• 제목/요약/키워드: RF 안테나

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RF 에너지 충전 시스템 기능을 위한 이중대역 RFID 태그 안테나 (Dual-band RFID Tag Antenna Applicable for RF Power Harvester System)

  • 문병귀;이창용;김재식;차정훈;이병제
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.46-51
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    • 2013
  • 본 논문에서는 RF 에너지 충전 시스템 기능이 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나(Tag antenna)를 제안한다. 제안된 안테나는 UHF 대역과 Microwave 대역에서 각각 수동형과 능동형의 RFID 태그 안테나로 동작을 한다. 또한 능동형으로 동작하는 Microwave 대역 RFID 태그의 제한된 배터리 용량을 보충하기 위하여 수동형 태그로 동작하는 UHF 대역의 RFID 태그를 위한 RF 신호를 충전 회로에 적용 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나의 특징을 가진다. 제안된 안테나는 UHF 대역 (917~923.5 MHz)과 Microwave 대역 (2.4~2.45 GHz)에서 동작을 위한 $50{\Omega}$의 단일급전이 이용된 다이폴(Dipole) 구조와 미앤더(Meander) 기생 소자들을 이용한 ${\lambda}/2$ 다이폴과 $1{\lambda}$ 다이폴로 각각 동작하는 이중대역 안테나의 특징을 가진다. 다이폴 구조는 Microwave 대역에서 동작을 하며, 다이폴 구조에 추가된 미앤더 기생 소자와 함께 UHF 대역에서 동작을 한다. 즉, Microwave 대역에 대하여 동작하는 다이폴 구조는 UHF 대역에서 동작을 위한 기생 소자들의 간접급전의 역할을 한다. 제작된 안테나는 UHF 대역의 917~923.5 MHz와 Microwave 대역의 2.4~2.45 GHz의 대역에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하며, 또한 전방향적인 방사패턴 (Omni-directional radiation pattern)을 가진다. 안테나의 효율은 UHF 대역에서 45 % 이상, Microwave 대역에서 70 % 이상이며, 각각의 대역에서 0.18 dBi, 2.8 dBi 이상의 최대 이득을 가진다.

순차적으로 전압 인가된 RF MEMS스위치를 이용한 재구성 슬롯 안테나의 설계 (Design of a Reconfigurable Slot Antenna using Sequentially Voltage-Applied RF MEMS Switches)

  • 심준환;윤동식;박동국;강인호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.429-434
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    • 2004
  • 본 논문은 순차적으로 전압 인가된 RF MEMS 스위치를 이용하여 재구성 슬롯 안테나를 설계하였다. MEMS 스위치의 구동전압은 하부 전극과 상부 스위치 사이의 에어캡 높이에 따른 스위치의 특성을 ANSYS 시뮬레이션으로 분석하였다. MEMS 스위치의 구동전압은 하부전극과 상부 스위치 사이의 에어캡 높이와 스위치 형상에 의해 결정된다. 설계된 MEMS 스위치의 길이는 각각 240$\mu\textrm{m}$, 320 $\mu\textrm{m}$, 400 $\mu\textrm{m}$ 이고, 에어캡은 6$\mu\textrm{m}$이었다. 설계된 슬롯 안테나는 전체크기가 10 mm x 10 mm이며, 슬롯의 크기는 길이가 500 $\mu\textrm{m}$, 폭이 200 $\mu\textrm{m}$이었다. 그리고 CPW 급전선은 전체의 길이는 5 mm이며, 입구에서의 CPW는 30-80-30 $\mu\textrm{m}$이괴, 슬롯에서의 CPW는 150-300-150 $\mu\textrm{m}$이다. 세안된 소사의 공진주파수의 튜닝은 RF MEMS 스위치에 DC 바이어스를 인가함으로서 안테나의 전기적인 길이를 변화시켜 이루어진다. 설계된 슬롯 안테나를 시뮬레이션, 제조 및 측정을 하였다.

발사체의 RF 호환성 시험을 위한 소형 S-밴드 안테나 햇 (Compact S-Band Antenna Hat for RF Compatibility Testing of Launch Vehicle)

  • 김성완;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.148-157
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    • 2015
  • 본 논문에서는 발사체와 지상국과의 RF 호환성 시험을 효율적으로 수행하기 위한 소형 안테나 햇을 제안한다. 제안된 구조에서는 통상적으로 쓰는 흡수체가 아닌 도체로 쉴드된 구조를 사용하여 안테나 햇의 소형화와 저손실을 구현하였다. 제작된 S-밴드 안테나 햇의 크기는 $88mm{\times}35mm{\times}44mm$로 역-F 탑재안테나의 크기($74mm{\times}13mm{\times}16mm$)에 비해 많이 크지 않으면서 중심주파수 2.25 GHz에서 25.6 dB의 반사손실, 0.26 dB의 삽입 손실, 49.4 dB의 누설손실을 갖는다. 시뮬레이션 결과와 측정 결과가 상당한 유사성을 보여준다.

