Ka-band 대역의 급전 혼과 카셋그레인 안테나 개발

Abstract

본 논문에서는 Ka-band에서 동작하는 스칼라 급전 혼을 가진 카셋그레인 안테나를 개발하였다. 카셋그레인 안테나의 효과적인 EM 시뮬레이션을 위해 계산된 급전 혼의 근거리장을 표면 등가 이론을 이용하여 카셋그레인의 등가 전원으로 사용하였다. 급전 혼은 <TEX>$HE_{11}$</TEX> 모드로 동작하는 주름 원형 혼 안테나를 사용하였으며, 카셋그레인의 주 부경 각도 및 급전 중심점을 안테나 효율이 최대가 되도록 설계하였다. 제안된 급전 혼 안테나는 33 GHz에서 19 dBi 이득을 보이며, 부엽의 크기는 -25dB 이하, <TEX>$20^{\circ}$</TEX>의 반전력 빔 폭을 가졌다. 카셋그레인 안테나는 33GHz에서 41 dBi 이득을 가져 60%의 안테나 효율을 보이며 부엽기 크기는 -20dB 이하, <TEX>$1.2^{\circ}$</TEX>의 반전력 빔 폭을 보였다. In this paper, we propose a Cassegrain antenna with a scalar feed horn opt rating in Ka-band. For an effective EM simulation of the Cassegrain antenna, the near-field of the feed hone is used ai the equivalent source of the Cassegrain antenna using the surface equivalent theorem. A corrugated circular horn operating with <TEX>$HE_{11}$</TEX> mode is used as the feed horn. The angle and feed center of the main and sub reflectors are optimized to achieve maximum antenna efficiency. The designed feed horn shows the gain of 19dBi, the side-lobe level of less than -25dB and the half power beam width of <TEX>$20^{\circ}$</TEX> at 33 GHz. The Cassegrain antenna shows the gain of 41dBi, the efficiency of 60%, the side-lobe level of less than -20dB and the half power beam width of <TEX>$1.2^{\circ}$</TEX>.