국제테크노정보연구소 자료출판부


                   초고주파 안테나의 기초와
    
이동통신 안테나 시스템

     NTT 이동통신망(주) 안테나연구그룹  저
     국제테크노정보연구소 기술정보팀   편역     B5/432P,
60,000원
 


최근 휴대전화를 비롯한 무선통신은 예측하기조차 어려울 정도로 급속히 발전하고 있는데, 그 핵심 디바이스의 하나가 안테나이며, 실제로 이용되고 있는 안테나의 모양은 와이어리스 마이크에 붙어 있는 짧은 도체선을 비롯하여, 위성통신의 대형 패러볼릭 안테나에 이르기까지 천차만별이다.
이동통신용 안테나에는 그 특유의 설계 개념이 있는데, 안테나 그 자체만을 생각하기보다 하나의 시스템으로서 취급해야 하는 경우가 많다. 특히 이동체에서는 안테나 시스템의 성능이 통신 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 되는 경우가 많으며, 이론적인 지식과 많은 경험을 필요로 한다.
본서는 이러한 점에 초점을 맞추어 실용되고 있는 각종 안테나 시스템이 지닌 기능을 이동통신 분야에 종사하는 안테나 전문 엔지니어뿐만 아니라, 시스템 관련 전문기술자도 쉽게 이해할 수 있도록, 실제 사용되고 있는 각종 안테나의 사례를 들어가며 알기 쉽게 해설하고 있다.
제1부에서는 안테나가 지닌 성질을 안테나가 개발되어 온 역사의 순서에 따라 이동통신용을 중심으로 평면파, 호이헨스의 원리부터 패러볼릭 안테나를 거쳐, 선형 안테나에서 어레이 안테나에 이르기까지 수식 전개를 가급적 피하면서 결과식과 많은 컴퓨터 그래픽을 이용한 도면을 통해 알기 쉽게 설명하고 있다.
제2부에서는 이동통신용 안테나 시스템이라고 하는 표제를 붙였지만, 주로 육상이동통신용으로 휴대전화와 차량탑재용 안테나 시스템의 설계 위주로 해설하고 있으며, 그리고 안테나 특성 측정과 평가에 대해서도 실제적 이용에 맞추어 개발, 설계에 도움이 되도록 구성했다. 더구나 계속 요구되고 있는 과제인 안테나의 소형화 문제와, Adaptive Array나 Smart Antenna와 같은 Integrated Antenna System을 실현하기 위한 Sophisticated Antenna System의 연구, 개발에 도전하는 밑거름이 될 수 있을 것이다.

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[주요 내용]

제1부: 초고주파 안테나 입문

 제1장: 전자파의 발생과 파원의 생성
   ■ 송전선의 전자파 발생
      근접작용에 의한 파의 형성과 전신 방정식, 진행파와 반사파, 동축선로에서의 전자파
   ■ 평면파의 성질과 방사
      평면파를 만드는 도체판 선로, 전계와 자계에 대한 방정식, 평면파의 방사,
      PC를 이용하여 그래픽으로 나타낸 전자파/동축선로. 도체판 선로
   ■ 파원(波源)
      전력의 공간전파, 구면파(球面波), 음파의 파원과 전파의 파원 비교, 전자파의 근원: 다이폴
   ■ 파의 회절
      호이헨스의 원리, 파원의 시간미분, 2차원일 때 호이헨스의 원리,
      호이헨스의 원리에 근거를 둔 키르히호프

제2장: 개구면 안테나의 특성과 구조
   ■ 패러볼릭 안테나의 구조와 원리
      반사형 망원경의 원리, 높은 주파수의 전송선로: 도파관,
      반사경 안테나에 필요한 1차방사기, 혼 안테나의 원리와 구조
   ■ 안테나의 지향성과 이득
      안테나의 지향성, 안테나와 대역제한 시스템, 안테나의 이득과 개구능률
   ■ 안테나의 지향성 합성
      평면 안테나의 지향성, 안테나의 표본화 정리, 테일러 분포, 이득과 사이드로브 레벨
   ■ 반사경 안테나
      기하광학과 물리광학, 오프셋 패러볼릭 안테나, 카세그레인 안테나, 빔 성형 안테나

제3장: 선형 안테나의 특성과 구조
   ■ 전류소자
      전파의 발생 근원은 다이폴/정전 다이폴, 직류 다이폴, 교류 다이폴
      다이폴의 관계와 전류, 도체선에 흐르는 전류, 선형 안테나의 해석법: 모멘트 법
   ■ 다이폴 안테나
      입력 임피던스, 다이폴 안테나의 지향성과 이득, 자기 다이폴 안테나
      각종 선형 안테나/모노폴 안테나, 쿼드 안테나, 진행파 안테나
   ■ 패치 안테나
      마이크로스트립 안테나, 패치 안테나의 지향성, 원형 패치 안테나
      패치 안테나의 특징과 결점
   ■ 고기능의 안테나
      원편파 안테나/위성이동통신, 위성방송, 레이더
      이동통신용 안테나, 원환 안테나/위성이동통신, 육상이동통신, 전자결합 안테나

