• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권3호
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• pp.413-420
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• 2017

We investigate the performance of a true time delay(TTD) phase shifter to reduce the beam squint caused by frequency changes of a phased array antenna in wideband communication systems. To design a high gain phased array antenna, we need a long TTD, which causes high RF loss, low resolution and large dimension of TTD phase shifters. To overcome the problems, we propose a schematic of dual TTD phase shifters, which consists of short time delay(STD) in radio frequency(RF) part and long time delay(LTD) in intermediate frequency(IF) part. Our analysis results show that the proposed scheme reduces the required bits and delay time in RF band of the TTD compared to the conventional single TTD scheme.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.826-828
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• 2015

본 논문에서는 고정국에서 효율적으로 운용할 수 있는 Beam-Steering 기법을 제시한다. 일반적인 Beam-forming 기법은 각 배열안테나에 도달하는 신호 간의 지연시간을 이용하여 수행한다. 이러한 빔포밍 방식은 많은 복잡도와 비용을 요구한다. 본 논문에서는 신호대 잡음비와 수신신호세기를 사용한 빔스티어링 기법을 제시한다. 또한 제시한 기법에 대한 알고리즘을 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.981-983
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• 1998

In this paper, we present theoretical designs for a beam steering phased array antenna that uses a true time delay optical feeder. A variable true time delay is achieved by employing one tunable laser source and high dispersion fibers with different length. The wavelength tunable optical carrier propagation in a high-dipersion fiber realizes a true time delay, with the steering direction set by a single voltage controlling the wavelength. Beamsteering of a phased array antenna is obtained by controlling the tunable laser source. An employment of a high dispersion fiber response shows wide-band operation of beem steering antenna system.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권4호
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• pp.96-103
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• 2022

This paper presents the analysis of increasing the resolution of True-Time-Delay (TTD) by 0.5-bit for phased-array antenna system which is one of the Multiple-Input and Multiple Output (MIMO) technologies. For the analysis, a 5.5-bit True-Time Delay (TTD) integrated circuit is designed and analyzed in terms of beam steering performance. In order to increase the number of effective bits, the designed 5.5-bit TTD uses Single Pole Triple Throw (SP3T) and Double Pole Triple Throw (DP3T) switches, and this method can minimize the circuit area by inserting the minimum time delay of 0.5-bit. Furthermore, the circuit mostly maintains the performance of the circuit with the fully added bits. The idea of adding 0.5-bit is verified by analyzing the relation between the number of bits and array elements. The 5.5-bit TTD is designed using 0.18 ㎛ RF CMOS process and the estimated size of the designed circuit excluding the pad is 0.57×1.53 mm². In contrast to the conventional phase shifter which has distortion of scanning angle known as beam squint phenomenon, the proposed TTD circuit has constant time delays for all states across a wide frequency range of 4 - 20 GHz with minimized power consumption. The minimum time delay is designed to have 1.1 ps and 2.2 ps for the 0.5-bit option and the normal 1-bit option, respectively. A simulation for beam patterns where the 10 phased-array antenna is assumed at 10 GHz confirms that the 0.5-bit concept suppresses the pointing error and the relative power error by up to 1.5 degrees and 80 mW, respectively, compared to the conventional 5-bit TTD circuit.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제7권1호
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• pp.37-42
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• 2018

This paper proposed a microstrip antenna that can perform jamming of satellite signals from the GPS L5, GLONASS G3, BDS B2 frequency bands (1164 - 1217 MHz) that are employed mainly for military purposes among the GNSS frequencies using unmanned aircrafts over the enemy's sky in time of emergency. The single element in the proposed antenna can be easily mounted to unmanned aircrafts. This study analyzed the characteristics of miniaturization and beam of radiating elements by applying the image theories and perturbation effect to satisfy the uniform level at ${\pm}45^{\circ}$ of beam steering goal due to the phase delay after antenna array. The designed microstrip antenna had a miniaturized radiating element area (x-y plane), which was reduced by 76.3% compared to that of basic microstrip antenna, and its beam width was $190^{\circ}$ in the E-plane and $140^{\circ}$ in the H plane. In addition, the simulation was conducted to determine the characteristics due to the phase delay by arranging the designed single microstrip antenna by $1{\times}4$ array and the results showed that beam steering of ${\pm}45^{\circ}$ is possible in the H-plane on the basis of $0^{\circ}$. Thus, the proposed antenna was verified to be effective in satellite signal jamming in the air as it was attached to the lower end of unmanned aircrafts.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.972-981
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• 2000

