모노폴과 IFA(Inverted F Antenna)가 함께 동작하는 하이브리드 안테나를 이용한 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계한다. 안테나 공간을 줄이기 위하여 Vlade(Vertical lade)기법을 적용하며, 데이터통신을 위해 베어보드 상하단에 대각선으로 급전하는 MIMO 안테나를 설계한다. 설계를 위한 각 부분 길이를 변수로 하여 반사손실 특성의 변화를 나타낸다. LTE700, CDMA, GSM, DCS, PCS 및 WCDMA의 6중 주파수대역에서 동작하는 안테나를 설계하고 이를 구현한다. 구현된 안테나에 대한 반사손실 측정결과, VSWR 3:1 기준으로 설계대역 전체를 만족하였다. 또한 안테나에 대한 방사특성은 LTE700/CDMA/GSM 주파수대역에서 평균이득 -3.76 ~ -2.53dBi 및 42.06 ~ 55.84%의 효율, DCS/PCS/ WCDMA 주파수대역에서는 평균이득 -3.27 ~ -1.21dBi 및 47.08 ~ 75.6%의 효율을 보였다. MIMO특성 중 중요한 요소인 2안테나 간의 분리도는 전 밴드에서 -8.14 ~ -25.77dB로써 양호한 특성을 보였다.
휴대폰 내 수납 공간 체적이 1 cc 정도 되는 초소형 안테나를 제작하였다. 기본적인 형태는 IFA(Inverted F Antenna)이며, 전류 상쇄가 적도록 설계함으로써 안테나 효율을 높여 작은 체적에도 불구하고 높은 이득을 갖도록 하였다. 멀티 밴드의 구현에서 낮은 주파수 대역의 짧은 길이에 대한 보상은 헤릭스를 적용하였으며, 높은 주파수 대역을 위하여 3차원 구조의 패턴을 만들어 넣었다. 제작은 보드를 세트로 한 GSM/DCS 대역용 1 cc 안테나와 GSM/USPCS 대역 휴대폰 세트용 1.5 cc 안테나를 제작하고 제반 특성을 측정하였다. 각 안테나에 대한 측정 결과, 각 대역에서 평균 이득이 각각 $-3.46{\sim}-0.45\;dBi$ 및 $-4.80{\sim}-3.29\;dBi$로 매우 양호한 특성을 얻었다.
본 논문에서는 커플링 급전 구조를 사용하여 모든 이동 통신 대역을 만족하는 단말기용 모노폴+IFA(Inverted F Antenna) 하이브리드 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. 1개의 급전 구조를 가지면서도 커플링을 이용하여 모노폴과 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 넓은 대역 특성을 갖도록 하였다. 안테나는 저가격 실현을 위해 carrier 부품이 없는 PCB embedded 형태로 설계하였다. 베어 보드로 제작된 안테나는 LTE/CDMA/GSM900/DCS/USPCS/WCDMA/WiBro/WiFi 대역에서 VSWR 2.5:1 특성을 만족하였다. 평균 이득과 효율은 LTE, CDMA, GSM-900 대역에서 -3.98~-0.09 dBi 및 40.03~97.99 %가 측정되었다. 또한, DCS, USPCS, WCDMA, WiBro, WiFi 대역에서는 -3.90~-1.01 dBi 및 40.70~79.31 %의 효율 특성을 가짐으로써 LTE를 포함한 휴대폰 전 대역 안테나로 사용될 수 있음을 보였다.
본 논문에서는 다중대역 (GSM850, EGSM, DCS1800, USPCS, W-CDMA)에서 동작하는 안테나에 대해 제안하고 있다. 상기 안테나는 상용 소프트웨어인 HFSS 3-D 시뮬레이터로 설계되었으며, FR-4(비유전율 4.4) PCB 기판위에 원형 도통관(via)과 금속 패턴으로 이루어진 미앤더 가지 구조로 구성되어 있다. 특히 이 안테나에는 전체 대역폭의 성능 향상을 위해 간극 급전 구조를 사용하였다. 디자인된 안테나는 PCB 공정을 이용하여 제작되었고, 네트웍 분석기와 테스트 챔버를 사용하여 측정하였다. 폭 8 mm에 높이 20 mm, 두께 3.2 mm의 크기를 차지하는 제작된 안테나는 다중 대역 이동 통신 단말기의 내부에 장착하여 사용할 수 있다.
