Abstract
A study of miniaturization of an L-band orthomode transducer(OMT) for field experiments of radar backscatter is presented in this paper. The proposed OMT is not required the additional waveguide taper structures to connect with a standard adaptor by the newly designed junction structure which bases on a waveguide taper. Total length of the OMT for L-band is about 1.2 ${\lambda}_o$(310 mm) and it's a size of 60 % of the existing OMTs. And, to increase the matching and isolation performances of each polarization, two conducting posts are inserted. The bandwidth of 420 MHz and the isolation level of about 40 dB are measured in the operating frequency. The L-band scatterometer consisting of the manufactured OMT, a horn-antenna and network analyzer(Agilent 8753E) was used STCT and 2DTST to analysis the measurement accuracy of radar backscatter. The full-polarimetric RCSs of test-target, 55 cm trihedral corner reflector, measured by the calibrated scatterometer have errors of -0.2 dB and 0.25 dB for vv-/hh-polarization, respectively. The effective isolation level is about 35.8 dB in the operating frequency. Then, the horn-antenna used to measure has the length of 300 mm, the aperture size of $450{\times}450\;mm^2$, and HPBWs of $29.5^{\circ}$ and $36.5^{\circ}$ on the principle E-/H-planes.
본 논문에서는 L-밴드 대역 레이더 후방 산란 측정용 도파관 직교 모드 변환기(orthomode transducer)의 소형화에 대한 설계 및 성능 분석 결과를 제시한다. 도파관 직교 모드 변환기는 테이퍼(taper) 구조를 기본으로 새롭게 설계된 접합 구조를 이용하여 별도의 테이퍼 구조 없이 표준 어댑터와 연결이 가능하도록 설계/제작되었다. 소형화된 L-밴드 직교 모드 변환기의 최대 길이는 약 1.2 ${\lambda}_o$(310 mm)이며, 이는 기존의 동급 직교 모드 변환기 크기의 약 60 % 수준이 된다. 또한, 직교 모드 변환기의 포트 정합 특성과 편파 격리도 특성을 높이기 위해서 두 개의 금속봉을 구조 내부에 삽입하여 운용 주파수 대역 내 420 MHz의 대역폭(반사 손실<-15 dB 이하)과 약 40 dB의 높은 편파 격리도 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 직교 모드 변환기, 혼 안테나, 네트워크 분석기(Agilent사(社)8753E)로 구성된 L-밴드 scatterometer를 이용한 레이더 후방 산란 측정의 정확도 분석을 위해 STCT(Single Target Calibration Technique) 보정 기법과 2DTST(2D Target Scanning Technique) 자동 측정 기법을 이용하였다. 보정된 scatterometer를 이용하여 측정된 시험용 목표물(55 cm 삼각 수동 전파 반사기)의 RCS(Radar Cross Section)의 측정 오차는 수직/수평 편파 각각 -0.2 dB와 0.25 dB이며, 유효 편파 격리도는 대역 내 평균 약 35.8 dB이다. 이때, 성능 측정을 위해 직교 모드 변환기와 함께 사용된 혼 안테나는 길이 300 mm, 개구면 크기 $450{\times}450\;mm^2$이며, E-평면 $29.5^{\circ}$와 H-평면 $36.5^{\circ}$의 반전력 빔 폭(HPBW)을 갖는다.
