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딥 브레이징 제작 기법을 이용한 밀리미터파 탐색기용 도파관 광벽 슬롯 배열 모노펄스 안테나
백종균(Jong-Gyun Baek),정채현(Chae-Hyun Jung),이국주(Kook-Joo Lee),박창현(Chang-Hyun Park) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.11
본 논문에서는 Ka 대역 밀리미터파 탐색기용 도파관 광벽 슬롯 배열 모노펄스 안테나의 설계 및 딥 브레이징 기법으로 제작하여 측정한 결과에 대해 기술하였다. 제안된 안테나는 Elliott 방법을 사용하여 최적화된 복사면, 반사 손실 대역폭 특성 향상을 위해 프로브 급전 방식이 적용된 급전 도파관 및 모노펄스 비교기로 구성되어 있다. 복사면 배열의 가중치 값은 Tayor 분포를 적용하여 설계하였으며, 상용 전자파 해석 시뮬레이터를 사용하여 단일 슬롯의 특성을 추출하여 Elliott 방법으로 슬롯 배열을 최적화 하였다. 설계한 안테나는 딥 브레이징 제작 기법으로 제작하였고, 측정을 통해 28.4 dBi 이득을 확인하였으며, 안테나 빔폭 및 부엽준위도 설계결과와 유사함을 확인하였다. In this paper, the design of longitudinal shunt slot array monopulse antenna in the broad wall of waveguide for Ka band millimeter-wave seeker, Dip-Brazing method for fabrication and experiment results are presented. The proposed antenna consists of radiating slots by using Elliot’s array synthesis procedure, probe-exciting feed structure for improving the return loss bandwidth and monopulse comparator. Element weigthings in the array have been calculated by continuous Taylor aperture distribution. Also, the simulation tool has been used to characterize the individual isolated slot, which has subsequently been used in Elliot’s method to design the slot array efficiently. The designed antenna is fabricated using Dip-Brazing method. The gain of measured antenna is 28.4 dBi. Antenna beamwidth and side lobe levels are similar to the design result we expect.
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십자형 모노펄스 축을 적용한 밀리미터파 탐색기용 도파관 광벽 슬롯 배열 안테나 조립체 연구
정채현,백종균,이국주,박창현,권준범,Jung, Chae-Hyun,Baek, Jong-Gyun,Lee, Kook-Joo,Park, Chang-Hyun,Kwon, Jun-Beom 한국인터넷방송통신학회 2017 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.17 No.5
본 논문에서는 2축 십자형 모노펄스 축을 가지는 Ka 대역 밀리미터파 탐색기용 안테나를 설계하였고, 진공 브레이징 기법으로 제작 후 측정을 통해 성능을 검증하였다. 또한, Ka 대역 도파관 순환기 설계 및 제작하여 순환기가 포함된 안테나 조립체 단위에서도 성능을 확인하였다. 안테나의 복사부는 Elliot 설계방법에 최적화 알고리즘을 적용하여 최적의 슬롯 길이 및 오프셋 값을 설계하였으며, 급전부는 십자형 모노펄스 축을 구현하기 위해 접힌 구조의 도파관을 적용하여 S-parameter 특성을 최적화 하였다. 설계된 안테나 조립체는 제작 및 전자파측정을 통해 33.3 dBi 이득, $3.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ 빔폭, -23 dB 이하 부엽준위 특성을 확인하였으며, 본 결과는 설계 결과와 유사함을 확인하였다. In this paper, an antenna having 2-axes cross monopulse for Ka band millimeter-wave seeker is designed and antenna performance is verified through vacuum-brazing method for fabrication and measurement. Also, by designing and manufacturing a waveguide circulator the antenna including the circulator is measured. Radiating part of the antenna takes optimized slot lengths and offsets from Elliot's array synthesis procedure using the generic algorithm and feeding part for cross monopulse axes uses the folded waveguide to optimize the S-parameter result. Based on this method, the antenna has 33.3 dBi gain, $3.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ beamwidth, below -23 dB SLL through fabricating and measuring. It is found that antenna characteristics is similar to design results.
