• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제4C권4호
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• pp.170-175
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• 2004

A three dimensional feed horn 10${\mu}{\textrm}{m}$ wavelength infrared antenna has been suggested, fabricated and characterized. It was applied to an infrared detector for efficient collecting of IR radiation and for reducing background noise. The horn antenna size was designed for maximum antenna directivity. The 3D feed horn antenna mold was fabricated using rotating and tilted illumination while the antenna plate was constructed by way of electroplating. Antenna characteristics were measured by coupling with a microbolometer. Measurement results indicated that the directivity of the antenna is 16.1㏈ and the background noise is reduced by approximately two times.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1371-1379
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• 2010

본 논문에서는 시간-주파수 분석 기법을 이용하여 IR-UWB(Impulse Radio UWB) 안테나의 임펄스 분산 특성 분석에 대해 제시하였다. 최적 임펄스 신호 전송이 가능한 테이퍼 슬롯 안테나와 이동성을 고려한 무지향성 IRUWB 안테나 4종(마이크로스트립 선로 급전 구조 2종, CPW(Coplanar Waveguide) 급전 구조 2종)을 설계하였으며, 3.1~5.1 GHz UWB 대역에서 각 안테나 링크에 대해 시간-주파수 분석 기법인 STFT(Short Time Fourier Transform)을 이용하여 안테나의 분산 특성을 분석하였다. 따라서 제안된 STFT 기법을 이용할 경우, IR-UWB 안테나의 분산 특성 추출을 위한 시간 영역 임펄스 응답 측정 대안으로 사용이 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.159-168
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• 2012

본 논문에서는 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wideband) 시스템 응용을 위한 앤티포달 비발디 안테나를 설계하고, 시간 및 주파수 영역에서 나노 초 단위의 초광대역 임펄스 신호 전송을 위한 IR-UWB 안테나 성능 평가를 수행하였다. 설계된 앤티포달 비발디 안테나는 저가 생산이 가능한 두께 1.6 mm, 유전율 ${\epsilon}_r=4.7$, $tan{\delta}=0.002$인 FR-4 기판을 이용하여 제작하였다. 제작된 안테나는 무반사실에서 주파수 영역 파라메타인 반사 손실, Far 필드방사 패턴을 측정하였다. 또한, 시간 영역에서 나노 초 단위의 임펄스 신호 전송에 따른 펄스 충실도 분석을 수행하여 UWB 대역에서 안정적으로 초광대역 신호 전송이 가능함을 증명하였다. 본 논문에서 설계/제작된 앤티포달 비발디 안테나는 낮은 왜곡과 양호한 방사 특성을 갖고, 나노 초 단위의 초광대역 임펄스를 방사 또는 수신할 수 있다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제8권2호
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• pp.194-204
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• 2006

This contribution focuses on the maximum likelihood (ML) noncoherent synchronization of multi-antenna transceivers working in faded environments and employing ultra-wideband impulse radio (UWB-IR) transmit technology. In particular, the Cramer-Rao bound (CRB) is derived for the general case of multiple input multiple output (MIMO) UWB-IR systems and used to compare the ultimate performance of three basic transmit schemes, thereinafter referred to as single input multiple output (SIMO), MIMO equal signaling (MIMO-ES), and MIMO orthogonal signaling (MIMO-OS) ones. Thus, the noncoherent ML synchronizer is developed for the better performing transmit scheme (i.e., the SIMO one) and its performance is evaluated under both signal acquisition and tracking operating conditions. The performance gain in the synchronization of UWB- IR signals arising by the utilization of the multi-antenna technology is also evaluated.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권5호
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• pp.103-115
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• 2012

본 논문에서는 임펄스를 방사하기 위한 IR-UWB용 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계와 성능평가에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 낮은 방사손실과, 임펄스 방사왜곡이 최소이어야 한다. 이를 위해 광대역 임피던스 변환기와 마이크로스트립-슬롯라인 천이부 구조를 갖는 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 설계하였다. 설계 및 제작된 테이퍼 슬롯 안테나는 전파 무반사실에서 방사패턴을 측정하였으며, 임펄스 방사에 따른 시간영역 특성을 평가하기 위해 펄스충실도 및 왜곡율 수식을 유도하였다. 제작된 테이퍼 슬롯 안테나의 임펄스 방사에 의한 펄스충실도는 ${\pm}30^{\circ}$ 빔폭 내에서 약 93% 이상의 양호한 결과를 얻었다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.194-201
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• 2014

