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주대근,우종명,Ju, Dae-Keun,Woo, Jong-Myung 한국ITS학회 2021 한국ITS학회논문지 Vol.20 No.4
본 논문에서는 GBAS의 VDB 시스템에 사용되는 4각 배열 다이폴 안테나를 하나의 안테나로 대체할 수 있는 3중 폴디드 무지향성 마이크로스트립 안테나(중심주파수 118 MHz)를 제안하였다. 먼저 λ/2 마이크로스트립 안테나에서 무지향성 방사 패턴을 얻기 위해 λ/4로 폴디드된 안테나를 제작하였으며, 또한 섭동 효과를 이용하여 3중 폴디드 형태의 소형화된 안테나로 변형시켰다. 그 결과, 중심주파수 118MHz 대역에서 S<sub>11</sub>은 -13.91 dB, -10 dB 대역폭은 1.5 MHz(1.27%)의 특성을 얻었다. 또한, yz-plane, xy-plane에서 E<sub>θ</sub> 성분이 전방향성 방사 패턴을 나타내며, 안테나의 크기는 기준안테나 대비 64.2% 소형화를 얻어, 최종적으로 제안된 하나의 안테나로써 GBAS의 VDB용 안테나로써 적합함을 확인하였다. In this paper, we proposed a microstrip antenna (center frequency 118 MHz) with an omnidirectional radiation pattern that can replace the antennae used in VDB systems in GBAS. First, to obtain an omnidirectional radiation pattern from a microstrip antenna, we constructed a folded antenna. We then designed a miniaturized triple-folded antenna using perturbation effects. Thus we obtained suitable characteristics with a S<sub>11</sub> of -13.91dB, -10 dB bandwidth of 1.5 MHz (1.27%) in the center frequency of 118 MHz. Furthermore, in the yz-plane and xy-plane, the component exhibits an omnidirectional radiation pattern, and the size of the antenna achieves miniaturization of 64.2% compared to the reference antenna. Finally, it is suitable as an antenna for VDB systems in GBAS.
반구형 커버리지를 갖는 저궤도 위성 TC&R용 원편파 도파관 안테나
최동수(Dong-Su Choi),최윤선(Yoon-Seon Choi),이효진(Hyo-Jin Lee),주대근(Dae-Keun Ju),이선익(Sun-Ik Lee),우종명(Jong-Myung Woo) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.11
본 논문에서는 위성과 지상국의 교신을 위해 원격측정명령계(telemetry, command, ranging, 이하 TC&R)에 필요한 7.0 ∼8.5 GHz(중심주파수: 7.2 GHz, 8.4 GHz)의 대역에서 반구형 커버리지를 갖는 저궤도 위성 TC&R용 도파관 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 도파관 내부에 septum 구조를 활용하여 원편파를 발생시키고, 축비 대역폭을 확대시켰다. 또한, 원편파를 유지하는 범위 내에서 방사 패턴의 빔 폭을 확대시키기 위해 구형 도파관의 개구부 끝 외부에서 corrugate 구조의 벽을 추가하고, offset시켰다. 그 결과, 반구형 커버리지 특성을 만족하였고, ±60° 내에서 10 dB 내외의 축비를 얻었으며, 공진주파수에서 −3 dB 빔 폭 내 모든 각도의 평균 이득이 −2.51 dBi로 저궤도 위성 TC&R용 안테나로 충분한 빔 폭 및 축비와 이득을 확보하였다. In this study, we suggested a waveguide antenna for low-orbit satellite TC&R with hemispherical coverage in the X-band of 7.0~8.5 GHz required for the telemetry command system (Telemetry, Command, Ranging, hereinafter TC&R) for communication between the satellite and the ground station. The proposed antenna is designed using a septum structure inside the waveguide to generate a circularly polarized wave and expand the axial bandwidth. In addition, to extend the beam width of the radiation pattern within the range of maintaining the circularly polarized wave, an outer wall of a corrugated structure was added and offset at the end of the opening of the spherical waveguide. Consequently, the hemispherical coverage characteristics were satisfied, and an axial ratio of around 10 dB was obtained at ±90°. In addition, the average gain of all angles within the beam width at the resonant frequency was −2.9 dBi. Accordingly, sufficient beam width, axial ratio, and gain were secured as antennas for low-orbit satellite TC&R.