계한 후 회로 설계 tool을 이용하여 최적화하였다. 최적화된 설계 데이터를 이용하여 트랜지스터 및 바랙터 다이오드로 구성된 6×6×1.8 mm³(0.065cc) 크기의 소형 VCO를 제작한 후 시험하였다. 제작된 VCO는 동작주파수 대역 내에서 -3.5 dBm의 출력 및 45MHz 의 Tuning range를 지녔으며, 10 KHz offset에서 -101.5dB/Hz의 우수한 위상잡음 특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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