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박용배 연구실
아주대학교 전자공학과 박용배 교수
전자파 수치해석
주파수선택표면(FSS)
레이돔
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

박용배 연구실

아주대학교 전자공학과 박용배 교수

박용배 연구실은 전자기 해석과 전자파 산란·투과 문제를 중심으로 수치해석 알고리듬과 시스템 통합 해석을 수행합니다. 라돔과 주파수 선택 표면(FSS) 구조의 전파 특성을 고주파 해석 및 등가회로 기반으로 분석하고, 열 제어 기능을 결합한 다기능 구조의 전자파 성능과 기능 성능을 함께 평가합니다. 또한 자유공간 측정으로 박막 유전율을 추정하고, RCWA 및 최적화로 테이퍼 유전체의 광대역 투과 구조를 설계합니다. 이와 함께 이온권의 3차원 전자밀도를 딥러닝으로 재구성하고 Faraday rotation과 편파 손실을 모델링하여 레이더 전파환경 예측으로 연결합니다.

전자파 수치해석주파수선택표면(FSS)레이돔레이다 전파환경 모델링유전체 특성 추정
대표 연구 분야
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라돔·FSS·안테나의 전자파 산란/투과 및 다기능 구조 설계 연구 thumbnail
라돔·FSS·안테나의 전자파 산란/투과 및 다기능 구조 설계 연구
Electromagnetic scattering/transmission analysis and multifunctional radome/FSS antenna design
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

