라이시안 채널에서의 수신 신호 모의 실험 및 검증

이범선,이일용,박정일,박경룡,연광일,어익수,강인,Lee, Bom-Son,Lee, Il-Yong,Park, Jung-Il,park, Kyung-Ryung,Yeon, Kwang-Il,Eo, Ik-Soo,Kang, In 한국전자파학회 1998 한국전자파학회논문지 Vol.9 No.3

복잡하고 다양한 전파 환경을 라이시안 채널로 모델링할 수 있는 가능성에 대해서 검토해 보았다. 라이시안 채널에서의 수신 신호를 컴퓨터 시뮬레이터를 제작하여 모의 실험하였고, 모의 실험된 신호의 PDF(포락선 크기의 분포), PSD(Power Spectral Density), LCR(Level Crossing Rate), ADF(Average Duration of Fades), BER(Bit Error Rate)를 이론치와 비교한 결과 매우 잘 일치함을 확인할 수 있었다. The possibility of modeling the complex and diversified radio environment using Rician channel has been considered. The signals received in Rician channel have been simulated using the computer simulator. The PDF(Probability Density Function of the Envelope amplitude), PSD(Power Spectral Density), LCR(Level Crossing Rate), ADF(Average Duration of Fades) and BER(Bit Error Rate) of the simulated signal have been compared with those of theory. They were shown to be in good agreement.

CPW에 삽입된 T자형 DGS

김형미,이범선,Kim Hyung-Mi,Lee Bom-Son 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.10

본 논문에서는 CPW에 식각된 T자형 DGS를 제안하고 전송이론을 이용하여 전파 방사를 포함한 손실률, BW(3-dB fractional bandwidth) 등을 closed-form 형태의 수식으로 유도하고 이의 영향에 대해 분석한다. 제안된 T자형 DGS 구조는 기존의 아령형 DGS 구조보다 약 5.5배정도 큰 커패시턴스(C) 조절 특성을 가진다. 또 DGS 등가회로의 R, L, C값과 손실률, BW, 저지대역 공진 각주파수($\omega_0$)의 상관관계를 정량적으로 이끌어낸다. In this paper, we propose a T-shaped DGS for CPW and provide the closed-form solutions for power loss rate, and bandwidth of the DGS. The proposed T-shaped DGS structure has a range of capacitance(C) 5.5 times wider than the dumbbell-shaped DGS structure. In addition we also analyze relations between R, L, C values of the DGS equivalent circuit and total loss rate, BW, $\omega_0$ of the DGS.

고 전도율과 고 유전율 물질에 부착 가능한 RFID 태그 안테나

권홍일,이범선,Kwon Hong-Il,Lee Bom-Son 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.8

본 논문에서는 UHF 대 역용(911 MHz) 태그로 금속체 부착 가능한 태그로써 PIFA 형태 를 채택하여, $50{\times}30{\times}4$ mm의 크기로 칩의 임피던스(77-j100 ${\Omega}$)와 공액 정합이 되는 태그 안테나를 설계 및 제작하였다. RFID 태그로부터 backscattering 되는 필드, 즉 RCS(Radar Cross Section)을 통해 태그 안테나의 성능을 평가하였다. 제안된 태그 안테나는 칩의 임피던스에 쉽게 정합시킬 수 있는 간단한 구조이고, foam을 이용하여 저가에 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다. RCS값이 칩이 단락일 때 RCS 값은 $-21\;dBm^2$이고, 정합일 때는 $-10.2\;dBm^2$로 효율적인 RCS 특성을 가지고 있다. In this paper, we design a UHF band RFID tag antenna which is conjugate matched to an impedance of a chip and also mountable on conductive materials. The proposed tag antenna is very compact($50{\times}30{\times}4mm$) with a modified PIFA shape. The proposed tag antenna has an advantage of easy matching to various chip input impedances. The performance of the antenna is evaluated by monitoring RCS in the reader direction. The RCS of the designed tag is $-10.2\;dBm^2$ when the chip is shorted and is $-21\;dBm^2$ when the chip impedance is a complex conjugate of the antenna impedance.