본 논문에서는 커플링 급전 구조를 사용한 이동 통신 단말기용 프린트형 역 F 안테나를 제안하였다. 일반적으로 커플링 급전 구조를 사용할 경우 추가적인 커패시턴스 성분이 발생되며, 급전부를 직접 연결해준 안테나의 높은 인덕턴스 성분을 부분적으로 보상해 주는 역할을 한다. 제안된 안테나는 커플링 급전 구조를 사용하여 $824{\sim}960$MHz와 $1,710{\sim}2,390$ MHz에서 다중 대역을 갖도록 대역 특성을 개선시켰으며, 급전부를 직접 연결해준 안테나와 비교하여 제안된 안테나의 대역 특성이 개선됨을 확인하였다. 제안된 안테나는 GSM850/GSM900/DCS/USPCS/WCDMA/Wibro 대역을 만족하며, 최대 이득 -$4.794{\sim}1.648$ dBi의 이득을 가지고 전방향성 복사 패턴을 보인다.
본 논문은 LTE (0.746 ~ 0.798 GHz), GSM(0.824 ~ 0.960 GHz), DCS(1.71 ~ 1.88 GHz), WCDMA(1.91 ~ 2.17 GHz) 대역에서 사용 가능한 다중 대역 모바일 안테나에 대하여 제안하였다. 제안된 안테나는 기본적인 PIFA 구조에 두 개의 브랜치 라인을 추가하여 다중대역을 형성하고, 커플링 급전 방식을 사용하여 대역폭을 향상시킨 안테나이다. 안테나의 크기는 $122mm{\times}50mm{\times}0.8mm$이며, FR4(${\epsilon}_r=4.4$)를 사용하였으며, 측정결과 VSWR < 2(${\leq}-10dB$)을 기준으로 모든 주파수 대역을 만족하였다. 제안된 다중대역 안테나는 낮은 주파수대역에서 0.93 ~ 1.92 dBi의 이득과 49.60 ~ 76.35 %의 방사효율 특성을 보이고, 높은 주파수대역에서는 2.19 ~ 4.66 dBi의 이득과 60.40 ~ 80.01 %의 방사효율 특성을 보였다. 따라서 본 논문에서 제안한 다중대역 안테나는 현재 상용화 되어있는 이동통신 단말기용 안테나에 비해 전 대역에서 우수한 특성을 확인하였다. 이와 같은 우수한 특성으로 인하여 본 연구에서 제안된 안테나는 4세대 모바일 단말기뿐만 아니라 향후 개발하고 있는 B4G용 안테나로 적용 가능 할 것으로 판단된다.
본 논문에서는 4중 대역 이동 통신 단말기에서 사용할 수 있는 내장형 안테나를 설계, 제작하였다. 안테나의 동작 주파수 대역은 GSM(880 MHz${\~}$960 MHz), GPS(1,575 MHz$\pm$10 MHz), DCS(1,710 MHz${\~}$l,880 MHz) 그리고 US-PCS(1,850 MHz${\~}$l,990 MHz) 등을 포함한다. 제안된 안테나는 하나의 급전과 단락 그리고 접혀진 루프 형태의 방사체로 구성되어 있으며 루프형 방사체에 형성되는 기본 모드와 고차 모드들을 이용하여 다중 대역 특성을 만들었다. 안테나에서는 모드별 공진 주파수 조절을 위해 방사체의 특정 부분에 전류 분포 분석을 바탕으로 각기 다른 크기의 슬롯을 삽입하였고, 전방향성 방사 패턴 특성을 위해 방사체의 구조를 좌우 대칭형의 접혀진 루프 형태로 설계하여 방사체에 대칭적인 에너지 분포를 가지게 하였다. 제안된 안테나는 대역폭 향상을 위해 안테나의 아랫부분의 접지면을 제거하였으며 제작된 안테나의 측정된 임피던스 대역폭은 GSM 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $10.1\%$이고, GPS 대역 및 DCS/US-PCS 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $26.8\%$이다. 안테나의 수평면 방사 패턴 최대 이득은 전 대역에서 -0.37 dBi${\~}$2.55 dBi로 측정되었다.
