[논문]신호 정보 수집용 광대역 캐비티 백 안테나

정구호; 이성규; 최재훈

doi:10.5515/kjkiees.2016.27.12.1044

[국내논문] 신호 정보 수집용 광대역 캐비티 백 안테나
Wideband Cavity Back Antenna for Signal Intelligence 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.12, 2016년, pp.1044 - 1052

정구호 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) , 이성규 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) , 최재훈 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)

초록
AI-Helper

본 논문에서는 캐비티 백(Cavity-back) 구조를 이용한 신호 정보 수집용 광대역 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 캐비티 구조를 가지는 접지면, 마이크로스트립 급전선, 슬롯이 식각된 사각패치로 이루어져 있다. 제안된 안테나는 $55mm{\times}40mm{\times}10mm$의 크기에서 캐비티 구조를 통해 광대역의 대역폭을 갖는다. 안테나의 측정된 10 dB 반사손실 대역폭은 5,030 MHz(3.02~8.05 GHz)이며, 중심주파수 5.05 GHz에서 비 대역폭 90.9 %을 가진다. ANSYS사의 HFSS v.15.0.0을 이용하여 제안된 안테나의 설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 제작 및 측정을 통해 안테나의 성능 및 설계방법의 타당성을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a cavity back slot antenna with a rotated rectangular patch is proposed. The proposed antenna consists of a ground plane with cavity structure, a microstrip feed line, and a rectangular patch with slot. With a dimension of $55mm{\times}40mm{\times}10mm$, the proposed antenna has the wide bandwidth due to the cavity structure. Measured 10 dB return loss bandwidth and fractional bandwidth of the proposed antenna is 5,030 MHz(3.02~8.05 GHz) and 90.9 % at the center frequency of 5.05 GHz. The proposed antenna is designed and simulated using ANSYS HFSS v.15.0.0. The designed antenna is fabricated and tested to validate its performances.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 논문에서는 대역폭을 광대역화 하기 위해서 캐비티의 너비면을 변형하고, 슬롯이 식각된 패치의 회전을 이용한 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 동작주파수 3.

제안 방법

본 논문에서는 신호 정보 수집용 광대역 캐비티 백 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 캐비티 구조 위에 두 개의 유전체를 적층하여 제작하였고, 첫 번째 유전체에는 급전선이 위치하고 있으며, 두 번째 유전체에는 슬롯이 식각된 패치가 있다. 한정된 크기에서 캐비티 너비면을 직선구조가 아닌 사인파 구조를 이용하여 광대역 특성을 구현하였다.
제안된 안테나는 캐비티 구조 위에 두 개의 유전체를 적층하여 제작하였고, 첫 번째 유전체에는 급전선이 위치하고 있으며, 두 번째 유전체에는 슬롯이 식각된 패치가 있다. 한정된 크기에서 캐비티 너비면을 직선구조가 아닌 사인파 구조를 이용하여 광대역 특성을 구현하였다. 그리고 회전된 패치와 슬롯을 이용하여서 각각 하위대역과 상위대역에서 추가 공진을 확보해 넓은 대역폭을 구현하였다.

대상 데이터

그림 1은 제안된 안테나의 구조를 나타낸다. 제안된 안테나는 캐비티 구조를 포함하는 55 mm×40 mm×10 mm의 도체 위에 FR4(εr=4.4, tanδ=0.02) 기판 2장이 적층된 형태로서 50 Ω 리지드 케이블(rigid cable)을 이용하여 급전하였다. 즉, 제안된 안테나는 50 Ω 리지드 케이블를 통해 광대역의 특성을 지니는 캐비티 공진과 하위 대역에서 동작하는 윗면의 사각패치와 상위 대역에서 동작하는 사각패치에 슬롯을 식각하여 넓은 주파수 응답 특성을 갖는다.

데이터처리

제안된 안테나는 모의실험과 제작 및 측정을 통하여 동작특성을 분석하였고, 반사손실과 방사패턴 측정을 통해 성능을 검증하였다.

이론/모형

제안된 안테나의 설계와 시뮬레이션은 FEM(Finite Element Method) 기반 상용 소프트웨어인 ANSYS사의 HFSS v.15.00을 사용하였다^[26].

성능/효과

그리고 회전된 패치와 슬롯을 이용하여서 각각 하위대역과 상위대역에서 추가 공진을 확보해 넓은 대역폭을 구현하였다. 설계 및 제작된 안테나는 기존에 연구되었던 비 대역폭 40 %에서 90.9 %으로 약 50 %의 비 대역폭을 증가시켰다. 안테나의 측정된 10 dB 반사손실 대역폭은 5,010 MHz(3.
그림 8은 모의실험 결과와 제작된 안테나의 반사손실 측정값을 나타낸다. 측정된 안테나의 반사손실은 시뮬레이션 결과와 유사한 값을 가지며, 10 dB 반사손실 대역폭은 5,030 MHz(3.02～8.05 GHz)이며, 중심주파수 5.05 GHz에서 비 대역폭 90.9 %을 가진다.

후속연구

. 따라서 본 제안된 안테나는 편파 다이버시티의 효과를 개선하고, 수신 성능을 향상시키는 데에 활용될 수 있다.
05 dB를 가진다. 따라서 본 논문에서 제안한 윗면에 슬롯이 식각된 패치가 적용된 캐비티 안테나는 ELINT 시스템의 신호와 정보 수집에 높은 범용성을 제공하며, 무인기에 매립이 되었을 때, 공기 역학적인 특성과 유효 레이다 단면적의 성능을 개선시킬 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	ELINT(Electronics Intelligence)은 무엇인가?	UHF 대역에서부터 Ka 대역에까지 운용되는 각종 레이다 및 통신장치의 전자정보를 광범위하게 수집하는 시스템인 ELINT(Electronics Intelligence)는 현대 전자전에서 매우 중요한 역할을 하고 있다[1],[2].
	ELINT시스템은 어떤 분야에 쓰이는가?	ELINT시스템은 육상, 해상, 항공에서 다양한 용도로 사용되고 있는데, 그 중에서도 항공용 ELINT 시스템은 전파 가시거리가 멀기 때문에 가장 널리 운용되어 왔으며, 최근에는 무인기에 적용되어 사용되고 있다[3].
	ELINT 시스템용 안테나의 단점은 무엇인가?	현재 항공기에 적용되는 ELINT 시스템용 안테나는 주로 블레이드(blade) 형태로 설계되어 사용되고 있다[4],[5]. 하지만, 이는 측면으로의 공기저항과 유효 레이다 단면적(RCS)이 크다는 단점을 갖고 있다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 항공기에 매립되는 형태의 안테나에 대한 연구가 진행되었으나, 대역폭이 충분히 넓지 않다는 단점을 가지고 있다[6]～[10].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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