KR101557781B1 - Feed horn assembly of parabolic antenna for multimode monopulse - Google Patents

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KR101557781B1
KR101557781B1 KR1020150030453A KR20150030453A KR101557781B1 KR 101557781 B1 KR101557781 B1 KR 101557781B1 KR 1020150030453 A KR1020150030453 A KR 1020150030453A KR 20150030453 A KR20150030453 A KR 20150030453A KR 101557781 B1 KR101557781 B1 KR 101557781B1
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권건섭
허종완
황기민
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a technology for designing a feed horn assembly of a parabolic antenna for multimode monopulse satellite tracking. The feed horn assembly includes: a feed horn which is in accordance with a pattern standard and a cross polarized wave standard in a broad band and receives signals; a circular wave guide which generates a basic mode signal (TE11 mode) and a high-mode (TE21 mode) by using a circular polarization signal received by the feed horn; and a high-mode coupler which comprises multiple slots, and generates a signal for tracking based on a signal received from the circular wave guide.

Description

다중모드 모노펄스 파라볼라 안테나용 급전혼조립체{FEED HORN ASSEMBLY OF PARABOLIC ANTENNA FOR MULTIMODE MONOPULSE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a feeding horn assembly for a multi-mode monopulse parabolic antenna,

본 발명은 군사용으로 사용 가능한 다중모드 모노펄스 위성 추적을 위한 파라볼라 안테나의 급전혼조립체 설계 기술에 관한 것으로 광대역에서 패턴규격 및 교차 편파규격을 만족하는 급전혼을 통하여, 추적용 신호를 생성하여 추적하는 고차모드 커플러에 관한 것이다. The present invention relates to a feeding horn assembly design technique of a parabolic antenna for tracking a multimode monopulse satellite which can be used for military use, and is designed to generate and track a tracking signal through a feeding horn satisfying a pattern specification and a cross polarization specification in a broadband High-order mode coupler.

군사용 레이더 시스템에서 유래된 모노펄스 추적 시스템은 이동하는 플랫폼에서 지향하고자 하는 목표물의 위치를 정확히 파악하고 이를 추적할 수 있도록 한다. 흔히 사용되는 다중 혼(multi horn) 모노펄스 추적 시스템은 여러 개의 혼을 안테나에 배치하여 이로부터 생성된 널(null) 패턴을 추출하여 추적에 활용한다. 그러나, 상기와 같은 다중 혼 모노펄스 추적 시스템은 여러 개의 혼을 안테나에 장착해야 하는 공간적인 제약 사항으로 인하여, 안테나 패턴(co-pol 및 cross-pol)의 요구 규격을 만족시키기 어려운 문제점이 있다. The monopulse tracking system, derived from military radar systems, allows the mobile platform to pinpoint and track the position of the target that it is aiming at. A commonly used multi-horn monopulse tracking system places multiple horns on an antenna and extracts null patterns from the horns and uses them for tracking. However, the multi-horn monopulse tracking system as described above has a problem that it is difficult to satisfy the requirements of the antenna pattern (co-pol and cross-pol) due to the space constraints to mount the plurality of horns on the antenna.

한편, 대형 기지국 안테나에 많이 사용되고 있는 다중모드(multi mode) 모노펄스 추적 시스템은 단일 혼 조립체에 기본모드 신호 이외의 고차모드(higher mode)신호를 생성하여 이로부터 널(null) 패턴을 추출하여 추적에 활용한다. Meanwhile, a multi-mode monopulse tracking system, which is widely used in large-sized base station antennas, generates a higher mode signal other than a basic mode signal in a single horn assembly, extracts a null pattern therefrom, .

대형 기지국 안테나는 광대역의 비콘신호를 수신하고자 많은 슬롯(slot)이 장착된 고차모드 커플러를 이용하며, 이는 크기 및 무게 측면에서 이동하는 플랫폼에 장착하기 어려운 문제점이 있다. A large base station antenna uses a high-order mode coupler with a large number of slots to receive broadband beacon signals, which is difficult to mount on a moving platform in terms of size and weight.

이에 본 발명에서는 이동하는 플랫폼에서 모노펄스 추적이 가능한 소형/경량화 된 고차모드 커플러를 구비한 추적 시스템 및 안테나 패턴(co-pol 및 cross-pol)의 요구 규격을 동시에 만족할 수 있는 급전혼조립체를 제안한다. Accordingly, the present invention proposes a feed horn assembly capable of simultaneously satisfying requirements of tracking systems and antenna patterns (co-pol and cross-pol) with a compact / lightweight high-order mode coupler capable of monopulse tracking in a moving platform do.

