• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1061-1070
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• 2009

본 논문에서는 전기적으로 크기가 큰 능동 위상 배열 안테나에서 발생하는 빔-편이(beam-squint)현상을 해결할 수 있는 시간 지연기를 설계 및 제작하고, 측정 결과를 고찰한다. 시간 지연기는 4-bit 스위치로 제어되는 마이크로스트립 라인으로 설계되었으며, 시간 지연 구조의 손실을 보상해 주기 위해 송수신 경로에 MMIC 증폭기 모듈을 추가하였다. 시간 지연기의 측정을 통해 지연 상태별 이득 및 위상, P1dB, 수신 잡음 지수 등의 전기적 성능 규격을 만족함을 확인하였다. 또한, 제작된 시간 지연기의 성능 검증을 위해 측정 결과를 광대역 능동위상 배열 안테나에 적용하여 빔 패턴 보정 효과를 확인하였다. X 밴드 대역에서 800 MHz 대역차를 갖는 675.8 mm 크기의 안테나에 대해 빔 편이 현상을 보정해 본 결과 ${\pm}0.1^{\circ}$이던 주파수에 따른 조향각 오차가 ${\pm}0.1^{\circ}$ 이내로 줄어드는 효과를 확인하였으며, 향후 광대역 능동 위상 배열 안테나 시스템에 적용 가능성을 확인하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.47-56
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• 2003

We describe a new method for removing non-linear phased array antenna aberration called "squint" problem. To develop a compensation scheme. theoretical antenna and artificial neural networks were used. The purpose of using the artificial neural networks is to develop an antenna system model that represents the steering function of an actual array. The artificial neural networks are also used to implement an inverse model which when concatenated with the antenna or antenna model will correct the "squint" problem. Combining the actual steering function and the inverse model contained in the artificial neural network, alters the steering command to the antenna so that the antenna will point to the desired position instead of squinting. The use of an artificial neural network provides a method of producing a non-linear system that can correct antenna performance. This paper demonstrates the feasibility of generating an inverse steering algorithm with artificial neural networks.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권3호
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• pp.193-197
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• 2013

This paper presents a 5-bit true time delay circuit using a standard 0.18 ${\mu}m$ CMOS process for the broadband phased array antenna without the beam squint. The maximum time delay of ~106 ps with the delay step of ~3.3 ps is achieved at 5-20 GHz. The RMS group delay and amplitude errors are < 1 ps and <2 dB, respectively. The measured insertion loss is <27 dB and the input and output return losses are <12 dB at 5-15 GHz. The current consumption is nearly zero with 1.8 V supply. The chip size is $1.04{\times}0.85\;mm^2$ including pads.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권3호
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• pp.413-420
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• 2017

We investigate the performance of a true time delay(TTD) phase shifter to reduce the beam squint caused by frequency changes of a phased array antenna in wideband communication systems. To design a high gain phased array antenna, we need a long TTD, which causes high RF loss, low resolution and large dimension of TTD phase shifters. To overcome the problems, we propose a schematic of dual TTD phase shifters, which consists of short time delay(STD) in radio frequency(RF) part and long time delay(LTD) in intermediate frequency(IF) part. Our analysis results show that the proposed scheme reduces the required bits and delay time in RF band of the TTD compared to the conventional single TTD scheme.

• ETRI Journal
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• 제40권6호
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• pp.693-698
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• 2018

This paper presents a true-time delay (TTD) using a commercial $0.13-{\mu}m$ CMOS process for wideband phased-array antennas without the beam squint. The proposed TTD consists of four wideband distributed gain amplifiers (WDGAs), a 7-bit TTD circuit, and a 6-bit digital step attenuator (DSA) circuit. The T-type attenuator with a low-pass filter and the WDGAs are implemented for a low insertion loss error between the reference and time-delay states, and has a flat gain performance. The overall gain and return losses are >7 dB and >10 dB, respectively, at 2 GHz-18 GHz. The maximum time delay of 198 ps with a 1.56-ps step and the maximum attenuation of 31.5 dB with a 0.5-dB step are achieved at 2 GHz-18 GHz. The RMS time-delay and amplitude errors are <3 ps and <1 dB, respectively, at 2 GHz-18 GHz. An output P1 dB of <-0.5 dBm is achieved at 2 GHz-18 GHz. The chip size is $3.3{\times}1.6mm^2$, including pads, and the DC power consumption is 370 mW for a 3.3-V supply voltage.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권4호
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• pp.96-103
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• 2022

