• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권5호
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• pp.2004-2010
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• 2018

We propose a small active antenna to receive Global Navigation Satellite System (GNSS) signals, i.e., Global Positioning System (GPS) L1 (1,575MHz) and Russian Global Navigation Satellite System (GLONASS) L1 (1,600 MHz) signals. A two-stage low-noise amplifier (LNA) with more than 27 dB gain is implemented in the bottom layer of a three-layer antenna package. In addition, a hybrid coupler is used to combine signals from pair of proximately coupled orthogonal feeds with $90^{\circ}$ phase difference to achieve the circular polarization (CP) characteristic. Three layers of high permittivity (${\varepsilon}_r=10$) substrates are stacked and effectively integrated to have a small dimension of $64mm{\times}64mm{\times}7.42mm$ (including both circuit and antenna). The reflection coefficient of the fabricated antenna at the target frequency is below -10 dB, the measured antenna gain is above 26 dBic and the measured noise figure is less than 1.4 dB.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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• pp.459-463
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• 2003

A circularly polarized microstrip patch antenna (MPA) using electromagnetic (EM) coupled fed method is analyzed in view of the two types of coupling mechanisms viz. cavity and parasitic type, proposed earlier. The patch-ground plane distance is varied in order to achieve the fore-mentioned types of couplings. For each case of patch-ground plane distance, the offset position of feedline is optimized for perfect matching and the boresight axial ratio (AR) is observed. It is seen that CP operation is possible only for cavity-type coupling (smaller patch-ground plane distances). The simulated results for the boresight AR for the two types of coupling mechanisms are presented.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권3호
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• pp.278-283
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• 2014

This paper presents a theoretical approach for a modified turnstile antenna suitable for satellite communication in order to investigate the current distributions of radiators and radiation characteristics with equivalent model analysis. The proposed equivalent model is composed of an ideally horizontal dipole antenna and vertically loaded top-hat radiating elements. The required isoflux pattern with wide beamwidth has been achieved by attaching top-hat elements to the main radiators. In addition to illustrating radiation patterns, electrical performances like current distributions have been analyzed by mathematically manipulating the equations derived from the equivalent horizontal and vertical dipole model.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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• pp.441-444
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• 2008

This paper describes the development of a circularly polarized microstrip antenna, as a part of the Circularly Polarized Synthetic Aperture Radar (CP-SAR) sensor which is currently under developed at the Microwave Remote Sensing Laboratory (MRSL) in Chiba University. CP-SAR is a new type of sensor developed for the purpose of remote sensing. With this sensor, lower-noise data/image will be obtained due to the absence of depolarization problems from propagation encounter in linearly polarized synthetic aperture radar. As well the data/images obtained will be investigated as the Axial Ratio Image (ARI), which is a new data that hopefully will reveal unique various backscattering characteristics. The sensor will be mounted on an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) which will be aimed for fundamental research and applications. The microstrip antenna works in the frequency of 1.27 GHz (L-Band). The microstrip antenna utilized the proximity-coupled method of feeding. Initially, the optimization process of the single patch antenna design involving modifying the microstrip line feed to yield a high gain (above 5 dBi) and low return loss (below -10 dB). A minimum of 10 MHz bandwidth is targeted at below 3 dB of Axial Ratio for the circularly polarized antenna. A planar array from the single patch is formed next. Consideration for the array design is the beam radiation pattern in the azimuth and elevation plane which is specified based on the electrical and mechanical constraints of the UAV CP-SAR system. This research will contribute in the field of radar for remote sensing technology. The potential application is for landcover, disaster monitoring, snow cover, and oceanography mapping.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.202-209
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• 2014

