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요약문
최종보고서 초록
SUMMARY
목차
제1장 서론 20
제1절 연구의 목표 20
1. 5G 빔포밍 기지국/단말기의 RF특성 효율적 측정 방안 마련 20
2. TRP 및 OTA 측정 신뢰성 향상을 위한 이론적 및 실험적 검증 수행 20
제2절 연구의 필요성 20
1. 개발 개요 및 중요성 20
2. 국내외 현황 21
제2장 5G 빔포밍 안테나를 적용한 총복사전력을 측정하기 위한 무선기기의 원/근거리 측정거리 및 측정 포인트 등 세부 기준 마련 29
제1절 5G 빔포밍 안테나의 거리 및 포인트 별 TRP 모의실험 및 측정 수행 결과 29
제2절 무선기기의 원/근거리 측정거리 시험기준 간소화 방안 연구 42
제3절 무선기기의 국제적으로 유효성 검증된 측정 포인트 간소화 방안 연구 44
1. 샘플링 간격의 축소방안 44
2. EIRP로부터 TRP를 계산하는 방안 44
3. 두 개 주요 평면의 측정값을 활용하는 방안 47
4. 수신기의 average 횟수를 줄이는 장안 49
제3장 새로운 출력기준(TRP) 및 시험방법(OTA)에 따른 등가등방복사전력과 총 복사전력 간 상관관계 이론적 정립 및 실험적 검증 50
제1절 TRP 및 OTA에 따른 EIRP와 TRP간 상관관계 이론적 정립 50
제2절 5G 빔포밍 기술을 적용한 안테나 시제품 설계 및 제작 54
1. 중앙 포트를 이용한 8×8 배열 안테나 설계 54
2. 엣지 포트를 이용한 8×8 배열 안테나 설계 58
3. 중앙 급전 형태의 16×16 배열 안테나 설계 64
3. 8×8 배열 안테나를 위한 피딩 네트워크 설계 68
4. 다충 8×8 배열 안테나 설계 74
5. 안테나 시제품 제작 80
6. 제작 안테나 보완 83
7. 5G 단말기용 8×1 안테나 제작 및 성능 검증 95
제3절 이론적 정립에 따른 전자파 모의실험 결과값을 활용한 검증 100
제4절 TRP 및 OTA에 따른 EIRP와 TRP간 실험적 검증 102
제5절 WP5D 국제회의에 EIRP와 TRP간 상관관계 관련 ITU 국제표준화 작업에 기고 104
1. 권고서 ITU R M.2101 수식 104
2. ITU 국제표준화 작업에 대한 기고서 작성 105
제4장 빔포밍 전파를 보다 정확히 측정할 수 있는 측정 숙련도 향상을 위한 OTA 시험방법 세부 시험방법 마련 117
제1절 빔포밍 전파 측정의 OTA 세부 시험방법 분석 117
제2절 빔포밍 전파 측정 숙련도 향상을 위한 OTA 세부 시험절차 작성 122
제5장 결론 124
판권기 126
(표 1-1) 3GPP 5GNR OTA 측정 파라미터 25
(표 2-1) 거리별 수신전력 측정 및 안테나 이득 계산 결과 38
(표 3-1) 시뮬레이션의 안테나 파라미터 100
(표 4-1) DT&C CATR 챔버 규격표 117
(표 4-2) 제작 안테나 측정 방사 이득[표없음] 13
(그림 1-1) 5G 무선설비 시험방법 국가표준(안) 23
(그림 1-2) 5G표준화 일정 24
(그림 1-3) UE에 대한 안테나 시험방법(3GPP TR 38.810) 27
(그림 2-1) 범폭 18.6도의 안테나 시뮬레이션 결과에 대한 포인트별... 31
(그림 2-2) 5G 빔포밍 안테나의 거리별 TRP 모의실험 모델 32
(그림 2-3) 5G 빔포밍 안테나의 방사패턴 시뮬레이션 결과 33
(그림 2-4) 시뮬레이션 결과에 대한 TRP 계산코딩 34
(그림 2-5) 시뮬레이션 결과에 대한 거리별 TRP 계산값 34
(그림 2-6) 5G 빔포밍 안테나의 거리별 수신전력 측정 실험 35
(그림 2-7) 거리별 수신전력 측정에 대한 스펙트럼 분석기 화면 37
(그림 2-8) 빔폭 18.6도의 안테나 시뮬레이션 결과에 대한 포인트별... 39
(그림 2-9) 샘플링 각도별 TRP 비교 시뮬레이션 결과 40
(그림 2-10) 3도 샘플링 측정에 따른 TRP값 41
(그림 2-11) 6도 샘플링 측정에 따른 TRP값 41
(그림 2-12) 다이폴 안테나의 거리별 wave 임피던스 43
(그림 2-13) 샘플링 각도별 TRP 비교 그림 44
(그림 2-14) EIRP 측정절차 중 피시험기기 측정단계 45
(그림 2-15) EIRP 측정 절차 중 치환안테나 측정단계 46
(그림 2-16) 60개 및 2개 평면의 전계값과 지향성 계산값의 차이 47
(그림 2-17) 60개 및 2개 평면의 전계값과 지향성 계산값의 차이 49
(그림 3-1) TRP의 개념도 50
(그림 3-2) EIRP의 개념도 51
(그림 3-3) 중앙 입력 포트를 이용한 8×8 직열 배열 안테나 54
(그림 3-4) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 전류분포 55
(그림 3-5) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 반사계수 시물레이션... 56
(그림 3-6) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 24GHz 방사패턴... 56
(그림 3-7) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 28GHz 방사패턴... 57
(그림 3-8) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 주파수별 최고이득... 58
(그림 3-9) 엣지 입력 포트를 이용한 8×8 직열 배열 안테나 59
