표제지
제출문
요약문
목차
제1장 서론 13
제1절 연구배경 13
1. 개발의 필요성 13
2. 개발의 중요성 13
제2절 개발 목표 21
제3절 개발 추진전략 및 계획 22
1. 개발 추진 전략 및 방법론 22
2. 세부 추진 계획 24
제2장 고속측정기술 표준화 동향 28
제1절 기존 안테나 측정 방법에 대한 표준화 동향 28
1. IEC CISPR 16-1-6 28
2. ANSI C63.5-표준시험장법 44
3. IEEE std 1720 47
제2절 ITU, 3GPP 안테나 측정방법에 대한 표준화 동향 조사 52
1. 밀리미터파 OTA 주요 측정 파라미터 55
2. 단말기 OTA 측정방법에 대한 표준화 동향 59
3. 기지국 OTA 측정방법에 대한 표준화 동향 70
제3절 안테나 고속 측정방법에 대한 표준화 대응연구 77
1. 3GPP RAN 4, 5의 역할 및 5G NR의 진행현황 77
2. 3GPP OTA의 송수신 시험의 측정 Metric 및 절차에 대한 표준화 동향 79
제3장 1차년도 시스템 개발 현황 86
제1절 신기술 적용 안테나의 1차년도 고속측정시스템 개요 86
1. 1차년도 고속측정시스템 요구규격 86
2. 1차년도 고속측정시스템 구성도 및 주요 특징 87
3. 주요 파라미터 계산 근거 91
4. 상세설계를 위한 초기 시제품 93
제2절 신기술 적용 안테나의 1차년도 고속측정시스템 구성품 96
1. 1차년도 고속측정시스템의 구성품 96
2. 1차년도 고속측정시스템의 기구물 98
3. 검증용 AUT 99
4. 도파관 프로브 100
5. RF 스위치 107
6. RF 케이블 111
제3절 1차년도 시스템 자체평가 114
1. 1차년도 고속측정시스템 정량적 평가결과 요약 114
2. 안테나 측정시간 평가결과 115
3. 주빔의 측정오차 범위 116
4. 제1부엽의 측정오차 범위 119
5. 주빔의 편향각 오차 120
제4장 차년도 연구내용 선제적 추진현황 121
제1절 28 GHz 대역 프로브 개발 현황 121
1. 28 GHz 대역 프로브 요구 조건 121
2. 프로브 설계 안 122
3. 결과 요약 140
제2절 능동형 수신기 개발 현황 141
1. 능동형 고속 측정시스템의 개요 141
2. 수신기 세부설계 146
3. 수신기 인터페이스 정의 159
제5장 결론 및 향후 계획 166
참고문헌 168
판권기 171
〈표 1-1-1〉 세계 이동통신 단말부품 매출액 전망 14
〈표 1-1-2〉 기존 안테나 및 신기술 적용 안테나 활용 동향 17
〈표 2-1-1〉 1 GHz 이상 안테나에 대한 EDmax[이미지참조] 45
〈표 2-2-1〉 3GPP OTA 주요 측정 파라미터 55
〈표 2-2-2〉 기존 LTE의 전도시험과 UE에 대한 OTA 파라미터 측정시간 58
〈표 2-2-3〉 TR 38.810에서 규정하는 3가지 유형의 DUT 안테나 59
〈표 2-2-4〉 TR 38.810에서 규정하는 4가지 측정방법 59
〈표 2-2-5〉 CATR과 DFF의 성능 비교 63
〈표 2-2-6〉 각 측정방법들에 대한 측정 파라미터 적용 65
〈표 2-2-7〉 NFWOTF과 DFF의 성능 비교 69
〈표 3-1-1〉 신기술 적용 안테나 고속측정시스템 1차년도 요구규격 86
〈표 3-1-2〉 신기술 적용 안테나의 1차년도 고속측정시스템 주요특징 89
〈표 3-1-3〉 프로브 간의 사이 각도 91
〈표 3-1-4〉 3.7GHz에 대한 링크버짓 계산 92
〈표 3-1-5〉 신기술 적용 안테나의 1차년도 고속측정시스템 구성품 96
〈표 3-2-1〉 스위치가 연결된 프로브의 편파격리도 110
〈표 3-2-2〉 각도별 RF 케이블 길이와 Microcoax UFA201A 삽입손실 111
〈표 3-3-1〉 신기술 적용 안테나 고속측정시스템 정략적 목표 대비 평가결과 114
〈표 4-1-1〉 프로브 요구조건 121
〈표 4-1-2〉 CRH w/OMT 프로브의 시뮬레이션 성능 정리 140
[그림 1-1-1] 5G 시장규모 추이 14
[그림 1-1-2] IoT용 RF부품 시장 전망 15
[그림 1-1-3] 5G 무선통신 핵심 기술 16
[그림 1-1-4] 국내 A社 공간 빔포밍 기술 적용 안테나 서비스 개념도 17
[그림 1-1-5] 외국 B社의 안테나 시스템 개발 과정 18
[그림 1-1-6] 5G 기술기반 C-V2X 개념도 19
[그림 1-1-7] 최근 변화하는 연구개발 순기:... 19
[그림 1-2-1] 1차년도 개발 목표에 대한 개념도 21
[그림 1-3-1] 개발 추진 계획 개념도 23