본 논문에서는 TRM(Transmitter-Receiver Module)을 사용하여 각 안테나에 펄스의 위상을 조정함으로써 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있다. 다중 경로 환경에서 성능저하를 향상시키는 임펄스 신호를 왜곡 없이 송 수신하는 빔 스캐닝 시스템(Beam Scanning System)을 설계 및 제작 하였다. 빔 스캐닝 시스템은 안테나 종단 부분에서 신호가 왜곡 없이 송 수신이 가능하여 하며 타 시스템에 영향을 미치지 않아야 한다. 또한 빔 조향을 통하여 표적에 대한 감지 능력도 있어야 한다. 설계한 빔 스캐닝 안테나의 분산특성은 충실도(Fidelity)를 사용하여 분석을 하고 조향과 레이더 해상도(Radar Resolution) 성능은 $1cm{\times}1cm$ 표적의 크기를 사용하여 그 성능을 확인한다. 빔 스캐닝 배열 안테나를 제작하기 위해 IR-UWB(Impulse Radio)용 비발디 안테나(Vivaldi Antenna), 삼중대역 윌킨슨 전력 분배기(Tri-Band Wilkinson power divider), TRM(Transmitter-Receiver Module), 송 수신 모듈(TRM)을 컨트롤 할 수 있는 컨트롤 보드 및 GUI 설계를 하였다. 본 연구를 통해 개발된 UWB 빔 스캐닝 시스템은 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있으며, 네트워크 분석기를 이용한 시간영역 분석기술은 안테나 설계 시 안테나의 특성을 정확히 분석을 할 수 있고 손쉽게 빔 폭을 확인 할 수가 있다. 설계한 빔 스캐닝 시스템은 레이더 응용 분야인 지표투과 레이더, 벽 투과 레이더, 의료영상 레이더, 탐색 및 구조 레이더, 비파괴 탐상 레이더 및 무선통신 시스템에 사용 적용이 가능하다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.308-315
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• 2013

본 논문에서는 IR-UWB를 위한 테이퍼 슬롯 안테나를 Ansoft인 HFFS을 사용하여 설계 및 제작 하였고 안테나의 군 지연 및 충실도를 사용하여 광대역 안테나의 빔 폭에 대해 연구를 제안하였다. 이를 위해 Network Analyzer에서 획득한 데이터를 Chirp Z-transform을 사용하여 시간영역에서의 분석을 하였고 시뮬레이션은 CST microwave studio를 이용하여 이를 확인 하였다. 안테나의 방사패턴의 분석은 두 안테나를 0.5 미터 간격으로 이격시킨 후 송신 안테나를 고정 후 수신 안테나를 $10^{\circ}$ 간격으로 $360^{\circ}$ 회전하여 각각의 충실도를 획득하여 안테나의 성능 분석하였다. 분석한 결과 ${\pm}40^{\circ}$ 미만일 경우 90%이상의 양호한 충실도를 얻었고 ${\pm}40^{\circ}$ 이상은 90%이하의 낮은 결과를 얻었다. 이러한 충실도를 이용한 방사패턴을 사용함으로 광대역 안테나의 빔 폭을 보다 정확한 분석을 할 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.87-95
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• 2016

Recently, the interests of the precise localization are rapidly increasing, which are linked to IoT(Internet of Things) sensors. The precise localization in indoor environment can be utilized in navigation, security, anti-collision, and various location based services etc. However, conventional positioning sensors, such as PIR, ultrasonic, microwave etc. are vulnerable to weather or insensitive to direction of subject movement or low precision performance. In this paper we implement a UWB-IR localization system for long distance and high-precision localization, which is not affected by temperature, light and weather. The proposed system was divided and designed by H/W, Antenna, S/W parts, each of which was designed based on an accurate analysis and simulation. As a result, we can implemented and verified UWB IR system with precise localization performance.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.553-563
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• 2010

본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권12호
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• pp.1307-1313
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• 2014

본 논문에서는 IR-UWB 통신 시스템의 테이퍼드 슬롯 안테나를 통해 지상 건물의 실내위치인식이 아닌 해양선박 실내에서의 위치 인식에 적합한 안테나를 제안하였다. 제안한 테이퍼드 슬롯 안테나는 Ansys사의 HFSS를 사용하여 전산모의 하였으며, 주파수 영역에서의 반사손실 및 정재파비, 방사패턴 등을 분석하였다. 분석한 결과 2.36 GHz ~ 5.51 GHz 대역에서 -10 dB 반사손실 및 $VSWR{\leq}2$를 만족하였으며, 방사패턴은 모든 대역에 걸쳐 특정한 방향으로 전파에 대한 감도가 높아지는 end-fire 특성을 보였다.