• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.219-225
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• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.937-950
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• 2015

마이크로스트립 리플렉트어레이는 다수의 반사소자를 이용하여 방사패턴을 조절하는 안테나로서, 일반적으로 곡면형 반사판 안테나를 대체하기 위하여 연구되어왔다. 본 논문에서는 리플렉트어레이에 관한 간략한 설계 이론을 정리하고, 고이득 및 광대역 리플렉트어레이의 연구동향을 살펴본다. 리플렉트어레이의 이득 특성을 개선하기 위해서는 리플렉트어레이에서 구현되는 반사위상의 오차를 최소화해야 하는데, 이를 위해서는 충분히 넓은 반사위상 범위 및 낮은 반사위상 민감도를 얻어야 한다. 리플렉트어레이의 대역폭을 확장하기 위해서는 반사소자의 반사위상이 주파수에 대해 선형적인 특성을 가지도록 설계해야 한다. 본 논문에서는 적층형 구조, 단층 다중공진 구조 등, 고이득 및 광대역 리플렉트어레이를 위해 반사소자의 반사위상 특성을 개선하고자 하는 다양한 연구에 대해 살펴본다. 또한, 안테나를 보다 소형화하기 위해 리플렉트어레이를 이중 반사판 형태로 구현하는 연구를 소개하고, 마지막으로 Contoured 빔, 근거리 빔 집중, RCS 감소 등 다양한 리플렉트어레이 적용 사례에 대해 정리한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권6호
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• pp.515-521
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• 2014

본 논문에서는 Ray-tracing 기법을 이용하여 그레고리안 안테나의 부반사판을 축변환 후 회전하여 급전혼으로 회귀되는 전파를 없애 이득 및 정재파비를 개선 시키고 부반사판의 크기와 전체적인 부피를 줄여 효율적인 구조를 갖는 축변위그레고리안 안테나를 설계하였다. 설계된 급전혼의 방사패턴을 이용하여 급전혼-부반사판-주반사판으로 전달되는 전파의 경로를 추적하여 주반사판 개구면에서의 전계분포를 구하고 이로부터 원거리 복사패턴을 계산하는 프로그램을 작성하여 안테나 성능을 최적화 하였다. 설계된 안테나는 CST와 제작 측정을 통해 계산결과와 비교하여 이득, 빔폭, 방사패턴, 부엽준위, 반사손실이 계산 결과와 매우 유사함을 확인함으로써 Ray-tracing기법에 대한 타당성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.85-90
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• 2008

본 논문에서는 모노펄스 안테나 시스템에 적용되는 2중 반사경에 관하여 연구하였다. 연구 결과 주반사판의 효율이 70% 이상인 경우 반사경의 크기가 설계에 사용되는 최저 주파수(11.7GHz)의 30파장(약77cm)이면 최저주파수의 이득은 37.9dBi, 최대 주파수(12.7GHz)에서는 38.6dBi의 이득을 얻을 수 있다. 또한 부반사판의 성능 개선을 위한 방안으로 반지름 D이고 초점거리 $F_e$인 경우 초점거리 대 지름의 비가 더 클수록 원거리 장에서의 교차편파가 개선되며 반사판의 테두리에서의 구면 확산손실이 감소한다. 또한, 급전 안테나의 측면 변위($x_sy_s$평면에서)에 따른 방사패턴의 약화 정도가 더 작아지기 때문에 주빔의 주사 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.873-881
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• 2002

본 논문에서는 PCS대역(1,750 MHz ~ l,870 MHz)과 IMT-2000대역(1,885 MHz ~2,200 MHz)에서 동작하는 광대역 8소자 다이폴 배열 구형반사판 안테나를 설계하고, 실제안테나를 제작하여 복사특성을 측정하였다. 안테나설계 는 모멘트법 과 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 이용하여 해석하고, 해석 된 결과로부터 안테나의 구조 값을 구하였다. 설계된 안테나의 타당성을 검토하기 위하여 8소자 다이폴 배열 구형반사판 안테나를 실제 제작하고 복사특성을 측정하여 계산결과와 비교하였다. 측정결과는 PCS대역과 IMT-2000대역에서 VSWR이 1.5 이하를 만족하였고, 이득은 전 대역에서 16 dBi 이다. 따라서 본 논문에서 설계한 안테나는 PCS/IMT-2000 기지국용 안테나로 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.137-140
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• 2022

