빔조향 및 편파변환을 위한 X대역 투과 배열 안테나 설계
Design of Reconfigurable Transmit array for Beam Steering and Polarization Conversion in X-Band
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초록
X대역에서 능동형 빔조향 및 편파변환 기능을 갖는 투과 배열 안테나를 설계하였다. 투과 배열 안테나의 단위 셀은 송/수신 안테나, 위상천이기로 구성되어 있으며, X대역에서 개별 성능을 최적화한 후 결합하였다. 급전용 혼 안테나를 통해 투과 배열 안테나에전파를 급전하였으며, 근접 결합 방식을 적용한 수신 안테나를 사용하여 공급된 전파를 수신하였다. 위상천이기는 부하에 연결된Varactor를 통해 위상을 2-bits 양자화하여 빔조향 기능을 수행하였으며, 송신 안테나는 실장된 PIN diode의 스위칭을 통해 능동형 편파변환 기능을 수행하였다. 제안된 8×8 투과 배열 안테나의 크기는 120 mm × 120 mm이며, 시뮬레이션을 통해 능동형편파변환 및 ±30°의 빔조향 기능을 검증하였다. 본 설계 기술 및 검증방안은 타 주파수 대역 및 다양한 투과 배열 안테나 설계 시활용할 수 있다
Abstract
Transmit array with active beam steering and polarization conversion was designed in X-band. The components of the unit cell of the transmission array antenna are composed of a transmitting/receiving antennas and a phase shifter, and are combined after optimizing individual performance in the X-band. A field was fed to the Transmit array through the horn antenna, and the supplied field was received using a receiving antenna with proximity coupling method. The phase shifter performed the beam steering function by 2-bits phase quantization through the varactor connected to the load. The transmitting antenna performed an active polarization conversion function through the switching of the mounted PIN diode. The size of the proposed 8×8 transmission array antenna is 120 mm × 120 mm, and the active polarization conversion and ±30° beam steering function were verified by using simulation. This design technology and verification method can be utilized when designing other frequency bands and various transmission array antennas.