• 천문학논총
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• 제11권1호
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• pp.109-123
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• 1996

We have developed a 5GHz continuum receiver system. The receiver is a direct type receiver. In order to reduce the noise due to the fluctuation of the gain in the amplifiers, the system employs the Dicke switching method. We made the 5GHz low-noise amplifier and the bandpass filter. The low-noise amplifier gives ${\sim}35dB$ gain and has ${\sim}210K$ noise temperature. The bandpass filter has a passband between 4.3 and 5.4GHz. We also made switch driver, video amplifiers, phase detector, and integrator. Using a 1.8 meter offset parabolic antenna, we measured the efficiency of the system. Since the antenna does not have a driver to track objects, observations were performed with the antenna fixed. The measured noise temperature of the system is ${\sim}650K$. From the observation of the blank sky, noise level was measured. It was found that the systematic noise(${\sim}0.5K$: peak to peak value) is much larger than the thermal noise. The systematic noise is possibly related to the stability of the DC power supplied to the receiver system. Besides the noise of the system, it was found that the airplanes are the very serious noise sources. We measured the radio flux of the Sun using the developed system. The observed radio flux of the Sun is ${\sim}10^6Jy$, which is close to the known value of the quiet Sun. The test observation of the Sun shows that the angular beam size of the antenna is ${\sim}2.2^{\circ}$.

• ETRI Journal
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• 제39권4호
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• pp.535-545
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• 2017

This paper presents a novel K-band (18 GHz) 16-quadrature amplitude modulation (16-QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based $2{\times}2$ line-of-sight multi-input multi-output communication system. The system can deliver 356 Mbps on a 56 MHz channel. Alignment mismatches, such as amplitude and/or phase mismatches, between the transmitter and receiver antennas were examined through hardware experiments. Hardware experimental results revealed that amplitude mismatch is related to antenna size, antenna beam width, and link distance. The proposed system employs an alignment mismatch compensation method. The open-loop architecture of the proposed compensation method is simple and enables facile construction of communication systems. In a digital modem, 16-QAM OFDM with a 512-point fast Fourier transform and (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs is used. Experimental results show that a bit error rate of $10^{-5}$ is achieved at a signal-to-noise ratio of approximately 18.0 dB.

• 천문학회보
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• 제35권2호
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• pp.43.1-43.1
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• 2010

A novel method to characterize the topology of the early-universe intergalactic medium during the epoch of cosmic reionization is presented. The 21-cm radiation background from high redshift is analyzed through calculation of the 2-dimensional (2D) genus. The radiative transfer of hydrogen-ionizing photons and ionization-rate equations are calculated in a suite of numerical simulations under various input parameters. The 2D genus is calculated from the mock 21-cm images of high-redshift universe. We construct the 2D genus curve by varying the threshold differential brightness temperature, and compare this to the 2D genus curve of the underlying density field. We find that (1) the 2D genus curve reflects the evolutionary track of cosmic reionization and (2) the 2D genus curve can discriminate between certain reionization scenarios and thus indirectly probe the properties of radiation-sources. Choosing the right beam shape of a radio antenna is found crucial for this analysis. Square Kilometer Array (SKA) is found to be a suitable apparatus for this analysis in terms of sensitivity, even though some deterioration of the data for this purpose is unavoidable under the planned size of the antenna core.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.914-923
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• 2009

헬릭스 안테나는 관제, 관측, 탐사, 통신 위성 등에서 관제(TT&C), 데이터 통신, GPS 수신 시스템, 전술 시스템으로 활용되고 있다 위성의 Z축에서 최대 지향성과 방사 특성을 갖는 헬릭스는 광대역의 임피던스와 통신 커버리지 대역을 제공할 수 있다. 도파관 혼 구조는 흔히 레이다 분야에 이용되는데, 지반 탐사 레이다 및 전자파 장애 측정 등 초 광대역 펄스를 필요로 하는 곳에 사용된다. 또한 크기가 비교적 작고, 적은 방사 왜곡으로 인한 고효율과 낮은 반사 특성을 갖는 장점이 있다. 본 논문에서는 고용량의 데이터를 전송하여 넓은 주파수 대역폭을 사용하는 통신 및 원격 탐사 위성에 적합한 도파관 혼-헬릭스 결합 안테나를 설계한다. 설계된 변형 구조 안테나는 S 밴드에서 가변 빔 스캐닝 모드를 갖는 혼-헬릭스 결합 헬리콘 구조로 관제, 탐사, 고속 데이터 통신용 등의 다기능 안테나로 동작한다. 도파관 혼은 테이퍼된 헬릭스를 감싸는 접이식 반사체로 설계하여 구조물의 소형화를 유도한다. 현재 개발 중인 차세대 다목적 실용위성에서는 고성능의 탑재체를 활용하기 때문에 정밀하고 안정된 위성 자세 제어 능력을 요구하고, 위성 안테나의 지향성 요구 조건이 강화된다. 이를 위해 설계된 안테나의 위성 초기 배치에 따른 링크 분석을 통해 위성체의 자세 및 운용 모드에 따라 다른 결과를 갖는 빔 스캐닝을 산출하고 각 모드에서의 자료 전송률에 대해 연구한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.76.1-76.1
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• 2015