K/Ka 대역에서의 LTCC를 이용한 송수신 겸용 L형태 광대역 원형 편파 안테나 (Design of TX/RX Broadband L-Type Circular Polarization Antenna using LTCC at K/Ka Band)

  • 오민석;천영민;김성남;이종문;표철식;최재익;천창율
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.872-879
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    • 2004
  • 본 논문에서는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 공정을 이용한 K/Ka 대역(20~21 GHz/30~31 GHz) 위성통신 송수신 겸용 L형태의 광대역 원형편파 안테나를 제안하였다. 이 안테나는 상대 유전율이 5.2인 LTCC 공정을 이용하여 제작되었으며 적층형 구조로서 다른 RF 회로와 집적화가 가능하다. 또한 LTCC을 이용하였으므로 가벼우면서 다른 RF 회로와의 집적화를 통해 손실을 줄일 수 있고, 전체적으로 시스템 크기를 줄일 수 있다. 본 논문에서 사용한 안테나는 모노폴 안테나의 구부러진 L형태의 간단한 구조로서 LTCC 공정상에서의 구현을 쉽게 하고 손실을 최소화할 수 있도록 하였다.

해상 NB-IoT 서비스를 위한 ICS RF 중계기 (ICS RF Repeater for Marine NB-IoT Service)

  • 조신호;이성렬
    • 한국항행학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.390-396
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    • 2021
  • 본 연구에서는 해양수산부가 2016년 실행 계획을 발표한 전자어구 실명제를 실현할 수 있는 어구 자동식별 모니터링 시스템에서 통신 거리를 늘릴 수 있는 해상 중계기 설계와 제작에 대해 보고한다. 해상 중계기는 중계기를 구성하는 서비스 안테나와 링크 안테나 사이의 되먹임 신호에 의한 발진을 제거할 수 있는 ICS (interference cancellation system) 방식의 RF 중계기로 설계 제작하였다. ICS RF 중계기 설계에 있어 링크 안테나와 서비스 안테나 간 이격을 30 dB 확보하였다. 시험을 통한 검증 결과 ICS RF 중계기의 출력 신호 일부가 입력으로 되먹임되는 신호 레벨이 중계기 이득보다 15 dB 이상 낮을 때 발진에 의해 발생하는 EVM(error vector magnitude)이 성능 기준인 6%보다 낮게 얻어지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 ICS RF 중계기를 어구 자동식별 모니터링 시스템 등의 해상 IoT 네트워크에 적용하면 서비스 영역이 늘어날 것으로 기대된다.

1900MHz 대역 중계기 안테나의 격리도 개선 (The Improvement of Antenna Isolation With 1900MHz Band Repeaters)

  • 박영호;신재철;천창윤
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2003년도 하계학술대회
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    • pp.289-292
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    • 2003
  • 최근 무선통신 분야의 급속한 성장은 양적인 성장에 이어 보다, 고품질의 서비스를 요구하게 되었다. 무선통신 환경에서는 전파강도의 부족으로 전파가 도달할 수 없는 음영지역이 발생하게 되는데 이러한 음영지역까지 통신이 가능하도록 하기위해 기지국으로부터 받은 신호를 재증폭하는 중계기를 사용한다. 이때 중계기의 수신단과 송신단 간의 격리도가 충분히 확보되지 않으면 발진이 일어나 서비스 품질을 떨어뜨리게 된다. 본 논문에서는 중계기에서 신호를 효율적으로 전송하기 위해 수신안테나와 송신안테나 사이의 격리도를 개선할 수 있는 방법으로 반사판의 사용과 홈(groove) 기법, 안테나의 편극을 이용하여 1900MHz PCS 대역에서 50dB 이상의 격리도를 확보할 수 있음을 보인다.

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다중 안테나 시스템을 위한 낮은 복잡도의 송/수신안테나 선택 알고리즘 (Low-complexity Joint Transmit/Receive Antenna Selection Algorithm for Multi-Antenna Systems)

  • 손준호;강충구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권10A호
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    • pp.943-951
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    • 2006
  • MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템에서 성능 향상을 위해 안테나의 수를 증가시킬 수 있으나 RF체인의 증가와 하드웨어의 복잡도에 의해 제한될 수 있다. 이때, RF 체인의 수를 고정시키고 그보다 많은 수의 안테나를 채용한 후, 승)수신 양단에서 채널 상태에 따라 동적으로 안테나를 선택함으로써 이와 같은 문제를 완화할 수 있다. 본 논문에서는 전체 $M_R{\times}M_T$채널 이득 행렬에서 가장 큰 채널 이득을 갖는 송신 안테나와 수신안테나를 교차적으로 선택하여 Frobenius norm을 최대화하는 $M_R{\times}M_T$ 채널 행렬을 결정함으로써 송/수신 양단에서 안테나 선택을 동시에 수행하는 송/수신안테나 선택 알고리즘(joint Tx/Rx antenna selection algorithm)을 제안하며, exhaustive search를 통한 최적 방식과 비교할 때 현저하게 계산량을 줄일 수 있어 구현의 복잡도가 매우 낮은 것이 특징이다. $8{\times}8$ 안테나에서 $4{\times}4$ 안테나를 선택하는 경우 성능면에 있어서는 기존의 최적 방식인 exhaustive search 방식에 비해 $0.5{\sim}2dB$가량의 성능 열화가 있으나, 계산량에서는 약 1/10,000 단위로 복잡도를 감소시킬 수 있음을 예시한다.

저손실 재구성 분배기를 이용한 빔 성형 배열 안테나 설계 (Design of Beam-Forming Array Antenna with a Reconfigurable Power Divider)

  • 태현성;손왕익;장형석;오경섭;유종원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.431-440
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    • 2012
  • 본 논문에서는 새로운 구조의 빔 성형 배열 안테나를 제안한다. 제안된 빔 성형 배열 안테나는 새로운 구조의 저손실 재구성 분배기 및 입체 배열을 통해, 빔 방향 및 빔 폭 제어 특성을 가진다. 여기서, 제안하는 재구성 분배기는 개별 안테나로의 재구성 가능한 RF 전력 분배 기능을 가지고 있기 때문에, 본 안테나에서의 핵심 기술이라 할 수 있다. 또한, 제안된 안테나의 연구 및 특성 입증을 위해, 본 논문에서는 입체형 빔 성형 배열 안테나를 재구성 분배기와 함께 구현하였으며, 실험적으로 RF 전력 분배 모드 제어를 통해 1:1부터 1:N까지 다양한 방사 모드를 가지고 있는 것을 확인하였다.

BD 빔포밍을 이용한 다중 사용자 기반 거대 안테나 통신 시스템용 안테나 선택 기법 (Antenna Selection Scheme for BD Beamforming-based Multiuser Massive MIMO Communication Systems)

  • 반태원;정방철;박연식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.1286-1291
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    • 2013
  • 부족한 주파수 자원의 효율성을 높이기 위하여 다중 사용자 기반 Massive MIMO에 대한 활발한 연구가 이루어진다. 이렇게 많은 송신 안테나를 사용하는 Massive MIMO 기술은 기지국의 기저대역 (Baseband)과 Radio Frequency와 같은 전송단의 하드웨어 복잡도와 빔포밍 벡터 계산량이 급격히 증가시키는 문제를 야기한다. 이러한 문제점은 기지국에서 전송단의 개수를 송신 안테나 수보다 작게 제한하고, 전체 송신 안테나들 중에서 채널 상태를 고려하여 전송단의 개수에 해당하는 안테나만을 선택하여 데이터를 전송함으로써 큰 성능 저하 없이 해결될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 다중 사용자 기반의 Massive MIMO 시스템에 적용할 수 있는 간단하고 효율적인 안테나 선택 기법을 제안한다.

배열안테나 시스템의 평균 내부순환 안테나 교정 방법 (Average Internal Loop-back Antenna Calibration Method for Array Antenna Systems)

  • 이일신;김현수;이홍원;정재학
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권2A호
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    • pp.139-146
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    • 2009
  • 본 논문은 TDD(Time Division Duplex) 배열안테나 시스템에서 빔형성을 할 때와 송신 전력을 할당하는 경우에 필요한 송수신 RF 단의 진폭과 위상 오차를 교정하는 평균자동내부순환교정 방법을 제안한다. 제안된 기술은 기존의 부가적인 내부 신호발생기나 외부의 기준신호를 필요로 하지 않으며 송수신기 내부의 스위치와 커플러를 이용하여 배열안테나 RF단을 교정할 수 있는 방법이다. 또한 한 개의 송수신 RF단을 사용한 교정에 의한 오차를 줄이기 위해서 평균송수신 RF단 교정 방법을 제안하였다. 전산모의실험을 통해 DOA(Direction of Arrival)추정 빔형성 알고리즘이 송수신 RF단 교정에 의해 정확한 빔형성이 되는 것을 보였고 송신 전력 할 당시에도 제안된 교정에 의해 비트오류율이 낮아짐을 보였다.