• 한국전자파학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.876-884
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• 2015

본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 28 GHz 주파수 대역에서 스위치 빔포밍 안테나 시스템을 설계하였다. 본 빔포밍 시스템은 버틀러 매트릭스를 사용하였으며, 이는 다른 4 방향의 빔 조향을 할 수 있도록 각 출력단에 등간격의 위상을 생성한다. 배열 안테나는 28 GHz 주파수 대역에서 원하는 4개의 방향으로 조향할 수 있도록 설계하였다. 설계한 버틀러 매트릭스는 커플러와 지연선로로 구성되며, 그 동작에 대하여 설명하였다. 본 안테나 시스템은 유전율이 3이고, 5 mil의 높이를 가진 RO3003 기판을 이용하여 설계하였다. 설계한 버틀러 매트릭스의 사이즈는 $20.3{\times}13.0mm^2$이고, 배열 안테나의 사이즈는 $21.2{\times}19.9mm^2$이다. 본 시스템은 $-34^{\circ}{\sim}+33^{\circ}$까지 조향을 할 수 있고, Sidelobe level(SLL)의 최소값은 12.9 dB이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.209-216
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• 2003

본 논문에서는 BMWS(Broadband Multimedia Wireless System)용 370개 슬롯 배열 안테나를 설계 및 제작하여, 그 특성을 측정하였다. 동작 주파수(40.5 GHz~43.5 GHz)의 특성상 안테나의 급전 손실이 크기 때문에 혼과 평행판 도파관(parallel-plate waveguide)으로 이루어진 단순한 형태의 급전 구조를 제안하였다. 제안된 급전 구조는 급전상의 효율성을 높일 수 있고, 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 제작된 안테나의 경우 설계 주파수 에서 이득이 25.8 dBi를 나타내었으며 H-면의 경우 부엽 레벨은 -18 dB로 억제되었고, 3$^{\circ}$의 좁은 3 ㏈ 빔폭을 나타내었다. 안테나의 비대칭적인 구조 때문에 H-면의 경우 3 ㏈ 빔폰은 17$^{\circ}$로 나타났으며 이 때 부엽 레벨은 -27 ㏈ 이하로 억제되었다. 실험을 통해 얻은 결과는 모의 실험의 결과와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제안한 슬롯 배열 안테나를 전력 분배기로 평행하게 결합시킴으로써 안테나의 비대칭 구조를 극복하여 H-면의 넓은 3 ㏈ 빔폭을 개선시킬 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.34-39
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• 2010

개인용 휴대단말을 이용한 위성 방송통신 서비스에 대한 폭발적인 수요증가로 인해 초대형 안테나를 사용하는 방송통신 위성의 필요성이 증대되고 있다. 이와 같은 위성 안테나는 여러 가지 타입의 전개형 안테나로 구현되는데, 그 전개방식에 상관없이 각면이 반사면을 이루는 형태를 취한다. 이러한 반사판을 좀더 정확하게 해석하기 위해 기존의 광선추적법을 개선하였다. 이 방법에서는 각 광선이 반사면에서 반사되어 서로 교차하는 특성을 반영할 수 있도록 하였으며 개구면에서 전파의 세기와 위상의 불균일한 점도 반영할 수 있도록 하였다. 또한 개구면에서의 적분도 직각좌표계에서 수행할 수 있도록 광선들을 생성하도록 하였다. 이러한 알고리즘을 이용하여 각면의 배치에 따른 방사특성을 연구하기 위해 각면 형성 알고리즘을 고안하였다. 해석 결과, 반지름 방향의 각면의 수가 지향성 및 부엽파를 결정하는 주요 파라미터이며 원주방향의 각면의 수는 부엽파에만 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제34권4호
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• pp.264-273
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• 2015

본 논문에서는 의료용 초음파 트랜스듀서의 방사 빔 형상의 개선에 관하여 연구하였다. 빔 형상의 개선을 위하여 분할전극과 다초점 렌즈를 포함하는 새로운 트랜스듀서 구조를 고안하였다. 먼저 선형 음원에 대해 유한요소 해석을 통해 빔 형상을 분석한 후, 부엽의 크기, 집속구간 및 빔폭 등의 성능들을 동시에 고려하여 고안된 구조의 최적설계를 수행하였다. 이때 집속구간과 최소 빔폭의 비율을 성능지수로 사용하여 고안된 구조의 최적치수를 도출하였다. 그 결과 부엽의 크기가 -20.2 dB로 작고, 최소 빔폭이 2.04 mm이고 깊이 30 mm부터 160 mm까지 좁고 일정한 빔폭을 가지도록 빔 형상이 개선되었다. 나아가, 고안된 구조를 가지도록 트랜스듀서 시편을 제작하고 빔 패턴을 측정하여 해석 결과와 비교함으로써, 고안된 트랜스듀서 구조의 타당성을 검증하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.101-109
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• 2012

