마이크로스트립 선형 테이퍼형 슬롯 안테나 설계

장재삼(Jae-Sam Jang),김철복(Cheol-Bok Kim),이호상(Ho-Sang Lee),정영호(Young-Ho Jung),조동기(Dong-Ki Jo),이문수(Mun-Soo Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.5

본 연구에서는 위상배열 안테나의 기본방사소자로 사용될 선형 테이퍼형 슬롯 안테나를 설계ㆍ제작하여 그 특성을 실험적으로 고찰 한다. 테이퍼형 슬롯 안테나(TSA)는 박막, 경량, 간단한 제조와 고주파 단일 집적회로에 적합하다. 또한, 멀티 옥타브 대역폭, 적절한 높은 이득, 대칭적인 E-면과 H-면 방사패턴을 가진다. 마이크로스트립 선형 테이퍼형 안테나의 급전회로는 마이크로스트립-슬롯 선로간의 트랜지션을 사용한다. 트랜지션은 두 면으로 이루어진다. 한쪽 면은 마이크로스트립 선로이고, 다른 한쪽은 슬롯 선로를 가지는 구조이다. 마이크로스트립 과 슬롯 선로의 길이는 마이크로스트립과 슬롯 선로의 교차면의 중앙에서 λm/4과 λs/4이다. 넓은 대역폭을 얻기 위하여, 슬롯 선로의 종단부의 폭은 1.75λ?로 하고, 큰 지향성을 얻기 위하여 슬롯 선로의 테이퍼된 길이는 4λ?로 한다. 실험결과 마이크로스트립 선형 테이퍼형 슬롯 안테나는 5㎓의 중심 주파수에서 약 5㎓의 대역폭을 가지고, 대칭적인 E-면과 H-면 방사패턴을 가진다. In this paper, a microstrip linear tapered slot antenna is designed. A tapered slot antenna(TSA) has many advantages such as low profile, low weight, easy fabrication, and compatibility with monolithic microwave integrated circuits(MMIC). In addition, it has demonstrated multi octave bandwidth, moderately high gain, and symmetrical E- and H-plane beam patterns. A feed network is implemented with transition between a microstrip and a slot line for the microstrip linear tapered slot antenna. The transition is consist of two sides. One side has a microstrip line, the other side has a slot line. The dimensions of the microstrip and slot line are λm/4 and λs/4 at the center of the cross section of the microstrip and slot line. In order to get broad bandwidth antenna characteristics, the tapered length is chosen as 4λ? and termination width is chosen as 1.75λ?. Experimental results show that the microstrip tapered slot antenna has symmetrical E- and H-plane beam patterns with around 5㎓ of bandwidth at center frequency of 5.0㎓.

모노폴 방사패턴을 가지는 마이크로스트립 표면파 안테나의 대역폭개선에 관한 연구

장재삼(Jaesam Jang),정영호(Youngho Jung),이호상(Hosang Lee),조동기(Dongki Jo),박승배(Seongbae Park),김철복(Cheolbok Kim),이문수(Mun Soo Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.12

본 연구에서는 여파성 표면(FSS : Frequency Selective Surface)을 가지는 마이크로스트립 표면파안테나(SWA : Surface Wave Antenna)를 설계?제작하여 그 특성을 실험적으로 고찰한다. 표면파 안테나는 마이크로스트립을 이용하여 박막, 경량, 간단한 제조와 고주파 집적회로에 적합하며 모노폴 안테나와 유사한 방사패턴을 가진다. 여파성 표면을 가지는 마이크로스트립 표면파 안테나는 표면파의 여기를 위한 중앙급전 방식의 마이크로스트립 패치와 표면파의 방사를 위한 주기적인 구조의 패치를 적층하여 구성한다. 광대역 특성을 얻기 위하여 링 모양의 기생 패치를 추가하였고, FSS 단위소자로 원형의 패치를 선택하였다. 실험결과, 공진 주파수는 5.9㎓이고, 대역폭은 12%이며, 5.6㏈i의 이득을 나타내었다. In this paper, a microstrip surface wave antenna(SWA) with a frequency selective surface structure(FSS) is designed and measured. A microstrip SWA has many advantages such as low profile, low weight, easy fabrication, and compatibility with monolithic microwave integrated circuits(MMIC). In addition, it has demonstrated monopole like beam patterns. The microstrip SWA consists of two parts : a center-fed modified microstrip patch to excite surface wave, and a periodic patches to support the propagation of the surface waves. To obtain wide bandwidth, the ring type parasitic element is inserted and the circular patch is selected for the unit element in FSS structure. Experimental results show that the microstrip SWA has monopole like beam patterns at 5.9㎓. Impedance bandwidth and gain is 12% and 5.6㏈i

