LEAP 모형을 이용한 건축물의 온실가스 감축 시나리오 분석

윤영중(Yoon, Young Joong),김민욱(Kim, Min Wook),한준(Han, Jun),전의찬(Jeon, Eui Chan) 한국기후변화학회 2016 한국기후변화학회지 Vol.7 No.3

마이크로스트립 리플렉트어레이 안테나에 관한 연구

윤영중(Young Joong Yoon) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.11

마이크로스트립 리플렉트어레이는 다수의 반사소자를 이용하여 방사패턴을 조절하는 안테나로서, 일반적으로 곡면형 반사판 안테나를 대체하기 위하여 연구되어왔다. 본 논문에서는 리플렉트어레이에 관한 간략한 설계 이론을 정리하고, 고이득 및 광대역 리플렉트어레이의 연구동향을 살펴본다. 리플렉트어레이의 이득 특성을 개선하기 위해서는 리플렉트어레이에서 구현되는 반사위상의 오차를 최소화해야 하는데, 이를 위해서는 충분히 넓은 반사위상 범위 및 낮은 반사위상 민감도를 얻어야 한다. 리플렉트어레이의 대역폭을 확장하기 위해서는 반사소자의 반사위상이 주파수에 대해 선형적인 특성을 가지도록 설계해야 한다. 본 논문에서는 적층형 구조, 단층 다중공진 구조 등, 고이득 및 광대역 리플렉트어레이를 위해 반사소자의 반사위상 특성을 개선하고자 하는 다양한 연구에 대해 살펴본다. 또한, 안테나를 보다 소형화하기 위해 리플렉트어레이를 이중 반사판 형태로 구현하는 연구를 소개하고, 마지막으로 Contoured 빔, 근거리 빔 집중, RCS 감소 등 다양한 리플렉트어레이 적용 사례에 대해 정리한다. Microstrip reflectarray is an antenna which controls its radiation pattern with a number of reflective elements. Conventionally, the reflectarray has been researched to replace curved reflector antennas. In this paper, design theories of reflectarray is briefly introduced, and research trends of high gain and broadband reflectarrays are reviewed. To improve the gain of the reflectarrays, it is required that the reflection phase errors on the reflectarray surface be minimized. For this purpose, sufficiently wide reflection phase range and low phase sensitivity should be realized with the designed element. For bandwidth improvement, the reflection phase of the element should be linear with the frequency variation. In this paper, various researches to improve the reflection phase characteristics of the element for high gain and broadband reflectarrays, such as multi-layer and single-layer multi-resonant structures, are reviewed. Also, dual-reflectarray configuration for compact antenna design is reviewed. Finally, various applications of reflectarrays such as contoured beam, near-field focusing, and RCS reduction are reviewed.

불완전한 잡음 예측하에서 OFDM 시간 동기화 기법의 성능 분석

이기창,윤영중,Lee, Ki-Chang,Yoon, Young-Joong 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.3C

본 논문에서는 시간 동기 추정을 위한 잡음 예측이 불완전한 경우에 직교분할 주파수 다중화 (OFDM) 시스템의 시간 동기 확률을 다중 경로 레일레이 페이딩 채널 환경에서 분석한다. 시간 동기 방식은 반복되는 CAZAC 시퀀스에 대한 상관기 구조를 가지며, 심벌간 간섭을 줄이기 위한 pre-advancement 기법을 적용한다. 시스템의 성능 평가 척도로서, 다중 경로 레일레이 채널 환경에서 유도된 동기 검파 확률을 분석한다. This paper derives and computes the detection probability of timing synchronization in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system encountered with a multipath Rayleigh fading channel and imperfect noise estimation. The timing synchronization scheme using a simple repeated constant amplitude zero auto-correlation (CAZAC) training symbol and correlation techniques is adopted. With this provision, we focus on the numerical analysis for OFDM timing synchronization scheme employing a preadvancement technique to reduce the inter-symbol interference (ISI). For measuring system performance, the detection performance derived in the considered system is presented in a multipath Rayleigh fading channel.

