• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.143-148
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• 2013

본 논문에서는 무선 시스템에서 목표물 도래방향 추정에 대한 다중 빔에 대해서 연구한다. 빔 조향 방법은 고각 방향의 빔 조향 방식 또는 빔 형성 방식, 스택 빔 조향, 주파수 조향, 위상 조향 및 디지털 빔 형성 등으로 구분 된다. 제안된 알고리즘은 효과적인 빔 조향을 하기위해서 위상과 크기를 보정하는 안테나 가중치 오차 보정기법과 특이 행렬을 결합한 방법이다. 본 논문에서는 빔 조향 추정 알고리즘을 제안하여 디지털 빔 형성 레이더에 빔조향 방식을 적용하여 목표물을 추정하였다. 모의실험을 통해서 본 연구에서 제안된 알고리즘의 성능을 기존 알고리즘과 비교 분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 알고리즘이 기존 알고리즘보다 도래방향 추정 능력이 향상된 것을 입증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.37-46
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• 2016

본 논문에서는 고가의 위상천이기를 대체하여 로트만 렌즈 안테나를 이용한 2.442GHz 대역의 빔 조향 시스템을 제안한다. 본 빔 조향 시스템의 구성요소는 로트만 렌즈, 송신 안테나, 빔을 스위칭하기 위한 스위치 박스로 구성되어 있다. 초기 설계조건을 설정하고 요구조건에 맞춰 설계 및 제작하였다. 그 결과, 고가의 위상천이기를 대체한 로트만 렌즈의 사용으로 무반사실에서 빔이 조향됨을 알 수 있었다. 성능 검증을 통해 실시간 빔 수신 표시 장치인 정류안테나의 LED를 켬으로써 시각적으로 빔의 조향을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.880-885
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• 2010

본 논문에서는 다이폴과 루프 안테나가 결합된 빔 조향(steering) 재구성(reconfigurable) 안테나를 제시하였다. 본 안테나는 다이폴(dipole)과 루프(loop) 두 안테나가 결합하였을 때, 특정 비율에서 빔 방사 방향이 서로 상쇄되거나 보상되는 특성을 이용한 빔 조향 안테나이다. 본 안테나는 구조적으로 비교적 간단한 평판형 안테나이며, 안테나 상에 두 개의 스위치를 이용하여 안테나의 xy-평면상에서 서로 다른 세 개의 빔 방향을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 우선 스위치를 이용한 빔 조향의 가능성을 확인하기 위하여 2개의 가상의 스위치(line 연결)를 이용하였으며, 두 개의 스위치 on/off 상태에 따라, 최대 빔 방향은 xy-평면상에서 $0^{\circ}$, ${\pm}50^{\circ}$, 3개의 빔 조향이 가능하다. 동작 주파수는 VSWR 2:1 기준으로2.50~2.56 GHz이다. 빔 조향 시 2.48~1.96 dBi의 최대 이득(peak gain)을 가지며, 세 가지 빔은 전체 $125^{\circ}$ 정도의 넓은 빔 커버리지를 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.754-760
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• 2011

본 논문에서는 직물형 회로 기판상에 설계된 U-슬롯을 갖는 빔 조향(beam steering) 마이크로스트립 패치(microstrip patch) 안테나를 제안하였다. 본 안테나는 직물형 회로 기판 및 의복상에 제작하는 것을 목적으로 설계되었으며, 동작 주파수 6.0 GHz에서 빔 조향이 가능하도록 설계되었다. 빔 조향을 위해 U-슬롯과 간접적 급전(in-direct feed) 방식이 적용되었으며, 안테나 패치 부분과 간접 급전부 사이에 두 개의 가상 스위치(line connection)을 이용하였다. 두 개의 가상 스위치 조합($S_0$, $S_1$, $S_2$)에 따라, 최대 빔 방사 방향은 yz-평면상에서 ${\theta}=0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $331^{\circ}$, 세 방향으로의 빔 조향이 가능하다. 전체 반전력 빔 폭(HPBW)에 의한 빔 커버리지는 약 $115^{\circ}$이고, 빔 조향시 6.11~6.69 dBi의 최대 이득(peak gain)을 갖는다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.546-551
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• 2023

본 연구에서는 AESA 레이다의 근전계에서 송신/수신 모드에 대한 원전계 빔조향, 근전계 빔집속 등의 기능을 수행하기 위한 빔 조향 특성 측정 장치를 개발하였다. 빔조향 특성 측정장치는 구면형 근접전계 스캐너, 안테나 포지셔너, 근접전계 제어기, 네트워크 측정기, 레이다 제어시스템, 검증용 레이다 및 모의레이돔, AESA 레이다 등으로 구성된다. 개발한 시스템을 이용하여 AESA 레이다에 대한 레이돔장착전/후의 송/수신패턴특성을 측정하였고, 근접전계 측정 후 원전계로의 변환을 통해 빔패턴을 분석하였다. 그리고 레이다 안테나 장치의 보어사이트에러 를측정하였고, 모의 레이돔 장착 전후 메인로브가 동일하게 형성됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.300-304
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• 2015

