저피탐 특성 향상을 위한 UAV 흡입구 형상 구조 변경

하정제(Jungje Ha),배지훈(Gihun Bae),임진우(Jinwoo Yim),유흥철(Heung Cheol Yoo) 한국항공우주학회 2019 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2019 No.11

이중 변환 믹서 방식 역지향 배열 안테나 시스템의 반사 전자기파 상쇄 응용

하정제(Jungje Ha),장성훈(Sunghoon Jang),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.12

본 논문에서는 역지향 배열 안테나 시스템을 제안하고, 이를 기반으로 대응 신호를 발생시켜 전자기파를 능동적으로 상쇄할 수 있는 가능성에 대하여 알아보았다. 제안한 시스템은 전자기파가 입사할 경우 입사 방향에 대한 사전 지식이 없더라도 입사 방향으로 신호를 발생시켜 송신할 수 있다. 이를 레이더 전자기파 상쇄에 응용할 경우, 물체에 반사되어 레이더로 되돌아 가는 반사 신호의 진행 방향과 같은 방향으로 대응 신호를 송신하여 상쇄시킬 수 있다. 이때 상쇄 효과를 최대화하기 위해서는 역지향 배열 안테나 시스템의 입력과 출력 사이의 높은 격리도가 필수적이다. 본 연구에서는 이를 위해 이중 변환 믹서 방식의 시스템을 제안하였다. 주파수가 동일한 믹서의 입출력 신호 사이에 높은 격리도를 확보하여 시스템에서 발생된 신호의 송신 방향과 레이더 신호의 입사 방향 사이의 오차를 최소화시킴으로써 반사 신호 억제 효율을 극대화할 수 있다. 실험적 검증을 위해 이중 변환 믹서 방식 2×2 역지향 배열 안테나 시스템을 설계, 제작하여 사각 금속판과 원통에 대하여 반사파상쇄 실험을 수행하였다. 최대 29 dB까지 반사파가 감소되는 결과를 얻음으로써 제안된 방법의 유효성을 확인하였다. In this paper, a retrodirective anatenna array system is proposed and the possibility of actively cancelling electromagnetic waves based on this system is investigated. When a rectrodirective array system receives an electromagnetic wave, it can send waves in the direction of the incoming signal without prior knowledge of the direction. In applications to cancellation of radar signals, the system can generate and send signals to the radar so that it cancels the radar signals that are reflected back to the radar. In such a system, isolation between the input and output ports is a key factor that determines the effectiveness of cancellation. In this work, a dual-conversion mixer system is proposed to maximize the isolation. Since this minimizes the difference between the direction of reflection of radar signals and the transmission of cancellation signals, the effectiveness of cancellation is maximized. Experimental results for a metallic plate and metallic cylinder shows as much as 29-dB reduction in reflection for a 2×2 retrodirective array based on proposed dual-conversion mixer system, which verifies the proposed method of active cancellation.

전자기파 반사 감소를 위한 역지향 배열 안테나 시스템

하정제(Jungje Ha),장성훈(Sunghoon Jang),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.1

본 논문에서는 병렬 믹서 구조의 역지향 배열 안테나 시스템을 제안하고, 이를 능동 상쇄에 적용하였다. 주파수 체배기를 이용해 입사 신호의 두 배 주파수를 발생시켜 국부 발진 신호로 활용함으로써 임의의 주파수에서 위상 공액 특성을 자동적으로 얻을 수 있다. 이러한 특성의 제안된 시스템은 전자기파가 입사할 경우 입사 방향뿐만 아니라 주파수에 대한 사전 지식이 없더라도 입사 방향으로 상쇄 신호를 송신할 수 있으므로 능동 상쇄를 위해 활용될 수 있다. 또한, 병렬믹서 구조를 통해서 주파수가 동일한 믹서의 입출력 신호 사이의 높은 격리도를 확보함으로써 정확한 입사 신호 방향으로 송신 신호를 발생 시킬 수 있다. 실험적 검증을 위해서 병렬 믹서 방식의 2×2 역지향 배열 안테나 시스템을 설계, 제작하여 금속성 원통에 대한 반사파 상쇄 실험을 수행하였다. 제안된 시스템 적용 후 반사 신호의 크기가 최대 26 dB까지 감소되는 결과를 통해 제안된 방법의 유효성을 확인하였다. In this paper, a cancellation technique for electromagnetic waves is realized based on a retrodirective antenna array system. The system re-transmits a signal to the direction of the incoming signal, with the same frequency and opposite phase. For the experimental verification, a 2×2 retrodirective array system is designed and fabricated. Experimental results for a metallic cylinder show as much as 26-dB reduction in reflection.

결합 선로 이중 대역 필터의 대역폭이 줄지 않는 설계 방법

이승구(Seungku Lee),하정제(Jungje Ha),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.3

본 논문에서는 분로 스터브가 연결된 결합 선로로 구성된 이중 대역 필터의 새로운 설계 방법을 제안한다. 이중 대역 필터가 단일 대역 필터와 두 목표 주파수에서 같은 응답 특성을 갖는 조건에 기반한 기존 설계 방법과는 달리 제안하는 설계 방법은 두 필터가 같은 전파 상수와 같은 영상 임피던스를 갖는 조건을 바탕으로 한다. 이는 기존 설계 방법과는 달리 대역폭이 줄어들지 않는 설계 방법으로 복잡한 과정을 통한 대역폭 보상이 필요없으므로 보다 간단한 설계가 가능한 장점이 있다. 또한 새로운 이중 대역 필터 설계 방법을 제공함으로써 보다 유연한 설계를 가능하게 한다. 실험적 검증을 위하여 중심 주파수가 1 ㎓와 3.5 ㎓인 이중 대역 체비셰프필터를 설계 및 제작하였으며, 측정 결과는 전자기 모의실험 결과와 매우 일치하는 우수한 특성을 보인다. This paper proposes an improved filter synthesis method for dual-band filters based on coupled lines loaded with shunt stubs. The conventional design method relies on equality of the response of the conventional single-band filter and its dual-band counterpart at two frequencies. On the other hand, the proposed method is based on equivalence of the propagation constants and the image impedances of the two filters. Therefore, the proposed method does not suffer from bandwidth reduction phenomena, which requires complex compensating process in the conventional method. Also, the alternative design parameters provided by the demonstrated method enable to construct dual-band filters with more flexibility. For experimental verification, a Chebyshev type dual-band filter with center frequencies at 1 ㎓ and 3.5 ㎓ is designed and fabricated. The measured results are in excellent agreement with the full-wave simulated results.

유전체 장벽 방전 플라즈마의 Monostatic 레이다 단면적 측정

이현재(Hyunjae Lee),정인균(Inkyun Jung),하정제(Jungje Ha),신웅재(Woongjae Shin),양진모(Jin Mo Yang),이용식(Yongshik Lee),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.3

본 논문에서는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 플라즈마에 의한 monostatic RCS 감소 특성을 측정하였다. Monostatic 레이다 단면적(radar cross section: RCS) 교정을 위하여 서로 다른 크기의 금속 평판을 사용하여 산란계수(scattering parameter)를 측정하였고, 그 결과 0.4 ㏈ 이내의 오차를 보였다. DBD 플라즈마에 의한 monostatic RCS 감소 특성을 측정하기 위해 DBD 플라즈마 발생기 뒤에 금속 평판을 배치하였다. 금속 평판과 플라즈마 발생기 사이에 아크 방전(arc dischrage)이 일어나는 것을 방지하기 위해 금속 평판과 DBD 플라즈마 사이의 간격을 띄워 측정을 진행하였다. 그 결과 7.4 ㎓에서 monostatic RCS가 최대 약 3 ㏈ 감소하였다. In this paper, reduction of monostatic RCS by DBD plasma is measured. For the calibration of monostatic RCS, S-parameters of two metallic plate in different sizes are used and the result is within 0.4 ㏈ error. Metallic plate is put behind DBD plasma generator for measuring reduction of monostatic RCS by DBD plasma. To prevent arc discharge between metallic plate and DBD plasma generator, measurement is progressed spacing the interval between metallic plate and DBD plasma generator. As a result, maximum reduction of monostatic RCS is about 3 ㏈ at 7.4 ㎓.

