• 제목/요약/키워드: Electromagnetic wave propagation

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기판집적 도파관(SIW)을 기반으로 하는 고효율 능동 위상 배열안테나 (High Efficiency Active Phased Array Antenna Based on Substrate Integrated Waveguide)

  • 이해영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.227-247
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    • 2015
  • 저손실, 전자기 완전차폐, 고전력 특성을 갖는 기판집적 도파관(SIW)을 이용하여 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상배열안테나 시스템을 구현하였다. 16-way SIW 전력분배 네트워크의 측정된 순수 삽입손실(0.65 dB)은 마이크로스트립 경우보다 1 dB 감소하였으며, SIW 부배열($1{\times}16$) 안테나 소자의 측정된 방사효율(73 %)은 약 2배(3 dB) 향상되었다. 이러한 SIW를 이용한 분배손실과 방사효율의 상당한 개선은 능동 위상 배열안테나 시스템에서 고전력 증폭기의 최대출력(P1 dB)을 저감하고, 총 전력소모를 약 30 % 절감할 것이다. SIW 기반으로 제작된 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상 배열안테나 시스템을 이론적인 제어벡터만을 생성하여 0도, 5도, 9도, 18도의 정밀한(최대편차 2도) 빔 조향을 측정하였으며, 열주기/진공 시험에서 우주환경 적합성을 확인하였다. 고효율 SIW 배열안테나 시스템은 고성능 레이더는 물론 차세대 무선통신(5G)을 위한 Massive MIMO와 다양한 밀리미터파 통신시스템(60 GHz WPAN, 77 GHz 자동차 레이더, 초고속 디지털 전송시스템 등)에 매우 유용할 것으로 기대한다.

실내무선 환경에서 XPD를 고려한 최적편파 다이버시티의 브랜치 구성에 관한 연구 (A Study on the Branch Composition of an Optimum Polarization Diversity by Considering XPD in Indoor Radio Environments)

  • 하덕호;이주현;윤영석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.302-311
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    • 1999
  • 본 논문에서는 실내 무선환경에서 최적 편파 다이버시티를 구성하는 방안을 제시하기 위하여 먼저 이론적 해석을 통하여 교차편파식별도(XPD : Cross Polarization Discrimination)를 해석하고 이를 실제 측정 데이터와 비교하였다. 그 결과 아직까지 본 연구실에서 가장 좋은 편파 다이버시티로 확인된 바 있는 원형편파안테나 로 송신하고 수직, 수평편파안테나로 수신하는 경우(CV-CH)의 교차편파식별도(XPD)는 수직편파안테나로 송신하고 수직, 수평편파안테나로 수신하는 경우(VV-VH)와 수평면파안테나로 송신하고 수평편파, 수직편파 안테나로 수신하는 경우(HH-HV)보다 우수함을 확인하였다. 본고에서는 더 좋은 CV -CH 편파다이버시티 구 성을 위해 수신단에서 교차편파식별도(XPD) 값만큼 보상하여 누적확률분포도를 통한 다이버시티 효과를 평 가하였다. 그 결과 보상을 하여 교차편파식별도(XPD) 값을 낮게 한 경우가 보상하지 않은 경우보다 상당한 다이버시티 효과가 있음을 확인하였다. 한편, 송신측의 원형편파 안테나의 축 비를 교정하여 타원편파 안테나 로 구성하고, 수신측에서 수평 및 수직 안테나로 수신하면 신호간의 교차편파식별도(XPD)가 최소화되어 편파다이버시티 효과를 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

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지하철 터널 환경에서 2.65GHz 대역신호의 경로손실 특성 (Path Loss Characteristics in Subway Tunnel at 2.65GHz)

  • 조한신;김도윤;육종관
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권10A호
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    • pp.1014-1019
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    • 2006
  • 본 논문에서는 측정을 통해 지하철 터널환경에서 위성 DMB 상용주파수 대역인 2.65 GHz 신호의 전파특성을 분석하였다. 다양한 터널 구조에 따른 경로손실 특성을 분석하기 위해 직선터널과 곡선터널 및 직선, 곡선구간이 함께 존재하는 혼합터널 내에서 수신 전력을 측정하였다. 측정을 수행한 모든 터널의 가시영역 경로손실 지수-는 $1.31{\sim}2.19$로서, 실외 셀룰라 환경의 경로손실 지수$(3{\sim}4)$와 비교했을 때 터널의 가시영역은 신호의 감쇄가 매우 적은 채널환경임을 알 수 있었다. 직선터널과 곡률반경이 500m, 200m인 두 곡선터널 비가시 영역의 경로 손실 지수는 각각 1.94, 2.92, 4.34로서 곡률반경이 작을수록 경로손실이 급격하게 발생하는 현상을 확인할 수 있었다. 한편 혼합터널의 곡선구간에 대한 경로손실 지수는 5.88로서 동일한 곡률반경을 갖는 곡선터널의 경로손실 지수 4.34 보다 큰 값을 보였다. 이를 통해 터널 환경에서의 경로손실 지수는 곡률 반경뿐만 아니라 송신기와 비가시영역 사이에 존재하는 가시영역의 거리에도 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었다.

드론을 활용한 고주파 레이다의 안테나 패턴 측정(APM) 가능성 검토 (Evaluation of Antenna Pattern Measurement of HF Radar using Drone)

  • 정다운;김재엽;송규민
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.109-120
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    • 2023
  • 광해역의 표층 해수유동을 준 실시간으로 측정하는 장비인 해양 고주파 레이다(High Frequency Radar, HFR)는 특정 전파대역(HF)의 주파수를 해수면으로 발사하고 후방으로 산란된 전파를 분석하여 표층 유속 벡터를 측정한다(Crombie, 1955; Barrick, 1972). 본 연구에서 사용되는 Codar사의 Seasonde HF radar의 경우, 무지향성 안테나에서 송·수신한 전파의 브래그 피크(Bragg peak)의 강도와 다중신호분류(Mutiple Signal Classification, MUSIC) 알고리즘을 통하여 방사형 해류(Radial Vector)의 속도와 위치를 결정하게 된다. 이때 생산된 해류는 관측 전파 수신 환경의 특성이 고려되지 않은 이상적인 전파환경(Ideal Pattern)이 적용된 자료로써 이를 보정하기 위하여 안테나 패턴 측정(Antenna Pattern Measurement, APM)을 시행하여 보정된 방사해류장(Measured Radial Vector)을 계산하게 된다. APM의 관측원리는 안테나로부터 수신되는 각 위치별 신호 강도값을 측정하여 해류의 위치 및 위상 정보를 수정하는 것으로 일반적으로 선박에 안테나를 설치하여 실험을 진행한다. 하지만 선박을 활용할 시, 기상조건과 해양 상황 등 다양한 환경에 의해 최적의 APM 결과를 산출하기까지 많은 제약이 따른다. 따라서 APM 실험에 대하여 해상 상황에 대한 의존도를 낮추고 경제적인 효율성을 높이기 위하여 무인항공기인 드론을 이용한 APM 활용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 전남 완도군 당사리 당사도등대에 설치된 고주파레이다를 활용하여 선박을 활용한 APM 실험과 드론을 활용한 APM 실험을 진행하였으며 선박과 드론으로 관측된 결과가 적용된 방사형 해류와 계류된 고정부이를 활용하여 그 결과를 비교 분석하였다.