KR100802895B1 - Low profiled antenna - Google Patents
Low profiled antenna Download PDFInfo
- Publication number
- KR100802895B1 KR100802895B1 KR1020060106048A KR20060106048A KR100802895B1 KR 100802895 B1 KR100802895 B1 KR 100802895B1 KR 1020060106048 A KR1020060106048 A KR 1020060106048A KR 20060106048 A KR20060106048 A KR 20060106048A KR 100802895 B1 KR100802895 B1 KR 100802895B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reflector
- main reflector
- sub
- antenna
- axis
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
- H01Q3/16—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
- H01Q13/04—Biconical horns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
도 1은 안테나 - 급전 장치(Antenna - Feeder Device, AFD)의 평면도 및 측면도를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a plan view and a side view of an antenna-feeder device (AFD).
도 2는 안테나의 구성 요소인 주 반사경, 부 반사경, 방사기를 개략적으로 나타낸 것이다.2 schematically shows a main reflector, a sub reflector, and a radiator which are components of an antenna.
도 3은 안테나 - 급전 장치의 기능적 다이어그램을 나타낸 것이다.3 shows a functional diagram of an antenna-powered device.
도 4는 도파관으로 이루어진 다이어그램을 나타낸 것이다.4 shows a diagram consisting of a waveguide.
도 5는 위상 변이기가 T자형 접합의 측면 가지들의 길이가 증가 또는 감소됨으로써 실행된 경우의 다이어그램을 나타낸 것이다.5 shows a diagram where the phase shifter is implemented by increasing or decreasing the length of the side branches of the T-shaped junction.
도 6은 분배기가 스트립 라인으로 이루어진 경우의 다이어그램을 나타낸 것이다.6 shows a diagram when the distributor consists of strip lines.
도 7은 측면에서 바라본 안테나 반쪽의 외형을 나타낸 것이다.7 shows the appearance of the antenna half viewed from the side.
도 8은 다양한 주 반사경 직경을 가지는 안테나의 타원형 부 반사경의 이심률에 따른 최대 개구효율로 통일된 안테나의 효율을 나타낸 것이다.8 shows the efficiency of the unified antenna with the maximum aperture efficiency according to the eccentricity of the elliptical sub-reflector of the antenna having various main reflector diameters.
도 9는 하기의 표 2에 기재된 좌표값 관련, 안테나를 구성하는 주요 좌표 위치를 나타낸 것이다.9 shows the main coordinate positions constituting the antenna with respect to the coordinate values described in Table 2 below.
도 10은 임의의 곡선 형상의 주 반사경과, 임의의 곡선 형상의 부 반사경으 로 구성된 안테나를 나타낸 것이다.FIG. 10 shows an antenna composed of an arbitrary curved main reflector and an arbitrary curved secondary reflector.
도 11은 측면에서 바라본 임의의 곡선 형상의 주 반사경과, 임의의 곡선 형상의 부 반사경으로 구성된 안테나 반쪽의 외형을 나타낸 것이다.Fig. 11 shows the outline of an antenna half composed of an arbitrary curved main reflector and an optional curved sub reflector viewed from the side.
본 발명은 안테나 - 급전 장치와 안테나에 관한 것으로서, 구체적으로는 파라 볼라 형상 및 임의의 곡선 형상의 주 반사경과, 임의의 곡선 형상의 부 반사경으로 구성된 반사경 안테나에 관한 것으로, 위성 TV 방송용 안테나등에 사용될 수 있다.BACKGROUND OF THE
파라볼라 반사경 안테나는 다음과 같은 다수의 장점으로 인하여 위성 방송 안테나로 널리 사용된다:Parabolic reflector antennas are widely used as satellite broadcasting antennas due to a number of advantages:
- 저렴한 원가-Low cost
- 넓은 주파수 범위Wide frequency range
- 이중편파가 용이함-Double polarization is easy
- 적당하게 높은 개구효율(AE) - 일반적으로 60-65％-Moderately high opening efficiency (AE)-Generally 60-65%
주 반사경 초점의 대칭축으로부터 오프셋된 축 대칭 이중 반사경 안테나 장치가 종전에 알려져 있다(영국 특허 제973583호, HO1D, 1962년 공개). 이 장치에서는, 포물선 형태의 주 반사경과 임의의 형태의 부 반사경이 사용된다. 특히, 타원형의 부 반사경이 사용된다. 부 반사경의 초점, 주 반사경의 초점 및 급전 위상 중 심의 배열은 일치하는데, 즉, 타원 형태의 부 반사경의 첫번째 초점은 위상 중심과 일치하고, 타원 형태의 부 반사경의 두번째 초점은 포물선형태의 주 반사경의 초점과 일치한다.An axial symmetric double reflector antenna device offset from the symmetry axis of the main reflector focal point is known in the art (UK Patent No. 973583, HO1D, published in 1962). In this apparatus, a parabolic primary reflector and an arbitrary secondary reflector are used. In particular, an elliptical secondary reflector is used. The focus of the sub-reflector, the focus of the main reflector, and the arrangement of the feed phase centers coincide, that is, the first focal point of the elliptical sub-reflector coincides with the phase center, and the second focus of the elliptical sub-reflector is the parabolic main reflector. Coincides with the focus.
부 반사경의 정점(vertex)과 상기 초점들이 일직선 상에 위치되고 부 반사경의 초점들로 이루어진 링(ring)의 직경(focal diameter)과 주 반사경의 초점들로 이루어진 링(ring)의 직경의 비율이 1.03~1.07 범위에서 선택되도록 파라볼라 주 반사경과 부 반사경의 초점이 배치되는 안테나 장치가 종전에 알려져 있다(소련 특허 제588863호, HO1Q15/00, 1972년 공개).The ratio of the diameter of the ring consisting of the focal points of the primary reflector and the vertex of the secondary reflector and the focal points are located in a straight line Antenna devices in which the focal point of the parabola main reflector and the sub reflector are arranged so as to be selected in the range of 1.03 to 1.07 have been known (USSR 588863, HO1Q15 / 00, published in 1972).
이 장치에서는, 안테나 이득 상승에 관한 문제점은 해결되지만 안테나 자체의 측면 사이즈가 크고 특히 세로 방향의 사이즈가 크다.In this device, the problem of increasing the antenna gain is solved, but the side size of the antenna itself is large, especially in the longitudinal direction.
다른 공지된 특허(구소련 특허 제1804673호, HO1Q19/18, 1993년 공개)에서는, 급전 혼(horn)이 완전한 구면파가 아닌 확산된 중심을 가진 전파를 방사하는 것이 언급되어 있다. 상기 특허에 포함된 이 사실로 인하여 포물선 형태의 주 반사경 초점과 일치하는 초점을 가진 부 반사경의 형태에 의하여 위상 오차가 교정된다.In other known patents (USSR Patent No. 1804673, published on HO1Q19 / 18, 1993), it is mentioned that the feed horn emits radio waves with diffused centers rather than completely spherical waves. Due to this fact included in the patent, the phase error is corrected by the shape of the sub reflector with the focal point coinciding with the parabolic main reflector focus.
공지된 파라볼라 안테나의 한계는 전체 안테나 시스템이 차지하는 부피(두께)가 크다는 것이다. 안테나 초점 길이 F와 안테나 직경 D의 비율이 충분히 커야 파라볼라 안테나의 모든 장점이 발취될 수 있다. 안테나 급전기(feeder)가 확실히 반사경 초점에 위치해야 하므로 필연적으로 안테나 시스템 두께가 커지게 된다.A limitation of known parabolic antennas is that the volume (thickness) occupies the entire antenna system. The ratio of the antenna focal length F to the antenna diameter D must be large enough so that all the advantages of the parabolic antenna can be extracted. Since the antenna feeder must be firmly positioned at the reflector focus, the antenna system thickness is inevitably large.
큰 시스템 두께는 다음의 단점들을 초래한다:Large system thickness results in the following disadvantages:
- 많은 수의 그러한 안테나는 빌딩의 건축미를 해친다. 특히 유럽등의 국가에서 파라볼라 안테나의 흉한 모양으로 빌딩의 벽과 지붕에 안테나 설치를 규제하고 있다.A large number of such antennas hurt the building's beauty. Particularly in countries such as Europe, parabolic antennas have a ugly shape that regulates the installation of antennas on walls and roofs of buildings.
- 파라볼라 안테나를 모바일 장치에서 사용하기가 불가능하거나 매우 어려운데, 특히 자동차, 기차, 배 등의 이동 중의 신호 수신이 요구되는 경우에 그러하다.Parabolic antennas are not available or very difficult to use in mobile devices, especially when signal reception is required during the movement of cars, trains, ships, etc.
상기한 상황에 의하여 실제적인 해결 곤란한 과제가 발생하며, 상기 과제란 높은 이득을 유지하면서 충분히 더 작은 두께를 차지하는 위성 TV용 평면 안테나의 개발이다.The above situation arises a practically difficult problem, which is the development of a planar antenna for a satellite TV that occupies a sufficiently small thickness while maintaining a high gain.
높은 이득을 유지하면서 충분히 더 작은 두께를 가진 이중 반사경 안테나의 특징은 그것의 혼과 부 반사경이 기하학적인 광학장과는 다른 전자기장을 형성한다는 것이다. 그러므로 상기 공지된 특허에서 청구된 안테나 매개 변수의 선택은 최적화된 것이 아니다. 이 진술은 5 자유공간 파장 이상의 직경을 가진 부 반사경의 경우에만 최적 값을 제공하는 주 반사경과 부 반사경의 형태를 선택하는 알고리즘을 청구한 미국 특허 제6603437호의 기술적 결정에 의해 증명된다.A feature of dual reflector antennas of sufficiently small thickness while maintaining high gain is that their horn and secondary reflectors form an electromagnetic field different from the geometric optical field. Therefore, the selection of antenna parameters claimed in the above known patent is not optimized. This statement is evidenced by the technical decision of U.S. Patent No. 663437, which claimed an algorithm for selecting the shape of the main reflector and the sub-reflector, which provides an optimal value only for sub-reflectors with diameters greater than 5 free space wavelengths.
