• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.130-136
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• 2014

본 논문에서는 최근 실리콘 기반의 소자를 이용하여 microwave 대역에서 millimeter wave 대역까지 동작하는 위상 배열 시스템 개발에 관한 연구를 리뷰하고자 한다. 우선 위상 배열 시스템의 중요한 부품인 위상 변위기를 CMOS 공정을 이용한 설계 방법에 대해 논의한다. 그리고 수동형 위상 변위기를 송수신 모듈에 적용하여 한 채널에서 16 채널까지 확장하여 실리콘 칩에 구현을 하였다. 35 GHz 대역에서 동작하는 4 채널 송수신 칩은 200 mW 이하의 저전력 성능을 보여주었다. 또한, 44 GHz 대역에서 16 channel로 확장하여 송신 출력과 선형성을 향상시킬 수 있었다. 능동형 위상 변위기는 Ku band 대역에서 동작하는 2-antenna 4-beam 수신기에 적용하였다. 한 칩에서 4개의 서로 다른 방향의 신호가 존재함으로 신호 간의 커플링을 최소화 하는 방법을 소개하고, 이를 측정을 통해 검증하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권6호
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• pp.943-950
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• 2020

We propose 8.2-GHz band radar RFICs for an 8 × 8 phased-array frequency-modulated continuous-wave receiver developed using 65-nm CMOS technology. This receiver panel is constructed using a multichip solution comprising fabricated 2 × 2 low-noise amplifier phase-shifter (LNA-PS) chips and a 4ch RX front-end chip. The LNA-PS chip has a novel phase-shifter circuit for low-voltage operation, novel active single-to-differential/differential-to-single circuits, and a current-mode combiner to utilize a small area. The LNA-PS chip shows a power gain range of 5 dB to 20 dB per channel with gain control and a single-channel NF of 6.4 dB at maximum gain. The measured result of the chip shows 6-bit phase states with a 0.35° RMS phase error. The input P1 dB of the chip is approximately -27.5 dBm at high gain and is enough to cover the highest input power from the TX-to-RX leakage in the radar system. The gain range of the 4ch RX front-end chip is 9 dB to 30 dB per channel. The LNA-PS chip consumes 82 mA, and the 4ch RX front-end chip consumes 97 mA from a 1.2 V supply voltage. The chip sizes of the 2 × 2 LNA-PS and the 4ch RX front end are 2.39 mm × 1.3 mm and 2.42 mm × 1.62 mm, respectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.2362-2372
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• 1996

This paper deals with the design and development of an Injection-Locking Coupled Oscillators(ILCO), which functions like phase-shifter in the Active Intergrated Phased Array Antenna(AIPAA). This linear array 2-element ILCO consists of two Injection Locking Hair-pin Resonator Oscillators(ILHRO) and an unilateral amplifier. The first and second elements of the ILCO have same frequency tuning range but locking bandwidths of 11.5MHz and 14MHz respectively. A phase shift of .DELTA..PHI.=158.4.deg.(-78.0.deg. to 80.4.deg.) could be obtained inthe second element of ILCO when the first elementof the ILCO was in the reference locking mode(.DELTA..PHI.=0.deg.). When the ILCO is applied to the AIPAA, the predicted beam scanning angle value will be 38.4.deg.. Each ILCO gives good frequency stability and lower AM, FM, and PM noise charactheristics in the mutual coupling lockingmode. The ILCO can not only play a part as the phase shifter for the AIPAA but it can also be usedas the power combining device in the mm-wave frequency range and as a part of a T/R MMIC module.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.13-21
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• 1997