본 논문에서는 원형편파 패치안테나에 상부덮개를 여러 층으로 적층함으로써 안테나 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 지금까지 원형편파 패치안테나를 설계하기 위해서는 주로 단층의 상부덮개를 적용하거나, 여러 층으로 구성된 하나의 상부덮개를 적용하였고, 성능 분석시 안테나 축비를 거의 고려하지 않았다. 먼저, 상부덮개와 패치안테나 간의 공기층 높이에 의한 중심주파수의 변화를 분석하였다. 공기층 높이가 적을 때는 중심주파수가 낮은 쪽으로 천이하였고, $005{\lambda}_0$의 공기층 높이에서는 주파수 천이가 거의 없었다. 다음은 최적의 공기층 높이를 적용하여 상부덮개의 층수를 증가하면서 안테나 성능을 분석하였다. 상부덮개의 층수가 증가하면서 안테나 이득은 비례적으로 증가하지만, 안테나 축비는 점차적으로 악화되었다. 또한, 상부덮개의 유전체 두께가 증가할수록 안테나 이득은 증가하지만 안테나 축비는 급격히 악화되었다. 결과적으로 안테나 축비를 3dB 이내로 유지하면서 상부덮개의 층수를 확장하여 다양한 이득을 얻을 수 있는 안테나 설계가 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.75-80
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• 2003

본 논문에서는 기존 원형 링 마이크로스트립 슬롯 안테나의 방사소자 일부를 제거하고, 길이가 서로 다른 십자슬롯을 부설하여 원형편파를 구현하고, 안테나 크기를 소형화시킨 새로운 구조의 안테나를 제안하였다. 급전구조는 입력단 설계가 간단하고 정합이 쉬운 전자파 결합방식을 사용하였고, Ansoft HFSS V8.0으로 최적화한 후 제작 및 측정하였다. 제안된 안테나는 GPS(1.5 GHz)대역에서 1.9 %의 축비 대역폭(AR$\leq$3 dB)을 나타내었고, LHCP$.$RHCP 각각의 구조에서 7.74 %의 임피던스 대역폭(VSWR$\leq$2)을 나타내었다. 이는 기존의 원형링 마이크로스트립 슬롯 안테나의 임피던스 대역폭 및 축비 특성을 보다 더 개선한 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.472-481
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• 2005

본 논문에서는 Pareto 유전자 알고리즘을 이용한 최적화기법을 적용하여 UHF 대역 내에서 동작하는 crooked wire 형태의 RFID 리더 안테나를 설계하였다. 최적화 과정은 안테나의 제한된 크기, 반사 손실 대역폭(VSWR<2), 원형 편파 대역폭(Axial Ratio<3 dB), 인식 영역이 실제 조건과 인식 영역에 부합하도록 수행하였다 최적화된 안테나들 중 표본 안테나를 제작하였으며, 리더 안테나 특성을 측정하여 시뮬레이션 결과와 비교 및 검증하였다. 안테나 동작원리를 안테나 선로에 유기된 전류를 분석하여 설명하였으며, 안테나의 구조적 민감도와 주요 설계 변수(critical design parameters)를 찾기 위해 랜덤 에러(random error) 방식을 안테나 본체의 선로가 꺾이는 부분에 적용한 후, 안테나 구조와 원형 편파 대역폭 및 안테나 반사 손실 대역폭 사이의 관계를 정량화 하였다.

• 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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• 제24권7호
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• pp.678-685
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• 2013

본 논문에서는 하이브리드 급전 구조를 가지는 이중 대역 GPS 패치 안테나를 설계하였다. 설계된 개별 안테나는 GPS 배열 안테나로 사용되며, 배열에서 개별 안테나의 방향을 조절하여 패턴 왜곡 및 간섭을 최소화하였다. 제안된 안테나는 GPS $L_1$(1.5754 GHz), $L_2$(1.2276 GHz) 대역에서 각각 공진하는 2개의 방사 패치를 가지고 있으며, 광대역 및 원형 편파 특성을 구현하기 위해 칩 커플러를 이용한 2-포트 급전 방법을 사용하였다. 설계된 개별 안테나를 각각의 장착 위치에서 네 방향(${\phi}=0^{\circ}$, ${\phi}=90^{\circ}$, ${\phi}=180^{\circ}$, ${\phi}=270^{\circ}$)으로 돌려가며 중앙 안테나와 가장 적은 패턴 왜곡과 간섭을 가지는 방향으로 안테나를 장착하였다. 배열 안테나 측정 결과, 중앙 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$과 $L_2$ 대역에서 0.3 dBic, -1.0 dBic, 측면 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$과 $L_2$ 대역에서 1.6 dBic, 1.0 dBic를 가지며, 이를 통해 제안된 배열 안테나가 이중 대역 GPS 배열 안테나로 사용 가능함을 확인하였다.