• 한국전자파학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.714-720
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• 2009

본 논문에서는 초광대역 특성을 가지는 평면형 대역 가변 체배기의 설계 과정을 소개하고 있다. 제안된 체배기에서는 초광대역 마이크로스트립-CPS 전이 구조(발룬)를 입력단의 정합 회로로, 초광대역 마이크로스트립-CPW 전이 구조를 출력단의 정합 회로로 사용하였다. 입력단에 사용된 발룬 구조로 인해 다이오드에 바이어스를 가할 수 있는데, 구현된 체배기의 대역 가변은 다이오드에 인가되는 전압을 가변함으로써 얻을 수 있다. 바이어스 전압이 -0.6 V일 때 체배기의 동작 주파수는 $10{\sim}20$ GHz, 인가 전압이 $-0.2{\sim}-0.4$ V일 때 동작 주파수는 $10{\sim}30$ GHz, 인가 전압이 0 V일 때 동작 주파수는 $20{\sim}30$ GHz로 변함을 확인하였다. 또한, 구현된 체배기의 변환 손실은 최대 15 dB 이고, 입력 주파수의 억압 특성은 평균 30 dB 이상이 되는 우수한 특성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.486-493
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• 2010

본 논문에서는 급격한 감쇄율 특성을 갖는 독창적인 초광대역(UWB: Ultra Wideband) 스트립라인 대역 통과 여파기(BPF)를 소개한다. 초광대역의 특성은 기본적으로 "+"자 공진기와 주 전송 선로간의 용량성 결합으로부터 얻어진다. "+" 자 공진기는 ${\lambda}/2$의 전송 선로의 중심에 두 개의 스터브를 병렬 연결된 구조를 가진다. 하나는 ${\lambda}/8$ 단락 회로 스터브로 ${\lambda}/2$ 전송 선로의 상측에 연결되고, 다른 하나는 ${\lambda}/8$ 개방 회로 스터브로 ${\lambda}/2$ 전송 선로의 하측에 연결된다. 이 두 개의 스터브들은 통과 대역의 하단과 상단의 차단주파수에서 두 개의 감쇄극을 제공한다. "+" 자 공진기 상측에 위치하여 용량성 결합을 이루는 주 전송 선로는 입력과 출력 선로에 또 한 번의 ${\lambda}/4$ 길이의 용량성 결합을 하여 통과 대역 하부과 상부의 저지 대역에서 원하지 않는 신호를 억압하기 위해 구성하였다. 본 여파기는 미국에서 허가한 초광대역(3.1~10.6 GHz)의 대역에서 선택도가 우수한 대역 통과 특성을 얻기 위해 2.4 GHz와 11.1 GHz에서 81 dB/GHz와 86 dB/GHz의 기울기를 제공하는 두 개의 전송 영점(감쇄극)을 갖도록 설계되었다. 본 여파기는 유전상수 7.8을 갖는 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 그린테이프로 제작되었다. 측정 결과는 HFSS 해석 결과와 거의 일치하였다. 통과 대역에서 0.7 dB 이하의 삽입 손실과 14 dB 이상의 반사 손실이 측정되었다. 중심 주파수 군 위상 지연은 0.27 ns이고, 통과 대역에서 군 위상 지연의 변화량은 0.5 ns 이하이다. 본 여파기의 크기는 $6{\times}18{\times}0.6\;mm^3$이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권5A호
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• pp.401-407
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• 2009

멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템은 3.1-10.6 GHz 사이의 주파수 스펙트럼을 16개의 부 밴드로 나누어 사용하므로, 초 광대역 주파수 밴드의 특성상 각 부 밴드마다 중심 주파수의 차이가 많게는 2.65 배까지 발생할 수 있다. 송신측에서 전송한 신호의 경로에 따른 감쇄 정도는 주파수의 제곱에 비례하므로 멀티 밴드 초 광대역 통신시스템의 경우는 각 부 밴드 당 경로 감쇄 정도가 크게는 7배까지 차이가 날 수 있는 것이다. 그러므로 본 논문에서는 주파수 도약 방식의 멀티 밴드 초 광대역 통신 시스템에서 각 부 밴드의 중심 주파수의 차이로 해서 일어나는 수신 신호의 경로 감쇄 정도의 차이를 수신기의 상관 시간으로 보상하여 전체 시스템의 평균 비트 오류율을 향상시킬 수 있는 수신 방식을 제안하고, 그 성능을 나카가미 페이딩 채널 환경 하에서 분석하였다. 분석 결과 페이딩 index n이 증가할수록 제안된 수신 방식이 기존의 방식에 비해 더 큰 성능 이득을 얻음을 관찰할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권2C호
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• pp.192-199
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• 2008

