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4×4 버틀러 매트릭스 기반 28 GHz 스위치 빔포밍 안테나 시스템 설계
박성춘(Seongchun Park),김승현(Seunghyeon Kim),손지훈(Jihoon Sohn),신현철(Hyunchol Shin) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.10
본 논문에서는 5세대 이동통신을 위한 28 GHz 주파수 대역에서 스위치 빔포밍 안테나 시스템을 설계하였다. 본 빔포밍 시스템은 버틀러 매트릭스를 사용하였으며, 이는 다른 4 방향의 빔 조향을 할 수 있도록 각 출력단에 등간격의 위상을 생성한다. 배열 안테나는 28 GHz 주파수 대역에서 원하는 4개의 방향으로 조향할 수 있도록 설계하였다. 설계한 버틀러 매트릭스는 커플러와 지연선로로 구성되며, 그 동작에 대하여 설명하였다. 본 안테나 시스템은 유전율이 3이고, 5 mil의 높이를 가진 RO3003 기판을 이용하여 설계하였다. 설계한 버틀러 매트릭스의 사이즈는 20.3×13.0 ㎟이고, 배열 안테나의 사이즈는 21.2×19.9 ㎟이다. 본 시스템은 ?34°~+33°까지 조향을 할 수 있고, Sidelobe level(SLL)의 최소값은 12.9dB이다. In this paper, a switched beamforming antenna system at 28 GHz frequency band is described for 5<SUP>th</SUP> generation wireless communication. The butler matrix is used as a beamforming system and it produces linear spaced phase difference at four output ports. Array antenna is designed that can be steered in desired 4 different directions 28 GHz frequency band. Operation of designed butler matrix that composed of couplers and feedline is explained. The antenna system is designed in RO3003 substrate that has a height of 5 mil and dielectric constant of 3. The size of butler matrix is 20.3×13.0 ㎟ and size of array antenna is 21.2×19.9 ㎟. This system can be steered from ?34° to 33° and minimum sidelobe level is 12.9 dB.
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