박형 구조와 최대 개구효율을 가진 안테나의 경우, 상기 조건은 적어도 직경이 36파장 이하의 주 반사경을 가진 안테나에서는 만족되지 않는다. 큰 전기적 사이즈의 부 반사경의 사용은 부 반사경에 의해 주 반사경에 생기는 그림자로 인하여 개구효율의 감소를 초래할 것이 분명하다. 그러므로, 예를 들어, 개구효율의 최대값은 부 반사경 직경이 약 2~3 파장일 때 달성된다. 주 반사경 직경이 5~18 파장일 때 안테나의 두께는 1~3.5 파장이라는 점을 유념해야 한다. 방사기(Radiator) 혼과 부 반사경이 이러한 사이즈일 때, 그것들의 초점은 확산되고 주 반사경 전파(wave)의 빔 방향으로 입사되는 것은 기하학적 광학 용어로는 정확하게 설명될 수 없다.In the case of an antenna having a thin structure and maximum aperture efficiency, the above condition is not satisfied in an antenna having a main reflector having a diameter of at least 36 wavelengths or less. It is clear that the use of a large electrical sized sub-reflector will result in a reduction in aperture efficiency due to the shadows produced by the sub-reflectors on the main reflector. Therefore, for example, the maximum value of the aperture efficiency is achieved when the secondary reflector diameter is about 2-3 wavelengths. Note that when the main reflector diameter is 5-18 wavelengths, the antenna thickness is 1-3.5 wavelengths. When radiator horns and sub-reflectors are of this size, their focus is diffused and incident in the beam direction of the main reflector wave cannot be accurately explained in geometric optical terms.
원형 또는 사각형 등의 이중 모드 도파관에 의한 이중 편파 안테나를 연결하는 것이 종래에 기술적 해결 방법으로서 제시되었다(미국 특허 제5243357호). 이중(dual) 모드 도파관은 0.5 파장 이상의 큰 두께를 가진다. 단일 모드 도파관은 0.5 파장보다 훨씬 작은 두께를 가질 수 있다. 이중 모드 도파관의 실제 측면 길이는 약 0.7 파장이다. 따라서 한 안테나를 이중 모드 도파관을 기초로 한 안테나 어레이(array)로 결합한 것은 상기한 0.7 파장보다 얇을 수 없다. 이러한 연결에서 필연적으로 나타나는 도파관의 회전을 이 값에 더해야 한다. 따라서 이러한 연결의 실제 두께는 1.5 파장 이상이 될 것이다. 더욱이 이중 모드 도파관의 제조는 기술적인 오차가 장치 매개 변수를 저하시키는 이중 편파의 상호 연결을 초래할 수 있기 때문에 제조의 정확성에 있어서 엄밀함이 요구된다.Connecting a dual polarized antenna by a dual mode waveguide, such as circular or square, has been proposed as a technical solution in the prior art (US Pat. No. 5,524,378). Dual mode waveguides have a thickness greater than 0.5 wavelengths. Single mode waveguides may have a thickness much less than 0.5 wavelengths. The actual side length of the dual mode waveguide is about 0.7 wavelengths. Thus, combining an antenna into an array of antennas based on a dual mode waveguide cannot be thinner than the 0.7 wavelength described above. The rotation of the waveguide, which inevitably occurs in this connection, must be added to this value. Thus, the actual thickness of this connection will be more than 1.5 wavelengths. Moreover, the manufacture of dual mode waveguides requires strictness in manufacturing accuracy since technical errors can result in interconnection of double polarizations that degrade device parameters.
또 하나의 공지된 안테나 - 급전 장치 및 안테나는 한 평면에 위치하는 네 개의 반사경 안테나로 구성되는 장치이다. 여기서 각 안테나의 주 반사경은 축을 중심으로 회전하는 포물선에 의해 형성되고, 포물선의 초점은 회전축의 바깥에 위치하고, 부 반사경은 동일한 축을 중심으로 타원형의 모선이 회전되어 형성되는 원과, 상기 주 반사경과 마주 보며 상기 원과 주 반사경 사이에 위치하는 정점(vertex)으로 형성되며, 생성된 타원의 초점 중 하나는 회전축 상에 위치하고 각 안테나의 방사기는 포물면 형태의 주 반사경과 부 반사경 사이의, 주 반사경 기초 의 회전축 상에 위치하며, 급전 장치가 분배기의 기초 위에 만들어지고, 각 분배기는 단일 모드 전송 라인의 접합점으로서 만들어지고 각 분배기는 두 개의 동일한 절반씩에 대하여 동위상의 전력 분배를 가지며, 급전 장치의 입력은 수신 및/또는 송신 장비에 연결될 수 있고, 급전장치의 네 개의 출력은 안테나 방사기에 대응되도록 연결된다(일본 특허 JP61235605, H 01 Q21/06, 1986.10.31 공개).Another known antenna-feeding device and antenna is a device consisting of four reflector antennas located in one plane. Here, the main reflector of each antenna is formed by a parabola that rotates about an axis, the focal point of the parabolic is located outside the rotation axis, and the secondary reflector is a circle formed by rotating an elliptic busbar around the same axis, and Formed with vertices facing each other between the circle and the main reflector, one of the focal points of the generated ellipse is located on the axis of rotation and the radiator of each antenna is between the parabolic main reflector and the sub reflector, the main reflector base Located on the axis of rotation of the feeder, a feeder is made on the base of the distributor, each dispenser is made as a junction of a single mode transmission line and each distributor has an in-phase power distribution for two equal halves, input of the feeder Can be connected to the receiving and / or transmitting equipment and the four outputs of the feeder It is connected to the corresponding groups (Japanese Patent JP61235605, H 01 Q21 / 06, 1986.10.31 public).
이 급전장치는 안테나 작용에 있어서 이중 직교 편파를 제공할 수는 없고 오직 단일 편파만 제공된다. 이러한 기술적 문제의 해결에 있어서도 큰 측면 및 횡단 길이가 제한요소가 된다.This feeder cannot provide double orthogonal polarization in antenna operation but only a single polarization. Large side and cross lengths are limiting factors in solving such technical problems.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 높은 안테나 이득을 유지하면서 박형 구조의 안테나 - 급전 장치 및 안테나를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a thin antenna-feeding device and an antenna while maintaining a high antenna gain.
안테나 - 급전 장치 및 안테나의 제작으로 인해 얻을 수 있는 기술적 성과는 그것의 사이즈와 두께의 축소와 광대역 주파수 범위와 향상된 교차편파를 가진 두 직교 편파 신호를 수신/송신하는 가능성을 제공함에 있다.The technical achievements of the manufacture of antenna-feeding devices and antennas are the reduction of its size and thickness, and the possibility of receiving / transmitting two orthogonal polarized signals with wideband frequency range and improved cross polarization.
안테나의 제작으로 인해 얻을 수 있는 기술적 성과는 높은 개구 효율과 광대역 주파수 범위를 유지하면서 세로 길이 방향의 사이즈가 축소된 박형 구조의 안테나 - 급전 장치 및 안테나를 제공함에 있다.The technical achievements of the fabrication of the antenna are to provide a thin-shaped antenna-feeding device and an antenna having a reduced longitudinal length in size while maintaining high aperture efficiency and a wide frequency range.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 안테나 - 급전 장치는 하나의 평면에 위치하는 네 개의 동일한 안테나 - 각각의 안테나는, 파라볼라 모선이 회전축을 중심으 로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경; 상기 회전축을 중심으로 하며 상기 회전축 중심에 하나의 초점이 형성되고 또 다른 초점이 상기 회전축의 바깥에 위치하는 타원형 모선이 회전됨으로써 형성되고, 하나의 원(Circle)과, 상기 주 반사경을 향하며 상기 원과 상기 주 반사경 사이에 위치하는 정점(vertex)을 갖는 부 반사경; 상기 주 반사경과 상기 부 반사경 사이의 상기 회전축 상에 위치하는 방사기로 구성 - 와, 각 분배기(divider)가 단일 모드 전송 라인의 접합점(Junction)이 되고 상기 각 분배기가 두 개의 동일한 절반씩에 대하여 동위상의 전력 분배비를 가지도록 만들어지는 분배기(divider)들과, 수신 및/또는 송신 장치와의 연결을 위해 할당되는 급전 장치의 입력과, 상기의 안테나 방사기와 대응되도록 연결되는 상기 급전 장치의 네 개의 출력을 포함하여 구성되고, 상기 급전 장치의 입력 및 네 개의 출력은 이중 모드 전송 라인(dual mode transmission line) 부분의 형태로 구성되고, 상기 급전 장치의 입력은 한 평면상에 위치한 네 개의 상기의 분배기들에 의해서 상기 급전 장치의 네 개의 출력과 연결되고, 상기 분배기의 두 개의 곁가지(side branch)는 이웃하는 상기 출력과 연결되며, 상기 분배기의 중심가지(central branch)는 네 측면에서 상기 급전 장치의 입력으로 연결되며, 180도의 위상차를 공급하는 네 개의 위상 변위기는 반대편에 위치한 두 개의 상기 출력과 연결된 상기 분배기의 곁가지에 삽입되는 급전장치로 형성된다.According to an embodiment of the present invention, an antenna—a feeding device includes four identical antennas located in one plane—each antenna comprising: a main reflector formed by a parabola bus bar rotating about an axis of rotation; One focal point is formed at the center of the rotation axis and another focal point is formed by the rotation of an elliptic bus bar positioned outside the rotation axis, and is directed toward one circle and the main reflector. A secondary reflector having a vertex positioned between the primary reflector and the primary reflector; Consisting of a radiator located on the axis of rotation between the primary reflector and the secondary reflector—with each divider being the junction of a single mode transmission line and each distributor being equal for two equal halves Dividers made to have a power distribution ratio of the phase, an input of a feeding device allocated for connection with a receiving and / or transmitting device, and four outputs of the feeding device connected to correspond to the antenna radiator. Wherein the input and four outputs of the feeder are configured in the form of a dual mode transmission line portion, and the input of the feeder is located in one plane of the four distributors Connected to the four outputs of the feeder, and two side branches of the distributor are connected to the neighboring outputs. The central branch of the distributor is connected at four sides to the input of the feeder, and four phase shifters supplying 180 degrees of phase difference are inserted into the side branches of the distributor connected to the two opposite outputs located on opposite sides. And a power feeding device.
또한 상기 실시예의 안테나 - 급전 장치 설계의 추가적인 변형이 하기와 같이 가능하다.Further modifications of the antenna-feeding device design of the above embodiments are possible as follows.
- 상기 각각의 주 반사경 안테나의 가장자리로 이루어진 원형 평면에 위치하 는 공통의 커버가 있고 상기 각각의 부 반사경이 이 커버 상에 위치한다.There is a common cover located in a circular plane consisting of the edge of each main reflector antenna and each sub reflector is located on this cover.
- 상기 급전 장치의 입력 및 네 개의 출력은 원형 도파관 부분 또는 사각형 도파관 부분으로 형성된다.The input and four outputs of the power feeding device are formed as a circular waveguide portion or a square waveguide portion.
