보고서 정보
주관연구기관 |
서강대학교 Sogang University |
연구책임자 |
지용
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2012-06 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
교육과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국연구재단 |
등록번호 |
TRKO201300010556 |
과제고유번호 |
1345146980 |
사업명 |
기본연구지원사업 |
DB 구축일자 |
2013-06-29
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초록
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본 연구에서는 휴대용 무선 통신 시스템의 신호를 융합적으로 송수신할 수 있는 MTS(multi-band transceiver) module을 구현하였다. AiP(Antenna-in-Package) 구조를 이용하여 한 단위로 구현된MTS 모듈은 다중대역인 800MHz, 1590MHz, 1800MHz, 2100MHz 무선통신 신호를 송수신할 수있는 구조로 구현되었다. MTS-AiP 구조에서 사용되는 안테나는 800MHz, 1590MHz, 1800MHz,2100MHz 주파수 대역에서 동시에 동작하는 안테나로서 다중대역 모노폴 안테나, 다
본 연구에서는 휴대용 무선 통신 시스템의 신호를 융합적으로 송수신할 수 있는 MTS(multi-band transceiver) module을 구현하였다. AiP(Antenna-in-Package) 구조를 이용하여 한 단위로 구현된MTS 모듈은 다중대역인 800MHz, 1590MHz, 1800MHz, 2100MHz 무선통신 신호를 송수신할 수있는 구조로 구현되었다. MTS-AiP 구조에서 사용되는 안테나는 800MHz, 1590MHz, 1800MHz,2100MHz 주파수 대역에서 동시에 동작하는 안테나로서 다중대역 모노폴 안테나, 다중대역 다중공진 모노폴 안테나, 다중대역 집적형 안테나, oscillator-type resonator 안테나, CRLH 안테나등으로 개발되었으며, 각 형태의 안테나는 AiP 구조에서 적용가능함을 확인하였다. 안테나의 크기는 25 mm x 15 mm x 0.6 mm로 소형화하였다. 설계된 MTS-AiP 구조는 25 mm x 15 mm x 12 mm로 구현되었으며, 유전율 7.3 세라믹 기판 및 4.4 PCB 기판을 이용하여 설계하고 제작되었다.
동작 특성은 800MHz 대역에서 -10dB 대역폭 50MHz (830~880 MHz), 1590MHz에서 15MHz (1560~1575MHz), 2100MHz에서 360MHz (1850 ~ 2210MHz)를 갖는다. 구현 방법으로서 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)적층 기술을 이용하여 송수신 안테나단, 신호 증폭단, IF 주파수로 변화시키는 믹서단이 단위 모듈로 구성되어 무선 통신 시스템의 소형화 및 집적화가 가능한 능동안테나 구조로 구현하였다. PCB 기판을 수용하여 공정 저비용화를 모색하였다.
․ GSM, GPS, DCS, PCS, IMT-2000, WCDMA 등 통신 방송 융합대역에서 송수신 가능한 무선 이동 통신용 MTS-AiP 송수신 RF 모듈은 PCB 기판을 사용하여 구현된 단일 안테나의 동작 특성은 -10dB 대역폭으로서 800MHz 대역에서 50MHz (830~880 MHz), 1590MHz에서 15MHz (1560~1575MHz), 2100MHz에서 360MHz (1850~2210MHz)를 갖는다. 단일 안테나로부터 수신되는 송수신 신호는 4개의 대역별로 분리되기 때문에 MTS-AiP 모듈은 14개의 하부 단위 기판을 사용한다. 안테나와 하부단과의 연결은 스위치단 (diplexer, BPF, duplexer)을 사용하여 각 대역별로 동작하며, 안테나와 스위치단 사이에서는 임피던스 매칭회로를 제거하였다. 구현된 MTS-AiP RF 송수신 모듈에서 수신단의 최대이득과 효율은 GSM대역에서 각각 10 dB, 40 %, GPS 대역에서 6 dB, 54 %, PCS대역에서 13 dB, 42%, WCDMA에서 7 dB, 25%를 갖는다.
송신단에서의 최대이득과 효율은 GSM대역에서 18dB, 25%, PCS 대역에서는 20 dB, 31 %,WCDMA 대역에서 21 dB, 30 %를 갖는다.
․ 휴대용 단말기, 멀티미디어 휴대폰 통신기, 차량용 무선 통신기 등에 실장되는 이동 통신 시스템분야에 적용 가능한 구조로 구현된 MTS-AiP 모듈은 RF 모듈 기판의 소형화를 이루기 위하여 안테나 궤환회로를 사용한 oscillator-type active antenna와 캐패시터 궤환 회로를 사용한 active integrated antenna에 관한 연구를 수행하였다. 그 결과 높은 이득과 효율을 보여 주었고, RF 모듈 전치단의 실물 크기와 noise 성분을 개선할 수 있었다. MTS-AiP 모듈의 방사패턴은 적용대역에서 전방위 (omnidirectional pattern) 특성을 나타내었다. 연구결과는 800MHz/1590MHz/1800MHz/2100MHz의 다중대역 무선통신 신호를 하나의 모듈에서 구현할 수 있는 MTS-AiP 모듈 구현가능성을 보여 주었으며, 이러한 방법은 무선통신시스템의 경량화, 소형화, 저비용화된 초고주파 전치단을 구현하는데 적절한 방법이 될 수 있다.
목차 Contents
- 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
- 목차 ... 3
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
- 1. 연구과제의 개요 ... 5
- 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 5
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 7
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
- Ⅲ. 연구성과 ... 11
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