KR20090121836A - 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090121836A
KR20090121836A KR1020080047939A KR20080047939A KR20090121836A KR 20090121836 A KR20090121836 A KR 20090121836A KR 1020080047939 A KR1020080047939 A KR 1020080047939A KR 20080047939 A KR20080047939 A KR 20080047939A KR 20090121836 A KR20090121836 A KR 20090121836A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
domain data
data
frequency domain
antenna
frequency
Prior art date
Application number
KR1020080047939A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100981256B1 (ko
Inventor
문정익
오순수
김종면
전순익
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020080047939A priority Critical patent/KR100981256B1/ko
Publication of KR20090121836A publication Critical patent/KR20090121836A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100981256B1 publication Critical patent/KR100981256B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0878—Sensors; antennas; probes; detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0892—Details related to signal analysis or treatment; presenting results, e.g. displays; measuring specific signal features other than field strength, e.g. polarisation, field modes, phase, envelope, maximum value
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/141—Discrete Fourier transforms
    • G06F17/142—Fast Fourier transforms, e.g. using a Cooley-Tukey type algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0821—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning rooms and test sites therefor, e.g. anechoic chambers, open field sites or TEM cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 안테나의 방사 성능을 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사 신호에 포함되어 있는 불필요한 반사파 성분을 효율적으로 제거함으로써 안테나의 방사 성능을 정확하게 측정할 수 있는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템은 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 데이터 생성부, 상기 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 상기 제1 시간 영역 데이터로부터 상기 반사파 성분을 제거한 상기 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 직접파 추출부, 및 상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020080047939
안테나 방사 성능, 비무반사실, 반사파, 주파수 대역 확장, 푸리에 변환

Description

안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING ANTENNA RADIATION PERFORMANCE}
본 발명은 안테나의 방사 성능을 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사 신호에 포함되어 있는 불필요한 반사파 성분을 효율적으로 제거함으로써 안테나의 방사 성능을 정확하게 측정할 수 있는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
사회가 고도화, 정보화됨에 따라, 다양한 정보를 언제든지 자유롭게 송수신할 수 있는 무선 이동 통신 기술들이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 무선 이동 통신 기술들에서 공간을 정보 전달의 매개체로 사용하기 위해서는 정보가 담긴 전기적 신호를 공간에서 전송 가능한 전파로 변환하거나, 공간으로부터 전송되어오는 전파를 전기적 신호로 변환하는 변환기가 필요한데, 이러한 변환기기의 대표적인 것이 안테나이다.
안테나는 사용 목적에 따라 일반적으로 송신 안테나와 수신 안테나로 구분된다. 송신 안테나의 경우, 안테나에 공급되는 전기적 신호를 효율적으로 원하는 방향으로 원하는 특성에 따라 전파를 방사할 수 있어야 하고, 수신 안테나의 경우, 원하는 특성을 갖고 원하는 방향에서 전송되는 전파를 효율적으로 수신할 수 있어야 한다. 이러한 안테나의 특성은 안테나 이득, 방사 패턴 등에 의해 결정된다. 전파의 이용 주파수 대역이 점차 밀리미터(mm)파 영역으로 확장되고, 이에 따라 고성능 안테나의 개발, 및 사용이 요구됨에 따라, 안테나의 성능을 정확하게 측정하여야 할 필요성이 증가하고 있다.
일반적으로 안테나 방사 성능 측정은 전자파 흡수체(electromagnetic wave absorber)가 부착된 무반사실(anechoic chamber)내에서 행하여 진다. 무반사실은 측정하고자 하는 안테나의 방사 주파수에 따라 규모 및 내부에 부착하는 전자파 흡수체의 사양이 결정되는데, 일반적으로 측정 주파수가 낮을수록 파장이 길어져서 무반사실의 규모가 커지고 전자파 흡수체의 부피도 파장에 비례하여 증가한다. 예를 들면 700MHz이상에서 동작하는 안테나의 방사성능을 측정하기 위한 무반사실은 송수신 안테나간의 거리가 대략 10m 정도가 되어야 한다. 또한, 무반사실 내에서의 안테나 방사 성능 측정은 측정하려는 주파수가 운용 주파수보다 낮은 경우에 부착한 흡수체의 전기적인 성능이 좋지 않아 흡수체면에 입사하는 전자파가 다량 반사되어 수신 안테나가 위치하고 있는 지점에서 균일한 전자기장이 형성되지 않아 안테나의 수신 신호가 매우 부정확해 진다. 무반사실에서의 성능 확장을 위해 운용 주파수를 낮추는 경우에는 전자파 흡수체를 대형으로 교환하여야 하고, 측정실의 공간을 대폭 늘려야 하므로 경제적, 시간적인 투자가 필요하다. 뿐만 아니라 부착한 전자파 흡수체는 페라이트 및 탄소가루를 사용하여 사면체와 같이 일정한 모양으로 제조하므로 시간이 경과할수록 흡수체의 일부분이 떨어져 나가거나 분진 이 되어 대기 중에 표류하다가 측정시설을 이용하는 사람의 호흡기로 침투하여 인체에 악영향을 줄 수도 있다.
