High Efficiency Slot Array Based on a Single Waveguide-Fed Cavity Backed Sub-Array

단일 도파관 급전된 캐비티 장착 서브어레이를 이용한 고효율 슬롯 배열 안테나

  • Jung Kangjae (Department of Radio Science & Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Lee Hak-Yong (Department of Radio Science & Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Park Myun-Joo (Department of Radio Science & Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Lee Byungje (Department of Radio Science & Engineering, Kwangwoon University)
  • Published : 2004.12.01

Abstract

The antenna array for receiving satellite broadcasting of Koreasat III is proposed. A cavity-backed slot antenna array is proposed to reduce feed line loss, increase the radiation efficiency, and make the feed network simple. A sub-array consists of $2{\times}4$ slot elements backed by a single cavity. By proper choice of dimensions it is shown that the proposed antenna has characteristics of the high radiation efficiency and the broad frequency bandwidth. Antenna characteristics for the array antenna with 256 elements are measured in Ku-band. A single cavity backed-sub-array has the gain of 18 dEi. The gam of the total antenna array(256 elements) is Over 33 dEi.

본 논문에서는 무궁화 3호 위성의 방송수신용 안테나를 설계 및 제작하였는데, 기존의 방송수신용 안테나보다 넓은 수신영역을 가지는 고이득 안테나를 제작하는데 중점을 두었다. 본 안테나는 급전 라인의 손실을 줄이기 위하여 급전 라인을 도파관 구조로 설계하였다. 또한 방사효율을 높이고 급전 구조를 간단히 하기 위하여 cavity backed slot array 형태의 방사구조를 제안하였다. 슬롯 배열 안테나의 최대 이득은 11.7 GHz$\~$12.75 GHz 대역에서 33 dEi 이상을 얻을 수 있었다. 임피던스 대역폭 또한 VSWR 2:1에서 $13\%$로 설계사양을 만족시켰다.

Keywords

References

  1. K. F. Lee, Wei Chen, Advances in Microstrip and Printed Antennas, John Wiley, pp. 135-140, 1997
  2. R. L. Freeman, Radio System Design for Teleco-mmunications, New York, John Wiley and Sons, Chap. 2-7, 1997
  3. R. C. Johnson, Antenna Engineering Hand book, 3rd Edition, McGraw-Hill, Inc., Chap. 9, 1993
  4. A. Kumar, H. D. Hristov, Microwave Cavity Ante-nnas, Artech House, Chap. 2, 1989
  5. Agilent HFSS. (2000), Agilent Corporation
  6. C. A. Balanis, Antenna Theory Analysis and Design, 2nd Edition, John Wiley & Sons, pp. 772-775, 1997
  7. 주식회사 마우크로페이스,' 토파관용 슬록 안테나', 대한민국, 특허, 제 20-2003-0016101호