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

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.59-65
• /
• 2022

본 논문에서는 디지털 능동위상배열 안테나를 간략히 소개하고 주 빔의 부엽을 차단하기 위해 적용된 이중 채널 부엽 차단 빔 형성 방법에 대해 기술하였다. 그리고 안테나 주 빔 및 부엽 차단 빔 설계 결과와 안테나 근접전계 측정 결과로부터 안테나 성능을 검증하였다. 다음으로 기존의 이중 채널 부엽 차단 빔 운용 방식 보다 채널수를 줄이기 위해 단일 채널 부엽 차단 빔 형성 방법을 제안하고, 제안한 방법으로 부엽 차단 안테나에 대한 소자별 가중치 분포를 설계하였다. 마지막으로 설계된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴과 차단 능력을 검증하고 이중 채널 부엽 차단 빔과 비교하였다. 또한, 디지털 능동위상배열 안테나의 수신 근접전계 시험을 통해 측정한 이중 채널 부엽 차단 빔과 제안된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴 및 부엽 차단 성능을 비교/검증함으로써 제안된 부엽 차단 빔 형성 방법에 대한 유효성을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.514-522
• /
• 2000

본 논문에서는 위상천이기 없이 전 방향으로 빔의 주사를 가능하도록 하기 위해 기존의 능동 위상배열 안테 나의 슬롯라인 결합구조를 이용하여 패치 안테나와 능동 소자를 Via-hole을 이용하여 접합함으로써 $4\times4$ 능동 위상배열 안테나를 설계하고 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 능동 위상배열 안테나는 슬롯라인 결합구조를 이용하여 기생방사 결합에 의한 방사패턴의 왜곡울 방지하고, 전체 안테나의 크기도 최소화하며 F FET의 바이어스 전압 조정으로 발진 주파수를 조정할 수 있도록 하였다 .. $4\times4$ 소자를 이용하여 주파수 12.5 GHz에서 발진 주파수가 locking하는 배열된 능동 위상배열 안테나의 일차원 빔 주사 범위는 브로드사이드로부터 $-17^{\circ}~18^{\circ}$로 나타났고, 시율레이션 결과와 대체로 일치했으나 사이드 로브 레벨이 약간 높게 나타났 다. 이차원 빔 주사를 이용하여 $\phi_0=45^{\circ}$일 때의 빔 주사 범위는 $-5^{\circ}~10^{\circ}$로 나타났다. 이를 이용하여 2차원 빔 주사에 응용할 수 있음을 확인하였고, 이것은 위성을 이용한 방송 및 통신 시스탬이나 radar 시스댐에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제27권7호
• /
• pp.625-634
• /
• 2016

소자 단위에서 디지털로 신호를 수신하는 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나는 최종적인 수신 빔을 디지털 빔형성 방법으로 합성하므로 일반적인 근접전계 시험 방법을 적용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나를 시험하기 위한 근접전계 수신 시험 구성과 방법을 제시하였다. 또한, 디지털 빔 합성 과정과 잡음 합성 과정을 토대로 근접전계 수신 시험을 통해 수신 빔 패턴 뿐 아니라, 수신 성능을 대표하는 안테나의 이득 대비시스템 잡음 온도의 비(G/T)를 측정하는 방법을 제시하고, 실제 개발된 L-밴드 장거리레이다용 완전 디지털 수신 능동위상배열안테나를 이용하여 검증한 결과를 제시하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1963-1970
• /
• 1998

본 논문에서는 위상천이가 없이 발진기간의 결합을 통해 빔을 주사하는 이차원 발진기형 능동 위상배열 안테나의 결합소자로 이차원 슬롯라인 결합구조를 제안하여 실험을 통해 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 슬롯라인 결합구조는 방사소자인 마이크로스트립 패치 안테나의 E-면과 H-면을 각각 결합하기 위하여 방사소자의 뒷면인 접지면에 $|{=}|$ 형태의 슬롯라인으로 구성되어졌으며, 슬롯라인의 폭, 실이 그리고 개수등에 의한 결합정도를 조사하여 최적의 결합구조를 제안하고 이를 $2{\times}5$ 소자 배열 안테나에 적용하여 실험하였다. 실험을 통하여, 2개의 소자가 배열된 H-면은 빔폭이 약 $42^{\circ}$이고 5개의 소자가 배열된 E-면은 빔폭이 약 $15^{\circ}$이며, 빔이 브로드사이드로부터 $-20^{\circ}$에서 $15^{\circ}$까지 주사함을 확인하였다. 따라서, 이차원 슬롯라인 결합을 이용한 발진기형 능동 위상배열 안테나가 실제로 이차원 평면배열 안테나로의 응용이 가능하다는 것을 알 수 있다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제18권4호
• /
• pp.254-259
• /
• 2020

Phased-array antennas comprise a demanding antenna design methodology for commercial wireless communication systems or military radar systems. In addition to these two important applications, the phased-array antennas can be used in beamforming for wireless charging. In this study, a four-way analog beamforming front-end module (FEM) for a hybrid beamforming system is developed for 2.4 GHz operation. In a hybrid beamforming scheme, an analog beamforming FEM in which the phase and amplitude of RF signal can be adjusted between the RF chain and phased-array antenna is required. With the beamforming and beam steering capability of the phased-array antennas, wireless RF power can be transmitted with high directivity to a designated receiver for wireless charging. The four-way analog beamforming FEM has a 32 dB gain dynamic range and a phase shifting range greater than 360°. The maximum output RF power of the four-way analog beamforming FEM is 40 dBm (=10 W) when combined the four individual RF paths are combined.