본 논문에서는 반사배열 안테나 구조를 이용한 W대역 모노펄스 추적 시스템을 제안하였다. 제안한 반사배열 안테나 모노펄스 추적 시스템은 단일 반사 방식의 4개의 급전 혼 안테나과 마이크로스트립 반사배열을 이용한 평판형 반사판으로 구성된다. 4개의 급전 혼 안테나는 10 dBi의 이득, E/H평면에서 대칭적으로 56도 반치각을 가지고 있다. 1개의 급전 혼 안테나를 사용한 반사배열 안테나는 41.8 × 41.8 mm²의 크기로, 26.8 dBi의 이득과 약 5.6도의 반치각 빔폭을 가지고 있다. 4개의 급전 혼 안테나를 사용한 반사배열 모노펄스 추적 시스템은 75 GHz에서 90 GHz까지 정합되어 있으며, 각 안테나 사이의 격리도는 10 dB 이상 확보되어 있다. 또한 전파신호의 추적범위는 5.98도를 가지고 있으며, 추적오차범위는 0.02도임을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.33-39
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• 2008

본 논문에서는 WiBro/WiMAX 대역(2.3${\sim}$3.5 GHz)에서 동작하는 광대역 $16(4{\times}4)$ 소자 배열 구형 반사판 안테나를 설계하고, 복사 특성을 고찰하였다. 설계된 안테나는 IBBD(Integrated Balun Bow-tie Dipole) 소자로 구성 되며, 급전 회로에서 발생하는 불요 전자파를 줄이기 위하여 반사판 뒷면에 급전 회로를 두었다. 설계된 안테나의 광대역 특성을 확인하기 위하여 실제 안테나를 제작하고 복사 특성을 측정하여 계산된 결과와 비교하였다. 측정결과는 계산 결과와 비슷하게 나타났으며, $2.06{\sim}3.89GHz$ 대역에서 VSWR 1.6 이하를 만족하였고, 안테나 이득은 사용 주파수 대역에서 10.3dBi 이상으로 나타났다. 따라서 본 논문에서 설계된 안테나는 WiBro/WiMAX 공용 배열 안테나로 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권4호
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• pp.103-109
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• 1999

본 논문에서는 2-층의 유전체로 구성하여 한방향 복사특성을 갖는 T-모양 급전선의 슬롯 안테나인 새로운 구조를 제안하였다. 또한 양방향으로 복사특성을 갖는 슬롯 안테나는 한방향으로만 복사하기를 원할 경우, 반사판을 별도로 설치해야 한다. 그러나 여기에서 제시한 안테나는 별도의 반사판 설치가 필요없게 된다. T-모양의 마이크로스트립 급전 구조는 슬롯의 폭 변화에도 임피던스 정합이 쉽게 이룰 수 있었다. 그리고 슬롯 안테나의 대역폭은 슬롯 폭에 비례하여 확장되는 특성을 얻었다. 여기서 제시한 급전 구조는 방사저항이 낮은 값으로 일정하게 유지되어 슬롯 폭과 거의 무관한 좋은 특성을 얻었다. FDTD법으로 모델링하여 전계분포를 시간 영역에서 계산하였고, 이를 Fourier 변환시켜 슬롯 안테나의 반사손실, 전압 정재파비, 복사 패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 측정한 결과로부터, 대역폭은 중심 주파수 2.5GHz에서 약 34.8%의 광대역 특성을 보였다. 측정치들은 계산치들과 비교적 잘 일치하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.653-659
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• 2016

본 논문은 공중에서 회전하면서 광대역 신호를 방향 탐지하고 수신하는 반사판 안테나 급전기용 초광대역 LPDA(Log-Periodic Dipole Array) 안테나를 제안한다. S 대역부터 Ka 대역까지 20:1 이상의 초광대역 특성을 확보하기 위해 평면기판 위에 방사소자를 인쇄하였고, 기판 사이에 견고한 구조의 쐐기형 유전체 지지대를 삽입하였다. 또한, 무게를 줄이기 위해 지지대 중심 부분을 스티로폼 재질로 대체하였다. 설계된 LPDA 안테나의 5-dB 반사손실 대역폭은 시뮬레이션 37.57:1(1.09~40.95 GHz), 측정 33.85:1(1.31~44.35 GHz)로 초광대역 특성을 나타내었다. 동작 대역에서 평균 이득은 시뮬레이션, 측정 각각 5.79 dBi, 5.76 dBi로서 요구하는 이득을 확보하였다. 제안된 견고하고 가벼운 초광대역 LPDA 안테나는 항공용으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권3호
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• pp.39-44
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• 2007

본 논문에서는 해양 함정 환경에서 위성 신호를 수신하기 위한 위성 탐색 및 추적 방법을 제안한다. 빠른 시간 내에 위성을 탐색하기 위한 탐색 알고리즘은 위성 신호의 주엽 뿐아니라 부엽을 이용하는 방법을 제안하였으며, 안테나가 지향하고자 하는 목표 위성을 파도 등에 의한 외란에 상관없이 항상 추적하기 위한 방법으로 부반사판을 틸팅하여 고속으로 회전하여 위성 편차를 취득하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 주반사판과 부반사판으로 구성된 카세그레인 안테나를 기반으로 코니칼 스케닝을 구현하여 고가의 자이로 센서 등의 모션센서 없이 오차 신호를 취득하여 추적 기능을 구현하였으며, 실험을 통해 그 효용성을 보였다.