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.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제14권3호
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pp.306-313
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2014
A Fabry-Perot resonator cavity antenna for Ku-band application is presented in this paper. The Fabry-Perot cavity is formed by a ground plane and a frequency selective surface (FSS) made of a circular hole array. The cavity resonance is excited by a single-feed microstrip patch located inside the cavity. The measured results show that the proposed antenna has an impedance bandwidth of approximately 13% ($VSWR{\leq}2$) and a 3-dB gain bandwidth of approximately 7%. The antenna produces a maximum gain of 18.5 dBi and good radiation patterns over the entire 3-dB gain bandwidth. The antenna's very thin profile, high directivity, and single excitation feed make it promising for use in wireless and satellite communication applications in a Ku-band frequency.
편파기 특성을 갖는 새로운 주파수 선택반사기의 새로운 주기적 배열 구조를 제시하였다. 배열 구조는 평면 유전체 슬랩의 양면에 도체 다이폴을 주기적으로 배열하고 윗면의 다이폴과 아래면의 다이폴은 서로 대략 $90^{\circ}$ 정도로 직교되며 유전체 두께는 유전율을 고려한 주파수 파장의 1/8정도이다. 산란 해석으로는 파수 영역 이미턴스방법과 모멘트 방법이 사용되었다. 제시한 새로운 주파수 선택반사기의 편파 변환 기능을 확인하기 위해 설계/제작하여 반사 손실과 투과 손실을 측정하였다. 측정 결과는 이론치와 매우 일치되었으며 반사시 선형 편파인 입사파가 원형 편파로 변환됨을 확인하였다.
본 논문에서는 스트립라인 형태의 주파수 선택적 표면 덮개층을 이용하여 PCS대역의 기지국 안테나로 사용될 수 있는 EBG 공진기 안테나를 제안하였다. PCS대역의 기지국 안테나에서 요구되는 안테나 이득과 대역폭을 가지는 EBG 공진기 안테나를 설계하기 위하여 덮개층 주기 구조의 단위 셀 시뮬레이션을 이용한 다양한 설계 파라미터의 변화에 따른 공진주파수 및 대역폭의 특성을 분석하였다. 이를 위하여 여러 구조들 중에서 많이 사용되는 스트립다이폴과 스트립라인 구조의 특성을 비교하였으며, 스트립라인 구조가 스트립다이폴 구조에 비해서 EBG 공진기의 공진 길이가 더 짧고 대역폭 조정이 더 쉬움을 알 수 있었다. 단위 셀 시뮬레이션 결과를 이용하여 PCS대역을 만족하는 평면구조의 EBG 공진기 안테나와 원통형 EBG 공진기 안테나를 설계하였다.
We propose a novel spatial multi-band-stop filter using modified multiple loop array elements to block electromagnetic waves or signals of mobile phones in public facilities. It operates at the following frequency bands: Korean cellular (824 MHz to 894 MHz), Personal Communication Service (PCS) (1.75 GHz to 1.87 GHz), and IMT-2000 (1.92 GHz to 2.17 GHz). Two frequency selective surfaces with modified multiple-loop elements are printed on the top and bottom of a pair-glass pane, which is a pair of glass panes with an air gap between them. A modified multiple-loop element with a meander line is used to make the size of the filter compact. The simulated and measured results show good agreement, which confirms the usefulness of the proposed tri-band spatial filter.
레이돔은 레이더를 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 하며, 스텔스 기술의 일환으로 주파수 선택 표면이 레이돔에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Jerusalem-cross(JSC) 형상이 적용된 주파수 선택 표면 레이돔에 대해 비행 시나리오 상 공력가열로 인해 미사일의 FSS 레이돔의 전파 투과 특성의 변화를 다루었다. 이 내용을 바탕으로 공력가열에 따른 전파 투과 특성을 레이돔의 위치에 따라, 시간에 따라 수치 해석적으로 분석하였다. 수치 해석적 연구로 상용 프로그램 ANSYS Fluent 15.0과 COMSOL Multiphysics 5.2를 사용하였다. 비행 시나리오 상 전파 투과 특성의 변화로 초기 대역폭에 대한 평균 투과율 수치가 최대 -14.3 dB까지 변화하는 것을 확인할 수 있었다.
