• 미래기술융합논문지
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• 제3권3호
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• pp.9-15
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• 2024

본 논문은 X-Band 애플리케이션에 활용하기 위한 4x4 마이크로스트립 어레이 안테나 최적화 설계와 제작에 대한 연구 결과를 제시하고 있다. 일반적으로 마이크로스트립 패치와 어레이 안테나 설계 파라미터는 기판의 종류와 패치의 사이즈를 조정함으로써 원하는 공진 주파수와 이득을 얻을 수 있다. 이 연구는 X-Band 공진 특성과 이득을 향상시키기 위해 최적의 기판 재료로 설계된 4x4 어레이 안테나 설계와 제작을 통한 특성 측정 결과를 소개하였다. 설계된 안테나의 크기는 10mm(W)x7.4mm(W)x0.79(H)mm 이다. 사용된 유전체 기판은 Rogers RO 4350B(ε_r=3.54)이며 안테나 급전 방식은 안테나의 사이즈를 줄이기 위해 인셋피드(Inset-fed) 방식이 적용되었다. 제안된 구조의 단일패치와 4x4 어레이 안테나는 설계 중심 주파수 10.3GHz에서 안정된 SWR(<1.5) 특성과 18.5dBi의 이득으로 예측되었다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 안테나가 제작되었고 측정 결과도 시뮬레이션 결과와 유사한 특성을 나타내는 것을 보았다. 본 연구에서 제안된 안테나는 군사, 위성 통신, 생물의학 분야를 포함한 X-Band 애플리케이션에 활용될 수 있다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제2권3호
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• pp.32-40
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• 1991

단일 급전으로 원형편파 특성을 얻을 수 있는 정사각형 마이크로스트립 안테나 소자에서의 입력 임피던스 해석을 위해 전송선로 모델을 수정 제안하였으며, 이를 기초로 11.2-12.4GHz의 광대역 주파수 범위에서 동작하는 대수주기형 마이크로스트립 배열 안테나를 3개의 공진 소자 ($3\times1$)로 구성하였다. 또한 X-band에서의 고이득 위성통신용 안테나로 응요하기 위해 이 대수 주기형 마이크로스트립 아네타 4로를 평면 배열 안테나 ($3\times4$배열)로 구성하였으며, 각 대수주기형 배열 사이의 간격을 조절하면서 원거리 전계 에서의 복사 패턴 및 null 변화를 시뮬레이션 하여 그 변화가 최적으로 도는 배열 간격을 결정하여, 8dBi의 이득과 VSWR 2.3이하로 약 7% 이상의 대역 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.553-563
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• 2010

본 논문에서는 UWB 대역에서 최적 임펄스 신호 전송을 위한 테이퍼 슬롯 안테나(Tapered Slot Antenna: TSA) 설계에 대해 연구하였다. UWB 대역에서 동작하는 TSA는 end-fire 특성을 갖는 광대역 안테나로, 펄스 전송을 위한 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band) 시스템에 적합하다. 지향성 특성을 갖는 테이퍼 슬롯 안테나는 UWB 대역에서 손실이 적고, 임펄스 전송시 최소 에러를 가져야 한다. 전송되는 펄스 왜곡을 최소로 하기 위해 테이퍼 슬롯 안테나 급전부를 구성하는 광대역 임피던스 변환기와 microstrip/slotline 천이부 설계에 대해 연구하였으며, 설계된 테이퍼 슬롯 안테나에 대한 펄스 충실도는 전자기파에 대한 시간 영역 분석이 가능한 CST를 이용한 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 시뮬레이션과 펄스 상관식 유도를 통해 계산하였으며, 제작된 안테나에 대해 두 안테나를 0.5 미터 이격시킨 두 안테나 사이에서 약 93.89 % 정도의 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 chirp Z-변환 알고리즘을 유도를 통해, 나노초 이하의 펄스 신호에 대해 zoom-in 기능을 부여함으로써 펄스 신호에 대한 왜곡, 지연 및 분산 특성 등의 분석이 가능하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.171-176
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• 2013

