• 제목/요약/키워드: 빔패턴

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복합 빔 패턴 형성을 위한 원통형 하이브리드 안테나 (A Cylindrical Hybrid Antenna for Shaping Complex Beam Patterns)

  • 엄순영;정영배;전순익;김창주
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.1279-1290
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    • 2007
  • 본 논문에서는 복합 빔 패턴들을 형성하기 위해 오프셋 선형 급전 배열에 의해 공간 급전되는 원통형 하이브리드 안테나에 대하여 기술한다. 선형 급전 배열은 12개의 마이크로스트립 패치 소자들로 구성되며, 수평면에서 $90^{\circ}$의 구형 빔 패턴을 형성한다. 그리고, 수직면에서 $-5^{\circ}{\sim}-25^{\circ}$ 범위에 걸쳐 코씨컨트 빔 패턴을 형성하기 위해 선형 급전 배열에 의해 원통형 반사판상의 수직 곡선이 성형화 된다. IMT-2000 서비스 대역에서 동작하는 $140{\times}50\;cm$ 크기의 원통형 반사판 개구면을 갖는 하이브리드 안테나 시제품을 설계 및 제작하였으며, 또한 안테나의 전기적 성능들을 측정하고 그 결과들을 분석하였다.

평면형 능동 위상 배열 레이더용 안테나 시스템 개발 (Developement of Planar Active Array Antenna System for Radar)

  • 전상미;나형기;김수범;이정원;김동윤;김선주;안창수;이창희
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.1340-1350
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    • 2009
  • 본 논문에서는 레이더용 평면형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 설계된 안테나는 X-대역에서 대역폭 10 %를 만족하며, 이중 슬롯 급전 마이크로스트립 패치 안테나와 편파 스위치의 사용으로 이중 편파 사용이 가능하다. 배열 구조는 $16\times16$의 삼각 배열 구조이고, 각 배열은 출력 40 dBm 이상의 TR(Transmit & Receive) 모듈로 구성된다. TR 모듈은 디지털 감쇄기와 위상 변위 기를 포함하고 있어서 임의의 빔 형성/빔 조향을 할 수 있으며, 전자적 빔 조향 범위는 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}60^{\circ}$ 범위에서 가능하다. 또한 수신 구조는 부배열로 구성하여 수신 패턴은 각 채널로부터의 RF 빔 합성으로 얻어진다. 안테나의 성능 검증을 위해서 근접 전계 측정 시설에서 안테나 패턴을 측정하였으며, 패턴 측정 결과는 예측된 빔 패턴과 거의 일치하였고, 이로부터 제어에 의한 빔 조향/빔 형성이 가능함을 확인할 수 있었다.

광대역 컨포멀 배열 안테나를 위한 빔 형성 연구 및 최적 소자 위치 선정 (Beam Forming Study and Optimum Antenna Location Selection for Wideband Conformal Array Antenna)

  • 정상훈;이강인;남상욱;정용식;윤영중;유홍균;정현교
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.138-146
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    • 2016
  • 본 논문에서는 LSM(Least Squares Method)와 GA(Genetic Algorithm)를 이용한 광대역 컨포멀 배열 안테나의 최적 빔 형성을 제안하였다. LSM을 적용하여 컨포멀 배열 안테나의 빔 패턴을 선형 배열 안테나의 빔 패턴으로 근사시키는 가중치들을 구하였다. 그리고 GA를 이용하여 광대역에서 최적의 빔 패턴을 형성하는 컨포멀 배열 안테나의 최적 위치들을 구하였다. 제안된 방법을 검증하기 위해 Bezier 플랫폼 배열 안테나에 적용시켜 보았다.

2차패턴 구속의 LCMV 빔형성 방법 연구 (A Study on LCMV Beamforming Method of Quadratic Pattern Constraints)

  • 이관형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.343-348
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    • 2022
  • STAP 시스템은 레이더 신호의 클러터와 재밍을 억제하지만 최적의 성능을 위해서는 많은 수의 샘플이 필요하다. 많은 수의 샘플은 처리 계산을 증가시키기 때문에 신호 랭크를 감소키기 위한 변환 방법이 필요하다. LCMV 빔형성 방식은 도달 방향에 대한 왜곡 없는 제약을 쉽게 설정할 수 있고 빔형성 스케일링이 우수하여 전체 랭크를 낮출 수 있다. 본 연구에서는 제안된 QPC(Quadratic Pattern Constraints) 및 LCMV 빔형성 방법을 사용하여 목표물의 정보를 추정한다. 제안 방법은 2차 패턴 구속 조건으로 구속 조건의 수에 따라 원하는 방향으로 빔 패턴 제어를 수행할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘으로 원하는 목표물 각도를 추정한다. 추정방향[10° 0° 10°], [-50° -10° 10° 50°], [-50° -10° 0° 10° 50°]에서는 각 목표뮬의 정보를 정확하게 추정하였다. 그러나 목표물[-50° -5° 10° 20°]는 정확하게 추정하지 못했다. 각도 분해능이 10°이상일 때 제안된 알고리즘에 의해서 원하는 목표물이 추정되었지만, 각도 분해능이 10°미만인 경우 원하는 목표물을 정확하게 추정할 수 없었다.

