Design and Implementation of Beam Steering System Based on Rotman lens and its Real-Time Display Device of Beam Receiving

( Design and Implementation of Beam Steering System Based on Rotman lens and its Real-Time Display Device of Beam Receiving )

김 인 렬^*, 안 치 형^**, 오 순 수^***

( In-Ryeol Kim, Chi-Hyung ahn, and Soon-Soo Oh^ⓒ)

요 약

본 논문에서는 고가의 위상천이기를 대체하여 로트만 렌즈 안테나를 이용한 2.442GHz 대역의 빔 조향 시스템을 제안한다.

본 빔 조향 시스템의 구성요소는 로트만 렌즈, 송신 안테나, 빔을 스위칭하기 위한 스위치 박스로 구성되어 있다. 초기 설계조 건을 설정하고 요구조건에 맞춰 설계 및 제작하였다. 그 결과, 고가의 위상천이기를 대체한 로트만 렌즈의 사용으로 무반사실 에서 빔이 조향됨을 알 수 있었다. 성능 검증을 통해 실시간 빔 수신 표시 장치인 정류안테나의 LED를 켬으로써 시각적으로 빔의 조향을 확인하였다.

Abstract

In this paper, we propose the beam-steering system using Rotman lens antenna operating at 2.442GHz which is to replace an expensive phase shifter. The overall system consists of the transmission antennas, Rotman lens and switch box.

Setting the initial design conditions, it was designed and fabricated satisfying the requirements. From the result tested in the anechoic chamber, it was found that the beam can be steered using Rotman lens in the anechoic chamber. We also visually checked the beam-steering by turning on the LED of the rectenna showing the real-time beam receiving.

Keywords: Rotman lens, rectenna, beam-steering antenna

*학생회원, ^***정회원, 조선대학교 전자공학과 (Dept. of Electronics Engineering, Chosun University)

**정회원, 한국철도기술연구원 신교통연구본부

(New Transportation Systems Research Center, KRRI)

ⓒCorresponding Author(E-mail : [email protected])

※ 본 논문은 2015년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구 재단의 지원(기초연구사업, No. 2015R1D1A1A01059175) 을 받아 수행 되었습니다. 또한, 본 연구는 한국철도기 술연구원 주요사업의 연구비 지원으로 수행되었습니다.

Received ; November 30, 2015 Revised ; April 8, 2016 Accepted ; May 7, 2016

Ⅰ. 서 론

최근 다양한 형태의 무선통신 서비스가 출현하고 있 고, 고용량 고속 통신 속도를 요구하는 사용자들의 요구 도 커지고 있다. 이에 따라 다수개의 안테나를 사용하는

MIMO(Multi Input Multi Output)^[1] 서비스가 실현되고 있다. MIMO 기술은 다수개의 안테나를 사용하여 데이 터 용량을 증대시키는 기술로써, 현제 기지국 안테나와 단말기 등에 일부 적용되고 있다. 그러나 실내 환경에서 MIMO를 구현하기에는 안테나의 크기가 커지는 문제점 이 존재한다. 따라서 실내에서의 고용량 고속 통신 서비 스를 위해서 빔 조향(또는, 빔 제어, 빔 포밍) 에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.^[2]

일반적인 빔 조향 안테나의 개념은 안테나 소자마다 한 개의 위상천이기와 한 개의 감쇠기를 갖고 있다. 위 상 천이기는 전기적 길이를 바꾸는 방법을 이용하여 안 테나 소자로 공급되는 신호에 위상 차이를 만듦으로써 원하는 방향으로 빔을 제어할 수 있다. 이를 대체하여 위상천이를 하는데 로트만 렌즈^[3～4]의 입력 포트를 스

그림 1. 빔 조향 시스템의 전체 구성도

Fig. 1. Overall configuration of beam tilting system.

위칭 하는 것으로 각 출력 포트별 위상을 변화시킨다.

이를 통해 로트만 렌즈의 출력 포트에 패치 안테나를 결합하여 고가의 위상천이기를 대체한 로트만 렌즈 안 테나^[5]를 제안한다.