Optical resonances of metallic or dielectric nanoantennas enable to effectively convert free-propagating electromagnetic waves to localized electromagnetic fields and vice versa. Plasmonic resonances of metal nanoantennas extremely modify the local density of optical states beyond the optical diffraction limit and thus facilitate highly-efficient light-emitting, nonlinear signal conversion, photovoltaics, and optical trapping. The leaky-mode resonances, or termed Mie resonances, allow dielectric nanoantennas to have a compact size even less than the wavelength scale. The dielectric nanoantennas exhibiting low optical losses and supporting both electric and magnetic resonances provide an alternative to their metallic counterparts. To extend the utility of metal and dielectric nanoantennas in further applications, e.g. metasurfaces and metamaterials, it is required to understand and engineer their scattering characteristics. At first, we characterize resonant plasmonic antenna radiations of a single-crystalline Ag nanowire over a wide spectral range from visible to near infrared regions. Dark-field optical microscope and direct far-field scanning measurements successfully identify the FP resonances and mode matching conditions of the antenna radiation, and reveal the mutual relation between the SPP dispersion and the far-field antenna radiation. Secondly, we perform a systematical study on resonant scattering properties of high-refractive-index dielectric nanoantennas. In this research, we examined Si nanoblock and electron-beam induced deposition (EBID) carbonaceous nanorod structures. Scattering spectra of the transverse-electric (TE) and transverse-magnetic (TM) leaky-mode resonances are measured by dark-field microscope spectroscopy. The leaky-mode resonances result a large scattering cross section approaching the theoretical single-channel scattering limit, and their wide tuning ranges enable vivid structural color generation over the full visible spectrum range from blue to green, yellow, and red. In particular, the lowest-order TM01 mode overcomes the diffraction limit. The finite-difference time-domain method and modal dispersion model successfully reproduce the experimental results.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권4A호
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• pp.324-329
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• 2009

본 논문에서는 IEEE802.11 기반의 WLAN(5.2/5.8GHz)대역에서 동작하는 새로운 모양의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나의 크기는 $21.2{\times}16mm^2$이며 Taconic-RF30 기판을 사용하였다. 이동성을 위해 소형화 하였고, Snowflake패치 모양에 Short-pin을 삽입하여 dual-band 공진특성 및 적절한 대역곡을 얻고자 하였다. 또한 주변 회로 집적화를 위해 단일 양면기판을 사용하였고, 시뮬레이션 설계는 Snowflake모양과 Short-pin의 위치변화, 패치길이를 최적화하여 제작 및 측정하였다. 제작한 안테나의 대역폭(Return loss < -10dB) 은 5.2GHz 대역에서 220MHz, 5.8GHz 대역에서는 135MHz의 대역폭을 얻었다. 또한 $4.7{\sim}6.9dBi$의 이득을 얻었으며, 3-dB 빔폭(HPBW)은 E-Plane과 H-Plane이 5.1500Hz에서 각각 $73.2^{\circ}/82.75^{\circ}$, 5.3500Hz에서 $74.56^{\circ}/83.63^{\circ}$, 그리고 5.7850Hz에서 $86.24^{\circ}/85.15^{\circ}$로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.598-604
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• 2011

본 논문은 연결된 결합 선로를 이용하여 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 기존 마이크로스트립 브랜치 선로 결합기에 사용되는 ${\lambda}/4$ 선로를 같은 특성을 갖는 연결된 결합 선로로 대신한 방법이다. 연결된 결합 선로는 우-기 모드 해석 방법을 기반으로 Z 파라미터와 T 등가 회로로 분석하였다. 이 결과를 이용하여 연결된 결합 선로를 갖는 브랜치 선로 결합기를 중심 주파수 2.4 GHz에서 FR4 기판으로 설계하고 제작하였다. 실험 결과는 이론값과 잘 일치했다. 그리고 실험 결과, 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 37 % 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동 통신 빔 형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.160-168
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• 2019