제4장: 어레이 안테나의 특성과 구조
   ■ 어레이 안테나의 특성과 배열, 어레이 안테나의 지향성과 이득,
      안테나간 상호방사 임피던스
   ■ 어레이 안테나의 설계
      이득 최대의 안테나, 수퍼게인 안테나, 야기-우다 안테나, 이득과 사이드로브
   ■ 평면 안테나
      평면 안테나의 개요, 평면 어레이 안테나, 도파관 슬롯 안테나, 어레이 안테나의 급전법
   ■ 주사 안테나
      페이즈드 어레이 안테나, 핵심 요소가 되는 디지털 이상기, 멀티빔 안테나,
   ■ 어레이 안테나의 발전 과정/고이득 어레이 안테나, 공간 다이버시티 안테나,
      지향성 다이버시티 안테나, 멀티빔 안테나, 페이즈드 어레이,
      고체화 평면 어레이 안테나, 어댑티브 디지털 필터

제2부: 이동통신용 안테나 시스템

제1장: 이동통신과 안테나 시스템의 개요
   ■ 이동통신 시스템의 개요와 특징
   ■ 고정통신과 비교한 특징
      통신범위, 통신회선, 전파의 전파, 간섭방해, 잡음방해, 이동 단말
   ■ 기술적 측면에서 이동통신의 특징
      회선 설계, 정보전달, 통신 시스템
   ■ 이동통신용 안테나의 구비 조건
      이동체에 사용하는 관점에서, 전파 환경에 관련하여, 무선 시스템에 관하여
   ■ 이동통신용 안테나의 변천과 안테나 시스템의 설계 개념,
      휴대기기용 안테나의 설계 지침
   ■ 휴대기기에서 기본특성의 변화
      안테나의 크기와 특성, 케이스의 영향, 인체의 영향, 다중파 속의 특성,
      휴대기기 안테나에 있어서 이득 열화의 요인

제2장: 안테나 시스템의 각종 사례
   ■ 800MHz대 휴대기기 안테나의 구성
      광대역 및 소형화 수법, 케이스의 영향을 경감시키는 수법, 인체 영향의 저감 방법,
      휩 안테나 수납시 이득의 확보, 다이버시티 효과의 확보, 평판 휩 안테나
   ■ 1.8GHz대 휴대기기 안테나의 구성
   ■ 무선호출 수신기의 안테나 구성
      박스형, 카드, 팬던트형, 손목시계형 무선호출 수신기의 안테나 구성,
   ■ 차량 탑재용 안테나 시스템
      차량 탑재 안테나의 개요, 자동차 전화용 안테나, 위성통신용 안테나
   ■ 기타 이동국용 안테나 시스템
   ■ 기지국 안테나 시스템
      기지국용 안테나의 개요, 800MHz대 이동전화의 기지국 안테나,
      1.8GHz대 휴대전화의 기지국 안테나

제3장: 이동통신용 안테나의 특성
   ■ 선형 안테나의 특성과 소형 광대역화 수법
      선형 다이폴 안테나의 기본 특성, 선형 루프 안테나의 기본 특성,
      소형 다이폴, 루프 안테나의 기본 특성, 소형, 광대역화 수법
   ■ 평면 안테나의 특성과 소형 광대역화 수법
      마이크로스트립 안테나의 기본 특성, 소형, 광대역화의 수법
   ■ 복합 안테나의 구조와 특성
      편파 공용 안테나, 계성분 공용 안테나, 인터그레이티드 안테나
   ■ 어레이 안테나의 특성과 공용화 수법
      어레이 안테나의 기본 특성/지향 특성, 방사특성의 제어 기술
   ■ 주파수 공용 안테나 시스템
      주파수 공용 소자의 구성, 어레이 안테나의 2 주파수 공용화,
      멀티 빔 안테나 시스템, 페이즈드 어레이 안테나
   ■ 다이버시티 안테나의 특성과 구성
      다이버시티의 원리와 효과, 공간 다이버시티, 지향성 다이버시티
   ■ 이동국용 안테나
      병렬 배열 다이버시티 안테나, 수직 배열 다이버시티 안테나, 휴대기기용 다이버시티 안테나
   ■ 어댑티브 안테나의 구성과 사례
      어댑티브 안테나의 개요, CMA 방식 어댑티브 어레이, CMA 방식의 실례, 어댑티브 어레이 시스템의 전개

제4장: 안테나 시스템의 특성 평가와 측정
   ■ 입력 임피던스의 측정법과 평가
      입력 임피던스에 관한 각종 정수, 입력 임피던스의 측정, 측정 케이블의 영향, 주위 물체의 영향
   ■ 안테나의 방사특성과 효율 측정
      방사 패턴과 이득의 측정, 안테나의 방사효율
   ■ 다중파에서 안테나계의 평가
      랜덤 필드 측정, 실내 측정법/패턴 평균화 이득, 효율과 개량형 패턴 평균화 이득에 의한 평가, 인체 모델

[부록] 국내 이동통신분야의 무선주파수 할당 현황

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