최근 데이터 사용량이 급증함에 따라 빠른 속도와 고품질의 이동 통신 기술이 요구되고 있다. 큰 이슈가 되고 있는 LTE (Long Term Evolution)라는 이동 통신 시스템은 고품질의 서비스, 주파수의 효율적 이용, 고속 데이터 전송 등의 다양한 장점을 가지고 있기 때문에 주목받고 있다. LTE 이동통신 시스템은 기본적으로 MIMO (Multiple Input Multiple Out)구조를 기반으로 하고 있게 때문에 이에 대한 고려가 요구된다. 특히, 안테나의 소형화와 성능향상 및 격리도 향상은 LTE 이동통신 시스템 위한 ...
최근 데이터 사용량이 급증함에 따라 빠른 속도와 고품질의 이동 통신 기술이 요구되고 있다. 큰 이슈가 되고 있는 LTE (Long Term Evolution)라는 이동 통신 시스템은 고품질의 서비스, 주파수의 효율적 이용, 고속 데이터 전송 등의 다양한 장점을 가지고 있기 때문에 주목받고 있다. LTE 이동통신 시스템은 기본적으로 MIMO (Multiple Input Multiple Out)구조를 기반으로 하고 있게 때문에 이에 대한 고려가 요구된다. 특히, 안테나의 소형화와 성능향상 및 격리도 향상은 LTE 이동통신 시스템 위한 MIMO 안테나를 구현하는데 여전히 안테나 기술 측면에서 중요한 연구 방법이다. 그 연구 방법 중 편파 다이버시티 기법은 일반적으로 MIMO 시스템에서 두 안테나간의 격리도를 향상시키는 기법으로 적용되는 기법이다. 본 논문에서는 4세대 후보 기술중 하나인 LTE 이동통신을 위한 기지국용 마이크로스트립 MIMO 어레이 안테나를 편파 다이버시티 기법을 이용하여 구현하였다.
마이크로스트립 안테나는 작은 부피과 가벼운 무게, 제작의 편의성 등 좋은 장점을 가지고 있어 LTE용 MIMO 시스템 안테나로서 좋은 특성을 가지고 있다. 하지만 마이크로스트립 안테나는 격리도 확보의 어려움과 좁은 대역폭의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 마이크로스트립 어레이 안테나는 각각의 단일 마이크로스트립 안테나의 대역폭은 stacked 패치를 이용하여 증가시켰고, 단락핀을 이용하여 급전간의 격리도를 확보하였다. 기지국용 안테나는 높은 이득을 요구하기 때문에 이에 맞게 설계 하기 위하여 마이크로스트립 어레이 안테나를 제안한다.
본 논문에서 제안된 안테나의 총 부피는 1650 × 700 × 35.2 mm3 이고, 각각의 단일 패치의 부피는 300 × 300 × 35.2 mm3 이다. 제안된 단일 마이크로스트립 안테나는 VSWR 1.5 : 1 기준으로 LTE band 17(704 ∼ 746 MHz)를 만족하는 것을 확인하였다. 또한 Downlink 대역에서 30 dB 이상의 격리도를 만족하고, 746 MHz에서 7.8 dBi 의 이득을 가진다. 제안된 배열 마이크로스트립 안테나는 746 MHz에서 16.2 dBi의 이득을 가진고, 수평면에서 약 60 °의 HPBW (Half Power Beam Width) 가지고 있으며, 수직면에서 약 14°의 HPBW를 가지고 있다. 이로써 LTE 대역에서 기지국용 MIMO 안테나로 동작함을 알 수 있다.
최근 데이터 사용량이 급증함에 따라 빠른 속도와 고품질의 이동 통신 기술이 요구되고 있다. 큰 이슈가 되고 있는 LTE (Long Term Evolution)라는 이동 통신 시스템은 고품질의 서비스, 주파수의 효율적 이용, 고속 데이터 전송 등의 다양한 장점을 가지고 있기 때문에 주목받고 있다. LTE 이동통신 시스템은 기본적으로 MIMO (Multiple Input Multiple Out)구조를 기반으로 하고 있게 때문에 이에 대한 고려가 요구된다. 특히, 안테나의 소형화와 성능향상 및 격리도 향상은 LTE 이동통신 시스템 위한 MIMO 안테나를 구현하는데 여전히 안테나 기술 측면에서 중요한 연구 방법이다. 그 연구 방법 중 편파 다이버시티 기법은 일반적으로 MIMO 시스템에서 두 안테나간의 격리도를 향상시키는 기법으로 적용되는 기법이다. 본 논문에서는 4세대 후보 기술중 하나인 LTE 이동통신을 위한 기지국용 마이크로스트립 MIMO 어레이 안테나를 편파 다이버시티 기법을 이용하여 구현하였다.
마이크로스트립 안테나는 작은 부피과 가벼운 무게, 제작의 편의성 등 좋은 장점을 가지고 있어 LTE용 MIMO 시스템 안테나로서 좋은 특성을 가지고 있다. 하지만 마이크로스트립 안테나는 격리도 확보의 어려움과 좁은 대역폭의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서 제안하는 마이크로스트립 어레이 안테나는 각각의 단일 마이크로스트립 안테나의 대역폭은 stacked 패치를 이용하여 증가시켰고, 단락핀을 이용하여 급전간의 격리도를 확보하였다. 기지국용 안테나는 높은 이득을 요구하기 때문에 이에 맞게 설계 하기 위하여 마이크로스트립 어레이 안테나를 제안한다.