[그림 2-1-1] CISPR 16-1-6 규격 29
[그림 2-1-2] 안테나인자의 정의 30
[그림 2-1-3] 접지면(30 MHz~1 GHz)상의 TAM의 구성 32
[그림 2-1-4] 자유공간(1 GHz~18 GHz)상의 TAM의 구성 32
[그림 2-1-5] TAM의 SIL(삽입손실) 측정 33
[그림 2-1-6] SAM의 측정구성 35
[그림 2-1-7] C-SAM의 측정구성 36
[그림 2-1-8] FAR 조건의 시험장 평가 측정구성 39
[그림 2-1-9] FAR 조건의 시험장 평가 측정결과 40
[그림 2-1-10] C-SAM의 측정구성 41
[그림 2-1-11] C-SAM과 기존 안테나 교정법 편차 비교 결과-1 42
[그림 2-1-12] C-SAM과 기존 안테나 교정법 편차 비교 결과-2 43
[그림 2-1-13] ANSI C63.5 규격 44
[그림 2-1-14] SSM의 셋업구성 44
[그림 2-1-15] IEEE std 1720 규격 47
[그림 2-1-16] IEEE std 1720의 근거리장 측정방법의 종류 47
[그림 2-1-17] 포지셔너 구동 축에 따른 구면 좌표계 49
[그림 2-2-1] IMT-2020 상용화 일정 52
[그림 2-2-2] IMT-2020 핵심 기술의 성능 요구 사항 53
[그림 2-2-3] 5G RAT(New Radio Access Technology)의 요구사항 54
[그림 2-2-4] 5G 기술의 특징 55
[그림 2-2-5] 각 시험방법 에 대한 3가지 유형의 DUT 안테나 적용 가능성 60
[그림 2-2-6] DFF(Direct far field)의 원리 60
[그림 2-2-7] DFF(Direct far field)의 측정방법 61
[그림 2-2-8] 새로운 DFF(Direct far field) 측정방법 62
[그림 2-2-9] 'D'에 따른 전자파 무반사실 크기 및 Path loss의 변화 62
[그림 2-2-10] IFF(Indirect far field) 측정방법 63
[그림 2-2-11] Near Field to Far Field Transforai(NFTF)의 원리 64
[그림 2-2-12] Reverberation chamber 측정 방법 66
[그림 2-2-13] Reverberation chamber과 Anechoic chamber의 이득비교 66
[그림 2-2-14] Reverberation chamber를 이용한 16 QAM 측정 결과 67
[그림 2-2-15] Near Field Measurement without Near-to-Far Transform 측정 방법 68
[그림 2-2-16] NFWOTF에서 제안하는 DUT의 측정거리 68
[그림 2-2-17] 전자파 무반사실에서의 EIRP 테스트 구성 70
[그림 2-2-18] 전자파 무반사실에서의 EIS 테스트 구성 71
[그림 2-2-19] KS X 3271: 2019 규격 71
[그림 2-2-20] KS X 3271: 2019 규격 부속서 A 72
[그림 2-2-21] KS X 3271: 2019 규격 부속서 B 73
[그림 2-2-22] TR 38.810에서 명시하고 있는 AAS BS에 대한 문구 73
[그림 2-2-23] TR 37.842 규격 74
[그림 2-2-24] CATR의 측정 구성 75
[그림 2-2-25] One Dimensional Compact Range의 측정 구성 75
[그림 2-2-26] Near Field Test range의 측정 구성 76
[그림 2-3-1] 3GPP RAN 4와 RAN 5 그룹의 역할 및 정의 77
[그림 2-3-2] 3GPP와 인증단체의 관계 78
[그림 2-3-3] 5G NR의 진행현황 79
[그림 2-3-4] OTA 송수신 측정절차 80
[그림 2-3-5] 그리드의 종류 81
[그림 2-3-6] 3D EIRP Scan 구형커버리지 그리드 결정 82
[그림 2-3-7] 빔피크 검색 그리드 분류 83
[그림 2-3-8] TR 38.810 Annex G에 빔피크 그리드에 관한 내용 84
[그림 2-3-9] TS 38.521-2 Annex M(M.2)에 빔피크 그리드에 관한 내용 84
[그림 2-3-10] TS 38.521-2 Annex M(M.4)에 총 복사전력 그리드에 관한... 85
[그림 3-1-1] 신기술 적용 안테나의 1차년도 고속측정시스템 구성도 87
[그림 3-1-2] 상세설계를 위한 초기 시제품 94
[그림 3-1-3] 상세설계를 위한 초기 시제품으로부터 획득한 근역장 데이터 95
[그림 3-2-1] 1차년도 고속측정시스템의 기구물 형상 98
