• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2024

본 논문에서는 광대역 특성을 가지는 능동위상배열 안테나의 설계, 검증 및 분석에 대하여 기술하였다. 능동위상 배열 안테나를 항공기 혹은 미사일에 적용하려면 배열 안테나의 소형화 및 광각 빔조향 특성을 확보하는 것은 피할 수 없는 안테나 설계 고려 사항이 될 수 있다. 특히 전자적으로 광각 빔조향 시 능동반사계수 특성은 시스템의 생존 및 성능 측면에서 최소화되어야 하는 설계 파라미터이다. 광대역 특성 및 광각 빔조향에 적합한 복사 소자로 본 논문에서는 Step Flared Notch(SFN)를 적용한 배열 구조를 설계하고 구좌표계 θ 각도 기준 최대 40° 빔조향에 따른 능동반사계수를 최소화하였다. 복사소자의 대역폭은 Ka대역에서 능동반사 기준으로 3GHz를 확인하였다. 또한 실제 제작된 8by8 배열 안테나는 근접전계 시험을 통해 복사소자의 단일 패턴을 측정하고, 수학적으로 합성하여 탐색기 시스템에 사용하는 송/수신빔을 예측하여 성능을 분석하였다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권6호
• /
• pp.43-55
• /
• 2013

본 논문에서는 원통형태의 배열구조에서 수평면(H-plane), 수직면(E-Plane) 빔조향 특성을 갖는 원통형 능동위상배열 안테나를 제안하였다. 상호결합특성이 우수한 접힌 다이폴 안테나를 원통의 배열구조에 적합하도록 설계하고, 수직과 수평으로 $8{\times}8$ 원통 배열구조를 갖는 지향성 배열안테나와 전력 분배를 위한 결합분배기를 설계 및 제작하였다. 원통배열 안테나의 복사소자 배열 간격은 반전력 빔폭과 빔 조향 시 그레이팅로브가 발생하지 않도록 결정하였다. 안테나의 빔 조향은 송수신장치 내부의 6비트 위상변위기를 이용하여 구현하였으며, 안테나 빔조향 시 수평면으로 -24도 ~ 24도, 수직면 기준으로 0도 ~ 36도의 빔조향 특성을 갖도록 고안되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.223-230
• /
• 2014

본 논문에서는 5.8GHz ISM 대역(5.725GHz~5.825GHz)의 저가 3차원 빔 조향을 위한 단일급전 마이크로스트립 기생 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 단일 급전 능동소자와 가변 리액턴스 부하를 갖는 4개의 기생소자로 구성된다. 제작된 안테나의 빔 조향 범위는 가변 리액턴스 부하의 조절에 의해 방위각 ${\Phi}=0^{\circ}$, ${\Phi}=45^{\circ}$, ${\Phi}=90^{\circ}$, ${\Phi}=135^{\circ}$에서 ${\pm}28^{\circ}$의 3차원 빔 조향을 이룰 수 있었다. 빔 조향 범위 내에서 안테나의 최대이득은 7.23dBi~9.36dBi를 가지고, -10dB 이하 반사손실대역폭은 빔 조향각도에 상관없이 항상 5.8GHz ISM 대역을 포함하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.87-92
• /
• 2022

본 논문에서는 탐색기용 AESA 레이더에 적용할 수 있는 배열소자 설계에 관한 연구를 수행하였다. AESA 레이더에 적용하기 위한 안테나는 전자 빔조향 특성을 확보하기 위해 배열 안테나에 적용할 최적의 복사소자를 선정하고, 설계 시 빔조향 특성을 고려하여야 한다. 특히 광각 빔조향 특성을 충족하기 위해 광각 임피던스 매칭(WAIM:Wide Angle Impedance Matching) 기법을 활용하여 광각 조향 시 발생할 수 있는 음영 지역(Scan Blindness region)을 최소화하여야 한다. 이처럼 시스템 운용의 안정성 확보가 AESA 레이더의 중요한 설계 고려 사항이 되고 있다. 본 논문에서는 AESA 레이더 안테나 장치에 적용되는 복사소자 특성을 개선하기 위해 복사소자 끝단에 WAIM을 적용하고, 시스템의 안정적 운용 척도인 능동 반사 계수 성능 변화를 검토하였다. 최종 성능 결과는 시뮬레이션 데이터를 수학적으로 합성하여 제시한 방안의 유효성을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.620-628
• /
• 2007

H 섹터 혼 안테나는 일정한 빔 커버리지를 가지면서 빔 조향을 하는 광대역 위상 배열 송신기의 복사 소자로 유용하다. 본 논문에서는 상호 결합을 이용하여 3:1 주파수 대역과 ${\pm}60^{\circ}$의 빔 조향 범위를 갖는 광대역 E-면 H 섹터 혼 위상 배열 안테나를 설계하였다. 주자계면에서 반전력 빔 폭이 $30{\sim}50^{\circ}$을 갖는 H 섹터 혼 안테나를 설계하였다. 도파관 시뮬레이터를 이용하여 상호 결합을 포함하는 능동 반사 계수를 계산하였고, 광대역 주파수 범위에서 상호 결합에 의하여 능동 반사 특성이 개선되었다. 이러한 결과를 이용하여 $8{\times}1$ H 섹터 혼 위상 배열안테나를 제작하였다. 주자계면에서의 반전력 빔 폭과 능동 반사 계수의 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 빔 조향된 복사 빔들의 첨두치 패턴은 능동 소자 패턴과 잘 일치하였다. 3:1 주파수 대역과 빔 조향 범위에서 능동 반사 계수는 대부분 0.3 이하로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.386-392
• /
• 2002