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 규격에서 제시하는 2.4 GHz 대역의 지그비 모듈용으로, 안테나의 크기를 줄이기 위하여 접지면의 모서리에서 절단되어진 마이크로스트립 급전 소형화된 폴디드 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반적인 지그비 모듈의 PCB크기인 $35mm{\times}35mm$ 내에서 가장자리의 $35mm{\times}9mm$로 제한된 공간 내에서 제작되었다. 측정된 임피던스 대역폭과 안테나 최대 이득은 각각 120 MHz (2.37~2.49 GHz), 2.4 dBi이고, 방사패턴은 일반적인 폴디드 슬롯 안테나와 유사하며 통과대역 내에서 일정한 경향을 보인다. 이와 같은 안테나의 특성과 단순한 구조는 지그비 모듈에 적용하기 적합한 안테나로 제공되는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권7A호
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• pp.537-546
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• 2003

본 논문에서는 ISM(5GHz)대역에서 동작하는 개구 결합 원 편파 패치 안테나를 제안하고 단일 원 편파 패치 안테나에 광대역성과 원 편파의 특성을 향상시키기 위해 0$^{\circ}$, 90$^{\circ}$, 180$^{\circ}$, 270$^{\circ}$와 0$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 90$^{\circ}$, 135$^{\circ}$의 서로 다른 위상 지연을 갖는 시퀀셜 로테이션 배열 방법을 사용하여 각각 2$\times$2 안테나로 설계하여 비교 분석하였다. 그 결과 90$^{\circ}$와 45$^{\circ}$의 위상 지연을 갖는 시퀀셜 로테이션 배열 2$\times$2 안테나가 광대역 특성과 축비가 개선됨을 확인하였다. 또한 45$^{\circ}$의 위상 지연을 갖는 시퀀셜 로테이션 배열 2$\times$2 안테나가 90$^{\circ}$의 위상 지연을 갖는 시퀀셜 로테이션 배역 2$\times$2 안테나에 비해 임피던스 대역폭과 축비 특성이 개선되었음을 검증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제15권5호
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• pp.108-115
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• 2016

본 논문에서는 배열 합성 혼 안테나를 설계하고 고출력 마그네트론을 연결하여 방사전력을 측정하였다. 제안된 안테나는 $4{\times}4$ 배열 합성 혼 안테나 특성을 바탕으로 후방 방사를 억제시키기 위해 합성 혼 개구면 상, 하단에 2단 단락구조물을 부착하여 빔폭 E-plane $8.86^{\circ}$, H-plane $7.35^{\circ}$, 전후방비 39.7 dB를 얻었다. 또한 배열된 마그네트론을 이용한 배열 혼 안테나의 방사전력을 측정하기 위하여 도파관 어댑터를 설계하여 마그네트론과 혼 안테나를 연결 시켰고 고출력의 파워를 측정하기 위해 중간단에 에어갭을 넣은 마이크로스트립 라인 커플러를 설계하였다. $4{\times}4$ 배열 합성 혼 안테나의 중앙에 4개의 마그네트론을 연결하여 측정한 결과 평균 방사 출력 0.063 W를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권12호
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• pp.30-36
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• 2009

마이크로스트립-CPS (coplanar stripline)의 초광대역 발룬을 이용하여 초광대역 부품을 개발하였다. 초광대역 발룬은 DC 근처부터 40 GHz 이상의 대역에서 동작하고 있으며, 이를 응용한 초광대역 부품 또한 10 GHz 이상의 주파수 대역을 가지고 있다. 개발된 초광대역 부품은 초광대역 안테나, 주파수 혼합기, 주파수 체배기 및 검파기가 있으며, 주로 상용으로 판매되는 캐리어(carrier) 형태 및 하우징 형태의 소자로 개발이 되었다. 뿐만 아니라, 새로운 구조의 표면실장형 전이구조를 개발하여 이러한 소자를 표면실장형의 형태로 구현하였다. 표면 실장형 소자의 한 예로, 체배기는 출력 주파수 8 ~ 28 GHz의 초광대역의 특성을 가지고 있다. 고성능, 저가의 초광대역 소자는 기존의 비싼 소자들을 대체 할 수 있으며, 향후 UWB의 여러 응용분야에 사용 되리라 예상된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.913-919
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• 2008

