Microwave Antenna Theory and Design Chap 6 Aperture

Microwave Antenna Theory and Design Chap. 6 Aperture Illumination and Antenna Patterns

6. 1 Primary and Secondary Patterns 1 � 5장에서 다룬 aperture system 의 내용을 바탕으로 aperture field 와 diffraction field 의 관계에 대해 알아본다. � Primary Pattern: primary feed/antenna feed/feed 단독의 방사패턴. � Secondary Pattern: 다른 안테나 및 reflector/lens 등의 조합으로 이루어진 안테나의 방사패턴. � Secondary pattern 은 두 부분으로 나눌 수 있다. 1) Aperture 의 diffraction field. 2) Reflector 나 lens 등의 optical system 에 가로막히지 않은 primary feed 의 field.

6. 3 Fourier Integral Representation of the Fraunhofer Region 6 � Wavenumber k 를 x, y 성분으로 나누어 쓰면 Up 는 아래 식으로 표현이 가능하다. � z=0 인 평면에서 aperture field 는 � 함수 u(x, y) 는 stepwise continuous 하며 푸리에 적분 형태의 푸리에 급수로 나타낼 수 있다.

6. 5 The Rectangular Aperture (cont’d) � Seperable Aperture-field Distributions: F(ξ, η)=F 1(ξ)F 2(η) F(ξ, η) 를 g(θ, φ) 에 관한 식에 대입하면 principal pattern 은 - xz-plane: - yz-plane: 12

6. 7 Phase-error Effects (cont’d) � Quadratic Error: Ψ(x)=βx 2 secondary amplitude pattern: exponential 함수를 전개하면 위상 오차 β=0 인 경우의 필드 패턴 g 0(u) 의 미분형태로 나타낼 수 도 있다. 처음 두 항만 써보면 이에 따른 power pattern 은 16

6. 8 The Circular Aperture (cont’d) 21 � Uniform Phase and Amplitude: f(r, φ’)=1 secondary amplitude pattern: φ’에 대해 적분 r 에 대해 적분

6. 8 The Circular Aperture (cont’d) 22 Normalized power pattern p(u) Half power beam width: u=1. 6 first side lobe 와 main lobe 는 17. 5 d. B 차이. * 사각형 개구면의 half power beamwidth 는 0. 88λ/a 이고, first side lobe 와 main lobe 의 차이는 14 d. B 이다.

6. 8 The Circular Aperture (cont’d) � Tapered Illumination: f(r, φ’)=(1 -r 2)p, p=1, 2, 3, … secondary amplitude pattern: 23