일반기술

통합 마이크로광자 광대역 스마트안테나 빔형성기 시스템

본 발명은 다양한 RF지연시간을 가지는 통합 마이크로광자 광대역 스마트안테나 시스템이다. 무선 통신망에서 광대역 공간 null을 조절하기 위해, RF(Radio Frequence)지연신호를 실 시간적으로 가변적으로 발생시키는 미세광자(Microphotonic)광대역 스마트 안테나 빔성형기(beamformer)구조 제안한다. 광대역 스마트 안테나에 대한 가중치 합성에 대한 개념을 보여주고 있다. 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)는 vecsel 에레이의 변조 효율을 높이기위해 안테나에서 수신되 RF 증폭시킨다. 또한 반전된 LNA는 식(3)의 음의 계수를 얻는데 사용된다. RF splitter는 LNA에서 증폭된 RF 입력신호를 동일한 N 개의 RF 신호로 분리시킨다. 분리된 이신호들은 RF 채널을 통하여 VECSEL/광수신기 칩에 집적되어 있는 1 ×N VECSEL 어레이로 전송되는 시스템이다.파장 분할 다중화(WDM) 기법은 위상 어레이 안테나의 빔성형 능력을 향상시키기 위해 사용되었다. WDM은 신호의 지연을 등화시키기 위해 병렬 신호 처리를 사용할 수 있는 장점이 있다. 실시간 지연 분산 파이버 프리즘 빔성형 방식에 대한 응용연구가 기존에 제안되었으며 실시간 지연을 얻기 위한 광섬유 Bragg격자의 사용 방식이 빔성형 망에서 주목받은 바 있다. 이러한 빔성형 방식은 밀집된 다중 빔(multi-beam)위상 어레이에서 유리할 수 있지만, 광대역 null 조정을 위해서는 효율적인 경비로 구현할 수 없는 단점이 있다. 이것은 구현될 빔성형기가 광대역 null 조정을 위해 고정된 시간 지연이 아닌 가변적인 시간 지연을 발생시켜야 하기 때문이다. 광대역에서 적응적으로 null을 수행하는 위상 어레이 수신기를 위한 파이버 기반 가변 실시간 지연 처리기가 기존에 연구되고 있다. 이 처리기는 다른 파장의 rf 변화된 광 케리어(optical carrier)를 동시에 지연시키고 혼합시키기 위해서 조절 가능한 레이저 어레이와 분산 광 섬유, 그리고 단일 광 검출기(photodetector)를 사용하였다. 그러나 광대역에서 단일 광 검출기를 사용할경우, 근접한 파장의 크기가 광 간섭을 발생시켜 RF 대역에서 필터링하여 없애기 힘든 심각한 beat noise가 생성된다.photonic null 조정방식에 대한 기존의 연구 논문에서 발생된 근본적인 광 간섭 문제를 없애기 위해, 단일 광검출기 대신 광대역 광 수신기(photoreceiver)어레이를 이용한 광대역 스마트 안테나 빔형성기에 대한 연구가 진행되고 있다. 미세광자 빔성형기는 VECSEL, 광수집기 어레이를 사용하여 위상 어레이 안테나에서 수집한 RF 신호에서 많은 지연 신호를 발생시킨다. 또한 원하는 방향에 광대역 공간null을 얻기 위해 발생되어진 지연된 RF 신호중에서 몇개의 신호를 적절하게 선택, 조합하여 합성시킨다. 제안된 빔성형기는 다음과 같은 새로운 특성을 갖고 있다.-적응적으로 null을 합성할 수 있다. 요약하면-효율적인 비용 절감 및 집적화 된 하드웨어 해결방안을 제시한다-현재의 전자회로 기술을 사용하여 광 대역폭을 갖는 신호를 처리할 때 발생되는 문제를 해결하기 위해 photonic 기술을 사용한다.-양자 RF 신호 처리에 마이크로 전자공학을 결합하여 양자 처리기에 지능을 부여한다.