Ku 대역 위성통신용 타일형 수신 위상배열 안테나의 설계

본 논문에서는 Ku대역 위성 통신을 위한 타일형 수신 위상 배열안테나의 설계, 제작 및 성능시험 결과에 대해 기술하였다. 본 타일형 수신 위상 배열안테나는 3장의 다층기판으로 구성된다. 첫 번째 기판은 8×8 배열의 패치안테나 및 저잡음 증폭기, 위상 천이기를 포함한 코어칩으로 구성되어 있으며, 두 번째 기판은 증폭기 및 빔 편이오차를 최소화하기 위한 TTD(True Time Delay) 회로를 포함한다. 세 번째 기판은 빔 지향을 위한 위상 천이기 및 TTD의 제어부와 신호 결합기로 구성된다. 제작된 안테나의 크기는 약 33×96×96 mm³이며 250 g(하우징 포함) 수준의 무게를 갖는다. 안테나의 전기적 성능시험 결과, Ku 대역 동작주파수의 중심에서 약 24 dBi의 이득 및 12° 빔폭을 나타내었다. 또한 동작 대역폭인 500 MHz에서 phi 방향 0° theta 방향 40° 빔지향시 전 대역에서 1° 이하의 빔 편이오차로 빔 지향 가능함을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 타일의 다수 결합을 통해 Ku 대역의 위성통신이 가능하며 다양한 형상에 적응 가능한 컨포멀 안테나를 구성할 수 있다.