• 한국항행학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.295-301
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• 2018

최근에 GPS(Global Positioning System) 간섭신호 제거를 위해서 배열안테나 기술 적용이 일반화되고 있으며, 이러한 안테나 기반의 GPS 수신 신호 보호 기술은 지상의 주요 국가 인프라 및 항공분야에서 점진적으로 확대 적용되는 추세이다. 이와 같은 배열안테나 기반의 간섭신호 제거 기술은 지금까지 평면 배열안테나인 2차원 구조가 보편적으로 활용되지만, 상대적으로 높은 고도에서 운용되는 무인기 같은 비행체의 경우 아래쪽에서 여기되는 간섭신호가 안테나 수평면과 대칭되는 위치에 미러 이미지에 의한 추가 널(null) 존(zone)이 발생하며 이로 인하여 수신가능 패턴 영역을 축소시킬 수 있다. 본 논문에서는 평면구조 배열안테나 사용 시 발생하는 간섭신호 미러 이미지 제거를 통해서 20%의 빔 패턴 수신 성능 향상 및 13 dB의 상관 값 성능을 개선하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권11호
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• pp.1367-1378
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• 2002

This paper investigates observability properties of strapdown INS aided by a GPS antenna array. The motivation to consider a GPS antenna array is that the lever-arms between the GPS antennas and IMU play an important role in the estimation of vehicle attitude and biases of IMU. It is shown that time-invariant INS error models are observable with measurements from at least three GPS antennas. It is also shown that time-varying error models are instantaneously observable with measurements from three antennas. Numerical simulation results are given to show the effectiveness of multiple GPS antennas on estimating vehicle attitude and biases of IMU when IMU has considerable magnitude of biases.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권2호
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• pp.101-111
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• 2023

Many spoofing detection studies have been conducted to cope with the most difficult types of deception among various disturbances of GPS, such as jamming, spoofing, and meaconing. In this paper, we propose a spoofing detection scheme based on elevation masked-relative received power between GPS L1 and L2 signals in a system using a multi-band array antenna. The proposed scheme focuses on enabling spoofing to be normally detected and minimizes the possibility of false detection in an environment where false alarms may occur due to pattern distortion among elements of an array antenna. The pattern distortion weakens the GPS signal strength at low elevation. It becomes confusing to detect a spoofing signal based on the relative power difference between GPS L1 and L2, especially when GPS L2 has weak signal strength. We propose design parameters for the relative power threshold including beamforming gain, the minimum received power difference between L1 and L2, and the patch antenna gain difference between L1 and L2. In addition, in order to eliminate the weak signal strength of GPS L2 in the spoofing detection process, we propose a rotation matrix that sets the elevation mask based on platform coordinates. Array antennas generally do not have high usefulness in commercial areas where receivers are operated alone, but are considered essential in military areas where GPS receivers are used together with signal processing for beamforming in the direction of GPS satellites. Through laboratory and live sky tests using the device under test, the proposed scheme with an elevation mask detects spoofing signals well and reduces the probability of false detection relative to that without the elevation mask.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.464-473
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• 2022

본 논문에서는 자율무인잠수정에 사용되는 UHF-GPS 안테나의 성능을 만족하는 경량화 설계에 대해 제안하였다. 설계 프로세스에 사용된 구조해석, 수밀외압시험 그리고 비파괴 검사는 수중운용 환경에서 발생하는 외력에 대한 구조 안전성을 고려하여 결정하였다. 먼저 수상에서 모함과 통신을 위한 UHF-GPS 안테나 성능과 수중 운용 시 발생하는 20 bar 압력을 고려한 레이돔 재질을 선정하였으며, 전자기장해석 및 구조해석을 수행하여 무게 대비 강도 및 강성이 높고 유전율이 우수한 PA-GF 소재를 선정하였다. 그리고 UHF-GPS 안테나의 요구 중량을 만족하기 위한 레이돔 두께별 전자기장해석 및 구조해석을 추가 수행하였으며, 최종 모델 선정 후 수밀외압시험 및 비파괴 검사를 통해 구조 안전성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권3호
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• pp.19-24
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• 2005

본 논문에서는 GPS/K-PCS 대역의 무선 이동 단말기 응용을 위한 LTCC 소형 칩 안테나의 모의실험과 제작, 측정 결과를 나타내었다. 설계된 LTCC 칩 안테나의 전체 크기는 $9mm\times15mm\times1.2mm$ 이다. 이중 대역 동작 특성을 위해 적층된 상부 미엔더 방사 패치는 하부 미엔더 방사 소자에 0.3mm의 높이를 갖는 비아홀을 통해 연결되었다. 하부의 미엔더 방사 소자는 GPS 대역에 중심 주파수가 일치하도록 설계되었으며, 상부의 미엔더 방사 페치는 K-PCS 중심 주파수에 일치하도록 설계 변수가 결정되었다. 제안된 안테나의 공진 주파수와 주파수 비는 미엔더 방사 패치의 실효 공진 길이와 비아홀의 높이 설계 변수에 의해 결정될 수 있었다. 제작된 안테나의 제반 특성으로부터 본 논문에서 제안된 안테나는 다중대역에서 동작하는 소형 칩 안테나로 응용될 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권10호
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• pp.990-998
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• 2011

