본 논문에서는 이동통신 기지국용 안테나로 널리 사용되고 있는 슬리브 다이폴 배열 안테나에 대해 모멘트 법과 전송선로 이론을 결합하여 해석하였으며 그 특성을 고찰하였다. 모벤트 법으로 해석함에 있어서 전류가 슬리브 다이폴 소자뿐만 아니라 동축선로에도 흐르므로 두 부분 모두에 대하여 해석하였으며, 각 슬리브 다이폴 소자에 급전되는 전압은 슬리브 다이폴 배열 안테나가 동축선로에 의해 직렬로 급전되는 구조이므로 급전동축선로를 전송선로로 등가화하여 전송선로 이론으로부터 구하였다. 또한 구조에 의한 동축선로와 슬리브 개방단 사이의 직렬 리액턴스를 안테나에 임피던스가 부하(Loading )되는 것으로 고려하였다. 수치해 석을 통해 슬리브 다이폴 소자의 급전간격이나 주파수의 변화에 따른 복사패턴과 전류분포를 고찰하였다. 해석방법의 타당성을 검증하기 위해 한 파장 간격으로 배열된 4소자 슬리브 다이폴 배열 안테나를 제작하고 복 사패턴을 측정하여 수치해석결과와 비교하였다. 측정결과는 수치해석결과와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.
원하는 주파수 응답을 갖는 불균일 전송선로(NTL)는 일차원 역산란 문제에서 결합모드 Zakharov-Shabat(ZS) 방정식으로부터 포텐셜을 합성함으로서 구현할 수 있다. 본 연구에서는 ZS 방정식을 사용하여 제한된 포텐셜범위를 갖도록 하는 임의 반사계수를 갖는 NTL을 효율적으로 합성하는 방법을 제안한다. 이 방법은 특정한 윈도우 함수를 사용한 반사계수를 목표치로 한 경우보다 합성된 선로의 길이가 짧아지는 장점을 가진다. 또한 ZS 역변환시 연쇄법을 사용함으로서 기존의 반복법에 의한 계산과정을 간소화시켰다. 분산특성을 갖는 NTL 필터 설계에 제안한 방법을 적용함으로서 특정한 윈도우를 목표치로 한 기존의 방법과 비교, 분석하였으며, chain 행렬을 사용한 2-포트 해석을 통해 타당성을 검증하였다.
본 논문은 S-파라미터를 어드미턴스 파라미터로 변환하는 것을 바탕으로 비대칭 분배되면서 동시에 임의의 임피던스로 변환시킬 수 있는 임피던스 변환기를 나타내었다. 회로 해석 방법을 우수/ 기수 모드 방법과 비교하면 본 논문의 파라미터 변환을 통한 방법은 위상 지연 정보와 임의의 포트 임피던스 값을 포함시키고 그리고 비대칭 구조등을 해석하는데 간단함을 알 수 있다. 이 설계 방법의 타당성을 확인하기 위해서 중심주파수 1 GHz에서 3:1의 비대칭 분배비율을 갖고 있고 $50{\Omega}$을 $12.5{\Omega}$ 비율로 변환되는 임피던스 변환기를 설계하였다. 임피던스 변환기를 구현하는 방법은 유도된 수식으로부터 계산된 작은 임피던스 선로를 병렬 오픈스터브가 연결된 전송선로를 사용하여 구현하였고, 이것의 실험 결과는 시뮬레이션 결과와 동일하게 나옴을 확인하였다.
