Reverberation chamber built in ETRI (Electronics and Telecommunications Research Institute) was modeled using FDTD method. Two different scenarios were set to check the validity of FDTD method in modeling the reverberation chamber. Both scenarios used dipole antenna operating at 750MHz as transmitting and receiving antenna. For the actual measurement, S21 parameters were collect using the network analyzer. For the FDTD simulation, S21 parameters were calculated under the modeled geometry of the chamber. First scenario did not use the platform stirring and second scenario did use the platform stirring. The results were compared to find out how the environment inside the chamber differs. It has been shown that the platform stirring increases the field’s uniformity and this was also realized by FDTD method. As a result, it has been shown that the FDTD method was valid for modeling the reverberation chamber.
MIMO 안테나와 다중 반사 환경 개념이 등장하면서 이에 대응하는 새로운 측정시설이 요구되었다. 그에 따라 잔향 챔버가 MIMO 안테나의 측정에 도입이 되었으며 잔향 챔버를 이용하여 MIMO 안테나의 다양한 파라메타들을 측정할 수 있는 방법들이 제시되었다. 이와 함께 FDTD 방식을 이용하여 잔향 챔버를 분석하는 연구들 또한 활발이 진행이 되었다. 대표적으로 잔향챔버 내의 스터러의 효율적인 디자인, 잔향 챔버의 기본적인 모델링, 광대역에 대한 잔향챔버 내의 전자파 분포 등에 대한 연구들이 있다. 이들 모두 FDTD 기법을 이용하여 잔향 챔버를 모델링 한다는데 그 의의가 있지만, 잔향챔버 내의 실제 안테나까지 모델링하여 송수신 안테나간의 전파특성(S파라메타)에 대한 연구는 미비한 실정이다.
만약FDTD 모델링으로 안테나간의 전파특성(S파라메타)을 알 수 있고 또한 챔버내의 스터러의 회전에 대하여 다량의 S 파라메타들을 FDTD 기법으로 계산하여 획득할 수 있다면 잔향 챔버에서 행해지는 실제 안테나 실험 및 MIMO 안테나 파라메타 도출을 시뮬레이션 만으로도 예측할 수 있게 된다.
본 논문은 이러한 아이디어에 초점을 맞추어서 연구가 행해졌다. FDTD기법을 통하여 잔향 챔버를 모델링하고 더 나아가 잔향챔버 내의 안테나들까지 모델링 함으로써 안테나간의 S파라메타를 계산하였다. 그리고 계산되어진 S파라메타들을 토대로 FDTD 기법으로 모델링된 잔향 챔버의 타당성 여부를 검토하였다.
우선, 도출된 S파라메타들을 누적분포 시켜서 이론적인 Rayleigh Distribution에 근접하는지의 여부를 확인하였다. 계산 결과 platform stirring기법을 도입한 FDTD 시뮬레이션에서는 전자파들이 Rayleigh Distribution을 가짐을 확인하였다.
둘째로, 모델링된 안테나들이 수신한 전기장을 토대로 spatial correlation function 을 계산하여서 이론적인 spatial correlation function과 비교하였다. 비교결과 null point가 편향되어서 조금 일치하지는 않지만 거리에 대하여 전체적으로 감소하는 결과를 얻을 수 있었다. 이를 토대로 FDTD 방식이 잔향챔버와 잔향챔버 내의 안테나가 형성하는 전자파 분포를 모델링할 수 있다는 결과를 도출하게 되었다.
