| 초록 |
연구개요 본 연구에서는 RMPA를 기반으로 한 RF chain 부의 개발과, RMPA의 입출력 채널 수를 증가시켜 멀티 채널을 지원할 수 있는 송수신기를 개발하였으며, 다중 출력 채널을 전파 특성에 맞게 변화 시킬 수 있도록 채널 적응형 스위칭 기능을 포함하였다. 또한, 빔포밍 서브배열 안테나를 추가 개발한 후 전체적인 시스템과 함께 결합하여 성능을 검증 하였다. 각 모듈 간의 스위칭회로들을 결합시키는 결합 스위칭 매트릭스 역시 개발되었으며, 이를 효과적으로 적용하여 시스템의 효율 및 성능을 최적화 시키는 작업도 포함 되었다. 즉, RMPA 코어 뿐만 아니라 빔포밍 배열 안테나 급전회로, 입출력단의 채널 변경 및 재귀 경로 제어 스위칭 매트릭스 등, 개별 블록들에 대한 연구 및 개발도 진행되었으며, 전체 시스템을 효율적으로 제어하고, 결합할 수 있는 결합 시스템에 대한 연구도 총괄되어 진행되었다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구의 최종 목표는 멀티 채널 통신 환경에서 빔포밍이 가능한 RMPA 기반 채널 적응형 멀티빔 고효율 송수신기의 시스템 단위 개발이다. 특히, 본 연구에서의 핵심 목표 및 기술은 기존 MPA 구조의 단점을 보완하는 RMPA라는 신기술을 개발하는 것이다. 연차별 세부 목표달성을 위해서 1차년도에는 2x2 RMPA의 구조를 분석하여 개발하였고, 채널 적응형 재구성 매트릭스 회로 설계를 완료하였다. 이를 통해 RMPA가 기존 MPA 구조 대비 높은 효율, 이득을 갖는 것을 확인하였다. 2차년도에는 채널 적응형 고효율 4x4 RMPA의 구조를 연구하여 개발하였다. 개발품의 성능을 분석하고 검증한 결과 약 37 dBm의 출력과 MPA 모드에서는 약 43 dBm(20W)의 출력 파워를 내어 목표로 했던 16W 급 이상의 출력을 갖는 것을 확인하였다. 또한, 빔 성형을 위한 하이브리드 빔포밍 급전부와 RMPA 결합 매트릭스의 설계를 완료하였다. 3, 4차년도에는 4x4 배열 안테나 및 빔포밍 급전회로를 개발하여 송수신기와의 결합을 연구하였다. 다수의 스위칭 부와 채널 적응성을 위해서 제어 GUI를 개발하여 특성검증을 할 수 있도록 하였다. 배열 안테나와 연결한 최종 4x4 채널 적응형 송수신기의 검증 결과 다중 입출력 통신 환경에서 유연하게 채널을 선택할 수 있고, 오차를 보정하여 최적의 빔포밍을 할 수 있음을 확인하였다. 연구개발결과의 중요성 개발된 채널 적응형 멀티 빔 고효율 송수신시스템은 차세대 이동통신, 고속 무선 엑서스 시스템, 기상/의료/차량 탐지 레이더 시스템, 항공/인공위성 시스템 등 군/관/민에 동시에 적용이 가능할 뿐만 아니라 고출력/고효율 파워 생성기, 레이더 및 센서 시스템에 적용될 수 있다. 또한, RMPA 기술 및 RMPA를 기반으로 한 송수신 시스템은 세계 최초로 구현된 기술로써 원천 기술 확보의 큰 중요성이 있다. 또한 채널 적응형 기지국/중계기 및 모바일 기기의 활용으로 다양한 채널 환경을 극복할 수 있게 됨으로써, 통신 음영 지역을 최소화하고 통신 서비스의 질적 개선을 이끌어 낼 수 있을 것으로 보기에 그 중요성이 크다. (출처 : 요약문 2p) |
