• 한국항공우주학회지
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• 제50권9호
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• pp.657-662
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• 2022

본 논문에서는 나로우주센터에서 운용 중인 원격자료수신장비의 G/T에 대한 시뮬레이션 활용 계산 결과와 측정 방법 2개에 대하여 분석하였다. 안테나 이득과 잡음 온도는 ICARA와 Antenna Noise Temperature Calculator를 이용하여 계산하였다. 시스템 G/T는 안테나 이득/잡음돈도와 LNA 이득/잡음온도, 케이블 손실을 반영하여 산출하였다. 첫 번째 G/T 측정 방법은 Y팩터 측정법으로 LNA 입력단에 안테나와 50ohm 터미네이션을 각각 연결했을 때의 신호 레벨 차이값을 LNA 열잡음 온도와 비교하여 G/T를 산출하는 방법이다. 두 번째 방법은 태양과 최저 레벨 지점을 바라보았을 때의 잡음 레벨 값 차이를 비교하여 G/T를 구하는 Solar Calibration 측정법이다. 마지막으로 G/T 계산결과와 두 측정법 비교를 통해 정확성을 검토하고 이로부터 안테나 성능, 운용환경에 따른 최적 측정법을 제시하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.152-155
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• 2013

본 논문은 위성방송 수신용 소형 파라볼라 안테나의 높이를 보다 낮추기 위하여 반사면의 상하 부분을 부분적으로 절단하였을 때 나타나는 spill-over 의 증가로 인한 성능지수의 저하를 분석하였다. 또한 안테나를 고도각 0도부터 60도까지 트래킹하는 경우에 측엽과 후엽이 받는 대지면 열잡음의 증가로 인한 잡음온도의 영향을 고려하고, LNA 의 잡음지수로 인한 총 잡음온도의 증가 영향을 고려하여 성능지수 값을 시뮬레이션하여 그 결과를 분석하였다. 분석 결과, 원형 파라볼라의 반사면 상하부분을 35% 절단하였을 때, 잡음온도는 약 15K 정도 증가하였으며, G/T 비는 2.5dB 정도 저하하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권7호
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• pp.550-559
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• 2017

위성 단말기가 차량 이동하면서 통신을 유지하려면 실시간 안테나 방위각과 앙각 보정이 필요하다. 앙각 보정은 안테나에 유입되는 외부 잡음온도 변동을 수반하여 시스템 G/T에 영향을 끼친다. G/T는 안테나이득 G(Gain)와 잡음온도 T(Noise temperature)의 비율로 표현되며, 안테나 이득설계에 필요한 중요 성능지수이다. 본 논문은 앙각변동을 고려한 G/T 분석 및 안테나 설계절차 수립을 목표로 한다. 이를 위해 ITU-R P.372 Radio Noise 권고사항에 따라 강우감쇠를 포함한 휘도온도와 앙각과의 관계를 분석하였다. 다음에 분석결과를 기반으로 안테나를 제작하여 G/T 측정에 의한 설계절차를 검증하였다. 이 실험을 통해 앙각에 따른 G/T를 확인하였으며, 시스템에서 요구되는 최소 안테나 이득 분석 및 설계절차를 수립할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.208-216
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• 2014

달 탐사 미션 수행을 위한 지상국은 달 궤도선과 착륙선의 상태 정보 및 관측한 센서 데이터를 수신할 수 있어야 한다. 이러한 지상 시스템 개발 초기 단계에서는 정확한 링크 파라미터에 의한 링크 분석을 통해 지상 안테나의 크기 및 시스템 잡음 성능이 도출되어야 한다. 한편, 지상 안테나가 달 궤도선과 착륙선과 통신을 할 경우에 달을 지향하게 되고, 이 때 달은 자체 밝기에 의해 안테나의 수신 성능을 열화 시키는 잡음으로써 동작한다. 본 논문에서는 안테나가 달을 지향할 때 발생되는 수신 성능 열화에 대한 분석 결과를 제시한다. 결과 검증을 위해 달에 의한 안테나 잡음 온도를 우선 계산 한 후에 이를 본 논문에서 제안하는 시험 방식의 결과와 비교하였고, 그 결과는 허용 오차 수준에서 일치함을 확인하였다. 이는 달에 의한 안테나 잡음 온도의 계산 방식이 정당함을 검증한 것이므로 이 방식을 통하여 다양한 주파수와 안테나의 크기에 따른 달 탐사 지상 안테나의 수신 열화 분석을 수행할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.625-634
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• 2016

소자 단위에서 디지털로 신호를 수신하는 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나는 최종적인 수신 빔을 디지털 빔형성 방법으로 합성하므로 일반적인 근접전계 시험 방법을 적용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나를 시험하기 위한 근접전계 수신 시험 구성과 방법을 제시하였다. 또한, 디지털 빔 합성 과정과 잡음 합성 과정을 토대로 근접전계 수신 시험을 통해 수신 빔 패턴 뿐 아니라, 수신 성능을 대표하는 안테나의 이득 대비시스템 잡음 온도의 비(G/T)를 측정하는 방법을 제시하고, 실제 개발된 L-밴드 장거리레이다용 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나를 이용하여 검증한 결과를 제시하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.163-167
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• 2016

