이동 통신 기지국 안테나의 수동 상호 변조 왜곡에 진동이 미치는 영향 분석 및 개선 방안

Abstract

본 논문은 800 MHz 대역의 CDMA 이동 통신 기지국의 안테나에서 보편적으로 발생되고 있는 수동 상호 변조 왜곡 특성에 대하여 조명해 보고 진동이 수동 상호 변조 왜곡에 미치는 영향을 분석하여 그에 대한 개선 방안을 연구하였다. 이동 통신 기지국은 대부분 건물 옥상이나 철탑 등 고지대에 위치하게 된다. 그렇기 때문에 비, 바람 등 자연 환경적인 요인이나 차량 등 생활 환경적인 요인에 의해 미세한 흔들림 곧, 진동이라는 영향을 수없이 받고 있다. 이에 착안하여 이동 통신 안테나가 진동에 의해 영향을 받고 있다는 것을 실험을 통해 입증해 냄으로써 실제 이동 통신 운용 필드에서 진동이라는 요인에 의해 안테나의 수동 상호 변조 왜곡 특성이 쉽게 열화된다는 것을 증명해 보였다. 또한, 진동에 잘 견딜 수 있는 안테나 구조에 대한 개선 방안을 제시하였고, 구조 개선 전후 안테나의 수동 상호 변조 왜곡 특성을 실험적으로 비교함으로써 그 열화 정도를 35 dB 이상 향상시킬 수 있었다. This work investigates the effects of vibration on the passive intermodulation distortion characteristics of base station antennas for 800 MHz CDMA mobile communication systems. In general, base station antennas are located at high positions such as on building rooftops or iron towers. Thus the antennas are always affected by random vibrations, coming from various natural environmental factors such as rain and wind, or from living environmental factors such as vehicles and trains passing by. The measured intermodulation distortion characteristics before and after vibration accelerated degradation test show that vibrations are indeed the main cause for the intermodulation distortion performances of such antennas. To minimize the effects of vibrations, a new antenna design isptoposed that has an improved tolerance for vibrations. Experimental results show that the proposed antenna design dramatically reduces the degradation of the intermodulation distortion more than 35 dB.