• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.171-175
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• 2006

본 논문에서는 2 GHz LS 대역에서 동작하는 역지향성 능동배열 안테나가 설계 제작되었다. 역지향성 안테나는 임의의 방향에서 입사하는 전파를 그 방향으로 되돌려 복사시키는 안테나 배열 시스템으로서, 반사파가 입사 반대 방향으로 파면(wave front)을 갖도록 하기 위한 공액 위상변위기가 포함된 능동 안테나 배열로 구성된다. 본 연구에서는 RF/IF 신호포트와 LO 포트로 이루어진 2-포트 게이트 HEMT 혼합기와 1/4파장 모노폴 안테나 배열($1{\times}4$)을 사용하여 역지향성 능동배열 안테나를 구현하였다. 제작된 배열 안테나의 역지향 특성을 실험 측정하고, 이론적 예측치와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 모노폴 안테나 배열은 구조가 간단하여 제작이 용이한 장점을 가지며, 본 연구결과는 무선 이동통신, 무선 실내 LAN 및 RFID등의 기지국 및 트랜스폰더 장치에 직접 적용 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1340-1350
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• 2009

본 논문에서는 레이더용 평면형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 설계된 안테나는 X-대역에서 대역폭 10 %를 만족하며, 이중 슬롯 급전 마이크로스트립 패치 안테나와 편파 스위치의 사용으로 이중 편파 사용이 가능하다. 배열 구조는 $16\times16$의 삼각 배열 구조이고, 각 배열은 출력 40 dBm 이상의 TR(Transmit & Receive) 모듈로 구성된다. TR 모듈은 디지털 감쇄기와 위상 변위 기를 포함하고 있어서 임의의 빔 형성/빔 조향을 할 수 있으며, 전자적 빔 조향 범위는 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}60^{\circ}$ 범위에서 가능하다. 또한 수신 구조는 부배열로 구성하여 수신 패턴은 각 채널로부터의 RF 빔 합성으로 얻어진다. 안테나의 성능 검증을 위해서 근접 전계 측정 시설에서 안테나 패턴을 측정하였으며, 패턴 측정 결과는 예측된 빔 패턴과 거의 일치하였고, 이로부터 제어에 의한 빔 조향/빔 형성이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.135-139
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• 2013

본 논문에서는 Ka-대역에서 동작하는 8채널 송신능동채널모듈을 소개한다. 본 모듈은 이동 위성통신용 능동위상배열안테나 시스템에 적용되며, 이를 위하여, 시스템의 크기와 중량의 상당부분을 차지하는 능동부 구조를 최적화하여 개별채널로 구성되는 기존의 능동모듈에 비하여 크기 및 중량을 소형화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 한 개의 모듈에 다수의 능동채널을 구비함으로써 발생될 수 있는 채널 간의 전기적 간섭을 최소화함으로써, 구성된 개별 채널이 최적의 상태에서 동작하도록 하였다. 시제품의 성능시험을 통한 채널 간의 최대 이득편차는 ${\pm}1.3dB$이며, 최소 채널출력은 21.5dBm이며, 위상천이기 제어에 따른 채널이득 변화량은 ${\pm}1.0dB$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.355-365
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• 2017

본 논문에서는 간접급전 패드를 이용한 이중 대역 GPS 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 GPS L1 대역에서 공진하는 상부패치, L2 대역에서 공진하는 하부패치, 중간층에 위치하는 2개의 간접급전 패드로 구성되며, 광대역 원형 편파 특성구현을 위해 하이브리드 칩커플러를 사용하여 두 급전 포트 사이에 $90^{\circ}$의 위상차를 갖도록 급전하였다. 제안된 개별 안테나의 측정 결과, 전면 방향 이득은 GPS L1, L2 대역에서 각각 3.0 dBic, 5.1 dBic를 나타내며, 축비 특성은 각각 3.3 dB, 0.3 dB를 나타내는 것을 확인하였다. 제안된 안테나를 동일한 유전체 기판 가장자리에 7소자 배열하여 제작하여 active element pattern을 측정한 결과, 전면 방향 이득은 GPS L1, L2 대역에서 각각 -0.4 dBic, -2.4 dBic를 나타내어 GPS 배열안테나의 개별 소자로 사용 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.955-964
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• 2010

