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공학석사학위논문

5소자 교차 다이폴을 이용한 C-대역 추적안테나

피드 설계

Design of A C-Band Tracking Feed Employing

Five Crossed Dipoles

충 북 대 학 교 대 학 원

전기․전자․정보․컴퓨터학부 전파통신공학전공

노 준 우

2018 년 8 월

공학석사학위논문

5소자 교차 다이폴을 이용한 C-대역 추적안테나

피드 설계




전기․전자․정보․컴퓨터학부 전파통신공학전공

노 준 우

2018 년 8월

본 논문을 노준우의 공학석사학위 논문으로 인정함.

심 사 위 원 장 안 재 형 (인)

심 사 위 원 안 병 철 (인)

심 사 위 원 김 영 민 (인)


2018 년 8월

- i -

차 례

Abstract ························································································································· ii

List of Tables ············································································································ iv

List of Figures ············································································································v

Ⅰ. 서 론 ··············································································································1

Ⅱ. C-대역 단일 방사 소자 설계 ································································3

2.1 추적 안테나의 설계 규격 및 단일 방사 소자의 구조 ·····················3

2.2 단일 방사 소자 개선 ····················································································7

Ⅲ. C-대역 모노펄스 안테나 설계 ···························································10

3.1 4소자 방식, 5소자 방식 모노펄스 안테나 방사 패턴 ·················10

3.2 +형 배치, X형 배치 모노펄스 안테나 방사 패턴 ······················18

3.3 외곽 캐비티 높이에 따른 모노펄스 안테나 방사 패턴 ················27

3.4 4.6m 반사경 적용 안테나 방사 패턴 ················································33

Ⅳ. 결 론 ············································································································39

참고문헌 ·······················································································································40

- ii -



Noh, Jun–woo

Radio and Communications Eng. Track

Dept. of Electrical, Electronics, Information and Computer Eng.

Graduate School of Chungbuk National University, Cheongju City,

Korea

Supervised by Prof. Ahn, Bierng-Chearl

Abstract

A C-band(5.09-5.15GHz) monopulse feed for tracking is designed for used

in telemetry applications. The crossed dipole antennas is used for

simultaneous operation with right-hand and left-hand circular

polarizations(RHCP, LHCP). In this paper, several methods have been proposed

for improving the axial ratio and increasing the maximum gain. First, typical

monopulse antenna system has 4 elements. However, in this paper, one

crossed dipole is placed at the center of the feed for sum pattern. And the

remaining four crossed dipoles are arranged in a cross shape at a constant

distance. And modified the arrangement of 5 elements to improve axial ratio.

And the correlation between the height of the outer cavity and the

performance improvement. Finally, the result of applying the above results to

the 4.6m reflector antenna results in achieving the target design specification

at the center frequency(5.12GHz).

- iii -

When the 4.6m reflector was not applied, the detailed characteristics at

5.12 GHz showed a maximum gain of about 7.8 dBic for the sum channel, 7

dB for the edge taper of 64°, and an axial ratio of less than 2 dB in sum

pattern. For the difference channel, the maximum gain was about 8.1 dBic, an

axial ratio of less than 2dB, and a null depth (relative) of less than –30dB.

On the other hand, when the 4.6m reflector antenna is applied, the maximum

gain of 40dBic or more and the axial ratio of less than 2dB at the center of

the antenna are obtained at 5.12GHz. The maximum gain of 38 dBic and the

axial ratio of less than 2dB at the center of the antenna were confirmed.

* A thesis for the degree of Master in August 2018.

- iv -

List of Tables

표2.1 단일 소자 설계 치수 ·······················································································6

표 2.2 C-대역 추적 안테나 목표 설계 규격 ·····················································18

표 3.1 설계 목표 규격 및 결과 요약 ····································································38

- v -

List of Figures

그림 2.1 안테나 전체 구조 ·························································································4

그림 2.2 단일 방사 소자 형상 ···················································································6

그림 2.3 개선된 C-대역 방사 소자의 주파수별 축비 ·········································9

그림 3.1 방사 소자 간 거리 ····················································································11

그림 3.2 모노펄스 안테나의 방사 소자 배치도 ··················································12

그림 3.3 합/차 채널 포트별 반사 계수 ································································13

