도파관 슬롯 배열 안테나용 리지가 장하된 끝이 둥근 소형 슬롯

Abstract

본 논문에서는 도파관 슬롯 배열 안테나의 요소로서 구형 도파관 광벽에 위치하고 이중 리지가 장하된 끝이 둥근 소형 슬롯을 제안하였다. 리지 치수를 적절히 조절하면 원하는 주파수에서 슬롯의 공진을 얻을 수 있다. 제안된 슬롯의 공진 길이는 공진 주파수에서 약 <TEX>$0.26{\lambda}_0$</TEX>(자유 공간 파장)이다. 제안된 공진 슬롯은 소형이고, 작은 공진 컨덕턴스 그리고 짧으면서도 안정된 공진 길이 등의 장점을 가진다. 부가적으로 슬롯을 도파관 슬롯 배열에 적용할 때 각 슬롯의 특성들이 인접한 슬롯에 의해서 영향을 적게 받는다. 부엽 준위 -20 dB를 가지는 <TEX>$4{\times}1$</TEX> 도파관 슬롯 배열 안테나를 설계, 제작한 후 실험하였다. 측정결과들이 시뮬레이션 결과들과 잘 일치하고, 주파수 9.41 GHz에서 부엽 준위 -15.9 dB, E-평면 반치각 <TEX>$110.2^{\circ}$</TEX>, H-평면 반치각 <TEX>$21.2^{\circ}$</TEX>이다. In this paper, a small round-ended slot loaded by double ridges on the broad wall of a rectangular waveguide is presented as an element for a waveguide slot-array antenna(WSAA). By properly adjusting the ridge dimension, a resonance of the slot at a desired frequency can be achieved. The resonant length of the proposed slot is about <TEX>$0.26{\lambda}_0$</TEX>(free space wave length) at the resonance frequency. The proposed resonant slot has some advantageous properties, such as small size, small resonant conductance, and short and stable resonant slot length. In addition, the characteristics of the slots are slightly affected by the adjacent elements when the slots are arrayed for a waveguide slot antenna. A <TEX>$4{\times}1$</TEX> WSAA with -20 dB side-lobe level(SLL) is designed, fabricated, and tested experimentally. The measured results are well agreed with the simulated ones and have an SLL of -15.9 dB and a half-power beam width of <TEX>$110.2^{\circ}$</TEX> in the E-plane and <TEX>$21.2^{\circ}$</TEX> in the H-plane, respectively, at 9.41 GHz.