무한 도체평판에 있는 슬롯과 무한히 긴 가는 도선간의 전자기적인 결합문제를 MPIE(mixed potential integ gral equation)와 세분된 기저함수를 사용하는 2차원 모벤트법으로 해석하였다. 또한 폭이 좁은 슬롯의 경우에 타당한 중심표현법(center -representation)을 이용하여 동가회로를 구하였다. TM 편파된 평면파가 슬롯에 임의의 각으로 입사하는 경우에 슬롯에서의 등가자기전류와 도선에 유도된 전류를 구하였다. 그리고 도선과 무한 도체평판으로 구성된 전송선로에 전류를 인가할 때, 슬롯에 의한 전송선로의 반사계수 및 투과계수를 구하고 실험치와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.
위성 통신 분야에서 널리 사용되는 시분할 다중 스위칭 시스템은 많은 저대역폭 가입자들로부터 발생되는 트랙픽을 반복되는 프레임에 타임 슬롯을 할당해야 한다. 본 논문에서는 타임 슬롯 할당을 위한 새로운 방법을 제안한다. 기존의 방법인 네트워크 흐름 모델을 사용하지 않고 새로운 방법인 그래프 채색방법을 사용하여 효율적인 타임 슬롯 할당 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 주어진 트래픽의 프레임 길이가 2의 멱승일 경우 트래픽을 정확히 반으로 나누어 할당한다. 분할된 트래픽의 프레임 길이가 1이 될 때까지 이 과정을 계속적으로 반복해 분할한다. 제안된 알고리즘의 시간 복잡도는 프레임의 길이가 L이고 스위치 크기가 N인 경우에는 기존의 네트워크 흐름 모델을 사용한 최적의 타임 슬롯 할당 알고리즘의 시간 복잡도는 $O(N^{4.5})$ 인데 반해 $O(NLlog_2L)$이다.
본 논문에서는 PCS와 IMT-2000 이중대역용 삼각형 U-슬롯 패치 안테나를 연구하였다. 삼각형 U-슬롯 패치 안테나의 주파수 대역폭은 L-스트립 급전구조에 의해서 증가시킬 수 있었다. 제작된 단일소자의 주파수 대역폭 (VSWR$\leq$2)은 590 MHz(30.18%) 이다. PCS와 IMT-2000 주파수대역에서 VSWR 1.65 이하의 좋은 특성을 확인하였다. 따라서 L-스트립 급전구조의 광대역 특성을 실험적으로 확인하였다.
본 논문에서는 5.15-5.35㎓ 대역의 무선 LAN용 L-슬롯 마이크로스트립 안테나를 설계 제작하였다. 정사각 패치에 사이즈 감소를 위해 4개의 L-슬롯을 갖도록 하였으며 접지면과 기판사이에 공기층을 삽입하여 VSWR<1.5에서 적절한 대역을 얻고자 하였다. 설계시 주요 파라미터는 L-슬롯의 길이, 폭, 위치와 공기층의 두께 및 급전위치였으며 최적화된 파라미터를 가지고 실제 제작 및 측정하였다. 제작된 안테나의 측정결과는 다음과 같다. 공진 주파수는 5.25㎓이고, VSWR<1.5에서 5%의 대역폭과 8-9㏈i의 이득을 얼었다. H-평면과 E-평면에서 각각 69$^{\circ}$와 62$^{\circ}$로 나타났다.
T-모양의 마이크로스트립 급전 구조를 갖는 슬롯 안테나는 정합을 쉽게 이룰 수 있고 대역 폭이 기존의 급전 구조의 슬롯 안테나에 비하여 넓었다. 본 논문에서는 대역 폭을 더 넓일 수 있는 급전 구조에 대하여 서술하였다. 즉 T-모양 급전 구조에 병열 개방 스터브를 부착한 새로운 방법을 제시하였다. FDTD 법으로 모델링하여 전계분포를 시간 영역에서 계산하였고, 이를 Fourier 변환시켜 슬롯 안테나의 전압 정재파비, 입력 임피던스, 복사 패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 스터브의 위치(L₁)와 길이(L₂)에 따라 대역 폭이 변화하였으며, L₁=30 mm, L₂=33mm일 때 중심 주파수 2.3 GHz에서 최대 대역폭을 얻었다. 이러한 결과로부터 최적의 안테나를 설계 제작하였고, % 대역 폭은 53.9 %의 광대역 특성을 얻었으며, 이들 결과들은 계산값과 비교적 잘 일치하였다.