본 논문에서는 근전계 빔 집속(near-field beam focusing: NFBF) 시험을 활용한 평면위상배열레이다 시스템의 성능 검증 방안을 제시하고 결과의 유효성을 확인하였다. 제시한 시험 기법은 안테나 개구면 크기 두 배 거리의 근전계 영역에서 레이다 시스템을 검증하는 방안으로 야외가 아닌 전자파 무반향실 내에서 원전계 성능 시험과 동일하게 레이다 시스템을 검증할 수 있었다. 이를 위해 근전계 에너지를 사용한 빔 집속 시험의 시험 구성도 및 검증 절차에 대하여 기술하였다. 또한 빔 조향된 근전계 빔 집속 시험에 대한 수학적인 검증을 통해 개별채널의 추가적인 위상 보상값을 수치화하였다. 이론적인 검증에 기반하여 실제 근전계 빔 집속 시험을 수행하였고 이상적인 결과와의 비교를 통해 시험 방법의 유효성을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2005

한국우주전파관측망(Korean VLBI Network: KVN)은 우리나라 최초의 초장기선 전파간섭계로 새로운 천문우주 연구 분야 및 측지, 지구물리 등의 연구를 위하여 3기의 21m 최첨단 밀리미터파 전파 안테나를 이용하여 우주를 바라보는 새로운 영역을 개척할 예정이다. 전파간섭계의 성능은 안테나 배열 및 관측 대상 천체의 적위, 그리고 천체와 크기 및 형태에 따른 의존성이 매우 크다. 본 연구는 현재 설정되어있는 KVN관측소 및 시스템 자료를 근거로 단일 점광원, 다중 점광원, 원형광원 2개, Cygnus A의 5개 모델 영상에 대하여 가상관측을 수행하였다. 적위에 따른 KVN의 UV 궤적 분포로부터 가장 이상적이라고 여겨지는 적위 60도인 천체에 대하여 22GHz의 관측 파장으로 12시간 동안 가상관측을 수행하여 얻어진 UV데이터를 가지고 간섭계 표준 영상처리를 하였다. 그 결과 22GHz에서 예상되는 KVN의 빔 크기에 의해 분해가 되지 않는 모델들의 RMS 대비 최대밝기 강도(Jy/Beam)가 대략 점광원의 징우 l0000:1, 지름 6mas(milli arcsecond) 원형 광원의 경우 5000:1 정도로 매우 높은 반면, 빔 크기보다 큰 모델에서는 115:1 및 34:1정도로 현저하게 감소하였으며 영상의 복원 정도도 이와 같은 결과를 보였다. 이것은 KVN이 상대적으로 적은 기선의 개수로 인하여 UV평면을 충분히 채우지 못하며, 동시에 짧은 기선이 부족하여 넓은 분포를 가지는 천체들에 대한 영상화능력이 떨어지기 때문이다. 그러나 각 모델과 CLEAN 영상과의 픽셀 좌표비교에서는 12mas 원형광원을 제외하고는 정확하게 일치함을 보였다. 그러므로 KVN의 주요한 관측 대상은 콤팩트한 천체들이 적당할 것이며, 이러한 천체들에 대하여 KVN은 위치측정에 우수한 성능을 보였다.

• 천문학회지
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• 제47권2호
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• pp.49-67
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• 2014

A novel method to characterize the topology of the early-universe intergalactic medium during the epoch of cosmic reionization is presented. The 21-cm radiation background from high redshift is analyzed through calculation of the 2-dimensional (2D) genus. The radiative transfer of hydrogen- ionizing photons and ionization-rate equations are calculated in a suite of numerical simulations under various input parameters. The 2D genus is calculated from the mock 21-cm images of high-redshift universe. We construct the 2D genus curve by varying the threshold differential brightness temperature, and compare this to the 2D genus curve of the underlying density field. We find that (1) the 2D genus curve reflects the evolutionary track of cosmic reionization and (2) the 2D genus curve can discriminate between certain reionization scenarios and thus indirectly probe the properties of radiation-sources. Choosing the right beam shape of a radio antenna is found crucial for this analysis. Square Kilometre Array (SKA) is found to be a suitable apparatus for this analysis in terms of sensitivity, even though some deterioration of the data for this purpose is unavoidable under the planned size of the antenna core.