본 논문에서는 안테나의 소형화, 이득 및 방사패턴을 개선한 초고속 통신망 시스템을 효과적으로 사용하기 위해 3.3 [GHz], 5 [GHz] 대역에서 동작하는 WLAN/UWB 통신용 안테나를 설계 및 제작을 하였다. 대역폭의 개선을 위해 마이크로스트립 패치 안테나를 선택하였고 각 단계마다 이론적인 근거에 의한 수식을 이용하여 슬롯의 폭, 길이, 전송선로의 폭 등을 계산하였다. 설계된 안테나의 시뮬레이션 결과 반사손실이 3.3 [GHz]에서 -14.053 [dB]이고 5 [GHz]에서 -13.118 [dB]의 값을 보여주었다. 이득은 3.3 [GHz]에서 2.479 [dBi]의 값과 5[GHz]에서 3.317[dBi]의 수치를 보여주었다. 또한 3D 설계가 가능한 CST Microwave Studio 2014 프로그램을 이용하여 최적화 한 후, 이를 바탕으로 제작한 안테나의 특성을 측정하여 성능을 확인하는 방법으로 연구를 진행하였다. 최근 다양하고 발전이 계속 이루어지고 있는 무선 기술인 WLAN과 해당 기술 이용자의 수요 증가에 따른 기술의 주파수 대역도 역시 증가하고 있는 추세의 통신 기술인 UWB을 초고속 무선 통신 시스템으로 사용하는 데 있어 불편함 없도록 해당 이용자를 위한 원활한 통신이 가능할 것으로 보인다.

본 논문에서는 선박의 안전운항을 위하여 안개 발생 시 엔진을 자동으로 제어하여 피해를 최소화하거나 회피할 수 있도록 자동 제어 시스템을 설계 및 제작 하였다. 제작된 동력 자동제어시스템은 ATmega128과 RPM감지회로를 사용하여 안개발생부에서 인위적으로 안개를 발생시켜 RPM의 변화량을 측정하였다. 이를 위하여 전체구성도를 작성하였으며 홀센서가 있는 모터를 사용하여 PWM 제어를 하 도록 ATmega128에 Source code를 적용시켰다. 추후, 제작된 동력 자동제어장치를 통하여 실제 선박에서의 실험 및 안전성평가를 마련할 계 획이다.

본 연구에서는 항해 도발적인 기후 변화에 따라 광센서를 이용하여 감지하고 경보를 가능하게 할 수 있는 시스템을 개발하였다. 국내에서는 조선 산업과 IT융합기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있고, 시급히 선박 운한 시 안개 및 폭우에 따른 시정 상태를 항해사에게 경보해 줄 수 있는 고 신뢰성 안전장치 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시스템 개발을 위하여 소형, 소전력의 광센서 송수신기와 센싱 데이터 처리장치를 설계 제작을 하였으며, 성능평가는 시뮬레이션 분석을 통하여 이루어졌다. 측정 방법은 실내·외에서 거리별로 분석하였다. 분석 결과 실내에서 최소 32.36[dB], 최대 89.20[dB]의 값을 측정하였고, 실외에서는 32.55 ~ 60.66[dB]까지 측정 되었다. 측정 결과 정상적으로 작동함을 알 수 있었으며 향후 광산업과 더불어 조선기술의 발달에 기초자료로 도움이 될 것이라 사료된다.

본 논문에서는 해상 안개를 감지하여 선박 운항 시 선원들이 안전 운항을 할 수 있도록 알려주는 안개 경보 장치를 설계 및 제작하였다. 개발된 안개 경보 장치는 광전소자인 적외선 LED의 발광부와 수광부를 이용하여 센서부와 송수신 장치 모듈을 통합시켰으며, 수신 감도만을 이용하여 저전력 및 소형화하였다. 제작된 장치의 실험은 시정 1km 이내로 안개발생 기준을 습도 70 %로 하고 인공의 안개를 발생시켜 기준값을 초과하면 알람이 울리는 것을 실험에서 확인하였다. 개발된 장치를 선박에 적용할 경우, 짙은 안개에 따른 안전사고에 신속히 대응 할 수 있을 것이다.

본 논문에서는 해상에서 사용 가능한 이중대역 무선랜 안테나를 설계하였다. 탄젠트 손실이 없는 FR-4기판을 사용하였으며, 유전율은 4.4, 32mm*28mm*1.6mm의 크기를 갖는다. 입력대비반사손실이 2.4GHz와 5.8GHz대역에서 -10dB이하로 동작하며 간단한 구성으로 50옴 마 이크로스트립라인에 의해 급전하는 안테나를 설계하여 양호한 반사손실을 보임을 확인하였다.

본 논문에서는 선박 내 무선통신을 위한 무선랜용 미엔더 라인 안테나를 개발할 것이며, IEEE 802.11a에서 제정한 WLAN 대역인 2.4 ∼ 2.46 GHz와 5.15 ∼ 5.35 GHz 대역을 만족할 수 있는 안테나를 설계한다. 안테나는 32⨉16㎟의 기판에 설계되었으며, 설계한 안테나의 특징은 무선랜 공진주파수 대역에서의 정합을 만족한다. 직사각형 패치의 길이를 조정함으로써 두 개의 공진 주파수를 얻을 수 있었으며, 얻어 진 임피던스 대역은 2.4GHz에서 12%, 5GHZ에서 45.3%의 특성을 보였다. 또한 공진주파수 대역에서 비교적 양호한 방사패턴과 안테나 이득을 얻을 수 있었다.

