• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권5호
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• pp.103-115
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• 2012

본 논문에서는 임펄스를 방사하기 위한 IR-UWB용 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계와 성능평가에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 낮은 방사손실과, 임펄스 방사왜곡이 최소이어야 한다. 이를 위해 광대역 임피던스 변환기와 마이크로스트립-슬롯라인 천이부 구조를 갖는 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 설계하였다. 설계 및 제작된 테이퍼 슬롯 안테나는 전파 무반사실에서 방사패턴을 측정하였으며, 임펄스 방사에 따른 시간영역 특성을 평가하기 위해 펄스충실도 및 왜곡율 수식을 유도하였다. 제작된 테이퍼 슬롯 안테나의 임펄스 방사에 의한 펄스충실도는 ${\pm}30^{\circ}$ 빔폭 내에서 약 93% 이상의 양호한 결과를 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.348-351
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• 2013

최근 전자파를 이용하여 두뇌를 영상화하는 시스템이 제안되고 있다. 이러한 시스템은 초광대역 특성(0.5~2 GHz)과 주빔의 방향이 모든 동작 주파수 대역에서 일정하게 유지되는 소형 안테나를 요구한다. 위의 요구 조건을 만족하기 위해서 본 논문에서는 비대칭형 corrugation들을 일반 TSA에 적용하여 안테나의 크기는 14 % 감소시키고, 요구되는 동작 주파수 대역인 0.5 GHz에서 2 GHz까지 반사 손실이 10 dB 이하의 값을 가지도록 설계하였다. 특히 대칭형 corrugation들을 적용한 TSA가 가지는 주빔의 방향이 주파수에 따라 변하는 점을 개선하였고, 이러한 비대칭형 corrugated TSA는 전자파를 이용한 두뇌 영상장치의 구현을 위해서 요구되는 조건을 모두 만족한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.553-563
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• 2010

본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권5호
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• pp.40-45
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• 2008

본 연구에서는 위상배열 안테나의 기본방사소자로 사용될 선형 테이퍼형 슬롯 안테나를 설계 제작하여 그 특성을 실험적으로 고찰 한다. 테이퍼형 슬롯 안테나(TSA)는 박막, 경량, 간단한 제조와 고주파 단일 집적회로에 적합하다. 또한, 멀티 옥타브 대역폭, 적절한 높은 이득, 대칭적인 E-면과 H-면 방사패턴을 가진다. 마이크로스트핍 선형 테이퍼형 안테나의 급전회로는 마이크로스트립-슬롯 선로간의 트랜지션을 사용한다. 트랜지션은 두 면으로 이루어진다. 한쪽 면은 마이크로스트립 선로이고, 다른 한쪽은 슬롯 선로를 가지는 구조이다. 마이크로스트립 과 슬롯 선로의 길이는 마이크로스트립과 슬롯 선로의 교차면의 중앙에서 ${\lambda}_m/4$과 ${\lambda}_s/4$이다. 넓은 대역폭을 얻기 위하여, 슬롯 선로의 종단부의 폭은 $1.75{\lambda}_o$로 하고, 큰 지향성을 얻기 위하여 슬롯 선로의 테이퍼된 길이는 $4{\lambda}_o$로 한다. 실험결과 마이크로스트립 선형 테이퍼형 슬롯 안테나는 5GHz의 중심 주파수에서 약 5GHz의 대역폭을 가지고, 대칭적인 E-면과 H-면 방사패턴을 가진다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.913-919
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• 2008

