FM 송수선기를 이용하여 170.120 MHz 대역의 FM - DS/SS 통신 시스댐을 구현하였다. 송선부에서는 FM 캐리어를 프리스케일러로 분주하여 확산 부호(PN)의 클럭0.329 MHz)으로 사용하였고, 변조된 FM - DS/SS 선호는 전형적인 $(sin \chi/\chi)^2$ 스펙트럼임을 알 수 있었다. 수신부에서는 역확산을 위하여 동기발진기(SO)를 응용하였다. 그리고 그림 l,그림 2. 그림 4에서와 같이 동기발진기를 슬라이딩 상관기로 구성하여 동기부에 적용한 결과, FM - DS/SS 시스댐의 수신 동기부에서 양호한 특성을 얻을 수 있었다. 본 논문에서는 FM-DS/SS 통신 시스템 구성에서 수선부 동기를 위하여 동기발진기를 사용하였다는 점이 며, 이를 뒷받침하기 위하여 동기발진기에 대한 동기 곡선과 특성들에 대한 실험 결과들을 제시하였다.
본 논문에서는 Zero-Crossing 복조기에 적합한 88MHz에서 108MHz 대역 FM 라디오 수신기를 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계 및 제작하였다. 본 수신기는 Low-IF 구조를 기초로 설계되었으며, Low-Noise Amplifier (LNA), Down-Conversion Mixer, Phase locked loop (PLL), Low-pass filter (LPF), 비교기를 포함하는 RF/Analog 집적회로로 개발되었다. 측정결과 LNA와 Mixer를 포함하는 RF Block은 23.2dB의 변환 이득과 입력 PldB는 -14dBm였고 전체 잡음지수는 15 dB로 나타났다. IF단 LPF와 비교기를 포함하는 Analog Block은 89dB 이상의 전압 이득을 가지고, IC내부의 레지스터를 제어하여 600KHz에서 1.3MHz까지 100KHz 단위로 Passband 대역를 조절할 수 있도록 설계되었다. 설계된 수신기는 4.5V에서 동작하며, 전체 전류 소모는 15.3 mA로 68.85mW의 전력을 소모한다. 실험결과 성공적으로 FM 라디오 신호를 수신할 수 있었다.
지진, 태풍, 호우 등 갑작스런 자연재해는 생명과 재산을 위협하기 때문에 정부는 신속하고 정확하게 재난상황을 전파하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 재난상황 발생 시 재난방송 수신을 위해 스마트폰에 내장된 FM 라디오 수신 칩을 활성화하기 위한 방법을 제시하였다. 이를 위해 첫째는 국내 재난방송 체계와 매체별 재난방송 역할 및 한계를 분석하였고, 둘째는 스마트폰의 FM 라디오 수신 칩 활성화를 위한 분야별 개선 방안을 분석하여 대안을 제시하였다.
본 논문은 NRD 가이드를 이용하여 10km이상의 장거리 무선통신이 가능한 밀리미터파 대역용 FM 송신기 및 수신기를 제작하였다. 40GHz 사용주파수의 반파장 크기의 간격을 가지는 상하도체판 사이에 PTEE 유전체선로상에 건발진기, FM변조기 및 안테나로 구성된 FM 송신기를 제작하고, 동일한 간격을 가지는 상하도체판 사이에 국부발진용 건발진기, 밸런스믹서, 3dB 방향성결합기 및 안테나로 구성한 FM 수신기를 각각 제작하였다. 또한 제작된 FM송신기 및 수신기를 이용하여 무선통신 영상전송시험을 실시하였다. 이때 전송거리 10km의 시험거리에서 영상신호를 송신측에서 보낸 후 수신측의 TV 수상기를 통해 선명한 영상을 실시간으로 재생할 수 있었다. 이에 개발된 40GHz 대역 FM 송신기 및 수신기는 CATV의 전송이나 광대역 전송이 필요한 무선통신 시스템으로 사용이 가능하며, 장거리 초고속통신망의 연결 장치로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 기존의 FM 스테레오 방송 방식과 비교하여 완전한 호환성을 유지하며, 표준부반송파에 90도 위상차를 갖는 변조 부반송파를 사용하여 직교 변조된 스테레오 신호를 압축하여 추가시키고, 수신단에서는 직교 복조 및 신장함으로써 스테레오 신호의 신호대 잡음비를 향상시킨 확장형 FM 방송에 대하여 연구하였다. 직교 변조, 복조 및 압축신장의 하드웨어 송신 및 수신 시스템을 구현하여 제안방식의 타당성을 확인하였다.
