NFC 안테나의 흡수체에 따른 전기적 특성 연구

정영배,이승호,오혁준,전태준,Jung, Young-Bae,Lee, Seung-Ho,Oh, Hyeok-Jun,Jeon, Tae-Joon 한국전기전자학회 2012 전기전자학회논문지 Vol.16 No.3

본 논문에서는 비접촉식 근거리 무선통신 방식인 NFC(Near field communications)용 안테나에 있어서, 성능 최적화를 위하여 폭 넓게 사용하고 있는 전자기 흡수체에 따른 안테나의 전기적 성능변화를 분석한다. 다양한 투자율을 갖는 흡수체를 이용하여, 해당 흡수체 적용에 따른 안테나성능 변화를 실험을 통하여 확인하고, 흡수체가 NFC안테나의 성능변화에 미치는 영향을 실험적으로 분석하는 방안을 제시한다. In this paper, we analyze the antenna performance variation by the ferrite absorbers which are widely used to optimize the antenna performance in near-field communications(NFC). Using various commercial absorbers, it was confirmed that the absorbers affect the electric performance of NFC antenna, and how to experimentally analyze the electrical influence of the absorbers in NFC antennas is proposed.

평판형 안테나 급전구조를 이용한 원형편파용 도파관 배열안테나 설계

정영배,Jung, Young-Bae 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.2

본 논문에서는 새로운 Ka-대역 혼 배열안테나를 제안한다. 제안된 배열구조의 소자안테나는 평판형 마이크로스트립 안테나와 사각형 혼의 두 개 부분으로 구성되며, 평판형 안테나는 원형편파를 위한 모서리가 절단된 평판형 패치구조를 갖는다. 이러한 평판한 패치안테나는 혼에 신호전력을 여기시키기 위한 급전부와 급전된 신호전력을 원형편파로 바꾸는 일종의 편파기 역할을 수행함으로써 도파관 안테나의 크기를 소형활 할 수 있다는 장점을 갖는다. 제안된 혼 안테나 구조를 이용하여, $0.9{\lambda}_0$의 배열간격을 갖는 $1{\times}8$ 배열안테나를 설계 및 제작하였다. 제작된 단일 혼 안테나는 8dBi의 이득과 3dB 기준으로 4.9%의 축비대역폭을 가지며, $1{\times}8$ 배열안테나는 14dBi의 이득과 8.2%의 축비대역폭을 갖는다. This paper presents the novel design of circular polarized Ka-band horn array antenna. The element antenna of the arrya is composed of two parts, microstrip patch and square horn, and the microstrip patch is fed by corner truncated microstrip patch for circular polarization. The patch antenna has the role of a feeder and polarizer of the horn, thus the whole size of the horn antennae can be considerably reduced. The $1{\times}8$ horn array was designed and fabricated by the spacing of $0.9{\lambda}_0$ among the element horn. The element horn has typical gain of 8dBi and axial-ratio bandwidth of 4.9% at 3dB, and the minimum gain and axial-ratio bandwithd of the array is 14dBi and 8.2%.

개선된 보상특성을 갖는 증폭기용 온도보상회로

정영배,Jung, Young-Bae 한국전기전자학회 2012 전기전자학회논문지 Vol.16 No.3

본 논문에서는 증폭기의 온도에 따른 균일한 출력특성을 구현하기 위한 개선된 보상특성을 갖는 증폭기용 온도보상회로를 제안한다. 제안된 온도보상회로는 직렬로 연결된 2개의 브랜치라인(Branchline) 결합기와 결합기 사이에 위치한 2개의 다이오드로 구성된다. 그리고, 회로의 주변온도에 따라서 저항값이 반비례하는 특서을 갖는 써미스터(Thermistor)와 써미스터를 포함하는 오피엠프(Operational amplifier, OP-Amp.)회로로 다이오드의 동작 특성을 조정함으로써 기존의 온도보상회로에 비하여 보다 효율적인 보상특성을 갖도록 설계하였다. This paper introduces a thermal compensation circuit with improved compensation characteristic for amplifiers to provide stable output power regardless environmental temperature. The proposed thermal compensation circuit is composed of two branchline couplers having two diodes between them. And, the thermistor whose resistance varies significantly with temperature inversely and a operational amplifiers, so called as OP-amp, control the diodes in the compensations circuit to realize more effective thermal compendation characteristic compared with conventional circuit.

