권호 표지

The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)

  • Monthly
  • /
  • 1226-3133(pISSN)
  • /
  • 2288-226X(eISSN)

Domain

  • Physics ＞ Particle Physics/Field Theory

Aim & Scope

By virtues of the ubiquitous and innate nature of the electromagnetic engineering, the journal deals with a variety of subjects ranging from telecommunication to broadcasting , energy, transportation, and environment industries. Specific topics of interest include, but are not limited to: electronic packaging, electronic warfare, spectrum management and engineering, microwaves and wave propagation, CR/SDR, EMC technology, future electromagnetic technology, next generation broadcast technology, electromagnetic measurements technology, electromagnetic field and biology, advanced RFID/USN technology, education research for RF wave engineering, THz and optical wave technology, radar, electromagnetic security, space environment and radio applications, antennas and propagation.

http://www.jkiees.org KSCI KCI

Volume 27 Issue 2

  1. Jang, Seung-Hoon;Hong, Deok-Gi;Kim, Hyo-gyun;Jung, Sung-Woo;Kim, Ki-Chai 101
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.101 PDF KSCI
    본 논문에서는 UWB 통신 시스템에 사용할 수 있는 소형 입체형 구조인 이중 원추형의 광대역 안테나를 검토하였다. 이중 원추형 광대역 안테나의 반경, 높이, 단락판의 개수 등의 안테나 구조 변화에 따른 반사손실 특성을 FDTD 법을 사용하여 계산하였다. 그 결과, 안테나의 구조 변화에 따른 광대역 안테나의 최적 구조가 있음을 확인할 수 있었으며, 최적 구조에서 안테나의 방사 지향성은 다이폴 안테나와 유사한 8자형 방사지향성 패턴을 나타내고 있었다. 반사손실의 측정 결과를 이론 계산치와 비교하여 이론 해석의 타당성도 검토하였다.
  2. Lee, Hwiseob;Lim, Wonseob;Kang, Hyunuk;Lee, Wooseok;Lee, Hyoungjun;Yoon, Jeongsang;Lee, Dongwoo;Yang, Youngoo 108
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.108 PDF KSCI
    본 논문에서는 2.6 GHz에서 동작하는 Doherty 전력증폭기 집적회로를 설계 및 제작하여 평균 전력에서의 효율을 개선하였다. Small-cell 기지국 시스템에 적합하도록 전력 밀도가 높은 GaN-HEMT 공정을 사용하여 설계하였으며, 제작된 Doherty 전력증폭기 집적회로를 QFN 패키지 내부에 수용하여 시스템 적용에 용이하도록 하였다. 제작된 GaN-HEMT Doherty 전력증폭기 집적회로는 10 MHz의 대역폭 및 6.5 dB의 PAPR 특성을 갖는 2.6 GHz LTE 신호에 대하여 평균 전력 33.9 dBm에서 15.8 dB의 전력 이득, 43.0%의 효율 및 -30.0 dBc의 ACLR 특성을 나타낸다.
  3. Hong, Do-Hyeong;Lee, Kyung Bo;Rhee, Young-Chul 115
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.115 PDF KSCI
