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[국내논문] 안테나 이득비교법의 측정 불확도 개선 방안 원문보기

電磁波技術 : 韓國電磁波學會誌 = The Proceedings of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.25 no.6, 2014년, pp.35 - 40  

강진섭 (한국표준과학연구원) ,  김정환 (한국표준과학연구원)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 여기서는 그동안 안테나 특성 측정 상호 비교 프로그램을 주관해 오면서 습득된 안테나 이득비교법의 측정 불확도 개선 방안을 기술하였다. Ⅱ에서는 이득비교법을 이용한 통상적인 측정 과정을 기술하고, Ⅲ에서는 이득비교법에 대한 측정 이론을 기술하였다.
  • 일반 산학연에서 안테나 이득 측정 시 널리 사용되고 있는 안테나 이득비교법에 대한 측정 불확도 개선 방안을 기술하였다.

가설 설정

  • [그림 2]와 같이 송신/수신 안테나의 편파가 서로 정합되어 있고, 두 안테나의 main beam이 서로 정렬되어 있으며, 서로 원거리장(far-field) 조건을 만족한다고 가정하자. 그리고 출력 전력이 PG인 신호원으로부터 발생된 신호 중 일부가 신호원과 송신 안테나(TX)의 임피던스 부정합 M1으로 인해 이득이 GT인 송신 안테나에 PT의 전력이 공급되어 공간으로 복사되는 경우에 송신 안테나로부터 R 만큼 떨어진 거리에 위치한 이득이 GR인 수신 안테나(RX)에 의해 PR의 전력이 수신되어 이 수신 신호의 일부가 수신안테나와 수신기의 임피던스 부정합 M2로 인해 수신기에 PL의 전력으로 측정된 경우를 가정하자.
  • [그림 2]와 같이 송신/수신 안테나의 편파가 서로 정합되어 있고, 두 안테나의 main beam이 서로 정렬되어 있으며, 서로 원거리장(far-field) 조건을 만족한다고 가정하자. 그리고 출력 전력이 PG인 신호원으로부터 발생된 신호 중 일부가 신호원과 송신 안테나(TX)의 임피던스 부정합 M1으로 인해 이득이 GT인 송신 안테나에 PT의 전력이 공급되어 공간으로 복사되는 경우에 송신 안테나로부터 R 만큼 떨어진 거리에 위치한 이득이 GR인 수신 안테나(RX)에 의해 PR의 전력이 수신되어 이 수신 신호의 일부가 수신안테나와 수신기의 임피던스 부정합 M2로 인해 수신기에 PL의 전력으로 측정된 경우를 가정하자. 이런 경우, 수신기에서 측정된 전력 PL을 Friis 전송식을 사용하여 다음과 같이 표현할 수 있다[1],[2].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
안테나를 사용하는 분야는? 산업사회가 정보화·고도화되면서 통신, 국방/보안, 항공우주, 교통/안전 등 여러 분야에서 안테나를 사용하는 전자파 관련 기기/시스템의 사용이 급증하고 있으며, 다양한 사양을 만족하는 고기능, 고성능의 안테나 기기/시스템들이 속속히 개발되고 있다.
안테나의 (전력)이득 측정을 위하여 우리나라 공공기관은 어떠한 노력을 하였는가? 우리나라 측정 표준 대표 기관인 한국표준과학연구원에서는 안테나 측정에 관심이 있는 산학연을 대상으로 안테나 측정 기술을 보급하고, 측정의 어려움에 대한 해결 방안을 제시하며, 관련 분야 종사자들에게 만남의 장을 제공하기 위해 2008년부터 안테나측정클럽을 창립하여 운영해 오고 있으며, 회원기관의 요청으로 회원기관 사이의 안테나 측정 능력을 상호 비교하는 프로그램을 2009년부터 매년 주관하여 실시해 오고 있다[3]. 그동안 상호 비교 프로그램에 참여하는 모든 기관에서는 안테나 이득 측정에 이득비교법을 사용하였다.
안테나의 전기적인 특성의 무엇에 의해 결정되는가? 안테나의 전기적인 특성은 이득, 방사 패턴, 편파 특성 등에 의해 주로 결정되고, 이들 특성 파라미터가 무선 통신 시스템의 성능을 좌우하므로 정확한 특성 측정이 요구된다. 한정된 전파 자원의 효율적인 운영 및 열악해지는 전파환경의 능동적인 관리를 위해서는 무선 통신 시스템의 종단에 사용되는 안테나 특성에 대한 신뢰성 있는 정확한 측정이 반드시 필요하다.
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참고문헌 (3)

  1. IEEE Standard 149-1979, IEEE Standard Test Procedures for Antennas. 

  2. J. D. Kraus, R. J. Marhefka, Antennas for All Applications, Third edition, McGraw Hill, 2002. 

  3. J. S. Kang, J. H. Kim, J. I. Park, N. W. Kang, and Y. H. Lee, "Comparison of gain and radiation pattern of R-band antennas", 33rd Annual AMTA (Antenna Measurement Techniques Association) Symposium, pp. 106-111, Englewood, Colorado, Oct. 16-21. 2011. 

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