주파수 다양 배열 레이다

조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2024 한국전자파학회논문지 Vol.35 No.2

위상 배열 레이다에서 동일한 방위각이 유지되고 있으면 거리 구분이 불가능하여 이를 해결하기 위한 한 방편으로 주파수 다양 배열 레이다가 제안되어 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 위상 배열 레이다가 위상이 다른 신호들을 배열하여 빔을 한 방위각으로 투사하는 레이다라면 주파수 다양 배열 레이다는 위상은 같으나 주파수가 다른 신호들을 배열하여 빔을 형성하는 레이다로써 거리와 방위각을 구분하는 2차원 빔을 형성하는 장점을 보인다. 주파수 다양 배열 레이다는 주파수 오프셋만큼 이웃하는 배열 요소들 사이 주파수를 소량 변경하여 표적으로 향하는 빔을 형성하는 방식을 사용한다. 이때 주파수 오프셋이 상수인지 변수인지, 또 선형적인지 비선형적인지에 따라서 빔 패턴의 형성이 변동된다. 위상 배열 레이다에 비하여 매우 뛰어난 장점이 존재하여 표적 탐지 정밀도에서 유리하나 여러 단점 또한 존재한다. 레이다의 성능을 발전시키고 단점을 극복하기 위한 다양한 연구성과들과 다양한 응용 현황을 본 고에서 고찰하여 주파수 다양 배열 레이다의 현재와 미래를 다루고자 한다. If the same azimuth angle is maintained in phased-array radar, it is impossible to distinguish the range. To solve this problem, frequency-diverse array radar has been proposed; many studies have been conducted recently. If the phased-array radar arranges signals with different phases and projects a beam at one azimuth angle, the frequency-diverse array radar produces a two-dimensional beam that distinguishes range and angle by arranging signals with the same phase but different frequencies. Frequency-diverse array radar produces a beam directed to a target by changing the frequency offset between neighboring array elements. The beam pattern varies according to whether the frequency offset is constant or variable, and whether it is linear or non-linear. Compared to phased-array radar, there are significant advantages including target-detection accuracy; there are also several disadvantages. In this paper, we discuss frequency-diverse array radar and its future, considering research achievements and applications to improve performance and overcome its disadvantages.

일반원고 : 사격 선수의 루틴 프로그램의 구성과 효과

조춘식 ( Chun Sig Cho ),구본칠 ( Bon Chil Koo ) 경남대학교 교육문제연구소 2006 敎育理論과 實踐 Vol.16 No.-

The purpose of this study was to provide highschool shooting players the data pools according to the cognitive and behavioral factors of routines program and to investigate the effect of routine`s training. The 25 of subjects were selected from the highschool shooting team in Kyungnam province. The each routines program of shooters had been built by the semi-structured interview, and then trained for 6 weeks. The data pools were extracted from the raw data and divided into the dimensions and first-order themes in using the qualitative analysis. The effects of routines program were tested by qualitative and quantitative analysis after finishing the routines training. In the results of the qualitative analysis, the 5 cognitive factors of routines program were consisted of positive energy, event strategy, imagery, self-confidence, and arousal control, the 2 behavioral factors were consist of physical relaxation and focus on attention. The effects of routines training were identified in the automatic processing, event strategy, and goal orientation in the qualitative analysis, for the quantitative effects of routines training of self-confidence, anxiety reduction, and arousal control.

Mirae98 적용을 통한 RTS법의 검증

조춘식(Chun Sik Cho),나정서(Jung Seo Na),김강산(Kang San Kim) 대한설비공학회 2006 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2006 No.6