    본 논문에서는 디지털 위성방송을 수신하기 위하여 Ku-대역 광대역 하향변환기를 설계하였다. 설계된 저 잡음 하향변환기는 잡음 정합에 의한 3단 저 잡음 증폭회로와 10.7~12.75 GHz의 입력신호를 VCO-PLL에 의한 저 위상잡음을 나타내는 4개의 국부발진주파수(9.75, 10, 10.75 및 11.3 GHz)를 형성하고, 디지털 제어에 의하여 4-대역의 IF 주파수 채널을 선택할 수 있도록 설계하였다. 개발한 저 잡음 하향 변환기의 전체 변환이득 64 dB, 저 잡음 증폭기의 잡음지수는 0.7 dB, 출력신호의 P1dB는 15 dBm, band 1 반송주파수 9.75 GHz에서 위상잡음은 -85 dBc@10 kHz를 나타내었다. 설계한 광대역 디지털 위성방송용 하향변환기(LNB)는 국제적으로 이동하는 선박 등의 위성방송용으로 사용가능하다.
  4. Kim, Hyung Ki;Lim, Sungjoon 123
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.123 PDF KSCI
    본 논문에서는 원격 화학 센서로 활용 가능한 플렉서블 미세유체 메타물질 흡수체를 제안한다. 제안된 흡수체는 잉크젯 프린팅 기법으로 종위 기판 위에 인쇄한 분할고리공진기(SRCR: Split Ring Cross Resonator)와 Polydimethylsiloxane(PDMS) 기판에 레이저 식각된 미세유체 채널로 구성되어 있어 매우 유연한 특징을 보인다. 본 연구에서 제안한 메타물질 흡수체는 미세유체 채널에 주입된 화학물질에 따른 실효 유전율의 변화를 공진주파수의 이동으로 감지할 수 있다. 제안된 흡수체는 시뮬레이션과 측정을 통하여 성능을 검증하였다. 측정 결과, 공기의 경우에는 10.49 GHz에서 흡수가 되었고, 에탄올과 탈이온수의 경우에는 각각 10.04 GHz와 8.9 GHz에서 흡수체로 동작함을 확인할 수 있었다.
  5. Hyun, Seung-Yeup 131
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.131 PDF KSCI
    본 논문에서는 지하에 매설된 관 주변에 발생한 지하 공동의 탐지를 위해 지하 탐사 레이다의 가능성을 모의실험으로 조사하였다. 실험 장치는 임펄스형 지하 탐사 레이다 시스템, xy 직교 좌표 로봇, 지하 매질을 채운 탱크, 금속관, 모의실험용 공동 모델로 구현하였다. 특히, 모의실험용 공동 모델은 공기로 채워진 지하 공동의 전기적 특성과 유사하면서 견고한 형상을 유지할 수 있는 스티로폼 ?과 볼을 포장해서 구성하였다. 대표적인 3가지 실험을 통해서 지하 탐사 레이다의 B-scan 자료를 획득하여 2차원 그레이 스케일 영상으로 가시화하였다. B-scan 영상들의 비교를 통해 지하에 매설된 관 주변에 존재하는 지하 공동을 지하 탐사 레이다로 탐지할 수 있음을 보였다.
  6. Jung, Sang-Hoon;Lee, Kang-In;Nam, Sang-Wook;Chung, Young-Seek;Yoon, Young-Joong;Ryu, Hong-Kyun;Jung, Hyun-Kyo 138
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.138 PDF KSCI
    본 논문에서는 LSM(Least Squares Method)와 GA(Genetic Algorithm)를 이용한 광대역 컨포멀 배열 안테나의 최적 빔 형성을 제안하였다. LSM을 적용하여 컨포멀 배열 안테나의 빔 패턴을 선형 배열 안테나의 빔 패턴으로 근사시키는 가중치들을 구하였다. 그리고 GA를 이용하여 광대역에서 최적의 빔 패턴을 형성하는 컨포멀 배열 안테나의 최적 위치들을 구하였다. 제안된 방법을 검증하기 위해 Bezier 플랫폼 배열 안테나에 적용시켜 보았다.
  7. Lee, Jae-Hwan;Jang, Jong-Hun;Roh, Jin-Eep;Yoo, Kyung-Ju;Choi, Jae-Hyun 147
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.147 PDF KSCI
    본 논문에서는 주파수 변조 연속파(FMCW) 전파고도계의 재밍 환경에서의 강인한 고도 측정을 위한 재밍 탐지/회피 알고리즘을 제안한다. 전파고도계 재밍 탐지 알고리즘은 재밍 탐지를 위해 송수신 구간 앞에 노이즈 측정구간을 두어 노이즈 레벨을 측정하고, 샘플링한 노이즈파형에 대해 재밍 임계치를 넘는 포인트를 산출하여 재밍을 탐지한다. 재밍 회피 알고리즘으로 시간영역에서의 재밍 회피, 송신 출력 및 수신 이득 제어, 주파수 도약을 설계하였다. 제안한 알고리즘은 실제적인 환경에서 평가하기 위한 야외시험을 통해 성공적으로 검증하였다.
