Microwave Antenna Theory and Design Chap 6 Aperture

Microwave Antenna Theory and Design Chap 6. Aperture illumination and antenna pattern 2013. 2. 20 김 성환 1

6. 1 Primary and Secondary Patterns. 5장에서 다룬 aperture system의 내용을 바탕으로 aperture field와 diffraction field의 관계에 대해 알 아본다. 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) Aperture에 의한 diffraction field. 2) Reflector나 lens등의 optical system에 의해 가로막히지 않은 primary feed의 field. 2

6. 5 The Rectangular Aperture. Rectangular aperture에 대한 secondary pattern을 알아보기 위해 fraunhofer region의 수식을 사용한다. F가 1인 uniformly illuminated aperture의 경우 위의 적분식을 풀면 아래와 같이 바뀌게 된다. 위의 식을 xz-plane에서의 pattern을 구하기 위해서 ф=0을 대입하면 아래와 같이 정리된다. (yz는 ф=π/2) 11

그림 6. 3: secondary power pattern -(sin u/u) 형태 (sinc 함수) - un=nπ(n=± 1, ± 2, …)일 때 최소값 0이 됨. Main lobe width - xz-plane: - yz-plane: Half-power point 는 약 u=1. 39 인 지점. - xz-plane: - yz-plane: 위 결과로부터 빔 폭은 aperture의 크기에 의해 결정됨 을 알 수 있다. (반비례 관계) 12

Separable aperture-field distribution의 경우(예를 들어 cylindrical reflector와 line source를 사용하는 경우 ) F함수를 아래와 같이 두 함수의 곱으로 나타낼 수 있다. Principal pattern 은 다음과 같다. - xz-plane: - yz-plane: 13

Tapered Illumination. Edge를 향해 illumination이 감소하는 tapering의 영향은 gain, side lobe의 감소, 빔 폭의 증가 등이 있다. 이들은 aperture field distribution (1 -r 2)p, p=1, 2, 3, …을 이용하여 설명된다. Secondary pattern은 다음과 같이 주어진다. 함수 Λ는 tabular form으로 이용한다. 25