- 네 개의 T자형 접합(T-Junction) 형태로 구성된 직사각형 도파관 부분에 의해 상기 네 개의 출력이 상기 입력과 연결된다.The four outputs are connected to the inputs by means of rectangular waveguide sections consisting of four T-junctions.
마지막 추가 변형으로는, 상기 위상 변위기는 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합 (T-Junction)의 측면 가지에서의 사각형 직사각형 도파관 너비의 감소 또는 증가에 의하거나, 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합의 측면 가지에 설치되는 유전체 판에 의하거나, 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합의 측면 가지의 길이 증가에 의해 형성될 수 있다.In a further additional variant, the phase shifter is either a decrease or increase in the rectangular rectangular waveguide width at the side branches of the T-junction facing the corresponding output, or a T-shaped junction facing the corresponding output. It may be formed by a dielectric plate installed on the side branches of the substrate, or by increasing the length of the side branches of the T-shaped junction facing the corresponding output.
또한, 상기 입력은 상기의 네 개의 T자형 접합의 형태로 만들진 동축선 부분에 의하여 상기의 네 개의 출력과 연결될 수 있다.The input can also be connected to the four outputs by coaxial portions made in the form of the four T-shaped junctions.
또한, 상기 입력은 스트립라인(strip line) 부분에 의하여 네 개의 출력에 연결될 수 있다.The input can also be connected to four outputs by a strip line portion.
마지막 추가 변형을 제공하기 위해서, 몇가지 변형은 다음의 타당한 것들 중에 선택할 수 있다:To provide the last additional variant, several variants can be selected from the following:
- 상기 위상 변위기는 루프 형태(loop) 즉 벤딩 형태의 스트립 라인(strip line)으로 형성될 수 있다.The phase shifter may be formed as a strip line in the form of a loop, that is, a bending form.
- 상기 측면 분배기 가지들은 스트립라인으로 만들어지고 상기 중심 분배기 가지는 프로브가 출력 이중 모드 전송라인으로 삽입되는 프로브 형태로 만들어지고 상기 측면 분배기 가지들은 또한 상기 프로브들에 의해 대응하는 출력 이중 모드 전송 라인들에 삽입된다.The side distributor branches are made of stripline and the center distributor branch is made in the form of a probe into which the probe is inserted into an output dual mode transmission line and the side distributor branches are also connected to corresponding output dual mode transmission lines by the probes. Is inserted.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 안테나는, 파라볼라 축이 회전축의 바깥에 위치하는 상기 파라볼라 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경; 상기 회전축을 중심으로 하며 상기 회전축 중심에 하나의 초점이 형성되고 다른 초점이 상기 회전축의 바깥에 위치하는 타원형 모선이 회전됨으로써 형성되고, 하나의 원(Circle)과, 상기 주 반사경을 향하며 상기 원과 상기 주 반사경 사이에 위치하는 정점(vertex)을 포함하며, 상기 원은 상기 주 반사경 가장자리로 형성된 원형의 평면에 위치하며 0.55~0.75의 이심률(Eccentricity.Exc)을 갖는 부 반사경; 상기 주 반사경과 상기 부 반사경 사이에 상기 주 반사경 기초 안의 상기 회전축 상에 위치하는 방사기를 포함하여 구성된다.According to another embodiment of the present invention, the antenna comprises: a main reflector formed by rotating the parabola bus bar whose parabola axis is located outside the rotation axis about the rotation axis; The focal point is formed by rotating an elliptical bus bar centered on the axis of rotation and having one focal point at the center of the axis of rotation and another focal point located outside the axis of rotation. A secondary reflector having a vertex located between the primary reflectors, the circle being located in a circular plane formed by the edge of the primary reflector and having an eccentricity (Eccentricity.Exc) of 0.55 to 0.75; And a radiator positioned between the main reflector and the sub reflector on the axis of rotation within the main reflector base.
상기 주 반사경의 직경 D에 대한, 상기 원(Circle)과 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경 정점(apex)과의 거리 M의 비율이 0.15~ 0.35이다.The ratio of the distance M between the circle and the main reflector apex on the main reflector rotation axis to the diameter D of the main reflector is 0.15 to 0.35.
또한 상기 안테나의 추가적인 변형은 다음과 같은 것이 가능하다.Further modifications of the antenna are possible as follows.
상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 거리d는 하기식에 의해 정의되며, 
λ 는 자유공간 파장의 길이, D는 주 반사경 직경λ is the length of free-space wavelength, D is the main reflector diameter
여기에서 상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 선과 상기 회 전축이 이루는 각도 β는 45~70도 이다Here, the angle β formed by the line connecting the two different focal points of the sub reflector and the rotation axis is 45 to 70 degrees.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다.A cover is located on the circular plane consisting of the edge of the main reflector and the secondary reflector is fixed on the cover.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 가까이 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다A cover is installed which is located close to the circular plane of the main reflector edge and the secondary reflector is fixed on the cover
- 상기 부 반사경의 상기 원의 반경 Er은 다음의 조건에 의하여 선택된다The radius Er of the circle of the secondary reflector is selected by the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경Where λ is the length of the free space wavelength, D is the main reflector diameter
상기 부 반사경의 두번째 초점이 이루는 초점 링과 파라볼라 표면의 상기 주 반사경 초점이 이루는 초점 링의 반경의 비율은 다음의 조건에 따라 선택된다.The ratio of the radius of the focus ring formed by the second focus of the secondary reflector to the focus ring formed by the main reflector focus of the parabolic surface is selected according to the following conditions.
1.015 ≤ Fe2r/Fr ≤1.61.015 ≤ Fe2 r / F r ≤1.6
Fe2r 는 부 반사경 두번째 초점이 이루는 초점 링의 반경, Fr 는 주 반사경의 초점이 이루는 초점 링의 반경이다.Fe2 r is the radius, r F of the focus ring, the sub-reflecting mirror forms a second focus is the radius of the focal ring of the main reflector focus forming.
상기 방사기는 원추형 혼으로 구성될 수 있다.The radiator may consist of a conical horn.
마지막 추가 변형을 위해서, 상기 원추형 혼 반경 H r 과 자유 공간 파장과의 비율은 다음의 조건을 만족하도록 선택된다For the last further modification, the ratio of the conical horn radius H r to the free space wavelength is chosen to satisfy the following conditions:
그리고 상기 원추형 혼의 완전한 플레어 각도 α는 다음의 조건을 만족하도록 선택된다And the complete flare angle α of the conical horn is selected to satisfy the following conditions:
λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경λ is the length of free space wavelength, D is the main reflector diameter
또한 상기 파라볼라 축이 상기 회전축과 동일하며 상기 파라볼라 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경으로 구성될 수도 있다. 그리고 상기 타원형 모선이 상기 회전축 또는 회전축 주변(Proximity)을 따라 회전함으로써 형성되는 부 반사경으로 구성 될 수도 있다.In addition, the parabolic axis is the same as the rotation axis and may be composed of a main reflector formed by rotating the parabola bus bar about the rotation axis. In addition, the elliptic bus may be configured as a secondary reflector formed by rotating along the rotation axis or rotation axis (Proximity).
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 안테나는, 파라볼라 축이 회전축의 바깥에 위치하는 상기 파라볼라 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경; 상기 회전축을 중심으로 하며 상기 회전축 중심에 하나의 초점이 형성되고 다른 초점이 상기 회전축의 바깥에 위치하는 타원형 모선이 회전됨으로써 형성되고, 하나의 원(Circle)과, 상기 주 반사경을 향하며 상기 원과 상기 주 반사경 사이에 위치하는 정점(vertex)을 포함하며, 상기 원은 상기 주 반사경 가장자리로 형성된 원형의 평면에 위치하는 부 반사경; 상기 주 반사경과 상기 부 반사경 사이에 상기 주 반사경 기초 안의 상기 회전축 상에 위치하는 방사기를 포함하여 구성되며, 상기 회전축의 바깥에 위치하는 상기 부 반사경의 두번째 초점이 이루는 초점 링과 상기 주 반사경 초점이 이루는 초점 링의 반경의 비율이 1.015 ≤ Fe2r/Fr ≤1.6 의 특징을 갖는다.According to another embodiment of the present invention, the antenna comprises: a main reflector formed by rotating the parabola bus bar whose parabola axis is located outside of the rotation axis about the rotation axis; The focal point is formed by rotating an elliptical bus bar centered on the axis of rotation and having one focal point at the center of the axis of rotation and another focal point located outside the axis of rotation. A vertex positioned between the primary reflectors, the circle including a secondary reflector positioned in a circular plane formed by the edge of the primary reflector; And a radiator positioned between the main reflector and the sub reflector on the rotation axis within the main reflector base, wherein the focus ring and the main reflector focal point formed by the second focus of the sub reflector located outside of the rotation axis The ratio of the radius of the focal ring to be achieved is characterized by 1.015 ≦ Fe2 r / F r ≦ 1.6.
여기서,Fe2r 는 상기 부 반사경 두번째 초점이 이루는 초점 링의 반경, Fr는 상기 주 반사경의 초점이 이루는 초점 링의 반경이다Here, Fe2 r is the radius of the focus ring formed by the second focusing mirror and F r is the radius of the focus ring formed by the focus of the main reflector.
또한 상기 안테나의 추가적인 변형은 다음과 같은 것이 가능하다.Further modifications of the antenna are possible as follows.
- 상기 부 반사경의 이심률(Eccentricity.Exc)이 0.55~0.75 이다The eccentricity (Eccentricity.Exc) of the secondary reflector is 0.55-0.75
- 주 반사경의 직경 D에 대한, 상기 원(Circle)과 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경 정점(apex)과의 거리 M의 비율이 0.15~0.35이다.The ratio of the distance M between the circle and the main reflector apex on the main reflector axis of rotation to the diameter D of the main reflector is between 0.15 and 0.35.
- 상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 거리d는 하기식에 의해 정의되며The distance d connecting the two different focal points of the secondary reflector is defined by
λ는 자유공간 파장의 길이, D는 주 반사경 직경λ is the length of free-space wavelength, D is the main reflector diameter
여기에서 상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 선과 상기 회전축이 이루는 각도 β는 45~70도 이다Here, the angle β formed by the line connecting the two different focal points of the sub reflector and the rotation axis is 45 to 70 degrees.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다.A cover is located on the circular plane consisting of the edge of the main reflector and the secondary reflector is fixed on the cover.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 가까이 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다A cover is installed which is located close to the circular plane of the main reflector edge and the secondary reflector is fixed on the cover
- 상기 부 반사경의 상기 원의 반경 Er은 다음의 조건에 의하여 선택된다The radius Er of the circle of the secondary reflector is selected by the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경Where λ is the length of the free space wavelength, D is the main reflector diameter
- 상기 방사기는 원추형 혼으로 구성될 수 있다.The radiator may consist of a conical horn.
