An Optimum Design of the Shaped Cassegrainian Antenna

수정 곡면 카세그레인 안테나의 최적 설계

The purpose of this paper is an optimum design of the shaped Cassegrainian antenna system for the base station. The process of the shaped Cassegrainian antenna design is as follows : 1) the aperture field distribution is determined so as to meet design specifications, 2) a proper design parameter is selected, 3) extracting of the dimension data for the main and sub-reflector antenna To do these, Hansen's distribution is chosen as the aperture field, and the far-field pattern from the aperture is predicted by the angular spectrum. Firstly, the aperture field distribution is designed to satisfy the specification for design frequency, it is confirmed if this distribution meet the specification for another frequency band. The main- and the sub-reflectors are synthesized so as for the given beamwaveguide feed pattern to be transformed into the prescribed aperture distribution. The designed system has circular aperture, left-right symmetry and no tilted structure. The continuous surface functions of reflectors are obtained by adopting the global interpolation technique to the discrete reflector profiles. Jacobi polynomial-sinusoidal is used as the basis function. A Ka-band Cassegrainian antenna operates over 17.7 – 20.2 GHz for down-link band and 27.5 – 30 GHz for up-link band is designed.

이 논문은 위성 지구국용 수정곡면 카세그레인 안테나를 설계하는 것이다. 수정곡면 카세그레인 안테나 설계는 다음과 같은 절차로 수행된다. 1) 원하는 안테나 사양을 만족하도록 개구면 전계분포 설계, 2) 적절한 구조 퍼래미터 결정, 3) 반사판 곡면 좌표 추출 등이다. 이를 위해서 개구면 전계 분포는 Hansen 단일변수 분포를 선택하고, 개구면에 의한 원거리 복사패턴은 각스펙트럼법을 이용하여 예측한다. 설계 주파수에서 정해진 사양을 만족하도록 개구면을 설계한 후, 이 분포가 다른 주파수에서도 사양에 만족되는지 확인한다. 주어진 급전 패턴이 설계된 개구면 분포로 변환되도록 주 및 부반사판 곡면을 합성한다. 곡면추출에 필요한 급전 패턴으로 빔웨이브 가이드의 복사패턴을 이용한다. 설계된 시스팀은 원형 개구면을 갖고, 좌우 대칭이며, 축들이 기울어지지 않는 구조를 갖는다. 종합보간법을 이산적 반사판 설계 데이터들에 적용하여, 연속적인 반사판 곡면 함수를 얻는다. 기저 함수로 JPS함수를 사용한다. 설계는 주파수 17.7-20.2GHz의 수신밴드와 27.5-30GHz의 송신밴드를 갖는 Ka밴드에서 동작하는 카세그레인안테나를 설계한다.