• 제목/요약/키워드: array antenna system

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위상배열안테나를 이용한 단일 채널 모노펄스 추적 시스템의 최적화에 관한 연구 (A Study on Optimization of Single-Channel Monopulse Tracking System using Phased Array Antenna)

  • 정진우
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.705-712
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    • 2018
  • 위상배열안테나는 빔 조향 각도에 따라 방사 특성이 변화한다. 모노펄스 추적 시스템은 합 및 차신호의 방사특성을 기반으로 추정 각을 산출하는 시스템이다. 따라서 위상배열안테나를 이용한 모노펄스 추적 시스템의 경우, 빔 조향 각도에 따라 모노펄스 비율 곡선이 변화하기 때문에 추적정확도가 낮아지는 문제가 발생한다. 단일 채널 모노펄스 시스템의 경우, 시스템 구성 변수의 변화를 통해 모노펄스 비율 곡선이 제어된다. 본 논문에서는 빔 조향 각도에 모노펄스 시스템 구성 변수를 적응형으로 제어하는데 참조할 수 있는 간소화된 수식을 제시하였다. 제시된 수식은 빔 조향 각도뿐만 아니라 방사 특성에 영향을 주는 위상배열안테나 설계 변수에 대응하여 균일한 모노펄스 비율 곡선을 유도할 수 있다.

이동 목표물 추정 정확도를 향상시키기 위한 고 분해능 최적 빔 지향 패턴에 관한 연구 (A Study on Super Resolution Optimum Beam Steering Pattern for Improvement Moving Target Estimation Accuracy)

  • 조성국;전병국;양길모
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.71-78
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    • 2014
  • Method a target estimation in spatial are mobile wireless communication using network cell and GPS. It have much error that mobile wireless communication depend on cell size. GPS method can't find a target in shadow and inner area. In this paper, we estimate a target as direction of arrival method using adaptive array antenna system. Adaptive array antenna system can obtain desired signal to remove other signal This paper studied digital beamforming method in order to estimation a target. Proposed method is modified optimum weight and antenna error correction to estimation an optimal receive signal. Digital beamforming method decided a signal phase and amplitude from received signal on array antenna element. But if it is not to do error correction of received signal, system performance have decreased. Firstly, we proposed modified optimum weight in order to finding desired target. Secondly, we are error correction of antenna incident signals by optimal weight before digital beamforming method. Thirdly, throughly simulation, we showed that system performance of proposed method compare proposal method with general method. It have improved resolution of estimation target to good performance more proposed method than general method.

Ka대역 능동위상배열 광대역 안테나 성능 검증 (Performance Verification of Active Phased Array Broadband Antenna in Ka-Band)

  • 김영완;백종균;채희덕;주지한
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.23-30
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    • 2024
  • 본 논문에서는 광대역 특성을 가지는 능동위상배열 안테나의 설계, 검증 및 분석에 대하여 기술하였다. 능동위상 배열 안테나를 항공기 혹은 미사일에 적용하려면 배열 안테나의 소형화 및 광각 빔조향 특성을 확보하는 것은 피할 수 없는 안테나 설계 고려 사항이 될 수 있다. 특히 전자적으로 광각 빔조향 시 능동반사계수 특성은 시스템의 생존 및 성능 측면에서 최소화되어야 하는 설계 파라미터이다. 광대역 특성 및 광각 빔조향에 적합한 복사 소자로 본 논문에서는 Step Flared Notch(SFN)를 적용한 배열 구조를 설계하고 구좌표계 θ 각도 기준 최대 40° 빔조향에 따른 능동반사계수를 최소화하였다. 복사소자의 대역폭은 Ka대역에서 능동반사 기준으로 3GHz를 확인하였다. 또한 실제 제작된 8by8 배열 안테나는 근접전계 시험을 통해 복사소자의 단일 패턴을 측정하고, 수학적으로 합성하여 탐색기 시스템에 사용하는 송/수신빔을 예측하여 성능을 분석하였다.

