초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 가격이 저렴하고 집적이 가능하며 크기가 작고 이중 대역에서 모두 25% 이상의 대역폭을 가지는 공통 개구면 이중 광대역 고 격리 패치 배열 안테나를 개발하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위하여 본 연구에서 구현한 공통 개구면 이중 광대역 패치 안테나의 구조는 저주파수 대역에서 동작하는 천공된 패치 안테나와 고주파수 대역에서 동작하는 패치 안테나가 개구면을 수직으로 공유하는 구조이다. 또한 MMIC와 집적이 가능하고 배열 안테나 구현에 적합한 급전 방식을 사용하였고 최적화된 급전 네트워크를

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 가격이 저렴하고 집적이 가능하며 크기가 작고 이중 대역에서 모두 25% 이상의 대역폭을 가지는 공통 개구면 이중 광대역 고 격리 패치 배열 안테나를 개발하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위하여 본 연구에서 구현한 공통 개구면 이중 광대역 패치 안테나의 구조는 저주파수 대역에서 동작하는 천공된 패치 안테나와 고주파수 대역에서 동작하는 패치 안테나가 개구면을 수직으로 공유하는 구조이다. 또한 MMIC와 집적이 가능하고 배열 안테나 구현에 적합한 급전 방식을 사용하였고 최적화된 급전 네트워크를 사용하여 이중 대역 안테나의 방사특성을 향상시켜 모든 주파수 대역에서 25% 이상의 대역폭을 구현하였다. 공통 개구면 이중 광대역 안테나에 사용하는 단위 안테나 특성 최적화에 대한 연구를 수행하여 MMIC와 집적이 가능한 높은 유전상수를 가지는 급전 기판에 개구면 결합 급전 방식을 사용한 패치 안테나가 30% 이상의 대역폭을 가질 수 있는 새로운 개구면 결합 급전 구조를 개발하였고 근접 결합 급전 방식을 가지는 패치 안테나가 적층 패치 없이 최소 기판을 가지고 25% 이상의 광대역 특성을 가지기 위하여 접지면에 개구면을 가지고 급전부에 정합 변환기를 집적한 새로운 구조의 안테나를 개발하였다. Active element pattern 기술을 이용하여 이중 광대역 배열 안테나의 빔 주사각에 따른 저주파수 대역과 고주파수 대역의 방사특성을 분석하였다.
또한 기존에 중심 주파수에서 λ/2 길이를 가지는 주 전송선로의 길이를 λ/4로 줄여도 대역폭내에서 동일한 특성을 가지는 새로운 발룬 구조를 개발하여 대부분의 응용에서 요구되는 대역폭을 가지는 경우 기존 발룬에 비해 크기가 20% 이상 줄어드는 새로운 발룬을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
최종 목표를 달성하기 위하여 공통 개구면 안테나 구현을 위한 S-대역 및 X-대역 단위 안테나 개발과 광대역 특성을 가지는 공통 개구면 이중 대역 배열 안테나 개발이라는 세부 목표를 설정하였다. MMIC 와 집적 가능한 유전상수가 큰 급전 기판과 개구면 급전 구조를 가지는 패치 안테나에 개구면 비를 증가시키는 새로운 방법을 사용하여 광대역 특성을 가지는 X-대역 단위 안테나를 개발하였고 근접 결합 급전 방식을 가지는 패치 안테나가 접지면에 개구면을 가지고 급전부에 정합 변환기를 집적한 새로운 급전 구조를 사용하여 광대역 특성을 가지는 S-대역 단위 안테나를 개발하였다. 저주파수 대역에서 동작하는 천공된 패치 안테나와 고주파수 대역에서 동작하는 패치 안테나가 개구면을 수직으로 공유하는 구조를 사용하고 배열 안테나에 적합한 새로운 급전 구조를 사용하고 최적화하여 고주파수 대역과 저주파수 대역에서 모두 25% 이상의 대역폭을 가지는 공통 개구면 이중 광대역 배열 안테나를 개발하였고 active element pattern 기술을 이용하여 배열 안테나의 빔 주사각에 따른 방사특성을 분석하여 목표를 달성하였다고 판단된다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 개발한 공통 개구면 이중 광대역 배열 안테나 구현 기술은 군사용 레이더로 개발되는 다기능 레이더 와 고해상도 영상 획득을 위한 합성 개구 레이더의 개발에 필수적인 컴팩트한 고성능 안테나 구현에 사용되리라 예상된다. 또한 3.5 GHz 대역 과 28 GHz 대역에서 동작하는 5G 이동통신용 차세대 기지국 안테나에 사용될 수 있으리라 예상된다. MMIC와 집적이 가능한 높은 유전상수를 가지는 급전 기판을 가지는 패치 안테나가 광대역 특성을 가질수 있는 새로운 개구면 결합 급전 구조 와 근접 결합 급전 구조 개발은 MMIC와 집적된 안테나 구현 연구에 큰 도움을 주리라 예상된다. 본 연구 개발 결과는 국가 안보와 국내 관련 산업기술 경쟁력 강화에 큰 기여를 하리라 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. 공통 개구면 이중 광대역 안테나를 구성하는 저주파수 대역 안테나와 고주파수 대역 안테나 특성 최적화 ... 4
• 나. 공통 개구면 이중 광대역 안테나 구현 ... 6
• 다. 소형화된 광대역 발룬 구현 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 12