• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제1권1호
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• pp.18-23
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• 2001

A fast-sweep broadband FM reflectometer system has been successfully developed and operacted at the DIII-D tokamak, producing reliable density Profiles with excellent spatial (1 $\leq$ cm) and temporal resolution (~100 $\mu$ s). The system uses a solid-state microwave oscillator and an active quadrupler, covering full Q-band frequencies (33~50 GHz) and providing relatively high output power (20~60 mW). The system hardware allows fu11band frequency sweep in 10 $\mu$ s, but due to digitization rate limit on DIII-D, sweep time was limited to 75~100 $\mu$ s. Fast frequency sweep has helped to reduce density fluctuation effects on the reflectometer phase measurements, thus improving reliability for individual sweeps. The fast-sweep system with high spatial and temporal resolution has allowed to measure fast-changing edge density profiles during plasma ELMS and L-H transitions, thus enabling fast-time sca1e physics studies.

• 전기학회논문지
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• 제59권11호
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• pp.1980-1985
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• 2010

This paper is about design of optimal structure of slot antenna array antenna with inner waveguide in accordance with the slot model, and fabrication of its prototype sample operating at the frequency of 24 GHz. Results of this work can be employed as a useful tool to develop and diversify slot antenna having superior performance and omni-directivity to that of current antenna. The implemented antenna demonstrates ultra-wideband performance for frequency ranges 24 GHz with the relatively high and flat antenna gain of 18.64dBi and low sidelobe levels. In addition, a $2{\times}8$ antenna array for phased-array systems and mm-wave sensor applications is also presented.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권3호
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• pp.521-535
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• 2015

Vibration-based monitoring is one approach used to perform structural condition assessment. By measuring structural response, such as displacement, dynamic characteristics of a structure may be estimated. Often, the primary dynamic responses in civil structures are below 5 Hz, making accurate low frequency measurement critical for successful dynamic characterization. In addition, static deflection measurements are useful for structural capacity and load rating assessments. This paper presents a DC coupled continuous wave radar to accurately detect both dynamic and static displacement. This low-cost radar sensor provides displacement measurements within a compact, wireless unit appropriate for a range of structural monitoring applications. The hardware components and operating mechanism of the radar are introduced and a series of laboratory experiments are presented to assess the performance characteristics of the radar. The laboratory and field experiments investigate the effect of factors such as target distance, motion amplitude, and motion frequency on the radar's measurement accuracy. The results demonstrate that the radar is capable of both static and dynamic displacement measurements with sub-millimeter accuracy, making it a promising technology for structural health monitoring.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권1호
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• pp.85-91
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• 2012

본 논문은 Ka 대역 밀리미터파 탐색기용 주파수합성기 제작에 대한 논문이다. 높은 주파수 해상도와 빠른 천이 응답 시간을 위해 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용한 디지털 합성방식으로 설계하였다. 하지만 DDS의 주파수합성 대역은 시스템 클럭의 1/2정도로 제한되기 때문에 주파수합성 범위가 저주파대역으로 제한되는 단점을 가지고 있다. 그래서 주파수 4체배기와 국부신호를 사용하여 Ka 대역으로 상향 변환하였다. 제안된 주파수합성기는 대역폭 500MHz, 주파수 스위칭 시간은 $0.7{\mu}s$이하, 불요파 특성 -52dBc이하, 위상잡음 특성은 오프셋 100kHz에서 -99dBc/Hz, 평탄도는 ${\pm}1dB$이하로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2012

본 논문에서는 고속의 단거리 탄도탄과 항공기 등의 표적을 탐지 추적할 수 있는 밀리미터파 탐색기의 종합성능 시험을 위해 개발한 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)와 시험 장비를 설명한다. 이 시스템은 다양한 종류의 표적과 고속, 고기동 이동 표적의 궤적을 모사하기 위해 141개의 혼 안테나 배열, 배열 안테나 스위칭과 이득 및 위상 제어 알고리즘을 이용한다. 또한, 표적에 대한 속도, 거리뿐만 아니라, 클러터와 재밍 환경을 모사한다. 시스템 전체 구성과 표적 운동 모의기, 모의 신호 발생기, 고속 데이터 획득 장치, 통제 제어기 등과 같은 주요 구성품들의 구현과 측정 결과를 설명하였다. 이 통합 시스템은 동적 실시간 탐지/추적에 대한 밀리미터파 탐색기의 성능을 모의 비행 시나리오 기반으로 시험할 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권4호
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• pp.426-432
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• 2012

A fully-integrated low power K-band radar transceiver in 130 nm CMOS process is presented. It consists of a low-noise amplifier (LNA), a down-conversion mixer, a power amplifier (PA), and a frequency synthesizer with injection locked buffer for driving mixer and PA. The receiver front-end provides a conversion gain of 19 dB. The LNA achieves a power gain of 15 dB and noise figure of 5.4 dB, and the PA has an output power of 9 dBm. The phase noise of VCO is -90 dBc/Hz at 1-MHz offset. The total dc power dissipation of the transceiver is 142 mW and the size of the chip is only $1.2{\times}1.4mm^2$.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.152-159
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• 2019

