In this study, the effect of the steering vector model mismatch due to array uncertainties on the performance of array processing was analyzed through simulation, along with the alleviation of the model mismatch effect depending on array calibration. To increase the reliability of the simulation results, the actual steering vector of the array antenna obtained by electromagnetic simulation was used along with the Jahn's channel model, which is an experimental channel model. Based on the analysis of the power spectrum for each direction, beam pattern, and the signal-to-interference-plus-noise ratio of the beamformer output, the performance deterioration of array processing due to array uncertainties was examined, and the performance improvement of array processing through array calibration was also examined.
본 논문에서는 한 파장보다 큰 배열안테나에 대하여 이론적으로 고찰하였고, 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이러한 배열안테나의 그레이팅 로브를 이용하여 예리한 반-전력빔폭(HPBW)을 갖도록 하였다. 배열안테나의 배열간격을 적절히 설정함으로써 반-전력빔폭 뿐만 아니라 사이드로브레벨(SLL)까지도 조절할수 있었다. 이를 위해 4개의 혼 안테나로 배열안테나를 구현하였으며, 방사패턴은 9GHz에서 측정하여 제시한 방법의 타당성을 입증하였다. 이때 배열안테나를 구성하는 각각의 혼은 64.3$\times$82.5$\textrm{mm}^2$의 크기와 27$^{\circ}$의 반-전력빔폭을 갖는 것을 사용하였다. 그레이팅 로브를 이용하기 위해 안테나 사이의 배열간격을 1파장보다 크게 하므로서 가시영역에서 그레이팅 로브가 발생하게 하였다. 배열간격을 2.5λ, 2.7λ와 3.0λ로 변화시켜가면서 반-전력빔폭을 측정한 결과 각각 4.3$^{\circ}$, 3.3$^{\circ}$그리고 1.7$^{\circ}$를 얻을 수 있었으므로 반-전력빔폭이 확연히 줄어들었으며 예리한 반-전력빔폭을 얻을수 있었다. 그러므로 좁은 반-전력빔폭을 갖는 안테나를 설계하는데 유용하게 이용할 수 있을 것이다.
본 연구는 S대역 또는 X대역 레이다 보다 빔폭이 상대적으로 큰 저주파 대역을 사용하는 초단파 레이다의 SLB/BLB 설계 및 구현에 대한 연구이다. 초단파 대역의 안테나는 빔폭이 상대적으로 크기 때문에 부엽에서 반사된 표적 신호를 처리하지 않으면 주엽 신호에서 들어온 것으로 인식하여 레이다의 탐지 오경보율이 증가한다. 부엽 차단 방법은 배열 안테나의 중앙쪽 복사소자를 사용하여 배열안테나 전면부의 부엽 신호를 차단하고, 뒤쪽에서 들어오는 신호는 BLB 수신안테나 조립체를 통해 차단시킨다. 레이다 구현을 완료하여 모의 신호 발생장치를 활용한 시스템 단위의 부엽 신호 차단에 대한 시험을 통하여 SLB/BLB 신호가 제거되는 것을 시험을 통하여 확인하였다. 본 연구를 통하여 향후 안테나 크기 및 빔폭이 큰 저주파 대역 레이다용 배열안테나의 부엽 차단 기술 구현에 활용할 예정이다.
본 논문에서는 스텔스 무인기의 낮은 RCS를 확보하기 위한 컨포멀 형태의 Ku대역 데이터링크 안테나를 제안한다. 전기적 빔조향 기능을 갖는 위상배열안테나로 FDD 통신방식을 위해 송신부와 수신부를 각각 설계 및 제작하였다. 각각의 안테나는 12*12 평면 형태의 배열안테나로 설계하였으며 단위소자의 위상제어를 통해 Uni-directional 패턴과 Bi-directional 패턴을 형성할 수 있는 기능을 갖고 있다. 빔조향 범위는 theta 방향으로 최대 60도까지, phi 방향으로는 360도까지 빔조향이 가능하도록 설계하였다. 제작 및 측정 결과 컨포멀 형태의 레이돔은 낮은 투과손실을 갖고 있으며, 시스템 성능을 포함하여 요구 규격을 충족하였다. 스텔스 무인기 탑재에 대한 타당성을 확인하였으며, 향후 baseband 장치의 연동 및 디지털 빔조향 기능으로의 변환 등 추가 연구의 방향성을 제시한다.
