• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.99-104
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• 2013

본 논문에서는 밀리미터파에의 응용을 위하여, 소형화된 다운컨버터 MMIC(monolithic microwave integrated circuit)를 제안하였다. 구체적으로는, RF(radio frequency) 및 LO(local oscilator) 신호의 격리특성을 위해 Lange 커플러가 삽입되었고, ${\lambda}$/4 전송선로를 연결하여 역위상 RF와 동위상 LO 신호가 믹서부분 FET(field effect transistor)의 게이트에 인가되었다. 또한, IF(intermediate frequency) 출력 신호의 역위상의 결합과 LO 누설신호 제거를 위하여 역위상 결합용 능동 벌룬이 출력 포트에 설치되었다. 측정 결과에 따르면, 제안된 다운컨버터 MMIC는 양호한 RF 특성을 보였다. 구체적으로, 63 GHz의 RF 주파수와 60.6 GHz의 LO 주파수에서 IF 출력 포트에서의 LO 누설 전력이 .25 dBc, RF와 LO의 격리특성은 18 dB를 보였으며, 변환 이득이 10.3 dB를 보였다. 따라서, SAW 필터와 같은 LO 제거용 off-chip 소자는 제안된 다운컨버터 MMIC에서는 필요하지 않게 되었다. 모든 능동소자와 수동소자가 GaAs MMIC 내부에 집적되었으며, 전체 사이즈는 $2.2{\times}1.4mm^2$ 로써 초소형 MMIC가 구현되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.29-34
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• 2017

본 논문은 다수의 사용자가 동시에 전송하는 상향링크 상황에서 밀리미터 파 시스템을 위한 하이브리드 빔포밍을 고려한다. 기존의 디지털 시스템에 비하여, 하이브리드 빔포밍은 저비용 저전력 소비의 특성을 갖는다. 각 사용자는 하나의 송신 안테나만을 사용하며, 하나의 데이터 스트림을 보내고, 기지국은 다수의 수신 안테나와 다수의 라디오 주파수 체인을 사용한다. 따라서, 하이브리드 빔포밍은 기지국 측에서만 수행된다. 각 사용자는 채널 정보를 알기 어렵고, 수신자인 기지국은 채널을 정확히 추정할 수 있다고 가정한다. 이러한 채널 가정 하에서 아웃티지가 발생할 확률이 0이 아니다. 따라서 성능 평가 지표로서, 아웃티지 확률을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측정한다. 논문에서 고려한 하이브리드 빔포밍의 아웃티지 확률을 디지털 빔포밍의 아웃티지 확률과 비교하며, 하이브리드 빔포밍이 디지털 빔포밍의 성능에 근접할 수 있음을 보인다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.5-12
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• 2003

본 논문에서는 밀리미터파 대역에서 저손실 특성이 우수한 전송선로인 non-radiative dielectric(NRD) 도파로와 마이크로스트립 변이구조에 관해 연구하였다. 본 연구에서 이용된 변이구조는 apeture 결합을 이용한 것으로 NRD와 마이크로스트립 사이의 aperture 를 통하여 자계가 결합되는 원리이다. Aperture의 구조를 각각 직각사각형과 ridge 형태로 설계하였다. 비교를 위해서 설계된 마이크로스트립과 마이크로스트립 변이구조의 경우 aperture의 구조를 ridge 형태로 했을 때 직각사각형일 때 보다 삽입손실 특성이 개선되었고 더 넓은 대역폭를 가지는 것을 딸 수 있었다. NRD와 마이크로스트립 변이구조의 경우는 대역폭면에서 ridge 구조와 직각사각형 구조 모두 비슷한 특성을 보였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권4호
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• pp.308-314
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• 2018

Visible light communication (VLC) is considered a strong future candidate for indoor wireless communication. However, its performance seems to be relatively unsatisfactory when compared to wireless local area network (WLAN) communication using millimeter waves. To improve the performance of VLC, numerous technologies have been proposed so far, in both electrical and optical domains. Among the proposals, optical beamforming (OB) is an optical-domain technology that can concentrate light in a specific direction or on a target spot. It can significantly improve VLC performance and can be widely used, because it does not depend on electrical modulation schemes. Therefore, this review discusses the concept, principle, and types of OB, the structure of a VLC system using OB, performance results of OB, and the combination of OB with electrical signal modulation in VLC. OB is expected to be one of the key techniques in future VLC implementations, similar to radio-frequency beamforming in millimeter-wave communication.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제8권3호
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• pp.129-136
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• 2014

This paper presents the equivalent circuit modelling and eigenfrequency analysis of a wideband robust capacitive radio frequency (RF) microelectromechanical system (MEMS) switch that was designed using Poly-Si and Au layer membrane for highly reliable switching operation. The circuit characterization includes the extraction of resistance, inductance, on and off state capacitance, and Q-factor. The first six eigenfrequencies are analyzed using a finite element modeler, and the equivalent modes are demonstrated. The switch is optimized for millimeter wave frequencies, which indicate excellent RF performance with isolation of more than 55 dB and a low insertion loss of 0.1 dB in the V-band. The designed switch actuates at 13.2 V. The R, L, C and Q-factor are simulated using Y-matrix data over a frequency sweep of 20-100 GHz. The proposed switch has various applications in satellite communication networks and can also be used for devices that will incorporate the upcoming IEEE Wi-Fi 802.11ad protocol.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권1호
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• pp.280-294
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• 2023

