Abstract
In this paper, the oscillator type active antenna used as an element of active phased array antenna is designed and fabricated using slot coupling. The radiating element and active circuit are fabricated on each layer respectively and coupled electromagnetically through slot on the ground plane. This structure can solve the problems such as narrow bandwidth of microstrip antenna, spurious radiation by active circuits, and spaces for integration of the feeding circuits which are caused by integrating antennas with oscillator circuits in the same layer. The active antenna in this paper, the oscillation frequency can be tuned linearly by controlling the drain bias voltage of FET. The frequency tuning range is between 12.37 GHz to 12.65 GHz when bias voltage is varied from 3V to 9V, thus frequency tuning bandwidth is 280 MHz (2.24%). The output power of antenna is uniform within 5dB over frequency tuning range. Therefore this active antenna can be used as an element of linear or planar active phased array antennas.
본 논문에서는 능동 위상배열안테나(Active phased array antennas)의 구성소자로 사용될 수 있는 슬롯결합을 이용한 발진기형 능동안테나를 설계, 제작하였다. 배열 안테나 특히 평면 배열 얀테냐에 적합한 급전구조인 슬롯결합을 이용하여 방사소자와 능동회로룹 각각의 기판에 제작한 후 접지면의 슬롯을 통하여 전자기적으로 결합하였다 이와 같은 구조는 배열 안테나로 구성할 경우 단일 평면상에 안테나와 발진회로를 집적하는 구조에서 발생하는 안테나의 협대역 문제, 능동회로에 의한 기생방사, 집적의 문제 등을 해결할 수 있을 것이다. 본 논문에서 설계, 제작한 발진기형 능동안테나는 FET의 드레인 바이어스 전압을 조정하여 발진 주파수를 12.5 GHz를 중심으로 12.37 GHz에서 12.65 GHz까지 280 MHz (2.24%)의 주파수 범위를 선형적으로 조정할 수 있었다. 또한 주파수 가변범위 내에서의 출력이 5 dB 이내의 차이를 가짐으로서 거의 일정하였다. 따라서 본 논문에서 설계, 제작한 능동 안테나를 선형이나 평면의 능동 배열 안테나 소자로 사용할 수 있을 것이다.
