광각용 도파관 안테나 설계 방법 -중첩 빔 포밍 레이다용 배열 안테나- (Design of Waveguide Antenna for Wide-Angle Beam -Overlap Beamforming Array Antenna for Radar-)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 32권 / 6호 / 557 ~ 565페이지
· 저자명 : 한인희, 우종명

초록

본 논문에서는 중첩 빔 포밍을 이용한 레이다의 운용 방식을 제시하고, 이를 구현하기 위한 광각용 도파관 배열 안테나를제시하였다. 먼저, 축소형 도파관 안테나를 설계하여 광각화 특성을 얻었고, 빔 조향각을 확대시키기 위해 릿지 도파관 안테나를 설계하였다. 설계 중심 주파수 9.375 GHz에서 릿지 도파관 안테나 방사 개구면의 크기는 14 mm×8 mm이고, WR-90 표준 도파관과 비교하여 48.2 %의 소형화율을 얻었다. 이를 이용하여, 1 × 8 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 그 결과, 각 안테나의 E-plane의 평균 빔폭은 120°, H-plane의 평균 89.7°를 얻었다. 빔 조향 검증을 위해 빔 조향 각도에 해당하는 위상변이기를 다수 제작하고, 1×8 배열 안테나에 의한 빔 조향 측정으로부터 설계한 빔 조향 각도와 일치하는 것을 확인하였다. 이로써, 소형화된 릿지 도파관 배열 안테나는 6각 배열 구조의 광각 빔 조향에 적합한 특성을 갖는 것을 확인하였다.

영어초록

In this work, we suggest a radar operation using overlap beamforming and present a wide-angle waveguide array antenna for implementation. First, we design a reduced-waveguide antenna to obtain wide-angle properties, and then we design a ridge-waveguide antenna to enlarge the beam-steering angle. At the designed center frequency of 9.375 GHz, the size of the ridge-waveguide antenna radiation aperture is 14 mm×8 mm, and a miniaturization rate of 48.2 % is obtained compared to the WR-90 standard waveguide. Using this scheme, a 1×8 array antenna was designed and manufactured. Consequently, the average beamwidth of the E-plane of each antenna was 120°, and the average beamwidth of the H-plane was 89.7°. For the beam-steering verification, several phase shifters corresponding to the beam-steering angles were fabricated, and it was confirmed that the beam-steering angle was consistent with the designed value via beam-steering measurements using the 1×8 array antenna. Accordingly, we confirmed that the miniaturized ridge-waveguide array antenna had characteristics suitable for wide-angle beam steering for a hexagonal array structure.

참고자료

· 없음