An Analytic Solution of a Circular Aperture Antenna with a Feed Transition

급전부에 전이 구조가 있는 원형 개구면 안테나의 엄밀한 해석 방법

  • Published : 2005.10.01

Abstract

An analytic solution of circular aperture antenna with a feed transition is presented using a hybrid method of generalized scattering matrices and integral transform. The method can give an analytic solution to antennas with integrated filters or mode converters, etc. Scattering matrices and integral transform techniques are combined to accommodate discontinuities connected between an aperture and a feed waveguide, and radiated field from the aperture. The method gives radiation fields as well as return losses of the antenna.

본 논문에서는 모드 변환기나 필터, 매칭 구조가 모두 연결되어 있는 개구면 안테나의 특성을 예측을 위해 급전 부분에 전이 구조가 붙어 있는 원형 개구면 안테나의 해석적인 산란 해를 제시한다. 개구면의 모양이 원형이기 때문에 길이가 짧고 반지름이 다른 원형 도파관이 연결되어 있는 구조로 모델링하여 안테나를 해석했다. 안테나의 해석에서 급전 도파관과 개구면 사이의 영역은 일반화된 산란 행렬을 이용하여 전기장과 자기장을 나타냈고, 개구면에서 복사되는 전기장과 자기장은 적분 변환을 이용하여 나타내어 전체 구조를 해석했다. 여기서 필요한 산란 행렬과 적분 변환은 모두 해석적으로 계산 가능하고, 엄밀한 해이므로 안테나의 반사 특성, 복사 특성 등을 정확하게 예측 가능하다.

Keywords

References

  1. G. L. James, 'Analysis and design of $TE_{11}\;to\;HE_{11}$ corrugated cylindrical waveguide mode converters', IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., vol. 29, no. 10, pp. 1059-1066, Oct. 1981 https://doi.org/10.1109/TMTT.1981.1130499
  2. G. L. James, 'Propagation and radiation properties of corrugated cylindrical coaxial waveguides', IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. AP-31, no. 3, pp. 477-483, May 1983
  3. Haeng S. Lee, Hyo J. Eom, 'Scattering from a cylindrical waveguide with rectangular corrugations', IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., vol. 49, no. 2, pp. 315-320, Feb. 2001 https://doi.org/10.1109/22.903091
  4. Manfred Thumm, Annemarie Jacobs, and Mario S. Ayza, 'Design of short high power $TE_{11}\;to\;HE_{11}$ mode converters in highly overmoded corrugated waveguides', IEEE Trans. Microwave Theory and Tech., vol. 39, no. 2, pp. 301-309, Feb. 1991 https://doi.org/10.1109/22.102974
  5. Vahras Jamnejad, Ahmad Hoorfar, 'Design of corrugated hom antennas by evolutionary optimization techniques', IEEE Antennas and Wireless Propag. Letters, vol. 3, pp. 276-279, 2004 https://doi.org/10.1109/LAWP.2004.836122