• 제목/요약/키워드: 빔 형성 안테나

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OFDMA/TDD 시스템의 하향링크 빔형성 송신기 설계 (Design of Downlink Beamforming Transmitter in OFDMA/ TDD system)

  • 박형숙;박윤옥;김철성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권5A호
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    • pp.493-500
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    • 2006
  • 논문은 OFDMA/TDD 시스템에서 하향링크 빔 형성 송신기의 효율적인 구조와 설계 변수의 최적화에 대하여 고찰하였다. 다수의 송신 안테나를 사용하는 하향링크 빔 형성 송신기 설계에 있어 다수의 사용자에 대한 효율적인 빔 형성 구조 설계와 송신기 블록의 word-length 는 송신기의 성능과 하드웨어 복잡도 측면에서 중요한 설계 변수가 된다. 본 논문에서는 기지국 수신에서 사용자 구분 없이 부반송파별 가중치만 메모리에 저장하고, IFFT 입력의 부반송파 단위에서 사용자에 따라 할당된 부반송파의 가중치를 고속으로 계산하여 적용하는 효율적인 빔형성기 구조를 제시하였다. 또한, 고정 소수점 시뮬레이션을 통하여 최적의 설계 변수를 분석하였다. 제시한 구조는 프레임 당 최대 사용자 수에 비례하게 메모리를 줄일 수 있으며, 또한 기지국 수신에서 사용자 제어 없이 FFT 출력을 바로 송신에 적용하여 OFDM 한 심볼의 처리 시간을 줄일 수 있고 송신기에서 빔 형성 계산은 별도의 처리 시간을 요구하지 않는 장점이 있다.

표적 입사각 추적을 위한 모노펄스 빔형성 네트워크 (Monopulse Beamforming Network for Target Angle Tracking)

  • 문성훈;한동석;조명제
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권1호
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    • pp.53-64
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    • 2004
  • 본 논문에서는 재밍 신호가 존재할 경우에 모노펄스 기법을 이용하여 표적신호의 입사각을 추정하기 위한 모노펄스 빔형성기를 제안한다. 제안한 모노펄스 빔형성기는 평면 어레이 안테나를 이용하여 방위각과 고도각으로 별도의 빔형성을 수행한다. 즉, 방위각 방향으로의 빔형성을 통하여 표적 고도각을 추정하고, 고도각 방향으로의 빔형성을 통하여 표적 방위각을 추정한다. 기존의 모노펄스 빔형성기에 비하여 적응된 가중치의 값에 상관없이 모노펄스 비를 얻으므로 구현이 간단하고 빔형성에 의한 편향이 발생하지 않는다 또한 주엽 제한조건을 사용하지 않으므로 다수의 주엽재밍이 존재할 경우에도 표적의 입사각을 정확하게 추정할 수 있다.

평면 배열 안테나를 이용한 수선 지역 형태에 적합한 빔 형성 방법에 관한 연구 (A Study on the Beam forming method suitable receive area shape using planar array antenna)

  • 이봉수;장재철;안도희
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.90-96
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    • 2003
  • 본 논문에서는 N개의 등방성 점원을 수신 지역과 동일한 구조로 배열하고 수신 지역과 동일한 방사패턴을 갖는 배열 구조에 대하여 연구하였다. 배열된 소자 간격은 그레이팅 로브를 피하면서 최적의 특성을 얻기 위하여 반파장 등간격으로 선택하였고, 각 배열 구조의 어레이 팩터를 유도한 후, 방사패턴을 이론적으로 계산하였다. 계산된 특성으로부터 각 평면 배열 안테나의 방사패턴은 수신 지역의 구조와 유사한 빔 특성을 얻을 수 있었다.

