• 제목/요약/키워드: HPBW

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빔 틸트 특성을 갖는 광대역 Conformal 패치 어레이 안테나 (Wideband Microstrip Conformal Patch Array Antenna with Tilted Beam)

  • 박정수;김인복;김홍희;이성락;어윤성;김정근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.416-423
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    • 2016
  • 본 논문은 광대역 시스템에서 이용 가능한 빔 틸트 특성을 가지는 Conformal 구조의 $1{\times}4$패치 어레이 안테나를 설계 및 제작하였다. E자 형태의 패치 안테나 및 L-probe 급전 방식을 이용하여 광대역 단일 패치를 설계하였고, 전방으로 20도의 빔 틸트 특성을 얻기 위해 $1{\times}4$ 안테나 어레이를 T-junction 전력분배기와 42 psec의 마이크로스트립 전송선을 이용하였다. 3.6~4.4 GHz에서 9 dB 이상의 반사 손실이 측정되었으며, 3.75~4.25 GHz에서 10 dBi 이상의 안테나 이득을 가지며, 30도 이하의 HPBW 특성이 측정되었다.

의복용 U-슬롯을 갖는 빔 조향 마이크로스트립 안테나 (Beam Steering Antenna Using Microstrip Patch with U-Slot for Wearable Fabric Applications)

  • 하상준;정창원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권8호
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    • pp.754-760
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    • 2011
  • 본 논문에서는 직물형 회로 기판상에 설계된 U-슬롯을 갖는 빔 조향(beam steering) 마이크로스트립 패치(microstrip patch) 안테나를 제안하였다. 본 안테나는 직물형 회로 기판 및 의복상에 제작하는 것을 목적으로 설계되었으며, 동작 주파수 6.0 GHz에서 빔 조향이 가능하도록 설계되었다. 빔 조향을 위해 U-슬롯과 간접적 급전(in-direct feed) 방식이 적용되었으며, 안테나 패치 부분과 간접 급전부 사이에 두 개의 가상 스위치(line connection)을 이용하였다. 두 개의 가상 스위치 조합($S_0$, $S_1$, $S_2$)에 따라, 최대 빔 방사 방향은 yz-평면상에서 ${\theta}=0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $331^{\circ}$, 세 방향으로의 빔 조향이 가능하다. 전체 반전력 빔 폭(HPBW)에 의한 빔 커버리지는 약 $115^{\circ}$이고, 빔 조향시 6.11~6.69 dBi의 최대 이득(peak gain)을 갖는다.

Iris를 이용한 마이크로스트립 안테나의 소형화 (Miniaturization of Microstrip Antenna using Iris)

  • 서정식;우종명
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.922-930
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    • 2004
  • 본 논문에서는 보다 소형화된 마이크로스트립 패치 안테나를 제작하기 위해 패치 밑면과 접지면 상에 Iris를 수직으로 부착한 3차원 구조의 마이크로스트립 안테나를 설계$\cdot$제작하였다. 부착된 Iris에 의해 패치 밑면에 흐르는 전류의 경로 증가 및 패치 내부의 유전율이 증가되는 효과를 얻고자 하였으며, 제작결과 중심주파수 1.575 GHz에서 높이 9 mm의 평면형 마이크로스트립 패치 안테나(패치 길이 81.5 mm$\times$패치 폭 90 mm)와 비교하여, 지그재그형으로 Iris를 부착한 경우 최대 $79.1\%$(17 mm$\times$90 mm)의 안테나 길이 단축 효과가 나타났다. 이때 측정된 이득 -1.15 dBd, -10 dB 대역폭 $6.2\%$(98 MHz), E-면 HPBW $154^{\circ}$를 나타내어 본 논문에서 제안된 Iris 를 부착한 마이크로스트립 안테나가 소형화에 유효함을 확인하였다.

저전력 고속 OOK 무선 캡슐형 내시경 시스템의 설계 및 제작

  • 이재천;남상욱
    • 정보와 통신
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    • 제25권2호
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    • pp.41-46
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    • 2008
  • 무선 캡슐형 내시경 시스템 설계를 위하여 인체내부에서 표면까지의 전송손실을 $0.001{\sim}2$ GHz대역에 대하여 분석하였다. 실제 인체구조 모델에 안테나를 적용하여 계산결과를 얻은 기존 연구와 달리 인체내 매질의 평균적 특성을 갖는 균일 매질로 가정하여 안테나의 Q와 효율을 계산하였다. 계산 결과 40MHz의 HPBW(Half-Power Bandwidth), 5mm반경 크기의 송신안테나, 15un거리에 대하여 $400{\sim}600$MHz 사이에서 -58dB가량의 최적 손실이 예상되었다. 분석된 손실 결과를 바탕으로 450MHz에서 무선 캡슐형 내시경 시스템이 설계 및 제작되었고 실제 유사매질용액에서 실험결과 15cm/10cm거리에서 -62/-5ldB의 손실을 보였으며 동물실험에서는 돼지 체내외간 10cm가량의 거리에 대해 약 -56dB의 손실이 측정되었다.