Ka-대역 원형 편파기와 직선구조 모드 변환기를 포함한 광대역 혼 안테나

정영배,Jung, Young-Bae 한국전기전자학회 2011 전기전자학회논문지 Vol.15 No.4

본 논문에서는 Ka-대역에서 원형편파기, 임피던스 변환기, 직선 구조 모드변환기가 결합된 원형편파 도관관안테나를 설계 및 제작하였다. 원형 편파기는 유전체를 $45^{\circ}$ 형태로 삽입하는 형태와 타원형상의 단면을 갖는 도파관구조의 두가지 모델을 설계하여 전기적인 주요특성을 비교하였다. 또한, 직선구조 모드변환기는 계단구조의 임피던스 변환구조(stepped impedance transition)를 가지며 도파관을 진행하는 TE 모드의 전력신호를 동축선의 TEM 모드로 변환시키며, 직선모드 변환기의 입력부에 위치한 Feed-through를 통하여, 안테나를 능동모듈에 직접 연결할 수 있도록 설계하였다. 제작된 안테나는 측정결과 30.085~30.885GHz의 주파수대역에서 VSWR < 1.5, Axial ratio < 1.0dB 이하의 광대역특성을 가지며, 동일한 주파수 대역 내에서 6.7 ~ 7.0 dBi의 안테나 이득을 갖는다. In this paper, the circular polarized horn antenna composed of circular polarizer and impedance transformer is designed, and fabricated. For the circular polarizer, two types of the polarizer are designed and the electrical performance of them is compared; rectangular waveguide polarizer with $45^{\circ}$-inclined dielectric slab and oval shaped one. Straight type mode converter has a stepped impedance structure and plays a role of converting waveguide TE mode into coaxial TEM mode, and the proposed antenna is designed to directly connect with active components using the feed-through in the input port of the mode converter. Fabricated antenna has the wideband performance, VSWR<1.5 and Axial ratio < 1.0dB, ranging from 30.085 to 30.885 GHz, and the antenna gain is 6.7~7.0 dBi.

능동위상배열 안테나를 위한 Ka-대역 8채널 송신능동모듈 설계

정영배,Jung, Young-Bae 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.2

This paper presents the 8-channel active module operated in Ka-band. The module is designed for the mobile satellite communication antenna systems, and the module structure has the merit to minimize the size and weight of the antenna systems by 30% compared with the conventional systems using the active module composed of single channel. This module was designed to be optimally operated by prohibiting the electrical interference among the individual channels. From the test results of the fabricated 8-channel active module, it can be confirmed that the maximum channel gain error is ${\pm}1.3dB$, the minimum channel output power is 21.5dBm, and the maximum gain variation by phase control is ${\pm}1.0dB$. 본 논문에서는 Ka-대역에서 동작하는 8채널 송신능동채널모듈을 소개한다. 본 모듈은 이동 위성통신용 능동위상배열안테나 시스템에 적용되며, 이를 위하여, 시스템의 크기와 중량의 상당부분을 차지하는 능동부 구조를 최적화하여 개별채널로 구성되는 기존의 능동모듈에 비하여 크기 및 중량을 소형화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 한 개의 모듈에 다수의 능동채널을 구비함으로써 발생될 수 있는 채널 간의 전기적 간섭을 최소화함으로써, 구성된 개별 채널이 최적의 상태에서 동작하도록 하였다. 시제품의 성능시험을 통한 채널 간의 최대 이득편차는 ${\pm}1.3dB$이며, 최소 채널출력은 21.5dBm이며, 위상천이기 제어에 따른 채널이득 변화량은 ${\pm}1.0dB$이다.

고감도 EM 센서용 24 GHz 마이크로스트립 패치 배열 안테나

정영배,정창원,Jung, Young-Bae,Jung, Chang-Won 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.10

본 논문에서는 고감도 EM 센서용으로 적용되는, 고이득의 소형 마이크로스트립 배열 안테나 구조를 제안하였다. 안테나의 동작 주파수는 24 GHz 대역이며, 안테나의 기본 구조는 배열 중간에 급전점이 위치하고 급전점으로부터 체피세프(Chebyshev) 다항식에 의한 대칭적인 패턴을 갖는다. 또한, 배열 안테나의 양 측면에 빔 폭 가변을 통하여 지향성을 증가시키기 위한 측면 날개를 부가함으로써 배열의 크기를 확장하지 않고 안테나의 이득을 향상시켰다. 또한, 본 구조를 사용하는 경우, 안테나의 동작 주파와 부엽 레벨(side-lobe level)은 이득과 관계없이 그대로 유지되었으며, 면밀한 측정을 통하여 설계 결과를 검증하였다. Low cost patch array antenna for high sensitivity electromagnetic(EM) sensor is presented. The operating frequency band of the antenna is 24.05~24.25 GHz. Array structure is the symmetrical pattern by Chebyshev polynomial and the feed point is located in the middle of the array. Also, the gain of the array antenna can be increased by the side wings which are connected with the ground plane. It is proved through simulation and the measurement results that the operating frequency and the side-lobe level(SLL) are rarely changed when the inclined angle of the side wings is varied.