본 발명은 이동하는 플랫폼에서 모노펄스 추적이 가능한 소형화 및 경량화 된 급전혼조립체를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a miniaturized and lightweight feed horn assembly capable of monopulse tracking in a moving platform.

본 발명은 이동하는 플랫폼에 있어서, 빠른 속도와 높은 정확도를 요구하는 모노펄스 추적 방식을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a monopulse tracking method that requires high speed and high accuracy in a moving platform.

또한, 본 발명은 다중모드 모노펄스 위성 추적을 위한 파라볼라 안테나에 있어서, 광대역에서 패턴 규격 및 교차 편파 규격을 만족하는 파라볼라 안테나용 모노펄스 추적 방식을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a monopulse tracking method for a parabolic antenna that satisfies a pattern standard and a cross polarization specification in a wide band in a parabolic antenna for tracking a multimode monopulse satellite.

본 발명에 따른 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼 조립체는 원형편파(Circular Polarization) 신호를 수신하는 급전혼과 상기 급전혼에서 수신된 신호를 이용하여 기본모드 신호와 고차모드 신호를 생성하는 원형 도파관과 상기 원형 도파관에서 수신된 신호를 기초로, 추적용 신호를 생성하는 복수의 슬롯과 E-plane Magic Tee로 구성되는 고차모드 커플러를 포함한다.
A feed horn assembly for a multimode monopulse antenna according to the present invention includes a feed horn for receiving a circular polarization signal and a circular waveguide for generating a fundamental mode signal and a higher order mode signal using a signal received from the feed horn, And a high-order mode coupler including a plurality of slots for generating a tracking signal and an E-plane Magic Tee based on the signal received by the circular waveguide.

*일 실시 예에 있어서, 상기 원형 도파관은 상기 급전혼에서 수신된 신호를 기초로, 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호가 생성되도록 내경이 설계되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the inner diameter of the circular waveguide is designed such that a fundamental mode (TE11 mode) signal and a high-order mode (TE21 mode) signal are generated based on a signal received from the feeding horn.

일 실시 예에 있어서, 상기 고차모드 커플러는 직사각형 모양의 2개의 슬롯이 대칭으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the high-order mode coupler is characterized in that two rectangular slots are symmetrically formed.

일 실시 예에 있어서, 상기 고차모드 커플러는 상기 원형 도파관에서 수신된 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호 중 고차모드(TE21 mode) 신호를 커플링하고, 동 위상으로 합성하여 구형 도파관(Rectangular Waveguide) 내에 고차모드 신호의 정보를 가지는 추적용 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the higher-order mode coupler couples the higher-order mode (TE21 mode) signal among the fundamental mode (TE11 mode) signal and the higher-order mode (TE21 mode) signal received in the circular waveguide, And a tracking signal having information of a higher-order mode signal is generated in a rectangular waveguide.

본 발명은 이동하는 플랫폼에 적합한 급전혼조립체를 구현함으로써, 광대역 특성을 만족하면서 소형화 및 경량화된 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다.By implementing a feed horn assembly suitable for a moving platform, the present invention can provide a monopulse tracking system that is compact and lightweight while satisfying wide band characteristics.

또한, 본 발명은 이동하는 플랫폼에 적합한 급전혼조립체로 인하여, 보다 빠르고, 높은 정확도를 갖는 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a monopulse tracking system with faster, higher accuracy due to the feed horn assembly suitable for a moving platform.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치를 보여주는 전면 사시도 및 후면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치에 구비된 급전혼조립체를 나타낸 사시도, 세부 구조도 및 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 급전혼조립체에 있어서, 고차모드 커플러를 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 급전혼조립체의 신호 합성 과정을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치의 파라미터를 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치의 방사패턴을 측정한 결과값을 나타낸 그래프이다. 1 is a front perspective view and a rear perspective view showing a reflection plate type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view, a detailed structure, and a cross-sectional view illustrating a feed horn assembly included in a reflection plate type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view and a cross-sectional view illustrating a high-order mode coupler in a feed horn assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a signal synthesizing process of a feed horn assembly according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating parameters of a reflection-type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing a result of measurement of a radiation pattern of a reflection plate type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

이하에서는 다중모드 모노펄스용 반사판형 안테나 장치에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사판형 안테나 장치의 구성을 나타내는 정면 사시도 및 후면 사시도이다.Hereinafter, a reflection plate type antenna apparatus for a multi-mode monopulse will be described in more detail with reference to the drawings. 1 is a front perspective view and a rear perspective view showing a configuration of a reflection plate type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 반사판형 안테나 장치(100)는 주반사판(101), 부반사판(102) 및 급전혼조립체(300)를 포함할 수 있다. The reflection plate type antenna apparatus 100 according to the present invention may include a main reflection plate 101, a sub reflector 102, and a feed horn assembly 300.