[그림 3-2-2] 검증용 혼 안테나 배열 99
[그림 3-2-3] 도파관 프로브의 형상 및 각 수치 100
[그림 3-2-4] 실제작 도파관 프로브의 시뮬레이션 결과 101
[그림 3-2-5] (a) 제작된 도파관 프로브와 레이돔 (b) 프로브 정면... 102
[그림 3-2-6] 핀 길이에 따른 S 파라미터 변화 103
[그림 3-2-7] (a) 포트 1을 인가할 때의 이득 패턴... 105
[그림 3-2-8] 원역장 위상 패턴 105
[그림 3-2-9] (a) 10포트 스위치 모델을 이용한 스위치 박스 구성도,... 108
[그림 3-2-10] 스위치 모듈 108
[그림 3-2-11] (a) 2포트 스위치의 형상과 (b) 옵션 B의 하우징 109
[그림 3-2-12] RF케이블 구성도 111
[그림 3-2-13] Micocoax UFA201A RF케이블 삽입손실 113
[그림 3-3-1] 데이터 획득 시작과 종료시간 115
[그림 3-3-2] LB-284-15 이득표 116
[그림 3-3-3] 혼배열안테나의 근역장-원역장 변환값 116
[그림 3-3-4] 기준혼안테나의 근역장-원역장 변환값 116
[그림 3-3-5] 혼배열안테나의 원역장 챔버 이득값 117
[그림 3-3-6] 혼배열 안테나 근역장 측정값 118
[그림 3-3-7] 기준혼 안테나 근역장 획득 측정값 118
[그림 3-3-8] 혼배열안테나의 변환값과 원역장 챔버패턴 비교 119
[그림 3-3-9] 혼배열안테나의 변환값과 원역장 챔버의 편향각 120
[그림 4-1-1] Quad Ridge Horn 122
[그림 4-1-2] Choke Ring Quad-Ridge Horn 123
[그림 4-1-3] PCB-Fed Choke Ring Horn 124
[그림 4-1-4] CRA with proximity-fed PCB patch 124
[그림 4-1-5] PCB Feeding Mechanisms 125
[그림 4-1-6] CRH w/OMT 프로브 개요 125
[그림 4-1-7] Choke Ring Horn(CRH)의 예 126
[그림 4-1-8] Sectoral beam pattern synthesis 127
[그림 4-1-9] CRH 버전1 모델 128
[그림 4-1-10] CRH 버전1 시뮬레이션 결과값 129
[그림 4-1-11] CRH 버전2 모델 129
[그림 4-1-12] CRH 전류밀도 분포 비교 130
[그림 4-1-13] Slot 유무와 개수에 따른 방사패턴 변화 132
[그림 4-1-14] 28GHz 대역용 OMT 설계도 133
[그림 4-1-15] OMT 설계도 134
[그림 4-1-16] Shortening 핀의 위치에 따른 S-parameter 변화 135
[그림 4-1-17] Shortening 핀 직경에 따른 S-parameter 변화 136
[그림 4-1-18] Detuning 핀 1의 위치에 따른 S-parameter 변화 137
[그림 4-1-19] CRH + OMT 결합체 138
[그림 4-1-20] CRH + OMT 결합체의 S-parameter 138
[그림 4-1-21] CRH + OMT 결합체의 2d 방사패턴 139
[그림 4-1-22] CRH + OMT 3d 방사패턴 139
[그림 4-2-1] 기존의 수동형 측정시스템 141
[그림 4-2-2] 기존의 측정시스템에 적용된 능동 수신기 개념 143
[그림 4-2-3] 능동형 측정시스템의 구성도 143
[그림 4-2-4] 능동형 측정시스템의 채널구성 및 신호흐름도 144
[그림 4-2-5] 능동형 측정시스템의 기계구조(예시) 145
[그림 4-2-6] 3.5GHz 수신기의 Link-budget 146
[그림 4-2-7] 3.5GHz 수신기 블록도 147
[그림 4-2-8] 3.5GHz 수신기의 세부구조 148
[그림 4-2-9] 1차 구조를 변형한 3.5GHz 수신기 후보구조 148
[그림 4-2-10] 1차 구조를 변형한 3.5GHz 수신기 후보구조의 세부구조도 149
[그림 4-2-11] 28GHz 수신기의 Link-budget 149
[그림 4-2-12] 28GHz 수신기 블록도 151
[그림 4-2-13] 28GHz 수신기의 세부구조 152
[그림 4-2-14] 1차 구조를 변형한 28GHz 수신기 후보구조 153
[그림 4-2-15] 1차 구조를 변형한 28GHz 수신기 후보구조의 세부구조도 154
[그림 4-2-16] Refence 신호 공급 체계도 157
[그림 4-2-17] Refence 모듈의 세부구성도 158