The Ku band that has been using for the satellite communication and broadcasting would be changed to K/Ka bands. The satellite system requires the antenna structure to fabricate low loss and small antenna that is able to be integrated with other Rf circuits for both Rx and Tx. So we should design it with dual feed antennas at K/Ka bands, high isolation between two different feeds and broadband circular polarization. This paper proposes the LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) process for integration with other Rf circuits and the Axial mode of the helical antenna to satisfy those requirements.
본 논문에서는 Ka대역에서 무궁화 5호와 통신이 가능한 지상 단말 안테나를 설계하였다. 선정한 안테나는 반사판 형상으로 주요 구성품은 높은 이득과 효율을 갖는 이중 옵셋 그레고리안 타입의 반사판과 낮은 부엽을 갖는 코러게이트 혼, 원형편파 생성을 위한 주름형 편파기와 송수신 신호 분리를 위한 직교 모드 변환기로 구성된다. 설계 안테나는 위성과의 통신을 위하여 Ka대역에서 송신 LHCP 이득 45.7dBi 이상, 수신 RHCP 이득 42.0dBi 이상으로 구현하였고, 주편파와 교차편파의 부엽준위는 국제통신연합에서 고정 위성 업무에 대해 권고하는 ITU-R S. 580-6와 731-1을 만족하도록 설계하였다. 마지막으로 축비 성능은 MIL-STD-188-164A에서 권고하는 송신 1.0dB, 수신 1.5dB 이하로 설계하였다.
저항성 격막을 이용하여 높은 격리도 특성의 Ka-대역 WR-28 도파관 전력합성기를 설계 및 제작하였다. 개발된 도파관 전력합성기는 E-plane T-junction에 슬릿을 만들어 TaN 박막 공정으로 제작된 저항성 격막을 도파관에 결합한 구조이다. 제작된 도파관 전력합성기는 -20 dB 이하의 입출력 임피던스 정합 특성을 보였으며, 0.1 dB 이하의 삽입 손실 특성을 보였다. 또한, 격리도 특성은 거의 전 대역에서 20 dB 이상의 값을 보였으며, 37 GHz 이하에서는 25 dB 이상의 특성을 보여주었다. 입력 포트 상호간의 크기 및 위상 불균형은 각각 0.1 dB와 2.5도 이하의 우수한 특성이 측정되었다.
Ka 대역 (26.5~40 GHz)용 전파흡수체의 자성손실재로 Ti-Co가 치환된 M형 바륨 페라이트($BaTi_{0.5}Co_{0.5}Fe_{11}O_{19}$)를 제조하고, 페라이트-고무 복합체에서 자기적 성질 및 전파흡수특성에 관해 조사하였다. M형 바륨 페라이트에서 Ti-Co가 치환됨에 따라 보자력의 감소가 급격히 일어났다. 이는 c 축으로 강한 자기이방성을 갖던 M형 바륨 페라이트의 자기이방성이 a-b 면내 자기이방성으로 변화함에 기인한다. 이에 따라 자연공명주파수를 Ka 주파수 대역으로 이동시킬 수 있었고, 복소투자율의 주파수 분산특성의 제어가 가능하였다. Ti-Co가 치환된 M형 바륨 페라이트 복합체의 경우 Ka 대역에서 임피던스 정합조건을 만족시킬 수 있었다. 흡수대역폭 증가에 페라이트/고무 함량비(F/R)의 조절이 매우 중요함을 제시하였다. F/R = 4의 함량비에서 ?20㏈ 이하의 반사손실을 갖는 흡수대역폭이 7 GHz 정도로 매우 우수한 광대역 전파흡수특성을 보였다. F/R 비가 증가할수록 정합주파수 및 정합두께는 감소하였으나, 흡수대역폭은 줄어들었다.
