고온/고압환경에서 적용 가능한 밀리미터파 혼 렌즈 안테나 설계 (Design of a Millimeter-Wave Horn Lens Antenna Applicable to High-Temperature and High-Pressure Environment)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 36권 / 3호 / 317 ~ 320페이지
· 저자명 : 김태훈, 유도흥, 오수영, 이상훈, 홍순기

초록

최근정밀산업의발전으로인해액체탱크내부고온/고압환경의정밀한수위측정에대한기술적요구가증가하고있다. 본 논문에서는고온/고압의 액체 탱크 환경에서의 수위레벨레이다센서에적용가능한유전체렌즈가결합된혼렌즈안테나를제안하였다. 유전체렌즈가적용되었을때혼안테나내/외부의압력차이로인해발생할수있는렌즈의손상및변형을방지하기위해서는유전체렌즈를안테나의내부의일정부분까지충진하여압력에견딜수있도록설계해야 한다. 본연구에서는최대260°의 고온을 견딜 수있는PTFE 기반의 렌즈를 활용한64 GHz 대역의 원형 혼렌즈안테나를설계하였으며, 해당안테나가2 MPa의 압력을견딜수있는것을응력시뮬레이션을통해검증하였다.
안테나 측정 결과, 안테나 이득은 28.94 dBi로 측정되었으며, E-plane과 H-plane에서 각각 4.4°와 6.3°의 반전력 빔폭(HPBW, half-power beamwidth)을 확인하였다.

영어초록

With advancements in precision industries, the demand for accurate liquid level measurements in high-temperature and high-pressure tank environments has increased significantly. This study presents the design of a horn antenna integrated with a dielectric lens for challenging applications. To prevent deformation and damage to the lens due to pressure differences between the interior and exterior of the horn, the shape of the dielectric lens was designed to partially fill the horn to enhance its pressure resistance. A PTFE-based lens, known for its stability at temperatures up to 260℃, was employed to design a circular horn lens antenna operating at 64 GHz.
Stress simulations confirmed that the antenna could withstand pressures up to 2 MPa. The antenna achieved a measured gain of 28.94 dBi, with a half-power beamwidth (HPBW) of 4.4° in the E-plane and 6.3° in the H-plane.

참고자료

· 없음