Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

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Optical true time-delays for phased-array antennas using 2×2 MEMS switches and fiber delay lin

2×2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로를 이용한 위상배열 안테나용 실시간 지연선로

  • Lee, Gab-Yong (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Choi, Yeon-Bong (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Shin, Jong-Dug (School of Electronic Engineering, Soongsil University) ;
  • Kim, Boo-Gyoun (School of Electronic Engineering, Soongsil University)
  • 이갑용 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 최연봉 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 신종덕 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 김부균 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2002.08.01
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Abstract

We propose optical true time-delays (TTDs) for phased-array antennas (PAAs) composed of 2${\times}$2 MEMS switches and fiber delay lines, and implement a TTD which shows a maximum scan angle of $120^{o}$ with $30^{o}$ resolution. Since this structure uses only one fixed wavelength laser diode, it provides several advantages such as easy control, high speed operation, and low cost compared with those of the optical TTDs using tunable laser sources. We design a four element linear PAA using the proposed TTDs at 10 ㎓. Simulation results show that the maximum gain is 11.6 dB at the radiation angle $0^{o}$, 11.2 dB at $\pm$$30^{o}$, and 10.6 dB at $\pm$$60^{o}$.

2${\times}$2 MEMS 스위치와 광섬유 지연선로의 조합으로 구성된 위상배열 안테나(Phased-Array Antenna: PAA)용 광학적인 실시간 지연선로(True Time-Delay : TTD)를 제안하였으며, $30^{o}$의 분해능을 갖고 최대 $120^{o}$까지 빔 주사방향을 조정 할 수 있는 선형 PAA 용 실시간 지연선로를 구현하였다. 본 구조는 제어가 간편하며, 한 개의 파장 고정 레이저 다이오드를 사용하기 때문에 기존에 제안된 파장 가변 광원을 사용하는 구조들보다 고속 동작이 가능하고, 경제적이라는 장점을 갖고 있다. 또한, 제안된 실시간 지연선로는 각각 연결된 안테나 소자 4개로 구성된 10㎓용 PAA를 설계하였다. 전산 모의 실험 결과, 설계된 PAA의 최대 빔 이득은 빔 주사각이 0˚인 경우에는 11.6dB, $\pm$$30^{o}$일 때 11.2dB, 그리고 $\pm$$60^{o}$에서 10.6dB로 나타났다.

Keywords

References

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