항공기 장착에 적합한 밀리미터파 대역 고이득용 메타재질 원판형 렌즈 안테나의 설계 및 전기자기 특성의 관찰

• Published in: 한국항행학회논문지 Vol. 29; no. 2; pp. 233 - 241
• Main Authors: 김우곤, Woogon Kim, 고재원, Jaewon Koh, 서성부, Seongbu Seo, 배진우, Jinwoo Bae, 윤상현, Sanghyun Yoon, 강승택, Sungtek Kahng
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국항행학회 30.04.2025
• Subjects: Aircraft-to-Satellite communication; Antenna gain; Antennas; Metamaterial; 항공우주공학; Antenna gain; Aircraft-to-Satellite communication; Metamaterial; Antennas
• ISSN: 1226-9026; 2288-842X
• DOI: 10.12673/jant.2025.29.2.233

항공기의 무선통신 링크 형성을 위한, 항공기 탑재형 새로운 안테나가 설계된다. 인공위성 통신을 위해 고지향성 방사특성과 항공 탑재와 부피를 줄이기 위해, 전기자기파를 집속하는 평면형 메타재질구조가 제시된다. 나아가, 항공기 커버의 테두리 변경에 따른 안테나 성능 저하에 대비하는 설계가 이뤄진다. 위성통신의 주파수 대역에서 동작하는 소스 안테나 및 메타재질구조를 설계하며, 특히 사각형 메타재질 렌즈와 원형 메타재질 렌즈를 구현하고, 전자기 특성을 실험을 통해 확인한다. 에칭 공정으로 제작된 렌즈는 직경 18.5 cm로, 동작 주파수 14.5 GHz의 파장 기준으로 소형이지만 안테나 이득은 모의시험에서 약 21dBi, 제작품측정에서 약 19 dBi로 얻어진다. 약간의 손실은 급전 어댑터 연결과 고정구조의 간섭이 원인이다. For aircraft-to-satellite communication, a new antenna is designed. This gives high directivity required for the link with satellites and size-reduction for the airborne platforms, which is enabled by a metamaterial lens converging the EM wave from the source antenna. Moreover, the design introduces solutions proper for the cover for the aircraft antenna. The source antenna and its metamaterial lens are realized for a frequency band aimed at satellite communication. Especially, rectangular and circular apertures of metasurface lenses are developed and tested. The length of the covers manufactured through the etching process is 18.5 cm, smaller than arrays make high antenna gains of 21 dBi in theory and 19 dBi in the test where degradation is caused by connecting the feeding adaptor and mutual interference with the fixture.