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적응배열 시스템에서 빔 지향 오차 수정기법에 대한 연구 (A Study on the Beam Steering Error Modification method to Adaptive Array System)

  • 이명호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.39-44
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    • 2008
  • 무선채널에서는 다중경로성분으로 인하여 간섭성분이 존재한다. 이러한 간섭성분을 제거하는 적응 배열 안테나는 간섭신호에 대해서는 영점을 형성하고 표적신호에 대해서는 이득을 최대화시킨다. 표적신호와 상관도가 있는 코히런트 간섭신호가 입사된다면 배열출력에서 표적신호까지 제거시키는 문제점이 있다. 그리고, 적응배열안테나는 지향오차에 민감한 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 코히런트간섭에 대한지향오차를 해결하기 위한 기존 알고리즘을 각각 소개하고 그 문제점을 분석하여 자유도의 손실을 최소화면서 코히런트 간섭과 지향오차를 감소시키는 빔 형성 기법을 제안하였다.

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TMS320C30을 이용한 스마트 안테나 시스템의 Test-bed 구현 (A Smart Antenna Test-bed Utilizing TMS320C30 in Smart Antenna System)

  • 김종욱;권세용;안성수;최승원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.523-533
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    • 2000
  • 본 논문에서는 국내 광대역 CDMA WLL(Wireless Local Loop) 규격올 적용한 스마트안테나 시스템의 빔 형성모듈을 설계, 제작하여 본 연구실에서 제안한 빔형성 알고리즘의 수신신호 성능을 실시간으로 분석할 수 있는 시연시스템을 제안하였다. 본 논문에서 소개되는 시연시스템은 범형성모듈뿐 아니라, 빔형성모듈의 성능을 확인 . 평가. 분석하기 위한 PC와 인터페이스 장치인 테스트 모률(신호생성모률)이 포함된다. 빔형성모율 에서는 자체 개발한 CGM(Conjugate Gradient Meth떠)알고리즘을 이용하여 최적의 웨이트 벡터를 생성시켜 주며, 계산된 웨이트 빽터는 PC로 전달되어 다양한 성능분석을 수행하게 한다. 스마트 안테나 시스템을 직접 구현 하여 성능을 분석한 결과, CDMA WLL 기지국에 스마트 안테나를 사용함으로써 대폭적인 통신품질 향상 및 용량 증대가 될 것으로 판단된다.

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Mobile-WiMAX를 위한 스마트 안테나 기지국 구현 (Implementation of a Smart Antenna Base Station for mobile-WiMAX)

  • 이창훈;최승원
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권1호
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    • pp.43-52
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    • 2010
  • 본 논문에서는 스마트 안테나 기능을 지원하는 mobile-WiMAX 시스템을 구현하였고, 기존의 단일 안테나 m-WiMAX 시스템과 성능을 비교하는 실험을 하였다 스마트 안테나 기능을 지원하는 m-WiMAX 시스템을 구현하기 위해 여러 고려 사항이 있다. 그 중에 스마트 안테나 방식의 특성상 심볼 동기 획득, 빔형성, 캘리브래이션을 특히 잘 구현 해야만 원하는 성능의 스마트 안테나 기지국을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 위의 3가지를 구현하였고 3가지가 제대로 구현되었을 때 스마트 안테나 시스템이 단일 안테나 시스템보다 성능이 우수하다는 것을 검증하였다. 4 배열 안테나의 환경에서 스마트 안테나 시스템은 데이터 산출량 관점에서 단일안테나 시스템보다 5.5dB의 성능향상을 실험을 통해 확인할 수 있었고 이는 이론적인 수치인 6dB와 거의 일치하는 결과 이다.

