An improved split-beam transducer for a 50 kHz fish-sizing echo sounder was developed. The main objective of this study was to minimize the side lobe level in the beam pattern and the distance between acoustic centers for adjacent transducer quadrants in the geometrical arrangement of array elements while maintaining a given number of transducer elements and beam width. To achieve these goals, a 32-element planar array transducer ($6{\times}6$ array with one element in each corner missing) was designed using the Dolph-Chebyshev shading function to suppress side lobes in the array beam pattern and fabricated by arranging the inter-element spacing to be substantially equal to half the wavelength using the transducer element of 0.4 times the wavelength in diameter. The performance characteristics of this split-beam transducer were evaluated in the experimental water tank of $5m{\times}5m{\times}6m$ (length${\times}$height${\times}$width). In this study, the design goal of the beam width and side lobe level for transmitting a beam pattern was initially set at $21^{\circ}$ and -30 dB, respectively. However, the measured beam width at 3 dB was $21^{\circ}$ in both directions with side lobe levels of -24.7 dB in the horizontal plane and -25.6 dB in the vertical plane. The averaged beam width at -3 dB of the receiving beam patterns for four receiving quadrants was $31.4^{\circ}$. The transmitting voltage response was 161.5 dB (re $1{\mu}Pa$/V at 1 m) at 50.23 kHz with a bandwidth of 2.16 kHz, and the averaged receiving sensitivity for four receiving quadrants was -178.13 dB (re 1 V/${\mu}Pa$) at 49.8 kHz with a bandwidth of 2.64 kHz.
본 논문에서는 S-Band에서의 ISM대역을 위한 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 사각형 패치를 안테나의 방사소자로 제안하고, 급전 방식은 L형 급전구조를 이용하여 광대역 화 하였다. 패치면의 길이와 폭 변화에 따른 중심주파수와 VSWR 2:1 ($S_{11}=-l0dB$) 대역폭을 고찰하고, ISM대역 주파수에서 안테나의 방사패턴을 시뮬레이션 하여 최대이득, 전후방비 및 3dB 빔폭을 제시한다. 중심주파수는 2.45GHz, 주파수 대역폭(VSWR 2:1)은 $2.314{\sim}2.577GHz$로 263MHz(11%)이며, E-평면과 H-평면 모두 이득은 9.3dBi이상, 3dB빔폭은 E-평면 $52.5^{\circ}$, H-평면 $64.7^{\circ}$ 이상의 특성을 보였다.
의료용 초음파 진단 장치나 표적을 탐지하는 소나 등에 사용되는 초음파 트랜스듀서 어레이는 정도 높은 정보를 얻기 위해 목적에 맞는 지향특성이 요구되어진다. 본 연구에서는 사용 목적 따라 지향 특성을 가변할 수 있는 초음파 트랜스듀스 어레이를 제안하였다. 제안한 초음파 트랜스듀서 어레이는 전기적 용량으로 제 2 차 모드의 효율을 제어할 수 있는 2층 구조 트랜스듀서를 이용하여 트랜스듀서 어레이의 빔 폭을 제어하였다. 이것을 시험 제작하여 이론 및 실험적으로 해석한 결과 주엽의 -3 dB 빔 폭을 7.6° ∼ 16.2°의 범위에서 제어 가능함을 확인하였다.
The optical power splitter/couplers based on MMI(multimode interference) in GaAs/AlGaAs are studied. We presetn a design of optical power splitter/couplers, which have deeply etched multimode waveguide. The properties and fabrication tolerance on the etching depth, multimode waveguide width are simulatedusing a FD-BPM (finite difference beam propgation method). Proposed 1*N optical of designed device is 0.7dB smaller than the optical power splitter with a shallowly etched MMI section. For 0.5dB excess loss, the predicted fabrication tolerance is 0.6.mu.m on the multimode waveguide width of the 14 optical power splitter with a deeply etched MMI section. Also excess loss and uniformity of poposed 32*32 optical power coupler are below 0.3dB. The excess loss of proposed 32*32 optical power coupler is 2dB smaller than the optical power coupler with a shallowly etched MMI section. It is shown that the optical power splitters/couplers with a deeply etched mMI section have low loss, good uniformity, and improved fabriction tolerance.
본 논문에서는 IEEE 802.11 기반의 WLAN(5.2/5.8GHz)대역에서 동작하는 바람개비 모양의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나의 크기는 $17.4{\times}17.4mm^2$이며 FR-4 기판을 사용하였다. 이동성을 위해 소형화하였고, 바람개비 패치 모양에 U-slot 및 Short-pin을 삽입하여 이중대역 공진특성 및 적절한 대역폭을 만족하도록 하였다. 또한 단일 양면기판을 사용하였고, 시뮬레이션설계는 바람개비 모양과 U-slot 및 Short-pin의 위치 변화, 패치길이를 최적화하여 제작 및 측정하였다. 제작한 안테나의 대역폭(Return loss<-10dB)은 5.2~5.8GHz대역에서 695MHz의 대역폭을 얻었다. H면과 E면 방사패턴의 3-dB 빔폭이 각각 $81.13^{\circ}$, $85.43^{\circ}$로 넓은 빔폭을 얻었다. 또한 3.17~4.85dBi의 이득을 얻었다.