The phased array transducer has two distinct advantages. One is rapid scanning comparing with the conventional mechanical or manual scanning system. Therefore, output image is represented in real-time. The other is the dynamic focusing and the dynamic steering of ultrasonic beam. Only the delay times that are controlled electrically are used to focus and to steer beam without any lenses or wedges. In this study, the profile of the ultrasonic beam for the phased array transducer has been simulated in the Huygens principle with varying the inter-element spacing of the linear phased array transducer. From the result of this study, it was found that the ultrasonic beam spread wider as the inter-element spacing was decreased. However, the focusing effect was improved, even when the number of the element was not big. In addition, there was grating lobes that are constructed when the inter-element spacing is more than half wavelength. However, this grating lobe has lower amplitude than the main lobe.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권3호
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• pp.207-216
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• 1999

일반적인 하나 또는 두개의 압전소자를 사용하는 트랜스듀서에 비하여 다수의 압전소자를 사용하는 어레이 트랜스듀서는 각 압전소자에 가해지는 펄스의 지연시간을 제어함으로써 초음파 빔을 임의의 지점에 집속시킬 수 있고 기계적 구동없이 임의의 방향으로 조향시켜 실시간 주사를 할 수 있는 장점이 있다. 페이즈드 어레이 트랜스듀서의 설계조건은 압전소자의 수. 압전소자의 크기 그리고 압전소자 사이 간격 등 여러가지가 있으며, 본 연구에서는 그 중에서 압전소자수의 변화에 따른 초음파 빔의 특성을 호이겐스의 원리를 이용한 수평횡파의 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 그 결과 초음파 빔은 조향각이 증가 할수륵 음압이 감소하며, 초음파 빔 특성도 점차적으로 분산됨을 알 수 있었고 또한, 초점거리가 증가할수록 초점에서의 집속효과는 감소하고, 압전소자의 수가 증가되면 집속효과는 향상됨을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제36권1호
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• pp.23-29
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• 2017

가상 음원 배열 개념은 시역전 처리에 시지연 빔조향 기법을 적용함으로써 가상 음원 배열로부터 나아가는 방향에 해당하는 선택된 위치에 음원 없이도 음파의 시 공간적 집속을 수행하는 방법이다. 하지만 가상 음원 배열 개념을 이용한 시역전 처리 방법은 가상 음원 배열에 해당하는 임계각 및 근거리를 벗어나는 범위로의 음파 집속이 불가능하다는 제약 조건이 따른다. 본 논문에서는 이러한 제약 조건을 해결하기 위해, 도파관 불변성 이론을 가상 음원 배열 개념에 적용하여 집속 음장의 수평 방향으로의 이동을 통해 임계각 및 근거리를 벗어나는 구간으로의 음파 집속 방법에 대한 연구를 수행하였다. 수치 실험의 결과를 통해 본 연구의 타당성을 검증하였으며, 기존의 가상 음원 배열 개념의 제약 조건에 관계없이 선택된 위치에서의 강인한 음파 집속 성능의 결과를 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권3C호
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• pp.241-247
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• 2002

본 논문에서는 여러 개의 첩 광섬유 격자( Chirped fiber gratings CFGs )와 한 개의 파장 가변광원을 이용하 연속적으로 빔의 주사 방향을 조정할 수 있는 송신용 선형 위상배열 안테나용 실 시간지연 선로를 제안하였다. L-밴드, S-밴드 그리고 X-밴드에서 측정된 CFG의 평균 군 지연 기울기는 177 ps/nm이었다. 최대 빔 주사각을 180$^{\circ}$로 설계한 4개의 안테나 소자로 구성된 10 GHz 송신용 선형 위상배열 안테나 구조에서 전산 모의 실험 결과로 얻은 최대이득은 11.6 dB로 나타났다.