본 논문에서 제안된 안테나의 총 부피는 1650 × 700 × 35.2 mm3 이고, 각각의 단일 패치의 부피는 300 × 300 × 35.2 mm3 이다. 제안된 단일 마이크로스트립 안테나는 VSWR 1.5 : 1 기준으로 LTE band 17(704 ∼ 746 MHz)를 만족하는 것을 확인하였다. 또한 Downlink 대역에서 30 dB 이상의 격리도를 만족하고, 746 MHz에서 7.8 dBi 의 이득을 가진다. 제안된 배열 마이크로스트립 안테나는 746 MHz에서 16.2 dBi의 이득을 가진고, 수평면에서 약 60 °의 HPBW (Half Power Beam Width) 가지고 있으며, 수직면에서 약 14°의 HPBW를 가지고 있다. 이로써 LTE 대역에서 기지국용 MIMO 안테나로 동작함을 알 수 있다.
The demand for a high speed and high quality data transmission in wireless mobile communication systems has been greatly increased. The Long Term Evolution (LTE) mobile communication system is becoming a hot issue because LTE networks have advantages, such as the improvement of data transmitting eff...
The demand for a high speed and high quality data transmission in wireless mobile communication systems has been greatly increased. The Long Term Evolution (LTE) mobile communication system is becoming a hot issue because LTE networks have advantages, such as the improvement of data transmitting efficiency, use of effective frequency and high quality services. To realize the LTE mobile system, the Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) structure is necessarily considered. Accordingly, the methods for the antenna miniaturization with good performances and isolation improvement are still important trends to realize the MIMO antenna for the LTE-bands in the mobile communication systems. In particular, because the isolation between antennas affects the performances of the MIMO systems, the polarization diversity is one of the usually-adopted technologies due to the compactness of its radiation system. In this thesis, a microstrip MIMO antenna array for mobile base-stations in the LTE band which is one of 4G technologies is presented by using the polarization diversity.
A microstrip antenna with the features of low profile, light weight, easy fabrication, and conformability is chosen as the candidate of the MIMO antenna for the LTE applications. However, a microstrip antenna has some inherent drawbacks, such as a narrow bandwidth and a low isolation. In this proposed microstrip antenna array, the bandwidth of an antenna element is increased by using the stacked patches, and the isolation between ports is improved by using the shorting post. Finally, a microstrip patch array is designed in order to meet a required high gain. The overall size of the proposed array antenna is 1650 × 700 × 35.2 mm3 , and the size of the element LTE antenna is 300 × 300 × 35.2 mm3. The bandwidth (VSWR < 1.5) of the proposed element microstrip antenna is 61 MHz(from 700 to 761 MHz) which is wide enough to cover the LTE 17 band. The isolation between the ports is more than 30 dB, and the maximum element gain is 7.8 dBi. In order to maintain as much as the bandwidth of a single element microstrip antenna, the proposed microstrip array uses the parallel feed method. The gain of the proposed array antenna is 16.2 dBi with the 60° half-power beamwidth in the horizontal plane and the 14° half-power beamwidth in the vertical plane. Therefore, the proposed antenna can be applicable for the MIMO antenna of base station applications.
The demand for a high speed and high quality data transmission in wireless mobile communication systems has been greatly increased. The Long Term Evolution (LTE) mobile communication system is becoming a hot issue because LTE networks have advantages, such as the improvement of data transmitting efficiency, use of effective frequency and high quality services. To realize the LTE mobile system, the Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) structure is necessarily considered. Accordingly, the methods for the antenna miniaturization with good performances and isolation improvement are still important trends to realize the MIMO antenna for the LTE-bands in the mobile communication systems. In particular, because the isolation between antennas affects the performances of the MIMO systems, the polarization diversity is one of the usually-adopted technologies due to the compactness of its radiation system. In this thesis, a microstrip MIMO antenna array for mobile base-stations in the LTE band which is one of 4G technologies is presented by using the polarization diversity.
A microstrip antenna with the features of low profile, light weight, easy fabrication, and conformability is chosen as the candidate of the MIMO antenna for the LTE applications. However, a microstrip antenna has some inherent drawbacks, such as a narrow bandwidth and a low isolation. In this proposed microstrip antenna array, the bandwidth of an antenna element is increased by using the stacked patches, and the isolation between ports is improved by using the shorting post. Finally, a microstrip patch array is designed in order to meet a required high gain. The overall size of the proposed array antenna is 1650 × 700 × 35.2 mm3 , and the size of the element LTE antenna is 300 × 300 × 35.2 mm3. The bandwidth (VSWR < 1.5) of the proposed element microstrip antenna is 61 MHz(from 700 to 761 MHz) which is wide enough to cover the LTE 17 band. The isolation between the ports is more than 30 dB, and the maximum element gain is 7.8 dBi. In order to maintain as much as the bandwidth of a single element microstrip antenna, the proposed microstrip array uses the parallel feed method. The gain of the proposed array antenna is 16.2 dBi with the 60° half-power beamwidth in the horizontal plane and the 14° half-power beamwidth in the vertical plane. Therefore, the proposed antenna can be applicable for the MIMO antenna of base station applications.
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