상기 반사판형 안테나 장치(100)는 외부에서부터 주반사판(101)으로 신호가 입사되면, 상기 입사된 신호를 부반사판(102)으로 반사할 수 있다. 이때, 상기 부반사판(102)은 상기 주반사판(101)으로부터 수신된 신호를 급전혼조립체(300)로 입사시킬 수 있다. 여기에서, 상기 급전혼조립체(300)로 입사한 신호는 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호 중 적어도 하나가 포함된 신호일 수 있다. The reflection plate type antenna apparatus 100 may reflect the incident signal to the sub reflector 102 when a signal is incident on the main reflector 101 from the outside. At this time, the auxiliary reflector 102 may cause the signal received from the main reflector 101 to enter the feed horn assembly 300. Here, the signal input to the feed horn assembly 300 may be a signal including at least one of a basic mode (TE11 mode) signal and a higher-order mode (TE21 mode) signal.

이하에서는, 상기 반사판형 안테나 장치(100)의 파라미터에 대하여, 도 5를 참조하여, 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, the parameters of the reflection-type antenna device 100 will be described in more detail with reference to FIG.

도 5의 (a)를 참조하면, 상기 반사판형 안테나 장치(100)는 포물선

Figure 112015021493302-pat00001
의 초점을 점 P, 타원
Figure 112015021493302-pat00002
의 초점을 점 O와 점 P라고 했을 때, 도시된 바와 같이 기하학적인 설계 파라미터,
Figure 112015021493302-pat00003
Figure 112015021493302-pat00004
,
Figure 112015021493302-pat00005
,
Figure 112015021493302-pat00006
,
Figure 112015021493302-pat00007
,
Figure 112015021493302-pat00008
,
Figure 112015021493302-pat00009
가 정의된다. 예를 들면, 상기 반사판형 안테나 장치(100)은 주반사판(포물선
Figure 112015021493302-pat00010
)의 지름(
Figure 112015021493302-pat00011
)이 600mm이고, 부반사판(타원
Figure 112015021493302-pat00012
)의 지름(
Figure 112015021493302-pat00013
이 92mm로 설계될 수 있다. 5 (a), the reflection plate type antenna apparatus 100 includes a parabola
Figure 112015021493302-pat00001
The point P, the ellipse
Figure 112015021493302-pat00002
And the point P is a point P, the geometric design parameters as shown,
Figure 112015021493302-pat00003
Figure 112015021493302-pat00004
,
Figure 112015021493302-pat00005
,
Figure 112015021493302-pat00006
,
Figure 112015021493302-pat00007
,
Figure 112015021493302-pat00008
,
Figure 112015021493302-pat00009
Is defined. For example, the reflection plate type antenna apparatus 100 includes a main reflector (parabola
Figure 112015021493302-pat00010
) Of the diameter
Figure 112015021493302-pat00011
) Is 600 mm, and a sub-reflecting plate
Figure 112015021493302-pat00012
) Of the diameter
Figure 112015021493302-pat00013
Can be designed to be 92 mm.

도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 도시된 값을 만족하는 반사판형 안테나 장치(100)의 각 구성요소(주반사판, 부반사판, 혼)로 분리한 분리도이다.5B is a sectional view of the reflection plate type antenna apparatus 100 that is divided into the respective components (main reflection plate, sub-reflection plate, and horn) satisfying the values shown in FIG. 5A.

또한, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 급전혼조립체(300)의 급전혼은 단면의 직경이 68.7 mm, 단면의 길이가 83.1 mm일 수 있다. 또한, 상기 급전혼조립체(300)의 급전혼과 부반사판(102) 사이의 거리는 46.53 mm가 될 수 있다. 5 (c), the feed horn of the feed horn assembly 300 may have a diameter of 68.7 mm in cross section and a length of 83.1 mm in cross section. The distance between the feeding horn of the feed horn assembly 300 and the sub-reflecting plate 102 may be 46.53 mm.

