• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.514-522
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• 2000

본 논문에서는 위상천이기 없이 전 방향으로 빔의 주사를 가능하도록 하기 위해 기존의 능동 위상배열 안테 나의 슬롯라인 결합구조를 이용하여 패치 안테나와 능동 소자를 Via-hole을 이용하여 접합함으로써 $4\times4$ 능동 위상배열 안테나를 설계하고 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 능동 위상배열 안테나는 슬롯라인 결합구조를 이용하여 기생방사 결합에 의한 방사패턴의 왜곡울 방지하고, 전체 안테나의 크기도 최소화하며 F FET의 바이어스 전압 조정으로 발진 주파수를 조정할 수 있도록 하였다 .. $4\times4$ 소자를 이용하여 주파수 12.5 GHz에서 발진 주파수가 locking하는 배열된 능동 위상배열 안테나의 일차원 빔 주사 범위는 브로드사이드로부터 $-17^{\circ}~18^{\circ}$로 나타났고, 시율레이션 결과와 대체로 일치했으나 사이드 로브 레벨이 약간 높게 나타났 다. 이차원 빔 주사를 이용하여 $\phi_0=45^{\circ}$일 때의 빔 주사 범위는 $-5^{\circ}~10^{\circ}$로 나타났다. 이를 이용하여 2차원 빔 주사에 응용할 수 있음을 확인하였고, 이것은 위성을 이용한 방송 및 통신 시스탬이나 radar 시스댐에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.111-118
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• 2003

넛치 안테나는 진행파형 안테나로서 공진형 안테나에 비해 광대역 특성과 넓은 빔 폭을 가지므로 광대역 위상 배열 안테나의 복사 소자로 사용되어진다. 본 논문에서는 단일 복사 소자의 해석으로 무한 배열 안테나를 모의할 수 있는 도파관 시뮬레이터를 이용하여 3 : 1 이상의 주파수 대역과 $\pm$45$^{\circ}$의 빔 조향 범위를 만족하는 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나를 설계하였다. 설계된 단일 소자의 등가회로 모델링을 통해 단일 소자와 무한 배열소자에서의 임피던스 특성을 비교하였으며, 설계된 결과를 이용하여 1$\times$9배열 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 전체를 해석하였다. 이때 구해진 안테나간 상호 결합 계수를 이용하여 각 소자의 빔 조향 각도에 따른 능동 반사 계수를 구하였으며, 능동 소자 패턴을 통해 빔 조향에 따른 이득의 변화를 살펴보았다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.29-37
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• 2012

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나(APAA: Active-Phased Array Antenna)의 능동 반사 계수(ARC: Active Reflection Coefficient) 개선 및 보호 회로 구성을 통한 안정적인 시스템 운용에 관하여 연구하였다. 수동 위상배열 안테나에서와 달리 APAA는 복사 소자와 송수신 모듈이 결합된 형태로 일반적인 수동 위상 배열 안테나의 반사 계수 특성과 차별된 새로운 ARC의 정의가 적용되어야 한다. ARC는 방사하는 소자로부터의 자기 반사계수 외에 인접한 방사 소자로부터 유기되는 결합량의 중첩을 고려한 반사 계수이다. 이는 능동 위상 배열 레이더(APAR: Active-Phased Array Radar) 시스템의 특성을 예측하고 분석하는데 중요한 파라미터가 된다. 운용 중 발생하는 높은 ARC는 시스템 성능 열화에 직접적인 원인이 된다. 본 논문에서는 APAR의 안정적인 운용을 위한 방안으로 ARC의 성능을 개선시키는 방안과 보호 회로를 통한 열화 방지 방안에 관하여 분석하였다. 실제 제작한 능동 위상 배열 안테나의 실험 결과를 통해 두 방안의 유효성을 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.23-30
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• 2024

