• 제목/요약/키워드: Phased Array System

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위상배열 레이다를 위한 가변 표본화 빈도 추적 필터의 설계 (Design of a Variable Sampling Rate Tracking Filter for a Phased Array Radar)

  • 홍순목
    • 센서학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.155-163
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    • 1992
  • 위상배열 안테나 레이다에서는 기계적 관성에 관계없이 레이다 빔의 신속한 조향이 가능하기 때문에 측정을 원하는 목표와 그 목표에 대한 측정시간, 측정표본속도를 선택적으로 취할 수 있게 된다. 이 논문에서는 주어진 측정 파라미터에 대해 이러한 위상배열 레이다 시스템을 위한 3차원 가변 포본화 빈도 추적 필터를 설계했다. 이 추적 필터는 추적목표의 탐지확률을 적정한 값 이상으로 유지하기 위해서 목표의 각도 예측오차를 안테나 빔 폭의 일정한 비율이내로 줄일 수 있어야 한다. 여기서 설계한 추적 필터는 이러한 요구를 만족하는 범위에서 표본화 빈도를 낮출 수 있도록 목표까지의 거리와 기동에 따라 표본화 빈도를 선택하게 된다. 이 추적 필터설계의 타당성은 여러가지 기동목표에 대한 수치실험을 통해 확인했다.

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상호 결합을 이용한 광대역 E-면 H 섹터 혼 위상 배열 안테나 설계 (The Design of a Broadband E-plane H Sectoral Horn Phased Array Antenna Using Mutual Coupling)

  • 이철수;백정기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.620-628
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    • 2007
  • H 섹터 혼 안테나는 일정한 빔 커버리지를 가지면서 빔 조향을 하는 광대역 위상 배열 송신기의 복사 소자로 유용하다. 본 논문에서는 상호 결합을 이용하여 3:1 주파수 대역과 ${\pm}60^{\circ}$의 빔 조향 범위를 갖는 광대역 E-면 H 섹터 혼 위상 배열 안테나를 설계하였다. 주자계면에서 반전력 빔 폭이 $30{\sim}50^{\circ}$을 갖는 H 섹터 혼 안테나를 설계하였다. 도파관 시뮬레이터를 이용하여 상호 결합을 포함하는 능동 반사 계수를 계산하였고, 광대역 주파수 범위에서 상호 결합에 의하여 능동 반사 특성이 개선되었다. 이러한 결과를 이용하여 $8{\times}1$ H 섹터 혼 위상 배열안테나를 제작하였다. 주자계면에서의 반전력 빔 폭과 능동 반사 계수의 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 빔 조향된 복사 빔들의 첨두치 패턴은 능동 소자 패턴과 잘 일치하였다. 3:1 주파수 대역과 빔 조향 범위에서 능동 반사 계수는 대부분 0.3 이하로 측정되었다.

위상 배열 고출력증폭기용 고밀도 고전압 전원공급기 하드웨어 구성 및 FPGA를 이용한 고속 독립 제어방식 (Hardware configuration of High-Density HVPS and High Speed independent Control method Using FPGA for Phased Array Transmitters)

  • 강춘호;이성욱;이홍학;이창훈;변기식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.2758-2764
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    • 2015
  • 위상배열 고출력증폭기용 고전압전원공급기(HVPS)는 다출력 소용량 진행파관(TWT)을 구동하는데 반드시 독립운용 특성을 가져야만 한다. TWT 독립운용 특성은 어느 하나의 TWT가 고장이 발생한 경우에도 부분 송신기능을 유지함으로써 관련 임무를 중단 없이 수행하는 매우 중요한 요소로 알려져 있다. 본 논문에서는 소용량 TWT들을 독립 운용하기 위한 FE 변조부를 포함한 고밀도 HVPS 하드웨어 구성 및 FPGA를 이용한 고속 독립 제어방식에 관해 기술하였다. 또한, 위상배열 고출력증폭기 운용 중 발생 가능한 고장을 모의하여 안정적으로 고장이 발생한 TWT가 독립 제어되는 시험결과를 기술하였다.

