• 제목/요약/키워드: 초광대역 안테나

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임펄스 전파 채널에서의 초광대역 안테나 영향 연구 (Investigation of Influences of UWB Antennas on Impulse Radio Channel)

  • 박영진;송종화;김관호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권12호
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    • pp.165-170
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    • 2005
  • 본 논문은 임펄스 전파 채널 측정에 있어서, 사용된 초광대역 (Ultra Wideband) 안테나가 시간 및 주파수 영역에서 임펄스 전파 채널에 미치는 영향을 기술하고자 한다. 임펄스 전파 채널에서의 초광대역 안테나의 영향을 해석하기 위해, 우선 초광대역 안테나의 임펄스 응답을 구하였고, 이를 이용하여 초광대역 안테나의 영향이 배제된 임펄스 전파 채널 해석 방법을 제시하였다. 이론적 증명을 위해, 임펄스 전파 채널 측정을 위한 변형된 초광대역 코니컬 모노폴 안테나를 설계, 제작하였고 무반향 반사실에서의 전달 특성을 측정하여 초광대역 안테나의 임펄스 응답을 도출하였다. 또한, 임펄스 전파 채널 상에서의 초광대역 안테나에 대한 영향을 해석하기 위해, 무반향 반사실에서 다중경로 환경을 만들어 주파수 영역에서 벡터 회로망 분석기를 사용하여 전달 특성을 측정하였다. 주파수 영역에서 측정된 데이터는 신호 처리 과정을 거쳐 시간 영역의 신호로 변환하였다. 측정된 결과로부터, 안테나의 특성이 임펄스 전파 채널에 영향을 미침을 확인하였다. 또한, 초광대역 안테나의 임펄스 응답을 사용하여 순수하게 다중경로 채널에 의한 임펄스 응답을 구하였다.

시간 영역에서의 초광대역 안테나 특성 해석 (Characterization and Analysis of UWB Antennas in Time Domain)

  • 송종화;박영진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.287-294
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    • 2006
  • 본 논문은 시간 영역에서의 초광대역 안테나 특성 해석에 대하여 기술한다. 시간 영역 해석을 위해 임펄스 전파 채널에 대한 모델링을 제시하였고, 이를 근거로 초광대역 안테나에 대한 임펄스 응답의 유도 방법을 제시하였다. 또한, 시간 영역에서의 안테나의 특성을 나타내는 파라미터로서 떨림(ringing), 임펄스 응답의 첨두치, 그리고 응답 폭을 제시하였다. 임펄스 응답 측정을 위하여, 변형된 초광대역 코니컬 모노폴 안테나, 초광대역 TEM 혼 안테나, 초광대역 stepped fat 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제작된 모든 안테나는 측정을 통하여 3 GHz 이상의 대역폭을 갖는 초광대역 특성을 보였다. 무반향 반사실에서 구한 각 안테나의 임펄스 응답 특성으로부터, 이득이 높은 TEM 혼이 가장 높은 첨두치를 가짐을 보였고, 대역폭이 가장 작은 stepped fat 모노폴 안테나가 가장 넓은 임펄스 응답 폭을 가짐을 확인했다. 또한, 떨림 현상은 TEM 혼안테나를 제외한 두 안테나에서 관찰되었다.

초광대역 마이크로스트립-CPS 발룬을 이용한 Self-Complementary 스파이럴 안테나 설계 (Self-Complementary Spiral Antenna Design Using a Ultra-Wideband Microstrip-to-CPS Balun)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.208-214
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    • 2009
  • UWB USPR 시스템 응용 초광대역 마이크로스트립-CPS(Coplanar Stripline) 발룬을 이용한 self-complementary 스파이럴 안테나의 설계와 실험적 결과를 제시하였다. 초광대역 특성을 갖는 평면형 마이크로스트립-CPS 발룬을 적용하여 스파이럴 안테나 고유의 초광대역 특성을 유지하게 하였고, 각각 설계된 안테나와 발룬을 임피던스 정합의 방법을 이용하여 연결함으로 간단한 안테나 설계 과정을 보였다. 설계된 스파이럴 안테나는 등각 형태의 self-complementary 스파이럴 안테나이다. 제작된 안테나는 2.9 GHz에서 12 GHz의 넓은 주파수 특성을 가지며, 2.7에서 5.3 dB의 비교적 평탄한 이득과 $70^{\circ}$ 이상의 빔 폭을 가졌다. 이 결과를 통해 초광대역 마이크로스트립-CPS 발룬의 스파이럴 안테나의 적용 가능성을 검증하였다.

FDTD법을 이용한 초광대역 평판형 안테나의 해석 (The Characteristics Analysis of Ultra Wideband Printed Antenna using FDTD Method)

  • 장용웅
    • 방송공학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.911-918
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    • 2013
  • 본 논문에서에서는 방사저항이 낮고, 다중 공진을 갖는 초광대역 특성을 갖는 평판형 안테나를 FDTD법을 적용하여 그 특성을 분석하였다. 본 안테나를 FDTD 법을 사용하여 모델링하여 파의 전파 과정, 전계 분포를 시간영역에서 각각 계산하였고, FDTD 법으로 얻은 값들을 Fourier 변환하여 최적화된 슬롯 안테나의 전반사손실, 정재파비, 복사패턴을 주파수 영역에서 계산하였다. 실험 및 측정한 결과, 안테나의 최대 대역폭은 VSWR ${\leq}$ 2.0 에서 1.85~6.35GHz(중심주파수 4.5GHz)의 초광대역 특성을 보였다. 측정된 결과는 FDTD 결과와 비교적 잘 일치하였다. 본 안테나는 소형이고 경량이면서 초광대역 특성을 요구하는 UWB, 방송용 시스템에 적용이 가능하리라 판단된다.

