• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.157-158
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• 2014

본 논문에서는 분할 링 공진기(SRR; split-ring resonator)를 이용한 소형 코플래너 도파관(CPW; coplanar waveguide)급전 슬롯 안테나에 대한 설계 방법을 연구하였다. 제안된 슬롯 안테나는 슬롯의 길이를 줄이기 위해 사각형 모양의 SRR 도체가 슬롯 내에 장하되었다. SRR 도체와 슬롯 사이의 간격, SRR 도체의 폭의 변화에 따른 입력 반사계수 특성을 분석하여 최적의 설계 변수를 도출하였다. 2.45 GHz 대역에서 최적화된 소형 슬롯 안테나를 FR4 기판 상에 $36mm{\times}30mm$ 크기로 제작하였다. 제안된 소형 안테나는 기존의 사각형 슬롯 안테나에 비해 안테나의 길이를 14.3%로 줄여 소형화하였다. 실험 결과, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 2.4-2.49 GHz으로 2.45 GHz 대역에서 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.430-436
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• 2019

해상 및 산업 현장의 다양한 IoT 서비스를 위한 시스템에 필수불가결한 장치인 안테나 개발에 있어 초소형, 경량 및 다중 대역 동작이 요구된다. 이러한 요구를 반영할 수 있는 대표적인 안테나의 한 종류가 PCB 패턴 안테나이다. 본 연구에서는 920 MHz 단일 대역 PCB 패턴 안테나의 설계 및 제작에 대하여 살펴보았다. 제안된 920 MHz 단일 대역 안테나의 PCB 패턴을 260 MHz 대역에서도 동작하도록 수정 보완하여 이중 대역 PCB 패턴 안테나를 제작하는 것이 최종 목표이다. 본 연구를 통해 920 MHz의 ISM 대역 중 902 MHz, 915 MHz와 928 MHz에서 우수한 성능을 얻을 수 있었다. 또한 전압 정재파비, 반사 손실, 이득과 효율 등의 주파수별 차이가 5% 미만이었다. 이러한 결과를 -30 dB의 수신 감도를 갖는 LPWA (low power wide area) 네트워크에 적용하면 최소 5-10 km의 통신 링크 구축이 가능할 것으로 예측할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.581-586
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• 2020

본 논문에서는 수평 슬릿이 추가된 지상파 디지털 TV(DTV) 및 UHD TV용 광대역 루프 안테나의 설계 절차와 방법을 제안하였다. 제안된 루프 안테나는 정사각형 루프와 두 개의 원형 섹터로 구성되는 기존의 광대역 루프 안테나에 소형화하기 위해 두 개의 원형 섹터에 수평 슬릿을 추가하였다. 급전을 위해 아래쪽 원형 섹터의 중앙에 동일면 도파관(CPW; coplanar waveguide) 전송선로가 삽입되었다. CPW 급전선로는 DTV 및 UHD TV 응용을 위해 75 옴 포트 임피던스를 사용하여 설계되었으며, 임피던스 정합을 개선하기 위해 중심신호선의 끝이 점점 가늘어지게 설계되었다. 최종 설계된 안테나는 두께가 0.8 mm인 FR4 기판에 제작하였다. 특성 실험 결과, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave) < 2인 대역이 444.3-820.1 MHz로 DTV 대역(470-698 MHz)과 UHD TV 대역(698-771 MHz)에서 동작하는 것을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.29-34
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• 2022