본 논문에서 제안하는 로트만 렌트는 입력 포트와 출 력 포트 사이에 전송선로 또는 도파관을 이용하여 출력 포트에서 전자기파의 위상을 변화시킨다. 이를 이용함 으로써 각 안테나 소자마다 위상천이기가 불필요 하다 는 장점이 있다. 또한 공간 피딩 방식이므로 광대역 주 파수 대역폭을 가질 수 있다. 반면에 단점으로는 로트만 렌즈의 입력 포트와 배열 안테나 사이에 수 파장의 길 이가 필요하여 소형화에 어려움이 있다.

Ⅱ. 빔 조향 시스템 설계 및 제작

Ⅱ-1. 전체 구성도

전체 구성도는 그림 1과 같으며 로트만 렌즈의 입력 포 트를 제어하는 스위치 박스는 TTL (Transistor-Transistor Logic) 신호를 사용하였다. 로트만 렌즈 안테나의 신호를 받는 정류 안테나는 LED를 통해 수신 파워를 확인할 수 있게 설계 하였다.

Ⅱ-2. 로트만 렌즈 설계 이론

로트만 렌즈^[4]의 입력 포트의 개수는 빔 조향의 방향 수에 따라 결정하고, 출력 포트의 개수는 패치 안테나의 배열 개수에 따라 설계한다. 패치 안테나는 다음 장에서 다룰 것이다.

그림 2에서 스위치 박스를 통과한 파는 점을 통해 입사한다. 렌즈를 통과한 파는 전기적 길이 의 케이 블이나 도파관등의 전송선로를 통해 안테나 소자로부터

그림 2. 로트만 렌즈 파라미터 Fig. 2. Parameter of Rotman lens.

방사한다. 이때 방사하는 파가 동일한 위상을 갖기 위해 서는 점에서 각 안테나 소자까지의 거리는 모두 동일 해야 한다. 이러한 조건들을 바탕으로 로트만 렌즈를 설 계하였다. 그림 2에서  점부터 파면까지의 전기 적 길이가 동일하다는 조건을 바탕으로 다음의 순서에 의해 로트만 렌즈를 설계하였다. 설계의 순서는 다음과 같다.^[6]

먼저 x축 외의 초점 길이 , x축 위의 초점 길이 , x축으로부터 안테나 소자까지의 거리  을 결정한다.

최적의 를 식 (1)로부터 구할 수 있다.



    

 (1)

결정한 각 파라미터를 F값으로 정규화 시킨다. 본 논 문은 마이크로 스트립에서의 로트만 렌즈를 설계하므로 유전율에 관련된 와 의 값이 적용된다.^[7]

  

^

 

   

   

   



 



_



  _

 (2)

_ cos _ sin

식 (3)으로부터 에 따른 를 구한다.

^      (3)

여기서 , , 는 다음 식과 같다.

  







  





  mm

(-170.2, -58.6)

   mm

(-1.1, 19.8), (-9.4, 59.3), (-25.8, 99.3), (-1.1, -19.8), (-9.4, -59.3), (-25.8, -99.3)

 mm 50, 150, 25,

-25, -150, -50

 mm 104.48, 104.44, 103.41, 103.41, 104.44, 104.48

  







  



  

_^^ ^





  







_^

   _^

_^^

 ^





다음으로 이원이차방정식을 풀어 , 를 계산한다.

^ ^   ^  (4)

     

마지막으로 각 파라미터에 정규화 한 값 를 곱하여 실제 크기를 계산한다.

Ⅱ-3. 로트만 렌즈 시뮬레이션 및 제작

표 1은 계산한 파라미터의 값을 보이고 있으며 표의 좌표는 그림 2의 원점을 기준으로 표현되었다.

