• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.34-40
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• 2009

본 논문에서는 반지름이 정해진 2차원 디스크 내부에 랜덤하게 분포된 다수개의 노드들이 존재하는 수신 그룹을 고려하여, 각각의 수신 노드들이 수신하는 평균 빔패턴을 도출하였다. 수치적 실험으로부터 송신단의 디스크의 반지름이 빔패턴이 빔폭(beamwidth)를 결정하며, 송신 노드의 수가 sidelobe의 평균에 영향을 주는 것을 볼 수 있었다. 또한 이러한 모델을 더욱 일반화 하여, 다수의 센서 노드들로 구성된 K개의 수신그룹들과, K개의 수신그룹으로 서로 다른 신호를 전송하기 위해 송신단을 K개의 그룹으로 나누어 빔포밍 하는 시스템을 고려하였다. 이 경우, 각 수신그룹간에 간섭신호가 발생하게 되는데, 본 논문에서 유도한 평균 빔패턴을 이용하여 각각의 수신 노드에서의 수신 SINR(signal-to interference-plus-noise ratio)을 도출하였다. 마지막으로, 수신단간의 빔패턴과 간섭 신호가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 성능의 지표로 각각의 수신 노드들의 용량(capacity)을 더한 총용량(sum capacity)를 사용하였고, 두 개의 수신 그룹을 고려할 때, 보다 좋은 성능을 갖게 되는 빔패턴을 갖도록 하는 각 그룹의 송신단 노드의 수를 수치적 실험으로부터 유도하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1128-1136
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• 2012

본 연구에서는 기존의 기계적 조향 방식에 의한 이동 통신 서비스 음영 지역 문제점을 개선하기 위해서 배열 안테나 빔 패턴의 null-steering 기법에 기반한 전기적 빔 조향 장치를 연구하였다. 특히, 하향 $-10^{\circ}{\sim}0^{\circ}$ 이내에서 빔 조향이 가변될 수 있도록 기지국 안테나 수직 빔 패턴의 $-30^{\circ}{\sim}0^{\circ}$ 범위에 존재하는 null을 제거하여 하향 방향에서 전파 음영을 개선하였다. 이때 안테나의 요구 사양은 하향 조향각 조절 범위 내에서 14.5 dBi의 이득과 부엽 세기는 -18 dB 이하로 억제되어야 한다. 또한, 편파의 격리도는 30 dB 이상을 나타내어야 한다. 본 연구의 타당성을 보이기 위해 W-CDMA용 기지국 안테나 및 빔 조향 장치를 설계 제작하여 그 유용성을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권6호
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• pp.689-697
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• 2016

본 논문에서는 다수의 기생소자를 사용하여 빔패턴을 제어할 수 있는 SPA(Switched Parasitic Array) 안테나를 설계 및 제작하고, 이를 실제 무선통신 시스템에 적용하여 빔포밍 기능을 구현함으로써 시스템 성능이 향상됨을 확인한다. SPA 안테나는 단일 능동 안테나와 그 주위에 다수의 기생소자들로 구성되는 안테나로서 기생소자의 스위칭을 통하여 빔패턴 제어가 가능한 안테나이다. 이러한 안테나 특성을 이용하면 기존의 다중 안테나 시스템으로 구현되는 빔포밍 기능을 SPA 안테나로 구현이 가능하다. SPA 안테나를 이용한 빔포밍 시스템은 단일 능동 안테나와 단일 RF 체인을 사용하기 때문에 저비용, 저복잡도 및 저전력의 통신 시스템을 구현할 수 있다. 본 논문에서는 SPA 안테나를 통한 빔포밍 이득을 실제 시스템 레벨에서 확인하기 위하여 기 구현된 무선통신 시스템 상에서 SPA 안테나를 적용하는 경우와 기존의 omni 안테나를 사용하는 경우에 대하여 성능 파라미터(SNR, PER, 전송속도)를 측정하여 비교 분석한다.

• 한국음향학회지
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• 제18권3호
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• pp.49-54
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• 1999

본 논문에서는 어레이 센서 위치보정 알고리즘을 적용한 광대역 다중 신호원 빔형성 및 추적에 있어서 새로운 신호원이 검출되었을 때 초기 도래방향을 추정하는 새로운 방법을 제안한다. 초기 도래방향 추정에 있어 빔패턴 형성식을 이용함으로써 추정오차를 추적범위 내에 있도록 한다. 제안한 방법은 추정 도래방향 각의 해상도를 조정할 수 있으므로 주엽폭 특성이 다른 다양한 빔형성기에 적용할 수 있다. 모의 시험을 통하여 양호한 신호원 검출 및 추적성능을 확인하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권4호
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• pp.167-172
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• 2014

In this paper we propose a waveform design algorithm that localizes the maximum output power in the target direction. We extend existing monostatic radar optimal waveform design schemes to bistatic multiple-input multiple-output (MIMO) radar systems. The algorithm simultaneously calculates the direction of departure (DoD) and the direction of arrival (DoA) using a two-dimensional multiple signal classification (MUSIC) method, and successfully localizes the maximum transmitted power to the target locations by exploiting the calculated DoD. The simulation results confirm the performance of the proposed algorithm.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.38-42
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• 2010