결함 소자가 존재하는 안테나 배열을 위한 빔 형성기 (A Beamformer for Antenna Arrays with Faulty Elements)

  • 김기만;차일환
    • 한국음향학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.12-15
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    • 1996
  • 실제 환경에서 배열은 비정상적으로 동작하는 소자를 가질 확률이 높다. 결함 소자는 출력이 없거나 정상인 것에 비해 크게 감소된 이득을 갖는다. 이는 빔의 부엽 레벨을 높이고, 적응 빔 형성기에서 간섭 신호를 제거하지 못하도록 한다. 이 논문에서는 결함 소자들을 갖는 배열을 위한 빔 형성 방법을 제안하였다. 이상적인 경우 배열 출력 자료들로부터 계산된 자기 상관 행렬은 Toeplitz 행렬이다. 그러나 결함 소자를 갖는 배열로부터 게산된 자기 상관 행렬은 결함 행렬이다. 따라서 이 행렬의 대각항들을 평균하여 얻어진 값들로 새로운 자기 상관 행렬을 구성하고, 새로 구성된 자기 상관 행렬을 빔형성 방법에 적용한다. 제안된 방법의 성능을 고찰하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 기존의 부분 처리 기법의 단점이었던 자유도 문제를 해결할 수 있었다.

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100GHz/150GHz 대역용 이중채널 SIS수신기의 준광학계 설계 (THE DESIGN OF QUASI-OPTICS FOR DUAL-CHANNEL SIS RECEIVER)

  • 박종애;한석태;김광동;김효령;정현수;김태성;이창훈;조세형;양종만
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권1호
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    • pp.67-79
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    • 1997
  • 100GHz와 150GHz 대역의 두 수신기를 한 개의 냉각기로 운용하여 두 대역을 동시에 관측하기 위한 이중채널 수신기의 준광학계를 설계하였다. 준광학계를 위하여 가우시안 빔에 대한 일반적인 해석을 하였다. 이를 이용하여 대덕전파망원경인 카세그레인 안테나의 초점에 형성된 빔이 각 준광학 소자들을 통해서 믹서 전단에 있는 휘드혼에 최적 빔 결합되도록 준광학소자들 사이의 빔 파라미터를 결정하였다.

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교차 다이폴 소자 여기에 의한 다층 원형 도체 배열 구조의 구형 빔 패턴 형성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shaping Flat-Topped Element Patterns of a Multi-layered Disk Array Structure Excited by Cross-Dipole Elements)

  • 엄순영;박한규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.712-720
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    • 2003
  • 본 논문에서는 원형 편파의 구형 빔 패턴을 효율적으로 형성하기 위하여 교차 다이폴 소자로 여기되는 다층 원형 도체 배열 구조(MDAS)를 제안하였다. 다이폴 방사 소자 여기에 의한 MDAS는 전체 배열 안테나의 부피 및 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으므로 비교적 낮은 주파수 대역 응용에 적합하다. 이러한 구조의 유효성을 검증하기 위하여 X 대역(7.9~8.4 GHz)에서 동작하는 MDAS 시제품을 제작하였으며, 설계 변수들은 설계 경험을 바탕으로 실험적으로 최적화하였다. 실험 결과는 교차 다이폴 소자에 의한 MDAS가 최소한 6.1 % 대역폭내에서 $\pm$20$^{\circ}$의 양호한 구형 빔 패턴을 형성함을 보여주었다.

부배열 합성을 이용한 적응적 빔형성기의 구현 및 성능 분석 (Implementation and Performance Analysis of the Adaptive Beamformer with Subarray Architecture)

  • 장윤희;홍동희;최성희
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.448-458
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    • 2013
  • 본 논문은 능동형 평면 위상 배열 안테나를 이용한 레이더 시스템에 적용, 구현된 적응적 빔형성기의 시험결과 및 성능을 다룬다. 적응적 빔형성 알고리즘은 이미 많은 문헌 등에서 연구되고 있지만, 실제로 구현된 레이더 시스템에 대한 소개 및 결과는 찾기 어렵다. 여기서는 실시간 디지털 신호 처리까지 구현된 실제 레이더 시스템에 적용된 적응적 빔형성 알고리즘의 결과에 대해 알아본다. 또 일반 평면 위상 배열이 아닌 부배열 합성을 이용한 적응적 빔형성 알고리즘을 구현하였다. 본 알고리즘의 성능은 모델링과 시뮬레이션을 통해 먼저 입증한 다음, 실제 레이더 시스템을 이용한 원전계 시험 결과로 최종 확인한다.