그림 3은 표 1의 렌즈 파라미터 데이터를 기반으로 설계한 로트만 렌즈의 시뮬레이션 모델을 도시하고 있 다. 그림에서 좌측 포트 1, 2, 3이 입력포트이고 우측 포 트 4, 5, 6, 7, 8, 9는 출력포트이며 나머지 포트들은 더 미포트이다. 설계 목표사양으로 빔 조향 방향이 3개 이 므로 3개의 입력포트를 설계 하였고, 빔 조향 각도를 11°로 설정하여 안테나 소자의 개수에 맞춰 출력포트의 개수를 설정했다. 그림 3에서 6개의 출력포트를 설계한 이유는 송신 안테나인 1x6의 배열 패치 안테나에서 로 트만 렌즈의 위상천이를 통해 빔이 조향될 때 3개의 방 향으로 빔이 겹치게 되는데 겹치는 빔이 배열 안테나의

‘

그림 3. 로트만 렌즈 시뮬레이션 모델 Fig. 3. Simulation model of Rotman lens.

반치각보다 크게 설계하여 빔 조향 시 각 입력포트 간 에 영향을 없애기 위해 3-dB 빔 폭인 10.6°보다 큰 약 11°가 되도록 설계하였다.

배열 안테나는 동일위상의 파면이 생기는 쪽으로 빔 이 형성된다. 그림 2의 점과 x축 원점사이의 각도  를 19°로 설정하여 출력 포트의 안테나 소자에서 틸팅 각도를 11°로 설계하였다. 이와 같이 는 렌즈의 출력 으로 나오는 위상을 조절 할 수 있고 의 크기를 줄이 거나 늘리는 것으로 위상을 촘촘하게 하거나 넓게 천이 시킬 수 있다.

그림 4는 시뮬레이션 모델의 투과계수 크기와 위상의 결과를 나타내고 있다. 그림 4(a), (b)에서는 포트 1과 포트 2의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 포트 3의 결과를 도시하지 않은 이유는 로트만 렌즈가 중심 입력 포트인 포트 2를 기준 축으로 대칭성을 지니기 때문에 포트 1과 포트 3의 특성은 동일하다고 할 수 있다. 그림 4(a)는 포트 2에 대한 포트 4, 5, 6의 출력 특성을 나타 내고 있다. 포트 7, 8, 9 역시 기준 축에 대해 대칭성을 지녀 같은 특성을 나타낸다.

입력을 포트 2에 인가 시 각 출력 포트간의 위상 차 이가 거의 동일하지만 입력을 포트 1 또는 포트 3에 인 가 시 각각 출력 포트의 위상차이가 약 50°의 일정한 값 을 보여준다. 그러므로 로트만 렌즈는 위상천이기의 특 성을 보인다고 할 수 있다. 그림 4(a), (b)의 투과계수는 중심주파수에서 각각 -9dB 이하의 값을 가졌다. 이론적 으로 6개의 출력 포트에서 파워의 1/6이 전달이 되었다 면 -7.8dB의 값을 가져야 하지만 로트만 렌즈는 입력

(a) 포트 2 인가 (a) Excitation of port 2

(b) 포트 1 인가 (b) Excitation of port 1

그림 4. 로트만 렌즈의 투과계수의 크기와 위상의 시뮬 레이션 결과

Fig. 4. Simulation result of the magnitude and phase of the transmission coefficient of the Rotman lens.

포트와 출력 포트 간에 수 파장의 전송선로가 필요하므 로 이에 따른 손실이 생기는 단점이 있다.^[8]

그림 5와 같이 로트만 렌즈를 실제로 제작하여 금속 상자에 고정시켜 포트를 납땜 하였다.

그림 6(a)는 중앙 포트인 Port 2에 파를 인가 시 Port 4, 5, 6의 크기와 위상이고 그림 6(b)는 Port 1에 파를

그림 5. 제작한 로트만 렌즈 Fig. 5. Fabricated Rotman lens.

인가 시 6개의 출력포트별 크기와 위상을 도시하고 있 다. 제작한 로트만 렌즈의 위상을 시뮬레이션 결과와 비 교하였다. 측정값과 시뮬레이션 결과값은 180°의 차이를 가지므로 위상이 같다고 할 때 포트 2에 인가 시 최대 약 10°의 위상 차이를 보이고 포트 1에 인가 시 각 포트 별로 약 50°의 위상 차이를 보이고 있으므로 약간의 오 차는 있지만 시뮬레이션 결과값과 거의 같은 값을 갖는 다고 할 수 있다.