새로운 미앤더 라인 칩 안테나 설계

전찬익(Chan-ik Jeon),이범선(Bom-son Lee) 한국통신학회 2002 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2002 No.7

UHF 대역 RFID 태그 안테나의 RCS(Radar Cross Sections) 분석 및 측정

문효상,김남훈,이종욱,이범선,Moon, Hyo-Sang,Kim, Nam-Hoon,Lee, Jong-Wook,Lee, Bom-Son 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.1

RFID 시스템에서 태그 안테나의 성능을 평가하는 중요한 기준은 우수한 인식 거리라고 할 수 있다. 태그 안테나의 인식 거리를 결정하는 요인 중 가장 중요한 것이 Radar Cross Sections(RCS)이다. 본 논문에서는 수동형 RFID 시스템에서의 태그 안테나의 RCS값을 두 개의 송 수신 리더 안테나와 network analyzer를 가지고 간단하게 측정할 수 있는 방법을 제안한다. Network analyzer로 송신 안테나에서 수신 안테나로 전달되는$S_{21}$ 값을 측정하고, 이것을 가지고 RCS 식으로 계산하여 RCS 값을 추정할 수 있다. 그리하여 RCS의 측정값, 시뮬레이션 값, 이론값을 서로 비교하였다. 측정에 사용된 태그 안테나는 2개의 다이폴 타입 태그 안테나와 1개의 금속 태그, 1개의 inductively coupled 태그 안테나를 사용하였다. 실험 결과 다이폴 타입 태그에 경우는 측정 값, 시뮬레이션값, 이론값이 거의 일치하고 다른 구조의 태그는 근사적으로 RCS 값을 추정할 수 있다. In the RFID system, one of the important criteria of tag antenna performance is the detection distance. The most important factor determining the detection distance of the tag antenna is the Radar Cross Sections(RCS). In this paper, we propose a method to simply measure the RCS of the RFID tag antenna using two reader antennas(Tx and Rx) and a network analyzer. We estimate RCS' from the RCS equation based on the measured $S_{21}$ using the network analyzer. We compare the measured $S_{21}$ values with the calculated $S_{21}$ values and the simulated $S_{21}$ values using EM simulator. The used tag antennas are two kinds of dipole-type, metal-type, and an inductively-coupled type ones. In case of the dipole type, the measured, simulated and calculated values of the RCS are almost the same. In case of other types, we obtain the measured RCS values with a difference of about 3 dB.

저항성 십자 표면 구조를 이용한 광대역 박형 흡수체 설계

이준호(Jun-Ho Lee),김건영(Gunyoung Kim),이범선(Bom-Son Lee) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.3

본 논문에서는 저항성 sheet를 이용한 광대역 박형 흡수체 설계법을 제안한다. 제안된 흡수체의 등가회로는 직렬 RLC 공진회로와 종단이 단락된 전송선으로 이루어진다. 이 등가회로를 바탕으로 임의의 설계주파수에서 흡수체가 λ/4보다 얇은 두께를 가지면서도, 광대역 흡수율 특성을 가지는 세가지 조건을 정리하였다. 수치해석을 통해 이를 동시에 만족하는 R, L, C 소자 값을 구했다. 구한 등가 R, L, C값은 특정한 chip 저항이나 표면저항을 가지는 십자 모양의 구조로써 구현이 가능하다. 이러한 설계법을 설계 중심주파수 3 GHz에서 적용해서 두께가 18.75 mm(전기적 길이 67.5°)이고, 90% 흡수율 기준으로 116 % 대역폭을 갖는 광대역 흡수체를 설계하였다. This paper presents a design method for thin but wideband absorbers using resistive sheets. Its equivalent circuit consists of a series RLC resonant circuit and a short-terminated transmission line. Based on this equivalent circuit, we presented the three conditions for an electromagnetic absorber which has a thickness less than a quarter wavelength and wide absorption bandwidth at center frequency. By using an root-finding algorithm, the equivalent resistance, capacitance, and inductance of the absorbers are obtained. These equivalent circuit values for the absorber surface can be realized by a 2D periodic cross-shaped structure which has required surface resistance. Using the design method, we have designed the absorber which has 18.75 mm(67.5° electrical length) thickness and 90 % absorption bandwidth of 116 % bandwidth at 3 GHz.