Analysis of Diapause-Associated Changes in Silkworm Egg Proteins

고현정,장종수,성수일,황재삼,김영태,김현수,강석우,이상몽,이봉희 한국잠사학회 2004 International Journal of Industrial Entomology Vol.9 No.1

The patterns of diapause-associated proteins of silkworm eggs were analyzed by two-dimensional (2-D) gel electrophoresis. Among the hundreds of spots on the 2-D gels, at least two proteins were considered to be associated with diapause. A protein, spot 4, with an approximate molecular weight of 38 kDa and pI 6.1 was observed in the HCl-treated, cold-treated, and diapause eggs, respectively. Spot 4 was undetectable in unfertilized eggs and non-diapause eggs at two days after oviposition, suggesting that this protein may be associated with the entrance to diapause. A protein, spot 11, with an approximate molecular weight of 21 kDa and pI of 61 was detected in the unfertilized, HCltreated, and cold-treated eggs, respectively, after oviposition by normal moths. In diapausing eggs, a protein corresponding to spot 11 was observed in 3-, 5-, and 30-day-old eggs, while the protein was not detected one-day-old eggs. The protein corresponding to spot 11 was not detected in unfertilized and nondiapause eggs obtained from subesophabeal ganglion (SG)-extirpated moths either. Spot 11 was also considered to be a diapause specific protein, which occurred at only early embryonic stage under the control of diapause- downregulated gene.

소형 광대역 동전형 안테나 설계

황승진,이종철,장재삼,이문수 한국정보통신학회 2004 한국정보통신학회논문지 Vol.8 No.1

본 논문에서는 소형 광대역 동전형 안테나를 설계한다. 안테나는 동축선로로 급전되고, 두개의 다른 주파수에서 공진하는 두개의 원통형 슬롯을 가진 두개의 스택 원형 패치로 구성된다. 마이크로스트립 패치 안테나의 대역폭을 증가시키기 위해서, 스택 타입을 사용한다. 또한, 마이크로스트립 패치 안테나의 크기를 줄이고 이중 공진을 얻기 위해서, 두개의 단락벽을 사용한다. 실험결과 안테나 대역폭은 5.8㎓를 중심으로 약 26%이고 HFSS 7.0의 계산치와 거의 일치한다. In this paper, A miniature broad-band dime antenna is designed. This antenna consists of two stacked circular patches that create two cylindrical slots resonating at two slightly different frequencies, fed by a strategically positioned coaxial prove. To increase the bandwidth of microstrip patch antenna, a configuration of stacked type is used. Furthermore, to reduce the size of microstrip patch antenna and obtain a double resonant behavior, two shorting-walls are used. Experimental results show that the antenna bandwidth is about 26% centered at 5.8㎓ and are close agreement with the calculation results by HFSS 7.0 software.

