• Current Optics and Photonics
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• 제7권2호
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• pp.157-165
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• 2023

We propose a highly directional waveguide grating antenna for an optical phased array, achieving high directionality of more than 97% by interleaving the trenches with different etching depths in the silicon nitride layer, and adopting a multilayered structure. Meanwhile, the multilayered structure reduces the perturbation strength, which enables a centimeter-scale radiation length. The beam-steering range is 13.2°, with a wavelength bandwidth of 100 nm. The 1-dB bandwidth of the grating is 305 nm. The multilayered grating structure has a large tolerance to the fabrication variation and is compatible with CMOS fabrication techniques.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.806-812
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• 2000

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.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권10호
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• pp.799-805
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• 1991

In this paper, the analysis and design of a spirally slotted array antenna with high efficiency are presented. Electric fields in the slots are calculated by electromagnetic fields in the upper waveguide and radiation field equations are derived. Slots are arrayed spirally on the upper circular plate of twofold radial waveguide. In order to suppress grating lobes from the array, a slow wave structure is inserted in the upper waveguide. This antenna is characterized by a good circular polarization, high efficiency of 75 percent and grating lobes below -34dB.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권6호
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• pp.522-530
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• 2019

We present simulation methods to accurately determine the transmission efficiency and far-field patterns (FFPs) of a shallow-etched waveguide grating antenna (WGA) formed on a silicon-on-insulator wafer based on the finite-difference time-domain (FDTD) approach. The directionality and the FFP of a WGA with >1-mm in length can be obtained reliably by simulating a truncated WGA structure using a three-dimensional FDTD method and a full-scale WGA using a two-dimensional FDTD with the effective index method. The developed FDTD methods are applied to the simulation of an optical phased array (OPA) composed of a uniformly spaced WGA array, and the steering-angle dependent transmission efficiency and FFPs are obtained in OPA structures having up to 128-channel WGAs.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.594-606
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• 1999

접지돈 유전체슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여 있는 격자구조에 대한 전자파 산란특성을 TE 편파의 경우에 대하여 반사격자(reflection grating)관점과 누설파안테나(leaky wave antenna)관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 Bragg blazing현상을 두가지 형태(공진형과 비공진형)로 구분하였으며 그 특성(복소전파상수, 산란특성, 전류밀도분포)에 대하여 논의하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권3호
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• pp.94-100
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• 2019

본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절 소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1363-1375
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• 2000

접지된 유전체 슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여 있는 격자구조에 대한 전자파 산란 특성을 TM편파의 경우에 대하여 반사격자(reflection grating)관점과 누설파안테나(leaky wave antenna)관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 Bragg blazing 현상을 두가지 형태(공진형과 비공진형)로 구분하였으며 그 특성(복소전파상수, 산란특성, 전류밀도분포)에 대하여 논의하였다. 특히, 본 연구구조의 TE 및 TM편파 경우에서 확인한 Bragg blazing 현상에 관하여 상세히 기술하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권10호
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• pp.90-97
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• 1996

A numerical method for scattering of electromagnetic waves from a periodic strip grating over a grounded dielectric slab is considered for TE and TM polarization cases from the viewpoints of both reflection grating problem and leaky wave antenna problem. The analysis is based on a mode expansion method, floquet's theorem, and the method of moments. Numerical results involving some combinations of geometric parameters are presented in terms of complex propagation constant (kd-$\beta$d diagram), radiation pattern, and relative scattered powers of spectral modes. In particular, the relationship between complex propagatio constnat form the viewpoint of leaky wqve antenna problem and Off-bragg and bragg blazing phenomena from the viewpoint of reflecton graing problem is investigated.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제1권2호
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• pp.161-165
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• 2001

The radiation characteristics of leaky wave emanated from finite strip-grating loaded dielectric coated coaxial waveguide with finite periodic thick slots are investigated theoretically. The rigorous integral equations are derived for the proposed structure using the courier transform, mode expansion, and sine series expansion of the electric current on metallic strips, and the simultaneous linear equations are obtained. The effects of finite strip-grating loading on a dielectric-coated coaxial waveguide with finite periodic thick slots are examined in terms of radiation characteristics.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.193-198
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• 2001

접지된 유전체슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여있는 격자구조에 대한 전자파 산란현상을 반사격자(reflection grating) 관점과 누설파안테나(leaky wave antenna) 관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 입사파의 편파에 무관한 Bragg blazing 현실과 동시에 Bragg 및 off-Bragg blazing 현상이 확인되는 경우를 조사하였으며 그 특성(복소전파상수, 복사패턴, 산란특성)에 대하여 논의하였다.