• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.11 no.4
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• pp.544-552
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• 2000

In this paper, the microstrip antenna is studied to replace the parabolic antenna in the DBS reception. It is expected that the good picture quality DBS reception will be possible with this antenna irrespective of rain attenuation for the 99.9% time in a monthly average since the C/N ratio f 19dB is proved by the reception experiment of a Koreasat with fabricated antenna. From the results of this paper, it is shown that the electrical characteristics of the microstrip antenna can be improved to the level similar to that of the parabolic antenna. Hence, it is considered that the fabricated microstrip antenna can replace the parabolic antenna in DBS service coverage.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.27 no.8
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• pp.766-773
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• 2016

This paper proposes an aircraft-installed compact offset-parabolic-reflector antenna for the spinning direction-finding applications. The feeder of the reflector antenna is a LPDA antenna that has the ultra-wideband characteristics and the $45^{\circ}$ slant linear polarization. The reflector is designed to be slanted by $5^{\circ}$ in the elevation and to be small in size on the basis of the reference parabolic shape for the purpose of the high gain and mounting on the underside of aircraft fuselage. Over the ultra-wideband 20:1 bandwidth from S to Ka band, the measured average gain of the proposed antenna is 27.97 dBi, and the average half-power beam width is $4.55^{\circ}$ in the azimuth and $4.3^{\circ}$ in the elevation which is the pencil-beam radiation pattern. All the measured data are similar to the simulation results. The designed compact offset-parabolic-reflector antenna that is installed in the limited area has the ultra-wideband and high-gain characteristics. We expect that the newly designed antenna can be applied to the spinning direction-finding antenna system installed in an aircraft.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.10 no.3
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• pp.412-418
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• 1999

The scattering characteristics of a prime-focus offset-parabolic antenna are analyzed using UTD. First, ray tracing method is used to locate the shadow boundaries, and then UTD is utilized to evalute the far-zone scattered magnetic field pattern. The field components included in the UTD analysis are the reflected, edge diffracted and creeping waves. The effects of circular caps attached to both edges of a prime-focus offset-parabolic antenna are investigated by comparing the scattered magnetic field patterns with those of a knife edge parabolic reflector.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.140-146
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• 2013

In this study, we discuss about the printed reflectarray antenna design for parabolic reflector volume reduction. For this, we simulated and measured the phase characteristics of the unit array element of reflectarray antenna using waveguide simulator. As a results, the maximum phase variation is $298^{\circ}$ by simulation, the average phase variation is $309^{\circ}$ by measurement in 10GHz. And the printed Reflectarray antenna gain is 28.3dBi, 3dB beamwidth is E-plane $5.1^{\circ}$, H-plane $5.2^{\circ}$, sidelobe level is E-plane -11.4dB, H-plane -17.6dB.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1789-1793
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• 2008

