비공진형 협벽 도파관 슬롯 배열 설계를 위한 효율적인 슬롯 어드미턴스 추출 방법에 관한 연구

박종국(Jongkuk Park),한기진(Ki Jin Han),나형기(Hyung-gi Na),김찬홍(Chan-hong Kim),이동국(Dong-kook Lee) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.11

본 논문에서는 비공진형 협벽 도파관 슬롯 배열 설계를 위해 필요한 기준이 되는 단위 슬롯 어드미턴스를 해석적으로 추출하는 방법을 제시하였다. 충분한 개수의 동일 기울임 각을 가지는 교번 슬롯 구조에 대해, 도파관 협벽의 단위 슬롯과 단위 슬롯 양쪽에 이웃한 전송선 부분을 균일한 손실 전송선으로 근사하고, 이로부터 손쉽게 전체의 ABCD 행렬을 계산하여 전체의 시뮬레이션 또는 측정값과 비교함으로써, 손실 전송선의 복소특성 임피던스와 복소 전파 상수를 구하고 해석적으로 정규화된 슬롯 어드미턴스를 추출하였다. 제안한 방법의 타당성을 입증하기 위해, X-대역 협벽 도파관 슬롯 배열 설계용으로 제작된 기준 슬롯 도파관 샘플의 정규화된 슬롯 어드미턴스를 구하고 기존의 방법으로 얻은 값과 비교하여 잘 일치함을 보였다. In this paper, an analytic method is proposed to extract the reference slot admittance required for the design of a non-resonant waveguide edge slot array. A slot and two neighboring transmission line sections of the numerous alternately inclined slots with the identical inclination angle are modelled as a uniform lossy transmission line, and thus, the total ABCD matrix is easily calculated and compared with the simulated or measured one. From this procedure, the complex characteristic impedance and the complex propagation constant of the lossy transmission line are calculated and the normalized slot admittance is analytically obtained. In order to validate the proposed method, the admittance value of a reference slotted waveguide fabricated for designing the X-band edge slot array is extracted and it is compared with the one obtained by the other conventional method.

평면형 능동위상 배열안테나 빔 패턴 보상에 관한 연구

전상미(Sang-Mi Chon),나형기(Hyung-ki Na),안창수(Chang-Soo Ahn),김선주(Seon-Joo Kim) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.2

본 논문에서는 평면형 능동 위상 배열 안테나에서 일부 모듈의 고장이 발생할 경우, 발생되는 빔 패턴 왜곡을 여러 가지 경우로 비교하여 검토하고, 기존에 연구된 빔 패턴 보상 방법을 실제 안테나에 적용하여 빔 패턴 왜곡 개선 가능성을 분석하였다. 빔 패턴의 왜곡은 주로 부엽 수준의 증가로 나타나게 되는데, 부엽 수준이 기준치를 넘어서게 되면 고장 모듈을 제외한 나머지 모듈의 크기/위상값을 재조정하여 부엽을 낮출 수가 있으며, 본 논문에서는 이 방법을 실제 제작된 안테나에 적용하기 위한 방안 및 근접 전계 챔버에서 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하여 나타내었다. 고장 모듈이 발생하는 경우는 무작위로 여러 곳에서 발생하는 경우와 여러 개의 배열을 포함하는 단위 모듈이 고장 날 경우로 나누어서, 시뮬레이션 결과와 측정 결과를 비교 분석하였다. 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 유사한 경향을 나타내며, 고장 모듈이 발생할 경우 남아있는 정상 모듈의 크기/위상 조정을 통해서 부엽을 낮추기 위한 빔 패턴 보상이 가능함을 확인할 수 있다. This paper discusses about the beam pattern distortion caused by the failures of some antenna modules in the active array antenna and analyses the possibility of improvement through applying the beam pattern compensation method previously studied. The beam pattern distortion which is mostly represented as an increase of the sidelobe level, can be suppressed through re-synthesizing each module"s magnitude and phase. This method was applied to the prototype of active array antenna system, and the results of antenna pattern distortion and compensation were analyzed and measured in the Near Field Chamber. Array failures are generally divided into random TR module failures and TRU(TR Unit: combination of TR modules, Beam Computation module, Power supply module) failures. The results of beam pattern compensation were analyzed in each failure and compared to the results of the simulation. The beam pattern compensation results applied to the real active antenna array system showed the similar to the simulation results. Consequently, it was verified the beam pattern could be compensated with the magnitude and phase adjustment of other normal antenna modules.

