• 제목/요약/키워드: active phased-array antenna

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Phased Array Antenna Using Active Device

  • Seo, Chul-Hun
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제4C권6호
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    • pp.306-309
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    • 2004
  • This paper presents a new active antenna consisting of a microstrip patch for the passive radiator, a mixer for frequency conversion, a voltage controlled oscillator (VCO) and a phase detector for phase control. The microwave signal frequency has been converted into intermediate frequency (IF) on the antenna elements by the mixer. The active antenna consists of two ports, the IF port has a transmitted IF signal via power combined to the baseband and the dc control port is under the control of the phase-detector. The input voltage of the VCO is controlled by the phase detector. The scan range of the array is determined by the phase detector and the VCO and is obtained between 30$^{\circ}$ and - 30$^{\circ}$

Dual Polarized Array Antenna for S/X Band Active Phased Array Radar Application

  • Han, Min-Seok;Kim, Ju-Man;Park, Dae-Sung;Kim, Hyoung-Joo;Choi, Jae-Hoon
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권4호
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    • pp.309-315
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    • 2010
  • A dual-band dual-polarized microstrip antenna array for an advanced multi-function radio function concept (AMRFC) radar application operating at S and X-bands is proposed. Two stacked planar arrays with three different thin substrates (RT/Duroid 5880 substrates with $\varepsilon_r$=2.2 and three different thicknesses of 0.253 mm, 0.508 mm and 0.762 mm) are integrated to provide simultaneous operation at S band (3~3.3 GHz) and X band (9~11 GHz). To allow similar scan ranges for both bands, the S-band elements are selected as perforated patches to enable the placement of the X-band elements within them. Square patches are used as the radiating elements for the X-band. Good agreement exists between the simulated and the measured results. The measured impedance bandwidth (VSWR$\leq$2) of the prototype array reaches 9.5 % and 25 % for the S- and X-bands, respectively. The measured isolation between the two orthogonal polarizations for both bands is better than 15 dB. The measured cross-polarization level is ${\leq}-21$ dB for the S-band and ${\leq}-20$ dB for the X-band.

모노펄스 추적 알고리즘 성능 향상을 위한 능동위상배열안테나 제어 기법 (Active Phased Array Antenna Control Scheme for Improving the Performance of Monopulse Tracking Algorithm)

  • 정진우;박성일;이태원
    • 스마트미디어저널
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    • 제9권4호
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    • pp.60-65
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    • 2020
  • 모노펄스 추적 알고리즘은 대국의 송신 신호를 기반으로 대국의 위치를 추정하는 추적 알고리즘이다. 모노펄스 추적 알고리즘에 의한 추정 위치는 안테나의 합 및 차 신호 패턴에 의한 모노펄스 비율 곡선(MR-C; Monopulse Ratio curve)을 기반으로 산출된다. 따라서 MR-C의 선형 구간에 비례하여 높은 정확도의 추정 위치를 산출할 수 있는 범위가 증가하게 된다. 본 논문에서는 능동위상배열안테나가 적용된 추적 안테나 시스템에 있어, 능동위상배열안테나의 빔 형성 기법을 적용하여 MR-C의 선형 구간을 확장하는 방법을 제안하였다. 동일한 안테나 시스템을 기반으로 모의실험을 수행한 결과, 제안된 기법의 적용 유/무에 따라 MR-C의 선형 구간이 약 2배 정도 차이가 남을 확인하였다.

256 능동위상배열 기반 연직바람 관측장비의 송수신 채널 크기 및 위상 보정 방법 연구 (Study on TRX Channel Amplitude and Phase Calibration Method for a Radar Wind Profiler Based on 256 Active Phased Array)

  • 정우재;이종철
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.162-170
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    • 2022
  • 본 논문에서는 256 능동위상배열 기반의 연직바람 관측장비(RWP)의 송수신 채널의 크기 및 위상을 보정하는 방법등이 논의된다. 별도의 모듈 추가 없이 송수신 전단기 및 송수신 전환기에 커플러 및 스위치를 사용하여 송신 및 수신 보정 경로를 확보하였고, Gain 및 Phase Detector를 사용하여 256 송수신 채널의 크기 및 위상을 독립적으로 보정하였다. 보정된 256 능동위상배열 안테나는 근접전계 시험을 통해 5개의 빔 (연직, 동, 서, 남, 북)의 빔폭 및 사이드 로브가 시뮬레이션 계산 값과 일치함을 확인하였다. 제안된 보정방법은 실외 환경에서 운용되는 능동위상배열 기반의 시스템에 용이하게 적용이 가능하다.