본 논문에서는 2.45 GHz 및 5 GHz 무선 랜 주파수 대역과 3.5 GHz WiMAX 주파수 대역에서 동작하는 삼중 다이폴 준-야기 안테나의 설계에 대하여 연구하였다. 제안된 준-야기 안테나는 V-모양 접지면과 직렬로 연결된 세 개의 다이폴로 구성된다. 길이가 가장 긴 반-보우타이 모양의 다이폴은 2.45 GHz 대역에서 공진하고, 중간 길이의 다이폴은 3.5 GHz에서 공진한다. 길이가 가장 짧은 다이폴은 5 GHz 대역에서 공진한다. 다이폴의 길이와 폭, 다이폴 사이의 간격을 조절하여 2.45 GHz, 3.5 GHz 및 5 GHz 대역에서 동작하는 삼중 대역 지향성 안테나를 설계하였고, FR4 기판 상에 45 mm × 55 mm 크기로 제작하였다. 제작된 안테나는 전압 정재파비가 2 이하인 대역이 2.32-2.57 GHz, 3.26-3.69 GHz, 4.50-6.56 GHz로 설계된 삼중 대역에서 동작하는 것을 확인하였다. 이득은 세 대역에서 3 dBi 이상을 유지하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.344-349
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• 2022

UWB 응용을 위해 스트립이 추가된 직각 삼각형-모양의 다이폴 소자로 구성된 소형 대수 주기 다이폴 배열 (LPDA; log periodic dipole array) 안테나를 제안하였다. 첫째, LPDA 안테나의 폭을 줄이기 위해 기존의 스트립 다이폴 소자 대신에 직각 삼각형-모양 다이폴 소자를 사용하였다. 둘째, 소자 사이의 간격을 줄여 LPDA 안테나의 길이를 줄였다. 마지막으로, 안테나의 폭을 더 줄이기 위해 직각 삼각형-모양 다이폴 소자의 양 팔의 끝에 스트립을 추가하였다. 16개의 다이폴 소자와 4 dBi 이상의 이득을 가지도록 제안된 안테나의 시제품을 FR4 기판에 44mm×30mm 크기로 제작하였다. 제작된 안테나의 전압 정재파비가 (VSWR; voltage standing wave ratio) 2 이하인 주파수 대역은 2.99-14.76 GHz로 UWB 대역을 만족하며, 측정된 이득은 4.0-5.5dBi이고 전후방비는 10 dB 이상이다. 제안된 소형 LPDA 안테나의 길이와 너비는 기존 LPDA에 비해 각각 40.9%와 20.6% 감소하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.65-71
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• 2023

본 논문에서는 포토닉스 기반의 Ku-대역 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더 시스템에 적용할 전자식 빔 조향 배열 안테나 설계, 제작 및 검증 단계에 대해서 기술한다. 본 시스템은 송신부와 수신부가 따로 구성되어 있으며, 송수신부에 동일 안테나를 적용하였다. 설계된 안테나는 2×8 배열 구조를 가지며, Ku-대역에서 동작한다. 16개의 복사 소자 개별로 정재파비 측정 및 배열 복사 소자 간 커플링 영향성을 확인하였다. 또한, 송신 시 수신 안테나로 넘어가는 전력으로 인한 시스템 영향성을 최소화 하도록 송신 안테나, 수신 안테나 간의 분리도 특성을 최적화 하였으며 측정을 통해 확인하였다. 최종적으로 근접전계 챔버에서 16개 복사 소자 각각 빔 패턴 측정하여 데이터 확보 후 빔 합성을 통하여 2×8 배열 안테나의 빔폭, 부엽준위 및 빔 조향 특성을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.629-634
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• 2023

본 논문에서는 여러 종류의 부채꼴 구조를 조합한 슬롯을 이용한 소형 광대역 테이퍼드 슬롯 안테나 설계에 대하여 연구하였다. 테이퍼드 슬롯 안테나를 소형화하고 낮은 주파수에서 동작하도록 하기 위하여 접지면에 부채꼴 구조를 조합한 슬롯을 추가하였다. 각 부채꼴 구조가 추가될 때 입력 반사 계수와 이득 변화를 슬롯이 없을 때와 비교하여 최종 제안된 안테나의 소형화 설계 과정을 체계적으로 설명하였다. 제안된 부채꼴 구조를 조합한 슬롯을 이용한 소형 광대역 테이퍼드 슬롯 안테나를 RF-35 기판 상에 제작하여 특성을 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 실험 결과, 전압 정재파비(VSWR; voltage standing wave ratio)가 2 이하인 대역은 2.59-11.39 GHz이고, 대역내에서 이득이 3.3- 7.0 dBi로 측정되었다. 제안된 소형광대역 테이퍼드 슬롯 안테나는 접지면에 슬롯이 없을 때와 비교하여 크기를 36.9% 소형화할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.523-529
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• 2021