  8. Lim, Eunsook;Pyo, Seongmin 156
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.156 PDF KSCI
    본 논문은 직교편파로 동작하는 이중대역의 동작주파수를 변환하는 마이크로스트립 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 서로 수직한 급전부와 1개의 PIN 다이오드가 집적된 형태의 H 모양의 슬롯이 구비된 방사체로 구성된다. PIN 다이오드의 상태에 따라 H 모양 슬롯의 기하학적 모양이 변함을 이용하여, 수평편파를 제공하는 주파수는 고정된 상태로, 수직편파로 동작하는 주파수를 변환할 수 있다. 제작된 안테나는 PIN 다이오드의 인가전압에 따라 직교편파를 제공하는 1.80 GHz와 2.06 GHz의 이중대역이 2.06 GHz에서 2.43 GHz로 원활하게 변환됨을 측정실험을 통해 검증하였다. PIN 다이오드 상태 별로 각각 측정된 반사계수, 안테나 이득 및 원거리 방사패턴은 이론적인 분석과 잘 일치되었다.
  9. Kang, Seok Hyon;Jung, Chang Won 163
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.163 PDF KSCI
    본 논문에서는 소형 모바일 기기에 적용이 가능하도록 코일형 및 루프형 공진기의 평면화를 통해 소형화하여 자기공진형 무선전력전송 시스템을 구축하였다. 제안된 디스크형 이중코일공진기(disk type double coil resonator)는 아크릴 기판(acrylic substrate)의 양면에 얇은 구리 재질을 2 mm의 넓이(width)와 1 mm의 간격(pitch)으로 8번 감은 수의 나선코일패턴을 설계하여 최외각단을 연결한 구조이다. 이 공진기는 구리 재질의 패턴 길이에 의한 유도용량과 각 양쪽 나선코일패턴간의 아크릴 사이에 발생하는 정전용량을 이용하여 6.78 MHz에서 공진한다. 공진기에 설계된 나선코일패턴의 크기는 최외각 지름이 9 cm로 소형화 되었다. 급전 및 부하공진기로 사용되는 루프는 5 mm 굵기의 동선을 이용하여 지름 10 cm의 단일 루프로 구현하였다. 또한, 6.78 MHz에서 공진할 수 있도록 3,300 pF 커패시터(capacitor)를 직렬로 연결하였다. 디스크형 이중코일공진기의 특성을 알아보기 위해 다양한 공진기 재배열을 통해 시스템을 구성 및 측정하였으며, 소형 무선전력전송 시스템의 최대 전송효율은 35.67 %를 보였다. 제안된 공진기의 구조를 통해 더 작은 소형화 구조 설계가 가능할 것으로 기대된다.
  10. Ryu, Sungheon;Park, Youngcheol 170
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.170 PDF KSCI
    본 논문은 주파수 분할기를 통한 변조신호 전달시스템의 구현에 있어, 동적 주파수분할기의 출력 유지 조건 및 동작 주파수의 관계식을 활용하여 반송주파수가 분할된 변조신호의 전달함수를 도출하였다. 이러한 분석으로부터, 동적 주파수 분할기의 전달함수는 크기 신호에 대하여 곱셈기의 이득과 입력 전압의 일차 선형 함수로 결정되며, 위상은 입력위상에 대역필터의 군지연이 합산되는 관계로 파악되었다. 이에 따라 1,400 MHz 대역에서 동작하는 동적 주파수 분할기를 설계하였으며, 이를 통해 700 MHz 대역으로의 변조신호 전달 가능성을 확인하기 위한 모의실험을 수행하였다. 설계된 회로는 0.9~3.2 GHz에서 동작하며, 2.3 GHz의 대역폭을 가지고 입력 주파수 1.4 GHz에서 -14.5 dBm의 입력 전력으로 동작하도록 설계되었다. 바이어스 전압 $V_{DD}=2.5V$에서 입력 파형 $V_{PP}=136mV$일 때 20 mW의 전력을 소모하며, 변조지수 0.9인 진폭변조신호를 1.4 GHz에서 700 MHz로 성공적으로 전송하는 것을 확인하였다.
  11. Kim, Tae-Hyung;Moon, Hyun-Wook;Lee, Sung-Won;Ryu, Seong-Hyun;Yang, Eunjung 176
