본 연구에서는 70 kV 임펄스를 사용하는 고출력 시스템에 적합한 두 번 접은 TEM 혼 안테나를 제안하였다. 제시된 구조는 TEM 혼 안테나를 두 번 접음으로서 길이를 50 % 이상 줄일 수 있는 장점을 가진다. 제안된 안테나는 배열된 구조가 되고, 이를 급전하기 위해 체비셰브 다단 변환기를 이용한 스트립 구조의 전력분배기를 사용하였다. 전력분배기는 4개의 TEM 혼 안테나에 동일한 전력과 위상을 공급하며, 광대역($150;MHz;{sim};768;MHz$, VSWR<2.0)으로 동작한다. 제안된 안테나는 70 kV 임펄스에서 정전파괴현상이 발생하지 않도록 금속과 금속과의 간격은 25 mm 이상을 이격하여 설계하였다 실제로 제작 된, 두 번 접힌 TEM 안테나의 크기는 $1730;{ imes};1600;{ imes};300$ (mm3)이고, 반사손실 10 dB 이하를 기준으로 동작 주파수는 $152;MHz;{sim};750;MHz$, $400;MHz;{sim};750;MHz$에서 안테나 이득은 $6.77;dBi;{sim};10.70;dBi$ 이다.
In this paper, a twice folded TEM horn antenna for 70 kV impulse high power system is proposed. The length reduction of 50 % is achieved by folding a conventional TEM horn antenna twice. The array elements are fed by the stripline power divider using the Chebyshev transformer. The power divider feeds four TEM horn antenna elements with an in-phased uniform power, and it covers a wide bandwidth ($150;MHz;{sim};768;MHz$, VSWR<2.0). Considering the air breakdown at peak 70 kV impulse, the proposed antenna maintains the 25 mm gaps between conducting plates. The dimension of the twice folded horn antenna is $1730;{ imes};1600;{ imes};300$ (mm3), and the operating frequency is from 152 MHz to 750 MHz under 10 dB return loss. The peak gains are measured from 6.77 dBi to 10.70 dBi at $400;MHz;{sim};750;MHz$.