본 논문에서는 무선전력전송용 전 방향 빔 조향 직교 공진기를 제안하였다. 전 방향 빔 조향 직교 공진기는 2개의 루프를 수직으로 교차하여 이들의 연결 관계를 스위치로 제어하는 방식이다. 스위치의 연결 방식에 따라 루프에 흐르는 전류의 방향이 결정되고, 그에 따라 빔 조향 방향이 결정된다. 수직으로 교차한 공진기의 전류와 그에 따라 형성되는 자기장의 벡터 합의 원리를 이용하여 대각선 방향으로의 빔 조향을 실현하였다. 4개의 스위치 mode를 통해서 총 8개 방향으로 빔 조향이 가능하다. 적합한 스위치 mode를 사용하여 전 방향에 대한 전송 효율을 구하면 시뮬레이션과 측정 결과가 각각 56.3~60.0 %(편차 3.7 %), 41.2~48.7 %(편차 7.5 %)으로 비교적 전 방향에 대해 균일한 전송 효율을 얻을 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.129-135
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• 2011

본 논문에서는 다중 빔 형성기법을 이용하여 다중 목표물들의 고각을 추정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 배열 소자로 수신되는 신호들을 디지털로 처리해 수신 빔을 스택 빔으로 만들고, 빔 형성기에서는 안테나 소자에 가중치를 적용함으로서 원하는 수신 빔을 생성 할 수 있다. 이때 스택 빔을 구현하기 위해서는 여러 개의 값비싼 위상천이기 필요하지만, 현재는 컴퓨터의 성능이 많이 향상되어 위상변위기 대신에 고속 푸리에 변환을 이용하여 다중스택 빔을 형성한다. 또한 수신기에서 원하는 방향으로 빔을 조향하기 위해서 빔 조향 오차 보정 기법을 적용하여 다중 빔의 지향성을 향상 시킨다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 고속 후리어 변환과 빔 조향오차 보정 기법에 근거를 둔 제안된 고각 추정방법이 기존의 방법에 비해 목표물 추정 면에서 우수함을 보인다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.10-15
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• 2017

무선 주파수 에너지 전송에 있어 최적의 전처리 기법으로 알려진 전-디지털 에너지 빔포밍은 벡터 양자화를 사용하므로 채널 피드백 부담이 크다. 이러한 피드백 부담을 줄이기 위해 스칼라 양자화를 사용해 채널을 피드백하는 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술을 고려할 수 있다. 현재까지의 빔 조향 기반의 에너지 전송 기술에 대한 연구는 특수한 채널 환경 및 기지국이 채널 정보를 완벽히 알고 있는 상황에서 진행되었다. 본 논문에서는 현실성을 반영한 채널 모델을 사용하고 채널 추정 오차가 있는 환경에서 빔 조향 기법을 전-디지털 에너지 빔포밍과 비교하여 성능을 분석하였다. 모의실험을 통해 채널 환경, 기지국과 단말의 안테나 수 및 상호 간의 거리, 그리고 채널 추정 오차에 따른 성능을 확인하고 그 원인을 분석한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.43-55
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• 2013

본 논문에서는 원통형태의 배열구조에서 수평면(H-plane), 수직면(E-Plane) 빔조향 특성을 갖는 원통형 능동위상배열 안테나를 제안하였다. 상호결합특성이 우수한 접힌 다이폴 안테나를 원통의 배열구조에 적합하도록 설계하고, 수직과 수평으로 $8{\times}8$ 원통 배열구조를 갖는 지향성 배열안테나와 전력 분배를 위한 결합분배기를 설계 및 제작하였다. 원통배열 안테나의 복사소자 배열 간격은 반전력 빔폭과 빔 조향 시 그레이팅로브가 발생하지 않도록 결정하였다. 안테나의 빔 조향은 송수신장치 내부의 6비트 위상변위기를 이용하여 구현하였으며, 안테나 빔조향 시 수평면으로 -24도 ~ 24도, 수직면 기준으로 0도 ~ 36도의 빔조향 특성을 갖도록 고안되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.87-92
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• 2022

본 논문에서는 탐색기용 AESA 레이더에 적용할 수 있는 배열소자 설계에 관한 연구를 수행하였다. AESA 레이더에 적용하기 위한 안테나는 전자 빔조향 특성을 확보하기 위해 배열 안테나에 적용할 최적의 복사소자를 선정하고, 설계 시 빔조향 특성을 고려하여야 한다. 특히 광각 빔조향 특성을 충족하기 위해 광각 임피던스 매칭(WAIM:Wide Angle Impedance Matching) 기법을 활용하여 광각 조향 시 발생할 수 있는 음영 지역(Scan Blindness region)을 최소화하여야 한다. 이처럼 시스템 운용의 안정성 확보가 AESA 레이더의 중요한 설계 고려 사항이 되고 있다. 본 논문에서는 AESA 레이더 안테나 장치에 적용되는 복사소자 특성을 개선하기 위해 복사소자 끝단에 WAIM을 적용하고, 시스템의 안정적 운용 척도인 능동 반사 계수 성능 변화를 검토하였다. 최종 성능 결과는 시뮬레이션 데이터를 수학적으로 합성하여 제시한 방안의 유효성을 검증하였다.