본 논문에서는 광대역 특성을 가지는 능동위상배열 안테나의 설계, 검증 및 분석에 대하여 기술하였다. 능동위상 배열 안테나를 항공기 혹은 미사일에 적용하려면 배열 안테나의 소형화 및 광각 빔조향 특성을 확보하는 것은 피할 수 없는 안테나 설계 고려 사항이 될 수 있다. 특히 전자적으로 광각 빔조향 시 능동반사계수 특성은 시스템의 생존 및 성능 측면에서 최소화되어야 하는 설계 파라미터이다. 광대역 특성 및 광각 빔조향에 적합한 복사 소자로 본 논문에서는 Step Flared Notch(SFN)를 적용한 배열 구조를 설계하고 구좌표계 θ 각도 기준 최대 40° 빔조향에 따른 능동반사계수를 최소화하였다. 복사소자의 대역폭은 Ka대역에서 능동반사 기준으로 3GHz를 확인하였다. 또한 실제 제작된 8by8 배열 안테나는 근접전계 시험을 통해 복사소자의 단일 패턴을 측정하고, 수학적으로 합성하여 탐색기 시스템에 사용하는 송/수신빔을 예측하여 성능을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.568-573
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• 2019

최신의 레이더는 동시에 다양한 다수의 표적을 탐색하고, 추적하며, 외부 재밍신호를 회피할 수 있는 다기능레이더 형태로 발전하고 있다. 이러한 다기능레이더 요구사항을 만족시키기 위해서 레이더 안테나는 실시간 빔조향 뿐만 아니라 동시에 다중 빔을 형성하고, 특정 방향에 대해 수신빔 제거 등 디지털 빔 형성이 가능한 능동위상배열 안테나 형태로 구현된다. 본 논문에서는 디지털 빔 형성이 가능한 부배열 타입 배열안테나의 하드웨어 구현방안에 대해 기술하였다. 또한 배열수신빔 형성시 부엽 준위를 낮추기 위한 안테나 개구면 진폭 가중치 적용방법에 따른 부배열 수신기 설계 방법을 제시하고, 진폭 가중치 적용방법에 따른 G/T 성능을 비교하였다. 또한 설계된 부배열 마다 부배열 수신기 동적 영역에 대해 분석하고, 디지털 빔형성기의 정렬 및 보정에 더 유리한 하드웨어 구현 방안을 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.171-175
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• 2006

본 논문에서는 2 GHz LS 대역에서 동작하는 역지향성 능동배열 안테나가 설계 제작되었다. 역지향성 안테나는 임의의 방향에서 입사하는 전파를 그 방향으로 되돌려 복사시키는 안테나 배열 시스템으로서, 반사파가 입사 반대 방향으로 파면(wave front)을 갖도록 하기 위한 공액 위상변위기가 포함된 능동 안테나 배열로 구성된다. 본 연구에서는 RF/IF 신호포트와 LO 포트로 이루어진 2-포트 게이트 HEMT 혼합기와 1/4파장 모노폴 안테나 배열($1{\times}4$)을 사용하여 역지향성 능동배열 안테나를 구현하였다. 제작된 배열 안테나의 역지향 특성을 실험 측정하고, 이론적 예측치와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 모노폴 안테나 배열은 구조가 간단하여 제작이 용이한 장점을 가지며, 본 연구결과는 무선 이동통신, 무선 실내 LAN 및 RFID등의 기지국 및 트랜스폰더 장치에 직접 적용 가능하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.30-38
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• 2017

사이트에 설치되어 운용 중인 능동위상배열레이다가 외부의 충격 또는 장기간 운용에 따른 성능열화가 의심될 경우, 위상배열안테나의 이상여부를 확인해야 한다. 하지만, 위상배열안테나를 측정하기 위해서는 무반향성 챔버에서 근접전계 시험이 수행되어야 하므로, 레이다 장치의 분해 및 운송을 위해 많은 시간과 비용이 투입되어야 하고 레이다 시스템의 운용 가용도가 나빠지게 된다. 따라서, 본 논문에서는 사이트에서 위상배열안테나의 이상여부를 확인할 수 있도록 이동성을 구비한 능동위상배열안테나 근접전계 스캐너를 제안하고, 무반향성 챔버에서 측정한 데이터와 비교하여 크기 ${\pm}0.5dB$와 위상 ${\pm}1.5^{\circ}$ 오차수준으로 측정유효성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.1963-1970
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• 1998