체장어군탐지기(fish sizing echo sounder) 의송.수파기로서 사용하기 위한 split beam 음향 변환기를 개발하기 위한 시도로서, Dolph Chebyshev배열 기법을 이용하여 36개의 압전 진동소자에 진폭 가중치를 부여한 평면배열 음향 변환기를 설계.제작하고, 이 변환기의 수중음향방사 특성에 대해 분석.고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. split beam 음향 변환기의 4 개의 독립적인 진동자 블록에 대한 수중에서의 평균적인 공진 및 반공진 주파수는 각각 69.8 kHz. 83.0 kHz이었고, 이들 공진과 반공진 주파수에서의 임피던스는 49.2$\omaga$. 704.7$\omaga$이었다. 음향변환기의 4 개의 모든 진동자 블록 (sum beam)에 대한 수중에서의 공진 및 반공진 주파수는 각각 71.4 kHz, 82.1kHz이었고. 이들 공진과 반공진 주파수에서의 임피던스는 15.2$\omaga$, 17.3$\omaga$이었다. 2 split beam 음향 변환기의 4 개의 독립적인 진동자 블록에 대한 최대 송파전압감도(TVR)는 공통적으로 70.0 kHz에서 165.5 dB이었고, -3 dB 점에 대한 송신 주파수 대역폭은 10.0 kHz이었다. 또한. split beam 음향 변환기의 4 개의 조합된 진동자 블록에 대한 최대 수파감도(SRT)는 공통적으로 75.0 kHz에서 -177.5 dB이었고, -3 dB 점에 대한 수신 주파수 대역폭은 10.0 kHz이었다. 3.split beam 음향 변환기의 모든 진동자 블록에 대한 송신 지향성패턴은 원형이었고, -3 dB점에 대한 수평 및 수직방향에 대한 반감각(half beam angle)은 공통적으로 $9.0^\circ$이었다. 또한. 수평방향에 대한 제 1차 부엽 준위는 $22^\circ$및 $-26^\circ$에서 각각 -19.7 dB. -19.4 dB이었고. 수직방향에 대한 제1차 부엽 준위는 $22^\circ$및 $-26^\circ$에서 각각 -20.1 dB, -22.0 dB로서 설계 목표치 -20 dB과 매우 유사한 값을 나타내었다. 4.split beam 음향 변환기의 송파응답파형과 수파응답파형은 각각 송신 및 수신 공진주파수 부근인 70.0 kHz와 75.0 kHz에서 전기 입력펄스파형과 가장 유사한 특성을 나타내었다. 5. 본 연구에서 설계, 개발한 split beam 음향 변환기의 성능을 분석하기 위해 반사강도 보정을 위한 지향성손실과 물표의 위치각을 추정하기 위한 실험을 행한 결과 실험적으로 추정한 위치각은 실제적인 위치각과 잘 일치하였다.
본 논문에서는 이동 목표물의 속도를 측정하기 위한 도플러 레이더용 중심 주파수 10.525GHz인 마이크 로스트립 패치 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 이동용 레이더 시스템에 적용하기 위해서 비교적 충격에 강한 단일기판을 사용하였고, 원하는 특성을 얻기 위하여 급전회로망은 corporated 3-dB amplitude taper를 이용하여 4 $\times$ 8로 배열하였다. 또한 정사각형의 패치 소자를 사용하여 원편파를 이용할 수 있도록 하였다. 설계 및 제작된 안테나는 반사계수(S$_1$$_1$) -53.498dB, 수평 빔폭 $10^{\circ}$, 수직 빔폭 $18.8^{\circ}$, 이득 21dBi 및 SLL(Side Lobe Level) -17.5 dB 이하, 220MHz의 VSMR 1.5 이하 대역폭을 얻었다.
본 논문은 35GHz에서 동작하는 이동 목표물 추적용 마이크로스트립 배열 안테나에 대해 기술하였다. 넓은 범위에서 목표물을 탐지하기 위해 안테나는 azimuth 방향으로는 넒은 빔 폭이 넓은 E-plane 방향으로 배열하였으며, 3-dB 테이퍼 급전구조를 이용하여 비교적 간단하게 배열 안테나의 side-lobe level (SLL)를 -20dB이하로 하였으며, 동시에 azimuth 방향으로 12.8$^{\circ}$로 넓은 빔 폭을 얻도록 하였다.
시간영역 유한차분법을 이용하여 2.4 GHz와 5.8 GHz외 ISM 대역을 위한 이중대역 마이크로스트립 안테나를 설계한다. 2개의 구형 패치가 겹쳐진 십자형 패치를 안테나의 방사소자로 제안하고 급전 방식은 개구 결합을 이용한다. 안테나 설계를 위해 개구와 스터브 길이 변화에 따른 입력 임피던스의 변화를 살펴보고, 방사소자의 길이와 폭 변화에 따른 중심 주파수와 -10 dB대역폭을 고찰한다 반사손실에 대한 계산 결과를 IE3D의 해석 결과 및 측정 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하고, 주파수 2.43 GHz와 5.79 GHz에서 안테나의 방사패턴을 측정하여 -3 dB 빔폭, 전후방비 및 최대 이득을 제시한다.
We design a circular microstrip array antenna using the admittance of circular resonator. We can design the array antenna, considering equivalent radius of circular microstdrip consistant with conductances which are obtained from excitation coefficeients of the array elements. The antenna with 10 array elements are made on teflon substrate from Tshebyscheff method. It's perfermence are the gain 8.9dB, half power beam width 11.3dge, max, side lobe level -19dB, and they are almost in agreement with the theoretical results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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