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넓은 축비 빔폭을 갖는 벤트형 교차 다이폴 설계 충북대학교 응용전자파 연구실* O 이상백*,장리검*, 방재훈*, 안병철*
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목 차 I. 연구 개요 II. 관련 연구내용 III. 안테나 설계 IV. 안테나 제작 및 측정 V. 결 론
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I. 연구 개요 연구 목적 연구 방법 1) 상용 소프트웨어와 변수 조절법에 의한 안테나 최적 설계
1) 반사경 급전 피드, 배열 안테나 소자용 원편파 교차 다이폴 설계/제작 2) 넓은 축비 빔폭을 갖는 벤트형 다이폴 안테나 제안 3) 다이폴의 꺽임 정도에 따른 안테나 특성 분석 4) 사각 접지판을 포함한 안테나 최적 설계 연구 방법 1) 상용 소프트웨어와 변수 조절법에 의한 안테나 최적 설계 2) 전력 분배기를 이용한 원편파 이득패턴 측정 3) 제작 및 측정
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II. 관련 연구내용 모노펄스 반사경용 다이폴 피드 단일대역 교차 다이폴 피드: - De Vries Scientific
MHz. 직경 203mm 길이 114mm - 단일채널 모노펄스 신호생성. - 합신호 생성성 4개 소자 사용 이중대역 교차 다이폴 - Webster(1966) MHz(UHF-대역)/ MHz(C-대역) - 중앙: C-대역 대각혼 - 상하/좌우 교차 다이폴: C-대역 차패턴 - 중앙 4개 다이폴(마름모형 배치): UHF-대역 합채널 - 외각 상하/좌우 교차 다이폴: UHF-대역 차패턴
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III. 안테나 설계 제안된 구조 안테나 설계 변수 구성 : 다이폴 2개, 동축선 2개, 금속봉 2개, 사각 접지판
다이폴-접지판 간격, 다이폴 꺽인 각도, 동축선–금속봉 간격 등의 최적 설계 원편파 이득/축비패턴 : 각 다이폴에 연결된 동축 프로브에 90°위상차를 갖는 이상적인 전원 공급 후 계산
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III. 안테나 설계 다이폴 꺽임각(α)에 따른 전기적 성능 계산 반사계수 이득 패턴 축비 패턴
다이폴 꺽임각이 작아지면 다이폴-접지판 간격이 가까워짐 축비 특성 불량 다이폴 꺽임각이 60-75°이상일 경우 - 반사계수 변하지 않음. - 축비 빔폭 줄어듬.
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III. 안테나 설계 결과 다이폴 폭(W)에 따른 반사계수 접지판–다이폴 간 간격(H1)의 영향
접지판–다이폴 간격(H1), 다이폴 폭(W) 동시에 조정하여 중심주파수 맞춤.
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III. 안테나 설계 결과 다이폴 수직 길이(H2)에 따른 영향 축비패턴 반사 계수 방사패턴 최종 설계 치수
설계변수 값 설계 변수 L(다이폴의 길이) 40mm g(동축선-금속동 간의 거리) 9mm H1(접지판-다이폴 거리) W(다이폴의 폭) 8mm H2(다이폴 수직 길이) 28mm α(다이폴 벤트 각) 45°
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IV. 안테나 제작 및 측정 안테나 시제품 전력합성기가 연결된 안테나
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IV. 안테나 제작 및 측정 원편파 이득패턴 측정용 전력 합성기 제작된 전력 합성기 반사계수/전달 계수측정
전달 위상 측정
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IV. 안테나 제작 및 측정 안테나 주요 성능 측정 반사계수 (-10dB이하 대역폭 : 1.55~1.61GHz)
원편파 이득 패턴(Gmax = 9.5dBiC) 격리도(-45dB) 축비 패턴(3dB 빔폭 범위 : -92°~ 91°)
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VI. 결론 벤트형 다이폴 안테나 설계 제작 및 측정 변수 조절법과 상용프로그램에 의한 안테나 최적 설계
꺽임형 도선을 이용하여 넓은 축비 패턴이 형성된 교차 다이폴 벤트형 다이폴 안테나 설계 제작 및 측정 변수 조절법과 상용프로그램에 의한 안테나 최적 설계 - 다이폴 꺽임각 : 축비 빔폭 결정 - 다이폴 폭/다이폴-접지판간 간격 : 중심 주파수/대역폭 결정 - 다이폴 수직 길이 : 중심 주파수 결정, 축비 빔폭 결정 측정된 안테나 성능 -10dB 반사계수 : 1.55 – 1.61GHz - 대역폭 : - 이 득 : 7.5dBic - 다이폴 소자간 안테나 분리도 : -45dB이하 - 고각방향 3dB 축비 빔폭 : 183°
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