저지대역 개선을 위해 EBG구조를 집적한 DBR 마이크로스트립 대역통과 여파기

석창헌,이문수,장재삼,임정섭,황호순,정영호,이동철 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.7

2.3 GHz대 WLAN용으로 DBR(Dual-Behavior Resonator)를 사용한 협대역 대역통과여파기와 이 여파기의 고조파를 제거하기 위해 EBG(Electromagnetic Bandgap)구조를 적용한 여파기를 설계한다. 여파기의 삽입 손실과 크기를 최소화하기 위해 2개의 DBR을 선택한다. 여파기의 중심 주파수는 2.35GHz이고, 대역폭은 140MHz이다. 두 가지(EBG구조를 가지는 경우와 가지지 않는 경우) DBR 여파기의 응답특성을 계산하고, 측정결과와 비교한다. 실험결과 계산치와 매우 잘 일치한다 : EBG구조를 가지는 여파기의 대역폭과 삽입손실은 각각 3.8%와 1.7dB이다. 그러나 EBG구조를 가지지 않는 여파기의 대역폭과 삽입손실은 각각 7%와 1.23dB이다. 여파기의 삽입손실이 증가하고, 대역폭이 감소한 것은 EBG구조를 적용한 결과이다. 또한 EBG구조를 적용한 여파기의 저지대역 특성은 EBG 구조가 없는 여파기에 비해 매우 향상된다. A Microstrip Bandpass Filter Using DBRs for WLAN (2.3~2.4GHz) applications is designed and an EBG structure is employed in the ground plane of the filter to suppress the stopband responses of the filter. The number of DBRs is chosen as two in consideration of low insertion loss and small size of two filter. The center frequency of the filter to be designed is 2.35GHz and its bandwidth is 140MHz. The responses of two kinds of DBR filters (one with EBG and the other without EBG) are calculated and compared with the measurements. The experimental results are in good agreement with the calculations: The bandwidth and insertion loss of the filter with EBG structure are 3.8% and 1.7dB respectively, while those of the filter without EBG structure are 7% and 1.23dB. It is shown that the insertion loss of the filter is increased and its bandwidth is deceased due to the EBG structure. Also the stopband responses of the filters with EBG structures are shown to be much improved compared with those without EBG.

모노폴 쌍으로 구성된 U자형 평면 UWB 안테나 설계

이호상(Ho-Sang Lee),장재삼(Jae-Sam Jang),정영호(Young-Ho Jung),김철복(Cheol-Bok Kim),김재훈(Jae-Hoon Kim),박승배(Seung-Bae Park),이문수(Mun-Soo Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.9

본 논문에서는 UWB(Ultra-wideband) 통신시스템용 CPW(Coplanar Waveguide) 급전 구조의 안테나를 설계 및 제작한다. 초광대역 특성을 구현하기 위하여 두개의 평면형 모노폴 안테나의 상호결합을 이용한다. 안타나의 파라미터(평면형 모노폴의 폭과 두 모노폴 간의 간격) 조정을 통한 모노폴 쌍의 상호결합을 최적화하여 초 광대역 특성을 갖도록 한다. 그리고, 모노폴쌍 안테나의 상호결합 효과를 확인하기 위해 모노폴 방사소자 사이의 수평부분 길이를 조정한 2개의 UWB 안테나를 제작하여 측정한다. 측정결과, 2개의 안테나 모두 UWB 전대역(3.1~10.6 GHz)뿐 아니라 훨씬 넓은 주파수 대역에서 양호한 결과를 보인다. In this paper, the CPW-fed Ultra-wideband antenna is designed and fabricated for UWB communications. To achieve ultra-wide bandwidth of the antenna, we propose the mutual coupling of two planar monopole antennas. The mutual coupling of monopole pair of the proposed antenna is optimized by adjusting the parameters, the widths of the planar monopoles and the space between two monopoles. Two UWB antennas with different horizontal sections of the CPW-fed monopole antenna are fabricated and measured to examine the mutual coupling effects on the monopole pair antenna. The measured result show that two antennas are satisfied with UWB communication band(3.1~10.6Ghz).