초고출력 안테나 시스템 급전용 다중 모드 혼 안테나 설계에 관한 연구

이상흔,윤영중,이병무,소준호,Lee Sang-Heun,Yoon Young-Joong,Lee Byoung-Moo,So Joon-Ho 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.5

In this paper, a multimode feed horn antenna is suggested for a high power microwave(HPM) antenna system. The proposed HPM feed horn antenna which is connected with a mode converter is located between source and reflector antenna. A multimode feed horn antenna which has reduced -25 dB beamwidth is designed and fabricated for miniaturization of reflector antenna because -25 dB beamwidth which is determined by considering spillover of feed horn antenna decides a size of reflector in case of HPM. As a result, feed system which uses the multimode feed horn antenna has high gain about 27 dBi and return loss is less than -22 dB at 10 GHz. The measured -25 dB beamwidths of the radiation pattern at vertical, horizontal-plane equal to $20.24^{\circ},\;28.92^{\circ}$ which is less than about $10^{\circ}$ beamwidth of conventional feed system. Thus the suggested feed hem antenna is suitable to feed horn for miniaturization of HPM antenna system. 본 논문에서는 초고출력 안테나 시스템의 급전용 다중 모드 혼 안테나를 제안한다. 제안된 초고출력용 급전 혼 안테나는 모드 변환기와 연결되며, 전원부와 반사판 안테나의 사이에 위치한다. 초고출력 시스템의 경우 급전 안테나의 spillover를 고려한 -25 dB 빔 폭이 반사판 안테나의 크기를 결정하므로 반사판 안테나의 소형화를 위해 -25 dB 빔 폭을 줄인 급전용 다중 모드 혼 안테나를 설계 및 제작하였다. 그 결과 제안된 다중 모드 혼 안테나를 이용한 급전 시스템의 이득은 27 dBi이며 반사 손실은 10 GHz에서 -22 dB 이하의 값이 측정되었다. 또한 -25 dB 범 폭은 수직 평면과 수평 평면에서 각각 $20.24^{\circ}$와 $28.92^{\circ}$로 측정되었고 이는 기존의 혼 안테나를 이용한 급전 시스템의 빔 폭보다 약 $10^{\circ}$가량 작은 값으로, 제안된 혼 안테나는 초고출력 안테나 시스템 소형화에 적합한 형태임을 확인하였다.

슬롯라인 결합을 이용한 능동 위상배열안테나에 관한 연구

문철,김선택,윤영중,박한규,Mun, Cheol,Kim, Seon-Taek,Yoon, Young-Joong,Park, Han-Kyu 한국통신학회 1997 韓國通信學會論文誌 Vol.22 No.5

In this paper, the 5-element active phased array antennas coupled through slotline between elements are designed and fabricated. A recent studies on the active phased array antennas using the transmission line coupling which can be designed to provide strong coupling and the appropriate coupling phase. But this sturucture has limitation of expanding in two dimensions for planar active phased array antennas and distortion of the radiation pattern caused by coupling network. Thus our work proposes the slotline coupling structure asthe broadband coupling network for the active phased array antenna. In experiment, 5-elements active phased array antenas have steering range from -30.deg. to 20.deg. off broadside as the free-running frequencies of end elements are controlled. The overall results show that the proposed slotline coupling structure is suited for the coupling network in the actie phased array antenna system. And the proposed coupling structire solves the expansion problem and eliminates the distortion of the radiation pattern caused by the spurious radiation of the transmission line coupling network. Thus thiscan be expanded to two dimensional coupling network for the planar active phased array antenna system.

