가입자의 수가 놀라운 비율로 증가하고 고품질. 광대역 데이터 통신에 대한 요구가 증가하면서 이동 통신에 사용되는 주파수원이 부족하게 될 것으로 예상된다. 주파수의 재사용률을 향상시키기 위하여 공간적인 방향성을 가지는 안테나를 이용하는 것과 송신하는 전력을 줄이는 것은 주파수원의 효율적인 사용을 할 수 있게 할 것이다. 가까운 미래에는 도달하는 신호를 빨리 추적하는 높은 이득을 가지는 안테나가 많이 요구될것이고 빠르게 성장할 것으로 기대된다. 그런 다양한 기능을 가지는 안테나를 실현하기 위하여 디지털 빔 형성 안테나가 미래의 지능 안테나로 제안되었다[1], [2]. 따라서 본 논문에서는 디지털 빔 형성(digital beam forming, 이하 DBF라 한다.) 안테나의 빔형성 방법, 원리, 특징에 대하여 살펴볼 것이다.
최신의 레이더는 동시에 다양한 다수의 표적을 탐색하고, 추적하며, 외부 재밍신호를 회피할 수 있는 다기능레이더 형태로 발전하고 있다. 이러한 다기능레이더 요구사항을 만족시키기 위해서 레이더 안테나는 실시간 빔조향 뿐만 아니라 동시에 다중 빔을 형성하고, 특정 방향에 대해 수신빔 제거 등 디지털 빔 형성이 가능한 능동위상배열 안테나 형태로 구현된다. 본 논문에서는 디지털 빔 형성이 가능한 부배열 타입 배열안테나의 하드웨어 구현방안에 대해 기술하였다. 또한 배열수신빔 형성시 부엽 준위를 낮추기 위한 안테나 개구면 진폭 가중치 적용방법에 따른 부배열 수신기 설계 방법을 제시하고, 진폭 가중치 적용방법에 따른 G/T 성능을 비교하였다. 또한 설계된 부배열 마다 부배열 수신기 동적 영역에 대해 분석하고, 디지털 빔형성기의 정렬 및 보정에 더 유리한 하드웨어 구현 방안을 제시하였다.
This paper describes the resistive FET mixer with low IF for the 4-Ch DBF(Digital Beam Forming) receiver with LNA(Low Noise Amplifier). This DBF receiver based on the direct conversion method is generally suitable for high-speed wireless mobile communications. A radio frequency(RF), a local oscillator(LO) and an intermediate frequency(IF) considered in this research are 2.09 ㎓, 2.08 ㎓ and 10㎒, respectively. The RF input power, LO input power and Vgs are used -10㏈m, 6㏈m and -0.4 V, respectively. In the 4-Ch resistive FET mixer with LNA, the measured IF and harmonic components of 10㎒, 20㎒, 2.09㎓ and 4.17㎓ are about -12.5 ㏈m, -57㏈m, -40㏈m and -54㏈m, respectively. The IF output power observed at each channel of 10㎒ is about -12.5㏈m and it is higher 27.5 ㏈m than the maximum harmonic component of 2.09㎓. Each IF output spectrum of the 4-Ch is observed almost same value and it shows a good agreement with the prediction.
It is difficult to perform automatic formation flight of UAV (Unmanned Aerial vehicle) when GPS (Global Positionig System) is out of order or has a system error, since the relative position estimation in the flight group is impossible in that case. In this paper, we design a relative localization system for the automatic formation flight of UAV. For this purpose, we adopt digital beam forming (DBF) to estimate the angle with the central controller of the flight group and Particle Filtering scheme to compensate the estimation error of ToA (time of arrival) method. Computer simulation results present a proper distance between the central controller and a following unit to maintain the automatic formation flight.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제4권4호
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pp.143-149
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2004
This paper describes characteristics of the single-balanced low IF resistive FET mixer for the digital beam forming(DBF) receiver. This DBF receiver based on the direct conversion method is designed with Low IF I and Q channel. A radio frequency(RF), a local oscillator(LO) and an intermediate frequency(IF) considered in this research are 1950 MHz, 1940 MHz and 10 MHz, respectively. Super low noise HJ FET of NE3210S01 is considered in design. The measured results of the proposed mixer are observed IF output power of -22.8 dBm without spurious signal at 10 MHz, conversion loss of -12.8 dB, isolation characteristics of -20 dB below, 1 dB gain compression point(PldB) of -3.9 dBm, input third order intercept point(IIP3) of 20 dBm, output third order intercept point(OIP3) of 4 dBm and dynamic range of 30 dBm. The proposed mixer has 1.0 dB higher IIP3 than previously published single-balanced resistive and GaAs FET mixers, and has 3.0 dB higher IIP3 and 4.3 dB higher PldB than CMOS mixers. This mixer was fabricated on 0.7874 mm thick microstrip $substrate(\varepsilon_r=2.5)$ and the total size is $123.1\;mm\times107.6\;mm$.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제2권2호
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pp.117-123
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2002
This paper describes the design for the resistive FET mixer with low If for the 4-Ch DBF(Digital Beam Forming) receiver This DBF receiver based on the direct conversion method is generally suitable for high-speed wireless mobile communications. A radio frequency(RF), a local oscillator(LO) and an intermediate frequency(If) considered in this research are 2.09 GHz, 2.08 CHz and 10 MHz, respectively. This mixer is composed of band pass filter, a low pass filter and a DC bias circuit. Super low noise HJ FET of NE3210S01 is considered in design. The RE input power, LO input power and Vcs are used -10 dBm, 6 dBm and -0.4 V, respectively. In the 4-Ch resistive FET mixer, the measured If and harmonic components of 10 MHe, 20 MHz and 2.087 CHz are about -19.2 dBm, -66 dBm and -48 dBm, respectively The If output power observed at each channel of 10 MHz is about -19.2 dBm and it is higher 28.8 dBm than the maximum harmonic component of 2.087 CHz. Each If output spectrum of the 4-Ch is observed almost same value and it shows a good agreement with the prediction.
