전자전용 광대역 단일팔 육각 나선형 배열안테나에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 광대역 단일팔 육각 나선형 안테나를 설계 및 구현 하였다. 지상 및 공중의 다양한 위협이 존재하는 전자전에서 원형편파, 광대역, 빔 조향 특성, 고이득의 배열 안테나는 요구되는 중요한 특성이다. 나선형 안테나는 특유의 광대역 특성으로 전자전 분야에서 오래 전부터 사용되어 왔지만 상대적으로 낮은 이득으로 신호탐색 및 방향탐지 안테나로만 역할이 한정되어 왔다. 본 연구에서는 광대역, 원형편파 특성의 나선형 안테나를 배열하여 고이득의 빔조향이 가능한 재머용 안테나를 설계 하였다. 추가적인 정합회로 및 밸런 없이 50Ω 동축선으로 나선형 안테나에 급전 하기 위하여 불평형 구조의 단일팔 나선형 안테나를 소자안테나로 하였다. 나선팔의 외곽에 적은 저항을 분산 배치하여 안테나를 소형화 하고 반사파를 줄여 축비를 향상 시켰으며, 육각 나선형 형태로 설계 하여 소자의 밀도를 높였다. 소자안테나의 배열 시 같은 구조의 소자 안테나가 주기적으로 배열 되면서 급전부의 이웃한 소자와 합 한 길이가 3.96GHz에서 한 파장이 되어 공진이 발생하였고, 급전 구조에서 공진에 의해 방사를 하면서 나선형 안테나의 효율은 떨어졌다. 공진을 억제하기 위하여 페라이트로 동축선 외부도체를 감싸 페라이트의 큰 저항으로 전류가 외부도체 바깥 면으로 흐르는 것을 방지하여 공진을 억제 하였다. 8×8 배열의 시제품을 제작하여 측정한 결과 2 ~ 6GHz(3:1) 대역폭의 30도 빔 조향이 가능한 축비 3.5 이하의 원형편파 안테나를 구현 하였다.