[논문]니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성

강노원; 이정엽; 정현교; 천창율

니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성
Beam Forming of Array Antenna Using Niching Genetic Algorithm 원문보기

최근 기계적으로 빔을 움직일 수 있는 마이크로 스트립 패치 배열 안테나가 MEMS 기술을 이용해서 제작되고 시험되었다. 본 논문에서는, 제작된 안테나의 적용 예로써 위상변위기를 사용하지 않는 새로운 어레이 안테나의 방사패턴 합성방법을 제안하고, 제안된 방법을 원하는 빔 형상합성에 적용하였다. 방사패턴 형상의 최적화에는 Restricted Competition Selection (RCS)를 이용한 니칭 유전 알고리즘을 이용하였다. 또한 이러한 방식의 접근은 EMC 표준에 대처하기 위한 배열 안테나의 설계 시에도 적용이 가능하며, 제안된 방법을 이용하여 특정한 빔 형상들에 대한 합성이 가능하다.

Recently, mechanically beam-steering microstrip patch array antenna using MEMS technology is developed and tested. In this paper as an application of developed antenna, new radiation pattern synthesis method far beam-steering antenna without phase-shifter is proposed, and applied to synthesis of desired beam shape. Niching genetic algorithm using Restricted Competition Selection (RCS) is used for radiation pattern optimization. This approach can be applied to design of array antenna for meet EMC standard and through proposed method specific beam shapes can be synthesized.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서 위상변 위기를 사용하지 않고 기계적으로 움직이는 안테나를 사용하여 원하는 빔형 상을 합성할 수 있는 가능성을 제시하였다. 선형 어레이안테나의 최적합성 방법으로써 Restricted Competition Selection 유전 알고리즘을 도입하여 단일 탐색 알고리즘의 한계를 극복하였다.
본 논문에서는, 1차원 움직이는 선형 배열안테나(linear array antenna)를 이용하여 위상 변위기 없이 빔 형상을 합성할 수 있는 가능성을 제시한다.지금까지 제안된 대부분의 빔 형상 설계 기법들은 최적화 기법을 사용 하나, 일반적으로 단일 목적에 대해서만 최적화를 수행한다 [2][3].

제안 방법

지금까지 제안된 대부분의 빔 형상 설계 기법들은 최적화 기법을 사용 하나, 일반적으로 단일 목적에 대해서만 최적화를 수행한다 [2][3]. 그러나 본 논문에서는 RCS (Restricted Competition Selection)[4] 를 이용한 니칭(Niching) 유전 알고리즘을 채택하여 Cosecant 또는 Sector빔 형상 등의 원하는 빔형 상을 가지며, 이득이 최대로 되는 전류의 크기 및 회전각도(tilt angle) 등을 선택하였다.
따라서 본 논문에서는 가장 중요한 제한 조건만을 고려하여 목적함수를 정의하고, 전역 최적해 뿐만이 아니라 국부 최적해 또한 우수 후보군(elite set)에 저장하는 최적화 방법을 이용하였다. 이 우수 후보군을 또 다른 제약조건을 고려하여 후처리(postprocess)함으로써 설계자의 경험 및 기타 제약 조건을 고려하여 최적의 해를 선택하는 것이 가능하다.
이용되었다. 본 논문에서는 등 간격을 가진 9개의 단위 움직이는 안테나에 대해서 위의 알고리즘을 적용하였으며, 각 단위 안테나 사이의 거리는 0.5入로 하였다. MEMS 공정으로 만들이 진 움직이는 안테나의 경우는, 구조적인 문제로 인하여 최대 회전 각도가 제한되므로 회전 각도를 [-45도~ 45도]로 제한하였다.
이 안테나는 기계적으로 안테나를 회전시킴으로써 2차원으로 빔의 방향을 조절할 수 있다[그림 1]. 본 논문에서는 이 움직이는 안테나의한 응용으로서, 안테나의 위상을 제어하는 대신, 안테나빔의 회전각도(tilt an읺e)를. 제어하는 방식으로 원하는 방사패턴 (radiation pattern)을 합성하는 방법을 제안한다.
이렇게 함으로써 같은 니체의 내에서는 적합도가 가장 큰 하나의 개체만이 자식 세대로 전달되고, 다른 니체의 개체는 비록 적합도가작더라도 선택된다. 위의 기법 외에 최적화 과정 중에 탐색된 국소 최적점을 유지하기 위해 엘리트 집합(elite set)을도입하였다.
본 논문에서는 이 움직이는 안테나의한 응용으로서, 안테나의 위상을 제어하는 대신, 안테나빔의 회전각도(tilt an읺e)를. 제어하는 방식으로 원하는 방사패턴 (radiation pattern)을 합성하는 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하면 고가의 위상 변위기가 없이 원하는 빔형상을 만들어낼 수 있으며, 어레이 팩터에 의한 이득의 감소가 없으므로, 우수한 SNR 특성을 얻을 수 있다.

대상 데이터

본 논문에서의 최적화 대상은 Cosecant 나 Sector 빔 형상과 같은 방사패턴이다. 일반적으로 설계자의 목적에 부합하는 방사 패턴을 합성하기 위 한 여러 개의 최적해 가 존재한다.

이론/모형

최적의 회전 각도을 찾기 위해서, RCS GA 알고리즘이 이용되었다. 본 논문에서는 등 간격을 가진 9개의 단위 움직이는 안테나에 대해서 위의 알고리즘을 적용하였으며, 각 단위 안테나 사이의 거리는 0.

성능/효과

선형 어레이안테나의 최적합성 방법으로써 Restricted Competition Selection 유전 알고리즘을 도입하여 단일 탐색 알고리즘의 한계를 극복하였다. 또한 제안된 방법을 이용하여 설계자의 경험과 원하는 제약조건 등을 유연하게적용시킬 수 있다는 것을 보였다.
제시하였다. 선형 어레이안테나의 최적합성 방법으로써 Restricted Competition Selection 유전 알고리즘을 도입하여 단일 탐색 알고리즘의 한계를 극복하였다. 또한 제안된 방법을 이용하여 설계자의 경험과 원하는 제약조건 등을 유연하게적용시킬 수 있다는 것을 보였다.
[그림 4] 와 [그림 5] 에 합성된 cosecant 빔 패턴과 sector 빔 패턴을 나타내었다. 이 결과는 기계적으로 움직이는 안테나를 이용하여 위상변 위기 없이 원하는 안테나의 빔 형상을 합성할 수 있다는 것을 나타낸다.

원문 보기

ScienceON 원문보기

원문 URL 링크

한국정보통신설비학회 : 저널
학술교육원 : 저널

*원문 PDF 파일 및 링크정보가 존재하지 않을 경우 KISTI DDS 시스템에서 제공하는 원문복사서비스를 사용할 수 있습니다.

내보내기 메뉴

내보내기 구분

파일저장
인쇄
메일전송

구성항목

기본정보
상세정보

관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관

저장형식

Text(ASCII format)
Excel format
RefWorks Direct Export
RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley

메일정보

받는사람 (필수): @
보내는사람 (선택): @
제목
내용: KISTI 검색결과 이메일 서비스

안내

총 건의 자료가 검색되었습니다.

다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000)

검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다.

데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요)

다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다.
파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오.

Text(ASCII format)
Excel format

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

AI-Helper ※ AI-Helper는 을 사용합니다.

AI-Helper

안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

연합인증

니칭 유전 알고리즘을 이용한 어레이 안테나의 방사패턴 합성
Beam Forming of Array Antenna Using Niching Genetic Algorithm 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper