• 한국전자파학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.389-398
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• 2011

본 논문에서는 Ka 대역 위상 배열 레이더용 송수신(T/R: Transmit/Receive) 모듈의 설계 및 제작을 보였다. Ka 대역 송수신 모듈 구성 시 Ka 대역의 특수성을 고려하여 5비트(bit) 위상천이기와 5 비트 30 dB 디지털 가변감쇠기를 송수신 공통으로 사용하였으며, 서큘레이터는 T/R 모듈 외부에 부착되는 형태로 구성하였다. 단위 안테나 당 송신 출력은 1 W 이상 잡음 지수는 8 dB 미만으로 설정하였으며, 설계된 T/R 모듈의 RF부의 크기는 $5\;mm{\times}4\;mm{\times}57\;mm$로 소형화를 달성하였다. 설계된 T/R 모듈을 구현하기 위하여 T/R 모듈에 소요되는 개별 MMIC 검증 후 단위 T/R 모듈을 검증하는 방법을 사용하였다. 제작된 T/R 모듈은 설계 시 예측한 바와 같이 단위 T/R 모듈의 입력 5 dBm에서 출력 30 dBm 이상을 보였으며, 수신부는 잡음 지수 8 dB 미만, 이득 20 dB 이상을 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.646-654
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• 2020

이 논문은 강수의 공간분포를 측정할 수 있는 전자파 기반 센서를 개발하는 것이며, 악천후 관측의 핵심인 강우, 강설, 바람장을 동시 측정할 수 있는 전파강수계(EWRG, Electromagnetic Wave Rain Gauge)에 관한 것이다. 본 연구를 통해 LFM 방식의 송수신 신호를 이론적으로 분석하였다. 또한 전파강수계 송수신기를 개발하기 위해서 LFM 송수신기 설계 및 모의실험을 수행하였다. 본 논문은 소형 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuit)를 사용하여 K-BAND 펄스 구동 형 6W SSPA(Solid State Power Amplifiers) 송수신기 개발을 하였다. 65도의 고온의 환경에서 1%의 짧은 Duty를 가지는 6W 이상의 출력파워, 5dB이하의 수신 NF(Noise Figure)를 가지고 있다. 제작된 모듈은 파형발생부가 내장되어 LFM과 Square Pulse파형을 방출하며 수신부는 40dB이상의 수신 이득을 가진다. 이 논문에서 개발된 송수신기는 다른 소형 기상 레이더에 적용할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.105-105
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• 2012

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.363-372
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• 1997

UHF CW /FM 전파 근접 감지 시스템을 개발하였다. 감지거리에 대한 이론적 해석, 부정합에 의한 안테나 급전 길이를 고려하였고 잡음, 간섭신호에 대한 시스템의 영향을 분석하였다. 분석결과 감지거리(FOH)는 변조주 파수($f_m$)와 변조지수($\beta$)에 반비례하여 감소하고 중섬주파수($f_m$)에 비례함을 확인하였다. 또한 $J_2(\beta)=0$을 만족 하는 ($\beta$)를 변조지수로 선택할 경우 안테나와 시스템사이의 부정합에 의한 영향과 잡음 및 간섭신호의 영향을 최 소화 할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 변조지수(($\beta$))의 조절로 감지거리 (FOH)를 변화시키는 방법으로 감지거리를 조절할 수 있음을 제시하였다. 본 시스템은 FM-CW 레이더 방식을 이용한 전파 근접 감지 시스템으로, 적은 전력으로도 동작이 가능하고 소형 경량화가 가능하므로 자동차 충돌 방지용 경보 장치, 근거리 측정 둥 의 각종 분야에 다양하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1100-1106
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• 2012

본 논문에서는 시간-주파수 동시 해석 기법 중 하나인 수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러의 날개에서 산란되는 마이크로 도플러 신호를 분석하였다. 프로펠러의 날개 모서리에 산란되는 산란파는 등가전류법(ECM)을 이용하여 구했다. 산란파의 시간 데이터를 얻은 후, 수정된 HHT 기법을 마이크로 도플러 신호의 해석에 적용하였다. 해석 결과는 실제 날개의 동특성에 잘 부합하였으며, 회전체로부터 발생하는 마이크로 도플러의 정편파적인 특성을 보였다. 수정된 HHT를 이용한 시간-주파수 동시 해석은 작은 레이더 단면적 값을 갖는 소형 비행체를 식별하기 위한 명확한 특성을 제공하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.479-484
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• 2020