Ⅱ-4. 패치 배열 안테나 설계 및 제작

패치 안테나의 설계^[9]는 Ansoft Designer^[10]를 활용하 였다. 패치 안테나에는 기생패치^[11]를 좌, 우로 추가하였 다. 여기서 기생패치를 사용한 이유는 대역폭을 넓히기 위함이며 그림 7은 단일 패치 안테나의 반사계수(_) 와 이득을 보여준다. 식 (5)을 통해 3-dB 방위각 빔폭 (Half Power Beam Width: HPBW)을 계산하여 시뮬레 이션 결과와 비교하였다.

  deg_^ (5)

_는 안테나의 가로 길이를 의미하며, 초기 설계조건 인 11°의 빔 폭을 설계하기 위해 6개의 패치안테나의 배열을 결정하였다. 여기서 단일 안테나 소자 간 간격은 0.8λ로 설정하였다.^[12] 그림 7로부터 단일 패치 안테나의 10-dB 대역폭은 2.4～2.495GHz (950MHz)의 넓은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.^[13] 그림 8은 단일 패치 안 테나 및 배열 패치 안테나의 이득 방사패턴(H-plane)의 시뮬레이션 결과를 보이고 있으며 단일 패치 안테나의 안테나 이득은 약 8dBi 배열 패치 안테나의 이득은 15.1dBi의 값을 갖는다. 또한 3-dB 방위각 빔폭은

(a) 포트 2 인가 (a) Extitation of port 2

(b) 포트 1 인가 (b) Excitation of port 1

그림 6. 로트만 렌즈의 투과계수의 크기와 위상의 측정 결과

Fig. 6. Measurement result of the magnitude and phase of the transmission coefficient of the Rotman lens.

그림 7. 단일 패치안테나의 반사계수(_) 및 이득 Fig. 7. Reflection coefficient(_) and gain of single

patch antenna.

그림 8. 단일 패치안테나 및 패치 배열 안테나의의 방사 패턴 시뮬레이션 결과

Fig. 8. Simulation result of radiation pattern of single patch antenna and patch array antenna.

그림 9. 패치 배열 안테나 시뮬레이션 모델 Fig. 9. Simulation model of patch array antenna.

단일 패치 안테나에서 57.8˚, 배열 패치 안테나에서 10.3˚

의 값을 가져 초기 설정한 3-dB 빔폭인 11˚에 근접한 값을 가졌다.

그림 9는 패치 배열 안테나 시뮬레이션 모델을 보이 고 있으며 하무의 박스는 로트만 렌즈의 S-파라미터값 을 내장한 박스이다. 모델의 시뮬레이션 결과는 그림 10 과 같으며, 배열 패치 안테나의 반사계수와 이득을 도시 하고 있다. 로트만 렌즈를 결합한 배열 패치 안테나는 단일 패치 안테나에 비해 대역폭이 증가되고 반사계수 가 더욱 낮아졌음을 확인 하였다.

그림 10. 배열 패치 안테나의 반사계수(_) 및 이득 Fig. 10. Reflection coefficient(_) and Gain of patch

array antenna.

그림 11. 패치 배열 안테나와 로트만렌즈의 결합모습 Fig. 11. Combined picture of Rotman lens and patch

array antenna.

그림 11은 제작한 로트만 렌즈 안테나이다. 제작한 안테나는 6개의 로트만 렌즈의 출력포트에 결합되어 위 상 배열 안테나의 기능을 가진다. 상단에 보이는 세 개 의 포트가 로트만 렌즈의 입력 포트이고 그림에서 보이 는 좌측부터 순서대로 포트 1, 포트 2, 포트 3이다.