그림 3.4 4소자/5소자 안테나 합 채널의 주파수별 방사 패턴 ·······················15

그림 3.5 4소자/5소자 안테나 차 채널의 주파수별 방사 패턴 ·····················18

그림 3.6 X형 방사 소자 배치 방식의 모노펄스 안테나 ···································20

그림 3.7 소자 배치 형태에 따른 안테나 합 채널의 주파수별 방사 패턴 ····23

그림 3.8 소자 배치 형태에 따른 안테나 차 채널의 주파수별 방사 패턴 ····27

그림 3.9 원형 캐비티가 포함된 안테나 측면도 ··················································28

그림 3.10 외곽 원형 캐비티 높이에 따른

안테나 합 채널의 주파수별 방사 패턴 ·············································30

그림 3.11 외곽 원형 캐비티 높이에 따른

안테나 차 채널의 주파수별 방사 패턴 ·············································33

그림 3.12 4.6m 반사경 구조 ·················································································34

그림 3.13 4.6m 반사경 적용 후 방사 패턴 ·······················································37

- 1 -

Ⅰ. 서 론

기존 추적용으로 사용하던 S-대역(2.2 – 2.4GHz) 주파수 사용의 증가로

신호 간섭 문제가 발생해 해결방안으로 C-대역을 새로 할당했다. 현재는 새

로 할당된 C-대역(5.09–5.15GHz) 주파수도 추적용으로 사용한다.[1]-[2]

추적용 안테나는 로켓, 항공기 같은 빠른 물체를 정확히 추적하기 위해 사

용하므로 고이득의 안테나를 필요로 한다.[3]

이러한 추적 안테나의 스캔 방식으로는 크게 세 가지인 Sequential lobing

scan(빔 절환 스캔), Conical scan(원추형 스캔), Monopulse scan(모노펄스

스캔) 방식이 있다. Sequential lobing scan 방식은 기계적으로 안테나 빔을 교

차시켜 두 개의 안테나 빔에 추적된 표적의 신호를 비교하고 이를 이용해 각도를 추

적하는 방식이다. 그리고 Conical scan 방식은 단일의 안테나를 기계적으로 원추형

으로 회전시켜 변화하는 표적의 신호를 비교하여 목표물이 회전축 상에 있으면 수신

신호 강도가 일정하게 되는 것을 이용해 추적하는 방식이다. 위의 두 방식은 모두 기

계적인 움직임으로 인한 진동이 추적 시 오차가 발생하는 원인이 된다는 단점이 있

다.[4] 반면에 Monopulse scan 방식은 각각의 소자마다 간섭이 적고 안정적인

특성을 갖도록 방사 소자를 배열 후 모노펄스 합성회로를 이용해 각각의 방사 소자마

다 위상차를 발생시켜 생성한 합/차 채널의 안테나 빔으로 공간을 분할해 각도 오차

를 확인한 후 추적함으로써 앞서 소개한 방식들과 다르게 기계적인 진동으로 인한 오

차를 줄이며 표적을 추적하기 때문에 다른 더 빠르고 정확한 추적이 가능하

다.[5]-[6]

본 논문에서 소개할 모노펄스 시스템의 안테나 설계는 급전 위치, 교차 다

- 2 -

이폴, 그리고 원통형 혼 등을 어떻게 배치하느냐에 따라[7] 각각의 방사 소자

와의 간섭이 줄어들고 최대 이득이 증가하고 축비가 개선되며 원편파의 특성

이 개선돼 수신 안테나로서 효율이 증가하는지 확인할 수 있다.[8]-[9] 그리

고 안테나 구성의 최적화된 계산을 위해 CST 사의 Microwave StudioTM

ver. 2016을 이용했다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. II장에서는 C-대역 추적 안테나의 전체 구

조, 단일 방사 소자의 최적화된 설계로 계산한 결과를 제시했다. 그리고 III장

에서는 모노펄스 안테나에서 가장 일반적인 형태인 +형태의 4소자와 5소자

모노펄스 안테나 피드의 방사 패턴 차이, 5소자 모노펄스 안테나 피드의 배치

로 인한 +형태와 X형태의 방사 패턴 차이, 그리고 외곽 공동 높이에 따른

방사 패턴의 차이에 계산 후 결과를 제시했다. IV장에서는 본 논문의 내용을

요약한 결론을 제시했다.

