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Radiation Characteristics of Dielectric-Coated Conducting Cylinder Loaded with Periodic Corrugation
김중표,손현,Kim, Joong-Pyo,Son, Hyon The Korean Institute of Electromagnetic Engineerin 2000 한국전자파학회논문지 Vol.11 No.3
주기적인 구형격자를 갖는 유전체 코팅된 도체 실린더에 대해 무한 주기 구조와 유한 주기 구조에 대한 누설 파 안테나의 복사 특성을 이론적으로 해석하였다. 무한 주기 구조에 대하여는 모드 정합 법을 적용하여 해석하 였고, 유한 주기 구조에 대하여는 퓨리에 변환과 모드 전개를 사용하여 적분 방정식을 유도하고 선형 연립 방정 식을 얻는다. 구형격자의 폭, 깊이, 유전체 코팅두께, 도체 실린더의 반경, 유한 구형격자 개수의 영향이 위상 상 수, 누설 상수 및 복사패턴 등과 복사 특성에 미치는 영향을 조사하였고, 유한 주기 구조와 무한 주기 구조의 결 과를 비교하고 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 균일 유한 주기 구형격자에 의한 높은 측엽을 줄이기 위해 안테나 의 전후단 부에 테이퍼링과 비균일 준주기 슬롯배열을 고려하였다. 또한 구형격자 표면파 안테나에 사용되는 구 형격자 주기. 폭, 깊이에 대해 테이퍼링을 통해 낮은 측엽을 갖는 endfire 복사패턴을 얻을 수 있었다. The radiation characteristics of leaky antenna from the dielectric-coated conducting cylinder with periodic corrugation are investigated theoretically for the infinite and finite periodic structures. For the infinite periodic structure, mode-matching method is applied. The integral equation is derived for the finite periodic structure by use of the Fourier transform and mode expansion and a simultaneous linear equation is obtained. The influences of the corrugation slot width, corrugation depth, dielectric thickness, cylinder radius, and finite corrugation number on the radiation characteristics (leakage constant, phase constant, and radiation pattern) are investigated. The results of the finite periodic corrugations are compared with those of the infinite extent structure and good agreement is found. To reduce high side lobe levels of the uniform finite periodic structure, tapering process on the beginning and end section of antenna and nonuniform quasi-period slot arrays are considered. Especially, for the corrugation period, width and depth used for a corrugated surface wave antenna, through the proper tapering process, end-fire radiation pattern with reduced side lobe levels is given.
하이브리드 MOM/UTD 방법을 이용한 주름진 표면파 안테나의 해석
김중표,이창원,손현,Kim, Joong-Pyo,Lee, Chang-Won,Son, Hyon 한국전자파학회 1999 한국전자파학회논문지 Vol.10 No.3
평행평판 도파관으로부터 급전되어지는 주름진 도체판을 가지는 표면파 안테나의 해석이 고려되어진다. 해석의 단순함을 위해 원래의 문제를 3개의 영역, 즉 단락된 평행평판 도파관 내부 구조(내부 영역 1)와 주름진 격자 내부의 구조(내부 영역 2)와 도체 쇄기의 구조(외부 영역)로 나누기 위해 등가원리가 도입된다. End-fire 복사를 하는 주름진 표면과 안테나를 해석하기 위하여 하이브리드 MOM/UTD 방법이 적용되어진다. 수치해석 결과들은 이전의 실험결과들과 매우 잘 일치하며, 이전의 단순 등가전류 접근의 결과들과 비교할 때 더 나은 결과들이 얻어진다. 또한 효과적인 end-fire 주름진 표면파 안테나 설계를 위한 인자들을 얻을 수 있다. The analysis of a surface wave antenna with the corrugated ground plane fed by a parallel-plate waveguide is considered. An equivalent theorem Is employed to subdivide the original problem into three regions for the simple analysis : one concerning the geometry inside the shorted parallel-plate(Internal region 1), one concerning the geometry of the corrugation(Internal region 2), and one concerning the geometry of the conducting wedge(External region). The hybrid method of moment(MOM)/uniform geometrical theory of diffraction(UTD) method is applied to analyze a corrugated surface wave antenna with the end-fire radiation. Our numerical results are very well matched with those of the previous experiment, better results are obtained when compared with those of the previous simple equivalent current approach. Also, we can obtain the parameters to design an effective end-fire corrugated surface wave antenna.