마지막 추가 변형을 위해서, 상기 원추형 혼 반경 H r 과 자유 공간 파장과의 비율은 다음의 조건을 만족하도록 선택된다For the last further modification, the ratio of the conical horn radius H r to the free space wavelength is chosen to satisfy the following conditions:
그리고 상기 원추형 혼의 완전한 플레어 각도 α는 다음의 조건을 만족하도록 선택된다And the complete flare angle α of the conical horn is selected to satisfy the following conditions:
λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경λ is the length of free space wavelength, D is the main reflector diameter
또한 상기 파라볼라 축이 상기 회전축과 동일하며 상기 파라볼라 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경으로 구성될 수도 있다. 그리고 상기 타원형 모선이 상기 회전축 또는 회전축 주변(Proximity)을 따라 회전함으로써 형성되는 부 반사경으로 구성 될 수도 있다.In addition, the parabolic axis is the same as the rotation axis and may be composed of a main reflector formed by rotating the parabola bus bar about the rotation axis. In addition, the elliptic bus may be configured as a secondary reflector formed by rotating along the rotation axis or rotation axis (Proximity).
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 안테나는, 임의의 곡선 형상의 축이 회전축의 바깥에 위치하는 상기 임의의 곡선 형상의 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경; 상기 회전축을 중심으로 하며 임의의 곡선 형상의 모선이 회전됨으로써 형성되고, 하나의 원(Circle)과, 상기 주 반사경을 향하며 상기 원과 상기 주 반사경 사이에 위치하는 정점(Vertex)을 포함하는 부 반사경; 상기 주 반사경과 상기 부 반사경 사이에 상기 주 반사경 기초 안의 상기 회전축 상에 위치하는 방사기를 포함하여 구성되며, 상기 주 반사경과 상기 부 반사경은 하기의 식으로 표시된다.According to still another embodiment of the present invention, an antenna may include: a main reflector formed by rotating an arbitrary curved bus bar whose rotational axis is located outside the rotation axis about the rotation axis; The secondary reflector is formed by rotating an arbitrarily curved bus bar around the axis of rotation, and includes a circle and a vertex located between the circle and the main reflector toward the main reflector. ; And a radiator positioned between the main reflector and the sub reflector on the axis of rotation within the main reflector base, wherein the main reflector and the sub reflector are represented by the following equation.
Z,r은 주 반사경과 부 반사경의 좌표이며, Zm은 주 반사경을, Zs는 부 반사경을 나타낸다.Z and r are coordinates of the main reflector and the sub reflector, Zm represents the main reflector, and Zs represents the sub reflector.
D는 주 반사경 직경D is the main reflector diameter
상기의 qm n,m 과 qs n,m 은 아래와 같이 정의된다 Qm n, m and qs n, m are defined as follows.
또한 상기의 qsO n,m 와 qmO n,m 는 하기와 같이 정의된다.In addition, said qsOn , m and qmOn , m are defined as follows.
- 주 반사경의 직경 D에 대한, 상기 원(Circle)과 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경 정점(apex)과의 거리 M-M의 비율이 0.15~0.35이다.The ratio of the distance M-M between the circle and the main reflector apex on the main reflector rotation axis to the diameter D of the main reflector is from 0.15 to 0.35.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다.A cover is located on the circular plane consisting of the edge of the main reflector and the secondary reflector is fixed on the cover.
- 상기 주 반사경 가장자리로 이루어진 상기 원형 평면에 가까이 위치하는 커버가 설치되고 상기 부 반사경은 커버 상에 고정된다A cover is installed which is located close to the circular plane of the main reflector edge and the secondary reflector is fixed on the cover
- 상기 부 반사경의 상기 원의 반경 Er은 다음의 조건에 의하여 선택된다The radius Er of the circle of the secondary reflector is selected by the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경Where λ is the length of the free space wavelength, D is the main reflector diameter
상기 방사기는 원추형 혼으로 구성될 수 있다.The radiator may consist of a conical horn.
마지막 추가 변형을 위해서, 상기 원추형 혼 반경 H r 과 자유 공간 파장과의 비율은 다음의 조건을 만족하도록 선택된다For the last further modification, the ratio of the conical horn radius H r to the free space wavelength is chosen to satisfy the following conditions:
그리고 상기 원추형 혼의 완전한 플레어 각도 α는 다음의 조건을 만족하도록 선택된다And the complete flare angle α of the conical horn is selected to satisfy the following conditions:
λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 직경λ is the length of free space wavelength, D is the main reflector diameter
또한 상기 임의의 곡선 형상의 축이 상기 회전축과 동일하며 상기 임의의 곡선 형상의 모선이 상기 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써 형성되는 주 반사경으로 구성될 수도 있다. 그리고 상기 임의의 곡선 형상의 모선이 상기 회전축 또는 회전축 주변(Proximity)을 따라 회전함으로써 형성되는 부 반사경으로 구성 될 수도 있다.In addition, the axis of any curved shape is the same as the axis of rotation and may be composed of a main reflector formed by rotating the axis of the arbitrary curved shape about the axis of rotation. And it may be composed of a sub-reflective mirror formed by the rotation of the arbitrary curved shape along the axis of rotation (Proximity).
안테나 - 급전 장치(도 1)는 동일 평면에 위치하는 네 개의 안테나를 포함하여 구성된다. 각 안테나의 주 반사경(1)은 파라볼라 모선으로 만들어지고 각 안테나의 부 반사경(2)은 타원형 모선(도 1, 2)으로 만들어진다. 부 반사경(2)은 원 A와 정점 B를 가진다. 정점 B는 주 반사경(1)을 마주 보고 원 A와 주 반사경(1) 사이에 위치한다. 부 반사경(2)의 둘레인 원 A는 포물면에 의해 형성되는 주 반사경 (1)의 가장자리로 이루어진 원 C가 자리하는 평면과 동일한 평면에 위치할 수 있다(도 1, 2).각 안테나의 방사기(3)는 주 반사경(1)과 부 반사경(2) 사이의 주 반사경(1)의 기초 내의 회전축(세로 대칭축 Z) 상에 위치한다. 도 1의 급전 장치(4)는 입력(5)이 수신 및/또는 송신 장치에 연결되도록 설치된다. 급전 장치(4)의 네 개의 출력(6)은 각각의 안테나 방사기(3)와 대응되도록 연결된다. 급전 장치는 전력 분배기로 만들어지는데, 각 분배기는 단일 모드 전송 라인 접합의 형태로 형성되고, 각 분배기는 두 개의 동일한 절반씩에 대하여 동위상의 전력 분배를 가진다.The antenna-feeding device (FIG. 1) comprises four antennas located in the same plane. The
도 3에 도시된 바와 같이, 급전 장치(4)의 입력(5)과 네 개의 출력(6)은 이중 모드 전송 라인 부분으로 이루어진다. 입력(5)은 분배기를 거쳐 네 개의 출력(6)까지 단일 모드 전송 라인 부분에 의하여 연결된다. 분배기들은 하나의 평면에 위치한다. 각 분배기의 양측 가지는 대응되는 이웃 출력(6)에 연결되고 네 개의 분배기의 중심 가지는 네 측으로부터 급전 장치(4)의 입력(5)에 연결된다. 입력(5)을 기준으로 서로 반대편에 위치하는 두 개의 출력(6)의 양측 가지에 180˚의 위상 변위를 제공하는 위상 변이기(7)가 장치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the
도 1에 도시된 바와 같이, 커버(8)는 주 반사경(1) 가장자리로 이루어진 원 C가 자리하는 평면에 위치하고, 각 안테나에 공통되는 커버가 안테나 - 급전 장치(AFD)에 설치된다. 각각의 부 반사경(2)의 원(2)는 공통된 커버(8)에 고정된다.As shown in Fig. 1, the cover 8 is located on the plane where the circle C consisting of the edge of the
이중 모드 전송 기술을 제공하기 위하여, 급전 장치(4)의 입력(5)과 네 개의 출력(6)은 원형 도파관 부분(도 3 내지 5)으로 만들어지거나 급전 장치(4)의 입력(5)과 네 개의 출력(6)은 정사각형 도파관 부분(미도시)으로 만들어질 수 있다.In order to provide a dual mode transmission technique, the
입력(5)은 직사각형 도파관 부분을 수단으로 하여 네 개의 출력(6)에 연결될 수 있다(도 4, 5). 이 경우 분배기는 T자 형태의 커넥터로 이루어진다.The
위상 변이기(7)는 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합의 측면 가지에서의 직사각형 도파관 폭의 감소에 의하거나 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합의 측면 가지에 설치되는 유전체 판에 의할 수 있다. 위상 변이기(7)는 대응되는 출력과 마주 보는 T자형 접합의 측면 가지의 길이 증가에 의할 수도 있다(도 5).The
입력(5)은 동축선 부분에 의하여 네 개의 출력과 연결될 수 있다(도 3). 이 경우, 분배기는 동축의 T자형 접합의 형태를 이룰 수 있다. 위상 변이기(7)는 대응하는 출력과 마주 보는 T자형 접합 가지의 길이 증가에 의하여 이루어질 수 있다(도 5와 유사).The
입력(5)은 스트립 라인 부분에 의하여 네 개의 출력과 연결된다. 스트립 라인은 대칭되게 이루어질 수 있다. 위상 변이기(7)는 루프의 형태로 벤딩(bending)되어 이루어질 수 있다.The
설계의 단순화를 위해서, 특히, 측면 분배기 가지는 스트립 라인으로 이루어지고, 중심 분배기 가지는 프로브(9)로 이루어질 수 있다(도6). 프로브(9)의 한 말단은 대응되는 스트립 라인과 연결되고 프로브(9)의 다른 말단은 이중 모드 전송 라인의 부분인 출력(5) 내부에 고정된다. 측면 분배기 가지는 프로브(10)에 의하여 대응되는 이중 모드 전송 라인의 출력 부분 내부에 고정된다.For simplicity of design, in particular, the side divider has a strip line and the center divider has a probe 9 (FIG. 6). One end of the
한 예로, 안테나(도2, 7)는 파라볼라 모선으로 만들어지는 주 반사경(1)과, 타원형 모선으로 만들어지는 부 반사경(2)을 포함하여 구성된다. 부 반사경(2)은 원 A와 정점 B를 가진다. 정점 B는 주 반사경(1)과 마주 보고 원 A와 주 반사경(1) 사이에 위치한다. 방사기(3)는 포물면의 주 반사경(1)과 부 반사경(2) 사이인 주 반사경(1) 기초 내의 세로 방향의 대칭축 Z 상에 위치한다.As an example, the antennas (Figs. 2 and 7) comprise a
부 반사경(2)은 0.55 ~ 0.75 범위 내에서 선택된 이심률(Exc)을 가지는 타원형 모선으로 형성되며 상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 거리d는 하기식에 의해 정의되다. The
λ는 자유공간 파장의 길이, D는 주 반사경 직경λ is the length of free-space wavelength, D is the main reflector diameter
여기에서 상기 부 반사경의 상기 2개의 다른 초점을 연결하는 선과 상기 회전축이 이루는 각도 β는 45~70도 이다Here, the angle β formed by the line connecting the two different focal points of the sub reflector and the rotation axis is 45 to 70 degrees.