본 논문에서는 FCC(연방 통신위원회)에서 지정한 UWB(Ultra-wideband)주파수 대역(3.1~10.6[GHz])을 만족하는 해상용 무선통신 UWB용 원형 슬롯 패치 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나는 광대역화를 위해 원형 패치 안에 반원 슬롯을 삽입하였으며, 유전율은 4.4, 두께 가 2mm인 FR-4 기판으로 설계하였다. 제안된 안테나는 -10dB 이하에서 양호한 반사 손실을 나타내었고 UWB 전대역에서 정재파비 2이하를 만족하였다.

본 논문에서는 마이크로스트립 패치 RFID 태그 안테나를 제안하였다. 안테나는 짧은 스트립과 오픈 스터브, 패치, 그라운드로 구성되어있다. 제안된 안테나는 FR-4기찬을 사용하였고, 유전율은 3.5, 탄젠트 손실은 0.02이다. 전체적인 안테나의 크기는 길이가 100mm, 넓이는 26mm, 높이는 6mm이다. 기판의 두께는 5.93mm, 그라운드와 패치의 두께는 0.035mm이다. 제안된 안테나의 중심주파수는 UHF대역인 915MHz에서 형성하고 있다.

본 논문에서는 선박 내 무선 장비로 활용 가능한 새로운 CPW 급전 UWB 개구면 안테나를 설계하고자 한다. 설계 되어진 안테나는 그라운드면 위에 직사각형을 떼어낸 모형과 버섯형태의 스터브로 구성되어진다. 또한, 버섯형태의 스터브는 간단하고 적은 변수를 갖는 것과 동시에 원하는 UWB 대역에 맞는 가장 적절한 값을 구해내기에 편리하다. 안테나의 작은 홈의 크기는 21.1×8.1mm2이며 두께는 1.5mm에 유전율이 4.3을 가지는 FR-4에 제작되었다. CPW fed 평면 슬롯 안테나는 무선 주파수의 안테나에서 전파를 선택하여 증폭 시킨 후 중간주파수로 변환하는 회로와 함께 광대역, 저비용, 간단히 집적화 시킬 수 있는 이점들을 가지고 있다.

본 논문에서는 800MHz대역의 TRS(Trunked Radio System)대역을 비롯한, GSM(Global System for Mobile telecommunication), CDMA(Code Division Multiple Access)대역을 통합할 수 있는 광대역 마이크로스트립 안테나를 설계하고자 한다. 선박 및 해상 안전에 상용 가능한 선박 기지국 중계기용 안테나를 설계하였다. 마이크로 스트립 안테나의 협대역을 개선하기 위해서 직사각형 패치에 L형 급전구조를 갖으며, 평행 L-슬롯을 추가하여 이중 공진 효과를 이용하였다. 또한 이득의 개선을 위해 수직으로 적층 하였다. 설계된 안테나의 주파수 대역폭(VSWR 2:1)은 748MHz~1.04GHz로 292MHz(36%)의 양호한 특성을 보였으며, 또한 E-평면과 H-평면 모두 이득은 6.4Bi 이상, 3dB 빔폭은 E-평면 44.7˚와 H-평면 61.8˚이상의 개선된 특성을 보였다.

본 논문은 APDP(Anti-Parallel Diode Pair)를 이용한 5 GHz 대역 무선통신용 서브 하모닉 혼합기를 설계하였다. 기존의 혼합기는 LO와 RF를 혼합하여 투 주파수의 차로서 IF 신호를 얻는다. 그래서 주파수가 높아질수록, 안정되고, 높은 출력을 갖고, 우수한 위상잡음 특성을 갖는 LO 발진기가 필요하다. 그러나 APDP를 이용한 서브 하모닉 혼합기는 LO 신호의 제 2 고조파를 이용하여 혼합 작용을 한다. 따라서 기존의 혼합기에서 필요한 LO 주파수가 1/2로 줄어드는 장점이 있다. 제작된 서브 하모닉 혼합기의 변환손실은 LO 신호전력이 3dBm일 때, 12.83 dB이다. LO/IF, 2LO/IF, RF/IF, LO/RF의 분리도 특성은 39.17 dB, 58 dB, 34 dB, 67.9 dB이다. 그리고 입력 IP3는 8 dBm이다.

본 논문에서는 2.4GHz(ISM) 대역의 블루투스 시스템에 사용되는 역-F형 내부 안테나의 설계 파라미터 값에 따른 안테나 특성을 분석하였다. PCB 기판에 인쇄된 형태로 설계하여 안테나의 길이, 단락 스터브의 두께, 피드선과 단락 스터브 사이의 간격, 안테나와 접지면 사이의 간격, 안테나의 두께 및 기판의 두께와 기판의 유전율에 따른 특성 변화를 연구하였다. 설계 값에 따른 특성 변화로부터 설계 파라미터값을 튜닝하여 최적의 안테나를 설계하는 방법을 보였다. 설계된 안테나는 VSWR이 1.5이하인 주파수 대역폭이 6.3%(150MHz)였으며, 이득은 3dBi 정도를 얻었다.

현재의 디지털 통신시스템은 매우 다양한 디지털 변조방식을 채택하고 있다. 이러한 통신시스템에서는 인접채널에 대한 간섭을 최대한 줄이기 위해서 필연적으로 선형 전력증폭기를 요한다. 선형 전력증폭기는 매우 다양한데 그 중에서 전방궤환 전력증폭기는 구조상 광대역이면서 선형화 정도가 매우 우수하다. 전방궤환 전력중폭기에 사용되는 지연선로의 손실로 인하여 전체효율이 감소한다. 본 논문에서는 이러한 지연선로를 손실이 매우 작은 지연필터를 사용함으로써 효율과 선형성을 동시에 개선하였다. 측정된 결과 ACLR이 약 17.43dB 개선되었으며 이것은 지연필터를 사용함으로써 2.54dB 더 개선되었음을 나타낸다.