• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제14권2호
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• pp.55-67
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• 2003

본 고에서는 차세대 무선통신용 초소형 단말기 구현에서 RF 시스템의 성능 개선에 크게 기여하게 될 RF 집적형 안테나 기술 현황과 향후 발전 방향이 제시된다. 고성능을 유지하면서 초소형 RF 전치단을 실현하기 위한 능동소자와 안테나가 결합하여 복합 기능을 하는 능동 집적 안테나(AIA, Active Integrated Antenna) 기술 현황, RF 시스템 단일 패키지(RF-SOP, System On Package) 형태에 집적 가능한 안테나 및 미래의 꿈인 RF 시스템 단일 칩 (RF-SOC, System On Chip)을 향한 단일 칩 안테나 (AOC, antenna on chip) 기술 동향 등이 기술된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.29-37
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• 2012

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나(APAA: Active-Phased Array Antenna)의 능동 반사 계수(ARC: Active Reflection Coefficient) 개선 및 보호 회로 구성을 통한 안정적인 시스템 운용에 관하여 연구하였다. 수동 위상배열 안테나에서와 달리 APAA는 복사 소자와 송수신 모듈이 결합된 형태로 일반적인 수동 위상 배열 안테나의 반사 계수 특성과 차별된 새로운 ARC의 정의가 적용되어야 한다. ARC는 방사하는 소자로부터의 자기 반사계수 외에 인접한 방사 소자로부터 유기되는 결합량의 중첩을 고려한 반사 계수이다. 이는 능동 위상 배열 레이더(APAR: Active-Phased Array Radar) 시스템의 특성을 예측하고 분석하는데 중요한 파라미터가 된다. 운용 중 발생하는 높은 ARC는 시스템 성능 열화에 직접적인 원인이 된다. 본 논문에서는 APAR의 안정적인 운용을 위한 방안으로 ARC의 성능을 개선시키는 방안과 보호 회로를 통한 열화 방지 방안에 관하여 분석하였다. 실제 제작한 능동 위상 배열 안테나의 실험 결과를 통해 두 방안의 유효성을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.528-535
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• 2011

본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기가 안테나로 동작하는 2.4GHz 대역의 능동 안테나를 이용하여 이동체의 거리를 측정할 수 있는 소형 도플러 센서를 제안하였다. 이동체의 움직임에 비례하여 고주파 발진주파수의 편이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 거리 감지 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.35GHz에서 약 120도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 약 240mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 자유낙하 실험으로부터 지표위의 5m 지점에서부터 지표면까지 선형적인 전압크기의 증가를 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.620-628
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• 2007

H 섹터 혼 안테나는 일정한 빔 커버리지를 가지면서 빔 조향을 하는 광대역 위상 배열 송신기의 복사 소자로 유용하다. 본 논문에서는 상호 결합을 이용하여 3:1 주파수 대역과 ${\pm}60^{\circ}$의 빔 조향 범위를 갖는 광대역 E-면 H 섹터 혼 위상 배열 안테나를 설계하였다. 주자계면에서 반전력 빔 폭이 $30{\sim}50^{\circ}$을 갖는 H 섹터 혼 안테나를 설계하였다. 도파관 시뮬레이터를 이용하여 상호 결합을 포함하는 능동 반사 계수를 계산하였고, 광대역 주파수 범위에서 상호 결합에 의하여 능동 반사 특성이 개선되었다. 이러한 결과를 이용하여 $8{\times}1$ H 섹터 혼 위상 배열안테나를 제작하였다. 주자계면에서의 반전력 빔 폭과 능동 반사 계수의 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 빔 조향된 복사 빔들의 첨두치 패턴은 능동 소자 패턴과 잘 일치하였다. 3:1 주파수 대역과 빔 조향 범위에서 능동 반사 계수는 대부분 0.3 이하로 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.397-401
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• 2005

본 논문에서는 역지향성 능동배열 안테나용 2-포트 주파수 혼합기를 설계 제작하였다. 역지향성 안테나는 임의의 방향에서 입사하는 전파를 그 방향으로 되돌려 복사시키는 안테나 배열 시스템으로서, 반사파가 입사 반대방향으로 파면(wave front)을 갖도록 하기 위해서는 입사신호의 위상을 180도 천이 시키는 공액 위상변위기가 필요하다. 역지향성 배열에서 공액 위상변위기는 주파수 혼합기로 구현할 수 있다. 2-포트 주파수 혼합기는, 일반적인 3-포트 구조와 달리, RF/IF 신호를 동일 포트에서 사용함으로써 입력단의 신호 결합회로를 사용하지 않아도 되며, 임피던스 정합이 용이하다는 장점을 갖는다. 회로 제작을 위한 비선형소자로 p-HEMT가 사용되었으며, -10 dBm의 LO 전력을 인가하였을 때, 변환손실 -1 dB와 RF 전력 -15 dBm의 1-dB 억압점(compression point)이 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.111-118
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• 2003

넛치 안테나는 진행파형 안테나로서 공진형 안테나에 비해 광대역 특성과 넓은 빔 폭을 가지므로 광대역 위상 배열 안테나의 복사 소자로 사용되어진다. 본 논문에서는 단일 복사 소자의 해석으로 무한 배열 안테나를 모의할 수 있는 도파관 시뮬레이터를 이용하여 3 : 1 이상의 주파수 대역과 $\pm$45$^{\circ}$의 빔 조향 범위를 만족하는 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나를 설계하였다. 설계된 단일 소자의 등가회로 모델링을 통해 단일 소자와 무한 배열소자에서의 임피던스 특성을 비교하였으며, 설계된 결과를 이용하여 1$\times$9배열 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 전체를 해석하였다. 이때 구해진 안테나간 상호 결합 계수를 이용하여 각 소자의 빔 조향 각도에 따른 능동 반사 계수를 구하였으며, 능동 소자 패턴을 통해 빔 조향에 따른 이득의 변화를 살펴보았다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.694-705
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• 2006

