S-대역 레이다용 소형 다기능 투과형 메타표면 단위셀 설계 및 검증 (Direction Finding, Angle of Arrival, Radar, MIMO, Beamforming, Localization)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 33권 / 1호 / 12 ~ 19페이지
· 저자명 : 황명하, 김경득, 김상길, 김종영

초록

본 논문은 S-대역 레이다용 편파변환과 빔조향이 자유로운 다기능 투과형 메타표면을 구성하는 단위셀 설계를 제안한다. 단위셀은 Rx 안테나와 위상을 제어하는 소형화된 반사형 위상천이기, 편파 선택을 위한 PIN 다이오드 스위치, 이중편파 Tx 안테나로 구성된다. Rx/Tx 안테나는 적층형 패치 안테나로 설계되었고, 기존 커플러 면적의 36 % 크기로 소형화된 반사형 위상 천이기는 0∼330°의 위상 제어가 가능하다. PIN 다이오드 스위치는 23 dBm의 입력 전력에서도 동작가능하도록 −5 V의 역방향 전압을 사용한다. 단위셀 성능 검증을 위하여 1×2 배열 안테나를 제작했다. 제작된 배열안테나는 편파(수편/수직)를 자유로이 변환할 수 있었으며, 약 50° 범위의 빔조향 성능을 보였다.

영어초록

In this study, miniaturized unit cell design and verification of multi-functional transmissive meta-surface for S-band radar are presented. The proposed unit cell comprises a receiver (Rx) antenna, a miniaturized reflection-type phase shifter, a PIN diode switch for polarization selection, and a dual-pol transmitter (Tx) antenna. The Rx/Tx antennas are stacked patch type antennas, and the reflection-type phase shifter, which has a smaller area of 36 % than a conventional hybrid coupler, controls the phase shifting from 0 to 330°. The PIN diode switch uses a −5 V reverse DC voltage bias to handle high input radio frequency (RF) power of 23 dBm.
Moreover, a 1×2 unit cell array was fabricated to verify the unit cell performance. The array antenna freely converted polarized waves (horizontal/vertical) and exhibited beam steering performance in a range of approximately 50°.

참고자료

· 없음