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4×4 버틀러 매트릭스를 이용한 2.4 GHz 빔포밍 안테나 설계 및 구현
Design and Implementation of 2.4 GHz Beamforming antenna using 4×4 Butler Matrix 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.25 no.11, 2021년, pp.1687 - 1695  

김영진 (Department of Automatic System, Chosun College of Science & Technology)

초록
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본 논문에서는 버틀러 매트릭스를 이용한 빔포밍 안테나를 설계 및 분석하였다. 제안한 빔포밍 안테나의 동작 주파수는 2.4 GHz의 ISM 대역이며, 빔포밍 안테나의 구성 요소는 1 × 4 배열 안테나 및 4 × 4 버틀러 매트릭스로 구성된다. 4 × 4 버틀러 매트릭스의 출력포트에 서로 다른 위상차를 갖는 신호가 출력되며, 신호는 1 × 4 배열 안테나의 각각의 입력포트에 공급된다. 4개의 입력포트를 갖는 빔포밍 안테나는 총 4개의 빔을 형성한다. 빔포밍 안테나의 방사패턴을 분석하기 위해 각각의 입력포트에 신호를 스위칭하여 공급하였으며, 입력포트 1 ~ 4에 대한 개별적인 분석을 진행하였다. 제안한 빔포밍 안테나는 각각의 입력포트에 따라 각각 -12°, 40°, -40°, 12° 방향에서 주 빔이 형성되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, it is designed and analyzed the beamforming antenna using the butler matrix. The operating frequency of the proposed beamforing antenna is ISM band of 2.4 GHz band and the component of the beamforing antenna consisted of a 1×4 array antenna and a 4×4 butler matrix. Each ...

주제어

#빔포밍 안테나   #배열 안테나   #버틀러 매트릭스   #마이크로스트립 패치 안테나  

표/그림 (22)

참고문헌 (12)

  1. S. C. Park, S. H. Kim, J. H. Sohn, and H. C. Shin, "Design of a 28 GHz Switched Beamforming Antenna System Based on 4×4 Butler Matrix," The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 26, no. 10, pp. 876-884, Sep. 2015. 

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  2. S. J. Shin and H. C. Shin, "Design of a 28GHz 8-Directional Switched Beamforming Antenna System Utilizing Butler Matrix," Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers, vol. 54, no. 01, pp. 11-17, Jan. 2017. 

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  3. S. H. Choi and J. H. Choi, "Design of a Hybrid Beamforming Antenna System Using Broadband Butler Matrix and Phase Shifter," The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 28, no. 06, pp. 501-504, Jun. 2017. 

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  4. D. H. Lee and D. Y. Yang, "Implementation of Beamforming Butler Matrix(4×4) Based on Planar Structure for LTE Mobile Communications," Journal of Knowledge Information Technology and Systems, vol. 12, no. 04, pp. 501-511, Aug. 2017. 

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  5. D. H. Lee and D. Y. Yang, "Design and Implementation of Butler Matrix Based on Multilayered MTL," Journal of Knowledge Information Technology and Systems, vol. 13, no. 04, pp. 487-498, Aug. 2018 

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  6. D. H. Lee, "Implementation of Broadband 4×4 Butler Beamforming Network based on Multilayer Microstrip Technology," M.S. dissertation, Jeju National University, Jeju, 2017. 

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  10. I. R. Kim, C. H. Ahn, and S. S. Oh, "Design and Implementation of Beam Steering System Based on Rotman lens and its Real-Time Display Device of Beam Receiving," Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers, vol. 53, no. 04, pp. 37-46, May. 2016. 

  11. C. H. Lee, H. J. Park, Y. S. Lim, and S. T. Kahng, "A stacked array antenna able to make a very large gain and tilt the end-fire beam at the ISM-band," International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, vol. 29, no. 09, pp. 1-7, May. 2019. 

  12. H. Ren, B. Arigong, M. Zhou, J. Dign, and H. Zhang, “A Novel Design of 4 × 4 Butler Matrix With Relatively Flexible Phase Differences,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 15, pp. 1277-1280, Dec. 2015. 

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