주 반사경(1)의 직경 D에 대한, 상기 원 A(Circle)와 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경 정점(apex)와의 거리(M)의 비율이 0.15~0.35이다.The ratio of the distance M between the circle A (Circle) and the main reflector apex on the main reflector rotation axis to the diameter D of the
부 반사경(2)은 타원형 모선이 회전축을 따라 형성되는 경우가 가장 바람직하나, 타원형 모선이 회전축 주변을 따라 회전하여 형성되는 부 반사경(2)으로 구성되는 안테나도 유용하게 쓰일 수 있는 것은 자명한 일이며, 이 경우 부 반사경(2)의 정점 B는 회전축 상에 위치하지 않고 회전축 주변에 원형 형상 및 기타의 도형으로 형성 및 변형이 가능하다는 것을 알 수 있다. 즉 부 반사경의 정점 B는 임의의 기하학적 도형으로 표현 및 정의될 수 있다Most preferably, the
부 반사경(2)의 원 A(도 2, 7)는 주 반사경(1) 가장자리로 형성된 원 C의 영역 내의 평면에 위치할 수 있다.Circles A (FIGS. 2, 7) of the
주 반사경(1) 가장자리로 형성된 원 C의 영역의 동일 또는 근접한 평면에 위치하는 커버(8)가 안테나에 설치될 수 있고 부 반사경(2)의 원 A는 커버(8) 상에 고정될 수 있다.A cover 8 located in the same or adjacent plane of the area of circle C formed by the edge of the
부 반사경의 반경 Er (도 7)은 다음의 조건을 만족하도록 선택될 수 있다The radius Er of the secondary reflector (FIG. 7) can be selected to satisfy the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 지경Where λ is the length of the free space wavelength and D is the main reflector diameter
부 반사경(2)의 타원형 표면 두번째 초점으로 이루어진 초점 링 반경과 주 반사경(1)(도 7)의 포물면 초점으로 이루어진 초점 링 반경의 비율은 다음의 조건이 만족되도록 선택된다.The ratio of the focal ring radius consisting of the oval surface second focal point of the
1.015 ≤ Fe2r/Fr ≤1.61.015 ≤ Fe2 r / F r ≤1.6
- Fe2r 는 부 반사경(2)의 두번째 초점으로 이루어진 초점 링 반경Fe2r is the focal ring radius consisting of the second focal point of the secondary reflector (2)
- Fr 는 주 반사경(1)의 초점으로 이루어진 초점 링 반경Fr is the focal ring radius consisting of the focal point of the
방사기(3)(도 2, 7)는 원추형 혼으로 만들어질 수 있다.The radiator 3 (FIGS. 2, 7) can be made into a conical horn.
방사기(3) 원추형 혼의 반경 H r과 자유 공간 파장의 비율은 다음 조건을 만족하도록 선택될 수 있다.The ratio of the radius H r of the
그리고 원추형 혼의 완전한 플래어 각도 α는 다음의 조건을 만족하도록 선택된다And the complete flare angle α of the conical horn is chosen to satisfy the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 지경Where λ is the length of the free space wavelength and D is the main reflector diameter
또 다른 예로, 안테나(도 10)(도 11)는 임의의 곡선 형상의 모선으로 만들어지는 주 반사경(1-1)과, 임의의 곡선 형상의 모선으로 만들어지는 부 반사경(2-2)을 포함하여 구성된다. 부 반사경(2-2)은 원 A-A와 정점 B-B를 가진다. 정점 B-B는 주 반사경(1-1)과 마주 보고 원 A-A와 주 반사경(1-1) 사이에 위치한다. 방사기(3-3)는 주 반사경(1-1)과 부 반사경(2-2) 사이인 주 반사경(1-1) 기초 내의 세로 방향의 대칭축 Z 상에 위치하며,상기 주 반사경(1-1)과 부 반사경(2-2)는 하기와 같이 정의된다.As another example, the antenna (Fig. 10) (Fig. 11) includes a main reflector 1-1 made of an arbitrary curved bus bar and a sub reflector 2-2 made of an arbitrary curved bus bar. It is configured by. The secondary reflector 2-2 has a circle A-A and a vertex B-B. The vertex B-B faces the main reflector 1-1 and is located between the circle A-A and the main reflector 1-1. The radiator 3-3 is located on the longitudinal axis of symmetry Z in the base of the main reflector 1-1, which is between the main reflector 1-1 and the sub reflector 2-2, and the main reflector 1-1. ) And the sub-reflector 2-2 are defined as follows.
Z,r은 주 반사경과 부 반사경의 좌표이며 Zm은 주 반사경을, Zs는 부 반사경 을 나타낸다.Z and r are coordinates of the main reflector and the sub reflector, Zm represents the main reflector, and Zs represents the sub reflector.
D는 주 반사경 직경D is the main reflector diameter
상기의 
또한 상기의 
표 1.Table 1.
또한, 주 반사경의 직경 D에 대한, 상기 원(A-A)과 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경(1-1) 정점(apex)과의 거리(M-M)의 비율이 0.15~0.35이다.The ratio of the distance M-M between the circle A-A and the apex of the main reflector 1-1 on the axis of rotation of the main reflector with respect to the diameter D of the main reflector is 0.15 to 0.35.
부 반사경의 반경 Er (도 11)은 다음의 조건을 만족하도록 선택될 수 있다The radius Er of the secondary reflector (FIG. 11) can be selected to satisfy the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 지경Where λ is the length of the free space wavelength and D is the main reflector diameter
방사기(3-3)(도 10)는 원추형 혼으로 만들어질 수 있다.The radiator 3-3 (FIG. 10) can be made of conical horns.
방사기(3-3) 원추형 혼의 반경 H r 과 자유 공간 파장의 비율은 다음 조건을 만족하도록 선택될 수 있다.The ratio of the radius H r of the radiator 3-3 conical horn to the free space wavelength can be selected to satisfy the following conditions.
그리고 원추형 혼의 완전한 플래어 각도 α는 다음의 조건을 만족하도록 선택된다And the complete flare angle α of the conical horn is chosen to satisfy the following conditions:
여기서, λ 는 자유 공간 파장의 길이,D는 주 반사경 지경Where λ is the length of the free space wavelength and D is the main reflector diameter
부 반사경(1)에서와 같이, 부 반사경(2-2)는 임의의 곡선 형상의 모선이 회전축을 따라 형성되는 경우가 가장 바람직하나, 임의의 곡선 형상의 모선이 회전축 주변을 따라 회전하여 형성되는 부 반사경(2-2)으로 구성된 안테나도 유용하게 쓰일 수 있는 것은 자명한 일이며, 이 경우 부 반사경(2-2)의 정점 B-B(Vertex)은 회 전축 상에 위치하지 않고 회전축 주변에 원형 형상 및 기타의 도형으로 형성 및 변형이 가능하다는 것을 알 수 있다.As in the
즉 부 반사경의 정점 B-B는 임의의 기하학적 도형으로도 표현 및 정의될 수 있다That is, the vertex B-B of the sub-reflector may be represented and defined by any geometric figure.
안테나 - 급전 장치(도 1)는 다음과 같은 방식으로 작동된다.The antenna-feeding device (FIG. 1) is operated in the following manner.
급전 장치에 의해 수행되는 기능은 입력(5) 의 이중 모드 전송 라인 부분에서와 같이 전기장 벡터 E와 동일한 방향을 가진 출력(6)의 이중 모드 전송 라인 부분의 등가 진폭(equi-amplitude)과 동위상 여기이다(도 3, 4). 도 4에 도시된 바와 같이 입력(5)이 그 정점들이 출력 이중 모드 도파관들(출력 6)의 축 상에 놓여져 있는 정사각형의 대각선 중 하나를 따라 편향되어 있는 전기장을 가지는 전파에 의해 여기되었다고 하면, 이 전기장 벡터는 수직과 수평 두 개의 성분으로 나누어진다. 그러면 수직 성분은 T자형 접합의 위쪽 및 아래쪽을 여기시키며, 수평 성분은 T자형 접합의 오른쪽 및 왼쪽을 여기시킬 것이다. T자형 접합의 왼쪽 및 아래쪽의 전파의 위상을 0˚라고 할 경우 T자형 접합의 위쪽 및 오른쪽의 전파는 180˚의 위상을 갖게 된다. 도 4에 표시된 것에 따르면 0˚ 위상을 가진 전파에는 플러스 표시가 되어 있고 180˚ 의 위상을 가진 반대 위상의 전파는 마이너스 표시가 되어 있다.The function performed by the feeding device is in phase with the equivalent amplitude of the dual mode transmission line portion of the
입력(5)에 의해 여기된 전파는 전력 분배기에 의하여 절반으로 나누어지고 측면 가지를 거쳐 이중 모드 전송라인 부분의 출력(6)에 도달한다. 전파가 지나는 입력(5)부터 출력(6)까지의 경로의 길이가 동일하기 때문에 위상 변이기(7)가 없는 경우라면 전파들은 그것들의 여기중에 제공된 것과 같은 위상을 가지고 출력(6)에 도달하게 된다. 그러나 위상 변이기(7)로 인해서 180˚만큼 위상이 변위된 위상을 가진 출력을 여기시키는 전파들은 도 4에 도시된 것과 같은 방식으로 분배될 것이다.The radio wave excited by the
수직 직사각형 도파관은 원형 도파관의 벡터 E의 수직 성분을 여기시키고 수평 직사각형 도파관은 원형 도파관의 벡터 E의 수평 성분을 여기시킨다. 여기된 성분의 위상은 출력(6)(원형 또는 정사각형 도파관(2))과 연결된 직사각형 도파관 내의 전파의 위상에 의해 결정되고 여기된 성분의 위상은 도 6의 상대적으로 출력(6)의 출력 도파관에 위치하는 직사각형 도파관의 여기 방향 및 직사각형 도파관 내의 전파의 위상에 의하여 결정된다.The vertical rectangular waveguide excites the vertical component of vector E of the circular waveguide and the horizontal rectangular waveguide excites the horizontal component of vector E of the circular waveguide. The phase of the excited component is determined by the phase of the propagation in the rectangular waveguide connected to the output 6 (circular or square waveguide 2) and the phase of the excited component is relative to the output waveguide of the
여기시키는 전파가 0˚ 위상을 갖고 직사각형 도파관은 아래로부터 출력과 연결되면 수직 성분은 0˚ 위상을 갖도록 여기된다. 마찬가지로 여기시키는 전파가 180˚ 위상을 갖고 직사각형 도파관은 위로부터 출력과 연결되면 수직 성분은 0˚ 위상을 갖는다If the propagating wave has 0 ° phase and the rectangular waveguide is connected to the output from below, the vertical component is excited to have 0 ° phase. Similarly, if the exciting wave has 180 ° phase and the rectangular waveguide is connected to the output from above, the vertical component has 0 ° phase.