유동환경용 FSS 전극 유전체 장벽 방전 구조 플라즈마 발생기의 X-Band 내 RCS 감소 효과

오태주(Taejoo Oh),조창석(Changseok Cho),안욱현(Wookhyun Ahn),육종관(Jong-Gwan Yook),이장재(Jangjae Lee),유신재(Shinjae You),임진우(Jinwoo Yim),하정제(Jungje Ha),배지훈(Gihun Bae),유흥철(Heung Cheol You),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.11

본 논문에서는 주파수 선택 표면(FSS: frequency selective surface)을 전극으로 활용한 유전체 장벽 방전 (DBD: dielectric barrier discharge) 플라즈마 발생기를 제안하고, 이를 기반으로 2차원 평면형 타겟의 레이다 단면적(RCS: radar cross section)을 감소시키는 것을 실험적으로 검증한다. 주파수 선택 표면의 통과대역이 레이다 신호의 대역과 일치하도록 설계함으로써 기존 평행판 커패시터형 DBD 발생기와 달리 발생기를 타겟에 부착하는 과정에서 발생하는 타겟의 RCS 왜곡과 레이다 신호의 편파에 따라 응답이 달라지는 현상을 최소화할 수 있다. 나아가서 유전체 테두리를 활용함으로써 전극과 4.572 mm의 간격을 두고 존재하는 접지면 사이의 공간을 완전 격리시켜 유동환경에서도 안정적인 플라즈마 방전이 가능하다는 것을 확인하였다. 제안된 플라즈마 발생기를 제작하여 플라즈마 최적 방전 및 RCS 측정 실험을 통해 X-band 에서 최대 2.9 dB의 RCS 감소 효과를 얻을 수 있음을 실험적으로 검증하였다. In this study, an frequency selective surface (FSS) electrode of a dielectric barrier discharge (DBD) plasma generator, with a two-dimensional planar target, for radar cross section (RCS) reduction is proposed and measured. The electrode of the proposed plasma generator is based on a cross FSS array conductor. Therefore, it is possible to minimize the amount of RCS change according to the efficient plasma discharge and polarization of the signal from the radar. In addition, a frame of FR-4 dielectric material is placed between the 4.572 mm gap of the ground surface and the electrode to reduce RCS owing to stable plasma discharge in a fluid environment in which the aircraft operates. The proposed plasma generator is fabricated to determine the optimal plasma discharge and RCS measurement. The measurement results showed a 2.9 dB RCS reduction in the X-band.

대면 구조 유전체 장벽 방전 플라즈마의 X-Band 내 RCS 저감 효과

오태주(Taejoo Oh),조창석(Changseok Cho),안욱현(Wookhyun Ahn),김상인(Sangin Kim),육종관(Jong-Gwan Yook),이장재(Jangjae Lee),유신재(Shinjae You),임진우(Jinwoo Yim),하정제(Jungje Ha),배지훈(Gihun Bae),유흥철(Heung Cheol You),이용식(Yongshi 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.12

