능동 위상 배열 SAR 안테나를 위한 X-대역 송수신 모듈의 설계 및 제작

Abstract

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나를 가지는 SAR(Synthetic Aperture Radar)용 X-대역 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 설계, 제작하였다. T/R 모듈은 X-대역에서 800 MHz 이상 대역폭을 가지며 이중 편파 운용이 가능하다. 송신 출력 7 W 이상에 잡음지수 3.9 dB 이하를 가진다. 위상과 이득은 6비트 위상변위기와 6비트 디지털 감쇠기에 의해 각각 제어된다. 게다가 제작된 T/R 모듈은 방향성 결합기와 전력분배기로 연결되는 성능 점검/보정 포트를 가진다. LTCC 다층 기판을 사용하여 고직접화 T/R 모듈이 가능하게 하였다. 모든 동작 주파수 대역에서 수신시 RMS 이득 오차는 최대 0.8 dB 이하이고, 송/수신시 RMS 위상 오차는 최대 <TEX>$4^{\circ}$</TEX> 이하로 측정되었고, 또한 시험 결과 T/R 모듈은 요구되는 전기적인 성능을 만족하였다. 이 구조는 능동 위상 배열 SAR용 안테나에 적용될 수 있음을 확인하였다. In this paper, a X-Band T/R-module for SAR(Synthetic Aperture Radar) systems based on active phased array antennas is designed and fabricated. The T/R modules have a and width of more than 800 MHz centered at X-Band and support dual, switched polarizations. The output power of the module is 7 watts over a wide bandwidth. The noise figure is as low as 3.9 dB. Phase and amplitude are controlled by a 6-bit phase shifter and a 6-bit digital attenuator, respectively. Further the fabricated T/R module has est and calibration port with directional coupler and power divider. Highly integrated T/R module is achieved by using LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) multiple layer substrate. RMS gain error is less than 0.8 dB max. in Rx mode, and RMS phase error is less than <TEX>$4^{\circ}$</TEX> max. in Rx/Tx phase under all operating frequency band, or the T/R module meet the required electrical performance m test. This structure an be applied to active phase array SAR Antennas.