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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권익진
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 논문에서는 원통형태의 배열구조를 갖고 수평면(H-plane), 수직면(E-plane) 빔조향 특성을 갖는 원통형 능동 위상배열 안테나를 설계하였다.
이를 위해 복사소자로서 배열안테나의 상호결합(Mutual Coupling)특성과 정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)특성이 우수한 접힌 다이폴 안테나의 설계 데이터를 제시하였다. 또한 제안된 복사소자를 적용하여 1개의 복사면을 기준으로 8?8(수평배열개수?수직배열개수) 원통배열 구조를 갖는 지향성 안테나를 구현하였다.
원통형 능동 위상배열 안테나는 원통의 수평면을 기준으로 360˚ 전방위로 3개의 복사면을 갖으며, 총 24?8(수평배열개수?수직배열개수)의 배열구조를 갖는다. 원통형 능동 위상배열 안테나는 한 개의 복사면당 수평면을 기준으로 방위각 120˚영역에 요구하는 방향으로 지향성 복사패턴을 형성하며, 3개의 복사면 이용 시 수평면을 기준으로 하여 360˚ 전방위로 지향성 복사패턴을 형성 할 수 있다.
원통형 능동 위상배열 안테나의 3개의 복사면으로 구성되며, 전력공급을 위한 결합분배기를 설계/제작하였고, 안테나의 송신출력 및 위상제어를 위하여 위상변위기(Phase Shifter)와 SSPA(Solid State Power Amplifier)로 구성된 반도체 송수신기를 설계/제작 하였다. 원통배열 안테나의 복사소자의 배열 간격은 반전력 빔폭(E-HPBW : E-plane Half Power Beamwidth)과 빔 조향 시 그레이팅로브(Grating Lobe)가 발생하지 않도록 결정하였다.
안테나의 빔 조향은 반도체 송수신기의 구성요소인 6비트 위상변위기(Digital Controlled 6-Bit Phase Shifter)를 이용하여 구현하였다. 위상변위기는 상용 MMIC를 이용 하였으며, 최소 위상분해능 5.625˚를 갖는다. 안테나 빔 조향 시 1개의 복사면당 수평면을 기준으로 -24˚?24˚, 수직면을 기준으로 0˚?36˚의 빔 조향 특성을 갖는다. 또한 반도체 송수신기의 SSPA는 소자당 첨두치 10Watt 출력을 갖는다.
안테나 성능검토를 위해 제작된 원통배열 안테나를 L-Band(1.xxGHz)에서 빔 조향에 따른 복사특성을 측정하였다. 안테나의 빔 조향 복사특성은 원통형 근접전계 측정장치를 이용하여 측정하였다. 빔 조향 측정결과 안테나는 이득은 20dBi 이상으로 설계목표 19dBi 이상을 만족하였다.
이를 위해 복사소자로서 배열안테나의 상호결합(Mutual Coupling)특성과 정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)특성이 우수한 접힌 다이폴 안테나의 설계 데이터를 제시하였다. 또한 제안된 복사소자를 적용하여 1개의 복사면을 기준으로 8?8(수평배열개수?수직배열개수) 원통배열 구조를 갖는 지향성 안테나를 구현하였다.
원통형 능동 위상배열 안테나는 원통의 수평면을 기준으로 360˚ 전방위로 3개의 복사면을 갖으며, 총 24?8(수평배열개수?수직배열개수)의 배열구조를 갖는다. 원통형 능동 위상배열 안테나는 한 개의 복사면당 수평면을 기준으로 방위각 120˚영역에 요구하는 방향으로 지향성 복사패턴을 형성하며, 3개의 복사면 이용 시 수평면을 기준으로 하여 360˚ 전방위로 지향성 복사패턴을 형성 할 수 있다.
원통형 능동 위상배열 안테나의 3개의 복사면으로 구성되며, 전력공급을 위한 결합분배기를 설계/제작하였고, 안테나의 송신출력 및 위상제어를 위하여 위상변위기(Phase Shifter)와 SSPA(Solid State Power Amplifier)로 구성된 반도체 송수신기를 설계/제작 하였다. 원통배열 안테나의 복사소자의 배열 간격은 반전력 빔폭(E-HPBW : E-plane Half Power Beamwidth)과 빔 조향 시 그레이팅로브(Grating Lobe)가 발생하지 않도록 결정하였다.
안테나의 빔 조향은 반도체 송수신기의 구성요소인 6비트 위상변위기(Digital Controlled 6-Bit Phase Shifter)를 이용하여 구현하였다. 위상변위기는 상용 MMIC를 이용 하였으며, 최소 위상분해능 5.625˚를 갖는다. 안테나 빔 조향 시 1개의 복사면당 수평면을 기준으로 -24˚?24˚, 수직면을 기준으로 0˚?36˚의 빔 조향 특성을 갖는다. 또한 반도체 송수신기의 SSPA는 소자당 첨두치 10Watt 출력을 갖는다.
안테나 성능검토를 위해 제작된 원통배열 안테나를 L-Band(1.xxGHz)에서 빔 조향에 따른 복사특성을 측정하였다. 안테나의 빔 조향 복사특성은 원통형 근접전계 측정장치를 이용하여 측정하였다. 빔 조향 측정결과 안테나는 이득은 20dBi 이상으로 설계목표 19dBi 이상을 만족하였다.
목차
Ⅰ. 서 론--------------------------------1Ⅱ. 원통 위상배열 안테나 동작원리------------31. 위상배열안테나 동작원리-----------------32. 원통배열이론--------------------------5Ⅲ. 원통형 능동 위상배열 안테나 설계---------81. 원통형 능동 위상배열 안테나 구성----------82. 복사소자 제안 및 설계-------------------92.1 다이폴 안테나 특성 분석---------------102.2 복사특성 분석-----------------------173. 송수신 장치 설계----------------------20Ⅳ. 제작 및 측정-------------------------271. 원통형 능동 위상배열 안테나 제작 --------272. 원통형 능동 위상배열 안테나 측정 --------282.1. 반사손실 및 상호결합 특성 측정---------283. 복사패턴 측정 및 고찰------------------31Ⅴ. 결론-------------------------------36참 고 문 헌 ----------------------------37표 목 차------------------------------39그 림 목 차-----------------------------40
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