• 제목/요약/키워드: array antennas

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IR-UWB를 이용한 빔 스캐닝 배열 안테나 설계 및 연구 (A Study and Design of Beam Scanning Array Antenna using IR-UWB)

  • 김근용;강은균;김진우;나극환
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권3호
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    • pp.194-201
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    • 2014
  • 본 논문에서는 TRM(Transmitter-Receiver Module)을 사용하여 각 안테나에 펄스의 위상을 조정함으로써 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있다. 다중 경로 환경에서 성능저하를 향상시키는 임펄스 신호를 왜곡 없이 송 수신하는 빔 스캐닝 시스템(Beam Scanning System)을 설계 및 제작 하였다. 빔 스캐닝 시스템은 안테나 종단 부분에서 신호가 왜곡 없이 송 수신이 가능하여 하며 타 시스템에 영향을 미치지 않아야 한다. 또한 빔 조향을 통하여 표적에 대한 감지 능력도 있어야 한다. 설계한 빔 스캐닝 안테나의 분산특성은 충실도(Fidelity)를 사용하여 분석을 하고 조향과 레이더 해상도(Radar Resolution) 성능은 $1cm{\times}1cm$ 표적의 크기를 사용하여 그 성능을 확인한다. 빔 스캐닝 배열 안테나를 제작하기 위해 IR-UWB(Impulse Radio)용 비발디 안테나(Vivaldi Antenna), 삼중대역 윌킨슨 전력 분배기(Tri-Band Wilkinson power divider), TRM(Transmitter-Receiver Module), 송 수신 모듈(TRM)을 컨트롤 할 수 있는 컨트롤 보드 및 GUI 설계를 하였다. 본 연구를 통해 개발된 UWB 빔 스캐닝 시스템은 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있으며, 네트워크 분석기를 이용한 시간영역 분석기술은 안테나 설계 시 안테나의 특성을 정확히 분석을 할 수 있고 손쉽게 빔 폭을 확인 할 수가 있다. 설계한 빔 스캐닝 시스템은 레이더 응용 분야인 지표투과 레이더, 벽 투과 레이더, 의료영상 레이더, 탐색 및 구조 레이더, 비파괴 탐상 레이더 및 무선통신 시스템에 사용 적용이 가능하다.

위성 DMB 중계기용 Cavity-Backed슬롯 배열 안테나 (Cavity-Backed Slot Array Antenna for a Repeater System of a Satellite Digital Multimedia Broadcasting)

  • 정희철;이학용;정병운;강기조;박면주;이병제
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.366-372
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    • 2005
  • 본 논문에서는 $2,630\;\cal{MHz}\~2,655\;\cal{MHz\$의 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 지상 중계기 시스템에 적합한 낮은 부엽레벨과 높은 전후방 비를 갖는 슬롯배열 안테나를 제안하였다. 중계기용 안테나는 시스템의 특성상 고이득과 시스템간의 신호 간섭을 줄이기 위해 충분한 격리도가 확보되어야 하며, 이를 위해서는 안테나의 부엽레벨을 억제시키고, 전후방 비는 증대시켜야 한다. 제안된 안테나는 도파관 구조의 직접급전이 가능한 CBSA(Cavity-Backed Slot Array) 안테나이다. 일반적인 마이크로 스트립 급전라인을 이용한 구조와는 달리 유전체 손실이나 급전라인의 손실이 없는 공기를 매질로 하므로, 고출력에 적합하며, 고효율을 가진다. 또한 tapered 배열 방식과 최적화된 수직 반사판을 이용하여 부엽레벨 및 전후방 비를 개선하고 이득을 증대시켰다. 제작 및 측정을 통하여 부엽레벨은 수평 및 수직면에서 각각 $-33.24\;\cal{dB}$ 이하, $-35.78\;\cal{dB}$ 이하를 얻었고 전후방비는 $37.84\;\cal{dB}$ 이상, 이득은 전 대역에서 $17\;\cal{dBi}$ 이상을 얻었다.

