• 한국전자파학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.196-203
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• 2015

곡면 위상 배열 안테나나 곡면 주파수 선택 구조 등의 전파 특성을 해석하기 위해서는 원통형 배열 구조의 효율적인 해석방법에 대한 연구가 필요하다. 원통형 배열 구조가 실제 적용되는 구조는 유한 배열 구조지만, 대부분 전자기 해석은 무한 배열 구조라 가정하므로 실제 구조의 특성과 근사화한 구조의 특성 간의 오차가 발생하게 된다. 따라서 원통형 무한 배열 구조와 유한 배열 구조의 전파 특성의 비교와 분석이 필요하다. 본 논문에서는 원통형 무한 배열 구조를 해석하기 위해 원통형 Floquet harmonics 해석 방법을 적용하였으며, 원통형 유한 배열 구조를 해석하기 위해서는 너비가 좁은 스트립(strip)이 배열된 배열 구조를 가정하여 thin wire approximation을 적용한 method of moments(MoM)를 이용하였다. 본 논문에서는 원통형 유한 배열 구조와 무한 배열 구조의 전파 특성을 비교하기 위하여 투과 특성과 전류 분포를 계산하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.828-833
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• 2018

일반적으로 반사파 및 공진이 위상 왜곡에 영향을 준다고 많이 알려져 있지만, 그 두 가지 이유 이외에 안테나 임피던스 변화에 따라서도 위상 지연을 왜곡시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 상호 결합 영향을 모두 고려한 안테나 임피던스 $Z_A$에 따른 위상 지연 오차를 분석하고, 이에 따른 빔조향 특성을 확인하였다. 안테나 임피던스에 대한 반사손실의 최대값($RL_{max}$)이 -10 dB와 -7 dB일 때 모든 주파수에서 각각 $0.051{\lambda}$에 해당하는 $18.5^{\circ}$와 $0.074{\lambda}$에 해당하는 $26.5^{\circ}$의 최대 위상 지연 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 8개의 선형 배열 안테나를 통해 몬테 카를로 시뮬레이션을 진행한 결과, $18.5^{\circ}$와 $26.5^{\circ}$의 균등 분포 위상 오차를 갖는 상황에서 각각 $0{\sim}30^{\circ}$의 빔조향을 했을 때 목표 빔조향각과 해당 위상 오차에 의해 틀어져서 관측되는 조향각 사이의 RMS 오차는 $0.19{\sim}0.4^{\circ}$이고, 표준편차는 $0.14{\sim}0.33^{\circ}$이다. 이때 사이드 로브 레벨은 -12.8 dB의 이론치로부터 위상 오차에 의해 0.74~1.21 dB 만큼 증가하고 사이드 로브 레벨 증가량의 표준 편차는 0.31~0.51 dB를 갖는다. 이를 스파이럴 안테나 8개 배열 구조를 설계하여 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권1호`
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• pp.111-118
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• 2005

기지국 안테나의 수직 패턴 형태는 자기 셀 뿐만 아니라 인접 셀의 통신 품질에도 크게 영향을 미치므로, 셀의 설계에 있어서 매우 중요한 고려 사항이다. 현재 기지국 안테나에 적용되는 수직 패턴의 형태는 크게 5가지로 분류될 수 있다. 안테나의 설계에 있어서, 5가지의 수직 패턴은 단독으로 적용되기도 하고, 또는 복합적으로도 적용될 수 있다. 본 논문에서는 상측의 부엽이 억압되고, 하측의 널이 널 필링된 수직 패턴을 갖으며, 또한, 수직면 상에서 연속적인 전기적 다운 틸팅이 가능한 이중 편파의 기지국용 안테나를 설계 및 제작하였다. 성형 빔 합성은 R. S. Elliott이 제안한 패턴 합성법들을 순차적으로 사용하여 구현하였으며, 또한 전기적인 다운 틸팅 기능을 위해 위상 배열 안테나 기술이 적용되었다. 측정한 결과, 0°～14°의 연속적인 다운 틸팅 범위와 13.3dBi 이상의 이득, 그리고 최대 -23dB의 상측 부엽 성능이 나타났다. 또한, 다운 틸팅 시에도 상측 부엽의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있었으며, 패턴의 널 필링 특성도 전반적으로 양호하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.467-478
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• 2019

본 논문에서는 전자전용 재밍 송신기에 사용하기 위해서 개발된 광대역 평면형 능동위상배열 안테나 시스템의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 설계된 시스템은 $45^{\circ}$ slant 광대역 복사소자를 $8{\times}8$ 삼각 배열 구조로 배치하고, 광대역 GaN 반도체 고출력 증폭기와 GaAs 다기능집적회로(MFC)를 적용한 64개의 송신 채널을 구성하여 개발하였다. GaAs다기능집적회로는 광대역에서 빔 편이 현상을 피하기 위한 실시간 지연소자, 디지털 감쇠기 그리고 GaAs 구동증폭기를 포함하고 있어서 송신 빔 조향을 할 수 있으며, 시스템의 전자적 빔 조향 범위는 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}45^{\circ}/{\pm}25^{\circ}$ 범위에서 가능하다. 개발된 시스템의 송신 빔 패턴 성능을 확인하기 위해 근접 전계 시험 시설을 이용하였다. 전자전용 송신 시스템 빔 패턴 측정 결과, 시스템의 유효방사출력은 목표성능(P) 대비 최대 9.8 dB 이상을 만족하였고, 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}45^{\circ}/{\pm}25^{\circ}$ 빔 조향 결과 요구성능에 만족함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.576-582
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• 2018

