The Design of Planar Beam Tilt Antenna for Satellite up-link Communication in Ka-band

Ka-band 위성통신 up-link 용 평면형 빔틸트 안테나의 설계

Because the installation problem of parabola antenna that is tilted to 45 degree when this antenna is installed at the area of middle latitude, the study on planar antenna in place of parabola antenna is made rapid progess. Especially, The development of the planar antenna for VSAT is needed depending on the increased Ka-band satellite communications. In this paper, in order to meet with these performances, an array antenna consisting of the vertical polarized waveguide longitudinal slots based on the leaky-wave mode of traveling wave antenna is proposed. Especially, for the lower sidelobe level, the design method of the radiation power distribution control using the different slot widths is proposed. An array antenna consisting of 32 leakywave waveguide antennas is showing 35.16 dBi of gain, 2.5 degree of beamwidth at azimuth, below than -30 dB of sidelobe level, 45.8 degree of beam tilt angle in center frequency 30.2 GHz.

중위도 지역에서는 위성통신용 파라볼라 안테나를 45도 정도로 기울여 설치해야 된다는 문제점 때문에 이를 대치하기 위한 평면형 안테나의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, Ka band를 이용한 위성통신이 활발해지면서 VSAT 용 평면형 안테나의 개발 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ka 밴드의 위성통신용으로 30GHz 대역에서 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 평면배열 안테나를 설계하였다. 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 수직편파 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였으며, 특히 슬롯 배열들 각각의 폭을 조절하여 복사 전력을 제어함으로써 복사 패턴의 사이드로브 레벨을 저감시켰다. 32개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 35.16 dBi 였으며, 빔폭은 2.5도, 사이드로브 레벨은 -30 dB 이하, 중심주파수 30.0 GHz 에서 빔틸트 각도는 45도를 얻었다.