This paper presents the analysis of increasing the resolution of True-Time-Delay (TTD) by 0.5-bit for phased-array antenna system which is one of the Multiple-Input and Multiple Output (MIMO) technologies. For the analysis, a 5.5-bit True-Time Delay (TTD) integrated circuit is designed and analyzed in terms of beam steering performance. In order to increase the number of effective bits, the designed 5.5-bit TTD uses Single Pole Triple Throw (SP3T) and Double Pole Triple Throw (DP3T) switches, and this method can minimize the circuit area by inserting the minimum time delay of 0.5-bit. Furthermore, the circuit mostly maintains the performance of the circuit with the fully added bits. The idea of adding 0.5-bit is verified by analyzing the relation between the number of bits and array elements. The 5.5-bit TTD is designed using 0.18 ㎛ RF CMOS process and the estimated size of the designed circuit excluding the pad is 0.57×1.53 mm². In contrast to the conventional phase shifter which has distortion of scanning angle known as beam squint phenomenon, the proposed TTD circuit has constant time delays for all states across a wide frequency range of 4 - 20 GHz with minimized power consumption. The minimum time delay is designed to have 1.1 ps and 2.2 ps for the 0.5-bit option and the normal 1-bit option, respectively. A simulation for beam patterns where the 10 phased-array antenna is assumed at 10 GHz confirms that the 0.5-bit concept suppresses the pointing error and the relative power error by up to 1.5 degrees and 80 mW, respectively, compared to the conventional 5-bit TTD circuit.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.455-458
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• 2002

Design methods are presented for an X-band traveling-wave slot array realized on a rectangular waveguide. An array of 21 longitudinal slots is realized on the broad wall of a rectangular waveguide. The squint of the antenna main beam is adjusted using the element spacing and the waveguide broad wall dimension. The excitation of the array is controlled by the slot offset from the waveguide center line Multiple I-plane steps are placed around last slot elements so that the second-order beam due to tile reflected wave Is minimized A waveguide-to-coaxial adapter Is designed for feeding the array antenna from a coaxial system. Results of the design show an outstanding performance of the antenna 17.1 dB gain. 36"beam 1111, and -21 dB maximum sidelobe level.evel.

• 한국광학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-100
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• 2019

본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절 소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.35-41
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• 1997

빔폭 $10^{\circ}$, 경사각 $80^{\circ}$ 및 SLL -15 dB 이하인 직렬 급전형 마이크로스트립 배열 안테나를 설계한다. 직렬 급전형 배열은 모든 소자들을 고임피딘스인 전송선로로 상호 연결하고, 첫 번째 소자에서 급전하며, 정합부하로 종단된 진행파 안테나이다. 안테나의 방사패턴과 임피던스 정합은 인쇄된 안테나 및 배열을 설계하는데 널리 사용 되는 소프트웨어 패키지인 앙상블 4.0에 의해서 해석한다. 빔의 경사각은 소자간의 간격에 의해서 구현된다. 직렬 급전형 배열 안테나는 병렬급전구조에 비하여 급전회로망이 간단하고 급전회로망에서의 방사손실이 작은 이점이 있다. 안테나는 두께 62 mil인 RT/Duroid 기판상에 제작한다. 실험결과 이론치와 실험치가 일치함을 확인하였다.

• 공학논문집
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• 제3권1호
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• pp.147-158
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• 1998

이 논문은 포물면 반사판 안테나의 원거리에서 복사특성을 해석하는 것이다. 전원(source)에서 포물면에 복사된 파의 복사특성을 해석하기 위해서 유일정리와 등가이론을 이용하여 포물면에 반사된 전파의 등가전류밀도 및 등가자류밀도를 구하고 이것을 이용해 벡터포텐셜을 유도하여 원형의 개구면적분법을 사용해 원거리 복사 특성식을 유도한다. 이 계산결과를 가지고 포물면 안테나의 복사특성을 주파수 변화에 따른 편파특성, F/D에 의한 복사특성, 급전부에서 초점의 위치와 복사각도 조정에 따른 복사특성을 해석하였다.