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능동형 기지국안테나의 PIMD 특성분석
PIMD Performance Test of Active Baseband Antenna 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.17 no.2, 2013년, pp.163 - 167  

김재학 (Laboratory, Ace Technology Inc.) ,  정영배 (Dept. of Electronics and Control Engineering, Hanbat National University)

초록
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이동 통신 서비스가 확대됨에 따라 인접 기지국 간의 간섭 문제가 증가하게 되었으며, 이에 따라 이동통신 시스템의 수동 상호변조왜곡(PIMD: Passive Inter-Modulation Distortion)에 대한 문제가 크게 대두되고 있다. 본 논문에서는 기존의 수동형 안테나구조에서 증폭기 등의 핵심 능동부가 기지국안테나의 방사소자에 직접 연결되는 안테나 일체형 능동안테나에 대한 새로운 PIMD 특성시험 방안을 제안하고 이에 대한 시험결과를 제시한다. 제안된 시험결과 통하여, 능동형 기지국안테나는 기존의 수동형 구조에 비하여 약 8.4dB의 PIMD 개선효과를 가지며, 제안된 PIMD 시험방식은 기지국안테나가 실제 기지국에서 운용되는 환경에 근접하게 시행됨으로써 보다 정확한 시험결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the mobile services have been increased, the interference of the neighboring base stations is increased and the PIMD(Passive Inter-Modulation Distortion) has been a main issue for the design of base station antenna systems. In this paper, it is proposed the PIMD test method for the active basesta...

주제어

#antenna   #PIMD   #inter modulation   #basestation   #active module  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 능동형 기지국안테나의 PIMD 측정방식을 제안하고 해당 결과를 통하여 기존의 수동형 안테나와의 성능을 비교하였다. 제안된 PIMD 측정방식은 기존의 방식과는 달리 실제의 기지국안테나가 운용되는 기지국환경과 유사하도록 안테나로부터 방사되는 신호전력을 직접 수신하는 방식으로 수행되었다.
  • 그러나, 능동형 기지국안테나의 PIMD 특성연구는 지금까지 이루어지지 않아 이에 대한 세부적인 분석이 필요한 실정에 있다. 본 논문에서는 상술한 능동형 기지국안테나의 PIMD 특성을 기존의 수동형 기지국안테나와 비교함으로써 능동형 기지국 구축에 대한 기술적 지침으로 적용될 수 있도록 하였다.
  • 본 시험은 상술한 바와 같이, 실제 기지국안테나로부터 방사되는 신호전력을 수신하여 PIMD를 분석함으로써, 이동 단말을 포함한 수신시스템 관점에서의 성능분석이 가능하도록 하였다. 또한, 기존의 수동형 기지국안테나에 비하여 능동형안테나의 PIMD 특성을 비교함으로써 간접적으로 능동안테나의 성능을 파악할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
능동형 기지국 안테나에서 사용하는 송신용 능동모듈은 어떻게 구성되어 있는가? (그림 3)은 능동형 기지국안테나에 사용된 송신용 능동모듈의 구조도이다. 능동모듈은 위상천이기(phase shifter), 구동증폭기(drive amp.)를 포함한 4단의 증폭기블록과 함께 마이크로스트립 대역통과필터(microstrip BPF)로 구성되었다. 위상천이기는 안테나의 포함된 8개의 채널이 동일한 위상을 가질 수 있도록 채널의 위상제어를 수행하며, 4-bit로 최소 22.
최근 PIMD에 대한 관심이 커진 이유는 무엇인가? PIMD는 능동소자에 의하여 발생되는 능동 상호변조왜곡과는 달리 위성 통신과 같은 고출력 통신 시스템에서만 고려되어온 현상으로 상용 이동통신 시스템에서는 거의 무시되어온 것이 사실이다. 그러나, 이동통신 서비스가 확장됨에 따라 인접 기지국 간의 간섭이 증가하고, 그에 따른 상호 변조왜곡 문제도 증가하면서 PIMD에 대한 관심은 더욱 커질 것으로 보인다[7].
제안된 PIMD 측정방식은 기존 방식보다 얼마나 효율적인가? 또한, 시험을 위하여, 8개의 능동채널로 구성된 WCDMA 대역의 능동형 기지국안테나를 개발하고, 동일한 방사구조를 갖는 수동형 기지국안테나와 성능을 비교하였다. 시험결과, 능동형 기지국안테나는 기존의 수동형 안테나에 비하여 8.4dB만큼의 PIMD 개선효과가 있음을 확인하였으며, 제안된 시험방식은 능동형 기지국안테나의 PIMD 특성을 실제 동작 환경에서 측정함으로써 보다 정확한 성능분석을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
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참고문헌 (9)

  1. P. L. Lui, "Passive intermodulation interference in communication system," Electronics & Communication Engineering Journal, Jun. 1990. 

  2. Jin Tae Kim, In-Kui Cho, Myung Jeong, and Tae-Goo Choy, "Effects of external PIM sources on antenna PIM measurements," ETRI Journal, pp. 435-442, vol. 24, no. 6, Dec. 2002. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Youn Sun Ko, Jae-Pil Chung, Chang-Heon Oh and Dong-Uk Shin, "Study on the Passive IMD Improvement of RF DIN Connectors," Journal of Korea Navigation Institute, vol. 6, no. 3, pp.195-202, Nov. 2002 

  4. RF Connectors, connector cable assemblies and cables-Intermodulation level measure- ment, IEC 62047 

  5. J. Z. Wilcox, P. Molmud, "Thermal heating contribution to intermodulation fields in coaxial waveguides", IEEE, Transactions on Communication, Feb. 1976. 

  6. Hartmut Gohdes, "Impact of Power Variation on 3rd Order Passive Intermodulation of Coaxial RF Cables and Their Connectors," International Wire and Cable Symposium Proceedings, pp. 1-7, 1997 

  7. Chang-Jae Seo, Chang-Yul Cheon, Young-Seek Chung, "A Study on the Improvement of PIMD in the Mobile Communication Base Station Antenna," Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 21, no. 11, pp. 1201-1207, Nov. 2010 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. Passive Intermodulation Measurement Techniques, Summitek Technical Note, May 1999 

  9. http://www.summitekinstruments.com/ 

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