이에 대한 해결책으로 흡수체가 일부 제거된 반무반사실 혹은 흡수체가 벽면에 부착되지 않은 비무반사실에서 안테나 방사 성능을 측정하는 연구가 필요하다. 즉, 주파수 영역의 측정 데이터를 역 푸리에 변환법을 사용하여 시간영역으로 변환하고 전파의 도달 시간의 차이를 이용하여 반사파를 제거하여 안테나의 성능을 평가하는 방법이 그것이다. 그러나, 이러한 측정방법은 직접파와 반사파 간의 도달 시간 차이가 큰 경우에는 직접파와 반사파의 구분이 용이하나, 상기 도달 시간 차이가 작은 경우 시간 영역상에서 해상도가 낮아져서 직접파와 반사파간의 구분이 모호하여 측정 주파수의 대역폭을 대략 5/ΔT~10/ΔT정도로 충분히 확보해야 하는 단점이 있다.
그러나 측정 시설의 규모가 매우 큰 경우, 다시 말해 직접파와 반사파간의 도달 시간 차이가 큰 값을 가져서 1/ΔT이 작은 경우나, 광대역 송수신 안테나를 제외하고는 광대역의 측정데이터를 확보하는 것은 어렵다. 또한 동작 주파수가 낮아질수록 협대역 특성을 갖는 일반적인 소형 안테나 특성을 감안한다면 상기 언급한 일반적인 변환법은 사용에 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무반사실 조건을 만족시킬 수 없는 경우에 있어, 불필요한 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분만을 추출하여 안테나 방사 성능을 정확히 측정하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 측정 데이터를 가공하여 변경한 가상의 데이터를 이용함으로써 반사파 성분을 효율적으로 제거하여 정확한 안테나 방사 성능을 측정할 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템은 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 데이터 생성부, 상기 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 상기 제1 시간 영역 데이터로부터 상기 반사파 성분을 제거한 상기 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 직접파 추출부, 및 상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 방법은 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 단계, 상기 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 상기 제1 시간 영역 데이터로부터 상기 반사파 성분을 제거한 상기 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 단계, 및 상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 안테나 방사 성능 측정실 내에 반사파가 발생하여 안테나가 직접파만을 수신하기 어려운 경우에도 별도의 부가적인 장치가 없이도 직접파 성분만을 추출하여, 안테나의 방사 성능을 정확히 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 측정 데이터를 가공한 가상의 데이터를 이용함으로써, 직접파 성분과 반사파 성분의 해상도를 높여, 직접파 성분을 효율적으로 추출할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일례에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템(100)은 데이터 생성부(110), 직접파 추출부(120), 및 계산부(130)를 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다.
데이터 생성부(110)는 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터, 및 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 기능을 수행한다.
안테나 방사 성능 측정 시스템(100)은 일반적으로 송신 안테나와 수신 안테나를 포함하는데, 데이터 생성부(110)는 송신 안테나에서 방사된 신호를 측정하여, 상기 방사 신호에 대한 주파수 영역 데이터인 제1 주파수 영역 데이터를 생성한다. 방사 신호는 수신 안테나가 원하는 측정 범위 내에서 기 설정된 측정 간격에 따라 회전하면서 복수의 측정 각도에서 측정된다. 수신 안테나의 회전 범위는 안테나의 방사 패턴의 범위와 동일하며, 방사 패턴의 해상도는 수신 안테나의 측정 간격과 동일하게 된다. 측정된 방사 신호 및 수신 안테나의 측정 위치는 데이터 베이스에 저장될 수 있다.
이 때, 상기 언급한 바와 같이 방사 신호에는 송신 안테나로부터 직접 전송되어 측정되는 직접파 성분과 안테나 방사 성능 측정 시스템(100)의 일 면에서 반사되어 수신 안테나로 전송되는 반사파 성분이 포함되어 있으므로, 제1 주파수 영역 데이터 역시 직접파 성분과 반사파 성분을 포함하고 있다. 본 발명의 일례에 따르면 제1 주파수 영역 데이터는 측정된 방사 신호에 대한 크기 및 위상을 포함할 수 있다.
안테나의 방사 성능을 정확하게 측정을 위해서는 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분을 추출하여야 하는데, 상기 언급한 바와 같이 직접파 성분을 효율적으로 추출하기 위해서는 시간 영역 상에서의 해상도가 높아야 한다. 즉 직접파 성분과 반사파 성분의 수신 안테나로의 도달 시간의 차이가 충분히 커야 한다. 측정 시설의 규모가 작은 등의 이유로 상기 도달 시간의 차이를 충분히 확보할 수 없으면 직접파 성분을 정확하게 추출할 수 없다. 따라서, 본 발명의 데이터 생성부(110)는 시간 영역에서의 직접파 성분과 반사파 성분의 해상도를 높이기 위하여, 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 주파수 대역이 확장된 제2 주파수 영역 데이터를 생성한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역 데이터의 확장된 주파수 대역은 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역을 포함하고, 상기 확장된 주파수 대역의 대역폭은 상기 특정 주파수 대역의 대역폭의 정수배 값일 수 있다. 이 경우, 데이터 생성부(110)는 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역의 하한 주파수 보다 낮은 주파수 영역, 및 상기 특정 주파수 대역의 상한 주파수보다 높은 주파수 영역 중 적어도 하나 이상의 주파수 영역에 대하여, 제1 주파수 영역 데이터를 반복적으로 적용함으로써, 특정 주파수 대역의 정수배 값의 대역폭을 갖는 확장된 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1 주파수 영역 데이터는 방사 신호에 대하여 기 설정된 주파수 간격에 따라 이산적(discrete)으로 측정된 데이터 값들을 포함하고, 제2 주파수 영역 데이터는 제1 주파수 영역 데이터에 포함된 데이터 값의 정수배의 개수의 데이터 값들을 포함할 수 있다.