본 논문은 해양 IoT 서비스, 특히 어구 자동식별 시스템을 위한 해상 부이에 내장되는 안테나의 설계와 제작에 대해 살펴보았다. 제안하는 안테나의 주파수 대역은 해양 IoT 서비스의 확장성을 고려하여 433 MHz와 920 MHz 이중 대역으로 하였다. 안테나는 920 MHz 주파수 대역을 위한 이중 패턴 모노폴 구조와 433 MHz 대역을 위한 미앤더 구조로 설계되었다. 제작된 이중 대역 안테나의 전압 정재파비는 433 MHz에서 1.548로, 920 MHz 대역에서 평균 1.5로 측정되었다. 안테나 이득은 920 MHz 주파수 대역 중 902 MHz에서 최대값인 3.83 dBi가 얻어진 반면 433 MHz에서는 1.18 dBi로 얻어졌다. 433 MHz에서의 안테나 이득이 920 MHz 대역에서의 안테나 이득보다는 작지만 목표치인 -5 dBi를 초과하는 값이다. 또한 본 연구를 통해 얻은 다른 모든 측정값들은 어구 자동식별 시스템을 위한 해상 부이와 어선 사이의 통신 거리 목표치인 10 km를 달성할 수 있는 성능 기준에 해당한다는 것을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.136-141
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• 2024

본 논문에서는 10.525 GHz 대역에서 동작하는 광대역 인셋-급전 마이크로스트립 패치 안테나를 제안하였다. 제안된 광대역 인셋-급전 마이크로스트립 패치 안테나는 3개의 폭이 좁은 직사각형 패치로 구성된다. 중앙 패치의 중심에서 2개의 대칭적인 측면 패치들이 스트립 도체로 연결되어 중간 패치에 대해 수직 방향으로 엇갈리게 중심이 이동하여 배치되었다. 성능 비교를 위해 기존의 인셋-급전 정사각형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 실험 결과, 제작된 광대역 인셋-급전 마이크로스트립 패치 안테나의 측정 입력 반사 계수의 전압 정재파비가 2 이하인 주파수 대역은 10.036-11.051 GHz (9.63%)이고, 제작된 기존의 인셋-급전 정사각형 마이크로스트립 패치 안테나의 측정 입력 반사 계수의 주파수 대역은 10.306-10.772 GHz (4.42%)이다. 따라서, 제작된 광대역 인셋-급전 마이크로스트립 패치 안테나의 입력 반사 계수 주파수 대역폭은 기존의 인셋-급전 정사각형 마이크로스트립 패치 안테나에 비해 2.18배 증가하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.356-361
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• 2024

본 논문에서는 2.4 GHz 이상의 주파수 대역에서 동작하는 동일면 도파관 (CPW; coplanar waveguide) 급전 초광대역 반원-디스크-모양 다이폴 안테나의 설계와 제작을 다루고 있다. 안테나 급전을 위해 반원-디스크-모양 다이폴 안테나의 아래 쪽 팔의 중심에 CPW 급전 선로를 추가하였다. 소형화를 위해 반원-디스크-모양 다이폴의 두 팔의 끝에 사각형 패치를 추가하였고, 5.4-6.3 GHz 대역에서 임피던스 정합을 개선하기 위해 다이폴 안테나의 중심 부분의 CPW 급전 선로의 슬롯 폭을 증가시켰다. 제안된 안테나의 시뮬레이션 전압 정재파비 (VSWR; voltage standing wave ratio)가 2 이하인 대역은 2.369-30 GHz (170.7%)이고, 제작된 안테나도 20 GHz까지 동작하는 네트워크 분석기로 측정한 결과 2.378-20 GHz까지 VSWR 2 이하로 유지되어 차세대 이동통신용 초광대역 안테나로 적용할 수 있다.