- 3 -

II. C-대역 단일 방사 소자 설계

2.1 추적 안테나의 설계 규격 및 단일 방사 소자의 구조

III장에서 다양한 형태의 안테나 피드를 소개하기 전에 전반적인 추적 안테

나의 구조를 그림 2.1에서 확인할 수 있다. C-대역(5.09-5.15GHz) 추적

안테나 피드의 전체적 구조는 방사 소자, 원형 접지판, 각 방사 소자끼리의

격리도 증가와 차 채널 축비 개선을 위한 내곽 원형 캐비티(+형 또는 X형),

그리고 실제 제작 시 레이돔 조립의 편의성 및 외부 충격을 완화시킬 수 있는

외곽 원형 캐비티로 구성돼있다. 모든 설계에서 공통적으로 외곽 원형 캐비티

의 내경은 216mm로, 두께는 5mm로 했으며 각 내곽 캐비티의 내경은

35mm, 두께는 2mm로 설계했다.

- 4 -

(a)

(b)

그림 2.1 안테나 전체 구조

(a) 정면, (b) 측면

그림 2.2는 단일 방사 소자의 구조 및 형태다. 원편파 특성의 방사 소자를

사용하기 위해 서론에 언급한대로 인쇄형 교차 다이폴을 사용했다. 방사 소자

는 Isola사의 I-tera MTRF(유전율: 3.5, 손실 탄젠트: 0.0018, 두께:

0.76mm)기판을 사용했다. 방사 소자는 교차된 다이폴이 있는 수평 기판 한

개와 정면에는 급전선로, 임피던스 정합을 위한 오픈 스터브, 그리고 후면에

는 발룬 구조가 적용된 급전선로의 접지면이 인쇄된 두 개의 수직 기판으로

구성됐다. 선로 폭은 공통적으로 0.6mm로 설정한 후 설계했다. 다이폴의 크

기, 기판의 크기, 선로의 길이, 발룬 등의 변수 값은 표 2.1에 작성했다.

- 5 -

(a)

(b)

- 6 -

(c)

그림 2.2 단일 방사 소자 형상

(a) 수평 기판, (b) 수직 기판 전면부, (c) 수직 기판 후면부

표 2.1 단일 소자 설계 치수

변수 치수(mm)

w1 1.5

w2 3.5

wa 8.6

wb 1.5

ws 24

l1 6.5

l2 3.75

ls 12

lo 8.8

L var

- 7 -

항목 C 대역

주파수 5.09-5.15GHz

반사 계수 -10 dB 이하

편파 원편파

합 채널

Edge taper @ ±64° 20 dB

축비 @ 0° 2dB 이하

차 채널영점 레벨

(상대 깊이)-25dB 이상

표 2.2는 추적용 안테나 시스템의 요구 성능을 만족하기 위한 안테나의 설

계 규격이다. 합 채널의 가장자리 테이퍼는 반사경의 형상을 고려해 반사경

테두리각인 ± 64° 범위에서 제시했다. 합 채널의 축비는 안테나의 중심에서

3dB 이하가 필요하다. 그리고 차 채널의 이득 패턴은 축 방향에서 최대 이득

대비 –25 dB 이상의 영점 깊이가 필요하다.

표 2.2 C-대역 추적 안테나 목표 설계 규격

2.2 단일 방사 소자 개선

위의 요구 성능을 만족하기 위해 단일 방사 소자의 급전선로 L값을 증가시

켜 위상을 보정함으로써 방사 소자의 축비를 개선했다. 그 결과는 그림 2.3과

같다. C-대역의 주요 주파수에서 모두 축비가 안테나의 중심에서 0dB에 가

까움을 확인할 수 있다.

- 8 -

(a)

(b)

- 9 -

(c)

그림 2.3 개선된 C-대역 방사 소자의 주파수별 축비

(a) f=5.09GHz, (b) f=5.12GHz, (c) f=5.15GHz

- 10 -

III. C-대역 모노펄스 안테나 설계

3.1 4소자 방식, 5소자 방식 모노펄스 안테나 방사 패턴

그림 3.1은 +형태 모노펄스 안테나의 방사 소자 간 거리 및 배치를 보인

것이다. 설계한 안테나 내곽의 원형 캐비티는 4개 또는 5개의 원형 공동으로

구성돼있으며 그 높이는 원형 접지판 기준(z=0mm) z=16mm를 갖는다.

그리고 그림 3.1(a), (b)에 나오는 것처럼 차 채널 방사 소자 간의 종횡거리

는 4소자 방식은 74mm, 5소자 방식은 합 채널 방사 소자와 차 채널 방사

소자의 종횡거리는 37mm이다. 방사 소자의 배치는 그림 3.2(a), (b)와 같

이 4소자 방식의 경우 A, C가 물리적으로 소자 B, D 대비 90° 회전해 배치

했으며 5소자 방식의 경우 A, D는 물리적으로 소자 B, C 대비 90° 회전 배

치했으며 소자 E는 소자 B, C와 같이 배치했다.

