• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.320-321
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• 2003

위성통신 및 무선통신에서 안테나의 수신 감도를 향상시키기 위한 노력은 계속되어 왔다. 안테나의 지향성을 높이기 위하여 다수의 동형 단위 안테나들을 일정 방향으로 배열하여 안테나를 기계적으로 회전시키지 않고, 고정된 다수의 동형 단위 안테나들에서 방사되는 전파의 위상을 전자적으로 변화시켜 방사 빔을 주사하는 방법, 즉 위상배열 안테나(Phased Array Antenna)를 널리 사용하고 있다. 위상배열 안테나의 단위 안테나에서 방사되는 전파의 위상을 변화시키기 위해선 실시간 시간지연 시스템이 필요하다. (중략)

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.287-294
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• 2005

본 논문에서는 크로스(CROSS) 포트에 광섬유 지연선로가 연결된 $2\times2$ 광 스위치들로 구성된 광섬유 지연선로 행렬과 다파장 광원을 이용한 2차원 위상 배열 안테나(Phased Array Antenna; PAA)용 광 실시간 지연선로(True Time-Delay ; TTD)의 구조를 제안하였고, 파장 의존형 광 TTD와 파장 비의존형 광 TTD를 결합하여 10-GHz 2차원 PAA용 2-비트$\times$4-비트 광 TTD를 제작하였다. 단위 시간 지연 차이가 각각 ${\Delta}T=12ps$와 $\Delta\tau=6ps$인 파장 의존형 광 TTD와 파장 비의존형 광 TTD의 모든 주사각에 대해서 시간지연을 측정하였다. 파장 의존형 광 TTD의 시간 지연 오차는 지터에 의해 최대 2.8 ps가 발생하였으며, 파장 비의존형 광 TTD의 경우에는 ${\pm}0.8ps$이하의 오차가 나타났다. 제안된 2차원 PAA용 광 TTD의 구조는 1차원 선형 PAA보다 높은 이득을 얻을 수 있고, 다파장 광원을 사용하므로 광 파워 및 파장의 안정성을 확보할 수 있으며, 전기적 스위치 제어기를 이용하여 $2\times2$ 광 스위치 행렬을 열(column) 단위로 절체하기 때문에 주사 빔 제어 속도가 빠르고 구동이 간단한 장점을 갖고 있다.

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.466-472
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• 2003

본 논문에서는 서로 다른 길이의 광섬유 지연선로를 광 2${\times}$2 MEMS 스위치로 선택하여 위상 배열 안테나의 각 안테나 소자에 급전되는 RF 신호의 위상을 고속으로 제어할 수 있는 광 실시간 지연선로의 구조를 제안하였다. RF 신호의 주사 방향이 8개인 10 GHz 선형 위상 배열 안테나용 광 실시간 지연선로를 구현하였으며, 실험 결과 최대 시간 지연 오차가 0.2 ps이하, 즉 최대 주사 각 오차 0.84$^{\circ}$로 측정되었다. 또한 제안된 실시간 지연선로에 의해 구동되는 8개의 마이크로 스트립 패치 안테나 소자로 구성된 10 GHz용 선형 위상배열 안테나를 설계하였고, 시뮬레이션을 이용하여 이 안테나의 방사 패턴을 분석하였다.

• 한국광학회지
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• 제15권4호
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• pp.385-390
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• 2004

본 논문에서는 파장 고정 광원 한 개와 2${\times}$2 광 MEMS 스위치, 그리고 광섬유 지연선로로 구성된 4-비트 선형 위상배열 안테나(Phased Array Antenna: PAA)용 광 실시간 지연선로 (True Time-Delay; TTD)의 구조를 설계하였고, 두 개의 안테나 소자로 구성된 10-GHz PAA 구동을 위해 단위 시간 지연 차이가 6 ps인 4-비트 TTD를 구현하였다. 실험 결과, 최대 시간지연 오차는 -0.4 ps로 측정되었으며, 이에 대한 최대 주사각 오차는 1.63$^{\circ}$로 나타나, 구현한 TTD의 성능이 이론치와 서로 일치하는 것을 확인하였다. 각 안테나 소자에 연결된 광 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로의 삽입손실은 스위치 상태에 따라 최소 1.36 ㏈에서 최대 2.4 ㏈로 측정되었으며, 또한 정해진 주사각의 경우에는, 안테나 소자 간 삽입손실 차이가 최대 0.32 ㏈로 측정되었다. 안테나 소자 전단의 증폭기 이득 조정이나 가변 감쇄기를 사용하여 삽입손실을 균등화시키면, 기존의 파장 가변 광원을 이용하는 TTD 구조들 보다 안정적이며 경제적인 TTD 구조가 될 것으로 예상된다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2004년도 하계학술발표회
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• pp.8-9
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• 2004

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.514-522
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• 2000

