Journal of electromagnetic engineering and science
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제12권1호
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pp.122-127
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2012
Post-wall waveguide structures have attracted a great deal of attention for micro- and millimeter-wave applications. One of the waveguide’s applications is a slotted waveguide array. In order to design the slotted array, the characteristics of a slot unit alone on the post-wall waveguide should be investigated. In this paper, a method for extracting the S-parameters of a unit slot is proposed. This simple method requires only two kinds of waveguides: waveguides without a slot unit and waveguides with a slot unit. Three kinds of slot units are fabricated, and the extracted results show a high level of agreement with predicted (simulated) results. With this method, the equivalent slot length can also be found.
본 논문에서는 UWB(Ultra Wide Band) 통신 시스템에서 사용할 수 있는 CPW(Coplanar Waveguide) 급전 방식을 이용한 새로운 UWB 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. CPW-fed 평면 슬롯 안테나는 광대역, 저비용과 무선 주파수 프론트 엔드 회로와 함께 간단히 집적화 시킬 수 있는 이점들을 가지고 있다. 제안된 안테나의 전산 모의실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 제안된 안테나는 UWB 통신 시스템에서 사용되는 3.1~10.6 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)${\leq}2$임을 만족하였다. 측정된 최대 이득은 3 GHz에서 2.61 dBi, 6 GHz에서 4.95 dBi, 8 GHz에서 2.89 dBi, 11 GHz에서 7.35 dBi이다.
The cassegrain antenna, 32metor , diameter, is designed for the satellite earth station at Boun. It is fed by a beam waveguide of type. The results of measurements G/T (Gain to Noise Temperature ratio) is 40.86dB/K at the elevation elevation angle 5˚ for 4GHz. And the average transmit and receive gain are 64.62dB and 61.3dB, respectively. They satisfy the values designed for the antenna. The sidelobe levels of the pattern also are in good accord with the recommendation of C.C.I.R.
In this paper, coplanar waveguide fed antennas (CPWFAs) insetting two slits to boundary of the square microstrip patch are presented. These slits play roles in not only lowering a resonant frequency but also fine-tuning for the proposed antenna together with open stub of CPW feed line. The CPWFAs were designed and manufactured using microwave dielectrics (Al,Mg)TaO$_2$ having high dielectric-constant ($\varepsilon$r=20). The return loss and input impedance of the CPWFAs were investigated in terms of the slit length and open stub length of CPW feed line. It is shown that a resonant frequency decreases as the slit length increases.
본 논문에서는 차량용 위성 안테나에 적합한 평판형 도파관 안테나를 설계 제작 하였다. 제안된 안테나는 마이크로 스트립 패치 배열 안테나의 유전체 손실 및 급전 라인의 손실을 대체하고자 조립하기에 간단한 3층 구조의 급전 도파관을 이용하여 고이득의 안테나를 구현하였다. 또한 위성에서 송신한 선형 편파 신호가 전리층을 지나면서 'Faraday rotation' 현상으로 인해 송신 안테나와 수신 안테나사이에 스큐가 발생하고 이는 편파 손실을 야기시켜 신호의 세기가 감쇄되는데, 이를 제거하기 위해서 아령 모양의 선형 편파기를 제안하였다. 본 논문에서 제안된 $4{\times}16$ 배열 안테나를 제작한 결과 29.4dB의 이득을 얻었다.
본 연구는 파라볼릭 반사기의 체적을 줄일 수 있는 프린트 리플렉터어레이 안테나 설계에 대한 연구이다. 이를 위해 시뮬레이션과 제작된 도파관 시뮬레이터 측정을 통해 리플렉트어레이 안테나 단일소자의 위상변위 특성을 확인하였다. 그 결과, 10GHz에서 시뮬레이션시 최대 $298^{\circ}$의 위상 변위를 나타내었으며, 제작 측정시 $309^{\circ}$의 평균 위상변위 특성이 나타남을 확인하였다. 또한, 프린트 리플렉트어레이 안테나 이득은 28.3dBi, 3dB 빔폭은 E-plane $5.1^{\circ}$, H-plane $5.2^{\circ}$, 부엽은 E-plane -11.4dB, H-plane -17.6dB를 나타내었다.