마이크로파 이미징 기반 뇌졸중 진단

조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.2

뇌조직으로 흐르는 뇌혈류 이상으로 갑작스럽게 유발되는 국소 신경학적 결손 증상을 통칭하는 뇌졸중은 심장병과 암에 이어 세 번째로 큰 사망원인이며, 골든 타임이 매우 짧기 때문에 초기치료가 매우 중요하며, 접근 가능한 진단기기의 사용이 중요하다. 뇌졸중을 진단할 수 있는 주요 장비로는 CT와 MRI가 있으나, 가격 및 운영 상 지속적으로 검사하기가 어렵고 휴대가 불가능하다. CT는 전리 방사선을 사용하므로 환자에게 해로우며 이는 새로운 기기의 요구로 이어지고 있다. 마이크로파 기반 이미징 기술은 조직 간의 유전율 차이에서 발생하는 전자기파 산란 지도 작성에 기반하여 CT등을 대체할 의료 영상화 도구로 각광 받고 있다. 마이크로파 이미징은 생체 조직 전체의 조망, 저가격, 휴대 가능성 및 무 방사능 등의 장점을 지니고 있으므로 뇌의 혈액 흐름 이상을 진단하는 훌륭한 기술이 될 수 있고, 뇌졸중을 관리하는 훌륭한 영상화 도구로 사용할 수 있다. 우선 단층영상화기법이 두부 이미징(head imaging)에 적용되어 휴대 가능하고 상대적으로 저가인 영상화 기술로 발전해 오고 있다. 그리고 최근에는 표적에서 반사되어 돌아오는 반사파의 시간 지연을 이용하여 3차원 영상을 만들어내는 방법이 제안되어 홀로그래피 기법을 마이크로파 방식에 적용하기 시작하였으므로 마이크로파 이미징 기반 뇌졸중 진단은 향후 계속 진화하여 인류의 생명을 구하고, 삶의 질을 향상하는 데 많은 쓰임을 받을 것이다. Brain stroke, referred to as a local neurological deficit suddenly caused by abnormal blood flow to brain tissue, is the third leading cause of death after heart disease and cancer. Additionally, because of its very short golden hour, initial treatment and access to diagnostic devices are critical. The main equipment for diagnosing brain stroke are CT and MRI, but it is difficult to carry out continuous tests and the equipment are not portable. CT is detrimental to patients because it uses ionizing radiation, leading to the demand for new devices. Microwave-based imaging technology is emerging as a medical imaging tool to replace CT, based on the mapping of the electromagnetic scattering resulting from the difference in dielectric constant between tissues. Microwave imaging has the advantages of viability, low cost, portability, and radioactivity throughout a living tissue. Hence, it is an excellent technique for diagnosing blood flow abnormalities in the brain and a good imaging tool for managing brain stroke. In this study, tomography imaging has been applied to head imaging to develop portable and relatively inexpensive imaging technology. Further, a method for generating a 3-D image using the time delay of the reflected wave from the target has been proposed. With the application of the holography technique to the microwave method, the microwave imaging-based stroke diagnosis will continue to evolve, improving the quality of life.

통신장비실의 열환경 개선방안에 관한 연구

조춘식(Cho, Chun-Sik),이승복(Leigh, Seung-Bok) 한국생태환경건축학회 2004 한국생태환경건축학회 논문집 Vol.4 No.3

통신장비실의 열환경 및 에너지소비량 평가

조춘식(Chun-Sik Cho),조동만(Dong-Man Cho),서희원(Hee-Won Seo) 대한설비공학회 2002 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2002 No.-

BPM을 이용한 안테나 배열의 집속 빔 전파 해석

김재흥,조춘식,이재욱,Kim Jaeheung,Cho Choon Sik,Lee Jae W. 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.5

A method of calculation fur propagating and focusing of focused beams generated in antenna arrays, using BPM(Beam Propagation Method), is presented in this paper. Based on the diffraction theory, the beam focusing and Propagation is studied specially for the case of the antenna way fed by the Rotman lens that is able to focus microwave power on its focal arc or generate multiple beams. There are difficulties in performing a full-wave simulation using a commercial EM simulation tool for propagating and focusing of beams because of the structural complexity and the feeding assignment of the antenna array. Therefore, as an alternative solution, the BPM is presented to calculate the beam propagation from the aperture-type antennas. From the point of view of optics, the propagations of the lens have been simplified from the Fresnel diffraction integral to the Fourier transform. Using Fourier Transform, a beam propagation method is developed to show improvement of the resolution by controlling the wavefront of wave Propagating from an aperture-type antenna array. The beam width(or spot size) and the intensity are calculated for a focused beam propagating from an array having $10\lambda$ of its size. For the beams with $20\lambda,\;30\lambda$, and $50\lambda$ of geometrical focal length, the half-power beam widths(or spot size) are about 1.1\lambda,\;1.3\lambda,\;and\;1.9\lambda$ respectively. 본 논문에서는 빔 전파법(BPM: Beam Propagation Method)을 이용하여 안테나 배열에서 발생된 집속된 빔의 전파 또는 집속 현상을 파악하는 방법을 제시하였다. 대물 쪽(object side)으로 적응적 집속을 위해 로트맨 렌즈를 이용하는 경우에 대해 회절이론을 바탕으로 집속 현상을 이론적으로 고찰하였다. 이를 검증하기 위해 상용 EM simulation tool을 이용하여 분석하기에는 구조물의 복잡성과 집속된 빔의 입전 설정 등 몇 가지 어려움이 있기에 이의 차선책(alternative solution)으로 푸리에 회절 이론에 기초한 빔 전파법을 이용하여 집속 현상을 계산하는 방법인 BPM을 소개하였다. 즉, 개구면을 통한 빔 전파는 Fresnel Diffraction Integral(FDI)에서 푸리에 변환 형태로 표현될 수 있으며 이는 BPM으로 발전시켜 개구면 형(aperture-type) 안테나로부터 전파되는 파의 빔 폭(beam width or spot size), 세 기(intensity or gain), 그리고 실제 초점거리를 산출하였다. $10\lambda$의 배 열 크기를 갖는 안테나에 대해 $20\lambda,\;30\lambda$, 그리고 $50\lambda$의 기하 초점거리(geometrical fecal length)를 갖는 파에 대해 BPM을 통해 계산한 결과, 빔 폭은 차례로 1.1\lambda,\;1.3\lambda,\;1.9\lambda$이 산출되었다.