Injection-Locking Coupled Oscillators를 이용한 빔 주사 용 능동 위상배열안테나의 설계 및 제작 (A design and fabrication of active phased array antenna for beam scanning using injection-locking coupled oscillators)

  • 이두한;김교헌;홍의석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권8호
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    • pp.1622-1631
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    • 1997
  • A 3-stages Active Microstrip Phased Array Antenn(AMPAA) is implemented using Injection-Locking Coupled Oscillators(ILCO). The AMPAA is a beam scanning active antenna with capability of electrical scanning by frequency varation of ILCO. The synchronization of resonance frequencies in array elements is occured by ILCO, and the ILCO amplifies the injection signal and functions as a phase shifter. The microstrip ptch is operated as a radiation element. The unilateral amplifier is a mutual coupling element of AMPAA, eliminates the reverse locking signal and controls the locking bandwidth of ILCO. The possibility of Monolithic Microwave Integrated Circuits(MMIC) of T/R module is proposed by simplified and integrated fabrication process of AMPAA. The 0.75.$lambda_{0}$ is fixed for a mutual coupling space to wide the scanning angle and minimize the multi-mode. The AMPAA has beam scanning angle of 31.4.deg., HPBW(Half Power Beam Widths) of 26.deg., directive gain of 13.64dB and side lobe of -16.5dB were measured, respectively.

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고지향성 구현을 위한 K-밴드 $4{\times}4$ 마이크로스트립 패치 어레이 안테나의 설계 (The Design of $4{\times}4$ Microstrip Patch Array Antenna of K-Band for the High Directivity)

  • 이하영;제프리 브론스타인;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1613-1614
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    • 2006
  • In this paper, a $4{\times}4$ rectangular patch array antenna operated at 20 GHz is implemented for the satellite communication. Two $2{\times}2$ subarrays are designed and more efficient $2{\times}2$ subarray is used for the design of $4{\times}4$ patch array. The sixteen patch antennas and microstrip feeding line are printed on the single-layered substrate. The spacing between the array elements is chosen to be $0.736{\lambda}$. HPBW (Half-Power Beam Width) is 17.6 degrees in the E-plane and 18.7 degrees in the H-plane with a gain of 17.2SdBi in the simulation results.

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유도무기용 전파고도계 주파수변환기 및 Ku-대역 안테나 개발 (A Development of Radar Altimeter Frequency Converter and Ku-Band Antenna for a Missile)

  • 김태훈;노진입
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.833-840
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    • 2013
  • A radar altimeter which measures the distance using radio wave developed by domestic technology has been applied to various missiles. It is used also for calculating the error of integrated navigation technique. There are a couple of methods to reduce the error but in this paper, we proposed to utilize existing C-band radar altimeter main body with frequency conversion. We designed and manufactured the frequency converter and Ku-band antenna to accomplish this goal. From the test results of products' function and performance, we could expect the possibility of applying this method to enhance the missiles' integrated performance.

지능형 빔 재구성 시스템을 위한 3-D 빔 조향 안테나 (3-D Beam Steering Antenna for Intelligent Beam-reconfigurable System)

  • 이창용;김용진;정창원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권10호
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    • pp.4773-4779
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    • 2012
  • 본 논문은 지능형 또는 스마트 안테나 시스템에 사용 할 수 있는 두 종류의 3-D 빔 조향 재구성 안테나를 제안하였다. 제안된 두 안테나는 삼각형(구조1.) 및 원형(구조2.)의 루프 구조와 구부러진 다이폴 안테나의 결합형 구조를 갖는다. 제안된 안테나는 하나의 안테나 소자로 4개의 스위치 동작에 따라 xy-평면으로 3개의 빔 State (0, 1, 2) 뿐만 아니라 xz-평면으로 3개의 빔 State (3, 4, 5) 도합 6개의 방향으로 빔 조향이 가능하다. 안테나 구조1.은 급전부를 기준으로 대칭인 평형구조이며, 그라운드가 없기 때문에 다이폴 안테나와 유사한 이득을 가진다. 또한, 구조2.는 반원형태의 CPWG급전 그라운드(반사판)를 이용하여 지향성이 향상된 불 평형 구조를 갖는다. 동작 주파수는 2.5 GHz (구조1.), 2.55 GHz (구조2.)이며, 최대이득은 1.04 ~ 2,06 dBi (구조1.:전방향성 빔), 1.6 ~ 4 dBi (구조2.:지향성빔) 이다. 또한 xy-평면과 xz-평면 각각의 전체 반 전력빔폭(HPBW)은 구조1.에서 $160^{\circ}$ 이상 그리고 구조2.에서 $125^{\circ}$ 이상의 넓은 빔 폭을 갖는다.

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.

무급전 소자를 이용한 소형화된 주차장관리시스템용 λ/4 폴디드 마이크로스트립 안테나 (Miniaturized λ/4 Folded Microstrip Antenna using Parasitic Element for Parking Management System)

  • 신재윤;우종명;박종환;금재민
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.144-151
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    • 2017
  • 본 논문에서는 실외 주차장 환경에서 무선통신을 이용한 주차장관리시스템용으로 사용될 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기를 줄이기 위해 무급전 소자를 이용하여 소형화 방법에 대해 연구하였다. 설계된 안테나의 방사소자 크기는 $35mm{\times}35mm{\times}20.1mm$로 기본형 반파장 마이크로스트립 안테나의 방사소자 크기 $309.1mm(0.46{\lambda}){\times}296.1mm(0.441{\lambda}){\times}20.1mm(0.029{\lambda})$에 비해 98.7% 소형화 되었다. 안테나의 전기적 특성으로는 중심주파수 447 MHz에서 이득은 1.1 dBi이며 HPBW는 E-plane에서 무지향성 H-plane에서 $87.5^{\circ}$로 나타내었다. 무급전 소자를 이용하여 소형화된 ${\lambda}/4$ 폴디드 마이크로스트립 안테나는 실외 주차장 환경에서 무선중계장치와 지면에 설치되는 센서노드 및 strop bar에 실장이 용이함을 확인하였다.