본 논문은 고 용량, Gbps급 데이터 전송을 만족하는 무선 백-홀 시스템에 적용하기 위한 도파관 개구 결합 급전 구조 안테나에 관한 내용으로 V-대역인 57GHz~66GHz 주파수 대역에서 사용 할 공동-급전 구조를 갖는 $32{\times}32$ 도파관 슬롯 서브-배열 안테나를 설계, 제작 하였다. 안테나 구성은 적층 형태로 되어있으며, 각각 복사 부(외부 홈과 슬롯, 캐비티), 개구 결합 부, 급전 부로 이루어져 있다. 안테나 설계는 3차원 유한 요소 법(FEM)을 기반으로 하는 HFSS를 이용 하였고, 안테나 제작은 알루미늄 재질로 정밀도 높은 밀링 머신을 사용하여 각 층을 가공 한 후 은(Ag)-도금 과정을 거쳐 조립하였다. 측정을 통해서 안테나의 특성을 분석한 결과 목표했던 적용 주파수 대역에서의 반사 손실은 전반적으로 -12dB이하 손실 특성을 나타냈으며, VSWR < 2.0기준으로 약 16 %에 달하는 광 대역 주파수 특성을 보였다. 측정된 안테나 복사패턴의 1차 부엽 레벨은 -12.3 dB미만 이고, 3 dB 빔 폭은 약 $1.85^{\circ}$ 로 좁은 빔 폭을 갖는다. 또한, 안테나 이득은 평균 38.5 dBi이상, 효율은 약 90% 이상으로 높은 효율을 얻었다.
본 논문에서는 저부엽과 저손실 특성을 갖는 고전력 20-출력 스트립라인 전력분배기를 설계, 제작하고 측정하였다. 20-출력전력분배기는 S 대역 선형 배열 안테나의 급전회로를 위해 설계되었으며, 좁은 빔폭과 매우 낮은 저부엽 특성을 위해 Dolph-Chebyshev 전류 분포를 활용하였다. 20-출력 전력분배기는 8-출력 분배기 1개, 4-출력 분배기 3개와 링 하이브리드 전력분배기 3개로 구성되었으며, 전력분배의 기본적인 구조로는 T-접합 분배 구조를 사용하였다. 삽입손실과 반사손실을 개선하기 위해서 노치를 T-접합 분배 구조에 적용하였으며 N형 커넥터와 스트립라인 사이의 천이구조를 수정하였다. 설계, 제작된 전력분배기는 대역 내에서 약 0.3 dB의 삽입손실과 8o 보다 작은 rms 위상 부정합 특성을 보였다. 20-출력 전력분배기 2개를 대칭적으로 구성할 경우 40 dB 이상의 저부엽 특성 결과를 20-출력 전력분배기 측정 결과로부터 합성할 수 있었다.
소나 시스템에서는 신호 대 잡음비의 향상, 표적의 방위탐지 및 위치 데이터 산출, 간섭신호 제거 등을 위하여 지향성 빔을 만들어 사용한다. 본 논문에서는 선형으로 배열된 센서에서 각 센서쌍들에 대한 상호상관 행렬을 이용한 SCCBF(Spatial Cross Correlation Beamformer) 알고리즘을 제안하였다 이상적인 조건하에서 제안된 SCCBF는 CBF(Conventional Beamformer)에 비해 3dB의 Array Gain을 갖는 것을 이론적으로 검증하고 표적의 탐지 방위정확도를 나타내는 빔폭(Beam Width)이 CBF 보다 0.5배정도가 됨을 검증하고 모의실험을 통하여 이를 입증하였다.
EMI emission characteristics of 42" AC-PDP panel are investigated in this paper. First, EMI emission source was modeled the scan electrode and the sustain electrode to a simple electric and magnetic dipole type radiator. Second, EMI emission source was modeled as reconfigured the scan electrode and the sustain electrode. The primary source of EMI emission was investigated using FEM calculation of the wave impedance and 3 dB beam width. The third. the EMI emission level was estimated using the measured sustain electrode current. Also, EMI emission level of 42" AC-PDP was measured. The results show that the calculated EMI emission level from the simple electric dipole model was shown to agree with that from the corresponding FEM simulation.