본 논문에서는 4개의 다이폴 소자로 구성한 4섹터 지향성 절환 원형 대열 다이폴 안테나의 기본 특성을 검토하고 있다. 이론 해석으로서는 다이폴 소자에 흐르는 미지 전류분포에 관한 연립 적분방정식을 유도하고 해를 Gaterkin의 모멘트 법으로 구하고 있다. 안테나의 방사 지향성이 4섹터로 절환이 가능하도록 하기 위해 급전 및 무급전 소자를 적절히 이용하고 있으며, 무급전 소자의 유포 전류에 의한 원형 배열 안테나의 특성 개선을 위해 급전 소자를 제외한 나머지 무급전 소자들을 단락 또는 개방시킨 경우의 방사 지향성 및 이득 특성 등을 검토하고 있다. 방사 지향성의 측정결과를 이론치와 비교하여 이론해석의 타당성도 확인하고 있다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2016

본 논문은 무인항공기 탑재용 능동 빔 보상이 가능한 X-대역(9.375 GHz) $1{\times}2$ 배열 마이크로스트립 안테나를 제안한다. 먼저 기본형 $1{\times}2$ 배열 마이크로스트립 안테나와 윌킨슨 전력분배기를 결합하여 배열 안테나를 설계 하였고, 배열 안테나의 방사 성능을 확인하였다. 측정 결과, 다음으로 설계된 배열 안테나의 빔 조향을 위해 위상기, 윌킨슨 전력분배기를 모듈구조로 제작하였고, 위상 천이에 따른 빔 조향 특성을 측정 하였다. 금속 차폐를 통해 메인 로브는 $0^{\circ}$ 방향에서 0.3 dB 개선된 -0.6 dBi로, 좌우 대칭인 안정된 방사패턴을 얻었다. 또한 $180^{\circ}$ 방향에서 사이드 로브를 18.8 dB 감소시켰다. 다음으로, 무인항공기 날개에 컴팩트하게 탑재할 수 있도록 배열 안테나의 뒷면에 위상기와 전력분배기를 부착하여 능동 빔 조향 마이크로스트립 배열 안테나를 설계 및 제작 하였다. 측정 결과 최대 이득은 0.7 dB 향상된 0.1 dBi로, 메인 로브는 좌우 대칭이며 사이드 로브가 억제된 형태의 방사 특성을 얻을 수 있었다. 따라서, 무인항공기 날개에 탑재된 배열 안테나에 대해 날개의 변형에 따른 빔 오차를 보상할 수 있는 기본 안테나 설계 기술을 확보하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.14-19
• /
• 2017

In this paper, a planar directional beam-switchable antenna with four orthogonal beam directions is proposed. The proposed antenna is designed with two crossed active elements and two parasitic elements for each direction. The design methodology is described on the basis of the Yagi-Uda method for the active and parasitic elements, respectively. By adjusting the effective electric lengths of the parasitic elements, the roles of a director and a reflector are exchanged with each other. The planar four-way beam-switchable Yagi-Uda antenna is implemented. From the experimental results. The proposed design method is verified for orthogonal radiation beam switching.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제18권3호
• /
• pp.175-181
• /
• 2018

The array patterns of a patch array antenna were calculated using an active element pattern (AEP) method that considers ground edge effects. The classical equivalent radiation model of the patch antenna, which is characterized by two radiating slots, was adopted, and the AEPs that include mutual coupling were precisely calculated using full-wave simulated S-parameters. To improve the accuracy of the calculation, the edge diffraction of a ground plane was incorporated into AEP using the uniform geometrical theory of diffraction. The array patterns were then calculated on the basis of the computed AEPs. The array patterns obtained through the conventional AEP approach and the AEP method that takes ground edge effects into account were compared with the findings derived through full-wave simulations conducted using a High Frequency Structure Simulator (HFSS) and FEKO software. Results showed that the array patterns calculated using the proposed AEP method are more accurate than those derived using the conventional AEP technique, especially under a small number of array elements or under increased steering angles.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.167-173
• /
• 2009

본 논문에서는 단일 급전 능동 소자와 4개의 기생 소자로 구성된 5.8 GHz ISM 대역에서 동작하는 전자적인 빔 조향 배열 안테나를 제안하였다. 빔 조향은 고가의 위상 변위기를 이용하지 않고, 기생 소자의 부하에 연결된 가변 리액턴스 제어 회로의 리액턴스를 제어하여 얻을 수 있다. 제안한 안테나는 빔 조향 각도에 따라 ISM 대역 내에서 -10 dB 이하의 반사 손실을 가지면서도 E-평면과 H-평면으로 각각 ${\pm}30^{\circ}$의 빔 스캔을 실현하였다. 스캔 범위에서 이득은 E-평면에서 $6.18{\sim}7.53\;dBi$, H-평면에서 $7.022{\sim}7.779\;dBi$를 보였다.