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밀리미터파대역(Ka-대역)소형 레이더용 고 전력 저 손실 2축 도파관 로터리 조인트 연구
정채현,성종현,백종균,이국주,박창현,권준범,Jung, Chae-Hyun,Sung, Jong-Hyun,Baek, Jong-Gyun,Lee, Kook-Joo,Park, Chang-Hyun,Kwon, Jun-Beom 한국인터넷방송통신학회 2018 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.18 No.1
본 논문에서는 고 전력 저 손실 특성을 가지는 소형 레이더용 Ka-대역 밀리미터파 2축 도파관 로터리 조인트 설계 및 제작하였다. 전기적 성능은 상온 S-parameter 시험, 고 전력 시험, 운용 온도 시험을 통해 검증하였다. 로터리 조인트는 기능적으로 구형 도파관에서 원형 도파관으로 변환하는 모드 변환기 구조 및 회전 부분의 초크 구조로 구성된다. 본 구조는 고정된 송신기와 2축으로 회전하는 안테나를 최소 손실을 가지도록 전기적 연결 및 경량화를 고려하여 설계하였다. 설계된 로터리 조인트는 중심 주파수 Fc 기준 ${\pm}500MHz$의 대역에서 VSWR 1.5:1 이하 반사 손실, -2.0 dB 이상 삽입 손실 특성을 가지며, 측정 결과는 설계 결과와 유사함을 확인하였다. In this paper, dual axes waveguide rotary joint, which operates at high power and has low loss characteristic, is designed and fabricated for a Ka-band millimeter-wave small radar. Its electrical performance is verified through the S-parameter at room temperature, high power and operation temperature test. Rotary joint functionally consists of the mode converter transforming rectangular waveguide into circular waveguide and the choke at the rotation part. At the configuration design, linking a fixed transmitter to an antenna rotating dual axes electrically for minimum loss and light weight body are considered. In Fc(center frequency)${\pm}500MHz$, the designed rotary joint has VSWR 1.5:1 below return loss, -2.0 dB above insertion loss. It is found that rotary joint characteristics is similar to design results.
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W-대역 탐색기용 이중편파 모노펄스 카세그레인 안테나 설계
이국주(Kook Joo Lee),정채현(Chae-Hyun Jung),백종균(Jong-Gyun Baek),박창현(Chang-Hyun Park),남상욱(Sangwook Nam) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.3
본 논문에서는 이중편파 수신이 가능한 W-대역 밀리미터파 탐색기용 모노펄스 카세그레인 안테나를 제안하고, 제작 및 측정을 통하여 안테나의 특성을 검증하였다. 이중편파 모노펄스 카세그레인 안테나는 주/부 반사경, 이중편파 수신이 가능한 급전혼 및 모노펄스 비교기로 구성된다. 제안된 급전혼은 모노펄스 신호를 생성하기 위해 2×2 배열의 정사각형 도파관 급전부를 가지며, 이중편파에 수신을 위해 90도 회전대칭 구조로 설계되었다. 측정을 통해 합 채널 및 차 채널에 대해서 수직 및 수평의 이중편파에서 유사한 방사패턴 성능을 확인했다. 중심 주파수에서 합 채널의 이득은 수직편파에서 35.1 ㏈i, 수평편파에서 35.6 ㏈i로 편파간 이득차는 0.5 ㏈i였으며, 부엽준위는 —21.6 ㏈ 이하였다. In this paper, dual-polarized monopulse cassegrain antenna for W-band millimeter-wave seeker was proposed and the performances were verified by the measured results of the fabricated antenna. Dual-polarized monopulse Cassegrain antenna consists of main/subreflector, dual-polarized feed horn and monopulse comparator. The proposed feed horn has 2×2 array square waveguide feeding structure to make monopulse signals and it was designed using 90 degree rotational symmetric structure to receive dual-polarized signals. At the sum and difference channel, the measured vertical and horizontal polarization radiation pattern were similar. Measurement gains are 35.1 ㏈i for v-pol. and 35.6 ㏈i for h-pol. at the center frequency with 0.5dBi difference between each polarization and the side lobe level is below —21.6 ㏈.
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한재섭(Jae-Seob Han),김영완(Young-Wan Kim),백종균(Jong-Gyun Baek),김종필(Jong-Pil Kim) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.2
본 논문에서는 항공용 소형 레이다나 유도 무기 탐색기 등에 적용이 가능한 Ka대역 평면형 능동 위상배열 안테나장치를 설계한 내용을 설명하였다. 본 안테나장치는 1000개 급의 복사소자 면배열로 구성하고, 직경 200mm 이내의 크기로 설계하였다. 빔 조향 범위는 ±55° 이상 가능하도록 빔패턴 분석을 통하여 복사 소자 간격을 정의하고 안테나 성능 분석을 수행하였다. RF 구성품 설계와 버짓 검증을 통해 안테나장치의 송신 EIRP는 94.22 dBm, 수신 G/T는 1.68 dB/k 성능으로 요구 규격을 만족할 수 있음을 확인하였다. 송신 EIRP 규격을 만족하기 위해 TRM의 송신 출력은 1.3W 급으로 설계하였고, 수신 G/T 규격을 만족하기 위해 TRM의 수신 잡음 지수를 5dB 이하가 되도록 설계하였다. In this paper, we described the design of Ka-band planar active phased array antenna which is applicable for small RADAR for airborne and seeker of guided missile. The antenna consists of about 1000 array radiating elements and is designed to be within 200mm diameter. We optimized the spacing of radiating elements to allow beem steering above ± 55 degrees of Field of view, and analyzed the performance of antenna. We confirmed that the Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) of the antenna can be 94.22 dBm and receive G/T can be 1.68 dB/k through the designs of RF components and the verification of RF budget. The TX output of TR Module is designed to be over 1.3W for EIRP, and Receive noise figure of TR Module is designed to be less than 5dB for G/T.
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