본 논문에서는 밀리미터파 시스템에 응용이 가능한, 마이크로스트립으로 급전되는 초광대역 테이퍼 슬롯 안테나의 새로운 설계법을 제시하고 그 실험결과를 보여주고 있다. 초광대역 특성을 가지는 마이크로스트립-CPS 전이 구조 혹은 발룬을 적용하여 테이퍼 슬롯 안테나 고유의 초광대역 특성을 얻었고, 안테나와 발룬의 연결은 임피던스 정합의 방법을 이용함으로 테이퍼 슬롯 안테나 설계를 간단하게 하였다. 테이퍼 슬롯 안테나 설계에는 페르미-디락(Fermi-Dirac) 테이퍼 함수와 corrugation을 적용하였다. 제안된 안테나는 23 GHz에서 58 GHz까지의 초광대역 주파수 특성을 가졌으며, 12에서 14 dBi의 비교적 높고 평탄한 이득과 낮은 부엽 레벨을 가졌다. 또한, 4개의 소자로 이루어진 간단한 선형 배열 안테나를 통하여 광대역 위상 배열 및 밀리미터파 센서에 응용될 수 있음을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.665-669
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• 2018

본 논문에서는 해상에서 사용할 수 있는 소형 광대역 통신용 안테나를 위해 2.65 GHz, 5 GHz 대역에서 동작하는 LTE/Wi-Fi 통신용 안테나를 설계하였다. 대역폭의 개선을 위해 마이크로스트립 패치 안테나를 선택하였고 각 단계마다 이론적인 근거에 의한 수식을 이용하여 슬롯의 폭, 길이, 전송선로의 폭 등을 계산하였다. 또한 3D 설계가 가능한 CST Microwave Studio 2014 프로그램을 이용하여 마이크로스트립 안테나를 설계하였고, 설계된 안테나를 시뮬레이션한 결과 반사손실이 2.65 GHz에서 -12.712 dB이고 5 GHz에서 -16.583 dB의 값을 보여주었다. 이득은 2.65 GHz에서 1.738 dBi의 값과 5 GHz에서 3.284 dBi의 수치를 보여주었다. 육상에서 사용하는 안테나와 비교하였을 때 통신속도, 통신의 안정성 등 차이가 나타나기 때문에 육상통신보다 열악한 환경인 해상에 사용 가능한 LTE/Wi-Fi용 이중대역 안테나를 설계하고자 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.872-882
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• 2005

본 논문에서는 수식적 방법을 통하여 수동 RFID 태그 안테나의 동작 원리를 설명하였고, 유도 결합 방식을 이용하여 커패시티브한 태그 칩을 부가적인 정합 회로 없이 장착할 수 있는 UH F대역 초소형 수동 RFID 태그 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 단일 평면 구조 형태로 PET 기판에 손쉽게 인쇄할 수 있어 생산비 절감을 통한 대량 생산이 용이하며, Pareto 유전자 알고리즘과 IE3D 시뮬레이션 툴로 최적화하여 안테나의 크기를 kr=0.27($2 cm^2$)까지 소형화하였다. 최적화 한 RFID 태그 안테나의 성능을 검증하기 위하여 몇 개의 표본 안테나를 제작하고 반사 손실, 복사 효율, 복사 패턴 등을 측정하였다. 상용 태그 칩과 고정형 리더 시스템을 이용하여 제작된 태그 안테나의 인식 거리를 측정하였고, 약 $1{\~}3 m$의 인식 거리를 가지는 것을 확인하였다.