본 논문은 Ku 위성 방송 대역에서 동작하는 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 실험에 관한 것으로, 안테나 시스템은 16개의 방사 능동 채널 및 16 채널 입력의 윌킨슨 전력 결합기 그리고 안정화 직류 전원 및 위상 제어 보드로 구성된다. 각 능동 채널 내에는 3-비트 디지털 위상 천이기가 존재하여 제어부로부터 위상을 제어 받아 전자적인 안테나 빔을 형성할 수 있다. 측정된 각 능동 채널간의 진폭 및 위상 편차는 각각 ${\pm}0.8dB$ 이하 및 ${\pm}15^{\circ}$ 이하였으며, 각 능동 채널의 잡음 지수는 동작 대역 내에서 1.2 dB 이하의 성능을 갖는다. 전체 안테나 시스템의 측정 성능은 동작 대역 내에서 23.07 dBi 이상의 안테나 이득과 - 11.17 dBc 이하의 사이드로브 레벨 그리고 정방향에서 -12.75 dBc 이하의 교차 편파 레벨을 보여 주었다. 또한, 능동 채널내 위상 제어를 통해 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$의 빔 스캔 방사 패턴이 측정되었으며, 이때, 각각 1.1 dB, 2.5 dB, 3.6 dB의 빔 스캔 손실 성능을 보여 주었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권2호
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• pp.111-118
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• 2016

본 논문은 무인항공기 탑재용 능동 빔 보상이 가능한 X-대역(9.375 GHz) $1{\times}2$ 배열 마이크로스트립 안테나를 제안한다. 먼저 기본형 $1{\times}2$ 배열 마이크로스트립 안테나와 윌킨슨 전력분배기를 결합하여 배열 안테나를 설계 하였고, 배열 안테나의 방사 성능을 확인하였다. 측정 결과, 다음으로 설계된 배열 안테나의 빔 조향을 위해 위상기, 윌킨슨 전력분배기를 모듈구조로 제작하였고, 위상 천이에 따른 빔 조향 특성을 측정 하였다. 금속 차폐를 통해 메인 로브는 $0^{\circ}$ 방향에서 0.3 dB 개선된 -0.6 dBi로, 좌우 대칭인 안정된 방사패턴을 얻었다. 또한 $180^{\circ}$ 방향에서 사이드 로브를 18.8 dB 감소시켰다. 다음으로, 무인항공기 날개에 컴팩트하게 탑재할 수 있도록 배열 안테나의 뒷면에 위상기와 전력분배기를 부착하여 능동 빔 조향 마이크로스트립 배열 안테나를 설계 및 제작 하였다. 측정 결과 최대 이득은 0.7 dB 향상된 0.1 dBi로, 메인 로브는 좌우 대칭이며 사이드 로브가 억제된 형태의 방사 특성을 얻을 수 있었다. 따라서, 무인항공기 날개에 탑재된 배열 안테나에 대해 날개의 변형에 따른 빔 오차를 보상할 수 있는 기본 안테나 설계 기술을 확보하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권8호
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• pp.42-50
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• 2007

본 논문은 2.4/5.8GHz 이중 대역 수신용 능동 안테나 설계 구조를 제시하였다. 제시된 능동 안테나는 한 개의 초광대역(Ultra Wideband, UWB) 안테나를 이용하여 2.4GHz 영역과 5.2GHz 영역에서 수신 및 증폭이 동시에 이루어지게 하는 구조이다. 각 동작 영역에서 초광대역 안테나의 출력단과 능동 소자 입력단 사이의 상호 임피던스 정합은 직접 연결법에 의해 이루어지게 하였으며 직접 연결법에 의한 동작 주파수에서의 임피던스 정합은 평면형 초광대역 안테나의 급전선로 길이를 변화시켜 구현하였으며 안테나의 코프래너 급전선로 길이는 $1/20{\lambda}0$(@5.8GHz) 이내로 설정하였다. 구현된 수신용 능동 안테나의 주파수 대역폭$(VSWR{\leq}2)$은 2.4GHz 동작 주파수에서 $2.0\sim3.1GHz$, 5.8GHz 대역에서 $5.25\sim5.9GHz$로 이루어졌다. 실험 결과 2.4GHz에서 17.0dB 및 5.2GHz에서 15.0dB의 이득(gain)이 측정되었고 1.5dB의 잡음지수(noise figure, NF)가 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.6-16
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• 2009

V/UHF대 방향 탐지(DF)용에 적용하기 위하여 9개의 다이폴 소자로 구성된 원형배열 안테나를 연구하였다. 배열 안테나의 전체 크기를 줄이기 위하여 소자는 top-hat 다이폴 형태를 이용하였다. 20-1,300Mhz인 매우 넓은 주파수 범위에서 동작하기 위하여 각 다이폴 소자의 팔(arm)의 중간에 pin diode를 삽입하였다. 이런 형태의 다이폴을 이용하므로 pin diode의 on/off에 따라 다이폴의 실효 길이를 증감할 수 있다. 능동 배열 안테나는 평형 푸시풀 증폭기와 직접 연결되게 설계하므로 수신 감도를 개선할 뿐만 아니라 발룬 역할을 하였다. 그리고 능동 배열 안테나를 설계 및 제작하였고, 측정 결과를 계산 결과와 비교하여 제시하였다.