Ⅱ-5. 스위치 박스 및 제어 소프트웨어 설계 및 제작 그림 12는 제작한 스위치 박스의 구성도를 보이고 있 다. 중앙에 위치한 TTL신호를 받아 RF신호를 스위칭 하는 Mini-Circuit사의 ZSWA-4-30DR+이고, TTL신호 를 발생시키는 National Instruments사의 NI USB-6051 디지털 I/O Device 그리고 스위치에 +5V, -5V의 전압 인가가 필요하므로 Power Plaza사의 CD30-55 AC-DC Converter를 사용하였다. 스위치 박스는 RF 입력 포트 1개 RF 출력 포트 4개 그리고 TTL신호를 제어하는 USB 프린트 입력 포트 1개로 구성되어있다.

TTL신호의 제어는 그림 14.(a)와 같이 GUI를 프로그 래밍 하였고 Port 1, Port 2. Port 3, RF Stop버튼으로

그림 12. 스위치 박스 구성도 Fig. 12. Configuration of switch box.

(a) 제어 소프트웨어 GUI (a) GUI of control software

(b) 제어 소프트웨어 내부코드 (b) code of control software 그림 13. 제어 소프트웨어의 GUI와 내부코드 Fig. 13. GUI and code of control software.

구성 되어 있다. PC에서 각각의 버튼을 클릭해 스위치 박스에서 입력 전력이 스위칭 되도록 설계 하였다. GUI 의 내부 코딩은 그림 13(b)와 같으며 NI(National Instruments)의 LabView를 사용해 설계하였다.^[14]

(a) 정합된 정류회로 (a) Matched rectifying circuit

(b) 정합된 정류회로의 스미스차트 (b) Smith chart of matched rectifying circuit 그림 14. 정합 후의 정류회로와 스미스차트

Fig. 14. Matched after the rectifier circuit and Smith chart.

Ⅲ. 실시간 빔 수신표시 장치 설계 및 제작

Ⅲ-1. 정류회로

실시간 빔 수신표시 장치는 패치 안테나와 정류회로 를 결합하여 LED의 ON/OFF로 빔의 수신을 판단하기 위해 제작하였다.

정류회로는 참고논문^[15]을 기반으로 하여 설계하였다.

정류회로의 기판 역시 패치 안테나와 같은 유전율과 두 께를 사용했으며 Ansoft Designer를 이용해 모의실험을 시행하였다. 매칭 회로를 제외한 회로를 시뮬레이션 한 결과 정류회로의 입력 임피던스는 10.35-j85.98이었다.

하지만 모의실험과 실제 제작한 정류회로의 입력 임피 던스는 다소 달랐다. 제작한 정류회로의 입력 임피던스 18.1+j71.6Ω의 값을 갖는다. 이 때 네트워크 분석기에서 출력전력은 0dBm을 기준으로 측정하였다. 정합 회로를 설계하기 위해 Smith tool을 사용하였고 유전율 2.2 기판 두께 1.57mm를 갖는 입력 임피던스 18.1 +

(a) 단일 정류안테나 (a) Single Rectenna

(b) 정류안테나 배열 (b) Arrayed rectenna 그림 15. 단일 정류안테나와 배열 정류안테나 Fig. 15. Single rectenna and arrayed rectenna.

그림 16. 로트만 렌즈 안테나 측정 환경

Fig. 16. Measurement setup for Rotman lens antenna.

j71.6Ω에서의 50Ω 정합된 정류회로는 그림 14(a)과 같 다. 설계한 회로는 그림 14(b)에서 입력임피던스를 69.6-j40.3 Ω로 50Ω에 근접한 결과를 가졌다.^[16]

Ⅲ-2. 배열 정류안테나

그림 15(a)는 제작한 패치 안테나와 정류회로를 결합 한 정류 안테나의 모습이고 그림 15(b)와 같이 총 5개의 정류 안테나에서 LED를 통해 빔 조향을 관찰 하였다.

그림 17. 중심주파수에서 로트만 렌즈 안테나 측정 결과 Fig. 17. Measurement result of Rotman lens antenna in

center frequency.

그림 18. 빔 조향 시스템과 실시간 빔 수신 장치의 시험 환경

Fig. 18. Testing setup of beam-steering system and real-time display device of beam receiving.