본 논문에서는 능동 위상배열안테나(Active phased array antennas)의 구성소자로 사용될 수 있는 슬롯결합을 이용한 발진기형 능동안테나를 설계, 제작하였다. 배열 안테나 특히 평면 배열 얀테냐에 적합한 급전구조인 슬롯결합을 이용하여 방사소자와 능동회로룹 각각의 기판에 제작한 후 접지면의 슬롯을 통하여 전자기적으로 결합하였다 이와 같은 구조는 배열 안테나로 구성할 경우 단일 평면상에 안테나와 발진회로를 집적하는 구조에서 발생하는 안테나의 협대역 문제, 능동회로에 의한 기생방사, 집적의 문제 등을 해결할 수 있을 것이다. 본 논문에서 설계, 제작한 발진기형 능동안테나는 FET의 드레인 바이어스 전압을 조정하여 발진 주파수를 12.5 GHz를 중심으로 12.37 GHz에서 12.65 GHz까지 280 MHz (2.24%)의 주파수 범위를 선형적으로 조정할 수 있었다. 또한 주파수 가변범위 내에서의 출력이 5 dB 이내의 차이를 가짐으로서 거의 일정하였다. 따라서 본 논문에서 설계, 제작한 능동 안테나를 선형이나 평면의 능동 배열 안테나 소자로 사용할 수 있을 것이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권7호
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• pp.26-36
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• 2014

IMT-Advanced 시스템을 효율적으로 서비스하고 시스템 효율을 증대시키기 위해서는 능동위상 배열구조의 안테나 시스템이 요구된다. 능동위상 배열 구조는 다수의 송수신 모듈과 다수의 복사소자로 구성되어 시스템의 효율을 증대시킬 수 있으며, 시스템을 구현하기 위해서는 초소형 고효율 송수신 모듈이 핵심이다. 최종 출력과 밀접한 관련이 있는 송신모듈의 전력증폭기는 기지국 시스템의 효율을 결정하는 핵심요소이다. 본 논문에서는 IMT-Advanced 능동위상배열 시스템에 적합한 초소형 고효율 송수신 모듈을 설계하고 구현하고자 하였다. 송수신 모듈은 온도보상 회로를 구현하여 이득 오차를 줄였으며, 선형화기는 소형화를 위하여 아날로그 방식으로 구현하였다. 초소형 고효율 전력증폭기를 구현하기 위해서 GaN MMIC Doherty 구조로 구현하였다. 구현된 송수신모듈은 $40mm{\times}90mm{\times}50mm$ 크기로 구현되었으며, LTE band 7에서 47.65 dBm의 출력을 가졌다. 실제 운용전력인 37 dBm에서 40.7%의 효율과 12 dB이상의 선형성 개선도를 보였다. 수신부의 잡음지수는 1.28 dB이하로 설계규격을 만족하였으며, 송수신 모듈의 이득과 위상은 6 bit로 제어로 최대 오차는 각각 0.38 dB와 2.77 degree를 보였다.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.1-11
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• 2012

본 논문은 우주용 X-대역 능동 위상 배열 레이더를 위한 T/R 모듈에 대하여 기술한다. T/R 모듈은 위상 배열 안테나의 전자적 빔 조향을 가능하게 하는 송수신 RF 반도체 소자가 집적된 모듈이며 SAR 탑재체의 핵심 부품이다. 기존의 T/R 모듈은 수평 편파 또는 수직 편파 신호를 스위치에 의해 선택적으로 수신할 수 있었다. 그러나 현재 기술적 흐름은 수평 편파와 수직 편파 신호를 동시에 수신하는 것이다. 따라서 이중 편파 동시 수신 T/R 모듈에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 차세대 SAR 탑재체를 위한 선행 연구로서 능동 위상 배열 레이더 T/R 모듈의 기술 개발 동향과 이중 수신 T/R 모듈의 예비 설계 결과를 정리하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.694-705
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• 2006