또한, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 반사판형 안테나 장치(100)는 MIL-STD_188-164A 및 ITU-R S.731의 규격에서의 방사패턴을 보일 수 있다. 6 (a) and 6 (b), the reflection plate type antenna apparatus 100 can show radiation patterns in the standards of MIL-STD_188-164A and ITU-R S.731.

이상에서는 반사판형 안테나 장치(100)의 기본 구조를 살펴보았다. 이하에서는 상기 반사판형 안테나 장치(100)에 구비된 급전혼조립체(300)의 구조에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. The basic structure of the reflection plate type antenna apparatus 100 has been described above. Hereinafter, the structure of the feed horn assembly 300 included in the reflective plate-type antenna device 100 will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치(100)의 급전혼조립체(300)에 대한 사시도 및 세부 구조도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치에 구비된 고차모드 커플러(303)의 사시도 및 단면도이다.2 is a perspective view and a detailed structural view of the feed horn assembly 300 of the reflection plate type antenna device 100 according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view and a cross-sectional view of a high-order mode coupler 303 included in a reflection-type antenna apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2의 (b) 및 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반사판형 안테나 장치에 구비된 급전혼조립체(300)는 급전혼(301), 원형 도파관(Circular Waveguide, 302), 고차모드 커플러(303) 및 셉텀 편파기(304)를 포함할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았지만, 상기 급전혼조립체(300)는 상기 고차모드 커플러(303)와 연결된 구형 도파관(Rectangular Waveguide)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 2B and 2C, the feed horn assembly 300 of the reflector type antenna apparatus according to the embodiment of the present invention includes a feed horn 301, a circular waveguide 302, A higher order mode coupler 303, and a septum polarizer 304. In addition, although not shown, the feed horn assembly 300 may further include a rectangular waveguide connected to the high-order mode coupler 303.

상기 급전혼(301)은 코러게이트(주름모양) 혼으로 급전혼(301)으로 입사된 신호의 모드 변환(mode converter)을 수행할 수 있다. 여기에서, 모드 변환은 급전혼(301)으로 수신된 신호가 상기 급전혼조립체(300)를 구성하는 각 구성 요소에 적합한 신호로 변환하는 기능으로 이해될 수 있다. The feed horn 301 may perform a mode conversion of a signal input to the feed horn 301 by a corrugated horn. Here, the mode conversion can be understood as a function of converting a signal received by the feeding horn 301 into a signal suitable for each constituent element of the feeding hinge assembly 300.

상기 모드 변환은 각 구성 요소들의 물리적 특성(예를 들어, 원형 도파관의 내경 등)에 적합한 신호의 특성을 갖도록 신호를 변환하는 기능일 수 있다. The mode conversion may be a function of converting a signal to have a characteristic of a signal suitable for the physical characteristics (e.g., the inner diameter of the circular waveguide) of each component.

여기에서, 모드는 신호가 가지는 주파수, 진폭 등 신호의 특성이 급전혼조립체(300)를 구성하는 각 구성요소들의 물리적인 특성에 적합하게 정해진 상태를 의미할 수 있다. Here, the mode may refer to a state in which the characteristics of the signal such as the frequency and the amplitude of the signal are determined in accordance with the physical characteristics of the constituent elements of the feed horn assembly 300.

한편, 상기 급전혼조립체(300)는 E-plane과 H-plane이 대칭으로 형성되어, 송신대역과 수신대역 모두 안테나 패턴의 요구 규격 등 전기적 성능을 만족하는 광대역 특성을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 급전혼조립체(300)는 넓은 주파수 대역을 갖는 Ka 대역(예를 들어, 20~30GHz)의 특성을 만족할 수 있다. Meanwhile, the feed horn assembly 300 may have a broadband characteristic that satisfies electrical performance such as requirements of the antenna pattern in both the transmission band and the reception band, because the E-plane and the H-plane are formed symmetrically. More specifically, the feed horn assembly 300 can satisfy the characteristics of a Ka band (for example, 20 to 30 GHz) having a wide frequency band.

