곡면 위상 배열 안테나나 곡면 주파수 선택 구조 등의 전파 특성을 해석하기 위해서는 원통형 배열 구조의 효율적인 해석방법에 대한 연구가 필요하다. 원통형 배열 구조가 실제 적용되는 구조는 유한 배열 구조지만, 대부분 전자기 해석은 무한 배열 구조라 가정하므로 실제 구조의 특성과 근사화한 구조의 특성 간의 오차가 발생하게 된다. 따라서 원통형 무한 배열 구조와 유한 배열 구조의 전파 특성의 비교와 분석이 필요하다. 본 논문에서는 원통형 무한 배열 구조를 해석하기 위해 원통형 Floquet harmonics 해석 방법을 적용하였으며, 원통형 유한 배열 구조를 해석하기 위해서는 너비가 좁은 스트립(strip)이 배열된 배열 구조를 가정하여 thin wire approximation을 적용한 method of moments(MoM)를 이용하였다. 본 논문에서는 원통형 유한 배열 구조와 무한 배열 구조의 전파 특성을 비교하기 위하여 투과 특성과 전류 분포를 계산하였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제13권2호
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pp.81-85
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2015
A 94-GHz phased array antenna using a log-periodic antenna has been developed on a GaAs substrate. The developed phased array antenna comprises four log-periodic antennas, a phase shifter, and a Wilkinson power divider. This antenna was fabricated using the standard microwave monolithic integrated circuit (MMIC) process including an air bridge for unipolar circuit implementations on the same GaAs substrate. The total chip size of the fabricated phased array antenna is 4.8 mm × 4.5 mm. Measurement results showed that the fabricated phased array antenna had a very wide band performance from 80 GHz to 110 GHz with return loss characteristics better than -10 dB. In the center frequency of 94 GHz, the fabricated phased array antenna showed a return loss of -16 dB and a gain of 4.43 dBi. The developed antenna is expected to be widely applied in many applications at W-band frequency.
PBG 구조의 메타물질 설계시 패턴 형태와 배열 구조에 따른 금지대역(bandgap)을 정확하게 설계하기 어려운 문제가 있다. 본 논문에서는 2차원 배열구조로 어떤 모양의 패턴에 대해서도 빠르고 정확하게 원하는 금지대역을 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 2차원 평면상의 메타물질 구조는 주기배열로 이루어져 있기 때문에 FDTD 수치해석 방법에 주기경계조건을 부여함으로서 계산영역을 줄였다. 또한 각 패턴이 갖는 L, C 값을 2차원적으로 고려하여 계산하였기 때문에 보다 정확한 설계가 가능하였다. 5GHz 대역에서 정사각형 패턴을 갖는 메타물질을 설계하여 기존의 마이크로스트립 선로를 이용한 1차원 메타물질 해석 값과 비교하였을 때 정확도가 평균적으로 14.7% 향상됨을 확인할 수 있었다.
An efficient global optimization approach for a periodic plasmonic nanoslit array based on extraordinary optical transmission within an acceptable time range is proposed using 𝚀 factor analysis method. The particle swarm optimization is employed as a global optimization tool. The figure of merit is defined as a product of transmission peak value and 𝚀 factor. The design variables are the slit width, height, and period of the slit array, respectively. The optical properties such as transmission spectrum and bandwidth are calculated rigorously using the finite element method.