X-대역 12-W 급 고출력증폭기 MMIC 개발

장동필,노윤섭,이정원,안기범,엄만석,염인복,나형기,안창수,김선주,Chang, Dong-Pil,Noh, Youn-Sub,Lee, Jeong-Won,Ahn, Ki-Burm,Uhm, Man-Seok,Yom, In-Bok,Na, Hyung-Ki,Ahn, Chang-Soo,Kim, Sun-Joo 한국군사과학기술학회 2009 한국군사과학기술학회지 Vol.12 No.4

In this paper, we described the design and test results of a high output power amplifier MMIC developed by using 0.5um power pHEMT processes on a 6-inch GaAs wafer for the X-band T/R module application. In the MMIC design, we have used a simple on-chip gate active bias technology to compensate the threshold-voltage variation of pHEMT during the fabrication process and 16-to-1 power combining method to achieve the output power over 10watt. The fabricated chip has an output power over 12watts and maximum PAE of 32% over the frequency range of fo +/-750MHz.

적응빔 형성을 이용한 다중경로 환경 내 저고도 해상표적의 고각 추적 정확도 향상

이창현(Chang-Hyun Lee),전상미(Sang-Mi Chon),박종국(Jongkuk Park),나형기(Hyung-Ki Na),김상현(Sang-Hyun Kim) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.2

본 논문에서는 다중경로 환경에서 적응빔 형성 기법을 이용한 저고도 해상표적의 추적 정확도 향상 방법에 대해 제안하고, 이를 아날로그 빔 형성 능동위상배열(AESA: active electronically scanned array) 레이다 환경에 적용하여, 제안 방법이 반복 없는 적은 연산으로 비교적 높은 정확도의 표적 고각을 산출할 수 있음을 확인하였다. 제안 방법은 모노펄스(monopulse) 기울기 제어를 위한 기존의 적응빔 형성 제한조건에 부엽 제어 조건을 추가하고, 고각 변화 정도가 작은 저고도 해상표적의 특징을 활용하여 추적 정확도를 개선하였다. 또한 추적 정확도 향상을 위해 다양한 적응빔 형성 기법을 적용해 보고, 그 결과를 비교분석하였다. A method to improve the tracking accuracy of low-altitude sea targets is proposed using an adaptive beamforming algorithm in a multipath environment. It is confirmed that the target elevation can be estimated with relatively high accuracy without repetitive calculation using the proposed method in analog beamforming active electronically scanned array radar. The proposed method improves the tracking accuracy by adding a side-lobe suppression condition to the existing adaptive beamforming constraint for monopulse inclination control while accounting for the characteristics of the low-altitude sea target with less elevation change. In addition, various adaptive beamforming algorithms were applied to the proposed method, and the results were compared and analyzed to optimize tracking accuracy.

저고도 해상표적 추적에서 다중경로 영향 억제를 위한 다중 주파수 모노펄스 방향 탐지 방법

이창현(Chang-Hyun Lee),전상미(Sang-Mi Chon),박종국(Jongkuk Park),나형기(Hyung-Ki Na),김상현(Sang-Hyun Kim) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.3