즉, 데이터 생성부(110)는 주파수 대역에 포함된 주파수 성분 중 일정한 주파수 성분에 대한 데이터를 측정하여 이산적인 데이터 값을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 데이터 생성부(110)는 상기의 이산적인 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있는데, 이 때 제2 주파수 영역 데이터는 제1 주파수 영역 데이터의 주파수 대역의 정수배 값의 주파수 대역을 가질 수 있으므로, 제2 주파수 영역 데이터에 포함된 데이터 값의 개수는 제1 주파수 영역 데이터의 정수배 일 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역에 데이터의 데이터 값들 중에서 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응되는 데이터 값들은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들에 소정의 실수 계수를 곱한 값일 수 있다. 데이터 생성부(110)는 제2 주파수 영역 데이터를 생성함에 있어, 상기 특정 주파수 대역에 포함되는 데이터 값은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들과 동일한 값을 가지고, 상기 특정 주파수 대역에 포함되지 않는 데이터 값들은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값에 소정의 실수 계수를 곱한 값을 반복적으로 적용할 수 있다.
제2 주파수 영역 데이터에 있어서, 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 범위 이외의 주파수 대역에 해당되는 데이터 값은 수신 안테나로부터 직접 측정된 값이 아닌 가상의 데이터 값이므로, 본 발명에서는 상기 가상의 데이터 값으로 제1 주파수 영역 데이터 자체를 사용하지 않고, 제1 주파수 영역 데이터에 소정의 실수 계수를 곱한 값을 사용하여, 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제 2 주파수 영역 데이터를 생성하는데 필요한 소정의 실수 계수는 0보다는 크고 1보다는 작거나 같은 값일 수 있다.
소정의 실수 계수의 값이 1보다 큰 경우, 가상의 데이터 값이 직접 측정된 값보다 큰 값을 가지게 되어, 안테나의 방사 성능 계산시 큰 오차가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 소정의 실수 계수를 0보다는 크고 1보다는 작거나 같도록 설정하여, 안테나 방사 성능 계산시 발생할 수 있는 오차를 줄일 수 있도록 하였다.
본 발명의 일례에 따르면, 이산적인 데이터 값들을 포함하는 제1 주파수 영역 데이터 및 제2 주파수 영역 데이터는 각각의 데이터 값들을 행렬원소들로 하는 데이터 행렬일 수 있다. 이하에서는 상기 데이터 행렬을 이용하여 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 과정을 자세히 설명하기로 한다.
수신 안테나의 측정 각도의 수가 m이고, 측정 주파수의 수가 n인 경우, 데이터 행렬은 m×n의 크기를 갖고, m 과 n은 하기 수학식 1 및 수학식2에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112008036694055-PAT00001
[수학식 2]
Figure 112008036694055-PAT00002
여기서,
Figure 112008036694055-PAT00003
는 측정 범위의 상한 각도,
Figure 112008036694055-PAT00004
은 측정 범위의 하한 각도,
Figure 112008036694055-PAT00005
는 기 설정된 각도 간격,
Figure 112008036694055-PAT00006
는 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 범위의 상한 주파수,
Figure 112008036694055-PAT00007
은 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 범위의 하한 주파수
Figure 112008036694055-PAT00008
는 기 설정된 주파수 간격을 각각 의미한다.
이 때, 특정 측정 각도에 대한 제1 주파수 영역 데이터 행렬은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112008036694055-PAT00009
여기서,
Figure 112008036694055-PAT00010
는 i번째 측정 각도에서 측정된 제1 주파수 영역 데이터 행렬 이다.
이 때, 상기 수학식 3의 데이터 행렬을 이용하여 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 데이터 행렬을 생성할 수 있다. 본 발명의 일례로서, 제1 주파수 영역 데이터의 주파수 대역에 비해 3배 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터의 데이터 행렬은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112008036694055-PAT00011
여기서,
Figure 112008036694055-PAT00012
는 소정의 실수 계수로서, 0보다는 작고 1보다는 크거나 같은 값을 가진다.
즉, 수학식 4에서 j=1인 경우에는 주파수가
Figure 112008036694055-PAT00013
이 되고, j=3n 인 경우에는 주파수가
Figure 112008036694055-PAT00014
이 되어,
Figure 112008036694055-PAT00015
인 주파수 대역에서 기 설정된 주파수 간격으로 측정된 가상의 제2 주파수 영역 데이터가 만들어지게 된다. 만약, j의 최대값이 2n인 경우, 즉 제2 주파수 영역 데이터가 2 배의 확장된 주파수 대역을 갖는 경우, 주파수 대역은
Figure 112008036694055-PAT00016
또는
Figure 112008036694055-PAT00017
가 된다.
직접파 추출부(120)는 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 제1 시간 영역 데이터로부터 방사 신호에 포함된 반사파 성분을 제거하여 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 기능을 수행한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 직접파 추출부(120)는 역 푸리에 변환을 이용하여 상기 제2 주파수 영역 데이터를 상기 제1 시간 영역 데이터로 변환할 수 있다.