78총합

5개년 연도별 피인용 수

338총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
·
인용수 4
·
2025
Wideband Fan-Beam Lens Antenna for IR-UWB Through-the-Wall Human Detection Radar
Soyeong Lee, Daeyeong Yoon, Kyuhwan Hwang, Heesu Wang, Kyung‐Hwan Park, Yong Bae Park
IF 4.5 (2025)
IEEE Sensors Journal
This article presents a fan-beam lens antenna design for impulse radio ultrawideband (IR-UWB) through-the-wall human detection radar applications operating in the 1–8 GHz. The proposed fan-beam lens antenna integrates a dielectric lens, designed by adjusting the lengths of dielectric slabs and air layers, with a Vivaldi antenna to achieve a fan-beam pattern characterized by a narrow beamwidth in the E-plane while maintaining a wide beamwidth in the H-plane. The antenna demonstrates excellent time-domain characteristics with a high fidelity factor exceeding 0.93, low reflection signal ringing, and maintained narrow beamwidth in the E-plane for far-field pulse radiation patterns. Through experimental validation, the antenna achieved SNR improvement due to concentrated signal propagation, enabling stable human detection at distances beyond 5 m through walls. The wide H-plane beamwidth allows effective detection of subjects in various postures, including lying positions. The proposed antenna design shows promising potential for various applications including disaster site search and rescue, building surveillance, fall detection in care facilities, noncontact vital sign monitoring, and smart home occupancy detection systems.
https://doi.org/10.1109/jsen.2025.3543804
Wideband
Radar
Optics
Antenna (radio)
Lens (geology)
Acoustics
Physics
Engineering
Telecommunications
2
article
|
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인용수 0
·
2025
Heating-Enabled Dual-Band Frequency-Selective Surface for Radome De-Icing in Satellite Applications
Daeyeong Yoon, Dong-Yeop Na, Yong Bae Park
IF 5.8 (2025)
IEEE Transactions on Antennas and Propagation
This article proposes a heatable dual-band frequency selective surface (FSS) designed to operate in the Ku and Ka bands commonly used in satellite communications. This design effectively solves the problems arising from the integration of heating elements while maintaining the desired electromagnetic performance. The structural evolution process of a general dual-band FSS for heating element separation is described. To analyze the performance of the FSS, an equivalent circuit model is developed to provide insight into the effect of each design element. The proposed FSS was manufactured, and its electromagnetic and heat generation characteristics were measured using free space measurement, a thermal imaging camera, and a thermocouple. The FSS has a small change between heated and unheated states, with transmittances of over -0.32 dB and -0.88 dB at 15.3 GHz and 27.3 GHz, respectively. Heating performance has also been proven, with the FSS reaching a surface temperature of up to 127°C when heated at 30V for over 3 minutes. The thermal-electromagnetic analysis reveals that the FSS maintains stable performance even under heating conditions, with minimal changes in the reflection and transmission coefficients. This study successfully integrates heating functionality into an FSS designed for radome de-icing in satellite applications, providing valuable insight into the development of similar multifunctional structures.
https://doi.org/10.1109/tap.2025.3586785
Radome
Satellite
Communications satellite
Multi-band device
Remote sensing
Dual (grammatical number)
Icing
Antenna (radio)
Aerospace engineering
Physics
3
article
|
인용수 2
·
2025
Design and fabrication of frequency selective surface-based heating elements for radome applications using particle alignment technology
Daeyeong Yoon, Chul-Oh Park, Jae‐Ho Kim, Yong Bae Park
IF 3.9 (2025)
Scientific Reports
