X-Band 모노펄스 추적 레이더를 위한 광대역 도파관 Magic-T 최적화 설계

Abstract

본 논문에서는 광대 역 X-Band 추적 레이더의 모노펄스 비교기(comparator)에 적용 가능한 도파관 magic-T 설계 및 최적화 문제에 대해서 고찰하였다. 다층으로 구성된 도체 실린더(cylinder)를 이용하여 기존의 X-Band magic-T에 비해 광대역의 임피던스 정합을 구현하였다. 최적화된 파라미터 도출을 위해 유전 알고리즘과 particle swarm optimization을 결합한 하이브리드 최적화 알고리즘을 설계에 적용하였으며, 최적 설계된 도파관 magic-T는 모든 도파관 포트에 대해, 최소 12% 이상의 대역폭에서 -20 dB 이하의 반사 특성을 나타내었다. 전력 분배 손실은 0.2 dB 이하이며 전력 분배 편차 또한 0.1 dB 이하로 우수한 특성을 보여주었다. 또한 측정된 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 마지막으로, 적층 실린더의 차수를 증가시켜 5단 및 7단 적층 된 구조에 대한 대역폭 성능도 분석하였다. Design and optimization of a broadband waveguide magic-T was performed for X-Band tracking radars. A multi-stepped conducting cylinder was used to enhance the bandwidth performance of the conventional waveguide magic-Ts. Particles swarm optimization in conjunction with genetic algorithm was employed to obtain the optimized geometrical parameters. The optimized design exhibits low reflection coefficient below -20 dB at all waveguide ports with frequency bandwidth of 12%. The transmission loss and difference are within 0.2 dB and 0.1 dB, respectively. Measured results are also shown to be in good agreement with the simulated results. Finally, the bandwidth performances for five and seven-stepped conducting cylinders are also investigated.