본 논문에서는 위상천이기 없이 전 방향으로 빔의 주사를 가능하도록 하기 위해 기존의 능동 위상배열 안테 나의 슬롯라인 결합구조를 이용하여 패치 안테나와 능동 소자를 Via-hole을 이용하여 접합함으로써 $4\times4$ 능동 위상배열 안테나를 설계하고 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 능동 위상배열 안테나는 슬롯라인 결합구조를 이용하여 기생방사 결합에 의한 방사패턴의 왜곡울 방지하고, 전체 안테나의 크기도 최소화하며 F FET의 바이어스 전압 조정으로 발진 주파수를 조정할 수 있도록 하였다 .. $4\times4$ 소자를 이용하여 주파수 12.5 GHz에서 발진 주파수가 locking하는 배열된 능동 위상배열 안테나의 일차원 빔 주사 범위는 브로드사이드로부터 $-17^{\circ}~18^{\circ}$로 나타났고, 시율레이션 결과와 대체로 일치했으나 사이드 로브 레벨이 약간 높게 나타났 다. 이차원 빔 주사를 이용하여 $\phi_0=45^{\circ}$일 때의 빔 주사 범위는 $-5^{\circ}~10^{\circ}$로 나타났다. 이를 이용하여 2차원 빔 주사에 응용할 수 있음을 확인하였고, 이것은 위성을 이용한 방송 및 통신 시스탬이나 radar 시스댐에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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• pp.6-7
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• 2000

Microwave Photonics (MWP) 란 광신호와 GHz 이상의 고주파수 전기신호 간의 상호작용을 이해하고 이를 응용하는 연구 분야이다. 최근 무선통신과 광통신의 접속, antenna remoting, phased-array antenna 등의 응-용 분야에서 MWP 기술에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 본 논문에서는 MWP 기술을 4개의 세부분야로 분류하여 각 세부분야에 대한 간단한 소개를 하고자 한다. (중략)

• 한국광학회지
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• 제33권1호
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• pp.11-21
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• 2022

본 연구에서는 자율주행차의 라이다 센서용 광위상배열(optical phased array, OPA)에서 우수한 신호 품질을 얻을 수 있는 방법에 대해 조사하였다. OPA를 구성하는 광 안테나가 주기적으로 배치되어 있는 경우에는 grating lobe의 형성으로 인해 빔 조향의 범위가 제한된다. 광 안테나가 비주기적으로 배치된 OPA에서는 한 개의 main lobe만 형성되어 넓은 조향 범위가 가능하지만 side lobe에 의한 잡음의 영향으로 신호 품질이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 비주기적인 OPA에서 발생하는 잡음을 최소화하고 신호 품질을 향상시키기 위한 최적화 연구를 수행한 결과를 보고한다. 최적화를 위한 목적 함수로는 side-lobe level (SLL)을 이용하였고, SLL이 가장 낮은 안테나 배열을 구하기 위한 최적화 기법으로는 입자 군집 최적화(particle-swarm optimization, PSO), 유전 알고리즘(genetic algorithm, GA), 패턴 검색 알고리즘(pattern-search algorithm, PSA) 등을 적용하였다. 128 채널의 광 안테나 배치로 이루어진 비주기적 OPA에서 위 3가지 최적화 기법을 적용하여 결과를 비교하였다. 전반적으로 PSO와 GA는 서로 유사한 최적화 결과를 보였고, PSA는 이와는 약간 차별적인 특성을 보였다. 최적화가 이루어진 각도가 45도보다 작을 때에는 최적화 각도가 작을수록 모든 조향 각도에서의 평균적인 SLL 값이 증가하는 경향을 보였지만, 최적화가 이루어진 각도가 45도 이상일 경우에는 최적화 알고리즘에 관계없이 -13 dB 이하의 평균 SLL 값을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 비주기적인 OPA에서 고품질의 신호를 얻기 위한 최적의 안테나 배열을 구하는 데 있어서 PSO, GA, PSA의 최적화 알고리즘이 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권2호
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• pp.157-165
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• 2023

We propose a highly directional waveguide grating antenna for an optical phased array, achieving high directionality of more than 97% by interleaving the trenches with different etching depths in the silicon nitride layer, and adopting a multilayered structure. Meanwhile, the multilayered structure reduces the perturbation strength, which enables a centimeter-scale radiation length. The beam-steering range is 13.2°, with a wavelength bandwidth of 100 nm. The 1-dB bandwidth of the grating is 305 nm. The multilayered grating structure has a large tolerance to the fabrication variation and is compatible with CMOS fabrication techniques.

• 한국광학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-17
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• 2006

본 논문에서는 FBG 프리즘을 이용한 파장 의존형 광 실시간 지연선로(wavelength-dependent optical true time-delay; WDOTTD) 와 2${\times}$2 광 스위치의 크로스 포트에 각기 다른 길이의 광섬유 지연선로를 연결한 광섬유 지연선로 행렬인 파장 비의존형 광 실시간 지연선로(wavelength-independent optical true time-delay; WIOTTD)로 구성된 평면 위상 배열 안테나용 OTTD 구조를 제안하였다. 최대 시간 지연 차이가 810 ps인 WDOTTD와 $\pm$50 ps인 WIOTTD를 직렬 연결하여 10-GHz, 2비트${\times}$4비트 2차원 OTTD를 제작하였고, 모든 주사각에 대해서 시간지연과 삽입손실을 측정하였다. 광섬유 지연선로 행렬을 이용한 4-비트 WIOTTD의 시간 지연 측정오차는 $\pm$1 ps이하로 나타났다. 또한, 제안된 광 TTD의 성능을 분석하기 위하여, 8${\times}$8 마이크로스트립 안테나 소자들로 구성된 10-GHz 평면 PAA의 방사 패턴을 시뮬레이션으로 측정하고 분석하였다.