• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권2호
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• pp.131-137
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• 2021

The Angle-of-Arrival (AOA) estimation in real time is one of core technologies for the real-time tracking system, such as a radar or a satellite. Although AOA estimation algorithms for various antenna types have been studied, most of them are for the single-shaped array antenna suitable to the specific frequency. In this paper, we propose the cascade AOA estimation algorithm for the combined array antenna with Uniform Rectangular Frame Array (URFA) and Uniform Circular Array (UCA), with the excellent performance for various frequencies. The proposed technique is consisted of Capon for roughly finding AOA groups with multiple signal AOAs and Beamspace Multiple Signal Classification (MUSIC) for estimating the detailed signal AOA in the AOA group, for the combined array antenna. In addition, we provide computer simulation results for verifying the estimation performance of the proposed algorithm.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.9-18
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• 2021

5G 통신은 높은 주파수 대역을 사용하는 밀리미터파 통신이다. 높은 주파수 특성으로 인해 전파의 직진성이 강해지므로, 넓은 범위를 서비스하기 위해서는 다수의 기지국을 기반으로 한 빔형성(beamforming) 기술이 요구된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해서는 안테나에 입사되는 신호의 도래각(Angle-of-Arrival : AOA) 정보가 필요한데, 일반적으로 도래각은 고분해능 알고리즘인 MUSIC(: Multiple Signal Classification)이나 ESPRIT(: Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)을 사용하여 추정된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해 다양한 안테나 형태가 사용될 수 있지만, 일반적으로 단일 형상(사각, 원형, 육각)의 안테나 배열이 주로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 다양한 주파수에 적합한, 기존의 단일 형상 배열 안테나가 아닌, 사각과 원형 배열이 혼합된 형상의 배열 안테나를 기반으로 한 송/수신 빔형성 시스템을 소개하고 성능을 평가한다. 제안된 혼합 형상 배열 안테나 기반의 빔형성 시스템에 대한 성능평가를 위해 다양한 시나리오를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권4호
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• pp.41-46
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• 2022

This study is a Ku-band array antenna for the manufacture of low-orbit satellite communication terminals, designed to have miniaturization, high gain, and wide beam width. The transmission of low-orbit satellite communication has a right-rotating circularly polarized wave, and the reception has a left-rotating circularly polarized wave. The 4×8 array antenna was separated for transmission and reception, and it was combined with the RF circuit part of the transmitter and receiver, and was terminated in the form of a waveguide for RF signal impedance matching in the form of a transition from the microstrip line to the waveguide. The 30° beam width of the receiver maximum gain of 19 dBi and the 29° beam width of the transmitter maximum gain of 18 dBi are shown. Through this antenna configuration, the system was configured to suit the low-orbit satellite transmission/reception characteristics.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제18권4호
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• pp.254-259
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• 2020

Phased-array antennas comprise a demanding antenna design methodology for commercial wireless communication systems or military radar systems. In addition to these two important applications, the phased-array antennas can be used in beamforming for wireless charging. In this study, a four-way analog beamforming front-end module (FEM) for a hybrid beamforming system is developed for 2.4 GHz operation. In a hybrid beamforming scheme, an analog beamforming FEM in which the phase and amplitude of RF signal can be adjusted between the RF chain and phased-array antenna is required. With the beamforming and beam steering capability of the phased-array antennas, wireless RF power can be transmitted with high directivity to a designated receiver for wireless charging. The four-way analog beamforming FEM has a 32 dB gain dynamic range and a phase shifting range greater than 360°. The maximum output RF power of the four-way analog beamforming FEM is 40 dBm (=10 W) when combined the four individual RF paths are combined.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제4C권6호
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• pp.306-309
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• 2004

This paper presents a new active antenna consisting of a microstrip patch for the passive radiator, a mixer for frequency conversion, a voltage controlled oscillator (VCO) and a phase detector for phase control. The microwave signal frequency has been converted into intermediate frequency (IF) on the antenna elements by the mixer. The active antenna consists of two ports, the IF port has a transmitted IF signal via power combined to the baseband and the dc control port is under the control of the phase-detector. The input voltage of the VCO is controlled by the phase detector. The scan range of the array is determined by the phase detector and the VCO and is obtained between 30$^{\circ}$ and - 30$^{\circ}$

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.29-37
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• 2012