A 28-GHz Wideband 2×2 U-Slot Patch Array Antenna

  • Yoon, Nanae;Seo, Chulhun
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제17권3호
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    • pp.133-137
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    • 2017
  • In this study, a 28-GHz U-slot array antenna for a wideband communication system is proposed. The U-slot patch antenna structure consists of a patch, two U-shaped slot, and a ground plane. With the additional U-slot, the proposed antenna has around 10% of bandwidth at -10 dB. To increase gain, the U-slot antenna is arrayed to $2{\times}2$. The proposed antenna is designed and fabricated. The $2{\times}2$ array antenna volume is $41.3mm{\times}46mm{\times}0.508mm$. The proposed antenna was measured and compared with the simulation results to prove the reliability of the design. The bandwidth and gain of the measurement results are 3.35 GHz and 13 dBi, respectively and the operating frequency is around 28 GHz.

평면형 능동위상 배열안테나 빔 패턴 보상에 관한 연구 (Study on the Beam Pattern Compensation with Planar Active Phased Array Antenna)

  • 전상미;나형기;안창수;김선주
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.217-222
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    • 2014
  • 본 논문에서는 평면형 능동 위상 배열 안테나에서 일부 모듈의 고장이 발생할 경우, 발생되는 빔 패턴 왜곡을 여러가지 경우로 비교하여 검토하고, 기존에 연구된 빔 패턴 보상 방법을 실제 안테나에 적용하여 빔 패턴 왜곡 개선 가능성을 분석하였다. 빔 패턴의 왜곡은 주로 부엽 수준의 증가로 나타나게 되는데, 부엽 수준이 기준치를 넘어서게 되면 고장모듈을 제외한 나머지 모듈의 크기/위상값을 재조정하여 부엽을 낮출 수가 있으며, 본 논문에서는 이 방법을 실제 제작된 안테나에 적용하기 위한 방안 및 근접 전계 챔버에서 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하여 나타내었다. 고장모듈이 발생하는 경우는 무작위로 여러 곳에서 발생하는 경우와 여러 개의 배열을 포함하는 단위 모듈이 고장 날 경우로 나누어서, 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 비교 분석하였다. 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 유사한 경향을 나타내며, 고장 모듈이 발생할 경우 남아있는 정상 모듈의 크기/위상 조정을 통해서 부엽을 낮추기 위한 빔 패턴 보상이 가능함을 확인할 수 있다.

어레이 안테나 시스템에서의 와이브로/와이맥스 시스템을 위한 레인징 알고리즘 (A Novel Ranging Algorithm for WiBro/WiMAX in Array Antenna System)

  • 김재환;최승원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권2A호
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    • pp.164-169
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    • 2009
  • 본 논문에서는 와이브로 시스템을 위한 빠르고 정확한 레인징 알고리즘에 대해 소개한다. 제안된 알고리즘은 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence)의 상관 특성과 DFT의 circular shift 특성을 이용하여 수신된 레인징 코드를 결정하고 전파 지연을 추정한다. 제안된 레인징 알고리즘을 어레이 안테나 시스템에 적용하여, 단일 안테나 시스템과 비교해 어떻게 레인징 성능을 향상시킬 수 있는지를 알아본다.

전후방비가 개선된 Cavity-Backed 마이크로스트립 다이폴 배열 안테나 설계 (Design of Cavity-Backed Microstrip Dipole Array Antennas with Enhanced Front-to-Back Ratio)

  • 유동균;전정익;이형기;최학근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.37-44
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    • 2009
  • 본 논문에서는 TRS(Trunked Radio System: $806{\sim}866\;MHz$) 대역의 전후방비 특성이 우수한 이동통신 기지국용 배열 안테나를 제안하였다. 제안된 배열 안테나는 양호한 전후방비 특성을 갖도록 후면에 캐비티를 둔 마이크로스트립 다이폴 안테나를 복사 소자로 하고, 이를 $5{\times}3$ 배열한 안테나이다. 제안된 안테나의 타당성을 보이기 위하여 $5{\times}3$ 배열 안테나를 설계 제작하고 복사 특성을 측정하였다. 복사 특성 측정 결과, 제안된 배열 안테나는 사용 주파수 범위에서 이득 13.3 dBi 이상, 전후방비 40 dB 이상을 갖는 것으로 나타났다. 이로서 본 논문에서 제안된 배열 안테나는 후방 로브 특성이 우수한 기지국 안테나로 널리 이용될 수 있음이 확인되었다.