완전 디지털 능동위상배열 안테나의 효과적인 부엽 차단 빔 형성 방법 (An Effective Method to Form Side-Lobe Blanking Beam of Fully Digital Active Phased Array Antenna)

  • 주정명;박종국;임재환;이재민
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.59-65
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    • 2022
  • 본 논문에서는 디지털 능동위상배열 안테나를 간략히 소개하고 주 빔의 부엽을 차단하기 위해 적용된 이중 채널 부엽 차단 빔 형성 방법에 대해 기술하였다. 그리고 안테나 주 빔 및 부엽 차단 빔 설계 결과와 안테나 근접전계 측정 결과로부터 안테나 성능을 검증하였다. 다음으로 기존의 이중 채널 부엽 차단 빔 운용 방식 보다 채널수를 줄이기 위해 단일 채널 부엽 차단 빔 형성 방법을 제안하고, 제안한 방법으로 부엽 차단 안테나에 대한 소자별 가중치 분포를 설계하였다. 마지막으로 설계된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴과 차단 능력을 검증하고 이중 채널 부엽 차단 빔과 비교하였다. 또한, 디지털 능동위상배열 안테나의 수신 근접전계 시험을 통해 측정한 이중 채널 부엽 차단 빔과 제안된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴 및 부엽 차단 성능을 비교/검증함으로써 제안된 부엽 차단 빔 형성 방법에 대한 유효성을 확인하였다.

ADC 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득 설정 방법 (Receiver Gain of Active Phased Array Radar-Dependence on ADC Characteristic)

  • 김태환;최병관;이희영;조춘식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.52-59
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    • 2009
  • 현대의 레이더는 큰 클러터 환경에서 동작하기 위해 넓은 동적 영역을 요구한다. ADC(Analog-to-Digital Converter)가 발생시키는 스퓨리어스(spurious) 신호는 넓은 동적 영역을 구현하는데 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 ADC의 비선형 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득을 분석하였다. ADC SFDR(Spurious Free Dynamic Range)은 시스템이 요구하는 동적 영역을 한정하고, 제한된 영역내에서 ADC SNR(Signal-to-Noise Ratio) 손실을 고려하여 ADC 동적 영역을 설정하였다. 그리고 계산된 능동 위상 배열 레이더의 안테나단 출력 잡음 전압과 ADC 입력 잡음 전압을 비교하여 수신기의 이득을 구하였다. 끝으로 응용 예제를 통한 전체적인 내용을 살펴보았다.

α-β 필터를 사용한 위상배열 레이더의 실표적 추적 정확도 평가 알고리듬 연구 (A Study for Assessment of Track Accuracy of Phased Array Radar Associated with α-β Filter)

  • 신상진;김완규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.828-836
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    • 2015
  • 본 논문은 위상배열 레이더를 사용하여 실제표적을 추적하였을 때 추적 정확도를 평가하기 위한 알고리듬 연구이다. 실표적에 대한 추적 정확도를 평가하기 위해서는 실표적 위치에 대한 정보가 있어야 하지만, 시험비용 및 시험시간의 증대로 인해 위상배열 레이더에서 획득된 데이터만을 사용하여 실표적의 정확도를 평가하는 알고리듬을 제시한다. 이러한 평가 알고리듬은 위상배열 레이더에서 사용된 ${\alpha}-{\beta}$ 추적필터의 잔차로부터 추적 정확도의 지표인 거리오차와 각도 오차의 표준편차를 도출한 결과이며, 통계적 방법으로 sample variance 개념을 사용하게 된다.

8×8 위상배열안테나를 이용한 위치추적 시스템 (Localization of Human Motion Using a 8×8 Phased Array Antenna)

  • 고호석;한희제;박순우;김찬우;김홍준
    • 전기학회논문지
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    • 제67권9호
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    • pp.1197-1201
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    • 2018
  • In this paper, a Doppler radar for a localization of a human motion is demonstrated. In the system, we used a $8{\times}8$ phased array antenna using metamaterial phase shifters for easy and precise control of antenna beam pattern. Scanning area is a circular sector with an inscribed angle of $60^{\circ}$ and a diameter of 45m. This area is divided with 15 designated area and each area is scanned for 0.2 second. When there is a motion in a designated area, we are able to detect a frequency shift due to a Doppler effect. In this way it is possible to detect the location of motion. The experiment shows that 78% of position accuracy. The remaining 22% occurred the surroundings of the designated area.

8.2-GHz band radar RFICs for an 8 × 8 phased-array FMCW receiver developed with 65-nm CMOS technology

  • Han, Seon-Ho;Koo, Bon-Tae
    • ETRI Journal
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    • 제42권6호
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    • pp.943-950
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    • 2020
  • We propose 8.2-GHz band radar RFICs for an 8 × 8 phased-array frequency-modulated continuous-wave receiver developed using 65-nm CMOS technology. This receiver panel is constructed using a multichip solution comprising fabricated 2 × 2 low-noise amplifier phase-shifter (LNA-PS) chips and a 4ch RX front-end chip. The LNA-PS chip has a novel phase-shifter circuit for low-voltage operation, novel active single-to-differential/differential-to-single circuits, and a current-mode combiner to utilize a small area. The LNA-PS chip shows a power gain range of 5 dB to 20 dB per channel with gain control and a single-channel NF of 6.4 dB at maximum gain. The measured result of the chip shows 6-bit phase states with a 0.35° RMS phase error. The input P1 dB of the chip is approximately -27.5 dBm at high gain and is enough to cover the highest input power from the TX-to-RX leakage in the radar system. The gain range of the 4ch RX front-end chip is 9 dB to 30 dB per channel. The LNA-PS chip consumes 82 mA, and the 4ch RX front-end chip consumes 97 mA from a 1.2 V supply voltage. The chip sizes of the 2 × 2 LNA-PS and the 4ch RX front end are 2.39 mm × 1.3 mm and 2.42 mm × 1.62 mm, respectively.

A Novel Mobile Antenna for Ku-Band Satellite Communications

  • Park, Ung-Hee;Noh, Haeng-Sook;Son, Seong-Ho;Lee, Kyong-Hee;Jeon, Soon-Ik
    • ETRI Journal
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    • 제27권3호
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    • pp.243-249
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    • 2005
  • A mobile antenna for multimedia communications with Ku-band geostationary satellite KOREASAT-3 and JSAT-2A is presented. The forward link of the satellite communication is 11.7 to 12.75 GHz, and the return link is 14.0 to 14.5 GHz. The mobile antenna is designed to be a stair structure using 24 active phased array elements in order to provide a low profile, and to be at a non-periodic array distance using the genetic algorithm. Also, the designed antenna uses the double beam forming method for stable satellite tracking. The fabricated mobile antenna is examined using various experiments to confirm its capability for practical application. From the measured results, the fabricated mobile antenna system is confirmed to have a good performance.

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용량 조정형 능동 집적 배열 안테나의 제작과 방사 방향 주사 특성 (Fabrication of the Capacitance Controlled Active Integrated Phased Array Antenna and It's Scanning Characteristics)

  • 최영규;남병근;신상열
    • 전기학회논문지
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    • 제56권10호
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    • pp.1807-1813
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    • 2007
  • This paper deals with extending the variable natural oscillation frequency range of an active integrated FET oscillator. In this paper, we conform experimentally that the variable range of the natural oscillation frequency is expanded about three times in the oscillator controlled by the varactor diode. When the frequency difference is given to the oscillators in the two element antenna system, phase difference appeared between the oscillators. The 2-, 3-, 4-, 5-element patch antenna arrays are composed for the beam scanning experiments. All the above patch antennas show good phased array characteristics. The range of the scanning angle is about $30^{\circ}$, and the radiation power is gradually increased from $50{\mu}W\;to\;200{\mu}W$. The radiation patterns we sharpened as the number of elements is increased.