유사한 방식으로, 수직 성분은 왼쪽 측면으로부터 여기되고 전파가 0˚ 위상을 가지면 0˚ 위상을 가지고, 수직 성분은 오른쪽 측면으로부터 여기되고 전파가 180˚ 위상을 가지면 0˚ 위상을 가진다. 도 4는 모든 출력(6)에서, 수직 및 수평 성분이 0˚ 위상을 가지도록 여기되고 전기장의 통합된 벡터가 입력(5)에서와 정확히 같게 편향된다. 전기장 벡터 E와 직교하도록 편향된 전파에 의해 여기될 때의 급전 장치(4)의 작동도 유사한 방식으로 기술될 수 있다.In a similar manner, the vertical component is excited from the left side and has a 0 ° phase if the propagation has a 0 ° phase, and the vertical component is excited from the right side and has a 0 ° phase when the propagation has a 180 ° phase. 4 shows that at all
두 개의 주(main) 직교 편파된 전파의 전송을 유지할 수 있는 원형 또는 정사각형 도파관은 입력과 출력 도파관으로 사용될 수 있다. T자형 접합은 H-면(H-plane)과 연결된 직사각형 도파관에 의하여 형성된다. 구체적인 연결 구성은 중심 접합 가지의 정합을 제공하는 추가적인 요소를 포함할 수있다. 이러한 요소들로는 핀, 정합 웨지(wedge) 등이다. 같은 방식으로 직사각형 및 원형 도파관 사이의 연결은 적절한 동작을 제공하는 추가적인 요소를 포함하여 구성될 수 있다. 추가적인 요소의 구조와 매개변수의 선택은 공학적 설계의 문제이고 공지된 수단에 의하여 해결될 수 있는데, 예를 들면, 고주파 도파관 장치 매개변수를 높은 정확도로 예측하는 고주파 구조 시뮬레이터(High Frequency Structure Simulator)와 같은 전기역학적 시뮬레이션 시스템을 사용할 수 있다. 추가적 요소의 구조와 매개변수의 선택이 현대의 알려진 기술 수준으로부터 새로운 기술적 진보를 가져오는 본 발명의 과제가 아니라는 것은 전문가에게는 명백한 것이다.Circular or square waveguides capable of maintaining the transmission of two main orthogonally polarized waves can be used as input and output waveguides. The T-shaped junction is formed by a rectangular waveguide connected to the H-plane. Specific connection configurations may include additional elements to provide for matching of the center junction branches. These elements are pins, mating wedges, and the like. In the same way, the connection between the rectangular and circular waveguides can be configured to include additional elements that provide proper operation. The selection of additional elements of structure and parameters is a matter of engineering design and can be solved by known means, for example, the High Frequency Structure Simulator, which predicts high frequency waveguide device parameters with high accuracy. The same electrodynamic simulation system can be used. It is apparent to the expert that the selection of additional elements and parameters is not an object of the present invention that brings new technological advances from the known level of technology.
도 4에 도시된 연결에서, 위상 변이기(7)는 폭의 변화를 가지는 직사각형 도파관 부분으로서 이루어진다. 직사각형 도파관에서의 주 전파의 전파 상수 γ는 다음과 같이 그것의 폭a에 따라 결정된다는 것이 알려져 있다.In the connection shown in FIG. 4, the
여기서 k 는 자유 공간파장 수이다. 상기한 공식으로부터, 도파관 폭의 변화는 전파 상수를 변화시키고 그럼으로써 전파 상수와 도파관 부분의 길이를 곱한 값과 같은 도파관 부분 내의 위상 변이(phase shift)가 발생된다.Where k is the number of free space wavelengths. From the above formula, the change in the waveguide width changes the propagation constant, resulting in a phase shift in the waveguide portion equal to the product of the propagation constant and the length of the waveguide portion.
위상 변이기(7)는 전파 상수가 일정한 유전 판을 도파관으로 바꾸어 설치함으로써 구현될 수도 있다.The
도 5는 도파관 연결점을 움직임으로써 발생하는 위상 변이를 가지는 도파관 연결을 나타낸 것이다. 동일한 연결이 동축 전송 라인으로 사용될 수 있다.5 shows a waveguide connection with phase shift caused by moving the waveguide connection point. The same connection can be used as coaxial transmission line.
이웃하는 출력들과 연결된 도파관 중간 부분 지점인 T자형 연결의 변위는 전송 라인 내의 파장의 4분의 1이다. 이러한 경우 T자형 접합의 측면 가지에서의 파장의 위상 차이는 요구되는 180˚에 도달한다.The displacement of the T-shaped connection, which is the waveguide intermediate point connected with neighboring outputs, is one quarter of the wavelength in the transmission line. In this case the phase difference in wavelength at the side branches of the T-shaped junction reaches the required 180 °.
스트립 라인이 도파관 대신에 커넥터로 사용될 수 있다. 이 경우에 있어 가장 간단한 것은 두 개의 금속 차폐층 사이에 위치하는 도체 스트립 라인으로 형성되는 대칭 스트립 라인(또는 단순한 스트립 라인)이다. 이러한 연결에서 안테나의 밑판이 하나의 차폐층 역할을 한다. 도체 스트립은 인쇄 회로기술 수단에 의하여 얇은 유전체 필름 위에 만들어진다. 인쇄 회로의 요소를 포함하는 필름은 상기 두 개의 금속 차폐층 사이에 번갈아 위치하는 두 개의 폼 판(form plates) 사이에 위치한다. 이러한 구성은 공기 매개변수와 가까운 매개변수를 가지는 유전체로 채워진 대칭 스트립 라인을 형성하는데, 이는 폼(form)의 유전체 특성이 공기의 유전체 특성과 유사하기 때문이다. 일반적으로 더 높은 유전율을 가진 유전체의 유전체 손실이 배제되도록 하기 때문에 높은 주파수에서는 매우 중요한 요인이다.Strip lines can be used as connectors instead of waveguides. The simplest in this case is a symmetrical strip line (or simple strip line) formed of conductor strip lines located between two metal shielding layers. In this connection the base plate of the antenna serves as a shielding layer. Conductor strips are made on thin dielectric films by printed circuit technology means. The film comprising the elements of the printed circuit is located between two form plates which are alternately positioned between the two metal shielding layers. This configuration forms a symmetrical strip line filled with a dielectric having a parameter close to the air parameter, since the dielectric properties of the form are similar to those of air. It is a very important factor at high frequencies because it generally excludes dielectric losses in dielectrics with higher permittivity.
도 6은 급전 장치(4)를 작동하게 하는 도체 스트립 라인을 나타낸 것이다. 스트립 라인과 원형 도파관 사이의 결합은 도파관에 삽입된 프로브(9, 10)에 의해서 이루어진다. 프로브(9, 10)는 스트립 라인의 연장으로 이루어진다. 위상 편이기 (7)는 루프 형태의 추가적인 스트립 라인 부분을 나타낸다. 루프의 길이는 루프 및 직선 전송 라인 사이의 180˚ 위상 변이를 제공한다.6 shows a conductor strip line for operating the
결과적으로(도 3 에서 도 6까지), 신호는 직교 편파를 가진 두 개의 신호 전송을 유지하는 네 개의 출력(6)으로부터 네 개의 안테나 각각의 방사기(3) 또는 안테나 입력 포트로 간다. 안테나 방사기(3)(도 2)는 원추형 혼, 정사각형 단면을 가진 피라미드형 혼, 원추형 또는 내부가 주름진 피라미드형 혼 등으로 이루어질 수 있다.As a result (FIGS. 3 to 6), the signal goes from the four
부 반사경(2)(도 2)은 안테나(도 7) 몸체 축(세로 방향의 대칭축 Z)과 일치하는 축을 따라 타원이 회전됨으로써 형성되는 회전체를 나타낸다. 도 7에서 Fe1은 부 반사경(2)의 첫번째 초점이고, Fe2는 부 반사경의 두번째 초점이며, F는 주 반사경(1) 포물면의 초점이고, H는 방사기 혼(3)의 가장자리며, E는 부 반사경(2)의 가장자리다.The secondary reflector 2 (FIG. 2) shows a rotating body formed by rotating an ellipse along an axis coinciding with the antenna axis (FIG. 7) body axis (vertical axis of symmetry Z). In FIG. 7 Fe1 is the first focal point of the
주 반사경(1)은 대칭축 Z인 안테나 축 둘레로 포물선이 회전하여 형성되는 회전 몸체로서 이루어진다. 포물면의 정점은 회전축 Z 상에 위치하거나 회전축 Z 주변에 위치한다. 타원이 회전될 때 타원의 초점 중 하나인 Fe1(첫번째 초점)은 회전축 Z 상에 위치하고 두번째 초점 Fe2는 이 축 Z로부터 떨어진 채 타원이 회전됨에 따라 직경 De(반경은 Fe2r )의 초점 링을 형성한다. 유사하게, 포물선이 회전되면, 포물선의 초점은 직경 Dp (반경은 Fr)의 초점 링을 형성한다.The
마찬가지로, 부 반사경(2-2)(도 10)은 안테나(도 11) 몸체 축(세로 방향의 대칭축 Z)과 일치하는 축 둘레로 임의의 곡선 형상이 회전됨으로써 형성되는 회전체를 나타낸다. 주 반사경(1-1)은 대칭축 Z인 안테나 축 둘레로 임의의 곡선 형상이 회전하여 형성되는 회전 몸체로서 이루어질 수 있다. 주 반사경의 정점은 회전축 Z 상이나 회전축 Z 주위에 위치할 수 있다.Similarly, the sub-reflector 2-2 (FIG. 10) represents a rotating body formed by rotating an arbitrary curved shape around the axis coinciding with the antenna axis (FIG. 11) body axis (vertical axis of symmetry Z). The main reflector 1-1 may be formed as a rotating body in which an arbitrary curved shape is formed around the antenna axis which is the symmetry axis Z. The vertices of the main reflector may be located on the axis of rotation Z or around the axis of rotation Z.
