코루게이트 혼은 벽의 홈을 이용해 모드, 편파와 개구 전계를 제어합니다. 빔 대칭, 낮은 교차 편파와 반사경 조명에 유리할 수 있지만, 모든 평활벽 혼보다 방사 효율이나 개구 효율이 항상 높다는 뜻은 아닙니다.
1. 어떤 효율을 비교하는가
방사 효율은 받아들인 전력 중 방사한 비율입니다. 개구 효율은 채택한 정의에 따라 물리적 면적이 지향성 또는 이득에 얼마나 활용되는지를 나타냅니다. 부정합과 전체 반사경 효율도 별도의 지표입니다.
옆 방향 방사를 줄이는 것과 금속에서 열로 소모되는 전력을 줄이는 것은 다릅니다. 개구 가장자리 조명을 약하게 하면 부엽이 낮아지는 대신 개구 활용도가 달라질 수 있습니다.
2. 홈과 하이브리드 모드
홈은 유효한 이방성 경계 조건을 만들며 적절한 전이부와 함께 HE11 같은 하이브리드 장 분포를 구성할 수 있습니다. 입력 TE11에서의 변환은 형상과 대역에 따라 달라집니다.
모든 홈 깊이가 균일한 자유공간 λ/4인 것은 아닙니다. 목 부분의 변환, 폭, 주기, 깊이와 확장을 함께 설계합니다.
10 GHz에서 자유공간 λ/4는 약 7.49 mm입니다. 이는 크기 참고값이며 공통 가공 깊이가 아닙니다. 실제 금속 표면의 접선 전계 조건과 평균화한 유효 경계도 구별합니다.
3. 대칭·교차 편파와 부엽
적절한 장 조합은 E·H면 패턴을 비슷하게 만들고 교차 편파를 줄일 수 있습니다. 일부 이중 편파 시스템에 유용하지만 이것만으로 통신 용량이 두 배가 되지는 않습니다.
교차 성분의 정의, 주파수와 방향을 명시합니다. 축 위 값이 모든 각도의 최대값을 나타내지는 않습니다. 부엽도 같은 참조와 각도 범위로 비교합니다.
주엽 기준 부엽이 −20 dB에서 −25 dB로 바뀌면 낮아진 것입니다. 양의 억압량 20 dB에서 15 dB로 줄어든 것을 더 좋은 억압이라고 부르지 않습니다.
개구 가장자리는 여전히 존재하므로 홈이 모든 회절을 없애지는 않습니다. 평활벽 형상으로도 교차 편파를 제어하는 설계가 가능합니다.
4. 대역과 성능의 공개 사례
NASA NTRS의 논문 A wideband profiled corrugated horn for multichroic applications는 150·220 GHz 부근의 설계를 다룹니다. 모드 정합 해석으로 반사, 교차 편파와 빔폭을 최적화합니다.
표 1의 개구 효율은 140～230 GHz에서 약 42～50%입니다. 해당 설계의 결과이며 모든 제품의 보증값이 아닙니다. 광대역과 부엽 목표가 곧 개구 효율 최대화와 같지는 않음을 보여 줍니다.
문서에는 미확정 TBS 표기도 남아 있습니다. 이를 최종 가공 도면이나 상용 제품의 인수 성적서로 사용하지 않습니다.
5. 이득 차이와 시스템 효과 계산
주파수와 물리적 면적이 같을 때 G ≈ ηap4πA/λ²입니다. 효율이 0.55에서 0.80으로 바뀐다고 가정하면 10 log10(0.80/0.55) ≈ 1.63 dB입니다.
같은 이득을 목표로 하는 원형 개구의 지름비는 √(0.55/0.80) ≈ 0.829로 약 17% 감소입니다. 두 계산은 비교용 가정이며 재료나 형상에 따른 성능 약속이 아닙니다.
반사 손실 15 dB이면 반사 전력은 약 3.16%입니다. 받아들인 나머지 전력이 모두 방사되거나 원하는 빔으로 전달된다고 볼 수 없습니다.
반사경·제조와 검증
급전으로 사용할 때 가장자리 조명, spillover, 위상 중심과 초점 위치를 맞춥니다. 모든 혼에 공통인 위상 중심 이동 허용값은 없습니다.
좁고 깊은 홈은 가공, 적층과 코팅을 복잡하게 할 수 있습니다. 접합, 온도와 공차를 평가하고 전체 구성의 반사, 이득, 패턴과 편파를 측정합니다.
예시 출처는 NASA NTRS 논문 본문과 표 1, 구조의 기본은 혼 안테나 원리입니다. 높은 효율이라는 말 대신 확인 가능한 지표와 조건을 사용합니다.
