Abstract
This paper presents a design of a new dual-polarized monopulse reflector antenna for W-band seeker applications. The monopulse pattern is realized using a new dual-polarized single-aperture multi-mode horn fed by four square waveguides. Existing designs of a single-aperture multi-mode horn can operate with single polarization only. The dimensional parameters of the proposed horn are adjusted iteratively to obtain required sum and difference patterns and low input reflection coefficient. The designed feed has the following sum and difference pattern characteristics: sum channel gain of 18.2dBi, gain taper in the E- and H-planes of 11.6dB and 12.4dB at $22.3^{\circ}$; difference channel gain of 16.8dBi, gain taper in the E- and H-planes of 2.8dB and 4.4dB at $22.3^{\circ}$, and null depth of greater than 50dB. A high-performance W-band monopulse seeker antenna is realized by combining the designed feed horn with a 50-wavelength Cassegrain reflector. The designed seeker antenna has sum pattern gain of 42.2dBi, beamwidth of $1.41^{\circ}$, cross-over angle of $1.61^{\circ}$, null depth of 49.7dB, and side-lobe level of -16.8dB.
본 논문에서는 W-대역 탐색기용 새로운 이중편파 모노펄스 반사경 안테나의 설계를 제안한다. 4개의 정사각형 도파관으로 급전되는 새로운 이중편파 단일개구 다중모드 혼을 이용하여 모노펄스 패턴을 구현하였다. 기존의 단일개구 다중모드 혼은 단일편파에서만 동작한다. 제안된 혼의 치수변수를 반복적으로 조정하여 요구되는 합과 차패턴과 낮은 입력 반사계수를 얻었다. 설계된 피드는 다음의 합 및 차패턴 특성을 갖는다: 18.2dBi의 합채널 이득, $22.3^{\circ}$에서 11.6dB와 12.4dB의 전계면 및 자계면 이득 테이퍼; 16.8dBi의 차채널 이득, $22.3^{\circ}$에서 2.8dB와 4.4dB의 전계면 및 자계면 이득 테이퍼, 50dB 이상의의 영점깊이. 설계된 피드 혼을 50파장 카세그레인 반사경과 결합하여 고성능 W-대역 모노펄스 탐색기 안테나를 구현하였다. 설계된 탐색기 안테나는 42.2dBi의 합패턴 이득, $1.41^{\circ}$의 빔폭, $1.61^{\circ}$의 교차각, 49.7dB의 영점깊이, -16.8dB의 부엽준위를 갖는다.