Ku 대역 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템 설계 및 실험 (Design and Experiment of Ku_band Linear Active Phased Array Antenna System)

  • 류성욱;엄순영;윤재훈;전순익;김남
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.694-705
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    • 2006
  • 본 논문은 Ku 위성 방송 대역에서 동작하는 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 실험에 관한 것으로, 안테나 시스템은 16개의 방사 능동 채널 및 16 채널 입력의 윌킨슨 전력 결합기 그리고 안정화 직류 전원 및 위상 제어 보드로 구성된다. 각 능동 채널 내에는 3-비트 디지털 위상 천이기가 존재하여 제어부로부터 위상을 제어 받아 전자적인 안테나 빔을 형성할 수 있다. 측정된 각 능동 채널간의 진폭 및 위상 편차는 각각 ${\pm}0.8dB$ 이하 및 ${\pm}15^{\circ}$ 이하였으며, 각 능동 채널의 잡음 지수는 동작 대역 내에서 1.2 dB 이하의 성능을 갖는다. 전체 안테나 시스템의 측정 성능은 동작 대역 내에서 23.07 dBi 이상의 안테나 이득과 - 11.17 dBc 이하의 사이드로브 레벨 그리고 정방향에서 -12.75 dBc 이하의 교차 편파 레벨을 보여 주었다. 또한, 능동 채널내 위상 제어를 통해 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$의 빔 스캔 방사 패턴이 측정되었으며, 이때, 각각 1.1 dB, 2.5 dB, 3.6 dB의 빔 스캔 손실 성능을 보여 주었다.

근접전계 시험을 이용한 항공기용 평면형 능동 위상 배열 안테나 송수신 빔 성능 검증에 관한 연구 (Study on the Tx/Rx Beam Performance of Planar Active Phased Array Antenna for Airborne as using the Near-field Measurement)

  • 김영완;이재민;이유리;김종필;박종국;박규철;김선주
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.61-68
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    • 2018
  • In this paper, we described about methods and results to verify the Tx/Rx beam characteristics of a planar active phased array antenna as using a near-field measurement. The near-field system can effectively measure multiple beams and predict the performance degradation due to the partial failure of individual elements. Also, it can accurately predict the EIRP relating to detection performance of the active phased array radar. We briefly described the near-field measurement method to verify the Tx/Rx beam characteristics, and then verified the effectiveness of measurement method by analyzing the measured results.

능동 위상배열 안테나를 위한 single-stage transmission type ijection-locked oscillator(STILO)의 설계 및 제작 (The single-stage transmission type injection-locked oscillator was designed and fabricated for the active integrated phased array antenna)

  • 이두한;김교헌;홍의석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.763-770
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    • 1996
  • In this paper, the Single-stage Transmission type Injectiong-Locked Oscillator(STILO) was designed and fabicated for the Active Integrated Phased Array Antenna(AIPAA) system. The STILO, which was designed and fabricated by injection-locked technique and hair-pin resonator, has the same 210MHz frequency tuning range of the Voltage Controlled Oscillator(VCO) used by varactor. The locking bandwidth of STILO with 11.5MHz bandwidth, is much better than that of the Injection-Locked Dielectric Resonator Oscillator(ILDRO), And the STILO has the improved noise characteristics in AM, FM, and PM. This STILO is useful for the AIPAA, the coupled VCO array, an the MMIC structure.

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실시간으로 적응빔형성 및 신호처리를 수행하는 평면능동위상배열 레이더 시스템 개발 (Development of the Planar Active Phased Array Radar System with Real-time Adaptive Beamforming and Signal Processing)

  • 김관성;이민준;정창식;염동진
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.812-819
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    • 2012
  • Interference and jamming are becoming increasing concern to a radar system nowdays. AESA(Active Electronically Steered Array) antennas and adaptive beamforming(ABF), in which antenna beam patterns can be modified to reject the interference, offer a potential solution to overcome the problems encountered. In this paper, we've developed a planar active phased array radar system, in which ABF, target detection and tracking algorithm operate in real-time. For the high output power and the low noise figure of the antenna, we've designed the S-band TRMs based on GaN HEMT. For real-time processing, we've used wavelenth division multiplexing technique on fiber optic communication which enables rapid data communication between the antenna and the signal processor. Also, we've implemented the HW and SW architecture of Real-time Signal Processor(RSP) for adaptive beamforming that uses SMI(Sample Matrix Inversion) technique based on MVDR(Minimum Variance Distortionless Response). The performance of this radar system has been verified by near-field and far-field tests.

재귀적 소자 교환 방식을 이용한 능동위상배열안테나 부배열 구조 최적화 알고리즘 (Subarray Structure Optimization Algorithm for Active Phased Array Antenna Using Recursive Element Exchanging Method)

  • 채희덕;주정명;유제우;박종국
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권8호
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    • pp.665-675
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    • 2016
  • 능동위상배열레이다 기술의 발전에 따라 최근에는 수십 개의 디지털 수신기를 사용하여 부배열 단위에서 수신된 신호를 디지털적인 방법으로 합성하는 능동위상배열안테나가 개발되고 있다. 디지털 빔 합성시 빔 특성은 부배열 단위의 가중치에 의해서도 영향을 받지만, 부배열 구조의 형상에 의해서도 크게 영향을 받는다. 그래서 본 논문에서는 재귀적인 소자 교환 방식을 사용하여 부배열 구조를 생성하는 방법과 운용하는 빔의 부엽을 최소화할 수 있도록 부배열 구조를 최적화하는 알고리즘을 제안하였다. 또한, 본 논문에서 제안한 알고리즘을 적용하여 디지털 빔 형성에 가장 많이 사용되는 모노펄스빔과 펜슬 다중빔에 대해 각각 또는 동시에 최대 부엽을 최소화하는 최적화된 부배열 구조 해를 찾아 그 결과를 제시하였다.