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2024년 한국전자파학회 하계종합학술대회 논문집 Vol. 12, No. 1  2024. 8. 21~24

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5G 대역 ....... 설계

o홍길동*, 이순신**, 김 구*

*한국대학교 전자전기공학부, ** 한국전자

abc1234@korea.ac.kr

I. 서론

최근 5G 이동통신 기술이 발달함에 따라 차량에 5G 기술을 접목시켜 자율주행기술수준을 향상시키려는 노력이 계속되고 있다[1]. 차량에 5G 기술을 적용하기 위해서는 5G용 안테나를 차량 내부 혹은 외부에 설치하는 것이 필요하며, GPS 및 DMB 수신용으로 기존 차량 루프탑에 탑재된 샤크안테나에 5G 안테나를 통합하는 방안을 고려 할 수 있다. 하지만 5G mmWave 대역에서는 기존 어플리케이션 대비 루프탑과 차량 전면 시스템을 연결하는 케이블에 의한 전송손실이 비교적 높아, 안테나의 성능이 저하 될 수 있다는 우려가 있다. 따라서 시스템과 가까운 차량 전면 유리면을 활용한 안테나 설계 기술이 요구되고 있지만 이에 대한 연구는 충분히 시도되지 않았다.

본 논문에서는 차량용 5G mmWave 대역용 단층 인쇄형 유리 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 유리 전면에 단순한 공정으로 제작될 수 있도록, 단층 인쇄가 가능한 모노폴 방사체 및 CPW 급전 구조를 갖는다. 원하는 방향으로 방사 이득을 조향하기 위해 단일 모노폴 안테나 소자는 4개의 선형 배열구조로 확장된다.

Ⅱ. 본론

그림 1은 제안된 차량용 5G 단층 인쇄형 유리안테나의 구조를 보여준다. 제안된 안테나는 h = 1.6 mm 유리 기판위에 단층 인쇄가 가능한 구조로 폭과 길이가 w = 2.8 mm, l = 2.5 mm인 모노폴 안테나 소자를 사용한다. 따라서 단순한 공정으로도 쉽게 인쇄가 가능해 차량 유리면에 쉽게 적용할 수 있다. 또한 원하는 방향으로 이득특성을 최대화하기 위해 4개 소자가 선형 배열되었다. 소자와 급전 포트사이를 연결하는 전송선로 역시 단층 인쇄가 가능한 CPW 구조가 적용되었다.

(a) 평면도             (b) 입체도

그림 1. 제안된 차량용 유리안테나 형상

그림 2. 제안된 안테나의 반사계수 및 효율

그림 2는 제안된 안테나의 반사계수와 효율을 나타낸다. 28 GHz 주파수 대역에서 안테나의 반사계수는 -17 dB이며 안테나의 효율은 50%로 나타났다.

III. 결론

본 논문에서는 차량용 5G 단층 인쇄형 유리 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 28 GHz 주파수 대역에서–17 dB의 반사계수를 가지며, 방사 효율은 50%로 나타났다.

ACKNOWLEDGMENTS

이 성과는 2015년도 및 2017년도 정부(교육부, 과학기술정보통신부와 이공분야 기초연구사업)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임.(NRF-2017 R1A5A1015596, 2017R1D1A1B04031890, 2015R1A6A1A 03031833).

참고문헌

[1] R. Lu, L. Zhang, J, Ni, and Y. Fang “5G Vehicle-to-Everything Services: Gearing Up for Security and Privacy,” Proceedings of the IEEE.  vol. 108, no. 2, pp. 373-389. Feb. 2020.