:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.24 No.1 | (2024) pp.23~30
Ka대역 능동위상배열 광대역 안테나 성능 검증
Abstract
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 능동반사계수 를 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.
This paper dedcribes the design. verification, and analysis techniques for an advanced phased array antenna. When applying an active phased array antenna to an aircraft or missile, miniaturization of the array antenna and wide-angle beam steering characteristics can be unavoidable antenna design considerations. In particular, the active reflection coefficient characteristics when electronically steering a wide-angle beam is a design parameter that must be minimized in terms of system survival and system performance. As a radiator suitable for broadband characteristics and wide-angle beam steering, this paper designed an array structure using SFN and minimized the active reflection coefficient according to beam steering of up to 40° based on the spherical coordivate system angle. The bandwidth of the radiator was confirmed to be 3GHz based on active reflection in the Ka-band. In addition, the performance of the actually manufactured 8by8 array antenna wsa analyzed by measuring the single pattern of the radiator through a near-field test, mathematically synthesizing it, and predicting the Tx/TRx beam used in the seeker system.
Step Flared Notch,Broadband,Wide-Angle Steering
