본 연구에서는 저궤도 위성과 지상국 간 통신을 위한 TC&R(telemetry, command, and ranging)용 이중 모드 파동가이드 원편파 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 -10 dB 대역폭과 축비(axial ratio) 대역폭을 모두 요구하였으며, 각각 7.1–7.3 GHz 및 8.0–8.4 GHz에 해당하였다. 안테나는 정방형 도파관(square waveguide) 내부의 스텝드 심(septum)을 설계하여 원편파를 구현하고 축비의 광대역 특성을 확보하였다. 다음으로, 정방형 도파관과 원형 도파관을 결합하여 링크 예산(link budgeting)을 수행하기 위해 이중 모드 합성(dual-mode synthesis) 방법을 적용하였다. 요구 조건은 대칭 -3 dB 빔폭이 39°일 때 공편파(co-polarization) 레벨이 ±76.5°에서 -5 dBic 이상이어야 하며, 교편파(cross-polarization) 레벨은 ±76.5°에서 평균 -15 dBic 이하이어야 한다는 것이었다. 마지막으로, 확장된 원형 도파관의 외측에 부착한 코러게이션(corrugate) 구조를 여러 단계로 오프셋(offset)시켜 교편파의 후엽(back lobe)을 억제하였다. 그 결과, 축비는 요구 주파수 각 대역에서 0°에서 평균 1.8 dB로 유지되었다. 또한 공편파는 7.2 GHz 대역에서 ±76.5°에 대해 평균 -4.52 dBic, 8.2 GHz 대역에서 평균 -5.31 dBic를 나타내었다. 마지막으로 교편파 패턴의 경우 코러게이션 구조에 의해 7.2 GHz에서 후엽 레벨이 9.89 dB 억제되었으며, ±76.5°에서 평균 -19.9 dBic 이하의 값을 얻었다. 제안된 안테나는 대칭 빔폭의 방사 패턴을 가지는 한국 저궤도 위성 TC&R 안테나로서 효과가 확인되었다.
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