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패치 배열과 그리드 구조를 이용한 재구성 주파수 선택 구조 설계

Design of Reconfigurable Frequency Selective Surface Using Patch Array and Grid Structure

  • 이인곤 (공주대학교 정보통신공학부) ;
  • 홍익표 (공주대학교 정보통신공학부) ;
  • 서윤석 (연세대학교 기계공학부) ;
  • 전흥재 (연세대학교 기계공학부) ;
  • 박용배 (아주대학교 전기공학부) ;
  • 조창민 (국방과학연구소)
  • Lee, In-Gon (Department of Information & Communication Engineering, Kongju National University) ;
  • Hong, Ic-Pyo (Department of Information & Communication Engineering, Kongju National University) ;
  • Seo, Yun-Seok (School of Mechanical Engineering, Yonsei University) ;
  • Chun, Heoung-Jae (School of Mechanical Engineering, Yonsei University) ;
  • Park, Yong-Bae (School of Electrical & Computer Engineering, Ajou University) ;
  • Cho, Chang-Min (Agency for Defense Development)
  • 투고 : 2013.08.23
  • 심사 : 2013.12.16
  • 발행 : 2014.01.31

초록

본 논문에서는 패치 배열과 그리드 구조를 응용하여 C-밴드인 7 GHz 대역에서 동작하는 재구성 주파수 선택 구조를 설계하였다. 본 논문에서 제안한 구조는 바랙터 다이오드를 이용하여 슬롯에서 발생하는 커패시턴스 변화로부터 주파수 재구성 특성을 얻었으며, 커패시턴스의 변화에 따른 투과 주파수의 변화를 구현하였다. 설계한 결과를 바탕으로 유연성을 갖는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)와 상용 바랙터 다이오드를 이용하여 재구성 주파수 선택 구조를 제작하고, 바이어스 전압의 변화에 따른 주파수 재구성 특성을 측정하였다. 제작된 재구성 주파수 선택 구조는 약 6.6~7.6 GHz의 광대역 주파수 재구성 특성(투과 주파수의 가변 범위)을 가지며, 본 논문에서 제안한 구조는 제한된 곡률에 대하여 유연성을 갖기 때문에, 항공기 또는 군함의 레이돔과 같은 곡면 형상 구조 중 완만한 곡면 구조에 적용이 용이하다.

In this paper, the reconfigurable frequency selective surface for C-band was designed using patch array and grid structure. Frequency reconfigurability was obtained by varying the capacitance from varactor diode. From the optimized design parameters, we fabricated the reconfigurable frequency selective surface using the FPCB(Flexible Printed Circuit Board) and commercial varactor diode and measured the frequency reconfigurability for different bias voltage. From the measurement results, proposed structure has the wideband operating frequency of 6.6~7.6 GHz. We can applied this proposed structure to the smooth curved surface like as radome of aircraft or warship.

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참고문헌

  1. S. W. Lee, G. Zarrillo, and C. L. Law, "Simple formulas for transmission through metal periodic grids or plates", IEEE Trans. on Antennas & Prop., vol. 30, no. 5, pp. 904-909, Sep. 1982. https://doi.org/10.1109/TAP.1982.1142923
  2. E. L. Pelton, B. A. Munk, "A streamlined metallic radome", IEEE Trans. on Antennas & Prop., 22, pp. 799-803, 1974. https://doi.org/10.1109/TAP.1974.1140896
  3. A. E. Martynyuk, J. I. Martinez Lopez, and N. A. Martynyuk, "Spiraphase-type reflectarrays based on loaded ring slot resonators", IEEE Trans. on Antennas & Prop., vol. 52, no. 1, 142-153, Jan. 2004. https://doi.org/10.1109/TAP.2003.820976
  4. G. I. Kiani, K. L. Ford, L. G. Olsson, K. P. Esselle, and C. J. Panagamuwa, "Switchable frequency selective surface for reconfigurable electromagnetic architecture of buildings", IEEE Trans. on Antennas & Prop., vol. 58, no. 2, pp. 581-584, Feb. 2010. https://doi.org/10.1109/TAP.2009.2037772
  5. D. T. M. Rosales, A. E. Martynyuk, J. I. M. Lopez, and J. R. Cuevas, "Frequency selective surfaces based on ring slots loaded with monolithically integrated capacitors", IET Microwaves, Antennas & Propagation, vol. 6, no. 3, pp. 245-250, Mar. 2012. https://doi.org/10.1049/iet-map.2010.0496
  6. B. Schoenlinner, A. A. Tamijani, L. C. Kempel, and G. M. Rebeiz, "Switchable low-loss RF MEMS Ka-band frequency- selective surface", IEEE Trans. on Microwave Theory & Tech., vol. 52. no. 11, pp. 2474-2481, Nov. 2004. https://doi.org/10.1109/TMTT.2004.837148
  7. D. Robben, S. F. Peik, T. Henning, M. Becker, and K. Froehner, "Laser machined microsystems for active frequency selective surfaces", 2012 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 1-3, Jun. 2012.
  8. L. B. Qin, Q. S. Bo, T. C. Ming, Z. Hang, Z. H. Yang, and L. Wei, "Varactor-tunable frequency selective surface with embedded bias network", Chin. Phy. B., vol. 22, no. 9, 094103.1-094103.4, 2013.
  9. C. Mias, C. Tsakonas, "Waveguide demonstration of varactor- diode-tunable band-pass frequency selective surface", Microwave and Optical Technology Letters, vol. 45, no. 1, pp. 62-66, 2005. https://doi.org/10.1002/mop.20724
  10. F. Bayatpur, K. Sarabandi, "Design and analysis of a tunable miniaturized-element frequency-selective surface without bias network", IEEE Trans. on Antennas & Prop., vol. 58, no. 4, pp. 1214-1219, Apr. 2010. https://doi.org/10.1109/TAP.2010.2041173
  11. F. Bayatpur, K. Sarabandi, "Tuning performance of metamaterial- based frequency selective surfaces", IEEE Trans. on Antennas & Prop., vol. 5, no. 2, pp. 590-592, Feb. 2009.