Analysis of the Radiation Pattern of a Microstrip Array Antenna on a Non-Planar Surface by using FOURIER TRANSFORM

FOURIER TRANSFORM을 이용한 비평면형 마이크로스트립 어레이 안테나의 복사패턴 해석

For the far field radiation pattern of a microstrip array antenna which is conformed to a cylindrical surface and forms an arc array, an approximate analysis method using FOURIER TRANSFORM is presented. In this method, the conformal array antenna is projected on the effective aperture plane and assumed to be an aperiodic array with nonlinear phase tilt. The effective aperture plane includes four end-points of each arc on the cylindrical surface. When the effective aperture ratio which is normalized to the planar type is from 1.0 to 0.9, it is confirmed that this approximate method is valid. To the array on the effective aperture plane, it is assumed that the phase tilt is due to the distance between aperture plne and curvature surface. Specially, when the radius of arc is more than 5 times to its length, the FOURIER TRANSFORM METHOD could be used with only varying scale factors. The results of calculating by approximate method are good agreement with the results of COORDINATE TRANSFORM METHOD and experimentally measured value in the range of -40dB. And, the difference of half power angle is less than 5 degrees when the effective aperture ratio moer than 0.9.

임의의 반경을 갖는 원통의 내곡면 및 외곡면 표면에 밀착하여 호형(弧形, arc array)으로 배열된 마이크로스트립 어레이 안테나의 원거리 복사패턴에 관하여 Fourier Transform을 이용하는 근사법을 제시한다. 실효개구면을 호의 끝점을 잇는 평면으로 정의하면, 곡면 안테나는 실효개구면 평면위에 위상이 다른 비주기 배열로 근사화될 수 있음을 보였으며, 평면형에 대하여 표준화된 실효개구면비가 1.0-0.9인 범위에서 근사법에 의한 해석이 타당함을 확인하였다. 실효개구면 배열에서 위상 변화는 곡면과 개구면 사이의 비선형적 경로차에 기인하는 것으로 해석하였으며, 특히 곡률 반경이 호의 길이보다 5배 이상일 때는 Fourier Transform Method에서 scale factor의 변화만으로 해석이 가능하였다. 근사법에 의한 계산 결과는 -40dB의 측정범위에서 좌표변화법 및 실험결과와 잘 일치하였으며, 근사법과 좌표변환법에 의한 계산에서 반전력각(half power angle)의 차이는 실효개구면비가 0.9이상에서 5'미만이었다.