Abstract
In this paper, a two-dimensional slotline coupling structure is proposed for the planar active phased array antenna system with scanning the beam by coupled oscillators without phase shifters. The operating characteristics are analyzed and experimentally demonstrated. The proposed two-dimensional slotline coupling structure consists of $|{=}|$-type slotline in the ground plane for the coupling of E-plane and H-plane. From the simulation results of coupling strength with the variation of width, length and the number of slotlines, the optimal coupling structure is proposed and applied to $2{\times}5$ elements of planear phased array antenna. The experimental results show that the beamwidth of E-plane and H-pland are $42^{\circ}$ and $15^{\circ}$, respectivly, and the scanning range is from $-20^{\circ}$ to $15^{\circ}$ from the broadside. Therefore, it is shown the two-dimensional slotline coupling structure for oscillator-type active phased array antenna can be applied to the planar phased array antenna system.
본 논문에서는 위상천이가 없이 발진기간의 결합을 통해 빔을 주사하는 이차원 발진기형 능동 위상배열 안테나의 결합소자로 이차원 슬롯라인 결합구조를 제안하여 실험을 통해 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 슬롯라인 결합구조는 방사소자인 마이크로스트립 패치 안테나의 E-면과 H-면을 각각 결합하기 위하여 방사소자의 뒷면인 접지면에 $|{=}|$ 형태의 슬롯라인으로 구성되어졌으며, 슬롯라인의 폭, 실이 그리고 개수등에 의한 결합정도를 조사하여 최적의 결합구조를 제안하고 이를 $2{\times}5$ 소자 배열 안테나에 적용하여 실험하였다. 실험을 통하여, 2개의 소자가 배열된 H-면은 빔폭이 약 $42^{\circ}$이고 5개의 소자가 배열된 E-면은 빔폭이 약 $15^{\circ}$이며, 빔이 브로드사이드로부터 $-20^{\circ}$에서 $15^{\circ}$까지 주사함을 확인하였다. 따라서, 이차원 슬롯라인 결합을 이용한 발진기형 능동 위상배열 안테나가 실제로 이차원 평면배열 안테나로의 응용이 가능하다는 것을 알 수 있다.