본 논문에서는 3중 대역 이상의 이동 통신 단말기를 위해 주파수 튜닝이 가능한 새로운 형태의 내장형 안테나를 제안하였다. 설계된 안테나의 동작 주파수 대역은 GSM(880${\~}$960 MHz)/GPS(1,575 $\pm$ 10 MHz)/DCS(1,710${\~}$1,880 MHz)/US-PCS(1,850${\~}$l,990 MHz)/W-CDMA(1,920${\~}$2,170 M/Hz) 대역을 포함한다. 제안된 안테나는 반파장 로디드 라인 구조와 모노폴 구조를 결합한 형태를 띄고 있으며 하나의 단락점과 급전점을 공유한다. 그리고 단락점과 접지면 사이의 집중형 인덕턴스 소자의 값을 조절함으로써 GSM과 GPS대역을 그대로 유지하면서 각각 DCS, US-PCS, W-CDMA대역을 만족시킬 수 있다. 사용된 인덕터 소자의 값은 주파수 튜닝에 따른 이득 저하를 최소화하기 위하여 최대 3.3 nH로 한정하였으며 이에 따른 안테나의 최대 이득은 GSM대역에서 -0.58${\~}$-0.30 dBi, GPS 대역에서 -0.57${\~}$0.43 dBi, DCS/US-PCS/W-CDMA 대역에서 0.38${\~}$l.15 dBi로 측정되었다. 시뮬레이션과 측정을 통해 제안된 안테나가 높은 주파수 대역에서 약 0.77 dB의 이득 변화 폭 내에서 약 240 MHz의 공진 주파수를 효과적으로 조절할 수 있음을 확인하였다.
무선단말기용 오디오 복호화기는 무선이동환경의 특성상 낮은 전력소모가 요구된다. 단일 RISC 프로세서를 이용하며 비디오/오디오 신호를 처리하는 기존의 구현은, RISC 프로세서의 연산부담이 과도하여 실시간 밀터미디어 서비스를 지원하기에는 효율적이지 못하고 캐쉬 메모리가 충분하지 않은 경우 잦은 캐쉬-미스로 인하여 전력소비량이 증가하게 된다. 본 논문에서는 무선단말기를 위한 MPEG/Audio 복호화기를 설계하자 MAC 연산에 최적화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하여 복호화 시스템을 구현하였다. 오디오 복호화 과정을 연산중심부분과 제어중심부분으로 분할하고, 각각 DSP 블록과 RISC 프로세서에 할당하여. 병렬적으로 처리할 수 있도록 알고리듬을 설계하였다. 제안된 시스템은 MP3와 AAC 복호화 과정을 각각 17MHz, 24MHz로 처리한다. 이것은 단일 RISC 프로세서의 구현에 비하여 각각 48%와 40% 감소한 것이다. 오디오 신호처리에 최척화된 DSP 블록이 내장된 RISC 프로세서를 이용하는 것은 자원의 효율적인 이용이 가능하고, 캐쉬 메모리가 크지 않은 휴대용 멀티미디어 시스템에 적합하다.
본 논문에서는 이동성이 용이한 스마트기기에서 웨비게이션(Weavigation) 서비스를 이용할 수 있도록 기상플랫폼 및 서비스 구현을 목표로 한다. 기존에 개발된 TPEG(Transport Protocol Expert Group) 기반의 웨비게이션 서비스는 전용 단말의 필요, DMB 통신방식 및 서비스 확장성 등에서 한계가 존재한다. 본 논문에서는 일반 사용자의 스마트기기 내비게이션에 적합한 실시간 기상정보를 분석, 가공, 저장, 제공할 수 있는 표준화된 "웨비게이션용 기상정보 제공 플랫폼"을 개발하였으며, 또한 범용 스마트기기에서 Open API를 사용하여 쉽게 다양한 서비스 개발이 가능하도록 웨비게이션용 Open API 개발과 이를 활용한 웨비게이션 서비스를 구현하여 자연재해 위험지구 정보를 이용한 위험구간 예측정보 안내서비스 연구 결과를 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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