(a)

- 11 -

(b)

그림 3.1 방사 소자 간 거리

(a) 4소자, (b) 5소자

(a)

- 12 -

(b)

그림 3.2 모노펄스 안테나의 방사 소자 배치도

(a) 4소자, (b) 5소자

그림 3.3은 설계한 안테나의 합/차 채널의 반사 계수를 보인 것이다. 본 논

문에서는 최대 이득과 축비의 개선을 위한 방안을 제시하는 것이 주요목적이

므로 모든 경우에서 유사한 계산이 나오며 모두 –10dB 이하의 조건을 만족

하기 때문에 반사 계수에 대해서는 그림 2.6에서만 제시했으며 차 채널의 반

사 계수는 주변 구조가 동일하므로 하나의 계산 결과만 제시했다.

- 13 -

그림 3.3 합/차 채널 포트별 반사 계수

그림 3.4는 합 채널에서의 주파수별 방사 패턴을 보인 것이다. 세 주파수에

서의 이득과 축비를 계산한 결과 4소자 방식이 약 5dBic 정도의 더 큰 최대

이득을 얻을 수 있지만 ±64° 범위 내에서 4소자 방식에 비해 5소자 방식에서

축비가 더 안정적인 사실을 제시한 모든 주파수 구간에서 확인할 수 있다.

- 14 -

이득(상)/축비(하)

(a)

- 15 -


(b)

- 16 -


(c)

그림 3.4 4소자/5소자 안테나 합 채널의 주파수별 방사 패턴


그림 3.5는 위의 그림 3.4와 유사하게 주파수에 따라 차 채널의 방사 패턴

을 제시했다. 5소자 방식이 상대 영점 깊이가 더 깊을 뿐만 아니라 축비도 더

안정적인 점을 확인할 수 있다. 따라서 본 논문의 3.2절부터는 5소자 방식을

- 17 -

이용해 배치 형태에 따른 방사 패턴의 개선 방안을 제안한다.


(a)

- 18 -


(b)

- 19 -


(c)

그림 3.5 차 채널의 주파수별 방사 패턴


3.2 +형 배치, X형 배치 모노펄스 안테나의 방사 패턴

본 논문의 3.1절에서 4소자 방식보다 5소자 방식이 더 축비가 개선된다는

점을 참고해 3.2절에서는 배치의 방식에 따라 모노펄스 안테나의 방사 패턴

- 20 -

이 어떻게 개선됐는지 확인 후 더 좋은 방식을 제안한다.

모노펄스 안테나의 방사 소자 배치 방식은 본 논문의 3.1절과 같이 +형태

로 모노펄스 안테나에 배치하는 방식이 가장 범용적이다. 본 논문에서는 이

방법 외에 그림 3.6처럼 X자 형태로 방사 소자를 배치해 차 채널의 방사 패

턴을 A, D 와 B, C를 통하거나(±EL) A, B와 C, D를 통하는 방식(±AZ)

으로 주요 주파수 별로 방사 패턴을 계산해 결과를 확인하는 방법을 제안한

다.

(a)

- 21 -

(b)

그림 3.6 X형 방사 소자 배치 방식의 모노펄스 안테나

(a) 방사 소자 간 거리, (b) 방사 소자 배치도

그림 3.7은 합 채널에서의 주파수별 방사 패턴을 +형태의 배치와 X형태로

배치된 모노펄스 안테나의 방사 패턴을 보인 것이다. 실선으로 표시된 데이터

가 X형태 배치 안테나의 방사 패턴이며 점선의 방사 패턴 데이터가 기존의

+형 배치 안테나의 방사 패턴이다. 세 주파수에서의 이득과 축비를 계산한

결과 두 방식의 최대 이득 계산 결과는 차이가 거의 없지만 X형 소자 배치

방식으로 축비가 더 안정적인 결과를 얻을 수 있다.

- 22 -


(a)

- 23 -


(b)

- 24 -


(c)

그림 3.7 소자 배치 형태에 따른 안테나 합 채널의 주파수별 방사 패턴


그림 3.8은 A, D와 B, C 간 위상차 180°를 만들거나(±EL) A, B와 C,

D 사이의 위상차를 180°를 만들어(±AZ) 차 채널 방사 패턴을 계산해 제시

한 결과다. 합 채널과 마찬가지로 더 안정적인 축비를 얻을 수 있었다.