도심의 빌딩 등 인구밀집지역에서 사용되는 소형 셀 기지국에서는 셀 용량 증대를 위해 이중편파 다중안테나(MIMO)가 주로 사용된다. 본 논문은 이중편파 다중안테나(MIMO)를 사용하는 소형 셀의 용량을 향상시킬 수 있는 높은 교차편파분리도(XPD)를 가지는 이중편파 슬롯 안테나를 제안한다. 제안한 안테나는 평형구조 및 차동 급전회로를 사용하여 교차편파를 효과적으로 억제하고 높은 교차편파분리도(XPD)를 가진다. 또한 두 편파가 동일한 방사특성을 가지게 되어 소형 셀 다중안테나(MIMO) 시스템에 적합한 특성을 가진다. 모의실험, 제작 및 측정결과 제안한 안테나는 반사계수 -10 dB를 기준 180 MHz (2.51~2.7 GHz)의 대역폭, 최대 4.5 dBi 방사이득(3.5~4.5 dBi), 85도의 반 전력 빔폭을 가짐을 확인하였다. 또한 평균 교차편파 분리도(XPD)가 26.4 dB로 기존의 단일방사체에 서로 다른 급전을 이용하는 방법, 스위칭을 통해 편파를 선택적으로 사용하는 방법에 비하여 13.8 dB이상 개선된 특성을 가짐을 확인하였다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제18권2호
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pp.117-128
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2018
In this paper, compact linear dual polarized series-fed $1{\times}2$ linear and $2{\times}2$ planar arrays antennas for airborne SAR applications are proposed. The proposed antenna design consists of a square radiating patch that is placed on top of the substrate, a quarter wave transformer and $50-{\Omega}$ matched transformer. Matching between a radiating patch and the $50-{\Omega}$ microstrip line is accomplished through a direct coupled-feed technique with the help of an impedance inverter (${\lambda}/4$ impedance transformer) placed at both horizontal and vertical planes, in the case of the $2{\times}2$ planar array. The overall size for the prototype-1 and prototype-2 fabricated antennas are $1.9305{\times}0.9652{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$ and $1.9305{\times}1.9305{\times}0.05106{{\lambda}_0}^3$, respectively. The fabricated structure has been tested, and the experimental results are similar to the simulated ones. The CST MWS simulated and vector network analyzer measured reflection coefficient ($S_{11}$) results were compared, and they indicate that the proposed antenna prototype-1 yields the impedance bandwidth >140 MHz (9.56-9.72 GHz) defined by $S_{11}$<-10 dB with 1.43%, and $S_{21}$<-25 dB in the case of prototype-2 (9.58-9.74 GHz, $S_{11}$< -10 dB) >140 MHz for all the individual ports. The surface currents and the E- and H-field distributions were studied for a better understanding of the polarization mechanism. The measured results of the proposed dual polarized antenna were in accordance with the simulated analysis and showed good performance of the S-parameters and radiation patterns (co-pol and cross-pol), gain, efficiency, front-to-back ratio, half-power beam width) at the resonant frequency. With these features and its compact size, the proposed antenna will be suitable for X-band airborne synthetic aperture radar applications.