Ultra-wideband (UWB) 시스템의 동기화에 대한 이제까지의 연구에서는 참조 신호와 다중경로 성분들 중 어느 한 성분과의 위상을 맞추는 것을 동기화라 정의하고 빠르게 동기화하는 기법에 대하여 연구하였다. 그러나 다중경로 성분들은 서로 다른 전력을 갖기 때문에, 동기화 이후 과정들에서, 낮은 전력을 갖는 다중경로 성분에서 동기화가 될 경우에는 좋지 않은 성능을 가지며, 높은 전력을 갖는 다중경로 성분에서 동기화 할 경우에는 좋은 성능을 갖는다. 일반적으로 첫 번째 다중경로 성분이 가장 큰 전력을 가지며, 따라서 첫 번째 다중경로 성분에서 동기화함으로서 동기화 이후 과정들의 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 첫 번째 다중경로 성분과 참조 신호의 위상이 맞았을 때를 동기화라 새롭게 정의하고, 최대 우도 (maximum-likelihood: ML) 방법을 이용하여 UWB 다중경로 채널에서 첫 번째 다중경로 성분을 찾기 위한 최적 결정 법칙을 유도하였으며, 동시에 이에 바탕을 둔 준 최적 결정 법칙을 제안하였다. 모의실험을 통해, 새로운 동기화의 정의에 따라 동기화하였을 때, 그렇지 않을 때보다 좋은 복조 성능을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 본 논문에서 제안된 최적 및 준 최적 결정 법칙은 기존 결정 법칙과 비교할 때 월등한 성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.336-341
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• 2018

본논문에서는 5세대 이동통신 및 WLAN 대역저지 특성을 갖는 UWB (ultra wideband) 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 두 개의 슬롯을 갖는 평면 방사 패치와 스트립선로 양쪽의 기생소자와 뒷면 접지면으로 구성되어 있다. 위쪽의 n-모양의 슬롯은 5세대 이동통신 대역(3.42~3.70 GHz)을 저지하고, 아래쪽의 n-모양의 슬롯은 WLAN (wireless local area network) 대역(5.15~5.825 GHz)을 저지하는데 기여한다. 그리고 UWB 대역 (3.10~10.60 GHz)에서 저지 대역을 제외한 전대역에서의 전압정재파비(VSWR; voltage standing wave ratio)를 2.0 이하로 만족시키기 위해 기생소자를 사용하였다. 안테나의 설계 및 전산모의실험에는 Ansoft사의 HFSS (high frequency structure simulator)를 사용하였다. 안테나의 전산모의실험결과 UWB 대역에서 3.36~3.71 GHz, 5.13~5.92 GHz 대역을 저지하며, 구현된 안테나의 측정 결과 3.40~3.72 GHz, 5.08~5.88 GHz 대역을 저지함을 보였다. 전산모의실험과 구현된 안테나의 측정 결과, 저지 대역을 제외한 UWB 전 대역에서 VSWR 값이 2.0 이하를 만족하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.418-426
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• 2019

최근 사물인터넷(internet of things: IoT) 스마트 홈 시스템과 관련하여 레이다 기반의 다양한 생체신호 탐지 기법들이 개발되고 있다. 생체신호는 폐에 의한 호흡수와 심장에 의한 심장박동수로 정의되며, 이는 일반적으로 흉부 또는 등의 미세한 움직임을 야기한다. 이때, 이 미세한 움직임은 레이다 수신신호의 위상을 변화시키기 때문에, 생체신호는 주로 위상 변화에 대한 스펙트럼 분석을 통해 탐지된다. 하지만, 호흡수와 달리 심장박동수에 의한 위상 변화는 매우 미약하기 때문에 실제 측정환경에서는 다양한 원인들로 인해 심장박동수가 오탐지될 확률이 매우 높다. 따라서 본 논문에서는 먼저 생체신호 오탐지를 야기하는 원인들을 분석한 후, 이를 바탕으로 효과적인 생체신호 탐지 기법을 제안한다. 제안된 기법은 크게 1) 위상 분리, 2) 위상 미분 및 필터링, 3) 생체신호 탐지, 그리고 4) 오탐지율 감소 단계로 구성되며, IR-UWB(Impulse-Radio Ultra-Wideband)를 사용한 실험 결과에서 보다 효율적이고 정확하게 생체신호가 탐지됨을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.1-9
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• 2022