본 논문에서는 밀리미터파 시스템에 응용이 가능한, 마이크로스트립으로 급전되는 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나의 새로운 설계법을 제시하고 그 실험결과를 보여주고 있다. 초광대역 특성을 가지는 마이크로스트립-CPS 전이 구조 혹은 발룬을 적용하여 테이퍼 슬롯 안테나 고유의 초광대역 특성을 얻었고, 안테나와 발룬의 연결은 임피던스 정합의 방법을 이용함으로 테이퍼 슬롯 안테나 설계를 간단하게 하였다. 테이퍼 슬롯 안테나 설계에는 페르미-디락(Fermi-Dirac) 테이퍼 함수와 corrugation을 적용하였다. 제안된 안테나는 23 GHz에서 58 GHz까지의 초광대역 주파수 특성을 가졌으며, 12에서 14 dBi의 비교적 높고 평탄한 이득과 낮은 부엽 레벨을 가졌다. 또한, 4개의 소자로 이루어진 간단한 선형 배열 안테나를 통하여 광대역 위상 배열 및 밀리미터파 센서에 응용될 수 있음을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1642-1648
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• 2017

초광대역 안테나는 위성통신, 레이더, 리모트 센싱 시스템, 전파 망원경, 마이크로웨이브 화상 시스템 등의 여러가지 용도로 쓰인다. 수많은 형태의 광대역 안테나 구조들이 있으나, 테이퍼 슬롯 비발디 안테나는 가격, 무게, 스캔각도, 종형 복사, 쉬운 급전과 시스템 구성의 용이성 등의 장점이 있다. 이 논문에서는 개선된 안티포달 비발디 안테나를 제안하였다. 설계에 있어서 H자 형태의 기생패치 구조를 채택하였으며 이를 통해 전체 작동 주파수에 있어서 방사특성을 개선하는 능력을 나타내었다. 비유전율(${\epsilon}_r$) 2.2, 유전체 두께 0.7874mm의 RT/duroid 5880기판을 사용해 제안된 안테나의 시작품을 제작하고 측정한 결과 7.8-52.5GHz에 걸쳐 -10dB 반사손실 대역폭과 9-12dBi의 이득을 보였으며 이는 시뮬레이션 결과와 합리적으로 일치함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.308-315
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• 2013

본 논문에서는 IR-UWB를 위한 테이퍼 슬롯 안테나를 Ansoft인 HFFS을 사용하여 설계 및 제작 하였고 안테나의 군 지연 및 충실도를 사용하여 광대역 안테나의 빔 폭에 대해 연구를 제안하였다. 이를 위해 Network Analyzer에서 획득한 데이터를 Chirp Z-transform을 사용하여 시간영역에서의 분석을 하였고 시뮬레이션은 CST microwave studio를 이용하여 이를 확인 하였다. 안테나의 방사패턴의 분석은 두 안테나를 0.5 미터 간격으로 이격시킨 후 송신 안테나를 고정 후 수신 안테나를 $10^{\circ}$ 간격으로 $360^{\circ}$ 회전하여 각각의 충실도를 획득하여 안테나의 성능 분석하였다. 분석한 결과 ${\pm}40^{\circ}$ 미만일 경우 90%이상의 양호한 충실도를 얻었고 ${\pm}40^{\circ}$ 이상은 90%이하의 낮은 결과를 얻었다. 이러한 충실도를 이용한 방사패턴을 사용함으로 광대역 안테나의 빔 폭을 보다 정확한 분석을 할 수 있다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권3호
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• pp.111-116
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• 2007

이차원 이미징 배열소자를 갖는 밀리미터파 수동 이미징 시스템을 제작하였다. 이 이미징 시스템을 제작하기 위하여 하나의 기판에 페르미테이퍼 슬롯 안테나. 발룬, 저잡음 증폭기 검파기가 집적되어 있는 이미징 배열 소자를 개발하였다. 또한 $2\times2$의 이미징 배열소자가 배열된 시스템으로 사람의 밀리미터파 수동 이미지를 얻었다. 현재 실시간 35GHz 밀리미터파 수동 이미지 시스템 개발을 위한 이차원 배열 소자를 개발 중에 있다. 제작된 이차원 이미징 배열소자를 갖는 밀리미터파 수동 이미징 시스템을 바탕으로 밀리미터파 실시간 영상을 취득할 수 있는 밀리미터파 수동 이미징 시스템의 실현을 기대할 수 있게 되었다.