푸리에 변환은 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 선형 변환으로서, 푸리에 분석 및 푸리에 합성의 종합적인 형태이다. 역 푸리에 변환은 푸리에 변환의 역 변환을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역 데이터는 이산적인 데이터 값들을 포함할 수 있는데, 이 경우 직접파 추출부(120)는 역 이산 푸리에 변환 또는 역 고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 제2 주파수 영역 데이터를 상기 제1 시간 영역 데이터로 변환할 수 있다.
이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform: DFT)은 이산적인 입력 신호에 대한 푸리에 변환을 의미하는 것이다. 역 이산 푸리에 변환(Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT)은 이산 푸리에 변환의 역 변환으로서, 이산적인 주파수 영역의 신호를 시간 영역의 신호로 변환하기 위해 사용된다.
고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)은 이산 푸리에 변환을 빠르게 수행하는 효율적인 알고리즘으로서, 삼각함수의 주기성을 이용하여 계산 속도의 효율을 향상시킨다. 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform: IFFT)은 이산 푸리에 변환의 역 변환을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 시간 영역 데이터는 방사 신호가 안테나로 도달하는데 소요되는 도달 시간을 포함하고, 직접파 추출부(120)는 기 설정된 기준 시간과 방사 신호가 안테나로 도달하는데 소요되는 시간을 비교하여, 제1 시간 영역 데이터 중에서 기준 시간보다 작거나 같은 도달 시간을 포함하는 데이터를 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터로 추출할 수 있다.
송신 안테나로부터 수신 안테나로 집적 전송되는 직접파와 달리 반사파 성분은 안테나 방사 성능 측정 시스템(100)의 일 면에 반사되어 수신 안테나로 전송되므로, 반사파는 직접파에 비해 늦게 수신 안테나로 도달한다. 따라서, 직접파 추출부(120)는 직접파와 반사파의 도달 시간의 차이를 이용하여 방사 신호에 포함된 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분만을 추출함으로써, 제2 시간 영역 데이터를 생성하게 된다. 이 때, 직접파 추출부(120)는 기 설정된 기준 시간에 따라, 도달 시간이 기준 시간보다 짧은 경우를 직접파 성분으로 보아 직접파를 추출하게 된다.
안테나 방사 성능 측정 시스템(100)의 규모가 작으면, 직접파와 반사파의 도달 시간에 차이가 크지 않게 되는데, 이 경우 방사 신호에 포함된 직접파 성분과 반사파 성분의 구분이 어려워 직접파 성분을 효율적으로 제거하기 어렵다. 따라 서, 본 발명에서는 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하고, 이를 제1 시간 영역 데이터로 변환하여 직접파 성분과 반사파 성분의 해상도를 높임으로써, 직접파 성분을 정확히 추출할 수 있도록 하였다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 직접파 추출부(120)는 직접파 성분의 도달 시간 및 반사파 성분의 도달 시간을 예측하여 상기 기준 시간을 설정할 수 있다. 즉, 직접파 추출부(120)는 안테나의 방사 성능 측정에 앞서 안테나 방사 성능 측정 시스템(100)에서 직접파와 반사파가 수신 안테나로 도달하는 시간을 미리 예측하고, 상기 예측된 값에 따라 직접파 성분과 반사파 성분을 구별하는 기준 시간을 설정할 수 있다.
계산부(130)는 상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 기능을 수행한다. 안테나의 방사 성능 측정은 수신 안테나의 측정 각도에 따른 방사 신호의 크기와 위상을 측정하는 것이므로, 계산부(130)는 모든 측정 각도에 대해서 안테나 방사 성능 계산을 수행하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 계산부(130)는 푸리에 변환을 이용하여 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환할 수 있다. 또한, 발명의 일실시예에 따르면, 제2 시간 영역 데이터는 이산적인 데이터 값들을 포함할 수 있는데, 이 경우 계산부(130)는 이산 푸리에 변환 또는 고속 푸리에 변환을 이용하여 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 안테나 방사 성능 측정 시스템의 구성을 구체적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 일례에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템(200)은 송신 안테나(210), 수신 안테나(220), 및 전자파 흡수체(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2의 안테나 방사 성능 측정 시스템(200)은 안테나 방사 성능 측정실을 일측면에서 바라본 단면도로써, 측정실의 지면은 전자파 흡수체(230)가 부착되지 않은 금속면이고, 지면을 제외한 나머지 5면은 전자파 흡수체(230)가 부착되었다. 이는 송신 안테나(210)에서 수신 안테나(220)로 방사 신호를 전송할 때, 반사파가 발생하는 경우를 일반화한 것이다.