In this paper, two 4$\times$4 rectangular patch array antennas operating at 20 GHz are implemented for the satellite communication. The sixteen patch antennas and microstrip feeding line are printed on a single-layered substrate. The design goal is to achieve high directivity and gain by optimizing design parameters through permutations in element spacing. The spacing between the array elements is chosen to be 0.736$\lambda$. Numerical simulation results indicate that the HPBW(Half-Power Beam Width) of the 4$\times$4 patch array antenna is 18.78 degrees in the E-plane and 18.48 degrees in the H-plane with a gain of 17.18 dBi. Numerical simulations of a 4$\times$4 recessed patch array antenna yield a HPBW of 18.71 degrees in the E-plane and 17.82 degrees in the H-plane with a gain of 19.43 dBi.
본 논문에서는 adaptive array의 이론해석을 통해 antenna array의 물리적인 현상에 따른 비임폭과 지향 특성을 분석하였으며, 최대 신호대 잡음비 (maximum signal-to-rloise ratio) 알고리즘에 의한 array시스템 설계시 유용한 몇가지 요소들을 도출된 관계식과 37-elemellt 비임안테나의 시험 결과를 예로 들어 제시하고 있다. 본 논문은 또한 위성통신, 마이크로파 통신등에서 간섭신호 제거에 유용한 측엽 제거기법의 성능 특성을 표시하는 관계식을 새로이 도출하여 제시하고 있다.
위상 배열 안테나를 이용한 적응형 빔 형성 시스템은 간섭신호가 있는 통신환경에 적응형으로 빔을 형성하여 통신 품질을 향상시킨다. 적응형 빔 형성을 위해서는 위상 배열 안테나의 각 방사소자에 급전되는 신호의 위상을 우수한 조합을 산출해야 한다. 본 논문에서는 우수한 위상 천이 조합 산출 확률을 증가시키기 위해, 개치 밀도에 따른 재확산 절차가 추가된 개선된 개체 군집 최적화 알고리즘을 제안하였다.
본 논문은 10GHz 에서 동작하는 마이크로스트립 $18\times2$ 이중 빔 배열 안테나를 설계 하였다. 단일 복사 소자는 개구면 결합형 패치를 사용하였으며, 이를 전송선 모델을 이용하여 해석 하였다. 급전선은 Side Lobe Level(SLL)를 줄이기 위해 tapered 직-병렬 구조를 사용하였다. 또한 45도에서 이중 빔을 갖게 하기 위해 소자간에 180도 위상차를 주었다. 그 결과 SLL은 25dB를 가지며, $\pm44.5$도에서 두개의 빔을 갖게 되며 8도의 좁은 빔폭을 갖는다.
최근 분산컴퓨팅 시스템은 서로 이질적인 시스템간 상호 연동성 문제를 해결하기 위한 새로운 시스템 아키텍처를 제시하고 있다. 통신시스템과 같이 제한적 실시간, 고성능 및 신뢰성을 요구하는 CORBA는 유연성, 효율성 및 예측성 등이 지원되어야한다. 본 논문에서는 개방형통신시스템용 소프트웨어를 지원하는 효율적인 CORBA 플랫폼 개발을 위해 2가지 방법을 제시한다. 첫째, 동일 호스트상에서 메시지 전달 오버헤드를 최적화하기 위해 공유 메모리 기반의 연동 프로토콜을 제시한다. 둘째, CORBA 플랫폼의 신뢰성 향상을 위해, 구현 객체 데이터베이스를 이용한 네이밍 서비스 서버 구현 방법과 제한적 실시간 특성 제공 방법을 제시한다. 따라서, 제안된 CORBA 플랫폼은 제한적 실시간 특성을 제공하고, 고성능이며 신뢰성 있는 네이밍 서버를 이용한 개방형 통신시스템에 적합한 소프트웨어 플랫폼임을 보인다. 본 논문은 플랫폼의 견고성이 요구되는 개방형통신시스템용 고성능 CORBA 플랫폼 설계 덴 구현에 목적을 둔다.
A new concept of adaptive focusing, using a Rotman lens, is presented in this paper. A Rotman lens is a microwave lens which is able to focus microwave power on its focal arc or generate multiple beams. By adding the array of phase shifters between a Rotman lens and antenna elements, the wavefront can be adaptively modulated to focus objects distributed in short range rather than far-field zone. From the optical point of view, the propagations of the lens have been simplified from the Fresnel diffraction integral to the Fourier transform. Using Fourier Transform, a beam propagation method has been developed to show improvement of the resolution by controlling wavefront of wave propagating from an aperture-type antenna array. The beam width(or spot size) and intensity have been calculated for a focused beam propagating from an array having $10{\lambda}$ of its size. For the beam with $20{\lambda},\;30{\lambda}$, and $50{\lambda}$ of geometrical focal length, the half-power beamwidth (spot size) is about $1.1{\lambda},\;1.3{\lambda}$, and $1.9{\lambda}$, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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