자기 아파인 프랙탈 구조를 이용한 CPW 급전 크로스 안테나

김태환,이재욱,조춘식,이윤현,Kim Tae-Hwan,Lee Jae-Wook,Cho Choon-Sik,Lee Yun-Hyun 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.9

본 논문에서는 처음으로, CPW(CoPlanar Waveguide) 급전을 이용한 자기 아파인(self-affine) 프랙탈 안테나를 제시한다. 제시된 새로운 구조는 비등방성 축척 대칭성으로 인해 자기 상사(self-similar) 구조를 이용한 프랙탈 안테나보다 더 작은 크기로 낮은 주파수 대역에서 공진을 일으키도록 설계할 수 있다. 반복 계수가 증가할수록 임피던스 정합 조건이 향상되고, 표면 전류가 흐를 수 있는 새로운 통로를 만들어 다중 대역 특성을 보이게 되며, 또한 첫 공진 주파수의 위치를 낮은 쪽으로 이동시킨다. 복사 패턴은 목표치인 단순 모노폴 안테나 특성과 유사하며 반복 계수가 3일 때의 이득은 940 MHz에서 측정치 2.27 dBi로 최대이다. FDTD 알고리즘에 기반을 두고 있는 CST Microwave Studio를 이용한 모의 실험 결과와 RT/Duroid 5880 기판을 이용하여 제작한 안테나의 측정 결과를 싣는다. In this paper, a new CPW-fed cross shape fractal antenna having a self-affinity is presented. This novel configuration, which has anisotropic scaling symmetry, makes smaller profile characteristic compared to the fractal antenna using a self-similarity. Increase of the iteration coefficient, which leads to decrease of the fundamental resonant frequency, shows a good impedance matching condition and multi-band characteristics due to new surface current paths. The radiation patterns are similar to those of monopole antennas. In the K3 stage of iteration, the proposed antenna shows a measured maximum gain 2.27 dBi at 940 MHz. A commercially available software based on the FDTD algorithm has been used to obtain the predicted results. In addition, an RT/Duroid 5880 substrate has been employed for the experimental results.

2차 고조파 주입을 사용한 고 선형성의 자체 발진 혼합기

김민회(Min-Hoe Kim),조춘식(Choon Sik Cho),이재욱(Jae Wook Lee) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.6