헬릭스 안테나는 관제, 관측, 탐사, 통신 위성 등에서 관제(TT&C), 데이터 통신, GPS 수신 시스템, 전술 시스템으로 활용되고 있다 위성의 Z축에서 최대 지향성과 방사 특성을 갖는 헬릭스는 광대역의 임피던스와 통신 커버리지 대역을 제공할 수 있다. 도파관 혼 구조는 흔히 레이다 분야에 이용되는데, 지반 탐사 레이다 및 전자파 장애 측정 등 초 광대역 펄스를 필요로 하는 곳에 사용된다. 또한 크기가 비교적 작고, 적은 방사 왜곡으로 인한 고효율과 낮은 반사 특성을 갖는 장점이 있다. 본 논문에서는 고용량의 데이터를 전송하여 넓은 주파수 대역폭을 사용하는 통신 및 원격 탐사 위성에 적합한 도파관 혼-헬릭스 결합 안테나를 설계한다. 설계된 변형 구조 안테나는 S 밴드에서 가변 빔 스캐닝 모드를 갖는 혼-헬릭스 결합 헬리콘 구조로 관제, 탐사, 고속 데이터 통신용 등의 다기능 안테나로 동작한다. 도파관 혼은 테이퍼된 헬릭스를 감싸는 접이식 반사체로 설계하여 구조물의 소형화를 유도한다. 현재 개발 중인 차세대 다목적 실용위성에서는 고성능의 탑재체를 활용하기 때문에 정밀하고 안정된 위성 자세 제어 능력을 요구하고, 위성 안테나의 지향성 요구 조건이 강화된다. 이를 위해 설계된 안테나의 위성 초기 배치에 따른 링크 분석을 통해 위성체의 자세 및 운용 모드에 따라 다른 결과를 갖는 빔 스캐닝을 산출하고 각 모드에서의 자료 전송률에 대해 연구한다.
진행파 슬롯 배열 안테나에서 반사파에 의한 부엽을 억제하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 이 방법에서는 통상적으로 사용되는 정합부하 대신에 여러 단의 높이가 감소한 도파관과 마지막 단에 연결된 단락회로가 사용되었다. 제안된 방법의 타당성을 보이기 위해 Ku-대역에서 동작하는 도파관 슬롯 안테나를 제작 시험하였다. 측정결과로부터 제안된 방법을 사용하여 반사파에 의한 부엽을 억제할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 위상 배열 시스템에서 활용 가능한 $4{\times}8$ 이중 편파 기판 집적 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide) 슬롯 배열 안테나를 제안한다. 제안된 배열 안테나는 수직 편파 안테나와 수평 편파 안테나로 구성 되어 이중 편파가 가능하며, 수직 편파 안테나는 기존의 기판 집적 도파관을 이용하여 가로 슬롯 선형 안테나를 배열하였으며, 수평 편파 안테나는 half mode 기판 집적 도파관(HMSIW: Half Mode Substrate Integrated Waveguide)을 사용하여 세로 슬롯 선형 안테나를 배열하였다.
위성방송수신 및 위성 양방향 인터넷, VSAT 등의 위성통신서비스를 차량 이동시에도 이용할 수 있기 위해서는 차량에 탑재하기 용이하도록 소형이며 높이가 낮은 안테나 구조가 요구된다. 또한 중위도 지역에서 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ka 밴드의 위성통신용으로 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 배열안테나 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였으며, 특히 슬롯 배열들 각각의 폭을 조절하여 복사 전력을 제어함으로써 복사 패턴의 사이드로브 레벨을 저감시켰다. 32개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 34 dBi 였으며, 빔폭은 3.6도, 사이드로브 레벨은 -25 dB 이하로 기존의 경우보다 약 8 dB 의 저감 개선효과를 얻었다. 중심주파수 20.0 GHz에서 빔틸트 각도는 43도를 얻었다. 급전선로는 도파관의 코퍼레이트 급전방식으로 설계하여 광대역, 저손실 특성을 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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