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편파 다이버시티를 위한 바람개비 형태의 루프 안테나 설계
김두수,안치형,임윤택,이성준,이광천,박위상,Kim, Doo-Soo,Ahn, Chi-Hyung,Im, Yun-Taek,Lee, Sung-Jun,Lee, Kwang-Chun,Park, Wee-Sang 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.1
본 논문에서는 편파 다이버시티를 구현하기 위한 바람개비 형태의 루프 안테나를 제안하였다. 제안된 루프 안테나의 원주는 일반적인 소형 루프 안테나의 길이(${\lambda}$)보다 10배가 크나, 소형 루프 안테나와 같이 수평면에서 무지향성 패턴을 얻을 수 있다. 기생 루프 안테나의 사용을 통해 안테나의 임피던스 정합 문제를 해결하고, 등가 회로를 제시하여 제안된 안테나의 설계 의도가 수식적으로 설명될 수 있음을 보였다. 제안된 안테나는 2.6 GHz에서 설계, 제작되었으며 정재파비 2:1 이하를 기준으로 6 %의 대역폭, 편파 분리도 15 dB, 이득 1.5 dBi의 시뮬레이션 결과를 나타내었고, 시뮬레이션 결과와 측정 결과가 잘 일치하였다. A windmill-shaped loop antenna is designed for polarization diversity. Its circumference is almost 10 times that of a conventional small loop antenna whose circumference is less than ${\lambda}/10$ but its the radiation pattern is omni-directional. An identical parasitic element is placed over the radiator to match the antenna input impedance. An equivalent transmission line and RLC circuit models are shown to fully describe for the windmill-shaped loop antenna. The proposed antenna has a bandwidth of 6 % with input VSWR less than 2:1 and a polarization purity of 15 dB at 2.6 GHz, and the gain of 1.5 dBi. The simulated and measured results show fairly good agreement.
입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 배열안테나의 상호결합에 의한 방사패턴 왜곡보상
김재희(Jae Hee Kim),안치형(Chi-Hyung Ahn),전중창(Joong-Chang Chun) 한국정보전자통신기술학회 2016 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.9 No.5
본 논문은 배열안테나의 상호결합(mutual coupling)에 의한 방사패턴 왜곡을 보상하는 최적화 방법을 제시하도록 한다. 배열안테나에서 안테나 사이의 간격이 좁아지게 되면 안테나 상호간의 커플링에 의해 방사패턴에 왜곡이 발생하게 된다. 상호결합은 각 안테나에 여기되는 신호의 크기와 위상을 변화시키며 이는 방사패턴의 왜곡으로 이어진다. 이런 방사패턴의 왜곡 문제를 해결하기 위하여 상호결합을 고려한 여기신호를 각 배열 요소에 공급하는 방법을 제안하였다. 공급신호의 크기와 위상을 결정하기 위하여 입자 군집 최적화 알고리즘(Particle Swarm Optimization)을 사용하였다. 왜곡 보상을 검증하기 위하여 전방향으로 동일한 방사패턴을 갖는 다이폴안테나를 사용하였으며, 배열안테나의 간격을 0.2파장으로 두어 상호결합이 많이 발생하도록 하였다. 최적화를 통한 안테나의 신호를 선정한 결과 이상적인 방사패턴과 동일한 결과가 나오는 것을 확인하였다. This paper proposes the compensation method which decreases the radiation pattern distortion caused by the mutual coupling in an array antenna. If the element distance of an array antenna decreases, the radiation pattern could be distorted by the strong mutual coupling, which changes the magnitude and phase of input signals and causes an unwanted radiation pattern. To remove the pattern distortion, compensated input signals are inserted in an array antenna. The magnitude and phase of input signals are determined by Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. A 4x1 dipole array antenna with omnidirectional elements is used to confirm the validity of the algorithm, where each element is placed in 0.2 wavelength to evoke the strong coupling. After input signals are optimized by PSO, it is found that the compensated radiation results in the same as the ideal case.
로트만 렌즈를 이용한 빔 조향 시스템과 실시간 빔 수신표시 장치의 설계 및 구현
김인렬(In-Ryeol Kim),안치형(Chi-Hyung ahn),오순수(Soon-Soo Oh) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.5
본 논문에서는 고가의 위상천이기를 대체하여 로트만 렌즈 안테나를 이용한 2.442GHz 대역의 빔 조향 시스템을 제안한다. 본 빔 조향 시스템의 구성요소는 로트만 렌즈, 송신 안테나, 빔을 스위칭하기 위한 스위치 박스로 구성되어 있다. 초기 설계조건을 설정하고 요구조건에 맞춰 설계 및 제작하였다. 그 결과, 고가의 위상천이기를 대체한 로트만 렌즈의 사용으로 무반사실에서 빔이 조향됨을 알 수 있었다. 성능 검증을 통해 실시간 빔 수신 표시 장치인 정류안테나의 LED를 켬으로써 시각적으로 빔의 조향을 확인하였다. In this paper, we propose the beam-steering system using Rotman lens antenna operating at 2.442GHz which is to replace an expensive phase shifter. The overall system consists of the transmission antennas, Rotman lens and switch box. Setting the initial design conditions, it was designed and fabricated satisfying the requirements. From the result tested in the anechoic chamber, it was found that the beam can be steered using Rotman lens in the anechoic chamber. We also visually checked the beam-steering by turning on the LED of the rectenna showing the real-time beam receiving.