상기 급전혼(301)은 부반사판(102)에서 반사된 신호를 수신할 수 있다. 상기 급전혼(301)에서 수신된 신호는 원형 도파관(302)에 적합한 신호로 변환이 수행되어, 상기 원형 도파관(302)으로 전달될 수 있다. The feeding horn 301 can receive a signal reflected from the sub-reflecting plate 102. The signal received by the feeding horn 301 may be converted into a signal suitable for the circular waveguide 302 and transmitted to the circular waveguide 302.

여기에서, 상기 원형 도파관(302)은 통신용 신호인 기본모드(TE11 mode) 신호와 추적용 신호인 고차모드(TE21 mode) 신호가 동시에 발생할 수 있도록 내경의 크기가 정의될 수 있다. 즉, 상기 급전혼(301)에서 수신된 신호는 원형 도파관(302)의 물리적 특성에 의하여 기본모드 신호 및 고차모드 신호로 변환될 수 있다. Here, the size of the inner diameter of the circular waveguide 302 may be defined so that a basic mode (TE11 mode) signal, which is a communication signal, and a high-order mode (TE21 mode) signal, which is a tracking signal, can occur at the same time. That is, the signal received in the feed horn 301 may be converted into a fundamental mode signal and a higher-order mode signal according to physical characteristics of the circular waveguide 302.

상기 원형 도파관(302)에서 발생한 기본모드 신호(TE11 mode) 및 고차모드 신호(TE21 mode)는 고차모드 커플러(303)로 이동할 수 있다. The fundamental mode signal TE11 mode and the high-order mode signal TE21 mode generated in the circular waveguide 302 can be moved to the high-order mode coupler 303. [

상기 고차모드 커플러(303)는 복수의 슬롯 및 E-plane Magic Tee로 구성될 수 있다. The high-order mode coupler 303 may include a plurality of slots and an E-plane Magic Tee.

도 3을 참조하면, 상기 고차모드 커플러(303)로 이동될 고차모드(TE21 mode) 신호는 상기 고차모드 커플러(303)와 상기 원형 도파관(302)이 결합되는 원형 도파관(302)의 벽에 대칭으로 형성된 복수의 슬롯(slot)에 의하여, 커플링(coupling) 될 수 있다. 3, a higher-order mode (TE21 mode) signal to be transmitted to the higher-order mode coupler 303 is transmitted to the higher-order mode coupler 303 and the circular waveguide 302, Or by a plurality of slots formed in the base.

보다 구체적으로, 상기 커플링을 수행하기 위한 슬롯(slot)은 대칭으로 형성되기 위하여, 적어도 2개로 구성될 수 있다. 즉, 본 발명은 2개의 슬롯(slot)만으로 소형화/경량화된 고차모드 커플러(303)를 구현할 수 있다.More specifically, the slots for performing the coupling may be formed of at least two so as to be formed symmetrically. That is, the present invention can realize a high-order mode coupler 303 that is reduced in size and weight with only two slots.

여기에서, 신호가 커플링된다는 것은 신호가 통과하는 물체의 물리적 구조를 이용하여 복수의 신호 중 어느 하나의 신호를 선택적으로 통과시키는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 신호가 커플링된다는 것은 동작하는 모드가 서로 다른 복수의 신호 중 고차모드 신호(TE21 mode) 신호만을 선택적으로 통과시키는 것을 의미할 수 있다.Here, coupling of a signal may mean selectively passing one of a plurality of signals using a physical structure of an object through which the signal passes. For example, coupling a signal may mean selectively passing only a higher order mode signal (TE21 mode) among a plurality of signals having different operating modes.

상기 커플링은 슬롯(slot)의 모양에 의하여 다양하게 수행될 수 있다. 이때, 본 발명에서 상기 커플링을 수행하기 위한 슬롯(slot)의 모양은 원형 도파관(302)의 축 방향으로 긴 변을 갖는 직사각형 형태가 될 수 있다. 이때, 상기 슬롯(slot)이 직사각형 형태를 가짐으로써, 본 발명에 따른 Ka 대역에 적합한 커플링을 수행할 수 있다. The coupling may be performed variously depending on the shape of the slot. In this case, the shape of the slot for performing the coupling in the present invention may be a rectangular shape having long sides in the axial direction of the circular waveguide 302. At this time, since the slot has a rectangular shape, coupling suitable for the Ka band according to the present invention can be performed.

