초록
본 논문에서는 대형 구조체에 장착된 안테나의 효율적인 성능예측을 위하여, 열린 도파관을 이용한 배열안테나 해석등가 모델링 기법을 제안하였다. 등가 모델을 구현하기 위하여 우선 배열 안테나의 개별 소자를 열린 도파관 형상으로 설계하였으며, 도파관의 깊이, 도파관의 개구면 넓이, 그라운드의 크기를 조절하여 원하는 개별 소자의 방사패턴의 도출이 가능하도록 하였다. 개발된 개별 소자를 두 가지 타입의 배열안테나의 등가 모델링에 적용하였다. 등가모델을 이용하여 도출된 안테나의 성능을 원본 안테나의 해석 성능과 비교하였으며, 최대이득은 0.2 dB, 반전력 빔폭은 $1^{\circ}$ 이내의 오차를 보여, 등가모델을 이용한 원본 안테나의 성능 모사가 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 등가모델을 간단한 항공기 형상에 장착하여 전자파 해석을 수행하였으며, 원본 안테나를 탑재한 해석 결과와 비교하였고, 그 결과 시뮬레이션 필요 해석 자원 및 해석 시간이 60 % 이상 감소하는 것을 확인하였다.
In this paper, we propose an equivalent model of array antennas that use open-ended waveguides for effective EM simulation. We first investigate an individual element that consists of an open-ended waveguide and square ground plane. The waveguide length, aperture size, and ground size of the individual element are adjusted to give a similar radiation pattern to that of the individual element of the original antenna. We then apply the designed equivalent model to two different types of array antennas, such as a microstrip patch array and a waveguide array antenna. Comparison of the simulation results using the equivalent model with the results obtained with the original antenna reveals a difference in gain of less than 0.2 dB and a difference in half power beam width(HPBW) of less than $1^{\circ}$. The designed equivalent model is then mounted on a simple aircraft, and the simulation results are again compared to results from the original antenna. We find a 60 % reduction in simulation resources and time when compared with the original antenna model.
