피드혼은 도파관과 자유 공간 사이에서 전자기장을 결합하는 혼 안테나로, 반사판 시스템에서는 반사면을 비추거나 모인 신호를 받는 급전기로 사용됩니다. 피드혼, LNB, 반사판은 역할이 다릅니다. 피드혼 자체가 항상 저잡음 증폭이나 주파수 변환을 수행하는 것은 아닙니다.
반사판과 피드혼의 관계
송신 시에는 피드혼의 방사가 반사판에 도달하고, 반사판이 원하는 원거리 패턴을 형성합니다. 수신에서는 반사판이 모은 전자기장을 피드가 받아 후단으로 전달합니다. 단순히 빛을 한 점에 모으는 비유만으로는 개구 분포, 위상과 편파를 모두 설명할 수 없습니다.
LNB는 저잡음 증폭과 주파수 변환을 담당합니다. 피드와 LNB가 한 몸인 LNBF도 있지만, 별도 피드혼·편파기·OMT·수신기로 구성할 수도 있습니다. 연결된 부품의 대역과 모드가 서로 맞아야 합니다.
급전 패턴과 반사판 효율
급전 빔이 지나치게 넓으면 반사판 가장자리 밖으로 에너지가 빠지는 스필오버가 커질 수 있습니다. 너무 좁으면 반사판 전체 개구를 충분히 활용하지 못합니다. 따라서 가장자리 조명과 스필오버, 사이드로브, 수신 잡음 사이의 균형을 잡습니다.
f/D는 초점 거리와 반사판 직경의 비입니다. 이 비율과 반사판 형상에 맞는 급전 패턴을 선택해야 합니다. 피드혼의 독립적인 최대 이득이 가장 크다고 해서 반사판과 결합한 시스템도 최적인 것은 아닙니다.
편파와 위상 중심
원형 개구라고 해서 자동으로 원형 편파가 생기지는 않습니다. 필요한 직교 성분의 진폭과 위상 관계를 급전 구조와 편파기가 만들어야 합니다. 선형·원형 편파, 회전 방향과 교차 편파 성능을 확인합니다.
위상 중심은 반사판과 피드의 위치를 맞출 때 중요합니다. 주파수에 따라 변할 수 있으며, 혼의 물리적 입구와 항상 일치하지 않습니다. 단순히 기계적인 끝단을 초점에 놓는 것으로 충분하다고 가정하지 마십시오.
주요 응용 1: 위성 통신
위성 반사판에서는 피드혼이 송수신 대역, 편파와 반사판 조명을 연결합니다. 송수신 분리, OMT, 필터, LNB 또는 송신 장치와의 인터페이스를 함께 검토합니다. Ku나 Ka라는 이름만으로 플랜지와 실제 대역이 일치하지는 않습니다.
주요 응용 2: 레이더
반사판 레이더에서 급전 패턴은 전체 빔과 사이드로브에 영향을 줍니다. 전력의 피크, 펄스 조건, 송수신 보호 회로도 중요합니다. 모든 레이더가 피드혼을 사용하는 것은 아니며, 분산 모듈을 가진 배열 등 다른 구조도 있습니다.
주요 응용 3: 전파 천문
전파 망원경에서는 잡음, 스필오버, 편파와 넓은 대역에서의 패턴 안정성이 중요합니다. 지면을 향한 불필요한 응답이 수신 잡음에 영향을 줄 수 있어, 최대 이득만으로 선택하지 않습니다. 코루게이트 등 특정 구조는 목적에 맞게 설계하고 검증합니다.
사양과 측정 체크리스트
- 주파수 범위, 모드, 플랜지 또는 커넥터.
- 반사판 형상과 f/D, 필요한 가장자리 조명.
- 주파수별 패턴, 위상 중심, 교차 편파와 축비.
- 반사, 손실, 연속 및 피크 전력 조건.
- 기계 위치, 재료, 환경과 레이돔 영향.
피드혼이라는 이유만으로 손실 0.5 dB 미만이나 특정 시장 사용률을 보장할 수는 없습니다. VNA는 포트 응답을 확인하고, 방사 패턴과 편파는 별도 측정합니다. 최종 반사판 조립체에서도 성능을 검증하십시오.
기본 구조는 Antenna-Theory의 혼 안테나 해설을 참고할 수 있습니다. Dolph Microwave SATCOM 안테나를 검토할 때는 급전기 포함 범위와 요구 대역을 확인하십시오.