전자파를 선택적으로 투과시킬 수 있는 섬유 강화 복합 재료를 제안하였다. 이 주파수 선택적인 직물 복합재료는 탄소 섬유와 유전 섬유를 직조하여 주기적인 패턴을 가지도록 제작된다. 먼저 주파수 선택적인 직물형 복합 재료의 전자기적 특성을 조절할 수 있는 설계인자들에 대해 살펴보고, 이후에 정사각형 패턴을 가지는 평직 복합 재료를 제작하고 이것의 전자기적 특성을 탄소 로빙의 전기 전도도, 섬유의 굴곡, 그리고 개구면 대요소 크기의 비에 대해 고찰하였다. 전기 전도도에 있어서는 섬유 체적비와 주파수 분산성에 대한 의존성을 고려하였다. 구성 재료의 물성 및 섬유 체적비는 제작된 FSFC의 전자기적 특성에 큰 영향을 주지 않았으나, 개구면 대 요소 크기의 비는 많은 영향을 주었다.
본 논문은 마이크로스트립 전송선로에 삽입된 주파수 선택 표면(FSSs)을 사용하여 주기적인 구조를 갖는 대역저지필터(BSF)에 관한 것이다. 제안된 대역저지필터는 변형된 크로스 루프 슬롯 (Cross-loop slot)을 단위 셀로 하여 주기적인 구조로 설계하였으며, 설계된 대역 저지 필터는 등가회로 모델과 분산 도표(dispersion diagram)로 해석하였다. 대역 저지 필터의 중심주파수(fo)는 6.6 GHz이다. 제안된 필터는 단위 셀의 개수가 증가하면 3dB 대역폭은 넓어지고 삽입손실은 줄어드는 특성이 있다. 또한 제안한 대역저지필터는 소형의 평면구조를 가지며, 한 번의 에칭으로 제작이 가능 하여 다양한 분야의 RF 필터로서 사용 가능성이 높다.
본 논문에서는 휘어짐이 가능한 유연한 기판 위에 X-대역에서 동작하는 PIN 다이오드 기반 재구성 주파수 선택 표면구조 (RFSS)를 설계하였다. 제안된 구조는 윗면에 십자형 루프 패턴과 인덕턴스 성분의 스터브 사이에 위치한 PIN 다이오드의 전기적 제어를 통해 C-대역(OFF)과 X-대역(ON)에 대한 주파수 재구성이 가능하며, 그리드 형태의 전원 바이어스 회로와 비아홀구성을 통해 기생 결합을 최소화함으로써 단위구조와의 격리도를 확보하였다. 설계한 결과를 바탕으로 유연한 필름기판위에 제안한 RFSS 를 제작하고, 측정 실험을 통해 입사파의 편파와 입사각 그리고 단일 곡률을 갖는 곡면에 대한 안정적인 투과 특성을 확인하였다.
In this paper, we present the scattering characteristics of infinite and finite array using method of moment (MoM) with Floquet harmonics and asymptotic waveform evaluation (AWE) technique. First, infinite cylindrical dipole array is analyzed using the MoM with entire domain basis function and cylindrical Floquet harmonics. To provide the validity of results, we fabricated the cylindrical dipole array and measured the transmission characteristics. The results show good agreements. Second, we analyzed the scattering characteristics of finite array. A large simulation time is needed to obtain the scattering characteristics of finite array over wide frequency range because Floquet harmonics can't be applied. So, we used the MoM with AWE technique using Taylor series and Pade approximation to overcome the shortcomings of conventional MoM. We calculated the radar cross section (RCS) as scattering characteristics using the proposed method in this paper and the conventional MoM for finite planar slot array, finite spherical slot array, and finite cylindrical dipole array, respectively. The compared results agree well and show that the proposed method in this paper is good for electromagnetic analysis of finite FSS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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