원형 도파관을 이용한 초고출력용 TM₀₁-TE₁₁ 직접 모드 변환기

이병무,이상흔,윤영중,양기주,Lee Byoung-Moo,Lee Sang-Heun,Yoon Young-Joong,Yang Gi-Joo 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.4

본 논문에서는 초고출력용 X-band 협대역 안테나 시스템으로부터 초고출력 에너지를 최대 지향성으로 방사할 수 있도록 확장된 원형 도파관의 입력 $TM_{01}$ 모드를 출력 $TE_{11}$ 모드로 직접 변환하는 장치를 설계하고 그특성을 고찰하였다. 제안된 모드 변환기는 1차 미분 커플링 방정식으로부터 $TM_{01}$와 $TE_{11}$ 모드 사이에 최대 커플링 효과를 갖도록 non-constant serpentine 형태의 비선형 함수에 대한 근사 설계법을 제안하고, X-band 10 GHz의 동작 주파수에서 200 mm의 전체 길이와 95% 이상의 변환 효율 특성을 갖도록 구현되었으며, 기존의 $TM_{01}-TE_{11}$ 직접 모드 변환기와 비교, 분석을 통해 소형, 고효율의 특성을 확인하였다. In this paper, a direct $TM_{01}-TE_{11}$ mode converter of circular waveguide which is used the approximated design method of mode conversion between $TM_{01}$ and $TE_{11}$ modes is designed for radiation with the maximum directivity of high power energy into air (rom high power microwave antenna system. The proposed direct $TM_{01}-TE_{11}$ mode converter is calculated and designed with an approximated method for non-linear function about an extended non-constant serpentine type of circular waveguide. Then, the designed mode converter is optimized by length of 200 mm and efficiency above 95% by FIM simulation and achieved short length and high efficiency of the antenna by results of fabricated and measured characteristics.

대역폭 확장 특성을 갖는 소형 RFID 태그 안테나

이우성,장기훈,윤영중,이병무,Lee Woo-Sung,Chang Ki-Hun,Yoon Young-Joong,Lee Byoung-Moo 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.6

본 논문에서는 대역폭이 확장된 특성을 가지는 UHF 대역 수동형 RFID 태그를 제안하였다. 제안된 안테나는 미앤더 안테나의 구조를 사용하여 소형화 특성을 얻었으며, 두 개의 방사체를 이용하여 이중 공진을 발생시킴으로써 대역폭 확장의 특성을 얻었다. 두 방사체의 위치 및 길이를 조절하여 제안된 안테나는 스미스 차트 상에서 임의의 임피던스 지점에서 이중 공진을 만들 수 있었으며, 넓은 대역에서 태그 칩과 정합을 이룰 수 있었다. 또한 시뮬레이션 및 측정을 통하여 제안된 안테나가 하나의 공진을 가지는 태그 안테나보다 대역폭이 확장되었음을 확인하였다. In this paper, a small RFID tag antenna in UHF band which has bandwidth-enhanced characteristic is proposed. The shape of the proposed antenna is a meander antenna to have size-reduced characteristic, and it consists of two radiators which make dual resonance in adjacent frequency to enhance bandwidth. By adjusting length and location of each radiator, the proposed antenna can make dual resonance at arbitrary location on the Smith chart, which is able to make impedance matching with RFID tag chip in wide frequency range. And it is apparent that the proposed antenna can have bandwidth-enhanced characteristic according to the simulated and measured results.

LTCC 공법을 사용한 Cellular/SDMB 안테나-다이플렉서 모듈

하정욱,장기훈,윤영중,Ha, Jeung-Uk,Chang, Ki-Hun,Yoon, Young-Joong 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7

