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[국내논문] RF센서 위성시스템용 데이터 전송 컬러게이트 혼 안테나 설계
Design of Data Transmission Corrugated Horn Antenna for RF Sensor Satellite System 원문보기

한국인터넷방송통신학회 논문지 = The journal of the Institute of Internet Broadcasting and Communication, v.11 no.3, 2011년, pp.1 - 8  

전정익 (단국대학교 전기전자공학과) ,  최학근 (단국대학교 전기전자공학과) ,  임성빈 (한국항공우주연구원) ,  장재웅 (한국항공우주연구원) ,  김태윤 (한국항공우주연구원)

초록
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본 논문에서는 RF센서 위성시스템용 데이터 전송 컬러게이트 혼 안테나를 설계하고 복사 특성을 확인하였다. 설계된 안테나는 8 ~ 8.4 GHz 에서 가장 높은 이득을 약 ${\pm}60^{\circ}$에서 형성하는 복사패턴을 갖도록 설계 제작하고 복사특성을 측정하였다. 설계된 안테나는 반사손실은 -15 dB 이하, 약 ${\pm}60^{\circ}$에서 이득은 5 dBi 이상으로 나타났다. 측정결과로부터 설계된 안테나는 RF센서 위성시스템용 데이터 전송 안테나로 사용될 수 있는 특성을 갖는 안테나로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, data transmission corrugated horn antenna for RF sensor satellite system and its radiation characteristic are presented. The proposed antenna is designed, fabricated and measured to obtain the maximum gain at ${\pm}60^{\circ}$ of its radiation patterns. The result of the pr...

주제어

#RF Sensor satellite system   #Corrugated horn antenna   #Dielectric loaded  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 8 ∼ 8.4 GHz 에서 RF센서 위성시스템의 영상레이더로부터 획득한 영상정보를 전송하는 데이터 전송 안테나를 위하여 반전력 빔폭이 넓은 컬러게이트 혼의 출력부에 비유전율이 3.5인 PEEK(Polyether Ether Ketone) 유전체를 삽입하여 복사패턴을 변형함으로써 ±60° 에서 가장 높은 이득을 갖는 복사패턴과 -15dB 이하의 반사손실 특성을 가지는 유전체 삽입 컬러 게이트 혼 안테나(Dielectric Loaded Corrugated horn)를 설계한다[3∼6].
  • 본 논문에서는 RF센서 위성시스템의 영상레이더로부터 획득한 영상정보를 데이터 전송하는 데이터 전송 안테나를 설계하기 위하여 컬러게이트 혼과 유전체 삽입 혼을 접목하여 각각의 파라미터의 변화를 통하여 복사패턴을 변형한 안테나를 설계하고, 그 성능을 확인하기 위하여 안테나를 제작하여 복사 특성을 측정하였다.
  • 본 논문에서는 높은 개구효율을 가진 컬러게이트 혼안테나의 성능에 주목하여 기존의 컬러게이트 혼 안테나의 특성 저하 없이 유전체 삽입 안테나에 복사패턴 성형이 가능하도록 유전체를 삽입하여 RF센서 위성시스템의 영상레이더로부터 획득한 영상정보를 전송하는 데이터 전송 안테나의 복사패턴을 약 ±60° 에서 높은 이득이 형성된 RF센서 위성시스템용 영상 데이터 전송 안테나를 제한한다.
  • 여기서는 제안된 유전체 삽입 컬러게이트 혼 안테나의 복사 특성을 확인하기 위하여 안테나를 제작하고 측정하여 해석 결과와 비교함으로써 안테나의 사용 가능성을 확인한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
컬러게이트 혼 안테나의 낮은 부엽과 높은 개구효율 그리고 우수한 축비의 성능은 무엇 때문인가? 일반적인 컬러게이트 혼 안테나는 낮은 부엽과 높은 개구효율 그리고 우수한 축비의 성능을 가지고 있다. 이러한 성능은 컬러게이트 혼의 내벽에 주름을 두고 있어 표면 안쪽영역에는 TE파와 TM파가 동시에 존재가 가능 하며, TE파와 TM파를 적절히 조합하면 복합모드인 HE 11 모드를 발생하여 E-평면과 H-평면의 전계의 형태가 동일하게 만들 수 있기 때문이다[7]. 그래서 컬러게이트 혼 안테나는 우수한 성능과 적용대상에 따른 다양한 형태로 컬러게이트 혼 안테나가 연구되어져 왔다[7, 8].
RF센서 위성시스템은 어떻게 구성되는가? 지구관측을 위한 RF센서 위성시스템은 고전력 고주파 신호를 방출하는 영상레이더 시스템과 획득된 영상 이미지를 전송하는 데이터전송 시스템으로 구성된다[1].
영상레이더 시스템이란 무엇인가? 영상레이더 시스템은 영상레이더의 강한 신호를 측정 대상 지역에 방출하여 되돌아오는 수신신호를 수집, 신호처리 하여 고해상도의 영상을 획득하는 시스템이며, 획득한 영상을 데이터 전송 시스템의 영상전송용 안테나를 이용하여 위성 지구국에 전달한다. 이 때 사용하는 영상 데이터 전송 안테나는 영상레이더 시스템의 복사신호 로부터 간섭을 최소화하고, 획득한 영상데이터를 위성지구국으로 송신하는 역할을 한다.
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참고문헌 (8)

  1. 장재웅, 김태윤, 임성빈, "영상레이더 위성시스템 구조물의 RF 간섭특성 분석 및 검증", 항공우주기술 제8권 제1호 pp.187-196, October 2009. 

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  2. 황용철, 이철훈, "항공기 소형 영상레이더 시스템 제어기 개발", 한국항공우주학회지 제33권 제3호 pp.86-92, March 2005. 

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  3. A. D. Olver, B. Philips, "Profiled dielectric loaded horns", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 2, pp.788-791, 1993. 

  4. Chin Yeng Tan, Selvan, K.T, "A dielectric-loaded long conical horn for improved performance", Microwave Conference-Asia Pacific, pp.1767 - 1770, Dec.2009. 

  5. J. R. JAMES,. B.Sc, Ph.D., A.F.I.M.A., C.Eng., M.I.E.R., "Engineering Approach to the Design of Tapered Dielectric-rod and Horn Antennas", The Radio and Electronic Engineer, Vol. 42, No. 6, June 1972. 

  6. M. Secmen and A. Hizal, "A dielectric corrugated feed horn antenna for satellite communication applications", Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 52, No. 8, August 2010. 

  7. T.S. Chu and W.E. Legg, "Gain of corrugated conical horn", IEEE Trans., vol. AP-30, No.4, pp. 698-703, July 1982. 

  8. M. Abbas-Azimi, F. Mazlumi, F. Behnia, "Design of broadband constant-beam-width conical corrugated-Horn Antennas", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 51, No.5, pp. 109-114, Oct 2009. 

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