본 논문은 2차 고조파 주입을 적용한 고선형의 균형적인 자체 발진 혼합기(SOM)를 제안하였다. 제안한 SOM 은 발진을 위하여 균형적 공진기 구조인 H-슬롯 결함 접지면 구조로 설계하였다. H-슬롯 결함 접지면 구조는 높은 Q 계수를 가지므로 발진기의 낮은 위상 잡음을 제공하기에 적합한 구조이다. 혼합기는 균형적 국부발진기(LO) 신호가 RF 입력 포트에 영향을 주면 안 되므로 LO-RF 신호의 격리에 좋은 단일 평형 혼합기를 활용하였다. 또한, 제안한 SOM은 선형성 향상을 위해 IF의 2차 고조파 주입을 위하여 서로 다른 피드백 경로를 사용하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 입력 파워 ?20 ㏈m의 5 ㎓ RF 입력 신호일 때 226 ㎒ IF에서 3.08 ㏈의 변환 이득을 실현하였고, 두 번째 방법으로는 입력 파워 ?20 ㏈m의 5.2 ㎓ RF 입력 신호일 때 423 ㎒ IF에서 2 ㏈의 변환 이득을 달성하였다. 두 가지 방법 대한 측정 결과, 3차 혼변조 왜곡(IMD3)는 각각 61.8 ㏈, 65 ㏈로 나타났다. 따라서 제안한 SOM은 2차 고조파 주입 기술을 적용하지 않은 것에 비해 두 가지 방법 각각 IMD3가 18.8 ㏈, 21 ㏈로 개선되었으므로 향상된 선형성을 보여준다. In this paper, a highly linear self oscillating mixers(SOM) using second harmonic injections are presented. The H-slot defected ground structure(DGS) is designed as a balanced resonator for oscillation in the proposed SOM. Since the H-slot DGS resonator achieves a high Q factor, it is a suitable structure to provide low phase noise for the oscillator. The single balanced mixer is utilized in this work and it provides good LO-RF isolation since balanced LO signals are suppressed at the RF input port. In order to inject the second harmonic of the IF, we propose two different methods using fee㏈ack loops. In the first method, IF achieves a 3.08 ㏈ conversion gain at 226 ㎒ with input power of ?20 ㏈m at 5 ㎓ RF input signal. The IF achieves 2 ㏈ conversion gain at 423 ㎒ with the input power of ?20 ㏈m at 5.2 ㎓ RF input signal in the second method. The measured IMD3s are 61.8 ㏈ and 65 ㏈ for the each method. These SOMs present improved linearity compared to that without the second harmonic injection because IMD3s are improved by 18. ㏈ and 21 ㏈ for each method.

Inductive Shunt 피드백을 이용한 고선형성 광대역 저잡음 증폭기

정남휘(Nam Hwi Jeonng),조춘식(Choon Sik Cho) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.11

저 잡음 증폭기는 RF 수신단의 필수적인 요소이며, 다양한 무선시스템에서 사용하기 위하여 넓은 주파수 범위에서 동작하도록 요구된다. 전압 이득, 반사 손실, 잡음 지수, 선형성과 같은 중요한 성능지표들을 신중히 다루어서, 제안하는 LNA의 주요한 성능으로 역할을 하게끔 한다. Buffer 단에서 peaking 인덕터를 사용하며 전체적으로 cascade 구조로써 inductive shunt feedback을 LNA 입력 단에 성공적으로 적용하였다. 광대역 정합 주파수를 얻기 위한 설계식은 상대적으로 간단한 회로구성을 통해 도출된다. 입력 임피던스의 주파수 응답 분석을 위하여 pole과 zero를 광대역 응답을 실현하기 위한 특성으로 기술하였다. 입력 단에 게이트와 드레인 사이의 인덕터는 출력의 3차 고조파를 감소시킴으로 선형성을 크게 향상시킬 수 있다. 제안하는 회로를 0.18 ㎛의 CMOS 공정으로 제작하였고, Pad를 포함한 광대역 LNA의 칩 면적은 0.202 ㎟이다. 측정 결과는 1.5~13 ㎓에서 입력손실은 ?7 ㏈ 이하이고, 전압 이득은 8 ㏈ 이상이며, 잡음 지수는 6~9 ㏈ 정도이다. 그리고 IIP3는 8 ㎓에서 2.5 ㏈m이며, 1.8 V 전압에서 14 ㎃ 전류를 소모한다. Low noise amplifiers(LNAs) are an integral component of RF receivers and are frequently required to operate at wide frequency bands for various wireless systems. For wideband operation, important performance metrics such as voltage gain, return loss, noise figures and linearity have been carefully investigated and characterized for the proposed LNA. An inductive shunt feedback configuration is successfully employed in the input stage of the proposed LNA which incorporates cascaded networks with a peaking inductor in the buffer stage. Design equations for obtaining low and high input matching frequencies are easily derived, leading to a relatively simple method for circuit implementation. Careful theoretical analysis explains that poles and zeros are characterized and utilized for realizing the wideband response. Linearity is significantly improved because the inductor between gate and drain decreases the third-order harmonics at the output. Fabricated in 0.18 ㎛ CMOS process, the chip area of this LNA is 0.202 ㎟, including pads. Measurement results illustrate that input return loss shows less than ?7 ㏈, voltage gain greater than 8 ㏈, and a little high noise figure around 7~8 ㏈ over 1.5~13 ㎓. In addition, good linearity(IIP3) of 2.5 ㏈m is achieved at 8 ㎓ and 14 ㎃ of current is consumed from a 1.8 V supply.