한국 전력 계통의 가장 큰 문제점은 수도권의 부하 집중으로서, 서울과 경기도를 비롯한 수도권의 부하량은 전체 전력 소비량의 약 40%를 차지하는 반면 이들 지역의 발전량은 전체 전력 발전량의 약 16%에 불과하다. 이러한 수도권의 전력 수급에서의 불균형은 수도권이 아닌 다른 지역에서의 전력 전송을 필요로 한다. 이러한 장거리 전력 전송은 유효 전력에서의 손실 증대, 국지적인 무효 전력 불균형으로 인한 송전 용량 제한, 고장 용량의 증대 등을 일으키게 된다. 이를 해결하기 위해 고려할 수 있는 가장 간단한 방법은 수도권 내의 발전소 신설 또는 대용량 송전 선로의 추가 설치이다. 그러나 수도권은 과도한 인적 물적 자원의 밀집으로 인하여 대규모 발전소 및 송변전 설비의 건설을 위한 토지 조달 등에 어려움이 있고 또한 인구 밀집 지역에서는 공해와 같은 환경적 문제와 혐오 시설 기피 등의 사회적 문제로 인하여 현실적으로 발전소 또는 송 변전 설비의 건설은 불가능한 실정이다. 따라서 대규모 설비의 건설에 의한 문제 해결 보다는 기존 설비의 활용도를 증대시키는 방향으로의 접근법이 요구된다. 본 연구에서는 기존 송전 선로의 활용도 증대를 고려한 HVDC의 적용 방안을 개발하고자 하며, 이를 위한 시뮬레이션 모델의 개발 및 해석을 다루고 있다.
본 논문에서는 새로운 스위치 회로망을 사용하는 광대역 위상 천이기 구조를 제안하였다. 새로운 기준 회로 망은 결합 선로 및 45$^{\circ}$단락 및 개방 스터브들로 각각 구성되며, 지연 회로망은 표준 전송 선로로만 구성된다. 결합 선로의 우모드 및 기모드 임피던스 비 R에 따른 위상 산란 특성과 주 전송 선로의 특성 임피던스 Zm 및 단락 및 개방 스터브들의 특성 임피던스로 Zm에 의한 보다 강한 위상 산란 특성을 함께 사용하므로 광대역 180$^{\circ}$위상 천이기 설계가 가능하다. 제안된 위상 천이기에 대한 이론적인 산란 매개변수들을 얻기 위하여, 구조의 대칭성을 고려하여 우모드 및 기모드 해석 방법을 사용하였으며, 또한, 유도된 수식들을 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 최적의 180$^{\circ}$광대역 위상 천이기 설계를 위한 설계 그라프들을 제시하였다. 설계 그라프들은 Zm과 Zs의 특성 임피던스 값들과 입출력 정합 및 위상 대역폭 값들을 제공한다. 본 논문에서 제안하는 광대역 위상천이기의 전기적인 성능들을 검증하기 위하여, 설계 그래프를 이용하여 3종의 180$^{\circ}$위상 천이기들과 성능 비교를 위해 표준 쉬프만 구조의 180$^{\circ}$위상 천이기를 설계 및 제작하고 실험을 수행하였다. 입출력 임피던스 정합(VSWR=1.15:1) 및 최대 위상 오차$({\varepsilon}_{{\Delta}{\phi}}={\pm}2^{\circ})$설계 조건들을 동시에 만족하는 각 위상 천이기의 실험 결과들은 시뮬레이션 결과들과 잘 일치하였으며, 또한 광대역 특성들을 보여주었다.
새로운 정보 통신 서어비스의 출현 및 가입자측에서 이에 대한 욕구가 서로 부합되어 가입자 영역에는 기존의 단말기외에 새로운 형태의 데이터 단말의 수요가 증가되고 있는 추세이다. 이에 따라 전송로의 경제성을 고려하여 SMUX에 대한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 SMUX에 Go-back N ARQ 재전송 방식을 적용하여 queueing 모델을 설정한 후 이에 따른 수학적 해석 방법을 제시하였고, 평균 waiting 시간 및 overflow 확률의 일반식을 산출하였다. SMUX의 설계시에 영향을 미치는 파라미터로서는 입력비율, 출력 비율 및 접속되는 단말기들의 batch 크기로 표현되는 트래픽 밀도나 버퍼가 수용할 수 있는 최대 버퍼 크기에 따른 overflow 확률 및 평균 버퍼 크기, 평균 waiting 시간을 비교,분석하였다. 또한 수학적 해석에 따른 각 파라미터들이 SMUX에 미치는 영향은 평균 메세지 크기는 40characters로 고정하였을 경우 전송 선로상의 에러율이 10$^3$이하에서 운용되어야 하고, 트래픽 밀도가 낮은 (0.5이하)상태에서 운용이 효울적이라 사료된다. 향후 본 논문에서 제시한 자료를 기초로 하여 SMUX를 설계시에 참고 자료가 되리라 사료된다.
