Implementation and Verification of Communication Performance Using Vehicle Inner Directional Antenna for C-ITS
Jong-Hun Byun, Yong-Chun Jo, Hak-Yong Lee, Byeong-Woo Bae · 한국통신학회논문지 · 2018
본 논문은 교통안전에 혁신적인 변화를 이끌 C-ITS(Cooperative Intelligent Transport Systems)에 적용 가능한 차량 내부용 지향성 안테나를 제작, WAVE 통신성능 구현 및 검증을 하였다. C-ITS의 핵심인 V2X 통신을 위해서는 차량용 안테나가 필수적인 요소이며, C-ITS 활성화를 위해서는 V2X 통신영역 충족과 이용자 측면을 고려한 차량 안테나 설치의 편리성을 확보해야한다. 차량용 안테나는 일반적으로 차량 루프에 설치하는 샤크 안테나 타입의 외부용 안테나를 고려할 수 있다. 차량 외부용 안테나의 경우 안테나 특성을 확보하기에 최적의 위치이지만 차량 외부용 안테나가 기존에 존재하는 경우 추가적인 설치 또는 차량 개조가 필요할 수 있으며 안테나 고정방법, 케이블 배선 등과 같은 설치에 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 C-ITS 활성화를 위해 차량 외부용 안테나와 동등한 수준의 성능 확보가 가능한 차량 내부용 지향성 안테나를 제안한다. 차량 내부의 열악한 환경적인 특성 및 페이딩, 설치의 편리성을 확보하기 위해 고이득 평면형 안테나인 원형편파 마이크로스트립 패치 배열안테나를 선정하여 제작 및 튜닝과정을 통해 안테나 성능을 확보하였다. 제작된 안테나는 중심주파수 5890㎒ 기준으로 임피던스 대역폭은 110㎒(VSWR 1.5)로 WAVE 통신대역(5.855~5.925㎓)에서 양호한 임피던스 대역폭을 가진 안테나를 설계하였으며 중심주파수에서 yz 면에서의 반전력빔폭은 20°, zx 면에서의 반전력빔폭은 73°의 안테나의 성능을 확인하였다. 제안한 안테나의 성능검증을 위해서 실제차량에 적용하여 차량 대 차량(V2V) 통신영역 측정 및 차량 대 인프라(V2I) 실증서비스 측정을 통해 차량 내부용 안테나 성능검증을 수행하였으며 성능검증 결과 C-ITS 적용에 만족함을 확인하였다.