• 한국전자파학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.1077-1086
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• 2014

컨포멀 배열에 적용할 수 있는 곡선 배열안테나용 Rotman 렌즈의 설계 방법을 제안한다. 본 논문에서는 곡선 배열안테나와 연동하여 Rotman 렌즈의 평행판 영역에 존재하는 배열 포트의 위치와, 배열 포트와 배열안테나 소자를 연결하는 전송선의 길이를 구하는 설계식을 유도하고, 이 설계식을 바탕으로 빔 곡선 최적화 절차와 재초점 절차를 통하여 위상 오차를 최소화하고 있다. 제안된 설계식과 설계 절차에 의해 설계된 Rotman 렌즈는 정확히 3초점을 보유한 채 직선 배열안테나뿐만 아니라, 원곡선, 포물선, V자형 곡선 등의 오목하거나 볼록한 배열안테나를 급전할 수 있으며, 최소의 위상 오차를 나타내고 있다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.120-126
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• 2013

This paper introduces a new design for a Rotman lens that has been proposed to minimize its size and provide a suitable design for a compact beamforming system. The size reduction is realized by minimizing the length of the transition structures, which are positioned between the lens body and the connecting lines. The proposed structure is much shorter than a conventional transition structure, which is a tapered line in general. As a result, a 45% size reduction can be achieved by using the proposed transition structure, compared to a typical Rotman lens with linearly tapered lines. Therefore, the proposed Rotman lens will be suitable for compact beamforming systems.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.865-872
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• 2002

도파관 렌즈를 이용한 기존의 Rotman 렌즈 안테나는 렌즈 내부면에서 안테나 소자까지 구부러진 도파로를 가지고 있다. 그러나 본 논문에서는 직선 도파로를 갖는 개선된 Rotman 렌즈 안테나를 제안하였으며 이를 적용하여 3개의 입력 단자와 6개의 개방된 도파관을 안테나 소자로 가지는 BMWS용 빔 제어 안테나를 설계 및 제작하였다. 측정 결과 빔 제어 안테나는 15.4 - 17.2 dB의 이득과 0$^{\circ}$, +14$^{\circ}$~ +16$^{\circ}$, -15$^{\circ}$~ -16$^{\circ}$의 지향각 그리고 약 -10 ~ -20 dB의 부엽레벨을 가진다

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.864-871
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• 2014

본 연구에서는 Rotman 렌즈의 위상 오차를 최소화하는 빔 곡선을 구하는 최적화 방법을 제안하고 있다. 이 방법은 빔 포트로부터 배열안테나의 중심점과 배열안테나를 따라 대칭 또는 비대칭으로 놓인 두 개의 점으로 구성된 동위상점들을 통과하여 대응되는 동위상면까지의 3개의 경로길이는 동일하다는 개념에 근거를 두고 있다. 이 방법을 따르면, 각각의 빔 방향에 대하여 위상 오차를 최소화하는 배열안테나 상의 동위상점 집합을 찾으면 최적의 빔 포트 위치를 직접 구할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 제안된 방법이 저 위상 오차를 갖는 Rotman 렌즈의 빔 곡선을 구하는 가장 최적이며 효과적인 방법임을 보여준다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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• pp.536-540
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• 2003

A new concept of adaptive focusing, using a Rotman lens, is presented in this paper. A Rotman lens is a microwave lens which is able to focus microwave power on its focal arc or generate multiple beams. By adding the array of phase shifters between a Rotman lens and antenna elements, the wavefront can be adaptively modulated to focus objects distributed in short range rather than far-field zone. From the optical point of view, the propagations of the lens have been simplified from the Fresnel diffraction integral to the Fourier transform. Using Fourier Transform, a beam propagation method has been developed to show improvement of the resolution by controlling wavefront of wave propagating from an aperture-type antenna array. The beam width(or spot size) and intensity have been calculated for a focused beam propagating from an array having $10{\lambda}$ of its size. For the beam with $20{\lambda},\;30{\lambda}$, and $50{\lambda}$ of geometrical focal length, the half-power beamwidth (spot size) is about $1.1{\lambda},\;1.3{\lambda}$, and $1.9{\lambda}$, respectively.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.1269-1275
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• 2003

본 논문에서는 구조적으로 비 방사 유전체 로트만 렌즈에 적절한 갭 결합된 단향성 유전체 방사체를 안테나단으로 갖는 비방사 유전체 로트만 렌즈를 설계하였다. 비방사 유전체 로트만 렌즈는 어레이 팩터의 부엽의 최소화를 위해서 최적화 설계되었고 단향성 유전체 방사체의 공진기와 갭의 길이와 같은 설계 파라미터는 차단 영역 도파관의 등가회로 모델을 이용하여 계산하였다. 동작 주파수는 38 GHz이고 시뮬레이션 되어진 단향성 유전체 방사체의 결과(산란 행렬, 방사 패턴)는 측정되어진 결과와 일치함을 보였다. 단향성 유전체 방사체 안테나단을 포함한 다중빔 피드인 로트만 렌즈의 방사 패턴은 측정되어진 갭 결합된 단향성 유전체 방사체의 방사 패턴에 로트만 렌즈의 최적화된 어레이 팩터를 곱해서 구하였다. 구해진 전체 방사 패턴에서 -60 dB 이상 부엽이 억제되어짐을 알 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.37-46
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• 2016

본 논문에서는 고가의 위상천이기를 대체하여 로트만 렌즈 안테나를 이용한 2.442GHz 대역의 빔 조향 시스템을 제안한다. 본 빔 조향 시스템의 구성요소는 로트만 렌즈, 송신 안테나, 빔을 스위칭하기 위한 스위치 박스로 구성되어 있다. 초기 설계조건을 설정하고 요구조건에 맞춰 설계 및 제작하였다. 그 결과, 고가의 위상천이기를 대체한 로트만 렌즈의 사용으로 무반사실에서 빔이 조향됨을 알 수 있었다. 성능 검증을 통해 실시간 빔 수신 표시 장치인 정류안테나의 LED를 켬으로써 시각적으로 빔의 조향을 확인하였다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 1986년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.211-214
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• 1986

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.500-506
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• 2002

본 논문에서는 광대역 주파수 범위에서 동작하며 광각 빔 조향이 가능하고 반복 제작이 용이한 간단한 구조의 전자전장비용 소형 마이크로스트립 로트만 렌즈를 제안하였다. 렌즈를 2차원의 평행판 회로로 모델링한 후 둘레 전체에 대해 경계적분을 수행하고 8개의 빔포트와 8개의 배열포트 간 전달계수를 구하였으며, 제작된 렌즈의 회로망 측정결과와 잘 일치하는 결과를 얻었다. 선형배열안테나로 급전된 다중빔 패턴을 예측하여 제작렌즈가 3:1의 주파수 대역에 걸쳐 $\pm$65$^{\circ}$ 이상의 광각 빔 스캔과 $\pm$5 dB 이하의 삽입손실 편차를 가짐을 확인하였다.