전자파표면유속계는 홍수유속측정을 위하여 개발된 기기로 평 갈수기에는 유속측정이 불가하여 프로펠러 유속계를 이용하고 있다. 현재 보급된 전자파표면유속계는 하천의 흐름방향에 나란하게 설치하였을 때에만 유속을 측정할 수 있는 기기의 구조상의 한계성 때문에 교량이 없는 지점에서는 유속측정이 불가하여 유량산정을 할 수가 없다. 또한 편각측정이 불가능하여 기기를 각 측선마다 이동 설치하여야 하기 때문에 유속측정시 효율성 떨어진다. 이에 홍수시 유량측정의 효율성을 증대시키고 전자파표면유속계의 활용도를 높이고자 편각측정이 가능하도록 전자파표면유속계의 성능을 개선하는 것이 본 연구의 주된 목적이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 현장에서 전자파표면유속계의 사용시 편의성을 높이고 유량측정을 효율적으로 하기 위해서는 가급적 편각을 크게 해서 측정을 해야 하지만, 편각이 증가하면 전자파의 물리적 특성 때문에 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 유속 측정시 전자파 출력을 기존의 시스템보다 높게 물표면에 발사하여야 하며 안테나를 포함한 RF 모듈의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이에 편각측정이 가능하도록 이러한 사항에 주안점을 두어 새로운 시스템을 구성하였다. 수신감도 향상을 위해서는 물표면에 반사되어 돌아오는 신호를 가장 먼저 수신하는 안테나의 특성이 중요하며 그 다음 수신용 증폭기, IF 증폭기 순으로 개선이 필요하다. 본 연구에서는 안테나의 형태를 기존 파라볼릭 안테나에서 위상 배열 평면안테나로 변경하였으며, 이에 따른 이점으로는 송수신부를 분리하여 하나의 평면에 두 개의 안테나를 구성할 수 있다는 사항이다. 즉 외형적으로는 하나의 안테나로 보이지만 두 개의 안테나가 하나로 구성된 것이다. 송수신부를 분리하는 형태는 기존 파라볼릭 안테나에선 불가능한 구조로 변경에 따른 수신감도 향상은 수치적으로 10dB 이상 개선하였다. 송수신부 분리가 수신감도에 영향을 미치는 이유는 물표면으로 발사된 송신 신호의 일부가 수신단으로 유입되는 현상으로 누설되는 송신 신호를 최대한 차단하는 분리도가 수신 신호 검출에 직접적인 양향을 주기 때문에다. 평면 안테나를 적용하면 기존 파라볼릭 안테나에서 사용하던 써큘레이터라는 부품을 삭제할 수 있으며, 안테나의 구조적인 분리를 통해서 수신감도를 개선할 수 있었다. 안테나의 지향성은 발사하는 전자파의 빔폭 성능과 일치하며 각도 단위로 표시한다. 각도 값이 작을수록 전자파의 에너지가 한 곳에 집중된다고 말할 수 있다. 즉 빔폭이 크면 측정시 반사면적이 커져 정확한 지점의 유속을 측정하기 어려운 문제가 발생한다. 본 연구를 통해 빔폭은 기존 안테나 대비2도를 개선하였으며 25%의 개선 효과를 얻었다. 또한 수신감도 및 지향성 개선과 더불어 전자파의 출력을 기존 장비 대비하여 1.6배를 증가하여 편각측정을 위한 전자파표면 유속계의 성능을 개선하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1807-1811
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• 2009

홍수기 유량측정에 있어서 가장 큰 어려움이었던 유속측정의 정확성을 확보하고 실무자의 안전성을 보장하기 위한 기본 취지에서 1993년 시작된 "대하천 유량 자동측정 설비개발"이라는 연구 주제하에 비접촉식 유속측정 기법에 대한 연구를 수년간 연구개발을 거듭한 결과물인 전자파표면유속계를 1999년도에 상품화하여 현재 국내에서 홍수유속측정 설비로 이용되어지고 있다. 현장에서 유량측정업무에 종사하는 실무자들은 홍수유량측정에 비하여 훨씬 간편함을 몸소 느끼게 되었고, 상품화보급이 시작된지 수년이 지난 상태에서는 더욱 성능이 개선된 전자파표면유속계가 개발되기를 기대하였다. 무엇보다도 홍수기에 유량측정시 기존의 유속측정 방법과 같은 방식으로 각 측선마다 전자파표면유속계를 설치해야하는 번거로움을 피력하였다. 기존의 전자파표면유속계는 하천을 가로지르는 교량위에서 흐름방향에 나란히 측정하는 조건을 고려하였기 때문에 이와 같은 편각인 상태의 유속측정은 검토하지 않았다. 이와 같은 사용자의 요구에 대하여 한국수자원공사에서는 홍수기 유량측정시의 사용자 편의성을 증대하기 위하여 성능개선 작업에 착수하여 편각측정용 전자파표면유속계를 개발하였다. 편각측정의 주된 목적은 전자파표면유속계를 모든 측선에 설치하지 않고 한 지점에서 편각(oblique angle)으로 여러 측선의 유속을 측정함으로써 유속측정의 효율성을 증대시키는 것이다. 전자파표면 유속계에서의 편각 측정은 하천의 유속 방향을 기준으로 정면에서 측정하면 수평 편각이 0도가 되며 좌우로 안테나를 회전하여 움직인 각도가 측정 편각으로 결정된다. 전자파의 물리적 특성 때문에 편각이 증가하면 반사된 신호의 수신 크기가 감소하여 측정이 불가능하게 된다. 이러한 문제를 최대한 극복하는 것이 본 연구의 중점 개선사항이다. 이를 통하여 전자파표면유속계를 교량의 임의 지점에 설치하여 좌우로 편각 $20^{\circ}$에 이르는 범위의 유속을 측정하고자 목표로 하였다. 홍수시의 현장 측정 환경은 열악하기 때문에 정확한 측정을 조건으로 측정자에게 최대한의 편리함과 신속한 측정 환경을 제공해야 효과적인 업무수행이 가능하다. 이러한 편각 측정을 가능토록 하기 위해서는 유속측정시 송신되는 전자파의 출력을 기존의 시스템보다 보다 높게 발사하여야 하며 안테나의 수신감도 및 지향성이 개선되어야 한다. 이를 위해서 안테나 형태에 있어 기존 전자파표면유속계와의 차이점은 기존안테나는 파라볼릭 형상이었으나 신규 제작된 안테나는 평면안테나로 이러한 형태의 개선를 통해 안테나 특성 및 구조적인 차이를 유도하였다. 두 가지 안테나 사양 각각 장단점이 있으나 가장 큰 차이점은 빔폭 특성에서 평면 안테나가 우수하며 수신 감도를 향상시킬 수 있다는 강점이 있다. 특히 Tx/Rx 분리의 평면안테나 구조는 파라볼릭 안테나에서 불가능한 기능으로서 편각측정으로 인한 수신감도의 저하의 문제를 해결하기 위한 개선조치이었다. 성능개선 제작된 편각측정용 전자파표면유속계를 이용하여 일반하천의 홍수유속에 대한 편각측정 실험을 안성천에서 실시한 결과 유속 약 1.7 m/s 인 상황에서 편각 $20\;^{\circ}$ 까지 편각 $0\;^{\circ}$일때와 유사한 측정 성능을 보였다.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.10 no.5
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• pp.237-244
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• 2010