• 한국전자파학회지:전자파기술
• /
• 제2권1호
• /
• pp.46-54
• /
• 1991

排列 素子간의 급전 位相差에 의하여 放射 빔의 방향을 조정할 수 있고 指向性과 利得을 높일 수 있는 마이크 로스트립 슬로트 素子가 圓形으로 排列된 位相 排列 안테나 시스템을 提案 設計하였다. 排列된 슬로트의 수와 圓의 반경을 변화시켜 요구되는 指向性과 利得을 얻을 수 있으나, 본 연구에서는 4개의 마이크로스트립 슬로트를 원주의 接線방향으로 排列시키고 바렉터 다이오드릎 사용한 아나로그 移相器로 안테 나 소자에 급전시켜 40。까지 放射 빔을 조정시킬 수 있는 位相排列 안테나시스템을 분산과 불연속 특성을 고려 하여 10 GHz에서 마이크로스트립 선로로 製作하였다. 측정 결과는 이론과 잘 일치하였으며, 64개의 마이크로스트립 디스크 패치를 短形排列시킨 경우(1)와 비교하였을 때 배열 소자의 수를 고려한 안테나의 性能이 전반적으로 향상되었음을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.1071-1078
• /
• 2003

본 논문에서는 IMT-2000 소형 기지국 시스템 응용을 위한 광대역 특성을 갖는 위상 배열 안테나 시스템의 평판형, 소형 구조를 설계 및 구현하였다. 저비용, 단순 설계의 빔 형성망을 구성하기 위해 두 가지 방법이 제안되었다. 첫번째로 연속적으로 위상을 조정할 수 있는 새로운 소형 광대역 위상 천이기를 병렬 결합선로를 이용하여 설계하였으며, 둘째로는 위상 배열 안테나에서 기준 위상을 갖는 위상 천이기를 대체할 수 있는 등가적인 위상 지연기를 제안하였다. 또한 광대역 시스템 구현을 위해 광대역 위상 천이기와 함께 광대역 특성을 갖는 와이드 슬랏 안테나를 단위 안테나로 설계하였다. 따라서 설계된 위상 배열 안테나 시스템은 낮은 복잡도와 적은 공정 비용에도 불구하고 소형, 광대역, 그리고 넓은 빔 틸팅 각도를 갖도록 설계되었다. 제작된 3${\times}$l 선형 위상 배열 안테나 시스템은 와이드 슬랏 안테나의 접지면으로 충분한 1.6 λ${\times}$ l.6 λ의 소형 구조로 구현되었으며, 실험 결과 IMT-2000 대역 내에서 15 dB 이하의 S$_{11}$을 보였고, E평면 방사 패턴에서 -29$^{\circ}$에서 +30$^{\circ}$의 빔 스캔 각도를 나타내었다.다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제36권12B호
• /
• pp.1752-1757
• /
• 2011

기존의 위상 배열 레이더는 인접한 안테나 단일 파형의 위상차를 이용하여 특정 방향으로 신호를 집중시키는 방식이다. 반면, MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 레이더는 다수 파형을 넓게 분포한 안테나를 통해 전송하는 방식이다. 이때, 다수의 파형과 넓게 분포한 안테나로부터 발생한 공간 다이버시티를 높은 SNR (Signal-Noise Ratio) 영역에서는 위상 배열 레이더보다 우수한 타켓 검출 성능을 보인다. 하지만, 낮은 SNR 영역에서는 신호를 집중시켜 어레이 이득을 얻는 위상 배열 레이더가 더 좋은 성능을 나타낸다. 본 논문에서는 MIMO 레이더에 위상 배열 안테나를 결합하여 다이버시티 이득과 어레이 이득을 모두 얻을 수 있는 지향성 MIMO 레이더의 검출 성능을 비교해 본다. 이와 더불어 실제 시스템에서 발생할 수 있는 지향각 오차에 대한 민감도가 성능에 미치는 영향을 분석허여, RF 장비의 수가 제한적이고 타켓 검출 성능이 제한적인 상황에서 각 레이더 성능을 비교하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.147-156
• /
• 1996

본 논문에서는 평면형 도파관 스롯 배열 안테나의 빔 조향 방정식을 제시하였다. 빔 조향시 안테나 회전축의 기움각과 개구면 분포는 가장 중요한 요소이다. 빔 조향 관련 식들로 부터 원하는 빔 방향에 대한 안테나 개구면의 위상 분포 및 주피수를 구하였다. 또한 일차원 위상 배열 안테나의 변위기에 위상 데이타릎 전달하는 고속 제어 알고리즘을 개발하였다. 제어 회로의 복잡성파 위상 전달시간을 줄이기 위해 직렬 중계에 의한 변위량 공급 방식을 제안하였다. 이 방식은 간단한 회로구조를 가지므로 복잡한 2차원 완전 위상 배열 안테나에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.