본 논문에서는 포트 임피던스가 75옴인 실내 디지털 TV (DTV)용 안테나의 특성 측정 방법에 대해 소개하였다. 일반적인 RF (혹은 마이크로파) 시스템과 측정 장비의 기준 임피던스는 거의 대부분 50옴이다. 이에 비해 실내 디지털 TV용 안테나의 기준 임피던스는 75옴이므로 기준 임피던스가 50옴인 측정 장비를 이용하여 직접 특성을 측정할 수 없다. 50옴을 기준으로 하는 장비를 이용하여 75옴에 적합하도록 설계된 안테나의 특성(임피던스, 복사패턴 및 이득)에 대한 측정방법을 소개하였다.
본 논문에서는 포트 임피던스가 75옴인 실내 디지털 TV (DTV)용 안테나의 특성 측정 방법에 대해 소개하였다. 일반적인 RF (혹은 마이크로파) 시스템과 측정 장비의 기준 임피던스는 거의 대부분 50옴이다. 이에 비해 실내 디지털 TV용 안테나의 기준 임피던스는 75옴이므로 기준 임피던스가 50옴인 측정 장비를 이용하여 직접 특성을 측정할 수 없다. 50옴을 기준으로 하는 장비를 이용하여 75옴에 적합하도록 설계된 안테나의 특성(임피던스, 복사패턴 및 이득)에 대한 측정방법을 소개하였다.
In this paper, measurement methods for the characteristics of antennas for indoor digital TV (DTV), having 75-ohm port impedance, are introduced. Reference impedance of typical radio frequency (or microwave) systems and measurement equipments is 50 ohm. However, the reference impedance of antennas f...
In this paper, measurement methods for the characteristics of antennas for indoor digital TV (DTV), having 75-ohm port impedance, are introduced. Reference impedance of typical radio frequency (or microwave) systems and measurement equipments is 50 ohm. However, the reference impedance of antennas for indoor DTV is 75 ohm, and the characteristics of the antennas cannot be measured directly using the measurement equipments. Measurement methods, using test equipments with reference impedance of 50 ohm, for the characteristics(impedance, radiation patterns, and gain) of antennas designed to fit for 75 ohm port are introduced.
In this paper, measurement methods for the characteristics of antennas for indoor digital TV (DTV), having 75-ohm port impedance, are introduced. Reference impedance of typical radio frequency (or microwave) systems and measurement equipments is 50 ohm. However, the reference impedance of antennas for indoor DTV is 75 ohm, and the characteristics of the antennas cannot be measured directly using the measurement equipments. Measurement methods, using test equipments with reference impedance of 50 ohm, for the characteristics(impedance, radiation patterns, and gain) of antennas designed to fit for 75 ohm port are introduced.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 UHF 대역 지상파 실내 DTV용 안테나의 특성 측정방법과 측정시 유의점에 대해 소개하고자 한다. 제시된 방법을 적용한 특성 측정 사례를 소개하고 이를 통해 연구내용의 타당성을 확인하고자 한다.
본 논문에서는 75옴을 기준 임피던스로 하는 실내 DTV 방송 수신용 안테나의 특성 측정 방법에 대해 소개하였다. 일반적인 고주파 시스템, 안테나, 측정 장비 등이 50옴을 기준 임피던스로 하는 것에 비해 75옴 시스템인 실내 DTV용 안테나의 특성을 직접 측정하는 것은 불가능하므로 50옴 측정 시스템을 이용하여 간접적으로 측정하는 방법과 유의사항에 대해 소개하였다.
본 논문에서는 75옴을 기준 임피던스로 하는 실내 DTV 방송 수신용 안테나의 특성 측정 방법에 대해 소개하였다. 일반적인 고주파 시스템, 안테나, 측정 장비 등이 50옴을 기준 임피던스로 하는 것에 비해 75옴 시스템인 실내 DTV용 안테나의 특성을 직접 측정하는 것은 불가능하므로 50옴 측정 시스템을 이용하여 간접적으로 측정하는 방법과 유의사항에 대해 소개하였다. 안테나의 임피던스 특성(반사계수, 정재파비) 측정과 복사 특성(복사패턴, 이득) 측정으로 구분하였고, 측정용 부품, 측정 장비, 측정 시스템 등에 대해서도 자세히 소개하였다.
따라서 본 연구에서는 UHF 대역 지상파 실내 DTV용 안테나의 특성 측정방법과 측정시 유의점에 대해 소개하고자 한다. 제시된 방법을 적용한 특성 측정 사례를 소개하고 이를 통해 연구내용의 타당성을 확인하고자 한다.
제안 방법
일반적인 고주파 시스템, 안테나, 측정 장비 등이 50옴을 기준 임피던스로 하는 것에 비해 75옴 시스템인 실내 DTV용 안테나의 특성을 직접 측정하는 것은 불가능하므로 50옴 측정 시스템을 이용하여 간접적으로 측정하는 방법과 유의사항에 대해 소개하였다. 안테나의 임피던스 특성(반사계수, 정재파비) 측정과 복사 특성(복사패턴, 이득) 측정으로 구분하였고, 측정용 부품, 측정 장비, 측정 시스템 등에 대해서도 자세히 소개하였다. 제안된 방법을 이용하여 실내 DTV용으로 적합하도록 제작된 평면 준-야기 안테나의 정재파비, 복사패턴, 이득 등을 측정한 결과를 제시하였고, 실험결과들이 시뮬레이션결과들과 상호 잘 일치하여서 본 연구 내용의 타당성을 검증할 수 있었다.
