• 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.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권4호
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• pp.92-98
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• 2008

A beam steering system of X-band 2-D phased array antenna for radar application is developed. The beam steering system consists of real-time command generator, beam steering unit, control PCB of array module and power supply. It plays a role of beam steering and on-line check of phased array antenna. The performance of beam steering system is verified with pulse timing of current control in phase shifters and measurement of far-field of phased array antenna. The developed beam steering system offers basic technology to develop full-scale beam steering system of multi-function radar.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1672-1678
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• 2022

본 논문에서는 28GHz 대역의 5G 이동 통신 중계용 혼 안테나의 방사 패턴, 반사손실 등의 성능을 고려하여 중계용 안테나를 설계하였다. 안테나 소자를 위상 배열하여 5G 이동통신 중계기용 혼 Array를 설계하고 성능을 분석하였다. 밀리미터파 대역 통신에서는 기존의 WCDMA(3G), LTE(4G)와 달리 송수신 간의 높은 경로 손실이 발생한다. 5G 밀리미터파 혼 안테나 설계에서는 안테나의 이득, 대역폭뿐만 아니라, 안테나 소자 간 격리도, 이득 등의 안테나 성능을 추가로 고려해야 한다. 28GHz 대역의 단일 혼 안테나(1×1)와 배열 혼 안테나(2×4)의 안테나 이득은 각각 약 10.44dBi와 19.58dBi, 반사손실도 -18dB 이하의 특성을 되도록 설계하여 측정 결과로부터 구현의 타당함을 입증하였고, 5G 이동 통신 중계 시스템에 응용에 적합함을 보였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권2호
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• pp.101-111
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• 2023

Many spoofing detection studies have been conducted to cope with the most difficult types of deception among various disturbances of GPS, such as jamming, spoofing, and meaconing. In this paper, we propose a spoofing detection scheme based on elevation masked-relative received power between GPS L1 and L2 signals in a system using a multi-band array antenna. The proposed scheme focuses on enabling spoofing to be normally detected and minimizes the possibility of false detection in an environment where false alarms may occur due to pattern distortion among elements of an array antenna. The pattern distortion weakens the GPS signal strength at low elevation. It becomes confusing to detect a spoofing signal based on the relative power difference between GPS L1 and L2, especially when GPS L2 has weak signal strength. We propose design parameters for the relative power threshold including beamforming gain, the minimum received power difference between L1 and L2, and the patch antenna gain difference between L1 and L2. In addition, in order to eliminate the weak signal strength of GPS L2 in the spoofing detection process, we propose a rotation matrix that sets the elevation mask based on platform coordinates. Array antennas generally do not have high usefulness in commercial areas where receivers are operated alone, but are considered essential in military areas where GPS receivers are used together with signal processing for beamforming in the direction of GPS satellites. Through laboratory and live sky tests using the device under test, the proposed scheme with an elevation mask detects spoofing signals well and reduces the probability of false detection relative to that without the elevation mask.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.712-720
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• 2003

본 논문에서는 원형 편파의 구형 빔 패턴을 효율적으로 형성하기 위하여 교차 다이폴 소자로 여기되는 다층 원형 도체 배열 구조(MDAS)를 제안하였다. 다이폴 방사 소자 여기에 의한 MDAS는 전체 배열 안테나의 부피 및 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으므로 비교적 낮은 주파수 대역 응용에 적합하다. 이러한 구조의 유효성을 검증하기 위하여 X 대역(7.9~8.4 GHz)에서 동작하는 MDAS 시제품을 제작하였으며, 설계 변수들은 설계 경험을 바탕으로 실험적으로 최적화하였다. 실험 결과는 교차 다이폴 소자에 의한 MDAS가 최소한 6.1 % 대역폭내에서 $\pm$20$^{\circ}$의 양호한 구형 빔 패턴을 형성함을 보여주었다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.357-365
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• 2013

기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide: SIW) 기술을 이용한 Ka 밴드의 35 GHz용 $4{\times}4$ 평면 배열 안테나를 제시한다. 전체 안테나 구조는 3층의 PCB(Printed Circuit Board) 적층 형태로 구성되며, top PCB에는 45도로 기울어진 직렬 방사 슬롯이 평면 배열로 방사부를 이룬다. 또한, 균일한 전력을 전달하고 안테나 전체 단면적을 최소화하기 위해 middle 및 bottom PCB에는 급전 SIW가 위치한다. 전체 안테나 개구면의 면적은 $750.76mm^2$이며, 유전율 2.2의 RT/Duroid 5880 기판을 적층하여 설계하였다. 각 방사부 및 급전부의 개별적인 전기적 특성은 full-wave 시뮬레이터인 CST MWS를 이용하여 확인하였다. 나아가 제안된 평면 배열 안테나는 대역폭 (490 MHz), 최대 이득(18.02 dBi), 부엽 레벨(-11.0 dB), 교차 편파 레벨(-20.16 dB)의 전기적 특성을 보인다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권4호
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• pp.261-266
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• 2018

This paper reports on the proposed design of a low profile broadband array antenna for home repeater applications. The proposed antenna consists of $1{\times}4$ patch elements and two ground planes, one of which is slitted. By using the gap feeding method, the impedance matching of the antenna is improved by a multi-resonance phenomenon. The proposed antenna provides a wide -10 dB reflection coefficient bandwidth simultaneously covering the Global System for Mobile communications (GSM-1800), Personal Communications Service (PCS), and the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) bands (1.67-2.32 GHz). In order to reduce the mutual coupling between adjacent patch elements, slits are embedded in the ground plane. An isolation level of -20 dB is realized over the entire operating frequency band.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.325-335
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• 2018

본 논문에서는 이동체의 움직임 및 그에 따른 편파 도래각 변화에 대응 가능한 위성 수신용 능동 위상 배열 안테나를 개발하도록 한다. 이를 위하여 이중편파를 10.7~14.5 GHz의 Ku 대역에서 동시에 구현 가능한 비발디 안테나와 효과적으로 위상 및 이득을 제어할 수 있는 MFC(Multi-Function Core) 칩을 자체 개발하였으며, 이를 이용하여 수신 모듈과 제어 모듈로 이루어진 능동 위상 배열 안테나를 제작하였다. 제작 결과, $60^{\circ}$ 각도까지의 깨끗한 빔 조향 특성과 높은 격리도의 편파 가변 특성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.1240-1247
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• 2010

본 논문은 한반도 지역에 개인 휴대 단말을 사용한 보편적 통신 방송 서비스를 제공하기 위한 S-대역 위성 탑재용 다중 빔 대형 안테나의 전기적 설계 방법에 대해 연구한 것이다. 배열 소자로 급전되는 반사판 형태인 하이브리드 안테나로 다중 빔을 구현하고, 각 빔은 급전 배열의 일부를 사용하여 형성된다. 원하는 빔을 얻기 위해서는 각 배열 소자 신호의 크기와 위상을 최적화해야 하고, 이는 GO(Geometrical Optics) 및 PO(Physical Optics) 해석을 통해 이루어졌다. 또한, EIRP(Effective Isotropically Radiated Power) 요구 사항을 만족하도록 배열 소자의 개수를 최적하였다. 위성에 탑재 가능하도록 제한된 크기의 반사판을 사용하고, 배열 소자의 개수를 최소화하면서도 요구 사항을 만족시킬 수 있는 설계 방법과 그 성능 결과를 본 논문에서 확인할 수 있을 것이다.