본 논문은 밀리미터파 라디오미터를 이용한 의료응용의 한 분야인 인체 내부의 밝기온도 측정에 관한 연구이다. 밀리미터파 대역 중에서 Ka - band의 주파수 영역에서 동작하는 렌즈, 직접 검출 수신기, 캘리브레이션 소스 등을 설계 제작하여 라디오미터 시스템을 구성하였다. 밀리미터파 렌즈 초점에 수신안테나를 스캔하는 방식을 통하여 미약한 신호를 수신하였으며, 렌즈 수차를 감소시키기 위해 광선 추적 방법을 사용하여 비구면 렌즈를 설계 하였다. 직접 검출 수신기는 Dicke 타입 수신기 형태로 설계되었으며, 제작된 수신기의 잡음지수는 3.3 dB, 온도감도는 0.1 K으로 측정되었다. 라디오미터의 수신기 교정은 밀리미터파 대역에서 사용가능한 새로운 형태의 블랙바디(Black body)를 제작하여 물체의 등가 잡음온도와 출력전압의 관계를 도출하였다. 제작된 시스템을 이용하여 1.7 m 거리에서 인체의 상반신을 측정하여 약 $38^{\circ}$[C]의 밝기온도를 측정하였다. 적외선 영상과 라디오미터 영상의 비교를 통해 상반신의 밝기온도 영상을 통하여 밀리미터파 라디오미터의 의료응용 가능성을 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.461-475
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• 2006

본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.796-805
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• 2000

30dB의 선형이득과 2.6dB의 잡음지수 성능을 갖는 위성통신중계기용 30GHz대 저잡음증폭기 모듈이 MMIC와 박막 MIC기술로 개발되었다. 두 종의 MMIC 회로가 저잡음증폭기 모듈에 사용되었는데, 하나는 초저잡음용 MMIC 회로이고, 다른 하나는 광대역 고이득용 MMIC 회로이다. MMIC 회로 제작에 사용된 증폭소자는 0.15$mu extrm{m}$게이트 길이를 갖는 pHEMT이다. 두 개의 MMIC 회로를 상호 연결하고 저잡음증폭기 모듈을 완성하기 위하여 박막기술을 이용하여 마이크로스트립 선로를 구현하였으며, 안정된 DC 전원 공급을 위하여 후막기술을 이용한 바이어스 회로를 개발하였다. 저잡음증폭기 모듈의 입력측은 위성중계기의 안테나로부터의 신호를 받아들이기 위하여 도파관 형태로 설계되었으며, 출력측은 주파수변환부와의 접속을 위하여 K-컨넥터로 구현되었다. 모든 제작 공정에는 실제 위성용 부품 제작 기술이 도입되었으며, 위성중계기에 탑재되는 부품에 요구되는 온도시험 및 진동시험을 실시하였다. 제작된 저잡음증폭기 모듈은 동작목표 대역인 30~31GHz에서 30dB 이상의 이득, $\pm$0.3dB의 이득평탄도, 그리고 2.6dB이하의 우수한 잡음지수를 가진 것으로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1107-1115
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• 2012

본 논문은 수면에서 복사되는 마이크로파 대역의 미약한 열잡음 전파를 수신하여 수면 온도의 변화를 실시간 원격으로 모니터링할 수 있는 마이크로파 라디오미터의 개발에 관한 연구 내용을 소개한다. 수면 온도의 원격 측정 범위 $5{\sim}30^{\circ}C$, 최대 오차 $2^{\circ}C$의 성능을 달성하는 데 요구되는 마이크로파 라디오미터의 설계 사양을 도출하였으며, 도출된 사양을 만족시키기 위한 라디오미터 수신기를 설계, 제작하였다. 성능 측정 결과, 제작된 수신기는 주파수 5.02 GHz, 대역폭 50 MHz, 45.2 dB의 시스템 이득과 수신 감도 0.56 K 이내로 설계 목표 사양을 만족하였다. 제작된 수신기와 표준 혼 안테나로 구성된 마이크로파 라디오미터로 간이 풀장을 이용 $7.5{\sim}18^{\circ}C$ 범위의 수면 온도 변화에 대한 원격 측정 실험 결과, 오차 $0.45^{\circ}C$ 이하의 수면 온도 측정 성능을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1076-1082
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• 2018

본 논문은 서로 다른 안테나로부터 수신되는 무선 신호의 위상차를 계산하여 신호의 도래방향을 측정하는 인터페로미터 방향 탐지 장치에 관한 것이다. 최신의 전자전용 방향 탐지기는 위상차 측정에 있어서 온도에 따른 위상측정 편차가 작고, 낮은 신호 대 잡음비 환경 에서도 비교적 위상측정 성능이 우수한 디지털 위상차 측정 방법이 적용되고 있다. 시스템에서 요구되는 방향 탐지 정확도 성능 달성을 위한 위상차 측정 허용 오차를 도출하고, 디지털 위상차 측정 방법에 대하여 소개하였다. 샘플 개수, 신호 대 잡음비, 간섭신호 유입에 따른 성능을 정량적으로 분석하였고, 시뮬레이션을 통하여 주파수 영역 측정방법이 시간영역 대비 낮은 SNR 및 간섭신호 유입 환경에서 더 좋은 성능을 보임을 확인하였다. 제안한 방법은 인터페로미터 방향 탐지 장치의 성능 결정에 활용 할 수 있을 것이다.