본 논문에서는 위상천이가 없이 발진기간의 결합을 통해 빔을 주사하는 이차원 발진기형 능동 위상배열 안테나의 결합소자로 이차원 슬롯라인 결합구조를 제안하여 실험을 통해 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 슬롯라인 결합구조는 방사소자인 마이크로스트립 패치 안테나의 E-면과 H-면을 각각 결합하기 위하여 방사소자의 뒷면인 접지면에 $|{=}|$ 형태의 슬롯라인으로 구성되어졌으며, 슬롯라인의 폭, 실이 그리고 개수등에 의한 결합정도를 조사하여 최적의 결합구조를 제안하고 이를 $2{\times}5$ 소자 배열 안테나에 적용하여 실험하였다. 실험을 통하여, 2개의 소자가 배열된 H-면은 빔폭이 약 $42^{\circ}$이고 5개의 소자가 배열된 E-면은 빔폭이 약 $15^{\circ}$이며, 빔이 브로드사이드로부터 $-20^{\circ}$에서 $15^{\circ}$까지 주사함을 확인하였다. 따라서, 이차원 슬롯라인 결합을 이용한 발진기형 능동 위상배열 안테나가 실제로 이차원 평면배열 안테나로의 응용이 가능하다는 것을 알 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.427-437
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• 2008

쌍방향 선로결합형 위상차 배열 발진기 결합계를 구성하고, (1) 쌍방향 주파수제어 방식, (2) 단방향 주파수 제어방식, (3) 쌍방향 주입위상 제어방식 등 3가지 방식에 대하여 구동실험을 하였다. 시험 제작한 발진기에 구형 패치 안테나를 부착하여 2요소 능동안테나를 제작, 안테나 사이를 전송선로로 결합하여 어레이를 구성하고 결합 위상과 전송선로 길이와의 관계를 측정하였다. 전송선로로 결합된 능동 위상차 배열안테나의 주사각도에 따른 방사전력을 측정한 결과, (1)의 방식에서 빔의 방사방향은 약$-9.8^{\circ}$에서 $+9.8^{\circ}$까지 $19.6^{\circ}R, 위상차는 $-0.31{\pi}$에서 $-0.36{\pi}$까지 (2)의 방식에서 빔의 방사방향은 약 $-3.8^{\circ}$에서 $+17^{\circ}$까지 $20.8^{\circ}$, 위상차는 $-0.085{\pi}$에서 $-0.65{\pi}$까지, (3)의 방식에서 빔의 방사방향은 약 $-17^{\circ}$에서 $+16^{\circ}$까지 $33^{\circ}$, 위상차는 $-0.63{\pi}$에서 $-0.59{\pi}$까지 변하여 모두 위상차 배열동작이 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.924-934
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• 2018

본 논문에서는 화포탐지 레이다에 사용되기 위해서 개발된 C-대역 평면형 능동위상배열 안테나의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 안테나는 3,000여 개의 반도체 송수신 채널과 복사소자를 삼각배열로 배치하고, DBF(digital beam forming)를 사용하여 수신빔을 형성하기 위한 14개 부배열(12개 주 채널, 2개 SLB 채널)을 구성하여 개발하였다. 개발된 평면형 능동위상 배열 안테나의 성능을 확인하기 위해 근접 전계 시험 시설을 이용하였으며, 송신 패턴 측정을 통해 송신 안테나이득, 부엽 레벨, 수신 패턴 측정을 통해 수신 안테나이득, 부엽레벨, 디지털빔 형성, 빔조향 범위, G/N을 확인하였다. 송신 수신 패턴 측정 결과, 개발 목표성능을 만족함을 확인하였다.