본 논문은 Ku 위성 방송 대역에서 동작하는 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 실험에 관한 것으로, 안테나 시스템은 16개의 방사 능동 채널 및 16 채널 입력의 윌킨슨 전력 결합기 그리고 안정화 직류 전원 및 위상 제어 보드로 구성된다. 각 능동 채널 내에는 3-비트 디지털 위상 천이기가 존재하여 제어부로부터 위상을 제어 받아 전자적인 안테나 빔을 형성할 수 있다. 측정된 각 능동 채널간의 진폭 및 위상 편차는 각각 ${\pm}0.8dB$ 이하 및 ${\pm}15^{\circ}$ 이하였으며, 각 능동 채널의 잡음 지수는 동작 대역 내에서 1.2 dB 이하의 성능을 갖는다. 전체 안테나 시스템의 측정 성능은 동작 대역 내에서 23.07 dBi 이상의 안테나 이득과 - 11.17 dBc 이하의 사이드로브 레벨 그리고 정방향에서 -12.75 dBc 이하의 교차 편파 레벨을 보여 주었다. 또한, 능동 채널내 위상 제어를 통해 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$의 빔 스캔 방사 패턴이 측정되었으며, 이때, 각각 1.1 dB, 2.5 dB, 3.6 dB의 빔 스캔 손실 성능을 보여 주었다.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제17권3호
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• pp.224-235
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• 2017

Purpose: Reliability is the most important factor to detect defects as wind turbines are deployed in large blades. The methods of detecting defects are various, such as non-destructive inspection and thermal imaging inspection. We propose the phased array ultrasonic testing method of non-destructive testing. Methods: We propose the active pressure mechanism for wind power blade. The phase array ultrasonic inspection method is used for fault detection inner blade surface. Controlled pressure of mechanism with respect to z-axis is important for guarantee the result of phase array ultrasonic inspection. The model based control and proposed mechanism are utilized for overall system stability and effectiveness of system. Result: The result of proposed pressure mechanism B is more stable than A. Convergence speed is also faster than A. Conclusion: We confirmed the performance of the proposed constant pressure mechanism through experiments. Non-destructive testing was applied to the specimen to confirm the reliability of detecting defects.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1069-1076
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• 2014

본 논문은 능동위상배열 레이더가 여러 개의 표적을 탐지/추적하기에 효과적인 수신빔 구조에 대해 기술하고 있다. 위상배열 레이더가 갖는 특성 중 하나는 원하는 방향으로 빔을 조향하고, 디지털적으로 여러 개의 빔을 동시에 형성하는 것이다. 이와 같은 디지털 빔 형성 수신빔 구조를 통해서 동시 다발적으로 발생하여 접근하는 위협 표적을 빠르고 정확하게 탐지하는 방식을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법들은 시뮬레이션을 통해서 표적의 탐지 정확도 성능을 제시한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1089-1097
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• 2002

본 논문에서는 선박에 탑재하여 해상에서 이동 중 위성통신을 수행하는 능동 위상배열 안테나 시스템의 설계, 제작 및 시험을 소개한다. 안테나와 시스템은 광역 하이브리드 추져, 송수신 겸용 안테나 소자, 비대칭 배열, 송수신간의 간섭 억압, 및 주파수 스캔 효과를 보상하는 위상제어 기술 등의 새로운 구조와 기술을 적용한다. 안테나는 32$\times$4 이차원 배열을 가진 송수신 겸용 안테나이다. 안테나는 두개의 빔을 가진다. 안테나 사용 주파수는 수신 7.25 - 7.75 GHz 송신 7.9 - 8.4 GHz이다. 안테나 지향 이득은 수신 35.4 dBi와 송신 35.7 dBi이며, 최대 54 %의 효율을 가진다. 전자 빔 스캔 범위는 앙각 $\pm$35$^{\circ}$와 방위각 $\pm$4$^{\circ}$이다. 안테나는 방위각 360$^{\circ}$ 무한회선과 앙각 $\pm$$10^{\circ}$의 기계적 제어가 가능한 하이브리드 추적 운동을 할 수 있다. 안테나 3 dB 빔폭은 2.2$^{\circ}$이며, 부엽 레벨 -14 dB와 교차편파 억압 송신 21 dB의 특성을 가진다. 안테나는 근역전계 측정 시설을 이용하여 측정하였다. 시스템 성능은 선박 모의 운동 시뮬레이터 위에서 위성 중계기 시뮬레이터를 사용하여 시험하였다. 운동 상태에서 위성 추적 성능은 추적 오차가 3 dB 이내이다. 안테나 시스템은 변조된 위성방송 신호를 주파수 변환하여 안테나 시스템의 변조 신호 송수신 시험에 사용하였다.