본 논문에서는 UWB 대역에서 동작하는 소형 대수-주기 반-보우타이 다이폴 배열 안테나에 대한 설계 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 안테나는 일반적인 대수-주기 다이폴 배열 안테나에서 사용되는 스트립 형태의 다이폴 소자 대신에 반-보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하고 소자간의 간격을 줄여 소형화하였다. 반-보우타이 다이폴 소자의 벌어지는 각도와 소자 사이의 간격에 따른 입력반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 최적화된 안테나를 FR4 기판에 설계하였고, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 3.05-13.96 GHz으로 UWB 대역에서 동작하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 재난안전 통신망(Public Safety LTE: 698~806 MHz) 서비스를 위하여 대수 주기 다이폴 배열(Log-Periodic Dipole Array) 안테나의 소형화 구조를 제안하였다. LPDA 안테나를 소형화하기 위하여 배열 다이폴에 반복성 프랙털 나무(fractal tree) 소자를 새롭게 추가하여 배열 다이폴의 길이를 단축하였다. 그 결과, 전형적인 LPDA 안테나와 비교하여 약 25 % 정도 소형화 되었다. 제안한 LPDA 안테나 설계 규격을 검증하기 위하여 두께가 1.5 mm인 알루미늄을 사용하여 실제 제작 및 성능을 측정하였으며, 계산 결과와 비교적 양호한 결과를 얻었다.
An analysis method of electromagnetic scattering from periodic patch array of double-dipole elements on a grounded dielectric substrate in case of oblique incident and arbitrary polarization is considered. The basis functions are chosen to be entire consinusoidal functions are chosen to be entire consinusoidal functions covering the rectangular shaped domain in which the original dipoles are inscribed, unlike the conventional method in which basis functions are defined only for the conducting element region. To confirm the validity of the proposed analysis method, we calculate the normalized scattered power for two propagating modes and compare the results with those obtained by the previous numerical method for the double dipole elements of rectangular type and parallelogram type which have the property of frequency scanned reflection and polarizer. Good correspondence has been observed between them. Some numerical results such as variation of power and axial ratio of first-order diffracted wave by a periodic array of double-dipole elements are compared with previous results.
Three-dimensional, time-dependent solutions of fluid flow past a circular cylinder with a periodic array of circular fins are obtained using an accurate and efficient spectral multidomain methodology. A Fourier expansion with a corresponding uniform grid is used along the circumferential direction. A spectral multidomain method with Chebyshev collocation is used along the r-z plane to handle the periodic array of circular fins attached to the surface of the cylinder. Unlike the flow past a circular cylinder, Second instabilities like mode A and mode B are not found in the Reynolds number range $100\~500$. It is found that three-dimensional instability of vortical structures is suppressed due to the presence of fin. The present numerical solutions report the detailed information of flow quantities near wake of finned cylinder.
본 논문에서는 전자기 주기구조인 주파수 선택 구조를 레이돔에 적용하는 과정에서 발생하는 결함요소를 해석하기 위해 반-무한배열구조 해석방법을 제안하였다. 3D 전자기 해석 소프트웨어를 이용하여 N×N 유한배열 구조를 해석 하게 되면 많은 해석시간과 메모리가 소요되는 반면 제안한 반-무한배열구조 해석을 이용하면 적은 계산시간으로 전자기성능을 비교적 정확하게 예측할 수 있다. 주기구조해석과 반-무한배열구조의 해석 결과를 비교하여 ±3% 이내의 오차를 확인하였다. 주기적으로 배열된 패턴의 중심부에 발생한 결함요소에 대해 해석과 측정결과를 비교하였으며, 일부 해석과 측정결과의 오차는 존재하지만, 성능변화 지점에서 동일한 경향성과 관심대역에서 유사한 성능저하를 확인하였으며, 반-무한배열구조 해석을 이용하여 전자기 주기구조 내 발생하는 결함요소의 해석 가능성을 확인하였다.
본 논문에서는 위상 배열안테나 급전부를 포함한 반사판 안테나의 빔포밍 특성을 연구하였다. 제안된 안테나의 반사판의 직경, F/D, 급전부의 배열 소자수가 변함에 따라 반사판에 의해 형성되는 빔의 조향각을 계산함으로써 안테나의 빔포밍 특성을 확인하였다. 또한 실제 측정을 통해 제안된 안테나의 빔포밍 특성을 확인하기 위해 직경 1.5 m의 반사판, LPDA(Log Periodic Dipole Array) 4소자로 구성된 급전부를 이용하여 빔포밍 성능을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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