Ⅳ. 성능 검증 결과

Ⅳ-1. 무반사실 측정결과

제작한 로트만 렌즈 안테나의 측정은 한전자파기술원 의 12m 중대형 무반사실을 이용하였다. 측정 환경은 그 림 16와 같이 구성되었고 측정 시 포트 1, 2, 3에 2.442GHz의 파를 순차적으로 인가하였다. 각각의 포트 에 입력을 인가 시 나머지 포트들에 모두 종단저항을 결합하였다.

그림 17은 로트만 렌즈 안테나의 측정 결과이며 중심 주파수에서 포트 1은 안테나 이득 12.51dBi와 빔 조향 각도 –9°, 포트 2는 안테나 이득 12.89dBi와 빔 조향 각 도가 없는 0°, 포트 3는 안테나 이득12.65dBi와 빔 조향 각도 +10°를 갖는다.

(a) 포트 1 인가 (a) Excitation of port 1

(b) 포트 2 인가 (b) Excitation of port 2

(c) 포트 3 인가 (c) Excitation of port 3 그림 19. 각 입력 포트별 정류안테나 수신 출력

Fig. 19. Receiving output of rectenna when excite each input port.

Ⅳ-2. 통합 시험 결과

빔 조향 시스템과 실시간 빔 수신표시 장치를 구현하 였다. 그림 18과 같이 안테나의 편파와 높이를 맞추기 위해 안테나의 거치대를 제작하고 정류 안테나를 통해 빔 조향 시험을 했다. 시험을 위해 부가적으로 PC, 신호 발생기, 전력 증폭기, 전원 공급 장치를 사용하였다.

송신 출력을 높이기 위해 증폭기를 사용하였다. 입력 신호가 증폭기를 거쳐 제작한 스위치 박스에 인가되도 록 하였다. 스위치 박스의 제어를 위해 USB로 연결된 PC에서 GUI를 조작하며 로트만 렌즈 안테나의 빔 조향 을 확인하였다.

그림 19는 각 포트에 입력을 인가 시 LED가 켜지는 모습을 촬영한 모습이다. 그림 19(a)는 포트 1에 입력을

는 것을 시각적으로 확인할 수 있었다.

Ⅴ. 결 론

본 논문에서는 차세대 이동통신 기술 및 실내 와이파 이와 같은 고용량 고속 통신을 요구하는 이동통신 서비 스의 출현으로 데이터 통신의 증대에 대한 수요를 만족 하기 위하여 실내 빔 포밍 기술을 구현하였다. 일반적으 로 고가인 위상천이기를 대신하여 로트만 렌즈를 구현 하였으며, 1×6 패치 배열 안테나를 설계 및 제작하여 연 결하였다. 또한 정류 안테나의 배열을 설계 및 제작하여 빔 조향을 실시간 시험 및 검증하였다.

제작한 로트만 렌즈는 입력 포트의 위치가 중앙일 경 우, 거의 동일한 크기와 위상을 출력으로 가진다. 또한 렌즈가 입력 포트의 중앙으로부터 벗어날 경우, 투과계 수는 거의 동일한 크기와 순차적으로 변화하는 위상을 가짐을 확인하였다. 또한 제작한 빔 조향 배열 안테나는 입력 포트에 따라 중앙으로부터 약 10도 정도의 빔 조 향을 방사패턴 측정으로 확인하였다. 빔 조향 배열 안테 나의 전반부에 정류 안테나의 배열을 배치한 후, 인가한 빔 포트의 위치에 따라 LED가 ON/OFF 됨을 확인하였다.

본 논문에서 제시한 바와 같이 로트만 렌즈가 실내의 빔 조향 구현에 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러 나 실질적인 상용화를 위해서는 로트만 렌즈의 소형화 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 또한 본 시스템 에서는 수동으로 스위치 박스를 제어하였으나, 신호원 의 위치가 디지털 신호처리부로 실시간으로 전송되어, 자동적으로 스위치 박스를 제어하는 방식에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

REFERENCES

[1] G. W. Lee, Y. C. Sung, J. H. So, J. Y. Seo “5G Massive MIMO 실현을 위한 연구 동향”, IEEK of Korea, vol. 42, no. 10, pp. 16-34, Oct. 2015.

