• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.130-136
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• 2014

본 논문에서는 최근 실리콘 기반의 소자를 이용하여 microwave 대역에서 millimeter wave 대역까지 동작하는 위상 배열 시스템 개발에 관한 연구를 리뷰하고자 한다. 우선 위상 배열 시스템의 중요한 부품인 위상 변위기를 CMOS 공정을 이용한 설계 방법에 대해 논의한다. 그리고 수동형 위상 변위기를 송수신 모듈에 적용하여 한 채널에서 16 채널까지 확장하여 실리콘 칩에 구현을 하였다. 35 GHz 대역에서 동작하는 4 채널 송수신 칩은 200 mW 이하의 저전력 성능을 보여주었다. 또한, 44 GHz 대역에서 16 channel로 확장하여 송신 출력과 선형성을 향상시킬 수 있었다. 능동형 위상 변위기는 Ku band 대역에서 동작하는 2-antenna 4-beam 수신기에 적용하였다. 한 칩에서 4개의 서로 다른 방향의 신호가 존재함으로 신호 간의 커플링을 최소화 하는 방법을 소개하고, 이를 측정을 통해 검증하였다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제25권2호
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• pp.39-49
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• 2014

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.87-94
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• 2023

최신의 무기체계 및 전자장비들은 아군의 생존성 향상을 위해 스텔스 기술에 대한 요구가 증가하고 있기 때문에, 레이다 반사 면적을 줄이는 저피탐 기술 구현이 필요하다. 이러한 스텔스 기술을 위해 형상 설계나 전파 흡수체를 적용한 저피탐 특성 구현 방법이 널리 사용되는데, 능동위상배열 안테나는 형상 설계에 구조적인 한계가 있고 전파 흡수체 적용 시 안테나의 전기적 성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 X-대역에서 동작하는 능동위상배열 안테나의 저피탐 특성 구현을 위해 전파 흡수체를 적용하기에 적합한 개별 복사소자를 선정하고, 13x13 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 다음으로 제작된 안테나의 흡수체 유무 및 종류에 따른 상대 RCS와 전기적 성능 측정 결과 비교를 통해 저피탐 특성은 확보하면서 전기적 성능은 동등 이상의 수준으로 유지됨을 보임으로써, 본 논문에서 제안한 저피탐 특성 구현 방법이 유효함을 보이고 전파 흡수체 적용 시 안테나 성능이 저하되는 한계를 극복할 수 있음을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권6호
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• pp.812-819
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• 2012

Interference and jamming are becoming increasing concern to a radar system nowdays. AESA(Active Electronically Steered Array) antennas and adaptive beamforming(ABF), in which antenna beam patterns can be modified to reject the interference, offer a potential solution to overcome the problems encountered. In this paper, we've developed a planar active phased array radar system, in which ABF, target detection and tracking algorithm operate in real-time. For the high output power and the low noise figure of the antenna, we've designed the S-band TRMs based on GaN HEMT. For real-time processing, we've used wavelenth division multiplexing technique on fiber optic communication which enables rapid data communication between the antenna and the signal processor. Also, we've implemented the HW and SW architecture of Real-time Signal Processor(RSP) for adaptive beamforming that uses SMI(Sample Matrix Inversion) technique based on MVDR(Minimum Variance Distortionless Response). The performance of this radar system has been verified by near-field and far-field tests.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.407-416
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• 2021

능동위상배열안테나는 적절한 급전신호 가중치 선택에 따라 대국을 향해 주 빔을 조향할 수 있을 뿐만 아니라 간섭원 방향으로 패턴 널을 형성할 수 있다. 주 빔의 조향을 위한 급전신호 가중치는 방사소자의 위치를 기반으로 쉽게 산출할 수 있다. 그리고 패턴 널 형성을 위한 급전신호 가중치 또한 적절한 요구 방사패턴 설정과 WLSM(Weighted Least Squares Method)을 이용하면 산출할 수 있다. 그러나 일반적인 무선 통신망 환경에서 간섭원의 위치는 미인지 상황에 있다. 따라서 적응형 패턴 널 형성 기법이 필요하다. 본 논문에서는 요구 방사특성 설정에 따른 패턴 널 형성이 가능함을 확인하고, 이를 기반으로 관측 영역 기준 이진탐색 알고리즘을 이용하여 간섭원 적응형 패턴 널 형성 기법에 관하여 연구하였다. 제시된 기법을 기반으로 모의실험을 수행한 결과, 효율적으로 간섭 적응형 패턴 널 형성이 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.740-747
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• 2012

