• 한국전자파학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.62-75
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• 2007

본 논문은 단위 방사 소자의 이득을 증가시키기 위한 성형 빔 안테나에 관한 것이다. 제안하는 안테나 구조는 크게 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 구조로 구성된다. 광대역에 걸쳐 전자파 전력이 다층 원형 도체 배열로 방사하기 위한 여기 소자로 스택 마이크로스트립 패치 소자가 사용되었으며, 고이득 빔 성형을 위한 지향 소자의 역할을 담당하는 다층 원형 도체 배열 소자들은 여기 소자 위에 주기적으로 유한하게 적층되었다. 제안하는 안테나가 고이득 특성을 얻기 위해서는 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 소자들 간의 효율적인 전력 결합이 이루어져야 하며, 이를 위해 주어진 설계 규격에 따라 여기 소자 및 다층 원형 도체 배열 소자들의 설계 변수들은 함께 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 고이득 성형 빔 안테나는 $9.6{\sim}10.4\;GHz$ 주파수 대역 및 선형 편파 조건하에서 최적화 설계되었으며, 또한 안테나의 다층 원형 도체 배열 소자들을 구현하는 2가지 방법 즉, 얇은 유전체 필름을 이용하는 방법과 유전체 폼을 이용하는 방법들도 제안되었다. 특히, 유전체 필름을 이용하는 안테나에 대해서는 컴퓨터 시뮬레이션 과정을 통해, 원형 도체 배열 소자들의 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 보여주었다. 유전체 필름(Type 1)과 유전체 폼(Type 2)을 이용한 2종류의 안테나 시제품들을 제작하였으며, 얇은 유전체 필름을 이용한 안테나 시제품에 대해선 시뮬레이션 된 전기적 성능 결과와 비교를 위해 원형 도체 배열 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 실험하였다. 측정된 이득 성능은 시뮬레이션 이득 성능과 거의 유사한 결과를 보여주었으며, 원형 도체 적층 수에 따라 안테나 이득 변화는 주기성을 보였다. 10 GHz 중심 주파수에서 측정된 Type 1 안테나의 전기적 성능은 원형 도체 배열을 10개 적층(disk10)하였을 때, 15.65 dBi의 최대 안테나 이득과 11.4 dB 이상의 입력 반사 손실 성능을 보여 주었으며, 다층 원형 도체 배열 구조에 의해 약 5 dB의 이득 향상 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 원형 도체를 12개 적층하였을 때, 외곽 유전체 링 효과에 의해 Type 1 안테나는 Type 2 안테나보다 상대적으로 약 1.35 dB 만큼 이득이 더 높았으며, 각 안테나의 3 dB 빔 폭은 각각 약 $28^{\circ}$와 $36^{\circ}$로 측정되었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권2호
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• pp.134-142
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• 2016

This paper proposes a technique for improving the conventional conical horn antenna for the X-band frequency using metamaterial on a wire medium structure. The main idea of this research is the application of the wire medium metamaterial to the conical horn's aperture for the enhancement of the horn's gain; this is done without changing the antenna's dimensions. The results show that the wire medium structure can increase the gain of a conventional conical horn antenna from approximately 17.7 dB to 20.9 dB (an increase of approximately 3.2 dB). A prototype antenna was fabricated, and its fundamental parameters including its reflection coefficient ($S_{11}$), radiation patterns, and directive gain were measured. The simulated and measured results were very good. The wire medium structure of the proposed antenna improved the radiation pattern, enhanced the directivity, increased the gain, and reduced the side lobe level using a simple integrated wire medium structure.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.55-58
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• 2005

The present study aims to design electrically and structurally effective antenna structures in order that the structural surface itself could become the antenna. The basic design concept is composite sandwich structure in which microstrip antenna is embedded and this is termed composite smart structure (CSS). The most important outstanding problem is that composite materials of structural function cannot be used without reducing antenna efficiency. Unfortunately, such materials have high electrical loss. This is a significant design problem that needs to be solved in practical applications. Therefore, the effects of composites facesheet on antenna performances are investigated in the first stage and changes in the gain of microstrip antenna due to composites facesheet have been determined. ‘Open condition’ is defined when gain is maximized and is a significant new concept for the design of high-gain antennas considering bandwidth in practical application. The open condition can be made with the outer facesheet by controlling its position. In the design of CSS, glass/epoxy composites and Nomex honeycomb were used with exploiting open condition. Experiments, confirm that the gain is improved and the bandwidth is also as wide as specified in our requirements. With the open condition, wideband antenna can be integrated with mechanical structures without reducing any electrical performances, as confirmed experimentally here.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.72-75
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• 2017

본 논문은 소형화와 고이득을 위하여 패치 안테나에 원형 슬릿을 구현하였으며 900 MHz 대역에서 동작이 되도록 설계하였다. 사각형 모양의 패치형태를 변형하여 안테나 크기를 일차적으로 줄였으며 나아가 패치 안에 원형 슬릿을 추가하여 추가적으로 안테나의 크기를 감소시켰다. 원형슬릿의 개수와 반지름을 설계 변수로 설정하여 원하는 대역에서 반사손실을 약 -30 dB까지 되도록 Tuning 하였으며 방사패턴의 최대 이득도 약 4 dBi에 이르도록 안테나의 설계를 수행하였다. 원형슬릿이 존재하지 않는 경우 대비 약 20 MHz 정도의 공진 주파수 하향천이를 구현하여 본 논문에서 설계한 안테나의 소형화가 달성되었음을 증명하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권4호
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• pp.25-30
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• 2010

새로운 메타매터리얼 구조 패치안테나는 기존 메타매터리얼 패치안테나의 이득을 개선하였다. 새로운 메타매터리얼 커버의 구조는 $9{\times}9$ 격자 중에서 중심을 기준으로 $7{\times}7$격자를 제거하는 구조로 만들었다. 또한 그 메타매터리얼 커버는 보통 기판을 사용하여 쉽게 제작이 가능하다. 패치안테나, 메타매터리얼 패치안테나, 제안된 메타매터리얼 패치안테나의 결과를 비교해 보았으며, 비교한 결과 제안된 메타매터리얼 패치안테나는 보통 메타매터리얼 패치안테나보다 약 3dB 더 좋은 결과를 보였다.