중위도 지역에서는 위성통신용 파라볼라 안테나를 45도 정도로 기울여 설치해야 된다는 문제점 때문에 이를 대치하기 위한 평면형 안테나의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, Ka band를 이용한 위성통신이 활발해지면서 VSAT 용 평면형 안테나의 개발 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ka 밴드의 위성통신용으로 30GHz 대역에서 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 평면배열 안테나를 설계하였다. 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 수직편파 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였으며, 특히 슬롯 배열들 각각의 폭을 조절하여 복사 전력을 제어함으로써 복사 패턴의 사이드로브 레벨을 저감시켰다. 32개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 35.16 dBi 였으며, 빔폭은 2.5도, 사이드로브 레벨은 -30 dB 이하, 중심주파수 30.0 GHz 에서 빔틸트 각도는 45도를 얻었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.535-540
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• 2013

본 논문에서는 슬롯의 깊이를 변화시켜 X-밴드에서 동작하는 1.4m길이의 도파관 슬롯배열 안테나를 설계하였다. 54개의 슬롯배열이 모델링되어 CST로 시뮬레이션 되었으며 부엽레벨은 주어진 주파수 범위에서 효과적으로 억압되었다. 안테나의 측정 결과 이득은 21.8dB, 최대 부엽레벨은 -31dB, 반전력빔폭은 $2.0^{\circ}$의 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.88-94
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• 2004

본 논문에서는 국내 통신방송위성 탑재용 Ka 대역 안테나의 전기적 설계에 관해 논하였다. 설계된 안테나는 오프셋 그레고리안 형태로 위성체의 지구 지향 패널에 설치된다. 안테나의 설계 제원은 통신방송위성 탑재체의 성능 분석을 통해 요구되는 EIRP, G/T 조건 등에서 결정된다. 주반사판의 표면 성형 (surface shaping) 을 통해 송수신 이득과 같은 안테나 설계 변수간의 성능 trade-off를 수행하여, 주요 설계 요구 조건을 모두 만족하는 설계 결과를 도출하였다. 설계된 안테나는 송신 주파수 대역에서 EOC 이득 37.95 dBi, 부엽파 분리 도 28.7 dB, 수신 주파수 대역에서 EOC 이득 37.49dBi, 부엽파 분리도 31.1dB의 특성을 갖는 것으로 나타났으며, 교차편파 분리도 항목도 모두 규격을 만족하는 양호한 결과를 얻었다. 제작된 기술인증모델의 전기적 성능 시험을 통해 설계 경과를 검증하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.10-15
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• 2007

위성방송수신 및 위성 양방향 인터넷, VSAT 등의 위성통신서비스를 차량 이동 시에도 이용할 수 있기 위해서는 차량에 탑재하기 용이하도록 소형이며 높이가 낮은 안테나 구조가 요구된다. 또한 중위도 지역에서 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ku 밴드의 위성통신용으로 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 배열안테나 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 수직 편파로 동작하는 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였다. 16개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 30 dBi 이었으며, 빔폭은 4.9도, 사이드로브 레벨은 -20 dB 이하, 중심주파수에서 빔틸트 각도는 45도를 얻었다. 급전선로는 도파관의 병렬급전 방식으로 설계하여 광대역, 저손실 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4C호
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• pp.476-483
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• 2009

마이크로파 탐색기를 이용하여 표적을 탐지, 추적하는 경우 하방 표적에 대해서는 지표면에서 반사되는 클러터 신호의 영향을 받는다. HPRF (high pulse repetition frequency) 모드를 사용하는 마이크로파 탐색기에서 부엽클러터 영역에 나타나는 퇴각표적을 탐지하기 위해서는 여러 지형과 상황에 따른 지표면 부엽클러터 전력의 통계적인 특징을 파악하여야 한다. HPRF 모드를 사용하는 탐색기의 항공기 탑재시험에서 지상 클러터의 전력을 측정한 자료를 기반으로, 각 지형과 안테나 시선각 등의 상황에 따라 부엽클러터의 확률분포 특성을 가장 근접하게 표현하는 확률밀도함수를 구하고 그 확률밀도함수의 매개변수를 추정하였다. 확률밀도함수 및 매개변수를 추정한 자료를 이용하여, 퇴각표적을 탐지할 때에 원하는 수준의 표적탐지 오류 확률을 가지는 표적탐지 임계값 설정에 관하여 분석하였다. 본 논문의 지표면 부엽클러터 전력의 확률분포 특성 분석과 표적탐지 임계값 설정에 관한 분석 자료는 표적탐지 방법 개발 및 일정 오경보 처리 등의 다양한 분야에 이용될 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권12호
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• pp.1296-1302
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• 2012

본 논문에서는 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 이용하여 이중대역 다이폴 배열(dipole array) 안테나의 설계 및 최적화 문제에 대해서 고찰하였다. 다이폴로 구성된 이중대역, 개구면 공유형 선형 배열은 4 GHz와 9.5 GHz에서 동작하도록 설계하였다. 또한, 다이폴의 전류 분포는 모멘트 기법(method of moment)을 이용하여 계산되었으며, 계산 과정에서 다이폴 간 상호 결합(mutual coupling)을 고려하였다. 두 공진 주파수 대역에서 낮은 부엽 준위를 도출하기 위해서 비주기 다이폴 배열 설계에 유전 알고리즘을 적용하였고, 최적 설계된 이중대역 다이폴 배열 안테나는 4 GHz와 9.5 GHz에서 각각 -15.7 dB, -17 dB로 낮은 PSL 특성을 나타내었다. 또한, 이 결과를 상용 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다.