밀리미터파 시스템 응용을 위한 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나 설계 (Ultra-Wideband Tapered Slot Antennas for Millimeter-Wave Systems)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.913-919
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    • 2008
  • 본 논문에서는 밀리미터파 시스템에 응용이 가능한, 마이크로스트립으로 급전되는 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나의 새로운 설계법을 제시하고 그 실험결과를 보여주고 있다. 초광대역 특성을 가지는 마이크로스트립-CPS 전이 구조 혹은 발룬을 적용하여 테이퍼 슬롯 안테나 고유의 초광대역 특성을 얻었고, 안테나와 발룬의 연결은 임피던스 정합의 방법을 이용함으로 테이퍼 슬롯 안테나 설계를 간단하게 하였다. 테이퍼 슬롯 안테나 설계에는 페르미-디락(Fermi-Dirac) 테이퍼 함수와 corrugation을 적용하였다. 제안된 안테나는 23 GHz에서 58 GHz까지의 초광대역 주파수 특성을 가졌으며, 12에서 14 dBi의 비교적 높고 평탄한 이득과 낮은 부엽 레벨을 가졌다. 또한, 4개의 소자로 이루어진 간단한 선형 배열 안테나를 통하여 광대역 위상 배열 및 밀리미터파 센서에 응용될 수 있음을 보였다.

초광대역 인쇄형 반원모양 다이폴 안테나 설계 (Design of Extremely Wideband Printed Semi-circular-shaped Dipole Antenna)

  • 여준호;이종익;박진택
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.2003-2008
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    • 2013
  • 본 논문에서는 1-15GHz 주파수 대역에서 동작하는 초광대역 인쇄형 반원모양 다이폴 안테나에 대한 설계 방법을 연구하였다. 반원모양 다이폴의 두 팔 사이의 간격과 반원의 반지름 변화에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하여 최적의 설계 변수를 도출하였다. 최적화된 인쇄형 반원모양 다이폴 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 1-15 GHz (175%)으로 초광대역 특성을 갖는 것을 확인하였다.

공중 회전 방향탐지 반사판 안테나 급전기용 초광대역 LPDA 안테나 설계 (Design of an Ultra-Wideband LPDA Antenna for the Feeder of an Airborne Spinning Direction-Finding Reflector Antenna)

  • 박영주;박동철
    • 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.

초광대역 발룬을 이용한 Ku 대역 Quasi-Yagi 배열 안테나 설계 (Design of a Ku-Band Quasi-Yagi Antenna Array Using an Ultra-Wideband Balun)

  • 우동식;김영곤;조영기;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.207-213
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    • 2008
  • 본 논문에서는 초광대역 발룬을 이용한 quasi-Yagi 배열 안테나의 간단한 설계 과정이 소개되었다. 제안된 안테나는 발룬, 급전선 그리고 안테나간의 연결을 임피던스 정합의 관점에서 간단히 설계될 수 있음을 보였다. 이러한 광대역 및 고이득 배열 안테나는 초광대역 특성을 가지는 발룬을 이용하여 쉽게 설계할 수 있다. 실제 Ku 대역에서 설계된 $1\times4$$1\times8$ quasi-Yagi 배열 안테나는 약 50 %의 대역폭을 가졌고, 9$\sim$2 dBi의 안테나 이득을 가졌다. 측정 결과 계산 값과 잘 일치하였고, 광대역이면서 좋은 복사 특성을 가졌다. 본 논문에서 제시된 새로운 방법의 초광대역 배열 안테나는 광대역 위상 배열 안테나 및 공간 전력 합성 시스템 등에 다양하게 응용될 수 있다.

저항성 부하를가진 초광대역 안테나 설계 및 제작 (Design and Implementation of Ultra Wideband Antenna with Resistive Loading)

  • 전상봉;정용화;안창회
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1159-1164
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    • 2006
  • 광대역 안테나는 안테나의 급전점과 끝부분의 개방부분사이에서 다중 반사가일어나서 입력신호의 끝부분에 떨림 현상이 열어난다 . 이는 기본적으로 안테나의 협대역 특성에 기인하는데, 저항성 부하는 이러한 떨림 현상을 줄일 수 있다. 이 방법은 송수신 사이의 거리가 가까운 GPR 시스템이나 신호가 빨리 감쇄하는 공진산란 측정 시스템에서 산란체에 의한 신호의 보호를위해 송신신호의 왜곡을 줄이는것에 중요하다 .본 논문에서는안테나의 내부 다중 반사를줄이기 위해 저항성 부하를 가진 초광대역 안테나를 설계하고 제작하여 개선된 측정결과를 얻었다.