Efficient Performance Enhancement Scheme for Adaptive Antenna Arrays in a Rayleigh Fading and Multicell Environments

  • Kim Kyung-Seok;Ahn Bierng-Chearl;Choi Ik-Gueu
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제5권2호
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    • pp.49-60
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    • 2005
  • In this paper, an efficient performance enhancement scheme for an adaptive antenna array under the flat and the frequency-selective Rayleigh fadings is proposed. The proposed signal enhancement scheme is the modified linear signal estimator which combines the rank N approximation by reducing noise eigenvalues(RANE) and Toeplitz matrix approximation(TMA) methods into the linear signal estimator. The proposed performance enhancement scheme is performed by not only reducing the noise component from the signal-plus-noise subspace using RANE but also having the theoretical property of noise-free signal using TMA. Consequently, the key idea of the proposed performance enhancement scheme is to greatly enhance the performance of an adaptive antenna array by removing all undesired noise effects from the post-correlation received signal. The proposed performance enhancement scheme applies at the Wiener maximal ratio combining(MRC) method which has been widely used as the conventional adaptive antenna array. It is shown through several simulation results that the performance of an adaptive antenna array using the proposed signal enhancement scheme is much superior to that of a system using the conventional method under several environments, i.e., a flat Rayleigh fading, a fast frequency-selective Rayleigh fading, a perfect/imperfect power control, a single cell, and a multicell.

ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 QPSK 변조 빔 공간 MIMO 시스템 (Chaos QPSK Modulated Beamspace MIMO System Using ESPAR Antenna)

  • 이준현;복준영;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권2호
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    • pp.77-85
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    • 2014
  • 최근 대용량, 초고속 통신 서비스의 비중이 높아짐에 따라 배열 안테나를 사용하는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템의 활용이 중요하게 평가되고 있다. 하지만 기존의 MIMO 시스템은 다수의 안테나를 사용하기 때문에 안테나의 개수만큼 RF(Radio Frequency) 체인이 요구되며, 이로 인해 복잡도와 전력 소모가 크다는 단점을 가진다. 이러한 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결하기 위해서 단일 능동 소자와 다수의 기생 소자를 이용하는 방식의 ESPAR(Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템은 단일 RF 체인으로 구성되어 있기 때문에 기존 MIMO 시스템의 단점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 시스템의 보안성을 향상시키기 위해 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 빔 공간 MIMO 시스템에 비예측성, 비주기성, 구현의 용이성, 민감한 초기조건 등의 특징을 가지고 있는 카오스 통신 알고리즘을 적용하여 QPSK 변조 방식의 ESPAR 안테나를 사용하는 카오스 빔 공간 MIMO 시스템을 구성하고 성능을 평가한다.

상용 90도 하이브리드 커플러를 이용한 5.8GHz 대역 4×4 버틀러매트릭스 설계 (Design of 5.8GHz Band 4×4 Butler Matrix using Commercial 90° Hybrid Coupler)

  • 박병훈
    • 전기학회논문지P
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    • 제63권3호
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    • pp.200-205
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    • 2014
  • In this paper, 5.8GHz band $4{\times}4$ Butler matrix is designed using easily accessible commercial $90^{\circ}$ hybrid coupler and semirigid coaxial cable as a transmission line. This Butler matrix is very flexible to changes of antenna system specification like a frequency band because $90^{\circ}$ hybrid coupler changing is all to do. The result of design is the distance of $2{\times}2$ array antenna element is $\sqrt{2}{\lambda}/4$, the 4 beam directions are diagonal of array antenna and phase shifter is not necessary. The beam width is roughly $25^{\circ}$ narrower because of array antenna geometry and the side lobe is about 10dB higher partially than theoretical beam pattern. But the overall beam pattern is similar with theoretical beam. This Butler matrix can be applied to switching beam antenna of 5.8GHz band Wi-Fi and WAVE system.