Abstract
In this thesis, a two-dimensional active phased array antenna without phase shifter is studied for two-dimensional beam scanning. A designed two-dimensional oscillator-type active array antenna, radiation elements and the oscillator circuits were combined with via-hole and coupled by slot on the opposite ground plane. The operating characteristics are analyzed and experimentally demonstrated , The two-dimensional $4\times4$ elements were designed for the proper coupling strengths and coupling phases by adjusting the width, length and offset position of slot-lines. The fabricated active phased array antenna shows the beam shift characteristics capable of scanning from $-17^{\circ}$ to $18^{\circ}$ with respect to broadside in one dimension, from $-5^{\circ}$ to $10^{\circ}$ in two dimension. The experimental results show that it is possible to use the oscillator-type active phased array antenna as a two-dimensional planar array antenna.
본 논문에서는 위상천이기 없이 전 방향으로 빔의 주사를 가능하도록 하기 위해 기존의 능동 위상배열 안테 나의 슬롯라인 결합구조를 이용하여 패치 안테나와 능동 소자를 Via-hole을 이용하여 접합함으로써 $4\times4$ 능동 위상배열 안테나를 설계하고 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 이차원 능동 위상배열 안테나는 슬롯라인 결합구조를 이용하여 기생방사 결합에 의한 방사패턴의 왜곡울 방지하고, 전체 안테나의 크기도 최소화하며 F FET의 바이어스 전압 조정으로 발진 주파수를 조정할 수 있도록 하였다 .. $4\times4$ 소자를 이용하여 주파수 12.5 GHz에서 발진 주파수가 locking하는 배열된 능동 위상배열 안테나의 일차원 빔 주사 범위는 브로드사이드로부터 $-17^{\circ}~18^{\circ}$로 나타났고, 시율레이션 결과와 대체로 일치했으나 사이드 로브 레벨이 약간 높게 나타났 다. 이차원 빔 주사를 이용하여 $\phi_0=45^{\circ}$일 때의 빔 주사 범위는 $-5^{\circ}~10^{\circ}$로 나타났다. 이를 이용하여 2차원 빔 주사에 응용할 수 있음을 확인하였고, 이것은 위성을 이용한 방송 및 통신 시스탬이나 radar 시스댐에 응용될 수 있을 것이다.