(그림 3-10) 엣지 입력 포트를 이용한 8×8 직열 배열 안테나 전류분포 60
(그림 3-11) 엣지 입력 포트를 이용한 8×8 직렬 배열 안테나... 61
(그림 3-12) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 24GHz 방사패턴... 62
(그림 3-13) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 28GHz 방사패턴... 62
(그림 3-14) 중앙 포트 8×8 직렬 배열 안테나 주파수별 최고이득... 63
(그림 3-15) 중앙 급전을 통한 16×16 직렬 배열 안테나 64
(그림 3-16) 중앙 급전을 통한 16×16 직렬 배열 안테나 전류 분표 65
(그림 3-17) 중앙 급전 배열 안테나의 반사계수 시뮬레이션 결과 65
(그림 3-18) 중앙 급전 16×16 직렬 배열 안테나 26GHz 방사패턴... 66
(그림 3-19) 중앙 급전 16×16 직렬 배열 안테나 28GHz 방사패턴... 67
(그림 3-20) 중앙 급전 16×16 직렬 배열 안테나 주파수별 최대 이득... 67
(그림 3-21) 출력 8개 전력분배기 68
(그림 3-22) 출력 8개 전력분배기 산란 계수 시뮬레이션 결과 69
(그림 3-23) 출력 8개 전력분배기 위상 시뮬레이션 결과 69
(그림 3-24) 출력 16개 전력분배기 70
(그림 3-25) 출력 16개 전력분배기 산란계수 시뮬레이션 결과 70
(그림 3-26) 출력 16개 전력분배기 위상 시뮬레이션 결과 71
(그림 3-27) 출력 32개 전력분배기 71
(그림 3-28) 출력 32개 전력분배기 산란계수 시뮬레이션 결과 72
(그림 3-29) 출력 32개 전력분배기 위상 시뮬레이션 결과 72
(그림 3-30) 출력 64개 전력분배기 73
(그림 3-31) 줄력 64개 전력분배기 산란계수 시뮬레이션 결과 74
(그림 3-32) 출력 64개 전력분배기 위상 시뮬레이션 결과 74
(그림 3-33) 64개 패치 안테나 및 개구 배열 75
(그림 3-34) 다층 8×8 배열 안테나 전체 구성도 76
(그림 3-35) 다층 8×8 배열 안테나 반사계수 시뮬레이션 결과 77
(그림 3-36) 다층 8×8 배열 안테나 26GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 78
(그림 3-37) 26GHz 설계한 안테나의 방사패턴과 ITU-R M.2101... 79
(그림 3-38) 23.5GHz 설계한 안테나의 방사패턴과 ITU-R M.2101... 80
(그림 3-39) 제작된 접착 모델 다층구조 8×8 배열 안테나 81
(그림 3-40) 제작된 비접착 모델 8×8 배열 안테나 82
(그림 3-41) 안테나 다층 구조 측면도 82
(그림 3-42) 설계된 A 모델 안테나 형상 83
(그림 3-43) A 모델 안테나 26GHz 전류분포 84
(그림 3-44) A 모델 안테나 반사계수 시뮬레이션 결과 85
(그림 3-45) A 모델 안테나 26GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 85
(그림 3-46) A 모델 안테나 23.6Hz 방사패턴 시뮬레이션 결과 86
(그림 3-47) A 모델 안테나 주파수별 방사 이득 시뮬레이션 결과 87
(그림 3-48) B 모델 반사계수 시뮬레이션 결과 88
(그림 3-49) B 모델 26GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 88
(그림 3-50) B 모델 23.6GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 89
(그림 3-51) B 모델 안테나 주파수별 방사 이득 시뮬레이션 결과 89
(그림 3-52) C 모델 반사계수 시뮬레이션 결과 90
(그림 3-53) C 모델 26GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 91
(그림 3-54) C 모델 23.6GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 91
(그림 3-55) C 모델 안테나 주파수별 방사 이득 시뮬레이션 결과 92
(그림 3-56) 설계된 D 모델 안테나 형상 93
(그림 3-57) D 모델 안테나 26GHz 전류분포 93
(그림 3-58) D 모델 26GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 93
(그림 3-59) D 모델 23.6GHz 방사패턴 시뮬레이션 결과 94
(그림 3-60) 설계된 8×1 배열 안테나의 형상 95
(그림 3-61) 8×1 배열 안테나의 방사패턴 시뮬레이션 결과 97
(그림 3-62) 5G 단말기 모형에 부착된 배열안테나 98
(그림 3-63) 5G 단말기용 8×1 배열안테나 측정 결과 99
(그림 3-64) DT&C 컴팩레인지 챔버내 실험환경 및 측정값 103
(그림 3-65) 측정결과로부터 재 계산한 TRP 값 103
(그림 4-1) CATR 안테나 챔버 내부 사진 118
(그림 4-2) CATR을 이용한 안테나 방사이득 측정 및 장비 현황 119
(그림 4-3) 5G 빔포밍 활용을 위한 비접착 모델 및 접착모델 121
(그림 4-4) 대전 테크노파크 내부 실험 환경 121
(그림 4-6) 5G 빔포밍 OTA 측정시스템 122