평판형 방사소자를 이용한 원형편파용 혼 안테나 설계

정영배,Jung, Young-Bae 한국전기전자학회 2012 전기전자학회논문지 Vol.16 No.3

This paper introduces a novel horn antenna for circular polarization using a planar-type radiator. This antenna can be divided to two parts, microstrip antenna and square horn. The microstrip antenna has the role of feeder and polarizer of the horn antenna, and it is designed to stacked type having metal spacer for high gain, high isolation and wideband characteristic. Using the proposed antenna structure, the horn antenna needs not additional structure such as feeder and polarizer, and the size of it can be considerably reduced. The horn antenna has typical gain of 8dBi and 3-dB axial-ratio bandwidth around 4.9%.This antenna can widely used for various antenna system for mobile and satellite communication using circular polarization expecially in high frequency band. 본 논문에서는 평판형 방사소자를 이용한 새로운 원형편파용 혼 안테나를 제안한다. 본 안테나는 평판형 마이크로스트립 안테나와 구형 혼으로 구성되며, 혼 내부에 삽입되는 마이크로스트립 안테나는 혼에 전력신호를 여기하는 급전부이자 편파기로서 동작한다. 또한, 마이크로스트립 안테나는 고이득, 높은 고립도 특성과 함께 광대역을 구현하기 위하여 금속 스페이서를 삽입한 적층형 구조로 설계되었다. 제안된 구조를 통하여, 혼 안테나는 급전부와 편파기와 같은 부가적인 구조를 별도로 설계하지 않음으로써 안테나의 소형화를 도모할 수 있다. 제안된 안테나는 8.6dBi의 이득과 4.8%의 3-dB 축비 대역폭을 가지며, 특히, 높은 대역에서 원형편파로 동작되는 이동통신 및 위성통신 분야의 다양한 안테나 시스템에 적용될 수 있다.

광각 빔 조향을 위한 SIW 혼 배열안테나 설계

정영배(Young-Bae Jung),이영철(Young Chul Lee) 대한전자공학회 2016 대한전자공학회 학술대회 Vol.2016 No.11

Ka-대역 이동통신용 평판형 위상배열안테나

정영배(Young-Bae Jung ),이영철(Young Chul Lee) 한국통신학회 2017 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.1

새로운 성형 반사판 기반의 이동 위성 통신 안테나 설계

정영배(Young-Bae Jung),박성욱(Seong-Ook Park) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문은 이동 위성 통신을 위한 성형 반사판 기반의 하이브리드 안테나 설계에 대하여 서술한다. 하이브리드 안테나는 성형 반사판과 1×8 배열의 선형 위상 배열 안테나로 이루어진 급전부로 구성되며, 최소의 개구면으로 안테나에 요구되는 최적의 성능을 구현하기 위하여, 반사판 성형화 기법이 적용되었다. 또한, 급전부 설계에 있어서, 능동 배열의 수를 최적화함으로써 전체적인 안테나의 제작 단가를 최소화 할 수 있다는 장점을 갖는다. Ka-대역에서 설계된 본 안테나는 앙각 방향 +45°를 기준으로 ±3° 범위에서 빔 패턴을 전기적으로 제어할 수 있으며, 부엽 레벨을 포함한 안테나 빔 패턴에 대해서는 ITU-R S.465-5에 만족하도록 설계되었다. This paper presents hybrid antenna(HA) design based on shaped reflector for mobile satellite communication. HA is composed of a shaped reflector and a feeder having 1×8 linear phased array, and reflector shaping method is applied for the performance optimization with minimum aperture size. And, in the feeder design, HA has another merit to minimize the manufacturing cost by optimizing the number of element. Proposed HA is designed at Ka-band and can electrically control a beam pattern within ±3° in the basic angle of +45° in elevation. This antenna is designed to meet ITU-R S.465-5 for beam pattern including side-lobe level.