본 논문은 Cellular 대역과 SDMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting) 대역에서 동작하는 무선 통신 시스템을 위한 송수신 전치단의 소형 안테나-다이플렉서 모듈을 설계하고 구현하는 방법을 제안한다. 제안된 모듈은 이중 공진 안테나와 다이플렉서로 구성되고, 저 손실과 소형화를 동시에 달성하기 위해 다층의 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술을 이용하여 제작되었다. 이중 공진 안테나는 소형화를 위해 미앤더 라인을 사용하였고, 임피던스 매칭을 쉽게 이루기 위해 IFA(Inverted-F Antenna) 구조를 응용하여 설계하였으며, 간단한 구조를 지니면서 사양을 만족하는 이득과 대역폭을 갖는다. 다이플렉서는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 결합하여 설계되었고, 이들 사이의 상호 간섭을 줄임으로써 높은 격리도를 얻을 수 있었다. 제작된 모듈의 크기는 $27.5{\times}12.0{\times}2.2mm$이고, $813{\sim}902MHz,\;2,586{\sim}2,655MHz$의 동작 주파수 대역과 -1.96 dBi(cellular band), -5.43 dBi(SDMB band)의 이득이 측정되었다. 주파수 응답 특성과 방사 특성이 분석되었다. This paper presents an integrated packaging antenna-diplexer module for wireless communication systems in the Cellular and SDMB band. The design and the realization of the proposed one are experimentally analyzed and discussed. It consists of a dual-resonance antenna and a diplexer with a multi-layer LTCC(${\varepsilon}_r=7.8,\;tan\;{\delta}=0.0043$) technology with integration capability and low loss. The dual-resonance antenna of the proposed module has the meander line structure for size reduction and has the shorting structure of an inverted F antenna to achieve good impedance matching. The diplexer of the proposed module was designed with the combination of low pass filter(LPF) and high pass filter(HPF). Decreasing the mutual interference between them provides a high isolation characteristic. The proposed antenna-diplexer module with dimensions of $27.5{\times}12.0{\times}2.2mm$ operates within a range from 813 MHz to 902 MHz for the cellular band and from 2,586 MHz to 2,655 MHz for the SDMB band. And the measured gain of the fabricated module is -1.96 dBi for Cellular band and -5.43 dBi for SDMB band. The parameters for the antenna-diplexer module are investigated and the several performances are discussed.

대역폭 확장 특성을 갖는 주파수 Reconfigurable 슬롯 안테나

이우성,김형락,윤영중,Lee Woo-Sung,Kim Hyung-Rak,Yoon Young-Joong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.6

본 논문에서는 기존의 주파수 reconfigurable 안테나의 협대역 특성을 개선하기 위한 대역폭 확장 특성을 가지는 주파수 reconfigurable 슬롯 안테나가 제안되었다. 제안된 안테나는 주파수 reconfigurable 특성을 가지는 동시에 대역폭을 확장시키기 위하여 넓은 슬롯 및 좁은 슬롯 두 부분으로 구성되어 있다. 삼각형 구조의 넓은 슬롯은 제안된 안테나의 대역폭을 증가시키는 역할을 하며, 좁은 슬롯은 PIN diode를 장착하는 역할을 한다. 제안된 안테나는 PM diode의 동작 상태를 바꿈에 따라 슬롯의 총 길이를 변화시키며, 이로 인해 중심 주파수 조절과 임피던스 정합의 변화를 최소화시킨다. In this paper, a frequency reconfigurable slot antenna which has a bandwidth-enhanced characteristic is proposed. The proposed antenna consists of two parts; the wide slot and the narrow slot, to increase the bandwidth of the antenna and have the frequency reconfigurable characteristic. The wide slot has triangular shape and makes the bandwidth increased, and the narrow slot can mount PIN diodes. By changing on/off state of PIN diodes, the total length of the slot is changed. From this characteristic, the proposed antenna can finally control the center frequency and minimize variation of the impedance matching.

Mulit Element를 이용한 PIFA 구조의 Intenna에 관한 연구

임요한,장기훈,윤영중,김용진,김영일,윤익재,Lim, Yo-Han,Chang, Ki-Hun,Yoon, Young-Joong,Kim, Yong-Jin,Kim, Young-Eil,Yoon, Ick-Jae 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7