본 논문에서는 GPS L2/L1, GLONASS 통합 수신기용 다중 대역 단일 패치 안테나를 설계 및 제작하였다. 설계된 안테나는 이중 급전 방식이고, 슬롯을 가진 단일 마이크로스트립 패치와 임피던스 매칭 회로로 구성되어 있다. 설계하고자 하는 안테나의 주요 목표 규격은 동작 주파수 대역인 GPS L2(1,227.6 MHz)/L1(1,575.42 MHz), GLONASS(1,602 MHz)에서 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio) 2.0 이하, 우선회 원형 편파(RHCP: Right-Hand Circularly Polarization) 특성, 30 dB 이상의 능동형 안테나 이득, 3 dB 이하의 축비이며, 시험을 통하여 주요 규격이 만족됨을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1189-1196
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• 2015

본 논문에서는 GPS/WiMAX/WLAN 시스템에 적용 가능한 다중밴드 대역을 갖는 모노폴 안테나를 설계, 제작 및 측정 하였다. 제안된 안테나는 마이크로스트립 급전을 바탕으로 두 개의 사각 링과 한 쌍의 L 선로로 구성되어 삼중 대역의 특성을 갖도록 설계하였다. 최적화된 수치를 얻기 위해 상용 툴인 HFSS을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 제안된 안테나는 $27.0{\times}54.0{\times}1.0mm3$의 크기로 유전율 4.4인 RF 4 기판 위에 제작되었다. 제작 결과, 제안된 안테나는 -10dB 임피던스 대역폭을 기준으로 300 MHz(1.325~1.625 GHz), 400 MHz (2.275~2.675 GHz), 그리고 600 MHz (3.15~3.75 GHz)의 대역폭을 얻었다. 또한 제안된 안테나는 요구되는 3개 대역에서 측정된 이득과 방사패턴의 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.829-834
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• 2009

본 논문에서는 아래위로 7.6 mm의 간격을 갖고 있는 두 개의 금속판을 단락 핀으로 연결하고, 그 사이에 급전점을 위치시킴으로써 MediaFLO(Media Forward Link Only)/GPS(Global Positioning System)/Bluetooth 대역의 안테나 구현하였다. 안테나는 각각 사용 주파수 밴드별로 $0.5\;{\lambda}$ 슬롯 안테나와 단락된 패치 안테나의 배열로 해석이 가능하다. 제안된 안테나는 최근에 늘어나고 있는 금속 몸체를 갖는 이동 통신 단말기에서 별도의 안테나 없이, 단말기의 몸체를 안테나로 재활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제4권1호
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• pp.89-95
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• 2005

본 논문에서는 GSM/GPS/DCS/US-PCS 핸드 셋을 위한 4중 대역 안테나를 제안한다. 제안되어진 안테나는 핸드 셋의 제한된 내부 공간에 집적하기 위하여 저자세로 설계되어 지고 ,다중대역을 위해 $\lambda$/4 길이를 갖는 세 개의 방사점으로 구성된다. 또한 안테나의 크기 변화 없이 넓은 대역폭을 얻기 위하여 방사체 아래의 접지면을 제거하였고, GPS/DCS/US-PCS 대역의 편리한 임피던스 매칭을 위하여 방사체 중앙에 슬릿을 추가하였다. 제안되어진 안테나는 전 대역에서 VSWR 3:1 대역폭을 만족하고, anechoic chamber (10m$\times$6m$\times$4m)내의 측정 결과 전 대역에서 최대 이득은 -2.19 dB 에서 2.09 dB이다

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권7호
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• pp.678-685
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• 2013

본 논문에서는 하이브리드 급전 구조를 가지는 이중 대역 GPS 패치 안테나를 설계하였다. 설계된 개별 안테나는 GPS 배열 안테나로 사용되며, 배열에서 개별 안테나의 방향을 조절하여 패턴 왜곡 및 간섭을 최소화하였다. 제안된 안테나는 GPS $L_1$(1.5754 GHz), $L_2$(1.2276 GHz) 대역에서 각각 공진하는 2개의 방사 패치를 가지고 있으며, 광대역 및 원형 편파 특성을 구현하기 위해 칩 커플러를 이용한 2-포트 급전 방법을 사용하였다. 설계된 개별 안테나를 각각의 장착 위치에서 네 방향(${\phi}=0^{\circ}$, ${\phi}=90^{\circ}$, ${\phi}=180^{\circ}$, ${\phi}=270^{\circ}$)으로 돌려가며 중앙 안테나와 가장 적은 패턴 왜곡과 간섭을 가지는 방향으로 안테나를 장착하였다. 배열 안테나 측정 결과, 중앙 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$과 $L_2$ 대역에서 0.3 dBic, -1.0 dBic, 측면 안테나의 전면 방향 이득은 $L_1$과 $L_2$ 대역에서 1.6 dBic, 1.0 dBic를 가지며, 이를 통해 제안된 배열 안테나가 이중 대역 GPS 배열 안테나로 사용 가능함을 확인하였다.