FOD (foreign object debris)는 활주로 내의 항공기 운항과정에서 이에 위협을 가할 수 있는 모든 물질들을 총칭하는 단어이다. 과거 활주로 내에서 인적자원을 이용한 FOD 탐지 및 수거 방식은 효율성 및 경제성 면에서 매우 비효율적이기 때문에 국내에서 사용하기에 적합한 무인 FOD 탐지 시스템 개발이 필수적으로 요구되는 실정이다. 본 논문에서는 한서대학교 태안비행장에서 EO카메라 및 레이더를 이용한 고정형 FOD 자동 탐지 시스템과 이동형 FOD 자동 탐지 시스템을 연구 및 개발하고 고정형과 이동형 방식을 운용하여 조도 및 기상환경에 상관없이 비행장의 활주로 내 자동 FOD 탐지가 가능함을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.109-114
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• 2023

본 논문에서는 Ka-대역 소형 레이더에 적용하기 위한 65-nm CMOS 기반 2채널 이미지 제거 수신기를 기술하였다. 설계된 수신기는 Low-Noise Amplifier (LNA), IQ mixer 및 Analog Baseband (ABB) 회로로 구성된다. ABB 내에 complex filter를 포함하여 원하지 않는 이미지 성분을 억제할 수 있으며, RF 및 ABB의 가변 이득 증폭기 (VGA)에서 이득을 4.5-56 dB 범위에서 조절할 수 있어 수신기의 동적 영역을 확보할 수 있다. 이득 조절은 수신기에 내장된 SPI 컨트롤러를 통해 수행된다. 수신기 칩은 Ka-대역 목표주파수 내 이득 36 dB에서 잡음지수 <15 dB, OP1dB >4 dBm, 이미지 제거비 >30 dB, 채널 간 격리도 >45 dB 특성을 보였다. 본 수신기는 1.2 V 공급전압에서 420 mA를 소모하며, 칩 면적은 4000×1600 ㎛ 이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권4호
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• pp.270-279
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• 2005

일본 문부과학성의 연구 지원하에 지뢰 탐지를 위한 GPR 시스템 개발에 관한 연구를 수행하였다. 2005 년도까지 두 종류의 새로운 지뢰탈지 GPR 시스템 원형의 개발을 완성하였으며 이를 ALIS (Advanced Landmine Imaging System)와 SAR-GPR (Synthetic Aperture Radar-Ground Penetrating Radar)이라고 명명하였다. ALIS는 금속탐지기와 GPR을 결합한 새로운 형태의 휴대용 지뢰탐지 시스템이다. 센서의 위치를 실시간으로 추적하는 시스템을 장착하여 센서에 감지된 신호를 실시간으로 영상화할 수 있도록 하였으며, 센서 위치의 추적은 센서의 손잡이에 장착한 CCD 카메라만을 이용하여 가능하도록 고안하였다. 그리고 GPR과 금속탐지기 신호를 CCD 카메라에 포착된 영상에 중첩하여 동시에 영상화하도록 설계하였기 때문에 매설된 탐지 목적물을 용이하게 그리고 신뢰할 만한 수준으로 탐지하고 구별할 수 있다. 2004년 12월에 아프가니스탄에서 ALIS의 현장 검증 실험을 수행하였으며, 이를 통해 이 연구에서 개발한 시스템을 이용하여 매설된 대인지뢰를 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 대인지뢰와 금속 파편의 구분 또한 가능함을 보였다. SAR-GPR은 이동 로보트에 장착한 지뢰탐지 시스템으로 GPR과 금속탐지기 센서로 구성된다. 다수의 송, 수신 안테나로 구성된 안테나 배열을 채택하여 개선된 신호처리 기법의 적용을 가능하며, 이를 통해 좀 더 나은 지하 영상의 획득이 가능하다. SAR-GPR에 합성개구 레이다 알고리듬을 채용함으로써 원하지 않는 클러터(clutter)신호를 억제하고 불균질도가 높은 매질 내부에 매설된 목적물을 영상화할 수 있다. SAR-GPR은 새로이 개발한 휴대용 벡터 네트워크 분석기를 이용한 스텝 주파수 레이다 시스템(stepped frequency radar system)으로 6 개의 Vivaldi 안테나와 3 개의 벡터 네트워크 분석기로 구성된다. SAR-GPR의 크기는 $30cm{\times}30cm{\times}30cm$, 중량은 17 kg 정도이며 소형 무인 차량의 로보트 팔에 장착된다. 이 시스템의 현장 적용 실험은 2005 년 3 월 일본에서 성공적으로 실시된 바 있다.