본 논문에서는 RCS 저감을 위한 대면 구조 유전체 장벽 방전(DBD: dielectric-barrier-discharge) 플라즈마 발생기를 제안한다. 두께가 0.254 mm 두께인 Ro4350b 기판 위, 아랫면에 16×0.5 ㎠ 크기의 도체가 5 mm의 간격을 두고 서로 마주보고 있는 구조로 타겟에 부착시킴으로써 레이다 단면적(RCS)을 감소시킬 수 있다. 전극이 수직으로 놓일 수밖에 없는 평행판 커패시터 구조의 기존 발생기와 달리 제안한 발생기는 전극이 레이다 신호의 입사 방향과 평행하게 놓이므로 목표물의 RCS에 영향을 최소화하여 플라즈마의 효과를 극대화할 수 있다. 제안하는 대면 구조 발생기를 42층으로 적층한 뒤 20×20 ㎠ 크기의 구리 평판 목표물에 적용하여 X-band 내에서 최대 3.2 dB의 RCS 감소 효과가 있는 것을 실험적으로 검증하였다. 이를 통해 제안하는 플라즈마 발생기의 구조적인 장점과 더불어 RCS 저감 효과 측면에서도 그 우수한 성능을 확인하였다. A dielectric barrier discharge (DBD) plasma generator with a face-to-face multilayer structure for radar cross section (RCS) reduction is designed. The generator includes two electrodes of 16×0.5 ㎠ size, facing each other. Because the electrodes are on the plane that is parallel to the direction of the incident wave, the effect of the generator on the RCS of the target is significantly reduced, particularly when compared to conventional parallel plate-type generators. This simplifies the design procedure for the DBD generator and maximizes the effect of the plasma on RCS reduction. For experimental verification, 42 layers of the proposed generator with a distance of 5 mm between the two electrodes are stacked to reduce the RCS of a 20×20 ㎠-sized copper plate. Experimental results demonstrated a reduction of approximately 3.2 dB in the RCS in the X-band.

플라즈마의 특성 분석을 위한 수정된 로렌츠 분산 모형 기반 FDTD 알고리즘

안욱현(Wookhyun Ahn),김상인(Sangin Kim),조창석(Changseok Cho),오태주(Taejoo Oh),이용식(Yongshik Lee),오일영(Ilyoung Oh),임진우(Jinwoo Yim),하정제(Jungje Ha),배지훈(Gihun Bae),유흥철(Heung Cheol You),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.2

본 논문은 유한 차분 시간 영역법(FDTD: finite-difference time-domain)에 적용 가능한 플라즈마 분산 모형을 제안한다. 주파수에 따라 전기적 특성이 변하는 플라즈마의 분산 특성을 정확하고 효율적으로 모델링하기 위해 수정된 로렌츠 분산 모형을 이용하여 표현하였다. 가중최소제곱법 기반의 복소 곡선 접합법을 적용하여 플라즈마에 대한 수정된 로렌츠 분산 모형의 계수를 추출하였으며, 수정된 로렌츠 분산 모형을 FDTD에 적용하는 방법을 논의하였다. 본 논문에서 제안한 수정된 로렌츠 분산 모형 기반의 플라즈마 모형이 유전체 장벽 방전(DBD: dielectric barrier discharge) 플라즈마 발생기를 유전체 슬래브로 등가 모델링하여 추출한 유전율의 데이터와 일치하는 것을 확인하였다. 광대역 레이다 단면적(RCS: radar cross-section) 측정실험의 결과와 비교를 통해 제안한 수정된 로렌츠 분산 모형 기반의 FDTD 알고리즘의 정확도를 검증하였다. In this paper, to analyze the dispersive characteristics of plasma, a dispersive model suitable for the finite-difference time-domain (FDTD) method is proposed. The dispersive characteristics of plasma with varying electrical properties according to frequency were accurately and efficiently expressed using the modified Lorentz dispersive model. The coefficient of the modified Lorentz dispersive model was extracted by applying complex curve fitting based on the weighted least squares method. The method of applying the modified Lorentz dispersion model to the FDTD is discussed. The plasma model based on the modified Lorentz dispersion model proposed in this paper was verified to match the data of the dielectric barrier discharge (DBD) plasma generator from dielectric slab equivalent modeling. The accuracy of the proposed FDTD algorithm based on the modified Lorentz dispersive model was verified by comparison with the results of the broadband radar cross-section (RCS) measurement experiment.

공면 방식의 유전체 장벽 방전 플라즈마 발생기의 X-Band내 RCS 저감 성능

조창석(Changseok Cho),오태주(Taejoo Oh),안욱현(Wookhyun Ahn),육종관(Jong-Gwan Yook),이장재(Jangjae Lee),유신재(Shinjae You),임진우(Jinwoo Yim),하정제(Jungje Ha),배지훈(Gihun Bae),유흥철(Heung Cheol You),이용식(Yongshik Lee) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.12