고온/고압환경에서 적용 가능한 밀리미터파 혼 렌즈 안테나 설계

초록

최근정밀산업의발전으로인해액체탱크내부고온/고압환경의정밀한수위측정에대한기술적요구가증가하고있다. 본 논문에서는고온/고압의 액체 탱크 환경에서의 수위레벨레이다센서에적용가능한유전체렌즈가결합된혼렌즈안테나를제안하였다. 유전체렌즈가적용되었을때혼안테나내/외부의압력차이로인해발생할수있는렌즈의손상및변형을방지하기위해서는유전체렌즈를안테나의내부의일정부분까지충진하여압력에견딜수있도록설계해야 한다. 본연구에서는최대260°의 고온을 견딜 수있는PTFE 기반의 렌즈를 활용한64 GHz 대역의 원형 혼렌즈안테나를설계하였으며, 해당안테나가2 MPa의 압력을견딜수있는것을응력시뮬레이션을통해검증하였다. 안테나 측정 결과, 안테나 이득은 28.94 dBi로 측정되었으며, E-plane과 H-plane에서 각각 4.4°와 6.3°의 반전력 빔폭(HPBW, half-power beamwidth)을 확인하였다.

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