• 제목/요약/키워드: array antennas

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Development of Four-Way Analog Beamforming Front-End Module for Hybrid Beamforming System

  • Cho, Young Seek
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제18권4호
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    • pp.254-259
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    • 2020
  • Phased-array antennas comprise a demanding antenna design methodology for commercial wireless communication systems or military radar systems. In addition to these two important applications, the phased-array antennas can be used in beamforming for wireless charging. In this study, a four-way analog beamforming front-end module (FEM) for a hybrid beamforming system is developed for 2.4 GHz operation. In a hybrid beamforming scheme, an analog beamforming FEM in which the phase and amplitude of RF signal can be adjusted between the RF chain and phased-array antenna is required. With the beamforming and beam steering capability of the phased-array antennas, wireless RF power can be transmitted with high directivity to a designated receiver for wireless charging. The four-way analog beamforming FEM has a 32 dB gain dynamic range and a phase shifting range greater than 360°. The maximum output RF power of the four-way analog beamforming FEM is 40 dBm (=10 W) when combined the four individual RF paths are combined.

단일 급전부를 갖는 레이다 디텍터용 X, K 밴드 배열 안테나 (X, K-Band Patch Array Antenna Having One Port Feeding for Radar Detector)

  • 주현모;박병철;계영철;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.559-569
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    • 2012
  • 본 논문에서는 단일 급전부를 갖는 레이다 디턱테용 X 밴드(10.525 GHz) $1{\times}2$ 배열 안테나와 K 밴드(24.15 GHz) $3{\times}6$ 배열 안테나를 제안한다. 제안된 배열 안테나의 왼편에는 X 밴드 배열 안테나가 있고 오른편에는 K 밴드 배열 안테나가 있다. 두 개의 배열 안테나는 하나의 전송 선로를 통해 급전이 되고, stub가 각 배열 안테나의 앞부분에 있다. 서로 다른 동작 주파수를 갖는 배열 안테나를 일반적인 T-junction을 이용하여 하나의 전송선로로 급전할 경우, 서로 영향을 주어 배열 안테나의 특성이 크게 바뀌게 된다. 이러한 영향을 차단하기 위해 open, short 특성을 이용하여 stub를 설계하였다. 먼저 각 배열 안테나에 stub가 연결되어도 안테나 특성이 바뀌지 않는 것을 확인하였고, 최종적으로 두 개의 배열 안테나를 연결하여 하나의 전송 선로로 급전을 하여도 성능이 바뀌지 않는 것을 확인하였다. 측정한 이득은 X 밴드에서 6.47 dBi, K 밴드에서 13.07 dBi로 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다.

Inductor Loaded 패치안테나를 이용한 2 소자 배열 안테나의 상호결합 특성 (Mutual Coupling Characteristics of a 2-element Array Antenna using Inductor Loaded Patch Antennas)

  • 김군수;김태영;윤영민;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권4호
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    • pp.92-99
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    • 2011
  • Inductor loaded 패치안테나를 이용한 2 소자 배열 안테나의 기판 크기에 따른 상호결합 특성에 대하여 연구하였다. Inductor loaded 패치안테나를 각각 E-평면과 H-평면상에 배열하여 상호결합 특성을 비교하였다. Inductor loaded 패치안테나를 이용한 배열 안테나는 배열 방향에 상관없이 두 안테나 소자 간의 상호결합 크기가 매우 작았고 상호결합이 작게 발생하는 패치안테나의 중심과 E-평면방향의 기판 가장자리까지의 거리가 유사한 값을 가짐을 알 수 있었다.

마이크로스트립 배열 안테나의 급전 방식에 관한 연구 (A Study on the Feed Network for Microstrip Array Antenna)

  • 안계선;안우영
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1739-1747
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    • 1994
  • 본 연구에서는 비균일 배열 안테나의 방사패턴 합성을 위하여 폭이 다른 마이크로스트립 패치 안테나를 급전소자 하는 급전 방식에 대하여 연구하였다. 마이크로스트립 패치 안테나는 전송선로 모델 해석 방법을 적용하여 해석하였으며, 급전소자 간의 급전 선로 길이가 h_g의 정수 배가되면 안테나 각 급전소자의 상대적 전류 비와 입력 어드미턴스의 비가 같음을 유도하였다. 급전소자의 수가 각각 6개와 9개로 제작된 비균일 구형 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 실험한 결과 방사패턴에 대한 이론치와 실험치가 잘 일치함을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구 결과는 비균일 배열 안테나를 구현하기 위한 급전 방식으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

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기판 두께에 따른 핀 배열을 가지는 패치 안테나의 방사 특성 (Radiation Characteristics of Patch Antennas with an Array of Pins for Various Substrate Thicknesses)

  • 조명기;김태영;김부균
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권10호
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    • pp.63-71
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    • 2009
  • 여러 가지 기판 두께에서 동작 주파수를 일정하게 유지하면서 좋은 방사 특성을 가지는 핀 배열을 가지는 패치 안테나에 대해 연구하였다. 수평방향으로의 방사를 최대로 억제시키는 핀 배열 패치 안테나의 패치 길이가 기판 두께가 증가함에 따라 작아짐을 볼 수 있었다. 핀 배열 패치 안테나는 기본 패치 안테나보다 수평방향으로의 방사가 크게 억제되고 전방방사 이득이 증가하며 후방방사는 감소함을 볼 수 있다. 또한 핀 배열 패치 안테나의 E-plane 방사 패턴의 Half-power beamwidth가 기본 패치 안테나보다 작아져 안테나의 지향성이 향상됨을 볼 수 있다.