이중 대역 GPS 배열 안테나 설계 (Design of a Dual-Band GPS Array Antenna)

  • 김희영;변강일;손석보;추호성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권7호
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    • pp.678-685
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    • 2013
  • 본 논문에서는 하이브리드 급전 구조를 가지는 이중 대역 GPS 패치 안테나를 설계하였다. 설계된 개별 안테나는 GPS 배열 안테나로 사용되며, 배열에서 개별 안테나의 방향을 조절하여 패턴 왜곡 및 간섭을 최소화하였다. 제안된 안테나는 GPS $L_1$(1.5754 GHz), $L_2$(1.2276 GHz) 대역에서 각각 공진하는 2개의 방사 패치를 가지고 있으며, 광대역 및 원형 편파 특성을 구현하기 위해 칩 커플러를 이용한 2-포트 급전 방법을 사용하였다. 설계된 개별 안테나를 각각의 장착 위치에서 네 방향(${\phi}=0^{\circ}$, ${\phi}=90^{\circ}$, ${\phi}=180^{\circ}$, ${\phi}=270^{\circ}$)으로 돌려가며 중앙 안테나와 가장 적은 패턴 왜곡과 간섭을 가지는 방향으로 안테나를 장착하였다. 배열 안테나 측정 결과, 중앙 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$$L_2$ 대역에서 0.3 dBic, -1.0 dBic, 측면 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$$L_2$ 대역에서 1.6 dBic, 1.0 dBic를 가지며, 이를 통해 제안된 배열 안테나가 이중 대역 GPS 배열 안테나로 사용 가능함을 확인하였다.

능동위상배열 안테나의 저피탐 특성 구현 및 검증 (Implementation and Verification for the Low RCS Characteristics of Active Phased Array Antenna)

  • 주정명;권시원;채희덕;박종국;최영조;이형기;한정윤;전정환
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.87-94
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    • 2023
  • 최신의 무기체계 및 전자장비들은 아군의 생존성 향상을 위해 스텔스 기술에 대한 요구가 증가하고 있기 때문에, 레이다 반사 면적을 줄이는 저피탐 기술 구현이 필요하다. 이러한 스텔스 기술을 위해 형상 설계나 전파 흡수체를 적용한 저피탐 특성 구현 방법이 널리 사용되는데, 능동위상배열 안테나는 형상 설계에 구조적인 한계가 있고 전파 흡수체 적용 시 안테나의 전기적 성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 X-대역에서 동작하는 능동위상배열 안테나의 저피탐 특성 구현을 위해 전파 흡수체를 적용하기에 적합한 개별 복사소자를 선정하고, 13x13 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 다음으로 제작된 안테나의 흡수체 유무 및 종류에 따른 상대 RCS와 전기적 성능 측정 결과 비교를 통해 저피탐 특성은 확보하면서 전기적 성능은 동등 이상의 수준으로 유지됨을 보임으로써, 본 논문에서 제안한 저피탐 특성 구현 방법이 유효함을 보이고 전파 흡수체 적용 시 안테나 성능이 저하되는 한계를 극복할 수 있음을 확인하였다.

평면형 패치 안테나의 최적설계를 위한 PSO와 APSO 알고리즘 비교 연구 (A Comparative Study on the PSO and APSO Algorithms for the Optimal Design of Planar Patch Antennas)

  • 김군태;김형석
    • 전기학회논문지
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    • 제62권11호
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    • pp.1578-1583
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    • 2013
  • In this paper, stochastic optimization algorithms of PSO (Particle Swarm Optimization) and APSO (Adaptive Particle Swam Optimization) are studied and compared. It is revealed that the APSO provides faster convergence and better search efficiency than the conventional PSO when they are adopted to find the global minimum of a two-dimensional function. The advantages of the APSO comes from the ability to control the inertia weight, and acceleration coefficients. To verify that the APSO is working better than the standard PSO, the design of a 10GHz microstrip patch as one of the elements of a high frequency array antenna is taken as a test-case and shows the optimized result with 5 iterations in the APSO and 28 iterations in th PSO.

