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무인항공기 밀리미터파 라디오미터 응용을 위한 소형 Q대역 도파관-마이크로스트립 전이구조 설계

Design of Compact Q-Band Waveguide-to-Microstrip Transition for UAV Millimeter-Wave Radiometer Applications

  • 우동식 (경운대학교 항공정보통신공학과) ;
  • 정종혁 (경운대학교 항공정보통신공학과)
  • Woo, Dong Sik (Department of Aviation Information and Communications Engineering, Kyungwoon University) ;
  • Jeong, Jong-Hyeog (Department of Aviation Information and Communications Engineering, Kyungwoon University)
  • 투고 : 2018.02.22
  • 심사 : 2018.04.09
  • 발행 : 2018.04.30

초록

본 논문에서는 Q 대역에서 사용가능한 무인항공기 라디오미터 응용 소형 도파관-마이크로스트립 전이구조를 제안하였다. 제안된 전이구조는 간단하면서도 소형이며, 쉽게 정합이 되고, 크기와 제작 오차에 덜 민감한 특징을 가진다. E 평면 패치형태를 가지는 제안된 전이구조는 캐비티 장착뿐 아니라, 도파관-마이크로스트립 기판의 정렬오차에도 덜 민감한 것이 특징이다. 주요파라미터의 최적화에는 3차원 시뮬레이터인 ANSYS사의 HFSS를 사용하였다. Back-to-back 구조에 대하여 중심 주파수에서 20 dB 이상의 반사손실과 1 dB 이하의 삽입손실을 가졌으며, 36 GHz에서 42 GHz까지 반사손실 15 dB 이상의 우수한 성능을 가졌다.

A compact Q-band waveguide-to-microstrip transition for UAV(Unmanned Aerial Vehicle) radiometer applications is presented. The key features of this transition are simplicity, compactness, easy matching, and lower sensitivity to the dimensions and fabrication tolerances. The simple E-plane patch-type design is insensitive to the backshort cavity enclosure and misalignment between the waveguide and microstrip substrate. The primary parameters are optimized using a three-dimensional(3D) electromagnetic simulator(ANSYS HFSS). It exhibited better than 20-dB return loss at mid-band frequencies with less than 1-dB insertion loss for the back-to-back transition, and a return loss better than 15 dB over the frequency range of 36 GHz to 42 GHz.

키워드

참고문헌

  1. N. Skou, Microwave Radiometer Systems: Design and Analysis, Norwood, MA, Artech House, 1989.
  2. 최규용, Marian Klein, 민승현, 하종철, 조영준, 김기훈, 임은하, "장기체공 무인비행체 탑재용 초소형 초경량 마이크로파 라디오미터 개발," 한국기상학회 학술대회논문집, pp. 250-251, 2015년 10월.
  3. Y. C. Shih, T. N. Ton, and L. Q. Bui, "Waveguide-to-microstrip transitions for millimeter-wave applications," in IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, New York, NY, 1988, vol. 1, pp. 473-475.
  4. J. S. Izadian, S. M. Izadian, Microwave Transition Design, Norwood, MA, Artech House, 1988.
  5. Y. Ding, K. Wu, "Substrate integrated waveguide-to- microstrip transition in multilayer substrate," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 55, no. 12, pp. 2839-2844, Dec. 2007. https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.909878
  6. A. A. Omar, N. I. Dib, "Analysis of slot-coupled transitions from microstrip-to-microstrip and microstrip-to-waveguides," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 45, no. 7, pp. 1127-1132, Jul. 1997. https://doi.org/10.1109/22.598451