배분증폭기의 각 증폭소자에 귀환 루우프를 이용하여 배역폭을 증가시킬 수 있는 방법을 제시한 것이다. 즉, 낮은 주파수 영역에서는 귀환이 걸리지 않고, 높은 주파수에서는 정귀환이 되도록 각 증폭소자에 귀환 루우프를 걸어주면 대역폭이 증가한다. 이 설계방법에서는 각 증폭소자를 단향성으록 간주하고 주기적 구조전송선로이론을 택하였으며, 실제의 컴퓨터 해석은 정확한 결과를 얻기 위하여 K. B. Nicals의 방법을 택하여 4 -포오트 이론으로 수행하였다. 여기서 이론적으로 얻은 결과는 샘플로 택한 FET로서 귀환 루우프가 없을때, 대역폭은 16[GHz] 정도였으나, 귀환 루우프를 걸었을 때는 약 20[GHz] 정도로 중가하였다.
본 연구에서는 비균일 배열 안테나의 방사패턴 합성을 위하여 폭이 다른 마이크로스트립 패치 안테나를 급전소자 하는 급전 방식에 대하여 연구하였다. 마이크로스트립 패치 안테나는 전송선로 모델 해석 방법을 적용하여 해석하였으며, 급전소자 간의 급전 선로 길이가 h_g의 정수 배가되면 안테나 각 급전소자의 상대적 전류 비와 입력 어드미턴스의 비가 같음을 유도하였다. 급전소자의 수가 각각 6개와 9개로 제작된 비균일 구형 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 실험한 결과 방사패턴에 대한 이론치와 실험치가 잘 일치함을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구 결과는 비균일 배열 안테나를 구현하기 위한 급전 방식으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 단락 개방 calibration(SOC) 방법을 이용하여 결함 접지 면을 갖는 전송 선로(DGS)와 short-circuited comb line section의 기생 소자 값들을 추출하였다. Microstrip 선로들로 구성된 단락, 개방, 분포 정수 소자의 산란 파라미터 행렬들은 전자기 시뮬레이터 및 벡터 네트웍 분석기를 이용하여 측정하였다. 제안된 구조의 전자기 영향들은 주파수 독립적인 소자들로 구성된 II형 또는 T형 등가 회로로 각각 표현하였고, 2 포트 네트웍 해석을 수행함으로써, 측정된 산란 파라미터들과 등가회로 소자들 간의 관계를 보였다. 또한, 2차 버터워스 프로토 타입을 갖는 2.4 GHz 대역 통과 필터 설계에 이를 적용하였다. 그 결과, 중심 주파수에서 측정된 $S_{11}$과 $S_{21}$은 각각 -20 dB, -1.3 dB 이고, $0.5{\sim}5\;GHz$에서 예상했던 결과와 5 % 이내의 오차를 보였다.
곡면형 플라즈마 도파로에 기초한 나노 크기의 전력분배기가 다중모드 간섭 결합기의 특성을 이용하여 설계되었다. 플라즈마 곡면형 다중모드 간섭 결합기(PC-MMIC)의 적응 특성을 쉽게 분석하기 위하여 등각변환 해석법을 이용하여 곡면형 구조를 평면형 구조로 등가 변환하였다. 또한, 3D 전송구조의 전파특성과 최적의 설계변수를 선택하기 위하여 유효 유전체 방법과 종방향 모드 전송 선로 해석법을 적용하였다. 설계된 $2{\times}2$ PC-MMIC는 휘어진 구조에 기인하여 quasi-TM 모드에서는 PC-MMIC의 특성이 나타내지 않았으며, quasi-TE 모드의 경우 50%:50%의 비율로 출력되는 3dB 결합특성이 나타나지 않았다. 더욱이, 곡률 반경이 작은 부분 보다 큰 부분에서 입사된 신호가 더욱 좋은 결합특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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