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Design of Scannable Non-uniform Planar Array Structure for Maximum Side-Lobe Reduction
배지훈,채종석,김경태,Cheol-Sig Pyo 한국전자통신연구원 2004 ETRI Journal Vol.26 No.1
In this letter, we propose a novel design scheme for an optimal non-uniform planar array geometry in view of maximum side-lobe reduction. This is implemented by a thinned array using a genetic algorithm. We show that the proposed method can maintain a low side-lobe level without pattern distortion during beam steering.
A 42-GHz Wideband Cavity-Backed Slot Antenna with Thick Ground Plane
Jong-Moon Lee,최익권,Young-Heui Cho,Cheol-Sig Pyo 한국전자통신연구원 2004 ETRI Journal Vol.26 No.3
We investigate the characteristics of a wideband and high-gain cavity-backed slot antenna in terms of the reflection coefficients, radiation patterns, and gain. A cavity-backed slot antenna structure includes baffles, reflectors, and thick ground planes. The measured gain and bandwidth of a 10-dB return loss in a cavity-backed 2×2 array slot antenna with h1=2 mm, d=2 mm are 15.5 dBi and nearly 27%, respectively, at 42 GHz. Baffles and reflectors are used to increase antenna gain, thus reducing the coupling among the slots on the thick ground plane.
Design of an Optimal Planar Array Structure with Uniform Spacing for Side-Lobe Reduction
Ji-Hoon Bae,Nak-Seon Seong,Cheol-Sig Pyo,Jae-Iek Choi,Jong-Suk Chae 한국전자파학회JEES 2003 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.3 No.1
In this paper, we design an optimal planar array geometry for maximum side-lobe reduction. The concept of thinned array is applied to obtain an optimal two dimensional(2-D) planar array structure. First, a 2-D rectangular array with uniform spacing is used as an initial planar array structure. Next, we modify the initial planar array geometry with the aid of thinned array theory in order to reduce the maximum side-lobe level. This is implemented by a genetic algorithm under some constraint, minimizing the maximum side-lobe level of the 2-D planar array. It is shown that the optimized planar array structure can achieve low side-lobe level without optimizing the excitations of the array antennas.<br/>
구형 방사 패턴을 갖는 평면 배열 안테나 설계에 대한 연구
엄순영,표철식,전순익,김창주,Eom Soon-Young,Pyo Cheol-Sig,Jeon Soon-Ick,Kim Chang-Joo 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.9
In this paper, the design, fabrication and experiment on a planar array antenna with a flat-topped radiation pattern for a mobile base station antenna were described. The current distribution of an antenna aperture, which is easily realizable in a feeding network compared with the conventional one of sin(x)/x was optimized for shaping a desired flat-topped radiation pattern. The planar array antenna designed in this paper has a rectangular lattice and is composed of array elements of 16${\times}$8. Each radiating element, which is a microstrip element fed coaxially, has a linear vertical polarization and the feed network which use a Wilkinson power divider and a 180$^{\circ}$ ring hybrid coupler as a base element is designed. The flat-topped radiation pattern with 90$^{\circ}$ is shaped by 16 array elements with the element spacing of 0.55 λ$_{ο}$ in the azimuth plane, and the normal radiation pattern with 10$^{\circ}$ is shaped by 8 array elements with the element spacing of 0.65 λ$_{ο}$ in the elevation plane. Also, the planar array antenna is symmetrically divided into four parts. It consists of one hundred-twenty-eight radiating elements, thirty-two 1-4 column dividers, low 1-8 row dividers and one 1-4 input power divider. In order to verify electrical performances of the planar way antenna proposed in this paper, the experimental breadboard operated in tile band of 1.92~2.17 GHz(IMT2000 band) was fabricated, and its experimental results were a good agreement with simulation ones. 본 논문에서는 이동통신 기지국 안테나로 활용하기 위한 구형 빔 패턴을 갖는 평면 배열 안테나 설계 및 제작 그리고 실험에 대하여 기술하였다. 원하는 구형 빔 패턴을 형성하기 위해 종래에 많이 사용하던 sin(x)/x 전류 분포를 사용하지 않고 급전 회로망의 설계 제작이 용이한 진폭과 위상 성분의 전류 분포로 최적화하였다. 본 논문에서 설계하는 평면 배열 안테나는 직사각형 격자 배열 구조를 가지며, 16${\times}$8 배열 소자로 구성된다. 각 방사 소자는 선형 수직 편파와 동축 여기 구조를 갖는 단일 마이크로스트립 소자이며, 월킨슨 전력 분배기와 180$^{\circ}$ 링 하이브리드 결합기를 기본 소자로 하는 급전 회로망이 설계된다. 평면 배열 안테나는 방위각 방향으로 는 0.55 λ$_{ο}$의 소자 간격을 갖는 16 배열 소자에 의해 90$^{\circ}$ 구형 빔 패턴을 형성하고, 양각 방향으로는 0.65 λ$_{ο}$의 소자 간격을 갖는 8 배열 소자에 의해 $10^{\circ}$의 일반적인 정형 빔 패턴을 형성한다. 또한, 16${\times}$8 배열 안테나는 좌우 상하 대칭적으로 네 부분으로 나뉘어져 있으며, 128개의 방사 소자, 32개의 1-4 행 분배기, 4개의 1-8 열 분배기 그리고 1개의 1-4 입력 전력 분배기로 구성된다. 본 논문에서 제안한 평면 배열 안테나 구조의 전기적인 특성을 검증하기 위하여 1.92~2.17 GHz(IMT2000 대역)에서 동작하는 평면 배열 안테나 실험 시제품을 제작하였으며, 실험 측정 성능들은 시뮬레이션 성능들과 매우 유사함을 보여 주었다.