In this paper, gain loss of KVN (Korean VLBI Network) 21-m shaped Cassegrain antenna due to misalignment of antenna optics is calculated using ray-tracing method. It enables us to estimate alignment tolerances of feed and sub-reflector positioning. According to numerical results, KVN 21-m shaped Cassegrain antenna's gain loss is more sensitive to positions of feed and sub-reflector than in case of the equivalent classical Cassegrain antenna. The result of calculation is believed to be utilized as a possible guideline when checking the performance of the antenna system.
이 연구에서는 KVN(Korean VLBI Network)의 구경 21m 전파망원경의 변형된 카세그레인식 안테나 광학계에 정렬 어긋남이 있을 때 안테나 이득의 감소, 구경면에서의 상 오차, 그리고 빔 틀어짐 정도를 광선추적방법을 이용하여 수치적으로 계산하였다. 고려한 광학계 어긋남의 종류는 피드의 광축방향 편이, 부경의 광축방향 편이, 피드의 광축과 수직방향 편이, 부경의 광측과 수직방향 편이, 그리고 부경의 기울어짐 등 다섯 가지이다. 먼저 이들 광학계 어긋남이 독립적으로 존재할 경우에 대해서 계산을 하였고, 서로의 어긋남 효과를 상쇄시킬 수 있는 보완관계의 어긋남이 복합적으로 존재하는 경우에 대해서도 계산을 하였다. 광선추적방법을 이용한 계산은 전자기적 효과가 고러되지 않은 순수한 기하학적 계산이지만 이 연구로 효율적인 관측을 위한 KVN 21m 안테나 광학계의 정렬이 가능할 것으로 기대된다.
Lee, Kanghee;Lee, Seong Cheol;Kim, Won Tae;Park, Jagang;Min, Bumki;Rotermund, Fabian
Current Optics and Photonics
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제4권4호
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pp.373-379
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2020
In this study, we investigate terahertz (THz) generation by a photoconductive antenna with electrodes in the shape of split-ring resonators. According to our theoretical investigation based on a lumped-circuit model, the inductance of this electrode structure leads to resonant behavior of the photo-induced current. Hence, near the resonance frequency the spectral components generated by a resonant photoconductive antenna can be greater than those produced by a non-resonant one. For experimental verification, a resonant photoconductive antenna, which possesses a resonance mode at 0.6 THz, and a non-resonant photoconductive antenna with stripe-shaped electrodes were fabricated on a semi-insulating GaAs substrate. The THz generation by both of the photoconductive antennas demonstrated a good agreement with the theoretically expected results. The observed relationship between the resonant electrodes of the photoconductive antenna and the generated THz spectrum can be further employed to design a narrow-band THz source with an on-demand frequency.
본 논문은 한반도 지역에 개인 휴대 단말을 사용한 보편적 통신 방송 서비스를 제공하기 위한 S-대역 위성 탑재용 다중 빔 대형 안테나의 전기적 설계 방법에 대해 연구한 것이다. 배열 소자로 급전되는 반사판 형태인 하이브리드 안테나로 다중 빔을 구현하고, 각 빔은 급전 배열의 일부를 사용하여 형성된다. 원하는 빔을 얻기 위해서는 각 배열 소자 신호의 크기와 위상을 최적화해야 하고, 이는 GO(Geometrical Optics) 및 PO(Physical Optics) 해석을 통해 이루어졌다. 또한, EIRP(Effective Isotropically Radiated Power) 요구 사항을 만족하도록 배열 소자의 개수를 최적하였다. 위성에 탑재 가능하도록 제한된 크기의 반사판을 사용하고, 배열 소자의 개수를 최소화하면서도 요구 사항을 만족시킬 수 있는 설계 방법과 그 성능 결과를 본 논문에서 확인할 수 있을 것이다.
본 논문은 보편적 통신방송 서비스를 고속의 데이터 처리 속도로 개인휴대단말에 제공하기 위한 고이득의 위성 탑재용 다중빔 대형 반사판 안테나의 설계에 관해 연구한 것이다. 대형 반사판 안테나는 급전부를 배열소자로 사용한 하이브리드 형태로 다중빔을 형성하도록 한다. 다중빔의 각각은 급전 배열소자의 일부군을 사용하여 형성되며, 배열소자군의 각 소자는 적절한 신호 크기와 위상을 갖도록 최적화되어야 한다. 최적화 과정은 GO (Geometrical Optics) 및 PO (Physical Optics) 해석을 통해 이루어졌다. 또한, 요구되는 EIRP (Effective Isotropically Radiated Power) 및 개별 소자의 전력 크기를 만족하도록 배열 소자의 개수도 최적화하였다. 한반도 지역에 서비스를 제공하기 위해 15개의 다중빔을 구성하고, 최적화 설계 과정을 통해 30m 급 반사판 안테나 구조와 25개 배열 소자로 구성되는 급전부를 설계하였다.
위성통신을 위한 고이득을 가지는 송수신 안테나 설계를 위하여 Ka-band 영역에서 이용 가능한 프레넬 존 플레이트 렌즈 안테나의 특성을 해석하였다. 해석 수법은 기하광학 근사법으로 잘 알려진 PO(Physical Optics)법을 이용하였다. FZPL은 20GHz에서 수신 가능하도록 11개의 존으로 구성하였으며, 실험결과 설계 초점거리에서 33.01dB의 수신 이득을 가졌다.
컬러게이트 혼 안테나의 이론적 복사패턴을 벡터적분법과 준 광학모드 이론으로써 각각 구하였다. 혼 개구면에 존재하는 하이브리드 모드의 전자계를 등가 전류원으로 대체하고 포텐셜 이론을 적용하는 벡터 적분법으로 안테나의 복사 전계식을 계산 하였다. 또한, 준 광학모드인 Gaussian-Laguerre 모드를 확장하여 복사 관력식을 유도하였다. 85-115GHz에서 동작하는 컬러게이트 혼 안테나에 대한 복사패턴을 벡터적분법 및 준 광학방법으로 계산하고 비교한 결과 중심 주파수인 100GHz에서는 거의 일치하였으나 85 및 115GHz에서는 다소의 오차가 발생하였다.
The main purpose of this paper is to determine a new focal point and field distribution due to the shape deformation of reflector antenna by numerical method such as geometrical optics and the aperture field method. It is shown the 4 types deformations to be added into original shape of parabola antenna and offset antenna: linear, quadratic, cubic and hybrid distortion. These results can be applied to deformed reflector antenna in order to fit a focal point and radiation pattern.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권3호
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pp.165-167
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2017
We predict the electromagnetic wave propagation in space environments using geometrical optics. The effective indices of the troposphere, stratosphere, and ionosphere are computed, and the reflection, refraction, and attenuation of electromagnetic waves in space environments are calculated based on the ray tracing technique and geometrical optics. The influence of the refractive index and loss of atmosphere and the incident angle of the antenna on electromagnetic wave propagation is discussed.
Using symplectic relation and reaction concept, we propose a planar near-field antenna measurement method. A generalized probe compensation equation is deduced to obtain the probe correction formulation. To verify our approach, a reflector antenna with $1{\times}2$ horn array is fabricated and measured in the near-field measurement facility. The near-field measurement results are compared with the physical optics (PO) simulation. The results of measurement and simulation agree very well near to the mainbeam.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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