전개형 반사판 안테나의 불완전 전개에 의한 편파 성능 영향 :Panel misalignment effects on polarization performance of solid surface deployable antenna

조승주

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조승주 (한국항공대학교, 韓國航空大學敎)

지도교수: 李澤璟

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

전개형 반사판 안테나의 패널 불완전 전개에 의한 편파특성 영향

조승주 , 이시아 , 이택경 외 1명 한국전자파학회논문지 2020.05 학술저널

전개형 반사판 안테나의 불완전 전개에 의한 편파 성능 영향

조승주 航空電子情報工學科 2020.01 학위논문

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전개형 반사판 안테나는 넓은 대역폭과 고이득을 갖는 안테나이다. 그 중 솔리드 전개형 반사판 안테나는 복합소재를 이용하여 경량화 할 수 있어 소형위성에 적합하다. 이 안테나는 중앙판과 패널로 구성되며, 위성 탑재체에 효율적인 수납이 가능하도록 패널을 접을 수 있다.
목표 지점에서 패널 전개 시 전개장치가 오작동하거나, 전개형 안테나를 제작하는 과정에서 발생하는 공정오차는 패널 불완전 전개를 야기한다. 불완전 전개는 안테나의 동일편파 성능뿐만 아니라 교차편파 성능에도 영향을 미친다. 불완전 전개가 발생하면 반사판 표면에서의 법선벡터가 회전되고, 급전으로부터 개구면까지 도달하는 경로에 차이를 발생시켜 개구면상에 위상오차를 나타낸다. 이 오차 성분들을 개구면 전류분포에 적용하여 반사판 안테나 성능에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 불완전 전개 해석에 적합하도록 오차 성분을 적용한 식을 유도하였으며, 불완전 전개 형태에 따라 오차 성분에 의한 영향을 분석한 결과를 바탕으로 불완전 전개 해석에 적합한 계산 방법을 선정하였다.
선정한 방법을 이용하여, 패널 불완전 전개가 축대칭하게 발생한 경우와 비대칭하게 발생한 경우에 대한 안테나 편파 성능 변화에 대해 분석하였으며, 불완전 전개 크기에 따라 변하는 반사판 편파 성능을 살펴보았다.
추가로, 불완전 전개가 발생하도록 제작한 전개형 반사판 안테나의 측정한 결과로부터 불완전 전개된 형상을 예측하였다. 이 형상을 시뮬레이션으로 구현하여 측정결과와 시뮬레이션 결과를 비교함으로써, 불완전 전개가 안테나 성능에 미치는 영향을 확인하였다.

제 1 장 서론 1
제 2 장 급전 패턴에 따른 반사판 안테나 성능 분석 4
2.1 개요 4
2.2 안테나 모델 5
2.2.1 반사판 안테나 모델 5
2.2.2 급전 안테나 모델 6
2.3 이상적인 포물면 반사판 안테나 성능 모델링 7
2.3.1 급전 안테나 패턴 모델링 8
2.3.2 반사판 표면에 입사되는 입사전장 모델링 10
2.3.3 개구면 전장분포 모델링 11
2.3.4 원거리장에서의 방사패턴 모델링 16
제 3 장 불완전 전개 오차 성분 분석 21
3.1 불완전 전개에 의한 오차 성분 21
3.1.1 법선 벡터의 회전 22
3.1.2 경로차이에 의한 위상 오차 발생 23
3.2 불완전 전개 오차 성분을 적용한 개구면 전장분포 24
3.3 일정한 크기의 불완전 전개 25
3.3.1 CE와 CH가 다른 급전 (case 1) 26
3.3.2 축대칭 패턴을 갖는 급전 (case 4) 28
3.4 Cosine 1주기 형태의 불완전 전개 31
3.4.1 CE와 CH가 다른 급전 (case 1) 31
3.4.2 축대칭 패턴을 갖는 급전 (case 4) 34
제 4 장 불완전 전개 형상에 따른 안테나 성능 변화 37
4.1 개요 37
4.2 일정한 크기의 불완전 전개에 의한 영향 38
4.3 Cosine 1주기 형태의 불완전 전개에 의한 영향 40
4.4 Cosine 2주기 형태의 불완전 전개에 의한 영향 43
제 5 장 반사판 안테나 측정 실험 45
5.1 개요 45
5.1.1 급전기 설계 46
5.1.2 스트럿 구조 설계 47
5.2 반사판 안테나 측정 실험 50
5.2.1 측정 결과 50
제 6 장 결론 54
APPENDIX A 57

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