위성 DMB 휴대단말기용 마이크로스트립 원형편파 안테나 설계 및 제작

Abstract

위성 DMB 휴대단말기용 마이크로스트립 원형편파 안테나 설계 및 제작 오늘날 기술 발전에 의한 디지털화 추세는 방송과 통신으로 분리되어 있던 기존 사업 영역의 융합을 촉진하는 결과를 가져온다. 컴퓨터, 방송, 통신간의 상호 결합이 진행됨에 따라 서로 다른 분야로 고정되어 각각의 영역이 엄격하게 구분되어 있던 개별 미디어의 독자성과 독립성이 약화되는 동시에 서로 다른 미디어간의 결합과 융합이 가속화되고 있다. 이러한 디지털 컨버전스(Digital convergence)에 의해 방송과 통신의 융합 서비스 형태인 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)가 우리나라에서 2005년 상용화 되었다. 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)는 위성 방송을 통해 방송 콘텐츠를 송출하여 가입자들이 실내외 또는 이동 중에 개인 휴대용이나 차량용 수신기를 통해 비디오, 오디오 및 데이터 등 다양한 멀티미디어 방송을 다채널로 시청하거나 청취할 수 있는 방송 서비스를 말한다. 이 서비스는 종전의 아날로그 방송 형태를 디지털화 함으로써 고품질 CD 수준의 음질, 다양한 데이터 서비스, 우수한 이동수신 품질 등을 제공하게 되고 기존의 단방향성 방송 개념을 양방향성 방송으로 확장시켰으며, 데이터 방송을 통해 음악방송 외에도 뉴스, 교통정보, 기상정보, 지리위치정보, 스포츠, 영화 등 다양한 멀티미디어 정보를 전송할 수 있게 되었다. 휴대용 위성 DMB 시스템과 같은 이동무선통신 시스템의 소형화를 위해 안테나의 소형화 요구가 더욱 커지고 있지만 그 크기가 파장에 기인되는 특성으로 소형화에 대한 어려움이 있다. 이러한 점을 극복하이 위해 안테나에 사용되는 유전체의 비유전율을 높게 하여 소형화를 시키는데, 이러한 경우 유전손실로 인한 대역폭 감소 및 방사효율 저하 등 안테나의 성능이 저하되는 한계가 있기 때문에 패치 구조의 변형을 통한 소형화의 연구가 필요하다. 따라서 위성 DMB 수신 단말기용 안테나에 낮은 비유전율을 갖는 유전체를 사용하고 대역폭 확보 및 성능 향상을 위한 안테나 소형화가 요구되며, 특히 수신 단말기의 자세에 무관하게 전방향에서의 수신이 가능한 무지향성 방사패턴의 안테나의 제작이 요구된다. 본 논문에서는 위성 DMB 마이크로 스트립 안테나를 설계 및 제작하고 이 특성을 바탕으로 단말기에 응용한 안테나를 설계하고 제작한다. 우선 제2장에서 안테나의 원리를 설명하고 제3장에서는 마이크로 스트립 안테나의 기본 이론과 위성 DMB 대역의 마이크로 스트립 안테나를 설계하고 시뮬레이션 특성을 기술하였다. 그리고 제4장에서 마이크로 스트립 안테나를 이용하여 단말기에 이용될 수 있게 안테나를 설계하고 시뮬레이션 특성을 기술하였다. 제5장에서는 시뮬레이션을 바탕으로 실제 제작된 안테나의 성능을 측정하였다. 마지막으로 제6장 결론에서는 제작된 안테나의 고찰과 향후과제에 대해서 살펴보겠다.

Design and Fabrication of Microstrip Circular Polarization Antenna for the Satellite DMB Mobile Application Satellite DMB in Korea mainly focuses on mobile TV service and its reception in harsh conditions such as in-building out of satellite line of sight(LOS), underground and in a region shaded by high buildings. This means that a repeater system(gap-filler) is required to receive signals in such an environment. An antenna for this repeater system must have enough isolation to reduce interference between systems, and high gain. In this paper, we propose a microstrip antenna with sufficient impedance bandwidths and gains for the 2.65GHz antenna which used the satellite digital multimedia broadcasting. The proposed antenna on a substrate, which is small enough to be installed in practical mobile phones. In addition, the proposed antenna decreases the construction complexity on the substrate. The proposed antenna is suitable for the S-DMB band. Details of the design and analysis of the proposed antenna are described and the experimental results of the constructed prototype are presented.