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VHF 대역 능동 위상 배열안테나 구현을 위한 2×2 부배열 안테나 설계에 관한 연구
Study on 2×2 Subarray Antenna for Implementation of VHF Band Active Electronically Scanned Array 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.29 no.6, 2018년, pp.473 - 476  

김성필 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과) ,  한준용 (한화시스템) ,  장윤희 (국방과학연구원) ,  최재훈 (한양대학교 전자컴퓨터통신공학과)

초록
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본 논문에서는 VHF 대역 능동 위상 배열안테나를 구현하기 위한 $2{\times}2$ 부배열 안테나 설계에 대해 연구하였다. 야기-우다 안테나가 복사소자로 적용되었으며, 복사소자의 투사기 굵기 및 도파기 길이 등을 최적화하여 대역폭 확장 및 소형화를 달성하였다. 또한, 그리드 반사기를 사용하여 전후방비를 개선하였고, 무게와 바람저항을 감소시켰다. 제작된 $2{\times}2$ 부배열 안테나는 목표대역($0.98{\sim}1.02f_c$)을 충분히 만족하며, 10.61 dBi의 최대 이득 및 26 dB 이상의 양호한 전후방비 특성을 가진다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Herein, a $2{\times}2$ subarray antenna is designed to implement a VHF band active electronically scanned array. The Yagi-Uda antenna is used as a radiating element. The bandwidth enhancement and miniaturization of the Yagi-Uda antenna are achieved by optimizing the diameter of a driven e...

주제어

#VHF Band Radar   #Array Antenna   #Yagi-Uda Antenna   #Grid Reflector  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국내에는 VHF 대역 능동 위상 배열안테나에 관한 연구가 부족한 실정이고, 러시아의 경우는 VHF 대역 탐지/추적 레이다로 1L 119 Nebo SVU를 운용 중이며, 단일 복사소자가 84개 배열된 형태이다[1]. 본 논문에서는 VHF 대역 능동 위상 배열안테나를 구현하기 위한 2×2 부배열 안테나를 연구하였다. 대역폭 확장 및 소형화된 야기-우다 안테나를 복사 소자로 적용하였으며, 전후방비 증가 및 무게와 바람저항 감소 등을 위해 그리드 반사기가 적용되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스텔스 항공기란 무엇인가? 스텔스 항공기는 다양한 방법의 RCS(Radar Cross Section) 저감 기술을 적용하여 레이다에 저 피탐지 특성을 갖도록 설계되며, 이러한 특성은 기체 형상 설계나 전파 흡수 물질(RAM: Radar Absorbing Material) 적용 등의 방법을 통하여 구현된다[1],[2]. 초고주파 대역에서 낮은 RCS 특성을 갖도록 설계된 점에 대한 대응기술로서 VHF 대역 레이다 개발이 요구되고 있다.
VHF 대역 레이다의 파장의 역할은 무엇인가? 초고주파 대역에서 낮은 RCS 특성을 갖도록 설계된 점에 대한 대응기술로서 VHF 대역 레이다 개발이 요구되고 있다. VHF 대역 레이다의 파장은 스텔스 항공기의 날개, 엔진, 연료탱크 등의 크기와 유사하거나 더 크기 때문에 외부 형상에 의한 낮은 RCS 특성을 무력화시킬 수 있다[1],[2]. 원거리 표적을 탐지하기 위해서는 높은 지향성을 갖는 안테나가 요구되며, VHF 대역 지향성 안테나로는 야기-우다 안테나, 대수주기 안테나 등이 활용된다[3]～[5].
야기 우다 안테나를 복사소자로 적용한 VHF 대역 2×2 부배열 안테나의 연구 결과는 어떠한가? 본 논문에서는 야기-우다 안테나를 복사소자로 적용한 VHF 대역 2×2 부배열 안테나를 연구하였다. 도파기 길이 및 투사기 굵기 등을 조정하여 복사소자의 대역폭 확장 및 소형화를 달성하였으며, 그리드 반사기를 적용하여 전후방비 개선 및 무게와 바람저항을 감소시켰다. 제작된 배열안테나의 동작대역은 목표대역을 만족하며, 10.61 dBi의 최대 이득 및 26 dB 이상의 양호한 전후방비 특성을 가진다. 본 연구에서는 실제 배열안테나 운용 환경에서 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있는 안테나 지지대와 하우징 구조의 영향도 고려하였으며, 향후 VHF 대역 능동 위상 배열안테나 연구에 활용될 것으로 사료된다.
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참고문헌 (7)

  1. 김정렬, "스텔스와 대응 레이더 기술 현황 (2)," 국방과기술, 391, pp. 84-93, 2011년 9월. 

  2. H. Kuschel, "VHF/UHF radar. Part 1. characteristics," Electronics and Communication Engineering Journal, vol. 14, no. 2, pp. 61-72, Apr. 2002. 

    상세보기 crossref

  3. C. A. Balanis, Antenna Theory Analysis and Design, 3rd ed. John Wiley & Sons, 2005. 

  4. X. Gao, Z. Shen, and C. Hua, "Conformal VHF log-periodic balloon antenna," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 63, no. 6, pp. 2756-2761, Jun. 2015. 

    상세보기 crossref

  5. 박대성, 고영관, 최재훈, "미엔더 라인을 이용한 사다리꼴 다이폴 구조의 VHF 대역 능동 위상 배열안테나 복사소자 연구," 한국전자파학회논문지, 27(12), pp. 1027-1035, 2016년 12월. 

    원문보기 상세보기

  6. I. Gupta, A. Ksienski, "Effect of mutual coupling on the performance of adaptive arrays," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 31, no. 5, pp. 785-791, Sep. 1983. 

    상세보기 crossref

  7. CST, CST STUDIO SUITE. ver. 2017, 2017. 

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