• 제목/요약/키워드: Beam-steering

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On/Off-body 통신시스템을 위한 직물소재 웨어러블 재구성 빔 스티어링 안테나의 BER/SNR 성능 검증 (Performance evaluation using BER/SNR of wearable fabric reconfigurable beam-steering antenna for On/Off-body communication systems)

  • 강성훈;정상수;정창원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.4842-4848
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    • 2015
  • 본 논문은 재구성 빔 스티어링 안테나와 전방향성(루프) 안테나 간 정지상태와 이동상태일 때 통신 성능 비교를 보여준다. 두 안테나는 동일한 직물(${\varepsilon}_r=1.35$, $tqn{\delta}=0.02$) 위에 제작되었으며 5 GHz 대역에서 동작한다. 재구성 안테나는 빔 방향을 조향할 수 있도록 설계되었다. 빔 스티어링 기능을 수행하기 위해 안테나는 두 개의 핀 다이오드를 사용한다. 측정된 최대 이득은 5.9-6.6 dBi 이고 반 전력 빔 폭(HPBW)는 $102^{\circ}$ 이다. 통신효율을 비교하기 위해 GNU Radio Companion 소프트웨어툴과 USRP(User Software Radio Peripheral) 장비를 이용하여 두 안테나의 BER(Bit Error Rate)과 SNR(Signal-to-Noise Ratio)를 측정하였다. 그리고 송, 수신 안테나 사이의 일정한 거리에서 수신 안테나가 고정된 상태와 이동중인 상태 두 가지 경우를 비교하였다. 본 측정은 이상적인 전파환경인 무손실 안테나 챔버와 전파간섭이 존재하는 실제적인 환경인 스마트홈에서 진행되었다. 본 측정의 결과로 빔 스티어링 안테나의 성능이 루프 안테나보다 우수함을 알 수 있다. 또한, 통신효율을 비교하면 측정환경 측면에서는 무손실 안테나 챔버가 스마트홈보다 우수하며, 안테나의 고정/이동 측면에서는 고정된 상태가 이동중인 상태보다 좋은 결과를 보임을 알 수 있다.

개선된 2단 최소자승법을 이용한 선배열 소나의 조향 빔 형성 (Steering Beam Pattern Synthesis of Line Array SONAR using Modified Two Step Least Squares Method)

  • 박경민;이석진;정석문
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권6호
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    • pp.228-236
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    • 2014
  • 견인 선배열 소나는 해양이라는 유체에서 작동하기 때문에 그 형상이 왜곡되고, 특히 견인 함정이 회전하는 경우 형상이 심하게 변형된다. 이러한 경우 선배열이 갖는 빔 패턴 형성은 제한되며, 이로 인한 신호 대 잡음비 등의 성능 저하를 야기한다. 본 논문에서는 2단 최소자승법에 기초한 개선된 2단 최소자승법 알고리즘을 제안하였으며, 해양에서 운용되는 선배열의 형상을 변침각도로 모델링하여 알고리즘을 적용하였다. 변침각도와 주엽의 위치를 변경하면서, 알고리즘별 조향 빔의 신호 대 잡음비를 분석하였다. 그 결과 제안한 알고리즘이 다른 알고리즘보다 2dB 정도 성능이 향상되었으며, 비교적 일정한 빔 패턴을 형성하였다.

A Genetic Algorithm Based Source Encoding Scheme for Distinguishing Incoming Signals in Large-scale Space-invariant Optical Networks

  • Hongki Sung;Yoonkeon Moon;Lee, Hagyu
    • Journal of Electrical Engineering and information Science
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    • 제3권2호
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    • pp.151-157
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    • 1998
  • Free-space optical interconnection networks can be classified into two types, space variant and space invariant, according to the degree of space variance. In terms of physical implementations, the degree of space variance can be interpreted as the degree of sharing beam steering optics among the nodes of a given network. This implies that all nodes in a totally space-invariant network can share a single beam steering optics to realize the given network topology, whereas, in a totally space variant network, each node requires a distinct beam steering optics. However, space invariant networks require mechanisms for distinguishing the origins of incoming signals detected at the node since several signals may arrive at the same time if the node degree of the network is greater than one. This paper presents a signal source encoding scheme for distinguishing incoming signals efficiently, in terms of the number of detectors at each node or the number of unique wavelengths. The proposed scheme is solved by developing a new parallel genetic algorithm called distributed asynchronous genetic algorithm (DAGA). Using the DAGA, we solved signal distinction schemes for various network sizes of several topologies such as hypercube, the mesh, and the de Brujin.

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Squint Free Phased Array Antenna System using Artificial Neural Networks

  • Kim, Young-Ki;Jeon, Do-Hong;Thursby, Michael
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.47-56
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    • 2003
  • We describe a new method for removing non-linear phased array antenna aberration called "squint" problem. To develop a compensation scheme. theoretical antenna and artificial neural networks were used. The purpose of using the artificial neural networks is to develop an antenna system model that represents the steering function of an actual array. The artificial neural networks are also used to implement an inverse model which when concatenated with the antenna or antenna model will correct the "squint" problem. Combining the actual steering function and the inverse model contained in the artificial neural network, alters the steering command to the antenna so that the antenna will point to the desired position instead of squinting. The use of an artificial neural network provides a method of producing a non-linear system that can correct antenna performance. This paper demonstrates the feasibility of generating an inverse steering algorithm with artificial neural networks.

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4개의 기생 소자를 이용한 전자적인 빔 조향 배열 안테나 설계 (The Design of Electronically Beam Steeling Array Antenna Using 4 Parasitic Elements)

  • 김영구;최익권;김태홍;유종준;강상기
    • 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.