본 논문에서는 최근 5G 통신기술의 발전으로 인해 LTE와 5G 대역을 모두 커버할 수 있는 안테나가 필요로 하고 있으며, 각 대역에서 공진 주파수 대비 10%이상의 대역폭을 만족하기 위해 통합공공망(LTE)과 5G 주파수 이중대역 커버용 단일 급전 안테나를 설계, 제작하였다. 기본형 다이폴 안테나의 방사소자를 평면형 구조를 채택하였으며, 설계된 안테나는 700 MHz 안테나의 경우 동축케이블 급전 및 balun을 형성시켜 설계되었으며, 3.5GHz의 경우는 700 MHz 방사소자 급전부로부터 각각 수직 연장 후 'ㄷ'자 모양으로 접은 형태로 balun이 필요 없고 700 MHz 대역의 방사소자가 3.5 GHz 대역 방사소자의 반사판 역할을 하도록 설계하였다. 이로써, 700MHz 대역 -10 dB 대역폭 104 MHz(14.8%)과 3.5GHz 대역 -10 dB 대역폭 660 MHz(18.8%)을 나타내었고, 방사패턴 특성으로 700 MHz대역에서는 이득 8.46 dBi, 빔폭 E-plane 55°, H-plane 81°와 3.5 GHz 대역에서는 이득 6.14 dBi, 빔폭 E-plane 79°, H-plane 49°를 각각 얻었다.
본 논문에서는 마이크로스트립 안테나의 좁은 대역폭 문제를 개선하여 UHF 대역 내에 있는 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile telecommunication), TRS(Trunked Radio System)대역을 통합하여 우리나라 연안 해역에 있는 기지국 및 중계기에 상용 가능한 800MHz 다중대역 안테나를 설계하고자 한다. 안테나의 대역폭을 개선하기 위해 L형 급전구조를 이용하였으며, 직사각형 패치에 U-Solt을 추가하여 이중 공진 효과를 이용하였고, 적층구조를 이용하여 이득을 개선하였다. 설계된 안테나의 주파수 대역폭(VSWR 2:1)은 $792{\sim}1040MHz$로 248MHz(33%)의 광대역 특성을 가지며, 방사패턴은 이득이 9.4dBi 이상, 3dB 빔폭은 $60^{\circ}$이상의 개선된 특성을 보였다.
본 논문에서는 800MHz대역의 TRS(Trunked Radio System)대역을 비롯한, GSM(Global System for Mobile telecommunication), CDMA(Code Division Multiple Access) 대역을 통합할 수 있는 광대역 마이크로스트립 안테나를 설계하고자 한다. 그리고 선박 및 해상 안전에 상용 가능한 선박 기지국 중계기용 안테나를 설계하였다. 마이크로 스트립 안테나의 협대역을 개선하기 위해서 직사각형 패치에 U자 형태의 급전구조를 갖고, 그라운드와 급전 사이에 유전체(${\varepsilon}_T$ = 2.1), 패치와 급전 사이에는 유전체 (${\varepsilon}_T$ = 1)인 서로 다른 유전체를 사용하여 이중 공진 효과를 이용하였다. 설계된 안테나의 주파수 대역폭(VSWR 2:1)은 $780MHz{\sim}1.83GHz$로 2.61GHz의 광대역 특성을 보였으며. 또한 E-평면과 H-평면 모두 이득은 9.dBi이상. 3dB 빔폭은 E-평면 과 H-평면 $60^{\circ}$이상의 개선된 특성을 보였다.
본 논문에서는 마이크로스트립 안테나의 좁은 대역폭 문제를 개선하여 UHF 대역 내에 있는 CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Telecommunication), TRS(Trunked Radio System)대역을 통합하여 우리나라 연안 해역에 있는 기지국 및 중계기에 상용 가능한 800MHz 다중대역 안테나를 설계하고자 한다. 안테나의 대역폭을 개선하기 위해 L형 급전구조를 이용하였으며, 직사각형 패치에 U-Slot을 추가하여 이중 공진 효과를 이용하였고, 적층구조를 이용하여 이득을 개선하였다. 설계된 안테나의 주파수 대역폭(VSWR 2:1)은 $792{\sim}1040MHz$로 248MHz(33%)의 광대역 특성을 가지며, 방사패턴은 이득이 9.4dBi 이상, 3dB 빔폭은 $60^{\circ}$이상의 개선된 특성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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