유전체로 코팅된 유한한 두께의 주기 슬롯을 갖는 평행평판 도파관으로부터 누설파 복사 : H-편파
김중표,이창원,손현,Kim, Joong-Pyo,Lee, Chang-Won,Son, Hyon 한국전자파학회 1999 한국전자파학회논문지 Vol.10 No.2
유전체 코팅된 유한한 두께의 주기적인 슬롯을 갖는 명행명판 도파관으로부터 누설파 안테나를 H-편파 경 우에 대하여 해석하였다. 이러한 구조에 대해 슬롯영역의 전자계는 명행평판 도파관의 TM 모드의 합으로 전 개하고 그 외의 모든 영역의 전자계는 역퓨리에 변환을 이용하여 파수영역 형태로 표현되어진다. 경계조건을 적용하여 선형동차 방정식을 유도한다. 슬롯 폭과 슬롯 두께, 유전체층 두께, 슬롯 개수의 영향이 위상 상수. 누설 상수 및 복사패턴 등과 같은 복사 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유한한 슬롯 개수의 결과와 무한 구조의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. The leaky wave emanated from the dielectric-coated parallel-plate waveguide with finite periodic thick slot in its upper plate is investigated theoretically for H-polarization case. For this structure, fields in slot regions are expressed as a summation of the parallel-plate waveguide TM modes, and in other regions are expressed in the spectral domain by use of the inverse Fourier transform. Boundary conditions at the interfaces are enforced, and the simultaneous linear equations are derived. The influences of the slot width, slot thickness, thickness of a dielectric coating, and finite slot number on the radiation characteristics (phase constant, leakage constant, radiation pattern) are examined. The results of the finite periodic slot are compared with those of the infinite extent structure and good agreement has been found.
Combined Gain Analysis of L-band Transmit Antenna in COMS
김중표,양군호,이상곤,Kim, Joong-Pyo,Yang, Koon-Ho,Lee, Sang-Kon Korea Society of Satellite Technology 2010 한국위성정보통신학회논문지 Vol.11 No.1
통신해양기상위성(COMS)은 통신, 해양, 기상 탑재체를 장착하고 3개의 임무를 수행하는 복합 정지궤도 위성이다. COMS는 기상탑재체 MI와 해양 탑재체 GOCI가 관측 후 전송하는 원시 데이터를 지상국에 전송하고 지상국에서 처리된 기상 데이터를 최종 사용자국에 중계하는 기능을 갖는 기상해양자료송수신계(MODCS)가 있다. 여기서 시스템 관점에서 관측 데이터 SD 신호와 중계 신호를 전송하는 L-대역 송신 안테나는 MI 탑재체와 기상탑재체와 함께 COMS 위성의 지구패널에 장착시 안테나 합성 이득을 예측하도록 요구되어진다. 우선 주어진 요구 사항에 대해 L-대역 송신 안테나 설계 및 해석이 수행된다. 설계된 안테나를 지구패널에 장착 후 3가지 다른 해석 방법을 사용하여 합성이득 해석이 수행된다. 얻어진 안테나 이득들은 3가지 다른 해석 방법 사이에 매우 유사한 결과를 제공하는 것을 확인하였으며 최종적으로 0.5 dB 이하의 안테나 이득 열화가 추정되어진다. The COMS (Communication Ocean Meteorological Satellite) is a hybrid geostationary satellite including communication, ocean, and meteorological payloads. The COMS includes the MODCS (Meteorological and Ocean Data Communication Subsystem) which provides transmitting the raw data collected by meteorological payload called MI (Meteorological Imager) and ocean payload named GOCI (Geostationary Ocean Color Imager) to the ground station, and relaying the meteorological data processed on the ground to the end-user stations. Here, for the L-band transmit antenna transmitting SD (Sensor Data) signal and the processed signal, from the system point of view, it is required to estimate the combined antenna gain when the L-band transmit is placed with MI and GOCI payloads on the earth panel of COMS. First of all, the L-band transmit horn is designed and analyzed for the requirements given, and then after placing it on the earth panel, the combined gain analysis is performed using three different analysis methods. It's shown that the obtained gain patterns are very similar among three different analysis methods. Finally the antenna gain degradation of less than 0.5 dB is estimated.