사람이나 사물 등의 위치를 알아낼 수 있는 측위기술은 사람의 유동량 측정, 보안, 인원 구조 등 다양한 환경에서 요구되고 사용될 수 있다. 측위를 위해 카메라와 같은 시각 센서기술을 사용하기도 하지만 이는 빛, 온도 등 주변 환경에 민감하며 사생활 노출 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 앞서 말한 문제들이 없는 초광대역 (UWB, ultra wideband) 레이더 기술과 머신러닝을 이용하여 벽 뒤 다른 실내공간에 있는 점유자의 수와 위치를 인식하는 연구를 수행하였다. 네 가지 상황 (강의실 내 몇 명이 있는지, 28가지의 위치를 정하고 어느 위치에 있는지, 28가지의 위치 중 한 위치에서 더 세부적인 16가지 위치 중 어느 위치에 있는지, 두 명이 동시에 있는 상황에서 어느 위치에 있는지)에 대해 극단적 랜덤 트리 등 네 가지 알고리즘 별로 모델을 생성하고 그 결과를 비교하였다. 전체적으로 네 가지 알고리즘 모두 좋은 결과를 보여주었으며 머신러닝을 이용해 위치인식 및 위치측정이 가능함을 검증하였다. 또한 oneM2M 표준 플랫폼을 활용하여 서비스 확장 가능성을 고려하였으며 이 기술을 여러 분야에서 활용한다면 더욱 많은 서비스나 제품을 창출할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1098-1106
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• 2007

본 논문은 초광대역 코프래너 급전 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서 구조를 제안한다. 제안된 다이플렉서 구조는 초고주파 시스템 집적 패키지 기술(RF System on Package: RF-SoP)을 이용한 것으로서 평면형 초광대역 모노폴 안테나와 능동 소자를 직접 연결법에 의해 연결하여 다이플렉서(diplexer)를 형성하는 방식이다. 이는 안테나 회로 성분과 능동 소자의 패키지 회로 성분으로 형성되는 통과 대역을 이용함으로써 별도로 추가된 대역 통과 필터 등의 회로 구조 없이 다이플렉서를 내장하여 구성하는 방식이다. 따라서 입력된 수신 신호의 주파수 대역에 따라 동작 회로가 분리되며, 분리된 수신 신호가 능동 소자의 동작에 의해 증폭되는 능동 안테나 다이플렉서(diplexer)로서 구성된다. FR-4 에폭시 기판 위에서 제작된 능동 안테나 다이플렉서의 특성을 측정한 결과, 2.4 GHz 수신 단자에서는 0.9 dB의 삽입 손실(insertion loss), 1.1 GHz(2.0{\sim}3.1\;GHz)$ 대역폭, 17.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었으며, 5.8 GHz 수신 단자에서는 0.8 dB의 삽입 손실, 650 MHz$(5.25{\sim}5.9\;GHz)$ 대역폭, 15.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었다 또한 -10.0 dB 이상의 주파수 분리(isolation) 특성과 -20.0 dB 이상의 고조파 성분(harmonics) 감쇄 특성을 나타내어, 제시된 능동 안테나 다이플렉서 구조가 설계된 동작을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권11A호
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• pp.1086-1095
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• 2007

본 논문에서는 다수의 피코넷들이 공존 (Simultaneously Operating Piconets; SOP) 하는 환경하에서 다중 상관처리를 이용한 새로운 Non-coherent TOA 추정 기법을 제안한다. SOP 환경에서 각 피코넷들을 구분하기 위해서 Gold 시퀀스를 이용한 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 기반의 IR-UWB (Impulse Radio-Ultra WideBand) 신호를 사용하였으며 상관 특성을 개선시키기 위해서 다중 마스트 처리 (Multiple Mask Operation; MMO) 방안을 제시하였다. 직접 LOS 경로에 대한 도착 시간 (Time Of Arrival; TOA) 정보는 2단계의 대략적인(Coarse)/ 정밀 (Fine) 타이밍 검출 과정을 통해 획득된다. 제안된 기법에 대한 성능을 검증하기 위해서 IEEE 802.15.4a TG (Task Group)에서 제시한 두 채널 모델을 적용하였고 시뮬레이션 결과로부터 제안된 기법이 다수개의 피코넷이 공존하는 다중 경로 환경에서 일반적인 단일 상관 처리 기법보다 성능이 개선됨을 확인하였다.