본 논문에서는 저고도 해상표적의 추적에서 해수면 반사 및 회절로 인한 주 빔 안에서의 다중경로 간섭 문제를 해결하기 위해 다중 주파수를 이용한 새로운 모노펄스 방향 탐지 방법을 제안한다. 제안 방법은 3개의 인접한 주파수에서 측정한 복소수 형태의 모노펄스 신호비에 절대값을 취한 결과와 주 빔 내의 가상 표적으로 다중경로 간섭 신호를 포함하여 계산한 결과를 비교하여 표적의 고각 후보군을 결정한다. 최종 표적 고각은 다중경로 간섭이 포함된 신호비의 특징을 이용하여 설정한 비용함수를 이용하여 후보군 중에서 최종 결정된다. 제안 방법은 표적 거리와 측정한 모노펄스 신호비만을 필요로 하므로 기존 모노펄스 레이다 시스템에도 별도의 구성 없이 간단히 적용할 수 있다는 장점이 있으며, 제안 방법의 다중경로 영향 억제 효과는 저고도 해상표적을 추적하는 상황을 가정한 모의실험으로 검증하였다. This paper proposed a monopulse method using multiple frequencies to overcome multipath interference in the tracking of low-altitude sea targets. The method determines target elevation candidates by comparing the difference between the measured complex monopulse ratios and those calculated considering multipath interference at three adjacent frequencies. The final target elevation is determined among the candidates by using a cost function set based on the characteristics of the results considering multipath interference. Because the proposed method requires solely the measured target distance and monopulse ratios, it can be applied to the existing monopulse radar system without additional configuration. The suppression effect of multipath interference was verified by a simulation conducted for tracking low-altitude targets in a multipath environment.

쿼드팩을 이용한 소형 Ka 대역 송수신(T/R) 모듈의 설계 및 제작

오현석(Hyun-Seok Oh),염경환(Kyung-Whan Yeom),정민길(Min-Kil Chong),나형기(Hyung-Gi Na),이상주(Sang-Joo Lee),이기원(Ki-Won Lee),남병창(Byung Chang Nam) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.3

본 논문에서는 Ka 대역 위상 배열 레이더용 송수신(T/R: Transmit/Receive) 모듈의 설계 및 제작을 보였다. Ka 대역 송수신 모듈 구성 시 Ka 대역의 특수성을 고려하여 5비트(bit) 위상천이기와 5 비트 30 ㏈ 디지털 가변감쇠기를 송수신 공통으로 사용하였으며, 서큘레이터는 T/R 모듈 외부에 부착되는 형태로 구성하였다. 단위 안테나당 송신 출력은 1 W 이상 잡음 지수는 8 ㏈ 미만으로 설정하였으며, 설계된 T/R 모듈의 RF부의 크기는 5 ㎜×4 ㎜×57 ㎜로 소형화를 달성하였다. 설계된 T/R 모듈을 구현하기 위하여 T/R 모듈에 소요되는 개별 ㎜IC 검증후 단위 T/R 모듈을 검증하는 방법을 사용하였다. 제작된 T/R 모듈은 설계 시 예측한 바와 같이 단위 T/R 모듈의 입력 5 ㏈m에서 출력 30 ㏈m 이상을 보였으며, 수신부는 잡음 지수 8 ㏈ 미만, 이득 20 ㏈ 이상을 얻었다. In this paper, the design and fabrication of a transmit/receive(T/R) module for Ka-band phased array radar is presented. A 5bit digital phase shifter and digital attenuator were used in co㎜on for both transmitter and receiver considering unique Ka-band characteristic. The circulator was excluded in the T/R module and was placed outside T/R module. The transmitting power per element antenna is designed to be about 1 W and the noise figure is designed to be below 8 ㏈. The designed T/R module RF part has a compact size of 5 ㎜×4 ㎜×57 ㎜. In order to implement the T/R module, ㎜ICs used in T/R module was separately assessed before assembly of the designed T/R module. The transmitter of the fabricated T/R module shows about 1 W at 5 ㏈m unit module input power and the receiver shows a gain of about 20 ㏈ and a noise figure of below 8 ㏈ as expected in the design stage.

수박 반촉성 재배 시 전열선 지중 매설 효과

신길호(Gil Ho Shin),조명수(Myoung Soo Cho),나양기(Yang Gi Na),임형기(Hyung Ki Lim),최경주(Kyong Ju Choi) 한국원예학회 2002 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2002 No.6