본 논문에서는 ultra wide band(UWB) 대역(3.1-10.6 GHz)에서 동작하는 소형 계단형 개방 슬롯 안테나의 설계 방법에 대하여 연구하였다. 계단형 개방 슬롯 안테나의 접지면에 L형 슬롯을 추가하여 낮은 주파수에서 공진이 발생하도록 하여 소형화하고, 중간주파수 및 고주파수 대역에서 이득을 높이기 위해 스트립 도파기를 추가하였다. L형 슬롯의 길이, 도파기와 슬롯 안테나 사이의 간격 및 도파기의 길이에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. $30mm{\times}30mm$ 크기로 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 대역은 3.02-11.04 GHz으로 UWB 대역에서 동작함을 확인하였다.
슬롯판을 이용한 경사충격파와 경계층 간섭유동 제어에서, 슬롯판 아래에 있는 공동부의 형상을 바꾸어 가며 제어 성능을 비교하는 수치적 연구가 수행되었다. 공동형상 직사각형 5개, 사다리꼴 3개를 선정하여 shock 뒤에서 경계층 안정성, 전압손실을 기준으로 제어 성능을 평가하였다. 수치해석 결과 모든 형상에 대해 제어하지 않은 상태보다 좋은 성능을 얻었다. 그 중 경계층 안정성 측면에서는 형상 L과 R, 전압손실 감소 측면에서는 형상 M과 A가 효과적임을 확인하였고, 종합적으로 슬롯의 끝 면과 공동의 길이방향 끝 면이 일치하는 형상에서 상대적으로 좋은 결과를 얻음을 확인했다. 또한 슬롯과 공동 내부유동을 분석하면서 경계층 안정성과 전압손실 감소에 영향을 미치는 것은 separation 영역을 얼마 원활히 흡입하는지의 여부임을 알 수 있었고, 상류 슬롯에서 발생하는 shock에 대한 추후 해결 연구도 필요함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 L1주파수대역(1.575GHz)을 사용하는 보안등제어기 내장형 무선 모듈에 적용 가능한 PCB(Printed Circuit Board) 인쇄형 GPS안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 삽입형 급전(insertion feeding)을 가지는 마이크로스트립 패치안테나를 기본구조로 하였다. 특히 임피던스 매칭을 위해 윗면에 좌/우 2개의 비대칭형 슬롯을 삽입하였으며, 아랫면에는 대역폭 증가와 주파수설정을 위하여 한 쪽 끝이 개방된 슬롯과 단락점(shorting point)을 적용하였다. 측정 결과 설계 목표로 한 GPS주파수 L1대역에서 90%의 방사효율과 4.8dBi 이상의 이득을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 광대역 원형 링슬롯 안테나의 광대역 특성이 일어나는 메커니즘 연구를 통해 새로운 광대역 안테나 설계 및 분석에 도움을 줄 수 있도록 하였다 먼저 기존의 광대역 안테나 및 공진회로 개념을 이용하여 새로운 광대역 안테나의 이론적인 분석을 하도록 하였으며, 기존의 광대역 안테나를 설계하는 방법(자기유사구조, 자기상보구조, 길이보다 각을 강조한 구조, 두꺼운 도체를 사용하는 구조 등)외에 최근들어 많이 연구되고 있는 안테나의 Q값을 줄이는 방법에 대해 분석 및 정리하고 본 원형 링슬롯 안테나의 복사기와 급전선사이에서 광대역이 일어나는 메커니즘에 대해서 연구하였다.
본 논문은 일반적인 버스 토포로지에서 라운드로빈 방식의 동작을 구현한 기존의 L-Expressnet 프로토콜이 채널이용률이 떨어지는 단점이 있어 이를 보완하고자 사이클 관리를 위한 컨트롤 스테이션과 슬롯 확장 기능을 적용시켜 성능을 개선시킨 다음에 이것의 성능을 기존의 방식들과 비교 분석하였다. 개선된 프로토콜의 성능 분석은 채널 이용률 관점에서 이루어졌으며 이것을 기존의 다른 프로토콜과 비교한 결과 컨트롤 스테이션과 슬롯확장 기능을 적용시킨 프로토콜이 기존의 여러 방식의 프로토콜보다 최대 정규화 전파지연 값이 커질 경우 더 나은 성능을 보임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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