초록 ▼

□ 연구개요
OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 무선통신 기술은 한 주파수 대역에서 동시에 여러 신호를 보낼 수 있는 획기적인 기술로서 주파수 효율을 최대로 높여, 무선통신시스템의 용량 증대에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
본 연구과제에서는 실제 전파환경을 고려한 OAM 전파의 생성과 전송에 대한 이론적 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 다수의 OAM 모드를 동시에 생성할 수 있는 균일원형배열(Uniform Circular Array, UCA) 안테나를 개발하였다.
본 연구의 최종 목표

□ 연구개요
OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 무선통신 기술은 한 주파수 대역에서 동시에 여러 신호를 보낼 수 있는 획기적인 기술로서 주파수 효율을 최대로 높여, 무선통신시스템의 용량 증대에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
본 연구과제에서는 실제 전파환경을 고려한 OAM 전파의 생성과 전송에 대한 이론적 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 다수의 OAM 모드를 동시에 생성할 수 있는 균일원형배열(Uniform Circular Array, UCA) 안테나를 개발하였다.
본 연구의 최종 목표는 OAM 기반 무선통신을 위한 소형 다중모드 재구성 안테나 개발이며, 주요 연구범위로서 1) 지면반사의 영향을 고려한 OAM 전파의 전송 특성 해석 및 효과적인 송수신 방법 연구, 2) 마이크로스트립 배열 안테나의 배열 요소 간 격리도 개선 연구, 3) OAM 고차모드를 효과적으로 생성할 수 있는 균일 원형배열 안테나의 급전방법 연구, 4) 다수의 OAM 모드를 동시에 전송할 수 있는 OAM 다중모드 안테나 개발을 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 UCA 기반 OAM 다중모드 안테나를 개발하였다. 지면반사가 OAM 통신시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하고, 원하는 통신거리와 채널용량을 얻기 위하여 UCA의 크기 및 배열요소의 지향성을 결정하는 방법을 제시하였다. 인접한 배열요소 간 격리도 개선을 위하여 H-모양 도체벽 격리구조를 개발하고, 제작 및 측정을 통하여 그 우수성을 입증하였다. UCA 안테나를 이용하여 OAM 고차모드를 손쉽게 생성할 수 있는 새로운 급전방법을 개발하였다. 개발한 방법은 하나의 고리모양 UCA를 이용하여 2개의 고차모드를 동시에 생성할 수 있다.
최종적으로 하나의 안테나로 2개 및 4개의 OAM 모드를 동시에 생성 및 전송할 수 있는 OAM 다중모드 안테나를 개발하였다. 개발한 안테나는 고리모양의 방사배열 및 급전구조를 가지며, 서로 다른 OAM 모드를 생성하는 여러 개의 배열을 동심으로 배치함으로써 다수의 OAM 모드를 동시에 생성할 수 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 개발한 UCA 기반 OAM 다중모드 안테나 설계 기술은 하나의 안테나로 다수의 OAM 모드를 동시에 생성 및 전송함으로써 OAM 시스템의 복잡도를 줄이고 전송효율을 크게 높일 수 있다. 따라서 저비용 고효율의 OAM 다중모드 전송시스템을 구현할 수 있다.
지면을 고려한 OAM 통신시스템의 채널용량 분석결과는 OAM 안테나의 구조와 주요 제원을 결정하는 데 중요한 기초자료로 활용될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1) 연구개발의 필요성 ... 3
• 2) 연구개발의 최종목표 ... 3
• 3) 연구개발의 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 지면반사의 영향을 고려한 OAM 전파의 전송특성 해석 및 효과적인 송수신 방법 연구 ... 4
• 2) 마이크로스트립 배열 안테나의 배열요소 간 격리도 개선 연구 ... 4
• 3) OAM 고차모드를 효과적으로 생성할 수 있는 균일원형배열 안테나의 급전방법 연구 ... 5
• 4) 다수의 OAM 모드를 동시에 전송할 수 있는 OAM 다중모드 안테나 개발 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 1) UCA 기반 OAM 다중모드 안테나 개발의 중요성 ... 8
• 2) 지면을 고려한 OAM 전파 전송특성 해석의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11