Design of Metamaterial-Inspired FSS Sub-Reflector for a Dual-Band Offset Cassegrain Reflector Antenna

이중대역 오프셋 카세그레인 반사판 안테나용 메타재질구조 모사 주파수 선택표면 부반사판 설계

  • 김현수 (인천대학교 정보통신공학과) ;
  • 강승택 (인천대학교 정보통신공학과) ;
  • ;
  • 전진수 (인천대학교 정보통신공학과) ;
  • 박정훈 (인천대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2015.04.29
  • Accepted : 2015.05.15
  • Published : 2015.06.30

Abstract

In this paper, a design of an offset Cassegrain antenna is proposed for Ku and Ka dual-band without increasing the antenna size. For Efficiency of computation and implementation, the frequency selectivity surface (FSS) of reflecting the Ka-band signal and passing the Ku-band is provided for the sub-reflector instead of the main reflector. The proposed FSS hyperboloid sub-reflector is the periodic structure of a unit cell comprising octagon metal rings embedded in the multiple layers. The proposed design is verified for 19 GHz and 45 GHz bands by the use of precise electromagneitc-field simulations.

본 논문에서는, 오프셋 카세그레인 반사판 안테나가 물리적 크기의 증가없이 Ku와 Ka 이중대역 신호를 다룰 수 있는 구조로 설계된다. 계산시간 및 구현비용을 고려하여, 주반사판 대신에 부반사판에 Ka대역 신호는 반사시키고 Ku대역은 통과시키는 주파수 선택성을 부여한다. 쌍곡선 부반사판 표면의 주파수 선택표면은 8각형 금속 링을 위 아래로 둔 다층매질의 단위 쎌의 주기적 형태로 구성된다. 정밀한 전자기 모의시험을 통해 제안한 구조가 19 GHz와 45 GHz에서 동작함을 확인한다.

Keywords

References

  1. John D. Kraus, and Ronald J. Marhefka, 'Antennas for all Application,'McGraw-Hill 2002
  2. W. V. T. Rush, A. Prata, Y. Rahmat-Samii, and R.A. Shore, "Derivation and application of the equivalent paraboloid for classical offset Cassegrain and Gregorian antennas", Trans. Antennas and Propagat., Vol.38, pp. 1141-1149, Aug. 1990. https://doi.org/10.1109/8.56949
  3. K. W. Brown, A. Prata Jr., "A design procedure for classical offset dual reflector antennas with circular apertures", IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 42, no. 8, pp. 1145-1153, Aug. 1994.. https://doi.org/10.1109/8.310006
  4. C. Tienda, M. Arrebola, and J. A. Encinar, "Recent Developments of Reflectarray Antennas in Dual-Reflector Configurations,"International Journal of Antennas and Propagation, Volume 2012, Article ID 125287, pp.1-10, 2012..
  5. C.-H. Cheong, H.-M. Jeong, K.-W. Kim, K.-H. Bae, H.-S. Tae and E. Gennadiy, "Multi-band directional antenna for satellite communications," Korean Society of Aero-Space Journal, Vol.38, No.12, pp. 1223-1231, 2010.