Design of a Randomly Excited and Randomly Spaced Linear Array Using the Particle Swarm Optimization

김철복(Cheolbok Kim),장재삼(Jaesam Jang),이호상(Hosang Lee),김재훈(Jaehoon Kim),박승배(Seongbae Park),이문수(Mun Soo Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.11

본 논문에서는 particle swarm optimization (PSO)을 사용하여 가장 낮은 SLL값을 갖거나 가장 좁은 빔폭을 가지는 비균일 급전, 비균등 간격의 선형 어레이를 설계하였다. 어레이 소자의 급전 크기와 급전 소자간의 간격을 조절하기 위해 변수로 지정하였다. 두 가지 변수를 동시에 무작위로 조절하여 빔패턴을 최적화하였다. 빔패턴의 널 포인트를 기준으로 나누어 각각의 사이드로브에 가중치를 부여함으로써 적합도 함수의 성능을 향상시켰고, 이를 이용하여 최적의 빔패턴을 얻을 수 있었다. 이 때, 가중치 값과 빔패턴을 나누는 각은 여러 번의 시도를 통해 얻을 수 있었다. SLL 뿐만 아니라 빔폭까지 고려하기 위해 fitness function에 추가적인 항목 β×BW을 첨가하였다. 이로써, 가장 낮은 SLL값을 갖거나 가장 좁은 빔폭을 갖는 빔패턴을 갖는 어레이를 설계하였다. 10개의 어레이 소자를 이용하여 최적화 하였을 때, 전자는 -43㏈의 SLL값과 32.2°의 빔폭을 가졌고, 후자는 -26㏈의 SLL값과 24.2°의 빔폭을 가졌다. In this paper, we use particle swarm optimization (PSO) to design a randomly excited and randomly spaced linear array with either the lowest side lobe level (SLL) or the narrowest beamwidth. The positions and the excitation amplitudes of the array elements are considered as variables to be controlled. The beam pattern is optimized by controlling the two variables simultaneously and randomly. The best beam patterns are obtained using PSO in the fitness function where performance is improved by the random assignment of weight coefficients to each angular sector of the beam pattern. The weight coefficients and angles are obtained through several trial runs. Also, an extra term, β?BW, is added to the fitness function to account for the beamwidth as well as the SLL. Is produces the best result for the beam pattern with either the lowest SLL or the narrowest beamwidth. In the former case, the SLL and beamwidth are about -43β and 32.2°, respectively, with only 10 elements. In the latter case, the SLL and beamwidth are about -26β and 24.2°, respectively.

U형 접지면 상의 E-패치 안테나 설계

박영식,이문수,임정섭,황호순,장재삼 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.7

In this paper, an E-patch antenna on the U-shaped ground plane is designed and experimental studied. In order to reduce to cross-polarization level and to enhance the gain of the microstrip patch antenna, a U-shaped ground plane is employed in the microstrip patch antenna. As a main radiator, an E-shaped patch is used to reduce the antenna size as small as possible. Also to enhance the bandwidth of the antenna, a substrate of the lowest permittivity of which thickness as thick as possible is used and a rectangular patch is overlaid on the air substrate of the E-shaped patch antenna. The radiation characteristics of the antenna are calculated by CST Microwave Studio 5.0 simulation software. Experimental results show that by increasing the height of the sidewall of the ground plane, the antenna gain is increased and the cross-polarization level is decreased. 본 논문에서는 U형 접지면 상의 E-패치 안테나를 설계하고 실험적으로 고찰한다. 교차편파를 줄이고 마이크로스트립 패치 안테나의 이득을 향상하기 위하여 U형 접지면 상에 마이크로스트립 패치 안테나를 설치한다. 주방사체로서, 가능한 안테나 크기를 줄이기 위하여 E형 패치를 사용한다. 또한 안테나의 대역폭을 향상시키기 위하여, 가능한 두꺼운 기판의 낮은 유전율이 사용되고 E형 패치 안테나의 공기층 위에 사각형 패치가 씌워진다. 안테나의 방사 특성은 CST 5.0 시뮬레이션 소프트웨어로 계산된다. 실험결과 접지면의 벽 높이를 증가할수록 안테나 교차편파가 감소하고 이득이 증가한다.