또한, 상기 슬롯(slot)은 크기는 상기 커플링을 수행하기 위한 적합한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯(slot)의 크기는 7.4mm X 1 mm가 될 수 있다. 이는 실험에 의하여 결정되거나, 수식에 의하여 도출될 수 있다.Also, the slot may have a size suitable for carrying out the coupling. For example, the size of the slot may be 7.4 mm X 1 mm. This can be determined by experimentation or can be derived from a formula.

상기 고차모드 커플러(303)는 원형 도파관(302)내의 180°위상차가 발생하는 고차모드(TE21 mode) 신호를 상기 고차모드 신호와 동일한 위상에서 구형 도파관의 기본모드 신호(TE10 mode) 신호로 변경할 수 있다. The higher order mode coupler 303 can change a higher order mode (TE 21 mode) signal in which the 180 ° phase difference occurs in the circular waveguide 302 to a basic mode signal (TE10 mode) signal of the rectangular waveguide in the same phase as the higher order mode signal have.

그리고, 본 발명은 상기 변경된 구형 도파관의 기본모드 신호(TE10 mode)를 이용하여 모노펄스 추적에 이용할 수 있다. 상기 구형 도판관을 통과한 기본모드 신호(TE10 mode)는 LNA까지 전달되어 모노펄스 추적에 이용될 수 있다. In addition, the present invention can be used for monopulse tracking using the modified fundamental mode signal TE10 mode of the rectangular waveguide. The basic mode signal (TE10 mode) passing through the spherical plate pipe is transmitted to the LNA and can be used for monopulse tracking.

또한, 상기 고차모드 커플러(303)에서 커플링 되지 않은 기본모드 신호(TE11 mode)는 셉텀 편파기(304)로 이동될 수 있다. 이때, 상기 셉텀 편파기(304)는 OMT(Orthormode Transducer)의 한 종류로, 안테나가 외부로부터 송수신한 송신신호와 수신신호를 분리할 수 있다. 즉, 상기 셉텀 편파기(304)는 동일한 안테나를 사용함으로 인한, 송신신호와 수신신호의 간섭을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. In addition, the uncoupled basic mode signal (TE11 mode) in the higher order mode coupler 303 may be moved to the septum polarizer 304. At this time, the septum polarizer 304 is a kind of OMT (Orthoormode Transducer), and can separate the transmission signal received from the antenna and the reception signal from the outside. That is, the septum polarizer 304 can prevent interference between the transmission signal and the reception signal due to the use of the same antenna.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고차모드 커플러를 구비한 급전혼조립체에 대하여 설명하였다. 이하에서는 상기 고차모드 커플러에서의 신호 합성 과정을 보다 구체적으로 살펴본다. In the foregoing, a feed horn assembly having a high-order mode coupler according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, the signal synthesis process in the higher-order mode coupler will be described in more detail.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고차모드 커플러에서의 신호 합성 과정을 보여준다. 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 고차모드 커플러(303)로 입력되는 고차모드(TE21 mode) 신호는 대칭으로 형성된 슬롯(slot)에서 전기장(electric field)의 세기가 0에 가까우며 자기장(magnetic field)의 세기는 가장 크다. 4 illustrates a signal synthesis process in a higher order mode coupler according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4A and 4B, a high-order mode (TE21 mode) signal input to the high-order mode coupler 303 has an electric field intensity close to 0 in a symmetrically formed slot The strength of the magnetic field is greatest.

이에, 상기 고차모드 커플러(303)는 E-plane Magic Tee를 이용하여 180° 위상차를 가지는 고차모드(TE21 mode) 신호를 동위상을 갖는 구형 도파관의 기본모드(TE10 mode) 신호로 합성할 수 있다. Therefore, the higher-order mode coupler 303 can synthesize a higher-order mode (TE21 mode) signal having a phase difference of 180 degrees with a fundamental mode (TE10 mode) signal of a rectangular waveguide having the same phase using an E-plane Magic Tee .

이상에서는 고차모드 커플러에서 신호가 합성되는 형태에 대하여 살펴보았다. 이를 통하여, 본 발명은 다중모드를 사용하는 안테나에서, 작은 숫자의 슬롯(slot)만으로 모노펄스 추적을 가능하게 할 수 있다. 또한, 본 발명은 슬롯(slot)의 수가 줄어듦으로 인하여, 소형화/경량화된 급전혼조립체를 구현할 수 있다. In the above, the shape of the signal is synthesized in the high-order mode coupler. Accordingly, the present invention can enable monopulse tracking with only a small number of slots in an antenna using a multi-mode. In addition, since the number of slots is reduced in the present invention, it is possible to realize a feed hysteresis assembly that is reduced in size and weight.