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나(APAA: Active-Phased Array Antenna)의 능동 반사 계수(ARC: Active Reflection Coefficient) 개선 및 보호 회로 구성을 통한 안정적인 시스템 운용에 관하여 연구하였다. 수동 위상배열 안테나에서와 달리 APAA는 복사 소자와 송수신 모듈이 결합된 형태로 일반적인 수동 위상 배열 안테나의 반사 계수 특성과 차별된 새로운 ARC의 정의가 적용되어야 한다. ARC는 방사하는 소자로부터의 자기 반사계수 외에 인접한 방사 소자로부터 유기되는 결합량의 중첩을 고려한 반사 계수이다. 이는 능동 위상 배열 레이더(APAR: Active-Phased Array Radar) 시스템의 특성을 예측하고 분석하는데 중요한 파라미터가 된다. 운용 중 발생하는 높은 ARC는 시스템 성능 열화에 직접적인 원인이 된다. 본 논문에서는 APAR의 안정적인 운용을 위한 방안으로 ARC의 성능을 개선시키는 방안과 보호 회로를 통한 열화 방지 방안에 관하여 분석하였다. 실제 제작한 능동 위상 배열 안테나의 실험 결과를 통해 두 방안의 유효성을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.514-522
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• 2000

본 논문에서는 위상천이기 없이 전 방향으로 빔의 주사를 가능하도록 하기 위해 기존의 능동 위상배열 안테 나의 슬롯라인 결합구조를 이용하여 패치 안테나와 능동 소자를 Via-hole을 이용하여 접합함으로써 $4\times4$ 능동 위상배열 안테나를 설계하고 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 능동 위상배열 안테나는 슬롯라인 결합구조를 이용하여 기생방사 결합에 의한 방사패턴의 왜곡울 방지하고, 전체 안테나의 크기도 최소화하며 F FET의 바이어스 전압 조정으로 발진 주파수를 조정할 수 있도록 하였다 .. $4\times4$ 소자를 이용하여 주파수 12.5 GHz에서 발진 주파수가 locking하는 배열된 능동 위상배열 안테나의 일차원 빔 주사 범위는 브로드사이드로부터 $-17^{\circ}~18^{\circ}$로 나타났고, 시율레이션 결과와 대체로 일치했으나 사이드 로브 레벨이 약간 높게 나타났 다. 이차원 빔 주사를 이용하여 $\phi_0=45^{\circ}$일 때의 빔 주사 범위는 $-5^{\circ}~10^{\circ}$로 나타났다. 이를 이용하여 2차원 빔 주사에 응용할 수 있음을 확인하였고, 이것은 위성을 이용한 방송 및 통신 시스탬이나 radar 시스댐에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.559-569
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• 2012

본 논문에서는 단일 급전부를 갖는 레이다 디턱테용 X 밴드(10.525 GHz) $1{\times}2$ 배열 안테나와 K 밴드(24.15 GHz) $3{\times}6$ 배열 안테나를 제안한다. 제안된 배열 안테나의 왼편에는 X 밴드 배열 안테나가 있고 오른편에는 K 밴드 배열 안테나가 있다. 두 개의 배열 안테나는 하나의 전송 선로를 통해 급전이 되고, stub가 각 배열 안테나의 앞부분에 있다. 서로 다른 동작 주파수를 갖는 배열 안테나를 일반적인 T-junction을 이용하여 하나의 전송선로로 급전할 경우, 서로 영향을 주어 배열 안테나의 특성이 크게 바뀌게 된다. 이러한 영향을 차단하기 위해 open, short 특성을 이용하여 stub를 설계하였다. 먼저 각 배열 안테나에 stub가 연결되어도 안테나 특성이 바뀌지 않는 것을 확인하였고, 최종적으로 두 개의 배열 안테나를 연결하여 하나의 전송 선로로 급전을 하여도 성능이 바뀌지 않는 것을 확인하였다. 측정한 이득은 X 밴드에서 6.47 dBi, K 밴드에서 13.07 dBi로 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.393-397
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• 2013

This paper introduces the T/RX combined compact active channel module which is a key unit of the active phased array antenna(APAA) system. This module is mainly compoased of two parts for TX and RX fabricated on both sides of the active module for size reduction. The TX-part is primarily composed of a 3-stage amplifier, a microstrip phase shifter, a thermal compensation and a power detection circuit. The RX-part is composed of LNAs a microstrip phase shifter and BPFs for TX power rejection. Using the proposed design structure we can realized a compact active channel module having high performance.

• ETRI Journal
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• 제40권5호
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• pp.570-581
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• 2018

This work analyzes the performance of implementable detectors for the multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique under specific and realistic operation system conditions, including antenna correlation and array configuration. A time-domain channel model was used to evaluate the system performance under realistic communication channel and system scenarios, including different channel correlation, modulation order, and antenna array configurations. Several MIMO-OFDM detectors were analyzed for the purpose of achieving high performance combined with high capacity systems and manageable computational complexity. Numerical Monte Carlo simulations demonstrate the channel selectivity effect, while the impact of the number of antennas, adoption of linear against heuristic-based detection schemes, and the spatial correlation effect under linear and planar antenna arrays are analyzed in the MIMO-OFDM context.