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.176 PDF KSCI
    일반적으로 실제 클러터 신호와 유사하도록 클러터 신호를 모의하려면 기존의 방법으로는 실시간 신호 생성이 어렵다. 본 논문에서는 타당한 정확성을 가지면서 실시간으로 지면 클러터 신호를 생성하는 방법을 제안하였다. 제안 방법들을 시뮬레이션을 통해 비교하였으며, 제안한 방법을 이용하면 항공기 레이다의 기능 및 성능 시험을 위한 모의신호발생기에서 클러터를 실시간으로 모의할 수 있음을 보였다.
  12. Lee, Taeseung;Choi, Sanghyouk;Chun, Joohwan;Kang, Seongcheol;Park, Dongmin 188
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.188 PDF KSCI
    본 논문에서는 전파 전달 특성을 결정하는 굴절 계수(refractive index)가 고도에 따른 함수라는 사실을 이용하여, 대기권에서의 전파 전달을 수학적으로 표현하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 전파가 다른 굴절 계수를 가지는 매질로 입사될 때 입사각과 굴절각의 관계를 나타내는 스넬의 법칙(Snell's law)으로부터 유도할 수 있다. 모의실험에서는 굴절 계수의 제곱을 고도에 대한 일차 다항식으로 모델링함으로써 전파 전달을 도식화 하고, 여러 개의 레이다를 이용하여 각각의 레이다에서 측정한 발사각도 정보를 통해 전파 전달 특성을 나타내는 변수들, 즉, 모델링한 다항식의 계수들을 추정할 수 있음을 보인다.
  13. Lee, Seung-Jae;Bae, Ji-Hoon;Jeong, Seong-Jae;Yang, Eunjung;Kim, Kyung-Tae 198
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.198 PDF KSCI
    바이스태틱(Bistatic) 레이다는 기존의 모노스태틱(Monostatic) 레이다로는 수행하기 어려운 저피탐(stealth) 표적에 대한 탐지 및 식별을 용이하게 해준다. 하지만 표적식별을 위해 바이스태틱 레이다의 수신신호로부터 고해상도 거리 측면도(high resolution range profile: HRRP)를 형성할 시, 바이스태틱 고유의 기하구조로 인해 바이스태틱 HRRP 내 왜곡현상이 발생하고, 이는 표적에 대한 정확한 거리 정보를 획득하기 어렵게 한다. 더욱이 바이스태틱 HRRP 내 나타나는 표적의 전자기적 산란 메커니즘은 바이스태틱 기하구조에 따라 다양하게 변하기 때문에 효율적인 훈련 데이터베이스 구축은 바이스태틱 표적식별에서의 핵심 사항이 된다. 본 논문에서는 모노스태틱 표적식별에서 효과적인 성능을 보였던 비행 시나리오에 기반한 훈련 데이터베이스 구축 기법을 바이스태틱 표적식별에 적용해 보고, 그 성능과 효율성을 분석한다. 시뮬레이션에서는 레이다와 표적의 거리가 충분히 먼 경우, 비행시나리오에 기반한 데이터베이스를 이용하여 효율적으로 바이스태틱 표적식별을 수행할 수 있음을 보인다.
  14. Kim, Hyeon-Min;Kang, Gil-Mo;Shin, Oh-Soon 208
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.208 PDF KSCI
    단말 간 직접통신(D2D: Device-to-Device) 기술은 지리적으로 근접한 단말들이 네트워크 인프라를 거치지 않고 직접적으로 통신하는 기술이다. 특히 셀룰러 네트워크에서는 D2D 통신이 셀룰러 자원을 공간적으로 재사용함으로써 주파수 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 셀룰러 단말의 채널 시변성 및 그에 따른 자원 할당 변화로 인해 셀룰러 자원을 재사용하는 D2D 단말의 채널 품질을 지속적으로 유지할 수 없고, 셀룰러 단말 또한 간섭에 의해 성능이 열화될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 D2D 링크가 셀룰러 네트워크의 상향링크 자원을 재사용하는 상황에서 셀룰러 단말의 채널 변화로 인한 D2D 통신 링크의 성능 열화를 완화하는 방안으로 비면허 대역 주파수 자원을 D2D 통신에 보조적으로 활용하는 기술을 제안한다. 모의실험을 통해 제안한 기술의 효용성을 검증한다.