정삼각 마이크로스트립 원형편파 안테나 설계

황호순,이문수,이동철,임정섭,장재삼 대한전자공학회 2006 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.43 No.8

In this paper, single-feed equilateral triangular microstrip antennas(ETMA) for circular polarization(CP) are designed and studied experimentally. It is demonstrated that by embedding a narrow slot or a cross of unequal slot lengths in the triangular patch, circularly polarized radiation RHCP(right-hand circularly polarized wave), LHCP(left-hand circularly polarized wave) of microstrip antennas can easily be achieved using by strategically positioned coaxial single probe feed. And the size of a triangular microstrip patch antenna is smaller than that of a conventional rectangular or circular patch at a given frequency. A single-feed ETMA with a horizontal narrow slot is printed on the substrate of 60 mils thick and the other ETMA with a corss slot of unequal slot lengths is printed on the same substrate. The antenna radiation characteristics are calculated by ENSEMBLE(Ver. 5.0) software, and compared with the experimental results. This results show that the antenna size reduction of about 17%~21% is obtained as compared to the regular-size CP design. 본 논문에서는 원형 편파(CP)용 단일급전 정삼각 마이크로스트립 안테나(ETMA)를 설계하고 실험적으로 연구하였다. 이 안테나는 정삼각 마이크로스트립 패치에 하나의 좁은 슬롯이나 길이가 다른 교차 슬롯을 넣어 동축 급전위치를 적절하게 조정하여 쉽게 우선회 원형편파(RHCP) 와 좌선회 원형편파(LHCP)를 얻는다. 삼각 마이크로스트립 패치 안테나의 크기는 주어진 주파수에서 전통적인 직사각형이나 원형 패치 보다 작다. 두께 60 mils 인 유전체 기판에 수평으로 좁은 슬롯이 인쇄된 단일급전 정삼각 마이크로스트립 패치 안테나와, 같은 유전체 기판에 길이가 다른 교차 슬롯이 인쇄된 정삼각 마이크로스트립 패치 안테나가 있다. 안테나의 방사 특성은 앙상불(Ver.5.0) 소프트웨어로 계산하여 실험결과와 비교하였다. 그 결과 보통 원형 편파 설계와 비교해서 약 17%21%의 안테나 크기가 감소하였다.

넓은 대역폭이 소거된 소형 UWB 안테나 설계

김철복,이문수,임정섭,이호상,장재삼,정영호,조동기 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.44 No.9

In this paper, a novel wideband notched compact UWB antenna is designed to satisfy the licensed UWB frequency bandwidth(3.1~4.8 GHz, 7.1~10.2 GHz) by symmetrically arranging two adjacent sectorial loop antennas. The widevband(4.8~7.1 GHz) notch can be obtained by inserting the inverted-L shaped slits on the patch. The designed UWB antenna has return loss lower than -10dB at 3.1 GHz and over, group delay value lower than 1 ns and the linear phase property. The optimized UWB antenna inserted the inverted-L shaped slits has return loss great than -10dB, 5 ns of group delay, nonlinear phase and decreased gain properties over the frequency band, 4.8 GHz to 7.1 GHz. 본 논문에서는 최근 발표된 UWB 주파수 허용대역(3.1~4.8 GHz, 7.1~10.2 GHz)을 만족하기 위해 두 개의 부채꼴 루프 안테나를 대칭적으로 놓음으로써 넓은 주파수 대역을 소거할 수 있는 UWB 안테나를 설계한다. 설계된 안테나의 패치면에 inverted_L 모양의 슬릿을 삽입함으로써 소거하고자 하는 4.8~7.1 GHz의 넓은 주파수 대역을 소거할 수 있었다. 최적화하여 제작된 UWB 안테나는 3.1 GHz이상에서 -10dB 이하의 반사손실 값을 가지고, 1 ns 이하의 군지연과 선형적인 위상특성을 가졌다. 패치면에 inverted-L 모양의 슬릿을 삽입한 안테나는 4.8~7.1GHz의 대역 내에서 -10dB이상의 반사손실과 5 ns의 군지연, 비선형적인 위상 및 이득감소특성을 가졌다. 제작된 안테나의 방사패턴은 각각의 주파수에서 무지향성의 특성을 나타내었다.