도플러 레이다는 단일 주파수의 정현파를 이용하므로 움직이는 이동체의 속도만을 측정할 수 있다고 알려져 있다. 일반적으로 이동체의 거리를 측정하기 위해서는 FMCW 레이다나 펄스 레이다를 이용하여야 하는데, 이 경우 하드웨어 구성 및 신호처리가 복잡할 뿐만 아니라, 주파수 대역폭을 넓게 사용하기 때문에 24 GHz나 77 GHz 대역의 밀리미터파를 사용할 수밖에 없어 가격이 비싸다. 따라서 가격이 저렴한 도플러 레이다에서 다중 톤 주파수를 이용하여 이동체의 속도 외에 거리까지 센싱하는 연구가 시작되고 있다. 이에 본 연구에서는 2.4 GHz 도플러 레이다에 내장된 PLL만을 이용한 주파수 조정만으로도 이동체의 거리 센싱이 가능함을 보인다. 특히, 기존에 제안된 DC 기반의 거리 계산에서 필요한 DC 정보를 제거하고, 교류결합된 AC 정보만을 이용하여 거리를 센싱할 수 있음을 보인다. 제안된 기술은 2.4 GHz 대역의 이동체 식별용 특정소출력 무선기기 기술기준을 만족하므로 45 dBm EIRP 출력을 이용하여 이동체 거리 센싱이 필요한 다양한 응용이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.685-691
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• 2020

본 논문에서는 77GHz를 사용하는 밀리미터파 레이더 센서의 반향 신호를 이용하여 손동작의 움직임을 추적한 후 얻어진 데이터로 0부터 9까지의 숫자들을 인식하는 알고리즘을 개발하였다. 손동작을 감지하여 레이더 센서로부터 얻어진 반향 신호들은 산란 단면적의 차이 등에 의해 불규칙한 점들의 군집형태를 보인다. 이들로부터 유효한 중심점을 얻기 위해 3차원 좌푯값들을 이용해 K-Means 알고리즘을 적용하였다. 그리고 얻어진 중심점들을 연결하여 숫자 형태의 이미지를 생성하였다. 얻어진 이미지와 스무딩 기법을 적용해 사람의 손글씨 형태와 유사하게 만든 이미지를 MNIST(Modified National Institute of Standards and Technology database)로 훈련된 CNN(Convolutional Neural Network) 모델에 입력하여 인식률을 비교하였다. 실험은 두 가지 방법으로 진행되었다. 먼저 스무딩 기법을 적용한 이미지와 적용하지 않은 이미지를 사용한 인식 실험에서는 각각 평균 77.0%와 81.0%의 인식률을 얻었다. 그리고 학습데이터를 확장(augmentation)한 CNN 모델의 실험에서는 스무딩 기법을 적용한 이미지와 적용하지 않은 이미지를 사용한 인식 실험에서 각각 평균 97.5%와 평균 99.0%의 인식률을 얻었다. 본 연구는 레이더 센서를 이용한 다양한 비접촉 인식기술에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권4호
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• pp.86-92
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• 2011

지능형 교통 시스템(ITS : Intelligent Transport Systems)은 원활한 교통 흐름과 자동차의 주행 안전성을 위해 활발히 연구가 진행되고 있는 분야이다. 이를 위한 차량간의 거리 측정 센서로 최근에는 밀리미터파를 이용한 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더가 활발히 연구되고 있다. 실제로 미국, 유럽 및 일본에서는 이미 47, 60, 77, 94, 139GHz 등이 차량의 레이더용 주파수로 할당되어 있다. 하지만 이러한 차량용 FMCW 레이더는 주변의 다른 레이더의 신호로 부터 간섭을 받게 되어 성능이 저하되는데 본 논문에서는 이런 FMCW레이더의 주변 간섭에 대한 영향을 분석하기 위해 FMCW레이더 및 간섭 상황을 모델링하고 이를 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서는 레이더에 적용되던 기존의 성능 분석 지표인 PD(Probabilities of Detection)와 PFA(Probabilities of False Alarm) 이외에 거리 오차 정보를 반영하는 레이더 성능 분석 파라메타로 RER(Range Error Rate)을 제안하고 시뮬레이션을 통해 유용성을 검증 하였다. 제안된 RER 파라메타는 차량용 레이더 시스템에 있어 외부간섭신호에 의한 거리 오차에 대한 성능평가 지표로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.1108-1115
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• 2004

본 논문에서는 밀리피터파 대역의 응용에 적용될 수 있는 새로운 형태의 로트맨 렌즈를 제시하였다. 본 논문에서 새로이 제시하는 유전판 로트맨 렌즈는 도체손실과 포트간 상호간섭(mutual coupling)을 감소시킬 수 있는 특성을 지니고 있으며 밀리미터 대역에서 구현이 보다 용이한 구조이다. 기존의 렌즈가 도체 평판 구조인데 반해 제안된 렌즈는 유전판과 슬롯으로 구성되어 있으며 TE$_{0}$모드로 구동한다. 중심주파수 15 GHz에서 9개의 빔 포트와 9개의 배열포트로 구성된 렌즈를 9개의 TSA(Tapered Slot Antenna) 배열과 더불어 설계 및 제작하였다. 측정결과에 따르면 빔폭은 13 GHz에서 약 15$^{\circ}$이며 효율은 약 34 %를 나타냈으며 포트간 상호간섭은 주파수가 상승함에 따라 점진적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 밀리미터 파 대 역에서 제작 및 측정 장비의 부족으로 인해 설계주파수를 15 GHz로 크게 낮추었음에도 불구하고 효율은 평행 도체판 구조의 렌즈와 대등한 값을 얻었다. 향후 밀리미터파 대역에서 고유전율 막(high dielectric thin film) 형태로 제작된다면 도체 손실파 상호간섭을 크게 감소시킬 것이 기대된다.