본 논문에서는 기 개발된 능동형 SAR(Synthetic Aperture Radar) 안테나의 송수신 모듈 출력에서 발생하는 이득과 위상 오차를 보정하는 방법에 대해 소개한다. 먼저 오차에 대해 정의하고, 시범 측정을 통해 획득한 측정값을 바탕으로 오차의 특성을 분석한 뒤, 이를 보상하기 위한 송수신 모듈의 제어 방법을 제안하였다. 16조의 송수신 모듈로 구성된 안테나에서 보정 전 이득은 28.2~29.0 dBm, 위상은 $101.7^{\circ}{\sim}165.2^{\circ}$의 분포를 보였으나, 보정후 이득은 27.4~28.0 dBm, 위상은 $116.1^{\circ}{\sim}120.0^{\circ}$의 분포를 나타내었다. 이러한 송수신 모듈의 출력 분포를 바탕으로 배열 이론을 적용하여 안테나 빔 패턴을 생성하고 비교함으로써 제안한 보정 방법이 능동형 SAR 시스템의 성능 만족에 효과적임을 검증하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.61-64
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• 2017

밀리미터파 위상배열시스템에 위상변환기는 개별안테나의 위상을 조절하는 핵심 부품이다. 본 논문은 손실이 큰 실리콘 웨이퍼의 위상변환기에 적용을 위한 설계 기법을 5GHz에서 검증한 내용을 담는다. 0/180도 2-State 위상변환기가 제작되었으며 그것은 2개의 2-Stage AMP를 병렬로 구성하였다. 각 State의 Gain을 동일하게 유지하기 위해서 0/180도 Delay 라인을 2-Stage AMP의 각 Stage 중간에 삽입하였다. 통상적으로 AMP를 병렬 연결할 때 Wilkinson Power Combiner/Divider과 같은 수동회로를 추가하지만 실리콘 웨이퍼에서는 이것으로 인해 큰손실이 발생할 수 있으므로 생략하고 직접 연결하였다. 제작결과 5GHz에서 12dB이득, 174도 위상차를 확인하여 본 설계 기법을 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제35권3호
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• pp.378-385
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• 2013

An S-band multifunction chip with a simple interface for an active phased array base station antenna for next-generation mobile communications is designed and fabricated using commercial 0.5-${\mu}m$ GaAs pHEMT technology. To reduce the cost of the module assembly and to reduce the number of chip interfaces for a compact transmit/receive module, a digital serial-to-parallel converter and an active bias circuit are integrated into the designed chip. The chip can be controlled and driven using only five interfaces. With 6-bit phase shifting and 6-bit attenuation, it provides a wideband performance employing a shunt-feedback technique for amplifiers. With a compact size of 16 $mm^2$ ($4mm{\times}4mm$), the proposed chip exhibits a gain of 26 dB, a P1dB of 12 dBm, and a noise figure of 3.5 dB over a wide frequency range of 1.8 GHz to 3.2 GHz.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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• pp.1335-1338
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• 2002

This paper presents the analysis of the required limit on a multibeam active phased array antenna (APAA) aperture using the statistical simulation for a High Altitude Platform Station (HAPS). The simulation takes into account the random errors caused by the non-identity of the array elements and the inaccuracy of the antenna calibration. The results of our statistical simulation show that the strict requirements on the sidelobe envelope for HAPSs can be met when the amplitude and phase distribution errors are minor, a condition which may be achieved by using digital beam forming.

• 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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• 제20권2호
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• pp.167-173
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• 2009

본 논문에서는 단일 급전 능동 소자와 4개의 기생 소자로 구성된 5.8 GHz ISM 대역에서 동작하는 전자적인 빔 조향 배열 안테나를 제안하였다. 빔 조향은 고가의 위상 변위기를 이용하지 않고, 기생 소자의 부하에 연결된 가변 리액턴스 제어 회로의 리액턴스를 제어하여 얻을 수 있다. 제안한 안테나는 빔 조향 각도에 따라 ISM 대역 내에서 -10 dB 이하의 반사 손실을 가지면서도 E-평면과 H-평면으로 각각 ${\pm}30^{\circ}$의 빔 스캔을 실현하였다. 스캔 범위에서 이득은 E-평면에서 $6.18{\sim}7.53\;dBi$, H-평면에서 $7.022{\sim}7.779\;dBi$를 보였다.