• 제목/요약/키워드: Ultra-Wideband(UWB) Antenna

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UWB 통신용 대수 주기 보우타이 다이폴 배열 안테나 (Log-Periodic Bow-tie Dipole Array(LPBDA) Antenna for UWB Communications)

  • 여준호;이종익
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권9호
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    • pp.4095-4100
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    • 2011
  • 본 논문에서는 UWB 통신용으로 사용할 수 있는 대수 주기 보우타이 다이폴 배열 (LPBDA) 안테나에 대하여 연구하였다. 일반적인 LPDA 안테나에서 사용되는 다이폴 소자 대신에 보우타이 형태의 다이폴 소자를 사용하였고, 보우타이 소자의 양끝으로 벌어진 각도에 따른 LPBDA 안테나의 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. 양끝으로 벌어진 각도가 증가할수록 LPBDA 안테나의 가장 낮은 동작 주파수가 저주파수 대역으로 이동하여 주파수 대역폭이 늘어나지만, 평균이득은 줄어들었다. 그러나, LPDA 안테나에 비해 이득의 변화는 적고 전후방비가 향상되었다. 표준 LPDA 안테나와 양끝으로 벌어진 각도가 13도인 LPBDA 안테나를 FR4(비유전율 4.4, 두께 0.8 mm) 기판상에 제작하였다. 측정한 이득은 3.1~10.6 GHz 대역에서 표준 LPDA 안테나는 4~6.5 dBi 범위에 있고 LPBDA 안테나는 4.2~5 dBi 범위에 있다.

UNII 밴드에서 대역 저지 특성을 갖는 초광대역 안테나 (UWB Antenna with Band Stop Characteristic in UNII Band)

  • 노양운;정경호;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.194-198
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    • 2005
  • UNII(Unlicensed National Information Infrastructure) 밴드에서 대 역 저지 특성을 갖는 새로운 형태의 UWB 통신용 마이크로스트립 급전 원형 패치 안테나를 제안한다. 안테나의 대역 저지 특성은 inverted-U 슬랏을 이용하여 구현한다. 제안한 안테나는 inverted-U 슬랏의 길이를 변화시켜 대역 저지 주파수 범위를 결정한다. 측정된 안테나의 대역폭은 VSWR<2를 기준으로 $2.9\~12.1GHz$에 걸쳐 광대역 특성을 만족하며 $4.9\~6GHz$ 부근에서 대역저지 특성을 갖는다 안테나의 복사 패턴은 모포폴과 비슷한 전 방향성 특성을 나타내며 전 동작 주파수 대역에 걸쳐 균일한 이득 특성을 갖는다.

실내와 실외 무선통신 환경에서 초광대역 클러스터 신호의 도착 방향 추정 (Estimating Angle-of-Arrival of UWB Cluster signals in an Indoor-to-Outdoor Wireless Communication)

  • 이용업;서영준;최진규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권5C호
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    • pp.556-561
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    • 2006
  • 본 논문에서는 불규칙한 각도 퍼짐을(Random Angle Spread) 가지는 실내와 실외 무선통신환경에서의 초광대역(UWB) 클러스터 신호들의 도착 방향을(Angle-of-Arrival) 추정하기 위하여 초광대역 신호 모형을 고려한다. 기존의 UWB 방향 추정 알고리즘은 다중경로 신호와 클러스터 방향을 모두 추정하는 과정으로 복잡한데, 이를 극복하기 위해 클러스터 자체 방향만을 따로 추정할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 잘 알려진 다중신호분류(MUSIC) 알고리즘을 기반으로 한 추정 기술을 제안하고 제안된 추정 기술에 의하여 수신 클러스터에 대한 도착 방향 추정치가 얻어진다. 제안한 신호 모형과 추정 기술은 컴퓨터 모의실험에 의하여 증명된다.

무인 차량 탑재형 전방 관측 영상 레이다 가능성 연구 (Feasibility Study of Forward-Looking Imaging Radar Applicable to an Unmanned Ground Vehicle)

  • 선선구;조병래;박규철;남상호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1285-1294
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    • 2010
  • 무인 차량의 야지 자율 주행을 위한 목적으로 수풀 뒤쪽에 가려져 있는 장애물을 탐지하고 회피하기 위해 수풀을 투과하여 차량의 전방을 고해상도로 영상화 할 수 있는 근거리 초광대역 영상 레이다를 설계한다. 광대역 특성에 적합하고 배열 구성이 용이한 소형 평판형 비발디 안테나를 설계하고 방사 패턴 및 정재파비를 측정한다. 영상의 거리 해상도를 기준으로 대역폭을 분석하고, 방위각 해상도를 기준으로 수신용 배열 안테나를 설계한다. 수신용 배열 안테나의 간격과 영상 해상도 및 표적의 신호 중첩 관계를 분석한다. 수풀로 부터 반사되는 신호를 수신하기 위해 회로망 분석기를 이용하여 계단 주파수 파형을 사용하는 합성 개구면 레이다를 구성한다. 제안한 방법은 수풀에서 코너 반사기를 위치시키고 이것의 반사 신호를 영상화함으로써 수풀의 투과 특성 및 레이다 영상의 해상도를 분석하여 무인 차량에 적용가능성을 보인다.

복사 모드 해석에 의한 사각형 평면 모노폴 안테나의 대역폭 예측 (Bandwidth Prediction for the Rectangular Planar Monopole Antenna by Radiation Mode Identification)

  • 전중창;심재륜;김태수
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.70-74
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    • 2015
  • 본 논문에서는 광대역 사각형 평면 모노폴 안테나의 복사 모드를 해석함으로써 사각형 평면 모노폴이 광대역 특성을 갖는 원리를 규명하고 대역폭 예측 공식을 제시한다. 사각형 평면 모노폴 안테나는, 설계와 제작이 용이한 장점으로 인하여, 기존의 원통 실린더형 모노폴을 대체하여 UWB(Ultra Wide Band) 및 다중 밴드용 안테나로서 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 설계에 있어서 실린더형 모노폴의 설계 원리를 준용하고 있으며, 광대역이 실현되는 원리의 규명과 상측 대역의 주파수 범위를 예측할 수 있는 공식이 아직 발표되어 있지 않다. 본 연구에서 사각형 평면 모노폴은 주파수에 따라 상이한 이중 복사 모드를 가짐으로써 광대역 특성이 구현됨을 보였으며, 각 모드의 형성 원리에 근거하여 대역폭을 예측할 수 있는 공식을 제시하였다. 주파수 범위 예측 공식을 기존에 발표된 제작 결과에 적용하여 10 % 이내의 정확도가 얻어짐을 확인하였다.

초광대역 평면형 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서의 설계 (Design of Active Antenna Diplexers Using UWB Planar Monopole Antennas)

  • 김준일;이원택;장진우;지용
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.1098-1106
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    • 2007
  • 본 논문은 초광대역 코프래너 급전 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서 구조를 제안한다. 제안된 다이플렉서 구조는 초고주파 시스템 집적 패키지 기술(RF System on Package: RF-SoP)을 이용한 것으로서 평면형 초광대역 모노폴 안테나와 능동 소자를 직접 연결법에 의해 연결하여 다이플렉서(diplexer)를 형성하는 방식이다. 이는 안테나 회로 성분과 능동 소자의 패키지 회로 성분으로 형성되는 통과 대역을 이용함으로써 별도로 추가된 대역 통과 필터 등의 회로 구조 없이 다이플렉서를 내장하여 구성하는 방식이다. 따라서 입력된 수신 신호의 주파수 대역에 따라 동작 회로가 분리되며, 분리된 수신 신호가 능동 소자의 동작에 의해 증폭되는 능동 안테나 다이플렉서(diplexer)로서 구성된다. FR-4 에폭시 기판 위에서 제작된 능동 안테나 다이플렉서의 특성을 측정한 결과, 2.4 GHz 수신 단자에서는 0.9 dB의 삽입 손실(insertion loss), 1.1 GHz(2.0{\sim}3.1\;GHz)$ 대역폭, 17.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었으며, 5.8 GHz 수신 단자에서는 0.8 dB의 삽입 손실, 650 MHz$(5.25{\sim}5.9\;GHz)$ 대역폭, 15.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었다 또한 -10.0 dB 이상의 주파수 분리(isolation) 특성과 -20.0 dB 이상의 고조파 성분(harmonics) 감쇄 특성을 나타내어, 제시된 능동 안테나 다이플렉서 구조가 설계된 동작을 하고 있음을 알 수 있었다.

병리학적 조직 진단장치 개발에 대한 타당성 분석 연구 (Feasibility Study for the Development of a Device for Pathological Tissue)

  • 고채옥;박민영;김정란;이애경;최형도;최재익;백정기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.341-350
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    • 2006
  • 본 논문에서는 병리학적 조직의 산골 특성을 이용한 유방암 탐지 기법을 제안하고, 암 진단 장치 구현 가능성을 분석하였다. 이를 위해 탐지 알고리즘을 개발하고, 시뮬레이션과 측정을 통해 타당성을 검증하였다. 유방암 진단방법으로 microwave imaging 기법을 사용하였고, 시뮬레이션 시각셀의 크기는 1 mm로 모델 링 하였고, 직육면체 형태의 유방 조직의 크기는 $15cm{\times}15cm{\times}7cm$이며 피부 조직의 두께는 1 mm, 암 조직은 각각 다른 크기의 구 형태로 모델링하였다. 측정을 위해 유방 조직과 암 조직으로 구성된 단순한 실험 모델과 초광대역 안테나를 제작하였다. 측정 결과 암 조직을 잘 검출할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 암 조직 진단 장치용 시스템 개발을 위해서는 반사 손실 특성이 우수한 초광대역 안테나 설계와 정확한 보정 신호가 매우 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다. 현재 상용화 개발을 위한 연구가 추진 중에 있다.

무선 USB 동글을 위한 내장형 광대역 안테나 (Internal Ultra-Wideband Antenna for Wireless USB Dongles)

  • 김진혁;황금철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1638-1639
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    • 2011
  • 본 논문에서는 초소형 무선 USB 동글 장치를 위한 광대역 접힌(folded) 모노폴 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 CPW 급전으로부터 삼지창 형상의 선로를 적용하여 광대역 특성을 구현하였다. 최종 설계된 안테나의 크기는 $16{\times}44.8{\times}3.5\;mm^3$이며, low-profile의 무선 USB 동글용 안테나에 적합하다. 제안된 안테나는 $S_{11}$ < -10 dB 기준으로 2.28~10.8 GHz의 공진 주파수 대역을 가지므로 WiBro (2.3~2.4 GHz), Bluetooth (2.4~2.484 GHz), WiMAX (2.5~2.7 GHz, 3.4~3.6 GHz), satellite DMB (2.605~2.655 GHz), 802.11b/g/a WLAN (2.4~2.485 GHz, 5.15~5.825 GHz), UWB(3.1~10.6 GHz)의 무선 대역을 지원 할 수 있다. 측정된 평균 이득의 범위는 -3.41 dBi 에서 -0.84 dBi 이다.

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금속 함체내부로 입사되는 고출력 전자기 펄스에 대한 전자회로의 민감성 분석 (The Susceptibility of Electronic Circuits inside the Cavity by HPEM(High Power Electromagnetics) Environment)

  • 황선묵;권해옥;허창수;최진수
    • 전기학회논문지
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    • 제61권12호
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    • pp.1892-1897
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    • 2012
  • Modern electronic circuits are of importance for the function of communication, traffic systems and security systems. An intentional threat to these systems could be of big casualties and economic disasters. This study has examined susceptibility of electronic circuits inside the cavity by HPEM(High Power Electromagnetics). The UWB measurements were done at an anechoic chamber using a RADAN voltage source, which can generate a transient impulse of about 200 kV. The HPEM wave penetrated inside the metal case appeared to the long damped ringwave of pulse length compared with the incident wave. In addition, the resonant frequency generated inside the metal case occurred primarily in the range of 1~3 GHz. The frequency band of 1~3 GHz was influenced on the electronic circuit, which was confirmed by an external antenna and an internal absorber. The electronic circuit was influenced by HPEM infiltrated into the cavity at the 86 kV/m out of the metal cases. Also in case of an absorber the susceptibility of an electronic circuit was smallest among other cases(aperture, antenna). It is considered that absorber has a function absorbing electromagnetic wave infiltrated into the cavity and simultaneously limiting resonance by varying a boundary condition inside the cavity. Based on the results, electronic equipment systems could be applied to protection that has suited system requirements.

초광대역 통신용 LTE/WiMAX 이중대역 안테나 설계 (LTE / WiMAX Dual Band Antenna Design for Ultra-wideband Communications)

  • 김경록;강성운;홍용표;김갑기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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    • pp.441-444
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초광대역 통신을 위한 LTE/WiMAX용 마이크로스트립 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나의 기판은 FR-4(er=4.3)이고 크기는 29[mm] x 45[mm]이며 LTE 주파수대역인 1.82[GHz]와 WiMAX 주파수의 대역인 3.5[GHz]의 대역에서 사용할 수 있는 특성을 갖도록 설계하였다 시뮬레이션은 CST Microwave Studio 2014을 사용하였으며 시뮬레이션 결과 이득은 1.82[GHz]일 때 1.785[dB], 3.5[GHz]일 때 1.720[dB]이다. S-Parameter 또한 원하는 주파수 대역에서 -10dB(WSWR2:1) 이하의 결과를 볼 수 있었고, 광대역성, 소형화, 저가격화, 저손실화 등을 구현하기 위하여 각 단계마다 이론적 근거에 의한 수식을 이용하였고 슬롯의 폭, 길이, 전송선로의 폭 등을 계산하였다. 그러므로 원하는 조건을 만족하여 해당 안테나의 적용이 가능할 것으로 사료된다.

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