차량에 탑재되는 위성 방송 수신을 위한 원편파, 기울어진 선형 편파 수신용 도파관 슬롯 배열 안테나 설계 및 제작

Abstract

반사형 안테나는 일반적으로 위성 안테나로 사용되지만, 이 안테나는 차량용 안테나로 사용하기에는 크기가 크고, 무거워서 사용하기에 부적합한 면이 있다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위해서 평판형 안테나가 개발되었는데, 이중 마이크로스티립 패치 안테나가 많이 쓰인다. 하지만, 큰 안테나의 이득이 요구될 시, 방사소자의 양이 급격히 많아져, 도체 손실 및 유전체 손실로 인해서 안테나의 효율이 반사형 안테나에 비해서 떨어진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 웨이브 가이드 급전 구조를 이용한 안테나를 제안하였다. 이러한 급전 구조를 사용함으로써, 급전 손실을 효과적으로 줄일 수 있다. 또한 단일 필름 구조를 이용하여 선형 편파를 원편파를 바꿀 수 있는 편파기를 제안하였다. 이러한 편파기를 이용함으로써, 슬롯에서 방사되는 선형 편파를 원편파를 바꿀 수 있고, 좋은 축비 대역도 얻을 수 있다. 또한 기존 편파기를 이용한 안테나는 원편파 중 좌선회 원편파나 우선회 원편파 중 하나의 편파만을 얻을 수 있으나 본 논문에서는 기계적 스위칭 시스템을 이용하여 두 편파를 모두 수신할 수 있도록 고안하였다. 위성과 수신 안테나의 상대적 위치 및 전리층에서의 패러더이 로테이션의 영향으로 스큐가 발생한다. 기존 안테나의 경우 이 스큐로 인한 편파손실을 줄이기 위해서 안테나 자체를 스큐각도만큼 회전시켜야 했다. 그러다 보니 안테나의 크기가 커지는 단점이 있었으나, 본 논문에서는 단일 필름을 이용한 아령모양의 선형 편파 회전기를 이용하여 선형 편파를 18도~50도까지 회전시킬 수 있는 구조를 제안하였다. 따라서 자체를 돌리지 않고서도 스큐로 인한 편파 손실을 없앨 수 있다.