최신의 다목적 전투기에 필수적으로 장착되고 있는 능동 위상 배열 레이더(AESA radar, Active Electronically Scanned Array radar)는 스캔 손실(scan loss)로 인해 빔 조향각별 탐지 거리가 불균일하게 나타난다. 빔 조향각별 드웰 시간(dwell time)을 가변함으로써 스캔 손실을 보상할 수 있는 방식이 제시되어 왔으나, 한정된 자원 속에 탐색, 추적, 미사일 유도 등의 다기능을 수행해야 하는 전투기 사격 통제 레이더에서 이러한 방식의 효용성은 종합적인 측면에서 고려되어야 한다. 본 논문에서는 먼저 빔 조향각별 드웰 시간을 가변함으로써, 능동 위상 배열 레이더의 전 탐색 영역에서 균일한 탐색 성능을 도출하였다. 다음으로 고정된 프레임 시간(frame time) 안에 빔 조향각별 드웰 시간을 가변하지 않을 경우의 탐색 부하를 50 %로 가정하면, 균일한 탐색 성능을 위해서는 약 100 %의 시간 자원을 탐색 업무에 할당함으로써, 다기능을 수행해야 하는 전투기 사격 통제 레이더의 요구사항을 만족하지 못함을 나타내었다. 다른 한편으로 균일한 탐색 성능과 50 %의 탐색 부하를 나타내기 위해 프레임 시간을 증가할 경우, 탐색 성능이 기존 대비 86.7 % 저하됨을 보여주었다. 이러한 분석을 바탕으로 프레임 시간, 탐색 부하, 탐색 성능을 종합적으로 고려한 전 탐색 영역 균일한 성능을 갖는 항공기 탑재 능동 위상 배열 레이더의 효과적인 빔 운용 방안을 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.168-173
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• 2008

본 논문에서는 능동 위상 배열 레이다 시스템에 적용 가능한 송수신 모듈을 설계/제작/측정하였다. 송수신 모듈은 능동 위상 배열 시스템에서 배열의 빔 합성으로 TWTA와 유사한 고출력을 획득하면서 TWTA 같은 중앙 집중식 송신기보다 신뢰성이 높고 기계적 빔 조향보다 기민하게 빔 조향을 가능하게 하는 핵심 구성품이다. 제안된 송수신 모듈은 물리적으로 Brick구조이며, 전기적으로 common leg 구조로 구성되어 있다. 또한, 소형화를 위해 하나의 유전체 기판 위에 MCM(Multi Chip Module) 형태로 제작되었으며, 실제 군용 레이다 시스템에 적용 가능한 사양을 선정하여 측정하였고, 측정 결과를 통하여 송수신 모듈의 최적화 설계를 위해 고려해야 하는 사항들을 검토하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.1027-1035
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• 2016

본 논문에서는 VHF 대역의 능동 위상 배열 안테나에 사용하기 위한 복사소자를 소형화하는 방안에 대해 연구하였다. 이를 위하여 미엔더 라인을 갖는 다이폴 안테나를 사다리꼴 모양으로 설계하여 성능 열화는 최소화하면서 다이폴 안테나 길이를 소형화하였다. 또한, 그리드 반사기를 사용하여 지향성을 향상시키고, 외부환경에 둔감하도록 하였으며, 배열 안테나에 적용하기 위한 구조로 설계하였다. 제작된 안테나는 VSWR 2:1 기준으로 약 9.1 %의 대역폭을 가지며, 4.24 dBi의 최대 이득을 갖는다. 그리고, 전후방비(FBR)는 15 dB 이상의 양호한 특성을 나타내었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.59-63
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• 2004

본 논문에서는 역지향성 능동배열 안테나용 2-포트 주파수 혼합기를 설계 제작하였다. 역지향성 안테나는 임의의 방향에서 입사하는 전파를 그 방향으로 되돌려 복사시키는 안테나 배열 시스템으로서, 주파수 혼합기는 반사파가 입사 반대방향의 파면(wave front)을 갖기 위한 공액변위기로 작용된다. 2-포트 주파수 혼합기에서는 RF/IF 신호가 동일 포트를 사용함으로써 입력단의 신호 결합회로를 사용하지 않아도 되는 장점을 갖는다. 비선형소자는 p-HEMT가 사용되었으며, -10㏈m의 LO 전력에서 변환손실 -l㏈와 RF 전력 -15㏈m의 1-㏈ 억압점이 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1061-1070
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• 2009

본 논문에서는 전기적으로 크기가 큰 능동 위상 배열 안테나에서 발생하는 빔-편이(beam-squint)현상을 해결할 수 있는 시간 지연기를 설계 및 제작하고, 측정 결과를 고찰한다. 시간 지연기는 4-bit 스위치로 제어되는 마이크로스트립 라인으로 설계되었으며, 시간 지연 구조의 손실을 보상해 주기 위해 송수신 경로에 MMIC 증폭기 모듈을 추가하였다. 시간 지연기의 측정을 통해 지연 상태별 이득 및 위상, P1dB, 수신 잡음 지수 등의 전기적 성능 규격을 만족함을 확인하였다. 또한, 제작된 시간 지연기의 성능 검증을 위해 측정 결과를 광대역 능동위상 배열 안테나에 적용하여 빔 패턴 보정 효과를 확인하였다. X 밴드 대역에서 800 MHz 대역차를 갖는 675.8 mm 크기의 안테나에 대해 빔 편이 현상을 보정해 본 결과 ${\pm}0.1^{\circ}$이던 주파수에 따른 조향각 오차가 ${\pm}0.1^{\circ}$ 이내로 줄어드는 효과를 확인하였으며, 향후 광대역 능동 위상 배열 안테나 시스템에 적용 가능성을 확인하였다.