In this paper, we present signal processing procedure and carry out performance analysis of FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) radar for Autonomous Unmanned Vehicle(AUV). In order to detect range profile and velocity of the unknown target, we must implement two step FFT(Fast Fourier Transform) procedure. And the DBF(Digital Beam Forming) algorithm has to be performed to obtain the angle information of the unknown target. To verify the performance of manufactured autonomous unmanned ground vehicle FMCW radar, we use the data of the real corner reflecter target.
본 논문은 SAR 위성 기술의 현황을 조사하여 향후 우리나라 HRWS SAR (High Resolution Wide Swath Synthetic Aperture Radar) 위성을 개발하기 위한 전략을 제안하기 위해 만들어졌다. 현황조사를 통해, 최신 SAR 기술 동향은 SAR 위성 영상을 보다 적극적으로 활용하기 위해 DBF(Digital Beam-Forming), SCORE(SCan-On-REceive), DPCA(Displaced Phase Center Antenna), 간섭계, 그리고 편파 기술을 사용하는 것이라는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 최신 SAR 기술 동향 및 해외 HRWS SAR 개발 사례를 기반으로, 수년 내로 발사가 예정된 KOMPSAT-6(KOrea Multi-Purpose SATellite-6)를 사용하여 DPCA 및 SCORE 기술을 개발하고, 결국에는 전지구를 일주일 간격으로 관측할 수 있는 HRWS SAR 위성을 개발하는 것을 향후 우리나라 HRWS SAR 위성 개발을 위한 전략으로 제안하였다.
본 논문에서는 화포탐지 레이다에 사용되기 위해서 개발된 C-대역 평면형 능동위상배열 안테나의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 안테나는 3,000여 개의 반도체 송수신 채널과 복사소자를 삼각배열로 배치하고, DBF(digital beam forming)를 사용하여 수신빔을 형성하기 위한 14개 부배열(12개 주 채널, 2개 SLB 채널)을 구성하여 개발하였다. 개발된 평면형 능동위상 배열 안테나의 성능을 확인하기 위해 근접 전계 시험 시설을 이용하였으며, 송신 패턴 측정을 통해 송신 안테나이득, 부엽 레벨, 수신 패턴 측정을 통해 수신 안테나이득, 부엽레벨, 디지털빔 형성, 빔조향 범위, G/N을 확인하였다. 송신 수신 패턴 측정 결과, 개발 목표성능을 만족함을 확인하였다.
차량용 레이더(automotive radar)는 크기, 무게, 비용 등의 문제로 적은 수의 수신 채널을 가진 안테나를 사용한다. 이때, 스펙트럼 추정 기법 중 하나인 relaxation(RELAX) 기법을 이용하면, 표적의 방위각뿐만 아니라, 빔 내에 존재하는 표적의 개수 추정 또한, 가능하다. 하지만, 차량용 레이더의 적은 수신 채널 개수로 인하여, 정밀하지 않은 각도 영역에서의 스펙트럼 추정이 이루어지며, 이는 부정확한 방위각 추정 성능을 야기한다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서는 minimum length description(MDL) 기준을 통한 표적 개수의 추정과 결부한 root-multiple signal classification(root-MUSIC) 기법을 이용하여 표적의 정확한 방위각을 추정하도록 제안한다. 시뮬레이션에서는 세 점 표적들이 안테나 빔 내에 존재할 때, 제안한 방법이 더 나은 방위각 추정 결과를 도출할 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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