- 25 -


(a)

- 26 -


(b)

- 27 -


(C)

그림 3.8 소자 배치 형태에 따른 안테나 차 채널의 주파수별 방사 패턴


위의 두 방사 소자 배치에 따른 방사 패턴 시뮬레이션 계산 결과 본 논문에

서 제안한 X형 방사 소자 배치가 일반적인 +형 방사 소자 배치보다 더 적은

편파 손실을 야기할 수 있다. 따라서 본 절 이후 이어지는 외곽 원형 캐비티

의 높이에 따른 방사 패턴의 변화와 더 좋은 성능을 위해 X형 방사 소자 배

치 모노펄스 안테나를 통제변인으로 사용할 수 있다.

3.3 외곽 캐비티 높이에 따른 모노펄스 안테나 방사 패턴

앞서 단일 소자의 전송선로의 변화로 축비를 개선하고 소자의 수를 증가시

켜 좋은 축비 계산 결과를 얻었으며 방사 소자의 배치를 바꿔서도 역시 축비

를 개선할 수 있었다. 안테나를 제작할 때 중요한 것은 실제 제작을 고려해야

한다는 점이다. 실제로 지금의 안테나를 현재 상태로 제작한다 가정하면 내곽

원형 캐비티가 있더라도 외부의 충격에 매우 취약할 수밖에 없다. 그래서 실

제로는 레이돔을 제작한 후 조립해 외부 충격에 대해 안전성을 확보한다. 따

라서 지금껏처럼 원형 접지판에 하는 것뿐만 아니라 외곽에 원형 캐비티를 장

착해 높이에 따라 어떤 변화가 있는지 확인할 필요가 있다. 그림 3.9는 간단

히 표현한 안테나의 구조다. h의 길이를 원형 접지판 바로 위(z=0)를 기준

으로 정한 후 조정하며 방사 패턴을 계산해야한다. 본 논문에서는 주요 주파

- 28 -

수에서 h=0, 21, 42mm 일 때의 방사 패턴을 계산했다.

3.9 원형 캐비티가 포함된 안테나 측면도

그림 3.10과 3.11을 살펴보면 외곽 원형 캐비티가 혼 안테나 역할을 하기

때문에 합 채널의 경우 5.12GHz에서 h=42mm합 채널에서 최대 이득이 약

7.8dB로 원형 캐비티가 없을 때보다 약 1.6dBic의 이득이 증가한다. 하지만

세 주파수 모두에서 h의 높이가 증가할수록 합/차 채널에서 영점 깊이가 더

얕아지는 현상이 발생했다. 그리고 축비 역시 안테나 중심에서 h=0일 때 약

0.27dB, h=42mm일 때 약 0.85dB정도로 높이가 증가할수록 축비 역시

많은 차이가 나는 결과가 시뮬레이션을 통해 계산됐다.

- 29 -


(a)

- 30 -


(b)


(C)

그림 3.10 외곽 원형 캐비티 높이에 따른 안테나 합 채널의 주파수별 방사

패턴


- 31 -


(a)

- 32 -


(b)

- 33 -


(C)

그림 3.11 외곽 원형 캐비티 높이에 따른 안테나 차 채널의 주파수별 방사

패턴


본 절에서는 외곽 원형 캐비티의 높이에 따라 방사 패턴이 어떻게 변하는지

확인할 수 있었다. 원형 캐비티가 높아질수록 축비가 나빠져 편파 손실이 생

겨 모노펄스 시스템의 정확도와 빠른 추적이 힘들어진다. 하지만 실제 설계에

서는 안정성을 필수로 고려해야하므로 h=42mm 높이로 외곽 캐비티의 높이

를 조정하는 게 설계하는 방향이 더 바람직하다. 또한 축비는 안테나 중심에

서 치명적으로 큰 차이가 없기 때문에 최대 이득이 더 큰 계산 결과를 선택했

다. 3.4절에서는 4.6m, F/D=0.4의 반사경에 위의 계산 결과에 입력해 계

산 후 방사 패턴을 볼 수 있다.

3.4 4.6m 반사경 적용 안테나 방사 패턴

앞서 외곽 캐비티의 높이에 따라 최대 이득과 축비가 어떻게 바뀌는지 알

수 있었다. 이번에는 직접 앞서 계산한 결과값을 그림 3.12와 같이

F/D=0.4인 4.6m 반사경에 대입 후 계산해 결과를 도출했다. 이 안테나는

D=4.6m 이므로 F=1.84m 가 된다. 앞서 언급했듯 반사경의 테두리각은

(Φ) ±64°이며 안테나의 위상 중심과 반사경의 초점을 일치시켜 위상차에 따

른 오류를 없앴다. 안테나의 위상 중심은 원형 접지판 기준으로 z=+20mm

- 34 -

다.[10]

그림 3.12 4.6m 반사경 구조

그림 3.13(a), (b), (c), (d)는 4.6m 반사경에 적용한 중심 주파수

(f=5.12GHz)에서 합/차 채널의 방사패턴이다. 그림 3.13을 보면 합 채널

의 최대 이득은 46.6dBic, 차 채널의 최대 이득은 38dBic이다. 그리고 최대

이득 대비 약 39.78dB 이상의 영점 깊이를 갖는다. 축비 특성은 합 채널은

최소 약 0.6dB 이하의 값을 가지고 차 채널은 약 0.3dB 이하의 축비를 갖

는다는 것을 확인할 수 있다.

- 35 -

±45°(상)/±6°(하)

(a)

- 36 -

±45°(상)/±6°(하)

(b)

±45°(상)/±6°(하)

(c)

- 37 -

±45°(상)/±6°(하)

(d)

그림 3.13 4.6m 반사경 적용 후 방사 패턴

(a) 합 채널 이득 패턴, (b) 합 채널 축비 패턴, (c) 차 채널 이득 패턴, (d)

차 채널 축비 패턴

본 절에서는 4.6m 반사경에서 최종적인 방사 패턴에 대해 계산했다. 반사경 안테

나의 개구 효율은 약 70% 이상의 값이 계산됐고 높은 효율이 나왔다. 그리고 합 채

널의 최대 이득이 40dBic 이상이 나오고 차 채널의 영점 깊이가 깊게 나오는 등 좋

은 결과값을 얻어낼 수 있었다. 표 3.1은 앞서 목표로 했던 설계 목표 규격 및 결과

- 38 -

를 전반적으로 요약한 표이다.

표 3.1 설계 목표 규격 및 결과 요약

항목 설계 목표 규격 시뮬레이션 결과

주파수 5.09-5.15GHz 5.09-5.15GHz

반사계수 -10 dB 이하

편파 원편파

합 채널Edge taper @ ±64° 20 dB 이상 20 dB 이하

축비 @ on-axis 2 dB 이하 2 dB 이하

차 채널영점 레벨

(상대 깊이)-25 dB 이상 -30 dB 이상

- 39 -

IV. 결 론

본 논문에서는 C-대역(5.09 – 5.15GHz)에서 동작하는 모노펄스 추적 안

테나를 다양한 방식으로 설계했다.

본 논문에서 설계한 안테나는 인쇄형 교차 다이폴 형태의 방사 소자를 원편파

에서 가장 중요한 특성인 축비가 좀 더 개선되는 급전 선로의 길이 변화와 X형

소자 배치를 합 채널 방사 소자 1개와 차 채널 방사 소자 4개를 배치해 설계했

다. 우선 방사 소자는 두 개의 수직 기판과 한 개의 수평 기판, 총 세 개의 인쇄

형 기판으로 구성되어 있으며 급전 선로와 두 개의 수직 기판이 서로 직교하고

그 위로 한 개의 수평 기판이 결합된 구조다. 그리고 전체적인 이득 증가 및 레

이돔 제작 시 조립을 용이하게 하기 위해 외곽에 원형 공동을 배치하고 합/차

채널의 격리도 증가를 통한 방사 패턴의 개선을 위해 내곽 원형 금속 공동을 배

치해 형태를 구현했다. 설계한 안테나의 합/차 채널의 방사 패턴은 시뮬레이션

을 통해 계산해 결과를 도출했다. 이와 같이 설계한 추적 안테나 피드는 5.09

– 5.15GHz에서 –10dB 이하의 반사 계수와 약 7.8dBic의 최대 이득과 영

점 레벨(상대)이 –30dB 이하가 되는 목표 규격을 달성했다. 또한 4.6m 반사

경을 적용했을 때 합 채널의 경우 40dBic 이상의 최대 이득과 상대 영점 레벨

이 –30dB 이상이 나오고 안테나 중심에서의 축비 또한 2dB 이하로 우수하게

결과가 나오는 등 전반적으로 우수한 결과값을 얻을 수 있었다.

본 논문에서 제안한 안테나는 C-대역 추적 안테나에 유용하게 적용할 수 있

다 판단된다.

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