안테나의 상호 작용에 의하여, 안테나 작동은 수신 모드 및 송신 모드 양쪽으로 고려될 수 있다. 전파 전송 모드에서의 안테나 작동을 고려하면, 두 직교 편파 전파 중의 하나가 방사기 혼(3)(3-3)의 입력에 들어간다. 이 전파는 원추형 또는 피라미드형 혼(3)(3-3)의 표면의 정점과 일치하는 위상 중심등을 가진 혼(3)(3-3)에서 구형 전파를 방사시킨다. 구형 전파는 방사기 혼(3)(3-3)을 따라 위쪽 가장자리인 H(도 7,도 11)까지 전파되고, 그것이 방사기 혼(3)(3-3)의 길이 및 플래어 각도에 의해 결정되는 형태를 가진 자유 공간의 구형 전파로 변환된다.Due to the interaction of the antennas, antenna operation can be considered in both receive and transmit modes. Considering the operation of the antenna in the radio transmission mode, one of the two orthogonal polarized waves enters the input of the radiator horn 3 (3-3). This propagation radiates spherical propagation in a horn (3) (3-3) with a phase center light that coincides with the vertex of the surface of the conical or pyramidal horn (3) (3-3). Spherical propagation propagates along the radiator horn (3) (3-3) to the upper edge H (Fig. 7, Fig. 11), which is determined by the length and flare angle of the radiator horn (3) (3-3). It is transformed into a spherical wave of free space in form.
자유 공간의 구형 전파는 부 반사경(2)(2-2)에 방사된다. 안테나의 전력 손실을 줄이고 안테나 효율을 증가시키기 위해, 혼(3)(3-3)은 첫번째 측면으로부터 부 반사경(2)(2-2)의 영역 내에만 에너지가 공급되어서 반대편에서 부 반사경(2)(2-2)의 균일한 조향을 제공하도록 하는 형태를 취한다. 금속으로 만들어진 부 반사경(2)(2-2)은 입사된 전파를 주 반사경(1)(1-1) 방향으로 반사시키는 형태로. 그 다음에, 주 반사경(1)(1-1)은 자유 공간에 입사된 전파를 다시 방사한다.Spherical radio waves in free space are radiated to the
상기에 언급한 것한 전파의 반사 및 산란의 이해를 위해서는 주 반사경과 부 반사경간의 패라미터의 선택의 문제를 해결해야 하는데, 일 예로 기하 광학에 의한 해결 및 접근은 타원형 표면의 첫번째 초점 Fe1이 방사기(3)의 위상 중심과 일치하 고 타원형 표면의 두번째 초점 Fe2이 포물선 초점 F와 일치시키는 것이다. 따라서, 포물선 형태의 주 반사경(1)과 타원 형태의 부 반사경(2)의 회전으로 생긴 초점 링은 일치한다. 이러한 기하학적 구조는 큰 전기적 사이즈의 안테나의 설계에 있어서는 통상적인 것이다. 이러한 반사경(1)의 개구면의 초점의 배치에서 동위상의 필드 분포가 제공되며, 이것은 원거리 영역에서 방사하고 좁은 빔 패턴을 갖는 평행 빔 포밍(beam forming)과 등가적이다. 근접-초점 영역을 지난 후에, 빔은 확장되고 입사파를 반사시킨 주 반사경(1)의 표면에 조향되고 따라서 안테나 방사 자기장을 형성한다.In order to understand the reflection and scattering of radio waves as mentioned above, it is necessary to solve the problem of the selection of parameters between the main reflector and the sub reflector. This coincides with the center of phase in (3) and the second focal point Fe2 on the elliptical surface coincides with the parabolic focal point F. Thus, the focal ring resulting from the rotation of the parabolic
안테나 효율을 유지하면서 박형 구조의 두께를 가진 안테나의 특징은 이 안테나의 두께와 부 반사경(2)(2-2)의 사이즈가 자유 공간에서의 파장과 동등하다는 것이다. 예컨대 원 A(도 2)의 직경 즉, 부 반사경(2)의 직경은 약 1.5. 내지 2 파장 정도 일 수 있다. 상기의 부 반사경(2)의 사이즈와 관련하여, 기하 광학은 안테나 작동 원리의 적절한 설명을 주지 못하고 주 반사경(1)(1-1)과 부 반사경(2)(2-2) 매개변수를 올바로 선택하는 데 유용하지 못하다.The characteristic of the antenna having a thin structure while maintaining the antenna efficiency is that the thickness of the antenna and the size of the sub-reflectors 2 (2-2) are equivalent to the wavelength in free space. For example, the diameter of circle A (FIG. 2), that is, the diameter of the
박형 구조의 두께(그리고 최대 개구효율)를 가진 안테나의 경우, 위에서 나타낸 초점 배치를 위한 구성은 적어도 주 반사경(1)의 직경 D가 36 파장 이하인 안테나에서는 적용되지 못한다. 분명히 큰 전기적 사이즈를 가진 부 반사경(2)의 사용은 부 반사경(2)에 의해 주 반사경(1)에 생기는 그늘로 인하여 개구 효율의 감소를 피할 수 없을 것이다. 따라서, 예를 들어 최대 효율값은 부 반사경(2)의 직경 A가 2 내지 3 파장일 때 달성될 것이다. 예컨대, 주 반사경(1)의 직경이 5 내지 18 파장의 범위 내에서 변화될 때 안테나 두께는 1 내지 3.5 파장의 범위 내에서 변화될 것이다. 방사기(3)와 부 반사경(2)의 사이즈가 1 내지 3.5 파장일 때, 그 초점들이 확산되고 따라서 주 반사경(1)에 입사된 전파 빔은 기하 광학의 용어로는 정확히 기술될 수 없다.In the case of an antenna having a thin structure (and maximum aperture efficiency), the configuration for focusing arrangement shown above does not apply to an antenna whose diameter D of the
안테나 매개변수 설정의 정확한 접근은 매개 최적화 알고리즘과 조합된 맥스웰 방정식을 이용하는 경계값 문제의 해결 및 체계화에 기초한 전기역학적 접근이다. 이러한 접근 틀 내에서 목표로 한 함수들, 예를 들어 개구효율, 안테나 두께, 사이드 로브(Sidelobe) 수준 등이 체계화된다. 또한 자유 매개변수 세트가 주 반사경(1)(1-1), 부 반사경(2)(2-2) 및 방사기 혼(3)(3-3)의 사이즈 및 형태를 기술하는 특징적인 점들의 좌표 및 위치로 공식화된다. 자유 매개변수를 변화시킴으로써 목표 함수의 최소(또는 최대)값을 제공하는 매개변수 세트를 발견할 수 있다. 이러한 매개변수 세트가 가장 적합한 것이다.An accurate approach to antenna parameter setting is an electrodynamic approach based on solving and organizing boundary value problems using Maxwell's equations combined with parametric optimization algorithms. Within this approach framework, the targeted functions, for example aperture efficiency, antenna thickness, side lobe (Sidelobe) level, etc. are organized. Also, a set of free parameters coordinates characteristic points describing the size and shape of the primary reflector (1) (1-1), the secondary reflector (2) (2-2) and the emitter horn (3) (3-3). And position. By changing the free parameters, one can find a set of parameters that gives the minimum (or maximum) value of the target function. This set of parameters is the best fit.
주 반사경(1)(1-1), 부 반사경(2)(2-2) 및 방사기(3)(3-3)의 특징적인 좌표 또는 위치는 전자기장의 전파 구조와 주 반사경(1)(1-1), 부 반사경(2)(2-2) 및 방사기(3)(3-3)의 가장자리에 존재하는 회절 효과를 고려해서 선택한다. 전기역학적 경계값 문제를 푸는 컴퓨터 프로그램에 의해 이루어진 수식 계산과 안테나 매개변수 최적화와 실험 결과들은, 예컨대, 타원 형태의 부 반사경(2)에 있어서는 매개변수인 이심률(Exc) 값이 0.55 내지 0.75의 범위에 속하는 타원형 표면의 부 반사경(2)기초 위에 이루어져야 함을 보여주기도 한다. 이 경우, 부 반사경(2)의 원 A는 주 반사경(1)의 가장자리인 원 C에 의해 형성되는 평면 내에 위치할 수 있다. 한편 으로는, 이 조건이 안테나의 세로 사이즈의 최소화와 커버(8) 상의 부 반사경(2) 설치를 가능하게 해주는데, 이는 부 반사경(2)과 주 반사경(1)의 상단 가장자리와 하나의 수평면 상에 위치하기 때문이다. 커버(8) 상에 부 반사경(2)를 고정(도 1, 2)하는 것은 통상적인 방법과 같이 혼(3)에 부착되는 특별한 유전체 받침 위나 금속 형태의 구조물에 부 반사경(2)을 고정시킬 필요가 없기 때문에 확실히 유리한 점이 있다.Characteristic coordinates or positions of the main reflector (1) (1-1), the sub reflector (2) (2-2), and the radiator (3) (3-3) are characterized by the propagation structure of the electromagnetic field and the main reflector (1) (1). -1), the sub-reflectors (2) (2-2) and the diffraction effect present at the edges of the radiator (3) (3-3) are selected in consideration of. Numerical calculations, antenna parameter optimization, and experimental results made by computer programs to solve electrodynamic boundary value problems, for example, in the case of an elliptic secondary reflector (2), have an eccentricity (Exc) value ranging from 0.55 to 0.75. It may be shown that it should be on the base of the secondary reflector (2) of the elliptical surface belonging to. In this case, the circle A of the sub-reflector 2 may be located in the plane formed by the circle C which is the edge of the
도 8은 이심률이 상기 최적 범위 바깥일 때 개구효율의 감소를 보여준다. 도 8은 개구효율이 실질적으로 다양한 주 반사경(1) 직경을 가진 안테나의 이심률에 의존한다는 것을 보여준다.8 shows the reduction of the opening efficiency when the eccentricity is outside the optimum range. 8 shows that the aperture efficiency depends substantially on the eccentricity of the antenna with the various
통상적인 안테나처럼 타원의 첫번째 초점 Fe1과 방사기 혼(3)의 위상 중심은 포물선과 타원 회전축인 안테나 대칭축 Z 상에 위치한다. 그러나, 최대 개구효율의 달성을 위해서는, 첫번째 타원 초점 Fe1은 혼 위상 중심과의 관계에서 주 반사경(1)으로부터 양의 방향으로 Z축을 따라 약간 이동될 수 있다.As with a conventional antenna, the phase center of the ellipse's first focal point Fe1 and the
안테나 축 대칭으로 인해, 두 직교 편파된 전파에 의한 안테나의 방사는 이 전파들 사이의 차이가 안테나 축에 대하여 오직 90˚만큼 편파된 벡터 회전 때문에 같은 방식으로 일어난다.Due to the antenna axis symmetry, the radiation of the antenna by two orthogonally polarized radio waves occurs in the same way because the vector rotation in which the difference between these radio waves is polarized by only 90 ° with respect to the antenna axis.
