Ku대역 모노펄스 위성추적을 위한 동축구조 도파관 고차모드 커플러 설계

Abstract

본 논문은 Ku대역 모노펄스 위성추적을 위한 동축구조 도파관 고차모드 커플러를 제안하였다. 제안된 고차모드 커플러는 이동체 탑재용 위성추적시스템에 적용 가능하도록 소형/경량화를 위하여 동축구조의 도파관을 이용하였다. 기본모드 신호 추출을 위해 내측 원형도파관을 이용하였고, 고차모드 신호 추출을 위해 외측 원형도파관에 내어진 4개의 슬롯과 스텝 구조의 직사각형 도파관을 이용하였다. 제안된 고차모드 커플러의 모의실험 결과는 반사손실 및 삽입손실이 약 250 MHz의 대역폭(12.75~13.00 GHz)을 만족하며, 모노펄스 추적에 적용 가능한 기본모드 패턴 및 고차모드 패턴이 만족스럽게 생성된 결과를 확인하였다. 제안된 Ku대역 동축구조 도파관 고차모드 커플러는 고속 정밀추적이 요구되는 모노펄스 위성추적시스템에 이용될 것으로 기대된다. In this paper, a higher-order mode coupler using coaxial-structure waveguide for Ku-band monopulse satellite tracking is proposed. The proposed higher-order mode coupler is built in a coaxial structure for compactness and weight reduction, making it suitable for mobile tracking systems. The inner circular waveguide of coaxial-structure is used to extract the fundamental mode signal and the high-order mode signal is extracted from the four slots of the outer circular waveguide and then transmitted via given stepped rectangular waveguide structure. The simulated results show that proposed higher-order mode coupler covers 250 MHz(12.75 GHz ~ 13.00 GHz) bandwidth with return loss and insertion loss characteristics. The antenna patterns of fundamental mode and higher-order mode applicable to monopulse tracking are generated successfully. Designed higher-order mode coupler using coaxial waveguide structure for Ku-band is expected to be used for high precision monopulse satellite tracking systems.