In this papers, a PLDRO(Phase Locked Dielectric Resonator Oscillator) is designed and implemented at the oscillator in which fundamental frequency is 18.3 GHz. The proposed PLDRO so as to improve the PLDRO of the general structure is designed to the goal of the minimize of the size and the performance improvement. Three VCO(Voltage controlled Oscillator) and the power combiner improved the output power. A VCDRO(Voltage Controlled Dielectric Resonator Oscillator) is manufactured using a varactor diode to tune oscillating frequency electrically, and its phase is locked to reference frequency by SPD(Sampling Phase Detector). This product is fabricated on Teflon substrate with dielectric constant 2.2 and device is ATF -13786 of Ka-band using. This PLDRO generates an output power of 5.67 dBm at 18.3 GHz and has the characteristics of a phase noise of -80.10 dBc/Hz at 1 kHz offset frequency from carrier, the second harmonic suppression of -33 dBc. The proposed PLDRO can be used in Ka-band satellite applications
In this paper, we have designed the elliptical dual offset gregorian antenna which can use Ka band earth station antennas in the fixed-satellite service. The structure of antenna is increasing the antenna gain by decreasing blockage areas and decreasing wind effects by shortening height of the antenna. The corrugate horn antenna for this antenna has symmetric radiation patterns and low side lobe levels that can meet ITU-R envelope. The distribution of electric field on a aperture of main reflector is calculated by an ray-tracing method that use the radiation pattern of the feed horn. The final geometric of antena is decided by choosing the distribution that comply with antenna requirement. The FEKO analysed electrical performance of this antenna. The fabricated antenna has 45.0dBi(@30.0GHz)/41.7dBi(@20.2GHz), high efficiency and low side lobe level that meet ITU-R S. 580-6 envelope.
밀리미터파 대역의 레디오미터를 민군겸용 항공기의 시계 불량시 착륙보조장치로 활용하기 위한 연구가 최근에 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 관점에서 부품 구현이 비교적 용이한 Ka-대역에서 동작하는 레디오미터를 구성하고 차량과 지형물의 레디오미터 신호를 수집하고 이를 분석하였다. 측정된 신호로부터 마이크로파와 밀리미터파 대역에서 복사율이 낮은 금속차량은 주변 지형물과 확실히 구분되는 신호를 제공함으로써 레디오미터를 사용하여 쉽게 검출될 수 있음을 알 수 있었다.
본 논문은 Ka 대역 밀리미터파 탐색기용 주파수합성기 제작에 대한 논문이다. 높은 주파수 해상도와 빠른 천이 응답 시간을 위해 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용한 디지털 합성방식으로 설계하였다. 하지만 DDS의 주파수합성 대역은 시스템 클럭의 1/2정도로 제한되기 때문에 주파수합성 범위가 저주파대역으로 제한되는 단점을 가지고 있다. 그래서 주파수 4체배기와 국부신호를 사용하여 Ka 대역으로 상향 변환하였다. 제안된 주파수합성기는 대역폭 500MHz, 주파수 스위칭 시간은 $0.7{\mu}s$이하, 불요파 특성 -52dBc이하, 위상잡음 특성은 오프셋 100kHz에서 -99dBc/Hz, 평탄도는 ${\pm}1dB$이하로 측정되었다.
본 논문에서는 다수의 MMIC 전력증폭기 칩과 박막 기판을 결합하여 MIC 모듈을 구성함으로써 Ka-대역 중심주파수에서 10 W의 출력 전력을 낼 수 있는 전력증폭기 모듈을 설계 및 제작하였다. 전력증폭기 모듈의 제작에는 밀리미터파 대역에 적합한 수정된 형태의 윌킨슨 전력분배기/합성기를 사용하였고, 모듈의 구성 과정에서 발생할 수 있는 손실을 줄이고 공진을 억제하기 위해 CBFGCPW-Microstrip 천이 구조를 활용하였다 전력증폭기 모듈은 총 7개의 MMIC 칩으로 구성되었으며 MMIC 칩을 펄스 모드로 동작시키기 위해 칩의 게이트에 펄스 전압을 인가하는 게이트 전압 제어기가 설계되고 적용되었다. 제작된 전력증폭기 모듈의 측정 결과 58 dB의 전력 이득과 39.6 dBm의 포화 출력 전력을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 Ka 대역에서 정지 궤도 위성과 통신이 가능한 지상 단말 송신기를 미국 국방부에서 권고하는 MILSTD-188-164A 규격을 준수하도록 설계하였다. 설계된 송신기의 안테나는 이중 옵셋 그레고리안 반사판 형상을 사용하여 코러게이트 급전혼, 주름형 편파기와 직교 모드 변환기로 구성하였고, 해당 규격의 방사 패턴과 ESD 패턴, 축비 규격을 만족하도록 설계되었다. 설계된 송신기의 RF부는 Ka 대역으로 주파수를 상향 변환해 주는 상향 변환반과 병렬 구조의 pHEMT MMIC 소자를 이용하여 소형/저전력/경량의 고출력 특성을 갖는 고출력 증폭반으로 해당 규격의 VSWR, 불요파/고조파 억압, 출력평탄도 및 위상 잡음 등의 사양을 만족하도록 설계되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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