도 2를 통해 알 수 있듯이, 송신 안테나(210)에서 방사된 신호는 직접파(실선으로 표시)와 반사파(점선으로 표시)로써 수신 안테나(220)로 도달한다. 이 경우, 지면을 제외한 나머지 5면으로 방사된 신호는 전자파 흡수체(230)로 흡수되어 반사되지 못하므로, 수신 안테나(220)는 직접파 성분과 지면에서 반사된 반사파 성분만을 측정할 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 도 1의 직접파 추출부(120)는 기 설정된 기준 시간과 방사 신호가 안테나로 도달하는데 소요되는 시간을 비교하여, 제1 시간 영역 데이터 중에서 기준 시간보다 작거나 같은 도달 시간을 포함하는 데이터를 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터로 추출할 수 있고, 직접파 성분의 도달 시간 및 반사파 성분의 도달 시간을 예측하여 상기 기준 시간을 설정할 수 있는데, 기준 시간은 하기 수학식 5 내지 수학식 8에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112008036694055-PAT00018
[수학식 6]
Figure 112008036694055-PAT00019
[수학식 7]
Figure 112008036694055-PAT00020
[수학식 8]
Figure 112008036694055-PAT00021
여기서,
Figure 112008036694055-PAT00022
는 기 설정된 기준 시간,
Figure 112008036694055-PAT00023
는 예측된 직접파 성분의 도달 시간,
Figure 112008036694055-PAT00024
는 예측된 반사파 성분의 도달 시간,
Figure 112008036694055-PAT00025
는 직접파 성분과 반사파 성 분의 도달 시간의 차이, R은 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 거리, D는 지면으로부터 안테나까지의 높이, C는 전파 전달 속도를 각각 의미한다.
즉, 도 1의 직접파 추출부(120)는 제1 시간 영역 데이터 중에서, 안테나로의 도달 시간 t가
Figure 112008036694055-PAT00026
인 값을 갖는 경우 이를 반사파 성분으로 보아 제거하고, 도달 시간 t가
Figure 112008036694055-PAT00027
인 값을 갖는 경우 이를 직접파 성분으로 추출하여 제2 시간 영역 데이터를 생성하게 된다. 이에 따라 직접파 추출부(120)는 방사 신호에서 직접파 성분을 효과적으로 추출할 수 있게 된다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다.
도 3은 제1 주파수 영역 데이터에 대한 크기를 도시한 도면이고, 도 4는 제1 주파수 영역 데이터에 대한 위상을 도시한 도면이다. 도 3 및 4를 통해 알 수 있듯이 제1 주파수 데이터는 특정 주파수 대역(
Figure 112008036694055-PAT00028
)에 포함되는 주파수 성분에 대한 데이터 값을 포함하고 있다.
도 5는 도 3과 도 4에서 표시한 제1 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환한 결과를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에서 표시한 시간 영역 데이터에서 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에서는 시간 t가
Figure 112008036694055-PAT00029
인 값을 갖는 경우 이를 직접파 성분으로 추출하게 된다. 도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 주파수 대역을 확장하지 않고 제1 주파수 영역 데이터를 그대로 이용하는 경우, 시간 영역 데이터의 데이터 값의 개수가 적어 직접파 성분을 효과적으로 제거할 수 없다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 제2 주파수 영역 데이터를 이용하여 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다. 도 7 내지 도10에서는 제1 주파수 영역 데이터에 비해 주파수 대역이 3배 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 이용하였다.
도 7은 제2 주파수 영역 데이터에 대한 크기를 도시한 도면이고, 도 8은 제2 주파수 영역 데이터에 대한 위상을 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8을 통해 알 수 있듯이 제2 주파수 데이터는 특정 주파수 대역(
Figure 112008036694055-PAT00030
)에 비해 3배 확장된 주파수 대역에 대한 데이터 값을 포함하고 있다.
도 9는 도 7과 도 8에서 표시한 제2 주파수 영역 데이터를 시간 영역 데이터로 변환하여 제1 시간 영역 데이터를 생성한 결과를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에서 표시한 시간 영역 데이터에서 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다. 도 9 및 도 10에서도 시간 t가
Figure 112008036694055-PAT00031
인 값을 갖는 경우 이를 직접파 성분으로 추출하도록 하였다. 도 9 및 도 10에서 알 수 있듯이, 주파수 대역을 확장한 제2 주파수 영역 데이터를 이용하는 경우 제1 주파수 영역 데이터를 그대로 사용하는 경우에 비해 시간 영역 데이터의 데이터 값의 개수가 많아져서 직접파 성분을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
도 11 및 도12는 본 발명의 일실시예에 따라 무반사실에서 측정한 안테나의 방사 성능과 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능을 비교한 결과를 도시한 도면이다. 도 11에서는 방사 패턴의 크기를, 도 12에서는 방사패턴의 위상을 각각 도시하였다. 상기 방사 성능은 제1 주파수 영역 데이터의 중심 주파수 성분에 대한 측정값이다.
또한, 무반사실에서 안테나의 방사 성능을 측정하는 경우, 방사 신호에 반사파 성분이 존재하지 않으므로, 도 11 및 도12에서는 무반사실에서 측정된 안테나의 방사성능을 참값(점선으로 표시)으로 표기하였고, 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능은 계산값(실선으로 표시)으로 표기하였다.
도 11 및 도 12를 보면 실선과 점선이 일치하지 않음을 알 수 있는데, 이는 참값과 계산값 사이에 오차가 발생하였음을 의미한다. 즉, 제1 주파수 영역 데이터를 직접 이용하는 경우, 안테나의 방사 성능을 정확하게 측정할 수 없다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따라 무반사실에서 측정한 안테나의 방사 성능과 제2 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능을 비교한 결과를 도시한 도면이다. 도 13에서는 방사 패턴의 크기를, 도 14에서는 방사패턴의 위상을 각각 도시하였다. 상기 방사 성능은 제2 주파수 영역 데이터의 중심 주파수 성분에 대한 측정값이다.