[2] J. H. No, C. Y. Lee “Reduced feedback Energy based hybrid beamforming for millimeter wave

Antennas Propag., vol. 55, no. 7, pp. 1948-1954, Jul. 2007.

[5] J. R Park, J. H. So, C. S. Lee, S. G. Kim “A microstrip Rotman lens for broad-band active phased array transmitter”, IEEK of Korea, vol.

33A, no. 9, pp. 1766-1772, Sep. 1996.

[6] S. S. Oh, Y. J. Sung, J. S. Lee, C. M. Lee, C. S.

Pyo, E. B. Kim, Y. S. Kim “Beam steering antenna using Rotman lens for BMWS application”, Jounal of the Institute of Electronics Engineers of Korea, vol. 13, no. 9, pp. 865-872, Oct. 2002.

[7] Z. X. Wang, D. P. Fan and L .Z. You “A design of microstrip Rotman lens”, Int. Conference on Microwave and Millimeter Wave Tech.(ICMMT), pp. 1-4, Shenzhen, China, May 2012.

[8] L. Schulwitz and A. Mortazawi “A new low loss Rotman lens design for multibeam phased arrays”, IEEE, MTT-S Int. Microwave Symp.

Dig., pp. 445-448, San francisco, Unite State of America, Jun. 2006.

[9] C. Balanis, Antenna Theory, Analysis and Design, John Wiley & Sons, pp. 816-825, 1997.

[10] ANSYS, ANSYS Designer, available at:

http://www.ansys.com/

[11] P. B. Parmar, B. J. Makwana and M. A. Jajal

“Bandwidth enhancement of microstrip patch antenna using parasitic patch configuration”, Int.

Conference on Comm. Systems and Network Tech., pp, 53-57, May 2012.

[12] J. Schoebel, T. Buck, M. Reimann, M. Ulm, M.

Schneider, A. Jourdain, G. J. Carchon and H. A.

C. Tilmans “Design considerations and technology assessment of phased-array antenna systems with RF MEMS for automotive radar applications”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., vol. 53, no. 6, pp. 1968-1975, Jun. 2005.

[13] G. Dubost, G. Beauquet, J. Rocquencourt and G.

Bonnet “Patch antenna bandwidth increase by means of a director”, Electronics Lett., vol. 22, no. 25, pp. 1345-1347, Dec. 1986.

[14] National Instruments(NI), University Program, available at: http://www.ni.com/

저 자 소 개 김 인 렬(학생회원)

2014년 조선대학교 전자공학과 학사 졸업.

2014년～현재 조선대학교 전자공학 과 석사과정.

<주관심분야 : 배열 안테나 해석 및 설계, 빔 포밍, 레이더>

오 순 수(정회원)

1998년 인하대학교 전자공학과 학사 졸업.

2000년 인하대학교 전자공학과 석사 졸업.

2005년 고려대학교 전파공학과 박사 졸업.

2005년～2013년 한국전자통신연구원(ETRI) 선임 연구원.

2013년～현재 조선대학교 전자공학과 조교수.

<주관심분야 : 배열 안테나 해석 및 설계, 전자기 장 필드 측정, 초고주파 필터>

안 치 형(정회원)

2002년 인하대학교 전기공학과 학사 졸업.

2004년 포항공대 전자공학과 석사 졸업.

2010년 TEXAS A&M 전기전자공 학과 박사 졸업.

2010년～2013년 삼성전자.(삼성종합기술원) 2014년～현재 한국철도기술연구원.(선임연구원)

<주관심분야 : 전자파해석, 안테나, 무선전력전송, 무선통신시스템>

[15] B. Bauman, A. Christianson, A. Wegener and William J. Chappell “Dynamic visualization of antenna patterns and phased-array beam steering”, IEEE Antennas and Propagation Magazine. vol. 54, no. 3, pp. 184-193, Jun. 2012.

[16] Kai Chang: RF and Microwave Wireless Systems, John Wiley & Sons, 2000.