대상 데이터
위의 방법을 이용하여 그림 3의 안테나의 복사패턴과 이득을 전자파 무반사실에서 측정하고 시뮬레이션과 비교하여 그 결과를 그림 10에 제시하였다. 그림 9의 측정 시스템에서 광대역 지향성 안테나는 상용 DTV 수신용 광대역 대수주기 안테나(log-periodic antenna : 모델명 LP49, 스펙트럼 社[9])를 사용하였으며, 시스템 구성 사진은 그림 5에 제시되어 있다. 그림 10에 제시된 바와 같이 복사패턴 및 이득 측정 결과들이 시뮬레이션과 잘 일치하는 것을 볼 수 있다.
이론/모형
주파수별 안테나 이득은 AUT와 성능을 비교할 75옴용 표준 안테나가 없으므로 송수신 안테나를 동일한 것으로 하는 2-안테나 방법(two antenna method)[11]을 이용하면 측정이 가능하다. 2-안테나 방법은 AUT와 동일한 안테나를 송신측에도 연결한 상태에서 Friis 공식[11]을 이용하여 이득을 구하는 것이다.
성능/효과
VNA로 측정된 임피던스로부터 VSWR75Ω을 계산한 후 시뮬레이션 결과와 비교한 것으로서 실험결과가 시뮬레이션(CST 社의 Microwave Studio)에 의해 예측된 결과와 잘 일치한다.
안테나의 임피던스 특성(반사계수, 정재파비) 측정과 복사 특성(복사패턴, 이득) 측정으로 구분하였고, 측정용 부품, 측정 장비, 측정 시스템 등에 대해서도 자세히 소개하였다. 제안된 방법을 이용하여 실내 DTV용으로 적합하도록 제작된 평면 준-야기 안테나의 정재파비, 복사패턴, 이득 등을 측정한 결과를 제시하였고, 실험결과들이 시뮬레이션결과들과 상호 잘 일치하여서 본 연구 내용의 타당성을 검증할 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가정용 지상파 디지털 TV(DTV) 방송이란 무엇인가?
가정용 지상파 디지털 TV(DTV) 방송은 별도의 유료 가입 없이 누구나 고화질의 방송을 무료로 수신할 수 있는 편리하고 유익한 서비스이다. 지상파 DTV용 주파수 대역은 UHF 대역(470—806 MHz)으로서 주파수 범위가 비교적 넓고 편파는 대지면에 대해 수평편파이다.
상파 DTV용 주파수 대역은 무엇인가?
가정용 지상파 디지털 TV(DTV) 방송은 별도의 유료 가입 없이 누구나 고화질의 방송을 무료로 수신할 수 있는 편리하고 유익한 서비스이다. 지상파 DTV용 주파수 대역은 UHF 대역(470—806 MHz)으로서 주파수 범위가 비교적 넓고 편파는 대지면에 대해 수평편파이다. 별도의 증폭기 없이 방송신호를 수신하기 위해서 DTV용 안테나는 광대역이면서 수평면에서 적절한 이득을 유지하여야 한다.
지상파 DTV용 안테나의 특성을 실험할 때 주의가 필요한 이유는 무엇인가?
제작된 안테나의 특성을 실험을 통해 확인하기 위해서는 주의가 필요하다. 왜냐하면 거의 대부분의 고주파 관련 측정 장비 및 시스템이 50옴을 기준 임피던스로 하고 있어서 75옴을 기준으로 하는 DTV의 특성을 직접 측정하기 어렵기 때문이다. 지상파 DTV용 안테나에 대한 대부분의 기존 연구들[1-3]에서 50옴을 기준 임피던스로 하여 안테나를 설계하였고, 주로 휴대전화, PMP(portable multimedia player), lap-top PC 등에 장착하기 위한 것 들이었다.
참고문헌 (11)
J. Holopainen, O. Kivekas, C. Icheln, and P. Vainikainen, "Internal broadband antennas for digital television receiver in mobile terminals," IEEE Trans Antennas Propagat, vol. 58, no. 10, pp. 3363-3374, Oct. 2010.
J.-K. Wee, J.W. Park, I.S. Yeom, B.-G. Kim, and C.W. Jung, "Compact DVB-H antenna with broad dual-band operation for PMP applications," IEEE Antennas Wireless Propag Lett, vol. 9, 580-583, 2010.
R. Wang and J. Yang, "A new compact antenna for digital television reception based on the Eleven antenna," Microwave Opt Technol Lett, vol. 53, no. 4, pp. 824-827, Apr. 2011.
O. T.-C. Chen and C.-Y. Tsai, "CPW-fed wideband printed dipole antenna for digital TV applications," IEEE Trans Antennas Propagat, vol. 59, no. 12, pp. 4826-4830, Dec. 2011.
J.-I. Lee, J. Yeo, and J.-T. Park, "Compact Half Bow-tie-type Quasi-Yagi Antenna for Terrestrial DTV Reception," Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 14, no. 4, pp. 1908-1914, 2013.
J.-I. Lee, J. Yeo, and J.-T. Park, "Compact Broadband Monopole Antenna for Digital TV Reception," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 17, no. 9, pp. 1996-2002, 2013.
J.-I. Lee, J. Yeo, and J.-T. Park, "Design of Broadband Planar Dipole Antenna for Indoor Digital TV Reception," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 18, no. 3, pp. 497-502, 2014.
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