또한, 도 13 및 도 14에서도 무반사실에서 측정한 안테나의 방사 성능을 참값(점선으로 표시)으로 표기하였고, 제2 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능을 계산값(실선으로 표시)으로 표기하였다.
도 13 및 도 14를 보면 실선과 점선이 거의 일치함을 확인할 수 있는데, 이는 참값과 계산값 사이에 오차가 거의 없음을 의미한다. 즉, 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 이용하는 경우 정확하게 안테나의 방사 성능을 계산할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다. 이하, 도 15를 참고하여, 각 단계별로 수행되는 과정을 상술하기로 한다.
먼저 단계(S1510)에서는 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 단계(S1520)에서는 측정된 방사 신호로부터 측정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성한다.
안테나의 방사 성능을 정확하게 측정을 위해서는 반사파 성분을 제거하고 직접파 성분을 추출하여야 하는데, 직접파 성분을 효율적으로 추출하기 위해서는 시간 영역 상에서의 해상도가 높아야 한다. 즉 직접파 성분과 반사파 성분의 수신 안테나로의 도달 시간의 차이가 충분이 커야 한다. 따라서, 단계(S1520)에서는 시간 영역에서의 직접파 성분과 반사파 성분의 해상도를 높이기 위하여, 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 주파수 대역이 확장된 제2 주파수 영역 데이터를 생성한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역 데이터의 확장된 주파수 대 역은 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역을 포함하고, 상기 확장된 주파수 대역의 대역폭은 상기 특정 주파수 대역의 대역폭의 정수배 값일 수 있다. 이 경우, 단계(S1520)에서는 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역의 하한 주파수 보다 낮은 주파수 영역, 및 상기 특정 주파수 대역의 상한 주파수 보다 높은 주파수 영역 중 적어도 하나 이상의 주파수 영역에 대하여, 제1 주파수 영역 데이터를 반복적으로 적용함으로써, 특정 주파수 대역의 정수배 값의 대역폭을 갖는 확장된 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1 주파수 영역 데이터는 방사 신호에 대하여 기 설정된 주파수 간격에 따라 이산적(discrete)으로 측정된 데이터 값들을 포함하고, 제2 주파수 영역 데이터는 제1 주파수 영역 데이터에 포함된 데이터 값의 정수배의 개수의 데이터 값들을 포함할 수 있다.
즉, 단계(S1520)에서는 주파수 대역에 포함된 주파수 성분 중 일정한 주파수 성분에 대한 데이터를 측정하여 이산적인 데이터 값을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 단계(S1520)에서는 상기의 이산적인 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있는데, 이 때 제2 주파수 영역 데이터는 제1 주파수 영역 데이터의 주파수 대역의 정수배 값의 주파수 대역을 가질 수 있으므로, 제2 주파수 영역 데이터에 포함된 데이터 값의 개수는 제1 주파수 영역 데이터의 정수배 일 수 있다.
이 경우, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역에 데이터의 데이터 값들 중에서 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응되는 데이터 값들은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들에 소정의 실수 계수를 곱한 값일 수 있다. 단계(S1520)에서는 제2 주파수 영역 데이터를 생성함에 있어, 상기 특정 주파수 대역에 포함되는 데이터 값은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들과 동일한 값을 가지고, 상기 특정 주파수 대역에 포함되지 않는 데이터 값들은 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값에 소정의 실수 계수를 곱한 값을 반복적으로 적용할 수 있다.
제2 주파수 영역 데이터에 있어서, 제1 주파수 영역 데이터의 특정 주파수 범위 이외의 주파수 대역에 해당되는 데이터 값은 수신 안테나로부터 직접 측정된 값이 아닌 가상의 데이터 값이므로, 본 발명에서는 상기 가상의 데이터 값으로 제1 주파수 영역 데이터 자체를 사용하지 않고, 제1 주파수 영역 데이터에 소정의 실수 계수를 곱한 값을 사용하여, 제2 주파수 영역 데이터를 생성할 수 있도록 하였다.
본 발명의 일례에 따르면, 이산적인 데이터 값들을 포함하는 제1 주파수 영역 데이터 및 제2 주파수 영역 데이터는 각각의 데이터 값들을 행렬원소들로 하는 데이터 행렬일 수 있다. 이하에서는 상기 데이터 행렬을 이용하여 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 과정을 자세히 설명하기로 한다.
수신 안테나의 측정 각도의 수가 m이고, 측정 주파수의 수가 n인 경우, 데이터 행렬은 m×n의 크기를 갖고, m 과 n은 상기 수학식 1 및 수학식2에 따라 결정될 수 있다.
이 때, 특정 측정 각도에 대한 제1 주파수 영역 데이터 행렬은 상기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
상기 수학식 3의 데이터 행렬을 이용하여 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 데이터 행렬을 생성할 수 있는데, 본 발명의 일례로서, 제1 주파수 영역 데이터의 주파수 대역에 비해 3배 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터의 데이터 행렬은 상기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
단계(S1530)에서는 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 단계(S1540)에서는 제1 시간 영역 데이터로부터 방사 신호에 포함된 반사파 성분을 제거하여 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1530)에서는 역 푸리에 변환을 이용하여 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환할 수 있다. 또한, 발명의 일실시예에 따르면, 제2 주파수 영역 데이터는 이산적인 데이터 값들을 포함할 수 있는데, 이 경우 단계(S1530)에서는 역 이산 푸리에 변환 또는 역 고속 푸리에 변환을 이용하여 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 시간 영역 데이터는 방사 신호가 안테나로 도달하는데 소요되는 도달 시간을 포함하고, 단계(S1540)에서는 기 설정된 기준 시간과 방사 신호가 안테나로 도달하는데 소요되는 시간을 비교하여, 제1 시간 영역 데이터 중에서 기준 시간보다 작거나 같은 도달 시간을 포함하는 데이터를 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터로 추출할 수 있다.