Dice-Five Polarization-Agile Corner-Fed Patch Array Antenna

  • Vallecchi, Andrea
    • ETRI Journal
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    • 제27권3호
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    • pp.250-256
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    • 2005
  • A novel planar polarization-agile microstrip subarray is proposed and its performance assessed by a thorough numerical investigation. The subarray consists of five square patches with a central element, directly coupled to a pair of microstrip feed lines by a cross-shaped aperture, which spreads the power outwards to the other patches through a network of suitable connections. By properly exciting the antenna at its input ports, any kind of polarization of the radiated field can be accomplished with fairly low cross-polarization levels. Moreover, since only two feed lines are required to drive the whole subarray, polarization agility is simply and attractively achieved by a single phase-shift circuit. The design concept is described and the results of the analyses and simulations performed by two completely independent full-wave approaches are presented and discussed.

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상호 결합 적응 어레이 안테나를 사용한 WiBro system 의 성능 분석 (Analysis the performance of Wibro system using joint adaptive array antenna)

  • 박현화;김정호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.89-92
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    • 2005
  • For the past years, wireless communications environment have developed with explosive demand of internet service and increase of subscriber. Anytime anywhere, we can access internet service and recently, we can access internet with portable terminal using wireless communications. So several schemes have been proposed for the efficient service. In this paper, we may improve performance of wibro system using adaptive antennas scheme at the base station (BS) and mobile station(MS),operating jointly. In wibro system, the joint use of transmit beamforming at BS and receive beamforming at MS is improved the SINR and increased the capacity compared to conventional system[1],[2].

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장거리 무선전력전송 기술동향 (Technical Trend of Long-range Wireless Power Transfer)

  • 정영배
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.216-222
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    • 2018
  • 장거리 무선전력전송 기술은 단순한 핸드폰 및 소형가전을 넘어서, 4차 산업혁명의 핵심기술로 자리 잡은 드론, 로봇, 전기자동차, IoT 센서 네트워크 등에 폭넓게 적용될 수 있다. 본 논문에서는 이미 기술적으로 보편화된 기존의 근거리 무선전력전송 기술을 벗어나, 급속한 기술발전으로 통하여 상용화 단계에 이른 장거리 무선전력전송 기술의 발전방향을 살펴보고자 한다. 이를 통하여, 핵심기술을 파악과 기술적인 극복과제를 도출함으로써 국내의 연구수준과 나아갈 바를 점검하고자 한다.

어레이 안테나를 이용한 적응 혼합형 다중 간섭 제거기 (An Adaptive Hybrid Multi-User Detection Using Amplitude Estimation with Array Antennas)

  • 이규만;한동석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.83-86
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    • 2000
  • DS/CDMA 이동통신 환경에서 채널의 용량을 제한하는 가장 큰 요인은 다중 사용자 간섭 신호의 영향이다. 본 논문에서는 어레이 안테나와 적응 혼합 다중 사용자 검파기 구조 (MUD: Multi-User Detection)를 이용하여 이러한 문제를 제거한다. 어레이 안테나의 각각의 빔 형성기는 MUD에서 궤환되는 기준 신호를 이용하여 원하는 사용자의 방향으로 빔을 형성하고 간섭 신호 방향으로는 널을 형성하여 제거하게 된다. 수신 신호의 전력이 제어되지 못하여 원근 문제(near-far problem)가 발생할 경우, 제안한 MUD는 적응적으로 지배적인 상관 값에 대해서는 직렬형, 비슷한 크기의 신호들은 병렬형 간섭 제거기를 통하여 제거함으로써 기존의 고정형 간섭 제거기보다 우수한 성능을 나타내었다.

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Multiple Eavesdropper-Based Physical Layer Security in SIMO System With Antenna Correlation

  • Sun, Gangcan;Liu, Mengge;Han, Zhuo;Zhao, Chuanyong
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권1호
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    • pp.422-436
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    • 2020
  • In this paper, we investigate the impact of antenna correlation on secure transmission in a multi-eavesdropper single-input multiple-output (SIMO) system, where the receiver and eavesdroppers are equipped with correlated antennas. Based on the practical passive eavesdropping system, the new closed-form expressions of secrecy outage probability (SOP) and non-zero secrecy capacity probability are derived to explore the effect of antenna correlation on the system with multiple eavesdroppers. To further analyze the secrecy performance of the investigated system, we theoretically derive the expression of asymptotic SOP to clearly show the diversity order and array gain. Finally, Monte Carlo simulations verify the effectiveness of our theoretical results.