직접 위성방송 수신용 원편파 HTS 배열 안테나 (HTS antenna array with circularly polarization for DBS receiver)

  • 정동철;윤희중
    • 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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    • 한국초전도저온공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.294-297
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    • 2003
  • In this paper we designed and measured HTS antenna array for Direct Broadcast Satellite (DBS) system. HTS antennas fabricated in this work were a four-element, 11.67 ㎓z, high-Tc superconducting (HTS) microstrip antenna array with corporate feed network and circular polarization for direct broadcas- ting satellite (DBS) system. Our antennas was designed and built on a 0.5 mm thick YBa2Cu3O7-x (YBCO) /MgO substrate. The measurement results showed good axial ratio, wide bandwidth a remarkable improvement over their metal counterpart.

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원형 배열안테나의 위상간섭에 의한 방향탐지 성능저하 개선 연구 (A study on improving the low capability of direction finding by interfered phase difference at circular array antennas)

  • 정재우;김영길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권9호
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    • pp.2157-2163
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    • 2010
  • 본 논문은 신호의 도래 방향 측정에 관한 연구로써, 어레이 안테나에 입시되는 신호의 위상차를 활용하여 방향을 추정하는 알고리즘인 CVDF(Correlative Vector Direction Finding)를 적용하여 방향탐지 정확도를 높이기 위해서는 기본적으로 안테나로부터 얻어지는 위상차 패턴이 이상적인 정현파 패턴을 가져야 한다. 그러나 실 환경에서 원형으로 안테나를 배치후 측정되는 위상차 패턴은 특정 주파수 대역, 특정 방위에서 왜곡되어 나타날 수 있다. 그 이유는 안테나를 원형 배열 구조로 배치함으로써 안테나 각 소자간의 간섭 및 중앙 센터폴(원형배열의 중앙에 위치하는 안테나 지지대)의 영향으로 인한 위상 패턴의 왜곡이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 기존 CVDF 알고리즘을 적용했을 때의 위상 왜곡 현상에 의해 저하되는 방향탐지 능력을 개선시키기 위한 방법으로, 위상을 측정하기 위한 안테나 조합의 실시간 변경 방법 및 안테나 빔패턴을 활용하는 방법 등을 제안하였고, 실험 및 결과분석을 통해 방향탐지 성능이 개선됨을 확인하였다.

선형 배열 안테나의 방사패턴 계산을 위한 Mirror Active Element Pattern 방법 (The Mirror Active Element Pattern Method for The Radiation Pattern Computation of Linear Array Antennas)

  • 김재현;윤영민;김부균
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권8호
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    • pp.94-102
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    • 2013
  • 선형 배열 안테나의 구조가 배열 안테나의 중심을 기준으로 대칭 구조인 점을 이용하여 효율적으로 배열 안테나의 빔 주사각에 따른 방사패턴을 계산할 수 있는 mirror AEP (active element pattern) 방법을 제안한다. Mirror AEP 방법은 AEP 방법과 비교하여 배열 안테나의 방사패턴을 계산하기 위하여 필요한 full-wave 전산모의를 이용하여 구하는 소자의 AEP 수를 약반으로 줄일 수 있기 때문에 계산 시간을 약 반으로 줄일 수 있다. 배열 안테나를 구성하는 단위 안테나 소자의 방사패턴이 대칭인 경우에는 mirror AEP 방법으로 계산한 방사패턴과 full-wave 전산모의를 이용하여 구한 방사패턴과의 차이가 넓은 빔 주사각 범위에서 매우 작았다.

실내 환경에서 지향성 안테나에 따른 다이버시티 기법 연구 (A Study on the Diversity Scheme with Directional Antennas for Indoor Environments)

  • 이영수;홍순학;윤영중;장재석;유흥렬
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.607-617
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    • 1999
  • 본 논문에서는 실내환경에서 안테나의 빔 폭에 따른 편파 다이버시티 특성을 분석하고, 실내환경에 적합한 편파 다이버시티용 안테나를 제안하기 위하여 소형, 경량, 박형의 지향성 패턴을 갖는 이중편파 마이크로스트 립 배열 안테나를 이용하여 편파 다이버시티 특성을 살펴보았다. 제작된 안테나는 빔 폭이 각각 $70^{\circ}$$20^{\circ}$$1\times4$ 배열과 $4\times4$ 배열의 안테나이며, 중심주파수는 IMT-2000 주파수대역인 1890 MHz이다. 안테나의 빔 폭 에 따른 특성을 분석하기 위하여, 도파관 구조의 다양한 폭을 지닌 복도에서 측정을 하였으며. 이를 다이폴 안테나를 사용한 공간 다이버시티 기법의 결과와 비교하였다. 측정 및 분석 결과 제작된 지향성을 갖는 이중 편파 마이크로스트립 배열 안테나를 사용한 편파 다이버시티 기법이 공간 다이버시티 기볍보다 환경에 따라 약 1-7 dB이상의 더 높은 다이버시티 이득을 나타냈다. 따라서 실내환경구조에 따른 적합한 지향성 빔 패턴 을 갖는 안테나 및 다이버시티 시스댐 설계에 효과적으로 사용되어질 수 있을 것으로 판단된다.

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