일반기술

광대역 능동 넛치 위상배열 안테나 설계

본 기술은 S, C-band의 광대역에서 3 : 1 이상의 주파수 대역폭을 가지면서 방위각 및 고각 방향으로 3차원 빔조향이 가능한 유한한 개수를 갖는 능동 넛치 위상배열 안테나의 설계 및 제작기술이다. 본 기술은 하나의 위상배열 안테나로 여러 임무를 수행할 수 있으므로, 레이다, 통신, 전자전, 위성통신 용도에 활용될 수 있으며, 미 해군 연구소에서 연구중인 AMRFC(Advanced Multifunction RF Concept)에 적용될 수 있다.본 기술은 위상배열 안테나의 광대역 특성과 위상배열 안테나를 구성하는 넛치 안테나의 경량화 특성으로 인해 군사용으로는 레이다, 전자전, 위성통신용 능동 위상배열 안테나로 사용되고 있으며, 민수용으로는 근접전계 측정용 광대역 탐침(Probe) 안테나 및 이동통신, 위성통신용 안테나로 사용될 수 있다.본 기술은 넛치 안테나의 급전부와 복사부의 변환부분인 Balun에 대한 등가회로 모델링을 통해 넛치 안테나의 임피던스 특성을 분석하였으며, 단일 안테나의 해석으로 무한 배열 안테나의 특성을 얻을 수 있는 수치적 도파관 시뮬레이터(Numerical Waveguide Simulator)를 이용하여 광대역 능동 위상배열 안테나를 설계하였다. 또한 설계 시 소요되는 메모리 용량과 시간을 줄이기 위한 Segmentation Method를 이용한 새로운 해석기법을 개발하였다.본 기술을 통해 얻을 수 있는 내용은 다음과 같다. - 첫째, 등가회로 모델링을 통한 넛치 안테나 설계기술 - 둘째, 능동 넛치 선형 위상배열 안테나 설계기술 - 셋째, 능동 넛치 평면 위상배열 안테나 설계기술본 기술은 하나의 위상배열 안테나로 여러 임무를 수행할 수 있으므로, 레이다, 통신, 전자전, 위성통신 용도에 활용될 수 있으며, 미 해군 연구소에서 연구중인 AMRFC(Advanced Multifunction RF Concept)에 적용될 수 있다.본 기술은 넛치 안테나의 급전부와 복사부의 변환부분인 Balun에 대한 등가회로 모델링을 통해 넛치 안테나의 임피던스 특성을 분석하였으며, 단일 안테나의 해석으로 무한 배열 안테나의 특성을 얻을 수 있는 수치적 도파관 시뮬레이터(Numerical Waveguide Simulator)를 이용하여 광대역 능동 위상배열 안테나를 설계하였다. 또한 설계 시 소요되는 메모리 용량과 시간을 줄이기 위한 Segmentation Method를 이용한 새로운 해석기법을 개발하였다.광대역 능동 넛치 위상배열 안테나는 모듈화 되어있는 구조로 인해 배열 개수가 큰 위상배열 안테나와의 조립이 용이하다. 또한 편파특성의 다양화를 위해 십자형 구조의 모듈형태로 제작되어 있으며, 위상배열 안테나 뒤에 연결되는 송수신 모듈과 Plug-In형태로 결합될 수 있는 새로운 시스템 체결구조를 개발함으로 조립성 및 정비성을 고려한, 안정적인 형상을 가지고 있다.