This paper presents a novel frequency selective surface (FSS) with embedded heating elements for radome applications, addressing the critical challenge of maintaining electromagnetic performance while providing effective de-icing capabilities. The proposed structure uniquely separates heating elements from radio wave transmission components, enabling independent control of thermal and electromagnetic characteristics. A bottom-up fabrication approach utilizing particle alignment technology was developed, achieving precise control of heating wire dimensions with minimum line widths of 1 µm and surface roughness below Rz 0.3 µm. The fabricated FSS demonstrated excellent transmission characteristics at 32 GHz with -0.298 dB (93.4%) for TE polarization and -0.283 dB (93.7%) for TM polarization, maintaining broad -1 dB transmission bandwidths. Thermal performance tests showed temperature increases exceeding 50 °C within 3 minutes under 12 VDC bias, while mechanical reliability tests confirmed durability through 5000 bending cycles at various curvature radii. The structure's equivalent circuit model was developed and validated, explaining the polarization-dependent characteristics. This approach effectively resolves the traditional trade-off between heating and electromagnetic performance, offering a promising solution for high-performance radome applications requiring both thermal management and radio wave transmission capabilities.
https://doi.org/10.1038/s41598-025-93398-3
Radome
Fabrication
Selective surface
Particle (ecology)
Tunable metamaterials
Computer science
Aerospace engineering
Surface (topology)
Nanotechnology
Materials science
최신 정부 과제
18
과제 전체보기
1
주관|
2020년 2월-2023년 2월
|99,000,000
입사각에 독립적인 mmWave 대역 레이돔 설계 및 제작
본 연구의 1차 연도의 연구 내용은 단층, 다층, 금속 패턴 및 양/음각 구조 등으로 이루어진 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔의 기본 설계이다. 각각의 레이돔의 두께, 간격, 배열 등의 변화에 따른 반사 및 투과 특성을 분석하여 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔에 적합한 구조를 설계하는 것이다. 본 연구의 2차 연도의 연구 내용은 기지국 및 차량용 레이돔의 실제 운용 환경 및 형상에 적합한 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔 상세 설계이다. 1차 연도의 기본 설계 레이돔을 바탕으로 실제 운용 환경에 적합하도록 구성 요소 고려, 금속 패턴 삽입 및 형상을 변경하여 상세 설계하고, 2020년 2월 말에 수행 완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용하여 내부 안테나의 특성 변화를 분석한다. 본 연구의 3차 연도 연구 내용은 자유 공간 측정 시스템을 이용하여, 2차 연도에서 설계한 금속 패턴 등이 내장된 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔을 제작, 측정 및 보완하여 레이돔 설계 기술을 검증한다. 3차 연도 연구 내용은 mmWave 대역에서의 측정을 위해 본 연구실에 수직 및 경사 입사 측정이 가능한 자유 공간 측정 시스템을 구축하고, 레이돔 시편을 제작 및 측정하여 설계에 사용한 물성 정보 및 레이돔 성능을 검증하고 보완한다. 1, 2차 연도의 연구에서는 문헌에서 제공하는 물성 정보를 이용했기 때문에 실제의 물성 정보와 차이가 있을 수 있으므로, 측정을 통해 정확한 물성 정보를 추출하고 이를 설계에 다시 반영하여 레이돔을 보완 설계한다. 최종 설계된 레이돔의 측정 결과는 2020년 2월 말에 수행완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교 검증한다.
레이돔
차량 레이다
기지국
밀리미터파
2
주관|
2020년 2월-2023년 2월
|99,000,000
입사각에 독립적인 mmWave 대역 레이돔 설계 및 제작
본 연구의 1차 연도의 연구 내용은 단층, 다층, 금속 패턴 및 양/음각 구조 등으로 이루어진 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔의 기본 설계이다. 각각의 레이돔의 두께, 간격, 배열 등의 변화에 따른 반사 및 투과 특성을 분석하여 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔에 적합한 구조를 설계하는 것이다. 본 연구의 2차 연도의 연구 내용은 기지국 및 차량용 레이돔의 실제 운용 환경 및 형상에 적합한 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔 상세 설계이다. 1차 연도의 기본 설계 레이돔을 바탕으로 실제 운용 환경에 적합하도록 구성 요소 고려, 금속 패턴 삽입 및 형상을 변경하여 상세 설계하고, 2020년 2월 말에 수행 완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용하여 내부 안테나의 특성 변화를 분석한다. 본 연구의 3차 연도 연구 내용은 자유 공간 측정 시스템을 이용하여, 2차 연도에서 설계한 금속 패턴 등이 내장된 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔을 제작, 측정 및 보완하여 레이돔 설계 기술을 검증한다. 3차 연도 연구 내용은 mmWave 대역에서의 측정을 위해 본 연구실에 수직 및 경사 입사 측정이 가능한 자유 공간 측정 시스템을 구축하고, 레이돔 시편을 제작 및 측정하여 설계에 사용한 물성 정보 및 레이돔 성능을 검증하고 보완한다. 1, 2차 연도의 연구에서는 문헌에서 제공하는 물성 정보를 이용했기 때문에 실제의 물성 정보와 차이가 있을 수 있으므로, 측정을 통해 정확한 물성 정보를 추출하고 이를 설계에 다시 반영하여 레이돔을 보완 설계한다. 최종 설계된 레이돔의 측정 결과는 2020년 2월 말에 수행완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교 검증한다.
레이돔
차량 레이다
기지국
밀리미터파
3
주관|
2019년 6월-2022년 6월
|169,687,560
IoT-Cloud 기반 건설현장 작업자 안전을 위한 웨어러블 솔루션개발
본 과제는 IoT(사물인터넷) 및 클라우드 기반 웨어러블 솔루션을 개발하여 건설 현장 작업자 안전을 강화하는 연구임. 작업자의 추락 사고 예방 및 위험 상황 발생 시 신속 대응 가능한 통합 안전 관리 시스템 구축을 목표로 함. 연구 목표는 웨어러블 추락방지 디바이스, 관리자 디바이스, 비콘 스캐너 게이트웨이, 10-Socket 배터리 충전기 등 핵심 하드웨어 모듈 개발과 클라우드 서버 구축에 있음. 또한 각 디바이스의 3D 기구설계 및 안테나 시제품 제작을 포함함. 핵심 연구 내용은 웨어러블과 연동하여 안전고리 체결 및 추락 감지, 위치 확인, 비상벨 연동 기술을 갖춘 추락방지 디바이스 개발임. 관리자 디바이스는 작업자 안전 확인 및 클라우드 데이터 전송을, 비콘 스캐너 게이트웨이는 BLE 신호 수신을 통한 근로자 위치 추적 및 위험 알람 기능을 수행함. IoT 보안 프로토콜 및 OID 적용, 관련 안테나 설계 및 제작도 포함됨. 기대 효과는 건설 현장 근로자의 추락 사고 예방 및 신속 대응을 위한 통합 안전 관리 시스템 구축에 기여하는 것임. 이를 통해 산업 안전 사고 예방과 현장 근로자 안전 확보, 기술 사업화를 통한 시장 확대 및 국내 산업 안전 경쟁력 강화에 이바지할 것으로 전망됨.
웨어러블
안전고리
게이트웨이
비콘
안테나
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024LSTM 기반의 시계열 대기 굴절률 예측 방법 및 장치1020240021643
공개2024인공지능에 기반한 시계열 대기 굴절률 예측 방법 및 장치1020240021642
공개2023박막 시료의 유전율 측정 방법 및 유전율 측정 시스템1020230193563
전체 특허

LSTM 기반의 시계열 대기 굴절률 예측 방법 및 장치

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240021643

인공지능에 기반한 시계열 대기 굴절률 예측 방법 및 장치

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240021642

박막 시료의 유전율 측정 방법 및 유전율 측정 시스템

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230193563

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