본 논문에서는 고정형 위상천이기를 이용한 동위상 급전 평면형 전력분배기 회로를 제안하였다. 정교한 빔 조향을 위한 위상배열안테나의 집적도가 높아짐에 따라, 소자 안테나에 동일한 위상 신호를 공급하기 위해 급전 선로의 길이를 조정하는 기존의 방법에는 공간적 제약이 존재하게 된다. 따라서 평면형 위상천이 기능을 갖는 결함접지구조를 이용하여 인위적인 급전선 길이 조정 없이 소자 안테나에 동일 위상 신호를 공급하는 전력분배기를 설계하였다. 결함접지구조는 선로의 삽입손실을 최소화하고, 위상 천이를 조절할 수 있도록 설계되었으며, 안테나 포트간 격리도와 평면형 구현이 가능한 분배기를 설계 제작하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제6권3호
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• pp.95-100
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• 2007

본 연구에서는 70 kV 임펄스를 사용하는 고출력 시스템에 적합한 두 번 접은 TEM 혼 안테나를 제안하였다. 제시된 구조는 TEM 혼 안테나를 두 번 접음으로서 길이를 50 % 이상 줄일 수 있는 장점을 가진다. 제안된 안테나는 배열된 구조가 되고, 이를 급전하기 위해 체비셰브 다단 변환기를 이용한 스트립 구조의 전력분배기를 사용하였다. 전력분배기는 4개의 TEM 혼 안테나에 동일한 전력과 위상을 공급하며, 광대역($150\;MHz\;{\sim}\;768\;MHz$, VSWR<2.0)으로 동작한다. 제안된 안테나는 70 kV 임펄스에서 정전파괴현상이 발생하지 않도록 금속과 금속과의 간격은 25 mm 이상을 이격하여 설계하였다 실제로 제작 된, 두 번 접힌 TEM 안테나의 크기는 $1730\;{\times}\;1600\;{\times}\;300$ (mm3)이고, 반사손실 10 dB 이하를 기준으로 동작 주파수는 $152\;MHz\;{\sim}\;750\;MHz$, $400\;MHz\;{\sim}\;750\;MHz$에서 안테나 이득은 $6.77\;dBi\;{\sim}\;10.70\;dBi$ 이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.536-542
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• 2020

본 논문에서는 광대역 지향성 방사패턴을 가지는 자연에서 영감을 얻은 새싹 모양 안테나를 제안한다. 모션감지 센서 응용을 위해 넓은 빔폭을 가지는 새싹 모양의 기울어진 방사체를 설계하였다. 확장된 잘려진 접지면을 반사기로 작용하도록 하여 지향성 방사패턴을 가지도록 하였다. 평형 방사체를 급전하기 위하여 우수한 진폭 및 위상 평형도를 가지는 광대역 발룬을 활용하였다. 제안된 안테나는 8.5에서 14.5 GHz의 넓은 주파수 대역폭과 넓은 빔폭을 가졌으며, 방사 효율은 90% 정도이었다. 측정된 이득은 4에서 5dBi이며, 전후방비는 10~20dB이었다. 제안된 안테나는 광대역 넓은 빔폭과 지향성 방사패턴을 요구하는 이미징 센서, 위상 배열 시스템 및 레이더 등에 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1128-1136
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• 2012

본 연구에서는 기존의 기계적 조향 방식에 의한 이동 통신 서비스 음영 지역 문제점을 개선하기 위해서 배열 안테나 빔 패턴의 null-steering 기법에 기반한 전기적 빔 조향 장치를 연구하였다. 특히, 하향 $-10^{\circ}{\sim}0^{\circ}$ 이내에서 빔 조향이 가변될 수 있도록 기지국 안테나 수직 빔 패턴의 $-30^{\circ}{\sim}0^{\circ}$ 범위에 존재하는 null을 제거하여 하향 방향에서 전파 음영을 개선하였다. 이때 안테나의 요구 사양은 하향 조향각 조절 범위 내에서 14.5 dBi의 이득과 부엽 세기는 -18 dB 이하로 억제되어야 한다. 또한, 편파의 격리도는 30 dB 이상을 나타내어야 한다. 본 연구의 타당성을 보이기 위해 W-CDMA용 기지국 안테나 및 빔 조향 장치를 설계 제작하여 그 유용성을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권6호
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• pp.26-34
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• 2010

기판 크기가 유한하면 두 패치안테나간의 상호결합은 기판 가장자리에서 회절되어 들어오는 표면파에 의해 영향을 받는다. 상호결합이 최소가 되는 패치안테나 중심과 기판 가장자리까지의 거리는 접지된 기판의 유효 유전상수에 의해 결정됨을 알 수 있었다. 상호결합이 최소화되는 기판 크기는 이미지 방법을 사용하여 쉽게 계산 할 수 있다. 이미지 방법으로 계산한 최적화된 기판 크기와 전산모의 결과로 얻어진 최적화된 기판 크기가 잘 일치하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권6B호
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• pp.1142-1148
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• 1999

본 논문에서는 Ku-밴드의 마이크로파 대역에서 위상배열 안테나에 사용 가능한 결합선로를 이용하여 위상천이기에서 기존에 고려하지 않았던 주파수에 따른 분산특성을 전파(Full-wave) 해석방법인 SDA(Spectral Domain Approach)를 사용하여 정확히 해석하였다. 또한 비대칭 결합선로를 사용하는 위상천이와 유전치 덮개층이 부가된 위상천이기의 설계를 제안하였다. 현재 사용되고 있는 대칭 결합선로를 이용한 쉬프만 위상천이기와 비교하여, 이에 대한 위상응답의 특성변화에서 통과대역의 위상편차가 줄고 대역폭이 확대되어 광대역 특성이 개선되는 것을 이론적으로 해석하고 실험을 통하여 검증하였다.