Unmanned aerial vehicles (UAVs) and millimeter-wave frequencies play key roles in supporting 5G wireless communication systems. They expand the field of wireless communication by increasing the data capacities of communication systems and supporting high data rates. However, short wavelengths, owing to the high millimeter-wave frequencies can cause problems, such as signal attenuation and path loss. To address these limitations, research on high directional beamforming technologies continue to garner interest. Furthermore, owing to the mobility of the UAVs, it is essential to track the beam angle accurately to obtain full beamforming gain. This study presents a beam tracking method based on the unscented Kalman filter using hybrid beamforming. The simulation results reveal that the proposed beam tracking scheme improves the overall performance in terms of the mean-squared error and spectral efficiency. In addition, by expanding analog beamforming to hybrid beamforming, the proposed algorithm can be used even in multi-user and multi-stream environments to increase data capacity, thereby increasing utilization in new-radio multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing systems.

• ETRI Journal
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• 제38권6호
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• pp.1052-1063
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• 2016

We propose a millimeter wave (MMW)-based mobile hotspot network (MHN) system for application in high-speed railways that is capable of supporting a peak backhaul link throughput of 1 Gbps per train at 400 km/h. The MHN system can be implemented in subways and high-speed trains to support passengers with smart devices and provide access to the Internet. The proposed system can overcome the inherent high path loss in MMW through system designs and high antenna gains. We present a simulation of the system performance that shows that a fixed beamforming strategy can provide high signal-to-interference-plus-noise-ratio similar to those of an adaptive beamforming strategy, with the exception of 15% of the train path in which the network can use link adaptation with low-order modulation formats or trigger a handover to maintain the connection. We also demonstrate the feasibility of the MHN system using a test bed deployed in Seoul subway line 8. The backhaul link throughput varies instantaneously between 200 Mbps and 500 Mbps depending on the SNR variations while the train is running. During the field trial, the smartphones used could make connections through offloading.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.497-498
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• 2011

2000년대 들어 통신, 방송을 중심으로 한 다양한 신규 무선 기술이 개발되어 상용화된 서비스가 도입되기 시작 하였다. 그리고, 각종 산업에서 무선 서비스에 대한 수요가 급격히 확대됨에 따라 주파수 사용의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 특히, UWB(Ultra WideBand), SDR(Software Defined Radio), 밀리미터파(Millimeter Wave) 등을 비롯한 다양한 무선 접속 기술이 연구가 되고 있다. 그중, UWB는 주파수 대역별 배타적 주파수 이용권한이 부여되는 기존의 방식이 아닌 매우 넓은 주파수 대역을 활용할 수 있는 장점을 갖고 있다. 또한, 기존 해당 주파수를 사용하고 있는 기타서비스에 주파수 간섭을 일으키지 않는 기술로 주목 받고 있다. 이에 본 논문에서는 UWB 통신기술에 대해 연구하고, UWB 통신에 사용 가능한 안테나를 설계 및 구현 하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권5호
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• pp.669-685
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• 2020

5G AgiLe and fLexible integration of SaTellite And cellulaR (5G-ALLSTAR) is a Korea-Europe (KR-EU) collaborative project for developing multi-connectivity (MC) technologies that integrate cellular and satellite networks to provide seamless, reliable, and ubiquitous broadband communication services and improve service continuity for 5G and beyond. The main scope of this project entails the prototype development of a millimeter-wave 5G New Radio (NR)-based cellular system, an investigation of the feasibility of an NR-based satellite system and its integration with cellular systems, and a study of spectrum sharing and interference management techniques for MC. This article reviews recent research activities and presents preliminary results and a plan for the proof of concept (PoC) of three representative use cases (UCs) and one joint KR-EU UC. The feasibility of each UC and superiority of the developed technologies will be validated with key performance indicators using corresponding PoC platforms. The final achievements of the project are expected to eventually contribute to the technical evolution of 5G, which will pave the road for next-generation communications.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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• pp.371-374
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• 2005

This paper presents the design and fabrication of a cost effective and broad band 8$\times$8 stacked patch array antenna which are backed by a metal cavity operating at 400Hz based on 4 layers LTCC technology. Gain of antenna can be enhanced by using a metal cavity, which can be easily implemented by using LTCC substrates and vias. The broadband performance can be obtained by varying the dimension of patch and the number of layers. Furthermore, to keep the feeding network as smal1 as possible and reduce radiation from feeding network a mirrored patch orientation and embedded micro strip line are adopted, The fabricated antenna is $40\times45\times0.4$ $mm^3$in size. It shows gain 20.4dBi, beam width 10.7deg and impedance bandwidth of l0dE return loss 3.35GHz (40.9$\sim$44.25 GHz), which is about 8% of a center frequency.