• 전기학회논문지
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• 제63권5호
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• pp.666-670
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• 2014

TEM Horn antenna is typically used in HPEM area. It is necessary to apply a high voltage of the antenna for radiating HPEM. Then, it is necessary to insulate essentially of applying a high voltage to the antenna. At this time, radiation pattern and gain of the TEM Antenna is changed. For this reason, it is necessary to analyze changing characteristics by using simulation. In this paper, I analyzed the radiation pattern of the antenna in accordance with the lens and insulating material. As a result, it was observed that the value of the gain is changed in accordance with the frequency. The lens is used for the antenna, the gain characteristic is improved.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.473-478
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• 2021

본 논문은 급증하는 무선통신, 자율주행자동차, 5G 무선통신 및 광대역 어플리케이션 등과 같이 다양한 방면에서 필요로 하는 광대역, 고이득 안테나 필요성에 따라 후면 주파수 선택 표면(FSS, Frequency Selective Surface)을 이용한 광대역 고이득 평면 사다리꼴 모노폴 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나는 이중 금속층을 사용하여 기존의 주파수 선택 표면과 구조적인 차이점을 갖는다. 또한 기존의 안테나 설계에서 갖는 설계의 복잡함을 해결하기 위해 GA(Genetic Algorithms)과 HFSS(High Frequency Structure Simulator) 시뮬레이션을 사용하여 효율성을 증가시켰다. 이를 통해 3.52 GHz ~ 5.92 GHz의 넓은 대역폭과 전체 대역폭에서 10.5 dBi 이상의 이득을 유지하며, 5.1 GHz에서 11.8 dBi의 최고 이득을 갖는다. 기존 안테나와 비교하였을 경우 1.8 GHz의 36% 임피던스 대역폭이 2.4 GHz의 50% 임피던스 대역폭으로 향상되었으며, 이득의 경우 8.6 dBi 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제7권6호
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• pp.57-62
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• 2008

본 논문에서는 접힌 헤리컬 모노폴 안테나와 프랙털 구조의 사다리꼴 패치 안테나를 탑재한 TDMB, GPS 수신용 샤크 안테나를 설계하고 이를 제작한다. 안테나 축 방향으로 발생하는 널을 최소화하고, 수직은 물론 수평편파 성분을 수신할 수 있도록 접힌 타입으로 TDMB 안테나를 설계한다. 대역화보 및 이득향상을 위한 GPS 수신안테나는 프랙털 구조의 공기층 사다리꼴 마이크로스트립 패치 안테나로 구현한다. 설계한 TDMB용 및 GPS용 안테나를 제작한 후 TDMB 안테나는 기존의 상용화 된 A사 안테나와 수신 특성을 비교한다. 또한 GPS 안테나는 세라믹 패치안테나와 특성을 비교한다. 비교 결과 TDMB 안테나는 수신 대역에서 이득과 수신신호세기 모두 각각 3dB 향상되었으며, GPS 안테나는 VSWR 2:1 기준에서 135MHz의 넓은 대역폭을 얻었다. 이득은 공진주파수에서 4.31dBi로 일반 세라믹 패치안테나보다 전 대역에서 $3{\sim}5dB$ 높은 이득을 얻었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.28-31
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• 2004

This paper describe analysis active microstrip antenna with low noise amplifier at 900 MHz for mobile communication. The microstrip patch antenna is integrated with low noise amplifier on a permittivity 4.5 (Epoxy-FR4) and thickness of substrate 1.6 mm. Low noise amplifier is designed by using GaAs FETs. The analysis characteristics of antenna include return loss, input impedance, vswr, radiation pattarn, bandwidth and gain of antenna. Mesurement gain of antenna is shown 19.2435 dBi.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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• pp.346-349
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• 2005

The present study aims to design electrically and structurally effective antenna structures in order that the structural surface itself could become the antenna. The basic design concept is composite sandwich structure in which microstrip antenna is embedded and this is termed composite smart structure (CSS). The most important outstanding problem is that composite materials of structural function cannot be used without reducing antenna efficiency. Unfortunately, such materials have high electrical loss. This is a significant design problem that needs to be solved in practical applications. Therefore, the effect of composites facesheet on antenna performances is studied in the first stage. Changes in the gain of microstrip antenna due to composites facesheet have been determined. 'Open condition' is defined when gain is maximized and is a significant new concept in the design of high-gain antennas considering bandwidth in practical application. The open condition can be made with any thickness of outer facesheet by controlling its position. In the design of CSS, glass/epoxy composites and Nomex honeycomb were used with exploiting open condition. Experiments, confirm that the gain is improved (over 11 dBi) and the bandwidth is also as wide as specified in our requirements (over 10% at 12.2 GHz). With the open condition, wideband antenna can be integrated with mechanical structures without reducing any electrical performances, as confirmed experimentally here.