Abstract
In this paper, a retrodirective anatenna array system is proposed and the possibility of actively cancelling electromagnetic waves based on this system is investigated. When a rectrodirective array system receives an electromagnetic wave, it can send waves in the direction of the incoming signal without prior knowledge of the direction. In applications to cancellation of radar signals, the system can generate and send signals to the radar so that it cancels the radar signals that are reflected back to the radar. In such a system, isolation between the input and output ports is a key factor that determines the effectiveness of cancellation. In this work, a dual-conversion mixer system is proposed to maximize the isolation. Since this minimizes the difference between the direction of reflection of radar signals and the transmission of cancellation signals, the effectiveness of cancellation is maximized. Experimental results for a metallic plate and metallic cylinder shows as much as 29-dB reduction in reflection for a $2{\times}2$ retrodirective array based on proposed dual-conversion mixer system, which verifies the proposed method of active cancellation.
본 논문에서는 역지향 배열 안테나 시스템을 제안하고, 이를 기반으로 대응 신호를 발생시켜 전자기파를 능동적으로 상쇄할 수 있는 가능성에 대하여 알아보았다. 제안한 시스템은 전자기파가 입사할 경우 입사 방향에 대한 사전 지식이 없더라도 입사 방향으로 신호를 발생시켜 송신할 수 있다. 이를 레이더 전자기파 상쇄에 응용할 경우, 물체에 반사되어 레이더로 되돌아 가는 반사 신호의 진행 방향과 같은 방향으로 대응 신호를 송신하여 상쇄시킬 수 있다. 이때 상쇄 효과를 최대화하기 위해서는 역지향 배열 안테나 시스템의 입력과 출력 사이의 높은 격리도가 필수적이다. 본 연구에서는 이를 위해 이중 변환 믹서 방식의 시스템을 제안하였다. 주파수가 동일한 믹서의 입출력 신호 사이에 높은 격리도를 확보하여 시스템에서 발생된 신호의 송신 방향과 레이더 신호의 입사 방향 사이의 오차를 최소화시킴으로써 반사 신호 억제 효율을 극대화할 수 있다. 실험적 검증을 위해 이중 변환 믹서 방식 $2{\times}2$ 역지향 배열 안테나 시스템을 설계, 제작하여 사각 금속판과 원통에 대하여 반사파 상쇄 실험을 수행하였다. 최대 29 dB까지 반사파가 감소되는 결과를 얻음으로써 제안된 방법의 유효성을 확인하였다.