Design of Microstrip Antenna for Satellite Navigation System Jamming

  • Shin, Jae Yoon;Park, Chong Hwan;Woo, Jong Myung
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제7권1호
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    • pp.37-42
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    • 2018
  • This paper proposed a microstrip antenna that can perform jamming of satellite signals from the GPS L5, GLONASS G3, BDS B2 frequency bands (1164 - 1217 MHz) that are employed mainly for military purposes among the GNSS frequencies using unmanned aircrafts over the enemy's sky in time of emergency. The single element in the proposed antenna can be easily mounted to unmanned aircrafts. This study analyzed the characteristics of miniaturization and beam of radiating elements by applying the image theories and perturbation effect to satisfy the uniform level at ${\pm}45^{\circ}$ of beam steering goal due to the phase delay after antenna array. The designed microstrip antenna had a miniaturized radiating element area (x-y plane), which was reduced by 76.3% compared to that of basic microstrip antenna, and its beam width was $190^{\circ}$ in the E-plane and $140^{\circ}$ in the H plane. In addition, the simulation was conducted to determine the characteristics due to the phase delay by arranging the designed single microstrip antenna by $1{\times}4$ array and the results showed that beam steering of ${\pm}45^{\circ}$ is possible in the H-plane on the basis of $0^{\circ}$. Thus, the proposed antenna was verified to be effective in satellite signal jamming in the air as it was attached to the lower end of unmanned aircrafts.

분배 브래그 반사기가 집적된 실리콘 기반 격자 구조를 이용한 광학 빔 방사 효율 및 조향 선폭 성능 향상 (A High Radiation Efficiency and Narrow Beam Width of Optical Beam Steering Using a Silicon-based Grating Structure Integrated with Distributed Bragg Reflectors)

  • 홍유승;조준형;성혁기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.311-317
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    • 2019
  • 먼저 광학 신호를 이용한 다양한 응용 분야에서의 핵심 요소인 광학 빔 조향 성능 향상을 위하여 실리콘 기반 격자 구조의 특성을 해석하였다. 이를 기반으로 높은 방사 효율과 좁은 빔 폭을 얻기 위해서 기존의 격자 구조 방사기에 분배 브래그 반사기(Distributed Bragg Reflector, DBR)를 집적한 구조를 제안한다. 분배 브래그 반사기의 위치에 따른 방사 효율과 방사 각도의 전치 반폭을 분석하고 이를 토대로 최적화 구조를 제안한다. 제안한 격자 구조는 상보형 금속산화 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 공정과 호환 가능하며, 최대 방사 효율 87.1% 및 최소 방사 각도의 반치 전폭 $4.68^{\circ}$를 가진다.

니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성 (Beam Forming of Array Antenna Using Niching Genetic Algorithm)

  • 강노원;이정엽;정현교;천창율
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.30-36
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    • 2003
  • 최근 기계적으로 빔을 움직일 수 있는 마이크로 스트립 패치 배열 안테나가 MEMS 기술을 이용해서 제작되고 시험되었다. 본 논문에서는, 제작된 안테나의 적용 예로써 위상변위기를 사용하지 않는 새로운 어레이 안테나의 방사패턴 합성방법을 제안하고, 제안된 방법을 원하는 빔 형상합성에 적용하였다. 방사패턴 형상의 최적화에는 Restricted Competition Selection (RCS)를 이용한 니칭 유전 알고리즘을 이용하였다. 또한 이러한 방식의 접근은 EMC 표준에 대처하기 위한 배열 안테나의 설계 시에도 적용이 가능하며, 제안된 방법을 이용하여 특정한 빔 형상들에 대한 합성이 가능하다.

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Malus의 편광법칙을 이용한 EPAS용 비접촉 torque sensor 개발 (Development of the Non-Contact Torque Sensor for EPAS Using Maluss Polarization Law)

  • 노병옥;박호;강판식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권7호
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    • pp.1039-1046
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    • 2001
  • Among the automotive steering systems, an Electric Power Assisted steering (EPAS) system utilizes an electronically controlled electric motor to provide steering assistance to the driver. The key components of the EPAS system are torque sensor, ECU (Electronic Control Unit), and DC Motor. The most important component of the EPAS is the torque sensor. The conventional torque sensor has complicated mechanical mechanism of torque detection. However, we suggest a non-contact torque sensor for EPAS using Maluss polarization law. It was found that the sensor exhibited not only excellent linearity but also superior characteristics of hysteresis, temperature and vibration.

Enhanced Adaptive Beamforming and Null Steering Algorithms in Cognitive Radio System

  • 장치리;손성환;김재명
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권11A호
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    • pp.822-830
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    • 2009
  • The spectrum efficiency of mobile communication networks can be improved dramatically adopting multiple antennas technologies. In order to guarantee the licensed rights of primary user (PU), the cognitive radio system should perform in a relatively low interference manner when it gets access to the spectrum of licensed networks. In this paper, we explore a uniformly distributed circular antenna array to implement beamforming algorithm that is accomplished by optimization method at the base station of cognitive radio networks, and therefore we can suppress the interference to PU by steering quite low transmission power toward PU and constructing a narrow beam toward cognitive user (CU). By reducing the constraint number of the optimization problem, we also propose a null steering algorithm that steers rather low radiation power toward PU, while the other areas in the same cell are covered by radiation power except the local area around PU. It is pursued to reduce the computation load and enlarge the capacity of cognitive radio networks extremely. The simulation results demonstrate that the proposed algorithms process superior performance.