또한 도 9에서 주 반사경 초점인 F의 r 좌표값은 하기 표 2의 r3와 동일하다. 최적화의 결과는 하기의 표에 나타난 것과 같다. 주 반사경(1) 직경 D의 다양한 값들에 대한 좌표 시스템 r, z에서의 특징적인 점들의 좌표는 표 2에서 나타낸 것과 같다.In addition, the r coordinate value of F which is the main reflector focus in FIG. 9 is the same as r3 of Table 2 below. The results of the optimization are as shown in the table below. The coordinates of the characteristic points in the coordinate system r, z for the various values of the
표 2TABLE 2
안테나(도 10)(도 11)는 임의의 곡선 형상의 모선으로 만들어지는 주 반사경(1-1)과, 임의의 곡선 형상의 모선으로 만들어지는 부 반사경(2-2)을 포함하여 구성된다. 부 반사경(2-2)은 원 A-A와 정점 B-B를 가진다. 정점 B-B는 주 반사경(1-1)과 마주 보고 원 A-A와 주 반사경(1-1) 사이에 위치한다. 방사기(3-3)는 주 반사경(1-1)과 부 반사경(2-2) 사이인 주 반사경(1-1) 기초 내의 세로 방향의 대칭축 Z 상에 위치하며, 상기 주 반사경(1-1)과 부 반사경(2-2)는 하기와 같이 정의된다.The antenna (Fig. 10) (Fig. 11) includes a main reflector 1-1 made of an arbitrary curved bus bar and a sub reflector 2-2 made of an arbitrary curved bus bar. The secondary reflector 2-2 has a circle A-A and a vertex B-B. The vertex B-B faces the main reflector 1-1 and is located between the circle A-A and the main reflector 1-1. The radiator 3-3 is located on the longitudinal axis of symmetry Z in the base of the main reflector 1-1, which is between the main reflector 1-1 and the sub reflector 2-2, and the main reflector 1-1. ) And the sub-reflector 2-2 are defined as follows.
Z,r은 주 반사경과 부 반사경의 좌표이며 Zm은 주 반사경을, Zs는 부 반사경을 나타낸다.Z and r are coordinates of the main reflector and the sub reflector, Zm represents the main reflector, and Zs represents the sub reflector.
D는 주 반사경 직경D is the main reflector diameter
상기의 
또한 상기의 
주 반사경의 직경 D에 대한, 상기 원(A-A)과 주 반사경 회전축상의 상기 주 반사경(1-1) 정점(apex)과의 거리(M-M)의 비율이 0.15~0.35이다.The ratio of the distance (M-M) between the circle (A-A) and the apex of the main reflector 1-1 on the main reflector rotation axis to the diameter D of the main reflector is 0.15 to 0.35.
가장 성공적인 특성을 가진 안테나 - 급전 장치와 안테나는 산업상 박형구조의 위성 안테나로 사용될 수도 있다.Antennas with the most successful characteristics-feeding devices and antennas may be used as industrial satellite antennas.
본 발명은 Ku,Ka,X,C band,등에도 적용이 가능하며 본 명세서의 기술되어 있지 않은 다양한 형태의 변형된 안테나에도 본 발명의 취지에서 벗어나지 않은 한 본 발명의 사상에 속한다 할 것이다.The present invention is applicable to Ku, Ka, X, C band, and the like, and will be within the spirit of the present invention as long as it does not depart from the gist of the present invention to various types of modified antennas which are not described herein.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 안테나 - 급전 장치 및 안테나는 높은 개구 효율과 광대역 주파수 범위를 유지하면서 세로 길이 방향의 사이즈가 축소된 박형 구조의 안테나 - 급전 장치 및 안테나를 제공함에 있다.As described above, the antenna-feeding device and the antenna according to the present invention provide a thin-shaped antenna-feeding device and an antenna having a reduced length in the longitudinal length while maintaining a high aperture efficiency and a wide frequency range.
Claims (21)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008543179A JP2009517960A (en) | 2005-11-29 | 2006-11-08 | Antenna-feeding device and antenna |
| AU2006321521A AU2006321521B2 (en) | 2005-11-29 | 2006-11-08 | Antenna-feeder device and antenna |
| PCT/KR2006/004654 WO2007064092A1 (en) | 2005-11-29 | 2006-11-08 | Antenna-feeder device and antenna |
| EP20060124095 EP1798814B1 (en) | 2005-11-29 | 2006-11-14 | Antenna and antenna-feeder device |
| US11/598,846 US7405708B2 (en) | 2005-05-31 | 2006-11-14 | Low profiled antenna |
| AT06124095T ATE512484T1 (en) | 2005-11-29 | 2006-11-14 | ANTENNA AND POWER SUPPLY |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050114512 | 2005-11-29 | ||
| KR20050114512 | 2005-11-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070056937A KR20070056937A (en) | 2007-06-04 |
| KR100802895B1 true KR100802895B1 (en) | 2008-02-13 |
Family
ID=38354598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060106048A KR100802895B1 (en) | 2005-05-31 | 2006-10-31 | Low profiled antenna |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009517960A (en) |
| KR (1) | KR100802895B1 (en) |
| AT (1) | ATE512484T1 (en) |
| AU (1) | AU2006321521B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018080098A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 삼성전자(주) | Antenna device |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB973583A (en) | 1962-04-11 | 1964-10-28 | Post Office | Improvements in or relating to microwave aerials |
| JPS63283210A (en) | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Nec Corp | Aperture plane antenna |
| US5243357A (en) | 1989-11-27 | 1993-09-07 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Waveguide feeding array antenna |
| KR940003118A (en) * | 1992-07-14 | 1994-02-19 | 손일호 | Design Method of Crystal Surface Reflector for Antenna |
| JPH06204737A (en) * | 1992-12-29 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | Dual reflecting mirror antenna system |
| US6211834B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-04-03 | Harris Corporation | Multiband ring focus antenna employing shaped-geometry main reflector and diverse-geometry shaped subreflector-feeds |
| US6603437B2 (en) | 2001-02-13 | 2003-08-05 | Raytheon Company | High efficiency low sidelobe dual reflector antenna |
-
2006
- 2006-10-31 KR KR1020060106048A patent/KR100802895B1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-11-08 AU AU2006321521A patent/AU2006321521B2/en not_active Ceased
- 2006-11-08 JP JP2008543179A patent/JP2009517960A/en active Pending
- 2006-11-14 AT AT06124095T patent/ATE512484T1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB973583A (en) | 1962-04-11 | 1964-10-28 | Post Office | Improvements in or relating to microwave aerials |
| JPS63283210A (en) | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Nec Corp | Aperture plane antenna |
| US5243357A (en) | 1989-11-27 | 1993-09-07 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Waveguide feeding array antenna |
| KR940003118A (en) * | 1992-07-14 | 1994-02-19 | 손일호 | Design Method of Crystal Surface Reflector for Antenna |
| JPH06204737A (en) * | 1992-12-29 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | Dual reflecting mirror antenna system |
| US6211834B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-04-03 | Harris Corporation | Multiband ring focus antenna employing shaped-geometry main reflector and diverse-geometry shaped subreflector-feeds |
| US6603437B2 (en) | 2001-02-13 | 2003-08-05 | Raytheon Company | High efficiency low sidelobe dual reflector antenna |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018080098A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 삼성전자(주) | Antenna device |
| US10868367B2 (en) | 2016-10-31 | 2020-12-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Antenna apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE512484T1 (en) | 2011-06-15 |
| JP2009517960A (en) | 2009-04-30 |
| AU2006321521A1 (en) | 2007-06-07 |
| KR20070056937A (en) | 2007-06-04 |
| AU2006321521B2 (en) | 2009-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7405708B2 (en) | Low profiled antenna | |
| US7408522B2 (en) | Antenna-feeder device and antenna | |
| US7656358B2 (en) | Antenna operable at two frequency bands simultaneously | |
| US7656359B2 (en) | Apparatus and method for antenna RF feed | |
| US7961153B2 (en) | Integrated waveguide antenna and array | |
| US7847749B2 (en) | Integrated waveguide cavity antenna and reflector RF feed | |
| US7554505B2 (en) | Integrated waveguide antenna array | |
| US9105952B2 (en) | Waveguide-configuration adapters | |
| KR100802895B1 (en) | Low profiled antenna | |
| KR101598341B1 (en) | Waveguide slot array antenna including slots having different width | |
| EP3547451B1 (en) | Reflection mirror antenna device | |
| EP1798814B1 (en) | Antenna and antenna-feeder device | |
| JP2002198730A (en) | Modified mirror surface antenna | |
| KR101598338B1 (en) | Waveguide slot array antenna using non-parallelepiped cavity | |
| Arnieri et al. | A compact reflector based beam forming network in SIW technology for K band applications | |
| Salomonsson et al. | Corrugated soft sector horn with different beam properties in the two principal planes | |
| JPH0119452Y2 (en) | ||
| Pour et al. | Applications of trimode waveguide feeds in adaptive virtual array antennas | |
| McCarrick | Phase Error in Dual-Ridged Horn Antennas | |
| Chan et al. | Modal analysis of trifurcated horn | |
| Ettorre et al. | Comparison of multi-beam pillbox antennas using leaky-wave and slotted waveguide radiating parts for automotive radars at millimeter-waves | |
| Zuji et al. | Introduction to ECRIEE's development on very low sidelobe antenna | |
| Ponomarev | Investigation of Novel method of spherical aberration correction for enhanced spherical hybrid reflector antennas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130110 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140127 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141117 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |