후엽 억제 특성을 갖는 폴디드 코러게이티드 기판 집적 도파관 슬롯 안테나

Abstract

마이크로파 및 밀리미터파 시스템에서 안테나는 핵심 장치로 그 역할이 매우 중요하다. 이러한 시스템에서 안테나는 높은 이득과 낮은 부엽, 후엽 그리고 낮은 교차편파를 고려한 안테나 설계가 필요하며, 이러한 특징을 갖는 안테나는 시스템에서 낮은 간섭과 높은 해상도 및 원거리 성능을 보장할 수 있다. 한편, 기판 집적 도파관(SIW)는 마이크로스트립에 비해 낮은 삽입손실과 구형 도파관에 비해 낮은 가격과 작은 사이즈를 가지는 장점을 가지기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 최근에는 이러한 기판 집적 도파관의 장점을 이용한 안테나, 전이 구조, 여파기, 커플러, 위상 천이기 및 전력 분배기와 같은 응용 소자에 대한 연구가 활발히 보고되고 있다. 그 중 일반적인 SIW안테나는 평행한 두 열의 메탈릭 비아 홀에서 발생하는 표면파 회절 현상으로 인해 높은 부엽을 발생시킨다. 이러한 단점은 위성, 레이더 시스템의 오작동을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 단락회로인 기존의 메탈릭 비아 홀 형태를 코러게이션과 비아 홀을 이용하여 개방 회로로 대체하여 기존의 SIW의 ground edge에서 발생하는 표면파 회절 현상을 억제하여 높은 후엽 특성을 개선하는 폴디드 코러게이티드 기판 집적 도파관 슬롯 안테나를 제안한다. 제안된 구조는 일반적인 기판 집적 도파관 슬롯 안테나에 비해 15 dB의 후엽 억제 특성을 향상시켰으며, 선행 연구한 일반적인 코러게이티드 기판 집적 도파관 슬롯 안테나의 E-plane 방향의 크기를 30% 정도 감소하였다. 따라서 제안된 안테나는 낮은 간섭과 높은 해상도 및 원거리 성능이 필요한 마이크로파 및 밀리미터파 시스템에 활용될 것으로 기대되며, 일반적인 기판 집적 도파관과 달리 DC 바이어스가 가능하여 다양한 응용분야를 예상할 수 있다.