본 논문에서는 휴대폰용 내장형 PIFA 형태를 바탕으로 안테나 면을 4개의 element로 나눔으로써 넓은 대역폭과 향상된 이득 특성을 갖는 multi element 안테나를 제안하였으며, CDMA 대역인 $824{\sim}896MHz$와 RFID 대역인 $908.5{\sim}914MHz$를 동시에 만족하도록 설계하였다. 제안된 안테나의 크기는 $35{\times}15{\times}5mm^3$로 S사 A 모델의 케이스를 바탕으로 설계되었으며, 각 element를 안테나 안쪽으로 접어 넣음으로써 안테나의 소형화를 이루었다. 안테나의 광대역 및 향상된 이득 특성을 얻기 위해 안테나의 면을 4개의 element로 나누었다. 그 결과 전류의 패스가 길어지고 나뉘어짐에 따라, 안테나의 중심 주파수가 낮아지고 대역폭이 넓어지는 특성을 보였다. 또한, 안테나를 여러 개의 element로 나눔으로써 좀 더 고른 전류 분포를 갖게 되어 안테나의 효율이 향상되고 이득 값이 향상되는 특성을 가질 수 있었다. 좀 더 고른 전류 분포를 유도하여 안테나의 효율을 향상시키기 위해 전류가 각 element로 직접 전달되도록 급전 점에 변화를 주었다. 그 결과, 안테나의 이득 값이 더욱 향상되었으며, 급전 구조에 변화를 주면서 element를 4개로 설계하여 그 특성을 고찰한 결과, 가장 높은 이득 값을 보임을 확인하였다. 안테나의 이득 값을 유지한 상태로 소형화하기 위해 전류 방향을 고려하여 안테나의 각 element를 안테나의 앞면은 아래쪽으로 양 옆면은 안테나의 안쪽으로 접어 넣었다. 또한, 급전 위치를 조절하여 안테나의 공진 길이를 늘리기 위해 급전 점의 위치를 접지면의 윗부분에 배치하였다. 케이스를 고려하지 않은 상태로 원하는 안테나 특성을 얻었다고 하더라도, 케이스에 부착되면 주파수가 이동되고 원하는 주파수 대역에서 안테나 이득 값이 저하되기 때문에 휴대폰 케이스에 부착 시 $150{\sim}200MHz$의 주파수 이동이 발생함을 확인한 후에 1.08 GHz에 공진 주파수가 나타나도록 설계하였으며, 공진 주파수에서의 측정된 최대 이득 값은 3.1 dBi를 나타내었다. 케이스를 고려하여 측정한 경우, VSWR<2 기준 임피던스 대역폭은 $0.824{\sim}0.936GHz$로 110 MHz의 대역폭을 갖고 CDMA 대역과 RFID 대역을 동시에 만족할 수 있음을 나타내었다. 측정된 이득 값은 최소 -3.4 dBi에서 최대 -0.5 dBi를 나타내었고, 무지향성 패턴을 보임을 확인하였다. In this thesis, the Multi element antenna with wideband and enhanced gain characteristic is proposed to operate at both frequency range from 824 MHz to 896 11Hz for the CDMA and frequency range from 908.5 MHz to 914 MHz for the RFID band. The proposed antenna has tile size of $35{\times}15{\times}5mm^3$ in order to put it in the A model of S company and each element of the proposed antenna is folded to obtain the minimum size. To obtain the antenna with wideband and high gain characteristic, the radiator of the antenna is divided into 4 elements. As a result, bandwidth of the proposed antenna become broader and lower center frequency is appeared due to increased and lengthened current path. Moreover, the enhanced gain characteristic is verified because divided element structure that induct uniform current distribution can get increased antenna efficiency. To attain more uniform current distribution, modified structure of the feeding point that can deliver currents directly is designed. The antenna that alters the feeding structure has higher gain value. Each element is folded to increase the current paths considering the current directions to attain the miniaturization of the antenna. To measure the handset antenna, the handset case must be considered. Even though antenna is designed for predicted characteristic, the resonance frequency is shifted and antenna gain is deteriorated at predicted frequency while antenna is set in the handset case. 1.08 GHz of the resonant frequency is determined after frequency shift from 150 MHz to 200 MHz is confirmed and the maximum gain is measured as 3.1 dBi while antenna is not set in the handset. In case handset case is considered, the experimental results show that the impedance bandwidth for VSWR<2 is from 0.824 GHz to 0.936 GHz(110 MHz). This result appears that the proposed antenna can cover both CDMA and RFID band at once. The measured gain is from -3.4 dBi to -0.5 dBi and it has omni-directional pattern practically.