  15. Moon, Dongwoo;Shin, Hooyoung;Lee, Milim;Kang, Inseong;Lee, Changhyun;Park, Changkun 212
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.212 PDF KSCI
    본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 5.08 GHz에서 동작하는 링 전압 제어 발진기(Ring Voltage Controlled Oscillator, Ring VCO)를 제작하였다. Ring VCO는 3단 구조로 각 단의 트랜지스터 크기 비율을 다르게 하여 전류 변화에 따른 소모 전력이 달라짐을 확인하였다. Core의 양단 위, 아래에는 Current Mirror로 전류를 제어하도록 구성하였고, 주파수 조절을 위해 제어 전압을 추가하였다. Ring VCO 측정 결과, 주파수 범위는 65.5 %(1.88~5.45 GHz), 출력 전력 -0.30 dBm, 5.08 GHz 중심주파수에서 -87.50 dBc/Hz @1 MHz의 위상잡음을 갖는다. 또한, 2.4 V 전원에서 31.2 mW 소모 전력을 확인하였다.
  16. Han, Jun-Yong;Yoon, Seong-Sik;Lee, Jae-Wook 216
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.216 PDF KSCI
    본 논문에서는 SIW(Substrate Integrated Waveguide) 구조를 갖는 SDR(Software Defined Radar)용 안테나를 설계하고 제작하였다. SIW 구조는 쉬운 집적화로 인하여 일반 PCB 상에 구현이 가능하고, 기존의 구형 도파관과 같이 높은 전력의 입력 신호에 대하여 낮은 전송손실을 가지는 특성이 있다. 또한, 전자기 간섭에 대하여 강한 내성을 갖는 장점이 있다. 특히 본 논문에서는 제작한 SIW 안테나를 가지고 USRP(Universal Software Radio Peripheral) 플랫폼에 탑재하여 목표물 RCS(Radar Cross Section)탐지 실험을 진행하였다. 제안된 안테나는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 대역(2.4~2.48 GHz)에서 동작하며, 이득 특성은 8 dBi 이상을 보인다.
  17. Park, Seung Pyo;Eu, Kyoung Jun;No, Seung Chang;Lee, Moon-Que 220
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.220 PDF KSCI
    본 논문에서는 캐스코드(cascode) 구조에 트랜지스터를 추가하여 잡음 특성을 유지하면서 높은 선형성을 갖는 저잡음 증폭기 구조를 제안하고 설계하였다. 제안한 구조는 트랜지스터의 사이즈 최적화를 통해 잡음원을 최소화 했으며, 전류원분리(current bleeding) 효과를 주어 선형성을 개선하였다. 저잡음 특성에 유리한 $0.5{\mu}m$ pHEMT 공정을 이용해 제작된 저잡음 증폭기는 1.8~2.6 GHz의 동작 대역에서 30.8 dBm의 $OIP_3$, 15.0 dB의 이득, 1.1 dB의 NF, 11.6 dB/10.4 dB의 입출력 반사 손실 특성을 보였다.
  18. Kim, Dong-Yeon;Lim, Youngjoon;Jung, Chae-Hyun;Park, Chang-Hyun;Nam, Sangwook 224
    https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2016.27.2.224 PDF KSCI
    본 논문은 도파관 구조를 이용한 W-대역 밀리미터파 탐색기용 광대역 모노펄스 비교기 설계를 제안한다. 제안하는 구조의 핵심 아이디어는 $90^{\circ}$ 하이브리드에 자기보상 위상천이기를 결합하여 광대역 $180^{\circ}$ 하이브리드를 구현하는 것이다. 일반적인 위상천이기는 협대역 특성을 가지므로 다수의 위상천이기가 사용될 경우, 안테나를 포함한 전체 시스템의 운용 대역폭을 제한하는 단점이 있다. 제안하는 비교기는 광대역 특성을 가지는 자기보상 위상천이기를 사용하므로 이러한 문제를 완화시킬 수 있다. 설계된 비교기는 도파관 구조를 이용하여 손실 특성이 우수하다. 또한, 포트간 크기 및 위상 응답에서 광대역 특성을 보인다.