평형도파관 배열 안테나의 해석

Abstract

평형 도파관으로 이루어진 배열 안테나에서 TE(transverse electric) mode의 복사 특성을 해석하였다. 본 논문에서는 푸리에 변환과 모드 정합을 이용해서 먼저 연립 방정식을 얻었다. 이 연립 방정식을 풀어서, 빠르게 수렴하는 급수 형태로 복사계와 투과 계수와 반사 계수를 구했다. 구해진 결과식을 확인해 보기 위해 Reference 2의 data를 사용했다. Dolph-Chebyshev method를 사용해서 결과식에 의한 복사 특성과 isotropic case의 복사 특성을 비교해 보았다. Isotropic case에 비해 SLL이 2 dB가량 작게 나왔지만, isotropic case에서는 반사 계수가 0이고, 모든 방향으로 복사가 되지만 본 논문에서는 전방향만으로 복사가 되는 경우를 다루고 있고, 반사 계수가 0이 아니므로 차이가 난다고 생각된다. 또한, 배열 안테나의 매개변수들을 여러 가지 값으로 변화시키면서, 이 변수들이 복사 특성에 미치는 영향을 알아본 결과 주요한 변수는 배열 소자간의 거리와 입력계의 위상이라는 것을 알 수 있었다. 배열 소자간의 거리 T가 0.5λ일 때를 중심으로 상반되는 특성을 보여주었다. 즉, T가 0.5λ보다 작아질 때는 main beam width, reflection coefficient는 증가하고, scanning 범위도 증가했다. T가 0.5λ보다 크질 때는 반대의 경향을 0.9λ가 될 때까지 보여주었다. 0.9λ 보다 커질 때는 배열의 가장자리는 독립된 slot 안테나인 것처럼 특성을 보였다. 입력계의 위상은 이론에서 알려진 바와는 달리 등위상차일때 보다는 아닐 때가 더 나은 특성을 보여줌을 알 수 있었다.