직접파와 반사파의 도달 시간에 차이가 크지 않은 경우, 방사 신호에 포함된 직접파 성분과 반사파 성분의 구분이 어려워 직접파 성분을 효율적으로 제거하 기 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하고, 이를 제1 시간 영역 데이터로 변환하여 직접파 성분과 반사파 성분의 해상도를 높임으로써, 직접파 성분을 정확히 추출할 수 있도록 하였다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1540)에서는 직접파 성분의 도달 시간 및 반사파 성분의 도달 시간을 예측하여 상기 기준 시간을 설정할 수 있다. 즉, 안테나의 방사 성능 측정에 앞서 직접파와 반사파가 안테나로 도달하는 시간을 미리 예측하고, 상기 예측된 값에 따라 직접파 성분과 반사파 성분을 구별하는 기준 시간을 설정할 수 있다.
단계(S1550)에서는 상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S1550)에서는 푸리에 변환을 이용하여 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환할 수 있다. 또한, 발명의 일실시예에 따르면, 제2 시간 영역 데이터는 이산적인 데이터 값들을 포함할 수 있는데, 이 경우 단계(S1550)에서는 이산 푸리에 변환 또는 고속 푸리에 변환을 이용하여 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환 할 수 있다.
단계(S1560)에서는 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산한다. 안테나의 방사 성능 측정은 수신 안테나의 측정 각도에 따른 방사 신호의 크기와 위상을 측정하는 것이므로, 단계(S1560)에서는 모든 측정 각도에 대해서 안테나 방사 성능 계산을 수행하게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 안테나 방사 성능 측정 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 1에서 설명한 안테나 방사 성능 측정 시스템에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 시스템의 상세한 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 안테나 방사 성능 측정 시스템의 구성을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도6은 본 발명의 일실시예에 따라 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도10은 본 발명의 일실시예에 따라 제2 주파수 영역 데이터를 이용하여 직접파 성분을 추출한 결과를 도시한 도면이다.
도 11 및 도12는 본 발명의 일실시예에 따라 무반사실에서 측정한 안테나의 방사 성능과 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능을 비교한 결과를 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따라 무반사실에서 측정한 안테나의 방사 성능과 제2 주파수 영역 데이터를 이용하여 측정한 안테나의 방사 성능을 비교한 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 방사 성능 측정 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 안테나 방사 성능 측정 시스템
110: 데이터 생성부
120: 직접파 추출부
130: 계산부

Claims (12)

  1. 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 데이터 생성부;
    상기 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 상기 제1 시간 영역 데이터로부터 상기 반사파 성분을 제거한 상기 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 직접파 추출부; 및
    상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 계산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장된 주파수 대역은 상기 특정 주파수 대역을 포함하고, 상기 확장된 주파수 대역의 대역폭은 상기 특정 주파수 대역의 대역폭의 정수배 값인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 영역 데이터는 상기 방사 신호에 대하여 기 설정된 주파수 간격에 따라 이산적(discrete)으로 측정된 데이터 값들을 포함하고,
    상기 제2 주파수 영역 데이터는 상기 제1 주파수 영역 데이터에 포함된 데이터 값의 정수배의 개수의 데이터 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 주파수 영역 데이터의 데이터 값들 중에서 상기 특정 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응되는 데이터 값들은 상기 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들에 소정의 실수 계수를 곱한 값인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실수 계수는 0보다는 크고 1보다는 작거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직접파 추출부는 역 푸리에 변환을 이용하여 상기 제2 주파수 영역 데이터를 상기 제1 시간 영역 데이터로 변환하고,
    상기 계산부는 푸리에 변환을 이용하여 상기 제2 시간 영역 데이터를 상기 제3 주파수 영역 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 영역 데이터는 상기 방사 신호가 상기 안테나로 도달하는데 소요되는 도달 시간을 포함하고,
    상기 직접파 추출부는 기 설정된 기준 시간과 상기 도달 시간을 비교하여, 상기 제1 시간 영역 데이터 중에서 상기 기준 시간보다 작거나 같은 상기 도달 시간을 포함하는 데이터를 상기 제2 시간 영역 데이터로 추출하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 직접파 추출부는 상기 직접파 성분의 도달 시간 및 상기 반사파 성분의 도달 시간을 예측하여 상기 기준 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 시스템.
