Abstract
In this paper, we theoretically studied on the large antenna array whose element had wider than one wavelength. And we also verified the adaptedness through the experiments. Using grating lobes, we could make antenna have sharp HPBW. Not only HPBW but also SLL could be controlled by giving optimal space for antenna array. In order to verify this method, we designed 4 horn antenna array and measured the radiation patterns at 9 GHz. Each horn antenna has the dimension of 64.3$\times$82.5$\textrm{mm}^2$ and HPBW of 27$^{\circ}$. The space between antennas is longer than one wavelength so that it may have the grating lobes in visible region. As a result of experiments, we could get HPBW of 4.3$^{\circ}$, 3.3$^{\circ}$ and 1.7$^{\circ}$when giving 2.5λ, 2.7λ and 3.0λ of the spacing respectively. We concluded this could be useful making the antenna with narrow HPBW.
본 논문에서는 한 파장보다 큰 배열안테나에 대하여 이론적으로 고찰하였고, 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이러한 배열안테나의 그레이팅 로브를 이용하여 예리한 반-전력빔폭(HPBW)을 갖도록 하였다. 배열안테나의 배열간격을 적절히 설정함으로써 반-전력빔폭 뿐만 아니라 사이드로브레벨(SLL)까지도 조절할수 있었다. 이를 위해 4개의 혼 안테나로 배열안테나를 구현하였으며, 방사패턴은 9GHz에서 측정하여 제시한 방법의 타당성을 입증하였다. 이때 배열안테나를 구성하는 각각의 혼은 64.3$\times$82.5$\textrm{mm}^2$의 크기와 27$^{\circ}$의 반-전력빔폭을 갖는 것을 사용하였다. 그레이팅 로브를 이용하기 위해 안테나 사이의 배열간격을 1파장보다 크게 하므로서 가시영역에서 그레이팅 로브가 발생하게 하였다. 배열간격을 2.5λ, 2.7λ와 3.0λ로 변화시켜가면서 반-전력빔폭을 측정한 결과 각각 4.3$^{\circ}$, 3.3$^{\circ}$그리고 1.7$^{\circ}$를 얻을 수 있었으므로 반-전력빔폭이 확연히 줄어들었으며 예리한 반-전력빔폭을 얻을수 있었다. 그러므로 좁은 반-전력빔폭을 갖는 안테나를 설계하는데 유용하게 이용할 수 있을 것이다.
