본 논문에서는 해양환경 모니터링 정보의 전송을 위해 국내의 해양기상통신위성인 천리안위성과의 양방향 통신을 수행할 수 있는 up-link 30 GHz 의 Ka band 대역에서 동작하는 평면형 슬롯배열 안테나를 개발에 대하여 연구했다.
천리안위성의 통신용 주파수 대역은 상향이 29.6-30.0 GHz 이며, 하향은 19.8-20.2 GHz 이다. 통신서비스 빔의 수는 2개로 남한 쪽 빔은 수직편파를 사용하고 북한쪽 빔은 수평편파를 사용하고 있다.
이 안테나는 하나의 도파관에 종방향으로 40개의 슬롯 배열을 갖는 누설파 안테나를 횡방향으로 32개 배열하여, 즉 40 × 32 개의 슬롯으로 구성된 평면형 슬롯배열 안테나이다. 특히, 사이드로브 레벨을 저감하여 위성 사이의 간섭을 저감시키도록 패턴을 개선하기 위해 각 슬롯들의 폭을 조절하여 복사전력의 분포 특성을 제어할 수 있는 방법을 제안하고 해석 및 측정을 수행하였다.
제작된 안테나의 크기는 260(길이) × 292(폭) × 8(높이) ㎣ 이었으며, Ka band에서 대역폭 29.6-31.1 GHz 의 광대역 성능을 얻었으며, 그 중심주파수 부근인 30.2 GHz에서 45.8° 빔 틸트 각도에서 이득은 35.16 dBi, 사이드로브 레벨은 주빔 이득에 비해 30 dB 이하로 개선되었으며, 빔폭은 방위각 방향에서 2.5°, 고도각 방향에서 3.5°로 측정되었다.