본 논문에서는 CDMA2000 환경에서 스마트 안테나 시스템에 적용하기 위한 빔형성 모듈 설계 결과를 제시한다. 설계된 빔형성 모듈은 실시간으로 우수한 성능을 확인하기 위해 범용의 DSP를 이용하여 구현하였다. 다양한 실험 결과 설계된 빔형성 모듈은 스마트 안테나 시스템에서 우수한 빔패턴을 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 2004

본 논문에서는 변복조(modulation/demodulation) 기능을 수행하는 스마트 안테나 기지국용 채널카드(channel card)를 실제 하드웨어로 구현하였다. 구현된 채널카드(channel card)는 우선적으로 각 구성 모듈의 기능 및 성능을 확인하였고, 완성된 채널카드를 스마트 안테나 시스템에 장착해 실제 필드 시험을 수행하여 성능을 확인하였다. 본 논문에서는 다중경로 페이딩이 존재하는 CDMA2000 1X 환경에서 채널카드의 성능을 필드 실험을 통해서 분석한 결과, DOA(Direction Of Arrival) 방향으로 정확한 빔패턴이 형성되는 것을 확인하였고, 채널카드가 내장된 스마트 안테나 시스템이 기존의 2안테나 다이버시티 시스템보다 FER(Frame Error Rate)이 5∼8배정도 우수하다는 것을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제43권1호
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• pp.120-132
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• 2021

A frequency diverse array (FDA) multiple-input multiple-output (MIMO) radar employs a small frequency increment across transmit elements to produce an angle-range-dependent beampattern for target angle and range detection. The joint angle and range estimation problem is a trilinear model. The traditional trilinear alternating least square (TALS) algorithm involves high computational load due to excessive iterations. We propose a fast-convergence trilinear decomposition (FC-TD) algorithm to jointly estimate FDA-MIMO radar target angle and range. We first use a propagator method to obtain coarse angle and range estimates in the data domain. Next, the coarse estimates are used as initialized parameters instead of the traditional TALS algorithm random initialization to reduce iterations and accelerate convergence. Finally, fine angle and range estimates are derived and automatically paired. Compared to the traditional TALS algorithm, the proposed FC-TD algorithm has lower computational complexity with no estimation performance degradation. Moreover, Cramer-Rao bounds are presented and simulation results are provided to validate the proposed FC-TD algorithm effectiveness.

• 한국음향학회지
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• 제39권6호
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• pp.559-567
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• 2020

본 논문에서는 예인선배열에 수신되는 자함 소음을 제거하기 위한 소음 제거 기법을 제안한다. 자함 위치에 강인한 소음 기준 신호를 얻기 위하여 선배열의 일부 음향센서로 별도의 조향 빔을 형성한다. 이를 활용하여 Normalized Least Mean Square(NLMS) 적응 필터 기반의 주파수 영역 소음 제거 기법을 적용하였다. 생성한 기준신호와 입력 신호의 상관도를 이용하여 자함 소음 발생 방위를 산출하였으며, 해당 소음 방위로 입사된 소음의 빔패턴을 산출하였다. 소음 빔패턴을 이용해 자함 소음 준위를 추정하여 제거된 소음 성분이 추정 소음 준위를 초과하지 않도록 필터 갱신 여부를 결정함으로써 소음 제거 과정에서 표적신호가 소실되지 않도록 하였다. 모의신호를 이용한 실험을 통하여 동일한 방향에서 자함 기준 신호를 획득할 때 본 논문에서 제안한 기법이 기존 기법에 비해 자함 방위가 약 40 % 벗어나더라도 자함 소음 제거 성능이 유지됨을 확인하였으며, 자함 소음과 표적 소음의 주파수가 동일하게 수신될 경우에도 기존 기법과 달리 표적 신호를 탐지 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제23권8호
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• pp.570-575
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• 2004

수중음향 시스템에서는 빔형성 (Beamforming) 기법을 이용하여 목표물로부터 신호를 수신하고 이에 대한 정보를 얻어 낼 수 있는데, 이러한 빔형성에 있어서는 주엽 (Mainlobe)의 빔폭 (Beamwidth)과 부엽 (Sidelobe)의 크기 (Level)를 설계자가 목표하는 값에 최적화 시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다. 최근 연구된 빔형성 기법의 대표적인 결과 중 하나로는 Philip의 가중함수 방법을 들 수 있다. 이러한 Philip의 방법은 목표 주엽폭과 부엽 준위를 정하고 이를 적응필터 설계방식과 유사하게 적응시켜 나가는 과정을 이용한다. 그러나 이 방법은 주엽폭과 부엽 준위 간의 상관관계로 인해서 원하는 부엽준위에 다다르지 못하거나 결과값을 얻는데 상당한 시간이 소요되는 경우가 자주 발생하게 되는데, 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 부엽 준위에 미치지 못하는 일부에 대하여 부분 최적화를 하여 비교적 쉽게 설계요건을 만족시키는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다 제안된 알고리듬은 설계자의 의도에 따라 주엽의 빔폭과 부엽의 크기를 쉽게 조절이 가능하며 기존의 방법에 비해 계산량이 감소됨을 실험을 통해 알수 있을것이다.