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JKIEES, vol. 30, no. 10, pp.785-790, October, 2019
DOI. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2019.30.10.785

Four-Beam Direction Finding Using Two-Element Monopulse Antenna and I/Q Demodulator 2-소자 모노펄스 안테나와 I/Q 복조기를 이용한 4-빔 방향탐지

장 병 준 Byung-Jun Jang
국민대학교 전자공학과(Department of Electrical Engineering, Kookmin University)

In general, a direction finding system based on array antennas is implemented using a digital beamforming method with the same number of receivers as antennas, or using an RF beamforming method where a single receiver has a plurality of phase shifters. However, both approaches require complicated hardware configurations, which is a major disadvantage. In this paper, we propose a new method to generate 4-beam patterns using only two antennas and a single receiver with a sum and difference pattern of 180° hybrid, and the orthogonality of an I/Q demodulator. To verify the proposed method, we applied it to a Bluetooth direction finding system. The simulation results demonstrated that it is possible to implement an effective direction finding system using the proposed method.

일반적으로 배열 안테나 기반의 방향탐지 시스템은 안테나 개수와 동일한 개수의 수신기를 갖는 디지털 빔포밍 방식으로 구현하거나, 수신기는 하나이지만 복수개의 위상천이기를 갖는 RF 빔포밍 방식으로 구현한다. 두 경우 모두 하드웨어 구성이 복잡하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 위상천이기 없이도 I/Q 복조기의 직교성을 이용하여 수신기 1개와2개의 안테나 만으로 4개의 빔패턴을 생성하여 방향탐지할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 180° 하이브리드를 이용한 합/차 패턴과 I/Q 복조기의 직교성을 이용하는 것이다. 제안의 타당성을 검증하기 위하여 블루투스 응용에 위한 컴퓨터 모의실험을 수행하였다. 모의실험 결과 제안한 방식으로 방향탐지 시스템을 효과적으로 구현할 수있음을 검증하였다.

Keyword : Direction Finding, Beam-Oding, RF Switch, Time Modulated Array, Angle of Arival

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