  9. 안테나를 통하여 직접파 성분 및 반사파 성분을 포함하는 방사 신호를 측정하고, 상기 측정된 방사 신호로부터 특정 주파수 대역을 갖는 제1 주파수 영역 데이터를 생성하고, 상기 제1 주파수 영역 데이터를 이용하여 상기 특정 주파수 대역보다 확장된 주파수 대역을 갖는 제2 주파수 영역 데이터를 생성하는 단계;
    상기 제2 주파수 영역 데이터를 제1 시간 영역 데이터로 변환하고, 상기 제1 시간 영역 데이터로부터 상기 반사파 성분을 제거한 상기 직접파 성분에 대한 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 제2 시간 영역 데이터를 제3 주파수 영역 데이터로 변환하고, 상기 제3 주파수 영역 데이터를 이용하여 안테나의 방사 성능을 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확장된 주파수 대역은 상기 특정 주파수 대역을 포함하고, 상기 확장된 주파수 대역의 대역폭은 상기 특정 주파수 대역의 대역폭의 정수배 값인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 주파수 영역 데이터의 데이터 값들 중에서 상기 특정 주파수 대역 이외의 주파수 대역에 대응되는 데이터 값들은 상기 제1 주파수 영역 데이터의 데이터 값들에 소정의 실수 계수를 곱한 값인 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 시간 영역 데이터는 상기 방사 신호가 상기 안테나로 도달하는데 소요되는 도달 시간을 포함하고,
    상기 제2 시간 영역 데이터를 추출하는 단계는 기 설정된 기준 시간과 상기 도달 시간을 비교하여, 상기 제1 시간 영역 데이터 중에서 상기 기준 시간보다 작거나 같은 상기 도달 시간을 포함하는 데이터를 상기 제2 시간 영역 데이터로 추출하는 것을 특징으로 하는 안테나 방사 성능 측정 방법.
KR1020080047939A 2008-05-23 2008-05-23 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법 KR100981256B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080047939A KR100981256B1 (ko) 2008-05-23 2008-05-23 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080047939A KR100981256B1 (ko) 2008-05-23 2008-05-23 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090121836A true KR20090121836A (ko) 2009-11-26
KR100981256B1 KR100981256B1 (ko) 2010-09-10

Family

ID=41604722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080047939A KR100981256B1 (ko) 2008-05-23 2008-05-23 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100981256B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011018206A1 (de) * 2009-08-14 2011-02-17 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Antennencharakterisierung in einem wellenleiter
KR102088036B1 (ko) 2018-09-19 2020-05-22 주식회사 아모텍 안테나 성능 시험장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3395469B2 (ja) * 1995-08-09 2003-04-14 三菱電機株式会社 アンテナ測定装置
JPH1062467A (ja) 1996-06-12 1998-03-06 Mitsubishi Electric Corp 不要電磁波測定システム
JPH10221391A (ja) 1996-12-04 1998-08-21 Mitsubishi Electric Corp 円筒面放射界測定装置
JP2003161749A (ja) 2001-11-28 2003-06-06 Mitsubishi Electric Corp アンテナの放射パターン測定装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011018206A1 (de) * 2009-08-14 2011-02-17 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Antennencharakterisierung in einem wellenleiter
US9279845B2 (en) 2009-08-14 2016-03-08 Rosenberger Hochfrequenztechnik Gmbh & Co. Kg Antenna characterization in a waveguide
KR102088036B1 (ko) 2018-09-19 2020-05-22 주식회사 아모텍 안테나 성능 시험장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100981256B1 (ko) 2010-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110535481A (zh) 使用共用信号波形的组合的雷达和通信系统
JP2009162688A (ja) 電子走査型レーダ装置、受信波方向推定方法及び受信波方向推定プログラム
JP5779370B2 (ja) 電子走査型レーダ装置、受信波方向推定方法及びプログラム
KR102169873B1 (ko) 차량용 레이더의 고유값의 상대 비교를 통한 신호 개수 추정 방법 및 이를 이용한 차량용 레이더
JP7282385B2 (ja) 電波監視装置および電波監視方法
KR100981256B1 (ko) 안테나 방사 성능 측정 시스템 및 방법
JP2015175700A (ja) 位置推定装置、位置推定方法およびプログラム
Shoudha et al. Reduced-complexity decimeter-level Bluetooth ranging in multipath environments
US9716557B2 (en) Calibration device
Khaleghi Time-domain measurement of antenna efficiency in reverberation chamber
KR20190135267A (ko) Cw 레이더 및 cw 레이더를 이용한 거리 측정 방법
Wu et al. Fault early warning in air‐insulated substations by RSSI‐based angle of arrival estimation and monopole UHF wireless sensor array
JP2013152112A (ja) 時間差方位探知装置
EP3055704B1 (en) Analog to information converter
JP2008003078A (ja) 送信信号発生器及びそれを用いたレーダ送信装置
JP6350242B2 (ja) レーダ装置およびレーダ出力調整システム
Park et al. Fine-resolution ranging scheme based on signal strength in indoor hallway with rough-surface slab waveguide
KR20170128899A (ko) 무선 통신 신호의 수신 시각 산출 장치 및 방법
JP6372874B2 (ja) 波源方位推定システム、波源方位推定方法及びプログラム
Hou et al. Two‐Dimensional River Flow Patterns Observed with a Pair of UHF Radar System
RU2309423C2 (ru) Способ обнаружения и пеленгования объектов по излучениям их передатчиков
Huang et al. Joint estimation of frequency and DOA with spatio-temporal sub-nyquist sampling based on spectrum correction and Chinese remainder theorem
Florio et al. A Reconfigurable Full-Digital Architecture for Angle of Arrival Estimation
JP2014137241A (ja) 信号処理装置及び信号処理方法
KR102308983B1 (ko) 진동 펄스 시퀀스 생성, 검출 방법 및 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130829

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee