• 제목/요약/키워드: microwave lens

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균일한 삽입손실을 갖는 광대역 빔 조향용 대칭형 초고주파 렌즈 (Symmetric Microwave Lens with Uniform Insertion Loss for Broad-band and Wide Beam Steering Coverage)

  • 김인선;이광일;오승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.279-287
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    • 2002
  • 본 논문에서는 광대역에서 광각을 조양할 수 있는 대칭형 구조의 선형 우상배열 송신기용 초고주파 렌즈를 설계하였다. 선형 위상 배열 송신기의 정확한 빔 조향 특성을 얻기 위해 렌즈의 균일한 진폭 전달 특성을 얻는데 중점을 두었다. 빔 포트 8개, 배열 포트 8개로 구성된 초고주파렌즈의 입.출력 포트간 삽입손실의 편차는 $\pm$3.1㏈로써 6~18㎓ 대역에 대해 매우 균일한 특성을 얻었다. 8개로 선형 배열된 안테나를 이용해 방위각 $\pm$60$^{\circ}$의 조향 특성을 얻을 수 있음을 확인하였으며, 측정한 렌즈 특성과 다중빔 조향 패턴을 제시하였다.

Design of Plano-Convex Lens Antenna Fed by Microstrip Patch Considering Integration with Microwave Planar Circuits

  • Yu, Seung-Gab;Yeon, Dong-Min;Kim, Yong-Hoon
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제1권1호
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    • pp.67-72
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    • 2001
  • In this paper, the plano-convex lens antenna fed by a single patch is studied for a microwave remote-traffic monitoring sensor with constraints of small size and low cost. Measurement of an AUT (Antenna Under Test) involves the considerations of a triangular groove for matched layer and metallic shielding effects. A formulation for extracting the parameters of a piano-convex lens antenna, based on geometrical optics, is introduced using Fermat`s principle of the equi-phased ray condition. Teflon ($\varepsilon_{{\gamma}}$/ =2.0) is chosen as a material of a plano-convex lens antenna for adjustment of aberrations on the lens surfaces automatically. A fabricated plano-convex lens shows 3-dB beamwidth of 7.5 degree and side-lobe level of -29 dB with an aperture distribution of the parabolic-squared taper on pedestal. This lens supports easier integration with the planar microwave circuits by using a microstrip single patch as a primary feeder of the lens antenna.feeder of the lens antenna.

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A Concept of Adaptive Focusing using a Rotman Lens for Detecting Buried Structures

  • Kim, Jae-Heung
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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    • pp.536-540
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    • 2003
  • A new concept of adaptive focusing, using a Rotman lens, is presented in this paper. A Rotman lens is a microwave lens which is able to focus microwave power on its focal arc or generate multiple beams. By adding the array of phase shifters between a Rotman lens and antenna elements, the wavefront can be adaptively modulated to focus objects distributed in short range rather than far-field zone. From the optical point of view, the propagations of the lens have been simplified from the Fresnel diffraction integral to the Fourier transform. Using Fourier Transform, a beam propagation method has been developed to show improvement of the resolution by controlling wavefront of wave propagating from an aperture-type antenna array. The beam width(or spot size) and intensity have been calculated for a focused beam propagating from an array having $10{\lambda}$ of its size. For the beam with $20{\lambda},\;30{\lambda}$, and $50{\lambda}$ of geometrical focal length, the half-power beamwidth (spot size) is about $1.1{\lambda},\;1.3{\lambda}$, and $1.9{\lambda}$, respectively.

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Characterizations of Spherical Luneburg Lens Antennas with Air-gaps and Dielectric Losses

  • Kim, Kang-Wook
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제1권1호
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    • pp.11-17
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    • 2001
  • In this paper, spherical Luneburg lens antennas have been systematically analyzed using the Eigenfunction Expansion Method (EEM), The developed technique has capability of performing a complete 3-D analysis to characterize the multi-layered dielectric spherical lens with arbitrary permittivity and permeability. This paper describes the analysis technique, and presents the results of the parametric study of Luneburg lens antennas by varying design parameters suoh as the diameter of the lens antenna (up to 80 wavelength), number of spherical shells (up to 30 shells), air-gaps between spherical shells, and dielectric loss of the material. Many representative engineering design curves including the far-field patterns, wide-angle sidelobe characterizations, antenna efficiency have been presented.

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중량측정법에 의한 하이드로젤 콘택트렌즈의 함수율 측정에 관한 연구 (A Study on the Measurement of Water Content in Hydrogel Contact Lens by Gravimetric Method)

  • 김태훈;예기훈;성아영
    • 한국안광학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.59-63
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    • 2008
  • 목적: 본 연구의 목적은 수분제거 방법과 건조 방법에 따른 함수율 측정에 관하여 알아보고자 하였다. 방법: 다양한 함수율을 갖는(47%~58%) 72개의 하이드로젤 콘택트렌즈를 대상으로 중량측정법으로 함수율을 측정하였다. 실험실 온도는 $25^{\circ}C$, 습도는 21%로 유지하였다. 두 방법 모두 저온처리 후 실온에서 30분 건조하여 무게를 측정하는 방식으로 측정하였다. 결과: Dry blotting 방법은 함수율이 47.43${\pm}$8.48%로 측정되었으며, Wet blotting 방법은 48.15 ${\pm}$8.36%로 측정되었다. 또한 Wet blotting 방법으로 측정한 함수율이 약 0.7% 정도 높게 측정되었다. 건조 방법에 따른 함수율에서 vacuum oven을 사용하여 건조한 함수율이 47.89${\pm}$8.06%, microwave oven을 사용하여 건조하여 측정한 함수율이 49.56${\pm}$7.06%로 나타났으며, microwave oven을 사용하여 측정한 함수율이 약 1.67% 높은 함수율을 나타내었으나 통계적으로 유의한 차이를 나타내지는 않았다(p>0.05). 결론: 렌즈의 함수된 무게를 측정하기 위한 Dry blotting 방법과 Wet blotting 방법 중 Wet blotting에 의한 방법이 무게가 높게 측정되었으며, 함수율 역시 더 높게 측정되었다. 또한 건조된 무게를 측정하기 위해 렌즈를 건조시키는 방법에 있어 vacuum oven을 사용한 건조보다 microwave oven로 건조하여서 측정한 함수율이 더 높은 값을 나타내었으나 microwave oven을 사용할 경우 더 정확한 측정을 위해 그 microwave의 조사 강도나 시료의 위치에 있어 더욱 세심한 주의가 필요하다.

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Radant Lens용 45 위상 변위 레이어의 등가회로 연구 (Study on Equivalent Circuit of 45 Phase Shift Layer for Radant Lens)

  • 성철민;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.1121-1127
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    • 2010
  • 본 논문에서는 X-대역 Radant lens 4-bit 위상 변위기 설계에 필요한 $11.25^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$ 위상 변위 레이어(layer) 중에서 $45^{\circ}$ 레이어의 등가회로에 관하여 기술한다. $45^{\circ}$ 위상 변위 레이어에 대한 CST사의 MWS (Microwave Studio)와 Agilent사의 ADS(Advanced Design System) 시뮬레이션을 비교 분석하여 등가회로를 추출하고, 등가회로를 통해 얻을 수 있는 이론치와 측정치를 비교한다. 또한, 추출된 등가회로를 활용하여, 4-bit Radant lens의 위상 bit 시뮬레이션 결과도 제시한다.

유전판 로트맨 렌즈 (A Dielectric Slab Rotman Lens)

  • 김재흥;조춘식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.1108-1115
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    • 2004
  • 본 논문에서는 밀리피터파 대역의 응용에 적용될 수 있는 새로운 형태의 로트맨 렌즈를 제시하였다. 본 논문에서 새로이 제시하는 유전판 로트맨 렌즈는 도체손실과 포트간 상호간섭(mutual coupling)을 감소시킬 수 있는 특성을 지니고 있으며 밀리미터 대역에서 구현이 보다 용이한 구조이다. 기존의 렌즈가 도체 평판 구조인데 반해 제안된 렌즈는 유전판과 슬롯으로 구성되어 있으며 TE$_{0}$모드로 구동한다. 중심주파수 15 GHz에서 9개의 빔 포트와 9개의 배열포트로 구성된 렌즈를 9개의 TSA(Tapered Slot Antenna) 배열과 더불어 설계 및 제작하였다. 측정결과에 따르면 빔폭은 13 GHz에서 약 15$^{\circ}$이며 효율은 약 34 %를 나타냈으며 포트간 상호간섭은 주파수가 상승함에 따라 점진적으로 감소함을 관찰할 수 있었다. 밀리미터 파 대 역에서 제작 및 측정 장비의 부족으로 인해 설계주파수를 15 GHz로 크게 낮추었음에도 불구하고 효율은 평행 도체판 구조의 렌즈와 대등한 값을 얻었다. 향후 밀리미터파 대역에서 고유전율 막(high dielectric thin film) 형태로 제작된다면 도체 손실파 상호간섭을 크게 감소시킬 것이 기대된다.

전파를 이용한 도체 Scale 분석에 Regression Progress 기법 이용 연구 (Regression Progress to Evaluate Metal Scale Thickness using Microwave)

  • 문성진;박위상
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.1-5
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    • 2010
  • 본 논문은 열연 공정을 거친 철강 강판에 형성된 산화철 층, 즉 scale 층의 두께를 유전체 렌즈 안테나를 이용하여 측정하는 방법을 소개하였다. 유전체 렌즈 안테나는 X 밴드 대역에서 주파수에 독립적인 특성을 가지며, 혼 안테나에서 방사되는 구면파를 초점이 형성되는 평면에 평면파를 형성하는 역할을 한다. 이러한 동작원리를 이용하여 철강 강판에 형성된 scale 층에 완전 도체와 유전체로 형성된 two-layer 구조에 직각 입사하는 평면파의 이론적 해석이 적용될 수 있다. Scale의 두께를 도출해 내는 과정에서 유전체 렌즈의 영향을 최소화하기 위한 calibration 과정이 삽입되었으며, 이로 인한 반사 계수 위상의 오차가 발생하였다. 이러한 위상 오차에 의한 scale 두께의 오차를 줄이기 위하여, 수치적으로 regression 방법을 사용하였으며, 기존의 iteration 방법과 비교하여, 주기적으로 얻어지는 두께의 값이 아닌 단일 두께 값을 얻어낼 수 있었다.

주기적인 금속 스트립 패턴을 갖는 유전체 층이 놓인 평행판 도파관내에서의 전파 특성 (Propagation Characteristic in Parallel Plate Waveguide with Dielectric Layer Having Periodic Metal Strip Pattern)

  • 조정래;김동석;이기오;류상철;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.45-51
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    • 2009
  • 본 논문에서는 주기적인 금속 스트립 패턴을 갖는 유전체 층이 놓인 평행판 도파관내에서의 전파 특성에 대하여 기술하였다. CST사의 MWS(Microwave Studio)를 이용하여 금속 스트립 사이에 연결된 PIN 다이오드의 ON/OFF 상태를 금속 스트립의 단락/개방 상태로 각각 시뮬레이션을 하였고, X-대역 4-bit radant lens 위상변위기에 사용될 수 있는 $11.25^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$ 유전체 층을 설계하였다. 설계된 각 유전체 층의 위상차 시뮬레이션 결과는 $11.28^{\circ}$, $23.2^{\circ}$, $46.22^{\circ}$이었다. 또한, Agilent사의 ADS(Advanced Design System)를 이용하여 각 유전체 층에 대한 동작대역에서의 등가회로를 구현 및 시뮬레이션 하였고, MWS 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 최종적으로 $11.25^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$ 유전체 층을 제작하여 중심주파수에서 각각 $9.6^{\circ}$, $22.4^{\circ}$, $43^{\circ}$의 측정된 위상차를 얻었다.