안테나 소자 결함을 고려한 안테나 빔 패턴 재합성을 통한 위성 SAR 성능향상에 대한 연구 (Study on Spaceborne SAR System Performance Improvements Using Antenna Pattern Resynthesis in Presence of Element Failure)

  • 강민석;원영진;임병균;김경태
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권8호
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    • pp.624-631
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    • 2018
  • 위성 탑재체 합성 개구면 레이다(synthetic aperture radar: SAR) 시스템에서는 다양한 SAR 성능 변수의 제약조건을 충족하기 위해 안테나의 요구되는 특성을 분석하여야 한다. 본 논문에서는 결함 안테나 소자 존재 시 위성 SAR 안테나 빔 패턴을 최적화함으로써 SAR 시스템 성능변수를 최적화를 수행한다. SAR 시스템 성능변수 제약조건에 맞는 마스크 패턴을 설계한 후, 입자 군집 최적화(particle swarm optimization: PSO) 기법을 통해 마스크 패턴에 들어맞는 안테나 패턴 최적화 재합성을 수행한다. 시뮬레이션에서는 실제 위성 SAR 시스템 성능변수를 기반으로 안테나 빔 패턴 재합성을 수행하여 제안한 알고리즘의 성능을 확인한다.

방사 임피던스를 고려한 평면 배열 수중 음향 트랜스듀서의 최적 빔 설계 (Optimal Beam Design of Underwater Acoustic Planar Array Transducer Considering Radiation Impedance)

  • 조치영;서희선;이정민
    • 한국음향학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.40-45
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    • 1996
  • 이 논문에서는 최적의 빔패턴을 얻기 위한 비선형 최적 설계 기법을 제시하였다. 제시된 방법을 사용하여 진동체 사이의 자기 및 상호 방사 임피던스를 고려하여 최대 허용 부엽준위가 주어진 경우 빔폭이 최소화된 빔 패턴을 설계할 수 있다. 그리고 37개의 진동체가 X, Y 및 $45^{circ}$축에 대칭으로 배열된 평면 배열에 대해 제안된 기법을 적용한 결과 빔폭은 변화없이 상당히 낮은 부엽 준위를 얻었다.

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SPA 기반 다중 빔 패턴 고집적 안테나 개발 (Implementation of Multi-Beam Pattern Compact MIMO Antenna based on Switched Parasitic Antenna)

  • 윤상옥
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.219-224
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    • 2020
  • 본 논문에서는 협소 공간에서 다중 빔 패턴 생성 및 제어를 위한 고집적 안테나에 대하여 고찰하였다. SPA (: Switched Parasitic Antenna) 안테나 구조의 기본적인 Dipole SPA와 Monopole SPA 구조의 특징과 성능을 도시하였고, Monopole SPA 안테나를 직접 제작하여 챔버 내에서 802.11g를 시스템에 적용하여 그 성능을 실측하였다. 상용 안테나 대비 제작한 SPA 안테나를 사용하여 평균 전송 속도를 측정하였을 때 최대 8.7배 우수한 성능이 나타남을 확인하였다.

니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성 (Beam Forming of Array Antenna Using Niching Genetic Algorithm)

  • 강노원;이정엽;정현교;천창율
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.30-36
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    • 2003
  • 최근 기계적으로 빔을 움직일 수 있는 마이크로 스트립 패치 배열 안테나가 MEMS 기술을 이용해서 제작되고 시험되었다. 본 논문에서는, 제작된 안테나의 적용 예로써 위상변위기를 사용하지 않는 새로운 어레이 안테나의 방사패턴 합성방법을 제안하고, 제안된 방법을 원하는 빔 형상합성에 적용하였다. 방사패턴 형상의 최적화에는 Restricted Competition Selection (RCS)를 이용한 니칭 유전 알고리즘을 이용하였다. 또한 이러한 방식의 접근은 EMC 표준에 대처하기 위한 배열 안테나의 설계 시에도 적용이 가능하며, 제안된 방법을 이용하여 특정한 빔 형상들에 대한 합성이 가능하다.

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교차 다이폴 소자 여기에 의한 다층 원형 도체 배열 구조의 구형 빔 패턴 형성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shaping Flat-Topped Element Patterns of a Multi-layered Disk Array Structure Excited by Cross-Dipole Elements)

  • 엄순영;박한규
    • 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.

4세대 이동통신용 하트형 빔 패턴 안테나의 설계에 관한 연구 (A study on the Heart-shape Beam Pattern Antenna for IMT-Advanced)

  • 윤현수;공진우;최병하
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.857-862
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    • 2007
  • 본 논문에서는 4세대 이동통신에 적용 가능한 하트형 빔 패턴을 갖는 안테나의 설계에 관한 연구를 하였다. 제안된 구조는 하트형 빔 패턴을 갖는 기본구조와 비교하면 전체의 크기(Ground Plane)는 동일하지만, 패치의 크기는 약간 증가(약 1.3배)하였다. 임피던스 대역폭은 기본구조와 비교하여 약 258%증가하여 IMT-Advanced에 적용할 수 있는 매우 좋은 특성을 얻을 수 있었다. 안테나의 임피던스 대역폭은 약 22%(870MHz)였으며, IMT-Advanced 주파수대역 전체에 걸쳐서 8.7dBi이상의 이득을 얻었다.

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