In this paper, the dual parabolic cylindrical reflector systems are analyzed as the reflector system for the CATR(Compact Antenna Test Range) facility. The near-field at the test zone of the CATR is calculated by using the PO(Physical Optics) approximation. The CATR has to provide an uniform plane wave with the minimum amplitude and phase ripple and the low cross polarization. Therefore, in this paper, the near-field pattern are calculated, and the ripple and taper of the field and the cross polarization are investigated with the position of the subreflector and the test region. It is confirmed that the analysis results can be used for the design of the CATR with the dual parabolic cylindrical reflector.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.10 no.4
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• pp.618-627
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• 1999

In this paper, we have researched designing a microstrip antenna, which will be replaced for a parabolic antenna. A microstrip antenna has been used in extremely limited field, but if it is applied to practical life like a DBS receiving antenna, we expect that it will be used in various way. First of all, if we use a microstrip antenna for a DBS receiving antenna, it should be guaranteed characteristics of broadband frequency. Therefore, the goal of this paper is designing an antenna which guarantees broadband frequency band for a DBS reception. Also, experiment with Koreasat, we have researched the propriety of this antenna for the DBS receiving antenna.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.7
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• pp.616-621
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• 2014

Consumption of the fuel on the satellite operating in low earth orbit, is increased due to the air resistance and the amount of increase makes the satellite lifetime decrease or the satellite mass risen. Therefore the prediction of drag force of the satellite is important. In the paper, drag force and drag coefficient analysis of the parabolic antenna satellite in low earth orbit using direct simulation monte carlo method (DSMC) is conducted according to the mission altitude and angle of attack. To verify the DSMC simulated rarefied air movement, Starshine satellite drag coefficient according to the altitude and gas-surface interaction are compared with the flight data. Finally, from the analysis results, it leads to appropriate satellite drag coefficient for orbit lifetime calculation.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.29 no.4
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• pp.320-323
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• 2018

Herein, an ultrawideband spinning direction finding (DF) antenna was designed and fabricated for airborne applications. The proposed antenna is designed by dividing the low-band (UHF - L band) and high-band (S - Ka band) antennas to cover the ultrawideband frequency range (UHF - Ka band). For the high-band antenna, an LPDA antenna fed offset-parabolic-reflector antenna is applied. In the low-band antenna, two LPDA antenna elements are arrayed in front of the reflector of the high-band antenna without increasing to the full antenna size. The low- and high-band gains of the fabricated antenna were measured as 8.76 dBi and 24.55 dBi on average, respectively. The antenna was fabricated with the dimensions of 437 mm in diameter and 358 mm in height. Consequently, we confirmed that the designed antenna is appropriate for the spinning DF antenna in terms of the affordable size for installing on an airplane, as well as the high gain and narrow beamwidth.