VHF/FM 스테레오 방송신호의 거저대역에 16가지 중요 기능을 디지털 다중화 변조하여 주신처리하는 라디오 데이터 시스테에 관하여 연구하였다. 1187.5bps속도의 디지털 정보를 보조 복원하기 위하여 관련 회로 시스템과 범용의 마이크로 콘트롤러를 사용하여 기본 5개 기능(Pi, PS, AF, TP, TA)를 처리하는 전체 시스템을 개발하였다. 기존의 차량 FM 스테레오 수신기와 완전 양립성을 확보하였으며, 하드웨어 실험을 토하여 그의 신호분석을 수행하였다.
본 논문에서 2개의 다른 특성을 갖는 FM 안테나들을 사용할 수 있도록 자동 변환 매칭 네트워크를 갖는 CMOS FM 수신기 프론트엔드 구조를 제안하였고 이를 65nm CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 제안된 FM 수신기는 높은 주파수 선택 특성을 갖는 임베디드 안테나를 사용 시 FM 전체 주파수 밴드에서 일정한 수신감도를 유지하기 위해서 저 잡음 증폭기의 입력 매칭 회로의 공진 주파수를 채널 주파수에 따라 가변이 가능하도록 구현하였다. 구현된 FM 프론트엔드의 시뮬레이션 결과는 약 38dB 전압이득, 2.5dB 이하의 잡음 지수 특성, -15.5dBm의 IIP3 선형성 특성을 보이고 1.8V 전원에 3.5mA 전류를 소모한다.
FM-DS /SS 시스댐 구현을 위하여, 주입되는 신호에 동기하는 주입형 SO (Synchronous Oscillator)에 대하 여 해석하였다. 송신부에서는 FM의 RF 출력 신호와 DS /SS(Direct Sequence /Spread Spectrum)을 이용하 여 FM-DS /SS 변조 방식을 채택하였으며, 수신부에서는,SO를 수신부의 PN(Pusudo Noise) 클럭 동기를 위한 슬라이딩 상관기로 사용하여 FM-DS/SS의 복조를 위한 동기부로 이용하였다. 그 결과 수신주파수가 도플러와 같은 현상에서도 안정된 동기성능을 유지하였으며, FM-DS /SS의 시스템에 적용하여 PN 동기 및 동기 특성 을 입증하였다.
최근 아날로그 라디오 방송에서 고품질 오디오 및 영상을 포함한 부가데이터 서비스가 가능한 디지털 멀티미디어방송 방식으로의 전환이 급격히 이루어지는 추세에 있다. 디지털라디오란 기존의 FM/AM 라디오를 디지털 신호로 전송하는 것으로 보다 깨끗한 음질과 교통, 날씨정보 등 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 이 밖에도 라디오가 디지털로 전환되면 갈수록 늘어나는 FM 주파수에 대한 수요도 충족시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 본 논문에서는 동일 주파수 대역에서 Digital FM Radio 시스템의 수신 전계 강도를 이용하여 디지털 라디오 방송의 간섭영향을 분석하였고, 간섭신호의 송신 출력과 희망신호의 송선 출력에 따른 Digital FM Radio 수신기의 전파 간섭 영향을 분석하였다, Digital FM Radio 수신기의 최소전계강도식과 ($S/(N_o+I)$)의 식을 유도하여 Digital FM Radio의 환경을 모의실험에 적용하여 결과를 확인하였다.
차량 탑재 FM 수신용 전 방향성 루프 안테나를 개발하였다. 2개의 수직 루프를 90도 교차하고, 1개의 수평 루프와 결합함으로써 전 방향 특성을 가질 수 있다. 또한 수직 및 수평편파 모두를 박기 때문에 도심 등 주위 환경변화에 따른 편파 다이버시티 현상도 제거한 수 있다. 10cm 직경의 19회 감긴 각 루프를 정합시키고 증폭하여, 90도 이상기와 함께 결합한 안테나를 개발하였다. FM 대역인 88-108MHz 대역에서 측정된 반사특성 및 패턴은 이론치와 잘 맞고 있으며, 기존 whip안테나 보다 평균 4dB 향상된 수신전력 특성을 보이고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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