유도 결합 구조를 응용한 UHF 대역 Near-Isotropic 태그 안테나

안준오,장형민,문효상,이범선,Ahn, Jun-Oh,Jang, Hyung-Min,Moon, Hyo-Sang,Lee, Bom-Son 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.12

본 논문에서는 유도 결합 구조를 응용하여 등방향 방사 특성에 근접하고 기 상용화된 태그 칩과의 임피던스 매칭과 제작이 용이한 UHF(911 MHz) 대역 RFID 태그 안테나를 설계 제작하였다. 제안된 안테나는 $40{\times}46mm\;(0.12{\times}0.14{\lambda})$의 크기를 가지고 수직 입사의 경우에 최대 RCS가 $-18.5dBm^2$이며, 3 dB RCS 대역폭이 9 MHz(1%)이다. 태그 칩과 안테나 임피던스가 단락 상태일 때의 RCS가 방향에 따라 최대 $-16.9dBm^2$, 최소 $-21.4dBm^2$로 4.5 dB의 차이를 보여, 기존 다이폴 형태의 안테나가 가지는 입사파의 방향에 따른 문제점을 대폭 개선하였다. 또한 설계된 안테나를 제작하여 입사파 각도에 따른 RCS를 측정하였고, 시뮬레이션 결과와 유사함을 확인하였다. This paper presents an UHF band(911 MHz) RFID tag antenna which has near-isotropic radiation pattern and easy conjugate impedance matching characteristics to any commercial chips of usual practice through the application of an inductively-coupled feeding. The proposed antenna of compact size $40{\times}46mm\;(0.12{\times}0.14{\lambda})$ has, at normal incidence, the maximum RCS of $-18.5dBm^2$ and the 3 dB RCS bandwidth of 9 MHz(1 %) in case of short chip load. It has the maximum and minimum RCS' of $-16.9dBm^2\;and\;-21.4dBm^2$ depending on the incident angles. The difference of about 4.5 dB is relatively small compared with that (about 70 dB) of a pure dipole antenna. The designed antenna has been fabricated and its RCS' have been measured varying the angles of incidence. The measured RCS' have been found to have good agreement with the simulated ones.

휴대 단말형 MIMO 안테나 설계 및 성능 평가

문효상(Hyo-Sang Moon),전계석(Kye-Suk Jun),이범선(Bom-Son Lee) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.12A

본 논문에서는 UMPC급의 휴대 단말에 장착 가능한 소형 MIMO 안테나를 설계 및 측정 분석하였다. 제안된 MIMO 안테나는 두 개의 노치 안테나와 하나의 변형된 모노폴 안테나를 이용해서 40㎜ X 100㎜ 기판안에 세개의 방사 소자를 넣은 것이다. 각 안테나는 중심 주파수 1.8㎓에서 80-200㎒ 의 대역폭을 가진다. 또 전 주파수 대역에서 격리도가 10㏈ 보다 크게 나타나고 있다. 제안된 MIMO 안테나의 성능 평가를 위해서 ARC/TARC, correlation, MEG를 소개하고 안테나의 성능을 평가 하였다. 포락선 상관도는 0.04이하로 계산되었고 평균 유효 이득(MEG)은 1에 가깝게 나타났다. We design, fabricate, and measure a MIMO antenna system mountable on a small PCB (such as UMPC). The proposed antenna system accommodates three radiation elements on the PCB area of 40㎜ X 100㎜. Two of them employ a slot type and one uses a modified monopole with an inverted L shape expecting high isolation and polarization purity. The bandwidth of each proposed MIMO antenna ranges from 80㎒ and 200㎒ at the center frequency of 1.8 ㎓. The isolations between ports have been found to be greater than 10㏈ over the interested frequency band. Besides, the proposed MIMO system has been evaluated in terms of ARC(Active Reflection Coefficient, TARC(Total ARC), correlation, MEG, and etc. The envelope correlation is calculated tobe much less than 0.04 and the ratio of the mean effective gain(MEG) between the antennas is found to be close to unity.

상호 결합이 선형 안테나 전류 분포와 임피던스에 미치는 영향

이일용,이범선 경희대학교 산학협력기술연구원 1996 산학협력기술연구논문집 Vol.2 No.-

Current distribution and impedance of two side-by-side dipoles are analysed using the method of moments. The currents on the dipoles are expanded using eight cosine basis functions which are considered to give very accurate results. The results for the two side-by-side dipoles reduces to those for an isolated dipole when the spacing between the two dipoles is very large. Various aspects of mutual coupling when the spacing is very small are interpreted using the obtained current distribution. The effects of mutual coupling on the antenna pattern are also considered in this paper.