• Current Optics and Photonics
• /
• 제5권2호
• /
• pp.134-140
• /
• 2021

In this paper, I introduce a novel design method of a high performance nanophotonic beam deflector providing broadband operation, large active tunability, and signal efficiency, simultaneously. By combining thermo-optically tunable vanadium dioxide nano-ridges and a metallic mirror, reconfigurable local optical phase of reflected diffraction beams can be engineered in a desired manner over broad bandwidth. The active metagrating deflectors are systematically designed for tunable deflection of reflection beams according to the thermal phase-change of vanadium dioxide nano-ridges. Moreover, by multiplexing the phase-change supercells, a robust design of actively tunable beam splitter is also verified numerically. It is expected that the proposed intuitive and simple design method would contribute to development of next-generation optical interconnects and spatial light modulators with high performances. The author also envisions that this study would be fruitful for modern holographic displays and three-dimensional depth sensing technologies.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2022

능동위상배열안테나 시스템은 각 방사 소자에 급전되는 신호의 크기 및 위상을 조절하여 빔 조향, 다중 빔 형성, 적응형 빔 형성 등을 할 수 있다. 능동위상배열안테나 시스템을 이용하여 원하는 방사특성을 얻기 위해서는 각 방사 소자에 정확한 신호의 크기 및 위상값이 급전되어야 한다. 그러나 다양한 원인에 의해 급전 신호 오차가 발생하며, 본 논문에서는 이와 같은 급전 신호의 오차 값을 산출하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 급전 신호의 오차 추정 절차가 간단하며, 급전 신호 크기 및 위상 오차를 빠르고 정확하게 탐색할 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.11-19
• /
• 2019

The waveguide slotted active phased array radar is characterized in that the beam is tilt in a specific direction when the feeding position of the antenna is not in the center of the antenna. If the beam deflection phenomenon is not properly compensated, error bias is generated in the target information collected by the radar, and the target accuracy is lowered. In this paper, we describe a technique to compensate the error of the target information that is collected in the active phased array radar of the waveguide slot type instead of the center of the antenna.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.1539-1545
• /
• 2015

GPS (global positioning system)는 지구 궤도를 도는 여러 GPS 위성의 신호를 수신하여 이들 신호의 수신 시간 차이를 이용하여 자신의 절대 위치를 알아내는 시스템으로 민간 목적뿐만 아니라 군용 목적으로도 널리 사용되고 있다. 특히 군용 시스템에서는 무기 등에도 사용되기 때문에 안정적인 GPS 수신이 민간보다 더 중요하다. 하지만 GPS는 사용 주파수가 알려져 있기 때문에 나쁜 의도로 인위적인 재밍신호를 송출하여 GPS 시스템을 무력화 시킬 수 있다는 문제가 있다. 이에 재밍신호를 제거하고 GPS 신호만을 안정적으로 수신하기 위해 GPS 수신기에 다중 안테나를 설치하고 빔 널링 기술을 이용하여 재머만을 제거하는 기술이 많이 연구되어 왔다. 이러한 기술 중에서 본 논문에서는 MVDR (minimum variance distortionless response) 기술에 기반하여 새로운 적응형 빔 제어 기술을 제안한다. 제안하는 방식은 위성 방향으로의 빔은 훼손하지 않으면서 재머 방향으로는 적응적으로 널을 형성하여 재머를 효과적으로 제거한다. 제안하는 방식의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통해 검증한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.449-456
• /
• 2018

본 논문에서는 마이크로파 무선전력전송에 적용될 수 있는 여러 다중 빔 형성 방법을 제안한다. 기존의 다중 빔 형성방법은 능동소자패턴(active element pattern: AEP)을 고려하지 않기 때문에 실제 시스템에 적용 시 의도한 빔 형성과 오차가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해 능동소자패턴의 평균을 고려하는 방법과, 변형된 푸리에 급수 방법을 통해 모든 능동소자패턴을 고려하는 방법이 제안되었다. 또한, 부엽과 null 제어를 위하여 Dolph-Tschebyscheff 방법에 중첩의 원리를 적용하여 다중 빔을 형성하는 방식을 제안하였다. 제안된 방식을 사용하여 다중 빔 형성 시 의도된 빔 형성과의 오차가 감소하는 것을 확인하였으며, 다중 빔 형성을 하며 부엽 제어를 동시에 할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1340-1350
• /
• 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.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.197-203
• /
• 2016

본 논문에서는 저궤도 소형위성에 탑재하여 빔 조향을 능동적으로 할 수 있는 다이폴 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나는 야기-우다 안테나의 원리를 기반으로 하였으며, 2개의 무급전 기생소자를 T자형으로 형성시켜 수직소자의 길이를 고정시킨 후 수직소자의 끝단에서의 open, short에 따라 도파기 또는 반사기로 작동되게 하였다. 설계된 안테나는 UHF 대역의 436.5 MHz를 중심으로 위성-위성 간과 위성-지상 간의 링크버짓을 통해 안테나의 목표 이득을 정하였다. 안테나 특성을 향상시키기 위해 무급전 기생소자의 수직소자인 transformer의 길이를 변경시켰으며, transformer의 길이가 ${\lambda}/4$보다 ${\lambda}/2$일 때 최대 빔 방향 이득이 0.5 dB 향상되었다. 실제 ${\lambda}/2$ transformer 제작 시에는 무급전 기생 소자의 open, short를 다이오드와 캐패시터, 인덕터로 구성된 on/off switch를 이용하여 구현하였다. 그 결과 위성-위성 간 이득은 평균 5.92 dBi로 나타났으며 위상-지상 간 이득은 평균 0.99 dBi로 확인되어 링크버짓을 통해 정한 목표 스펙을 충분히 만족하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.168-173
• /
• 2008

본 논문에서는 능동 위상 배열 레이다 시스템에 적용 가능한 송수신 모듈을 설계/제작/측정하였다. 송수신 모듈은 능동 위상 배열 시스템에서 배열의 빔 합성으로 TWTA와 유사한 고출력을 획득하면서 TWTA 같은 중앙 집중식 송신기보다 신뢰성이 높고 기계적 빔 조향보다 기민하게 빔 조향을 가능하게 하는 핵심 구성품이다. 제안된 송수신 모듈은 물리적으로 Brick구조이며, 전기적으로 common leg 구조로 구성되어 있다. 또한, 소형화를 위해 하나의 유전체 기판 위에 MCM(Multi Chip Module) 형태로 제작되었으며, 실제 군용 레이다 시스템에 적용 가능한 사양을 선정하여 측정하였고, 측정 결과를 통하여 송수신 모듈의 최적화 설계를 위해 고려해야 하는 사항들을 검토하였다.

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

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
• /
• pp.43-44
• /
• 2015

LTE-Advanced system has been deployed with 2 and 4 transmission antennas (Tx) while the specification supports up to 8Tx. Due to deployment space, antenna dimension and complexity, the needs of deploying 8Tx system has not been motivated by operators. Recently, three dimensional (3D) beamforming with active antenna has attracted significant attention in the wireless industry. By incorporating 2D active array into LTE-A systems, the system offers freedom in controlling radiation on elevation and horizontal dimension. When the number of antennas increases in the form of 2D arrangement, spatial separation can be realized simultaneously in horizontal and elevation domain and vertical beam-steering can increase SINR of UEs in high floors. In this paper, we study the system operations and implementations for supporting 3D beamforming with 8Tx antennas. In our schemes, by reusing the conventional CSI feedback framework, the system can operate 2D active array without harming the backward compatibility. Evaluation results show that 3D beamforming provides capacity boosting over the conventional 2D beamforming systems while keeping same antenna structure.