본 발명은 이동하는 플랫폼에 적합한 급전혼조립체를 구현함으로써, 광대역 특성을 만족하면서 소형화 및 경량화된 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다.By implementing a feed horn assembly suitable for a moving platform, the present invention can provide a monopulse tracking system that is compact and lightweight while satisfying wide band characteristics.

또한, 본 발명은 이동하는 플랫폼에도 적합한 급전혼조립체로 인하여, 보다 빠르고, 높은 정확도를 갖는 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다.
In addition, the present invention can provide a monopulse tracking system with faster and higher accuracy due to the feed horn assembly, which is also suitable for a moving platform.

100 : 반사판형 안테나 장치
300 : 급전혼조립체100: reflective plate type antenna device
300: feed horn assembly

Claims (7)

신호를 수신하는 급전혼;
상기 급전혼에서 수신된 원형 편파(Circular Polarization) 신호를 이용하여 기본모드(TE11 mode) 신호와 고차모드(TE21 mode) 신호를 생성하는 원형 도파관; 및
서로 대칭으로 형성된 2개의 슬롯을 구비하고, 상기 2개의 슬롯을 이용하여, 상기 원형 도파관에서 수신된 기본모드 신호 및 고차모드 신호 중 고차모드 신호를 검출하며,
상기 검출된 고차모드 신호를 이용하여, 동 위상의 구형 도파관의 추적용 신호를 생성하는 고차모드 커플러를 포함하고,
상기 2개의 슬롯은 상기 원형 도파관과 상기 고차모드 커플러가 결합되는 원형 도파관의 벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼 조립체.A feeding horn for receiving a signal;
A circular waveguide for generating a fundamental mode (TE11 mode) signal and a high-order mode (TE21 mode) signal by using a circular polarization signal received from the feed horn; And
And two slots formed symmetrically with respect to each other to detect a higher-order mode signal among the fundamental mode signal and the higher-order mode signal received by the circular waveguide,
And a high-order mode coupler for generating a tracking signal of the in-phase rectangular waveguide using the detected higher-order mode signal,
Wherein the two slots are formed in a wall of a circular waveguide to which the circular waveguide and the high-order mode coupler are coupled. 제1항에 있어서,
상기 원형 도파관은
상기 급전혼에서 수신된 신호를 기초로, 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호가 생성되도록 내경이 설계되는 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼 조립체.The method according to claim 1,
The circular waveguide
Wherein the inner diameter is designed such that a basic mode (TE11 mode) signal and a higher-order mode (TE21 mode) signal are generated based on a signal received from the feeding horn. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 2개의 슬롯은 직사각형 모양으로 형성되고,
상기 직사각형 모양의 2개의 슬롯은 각각 7.4 mm x 1mm 의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼조립체. The method according to claim 1,
The two slots are formed in a rectangular shape,
And the two rectangular slots have a size of 7.4 mm x 1 mm, respectively. 삭제delete 반사판으로부터 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 신호를 기초로 원형 도파관에서 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호를 생성하는 단계;
2개의 슬롯을 구비한 고차모드 커플러에서, 상기 2개의 슬롯을 이용하여, 상기 원형 도파관에서 수신된 기본모드(TE11 mode) 신호 및 고차모드(TE21 mode) 신호 중 고차모드 신호를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 고차모드 신호를 이용하여, 구형 도파관 내 추적용 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 2개의 슬롯은 상기 원형 도파관과 고차모드 커플러가 결합되는 원형 도파관의 벽에 서로 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼조립체의 신호 출력 방법.Receiving a signal from a reflector;
Generating a fundamental mode (TE11 mode) signal and a high-order mode (TE21 mode) signal in the circular waveguide based on the received signal;
A high-order mode coupler having two slots, comprising the steps of: detecting a higher-order mode signal among a fundamental mode (TE11 mode) signal and a higher-order mode (TE21 mode) signal received at the circular waveguide using the two slots; And
Generating a tracking signal in the spherical waveguide using the detected higher order mode signal,
Wherein the two slots are formed symmetrically with respect to a wall of a circular waveguide to which the circular waveguide and the high-order mode coupler are coupled. 제6항에 있어서,
상기 추적용 신호를 생성하는 단계에서는
상기 검출된 고차모드 신호를 기초로 동위상의 추적용 신호로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 안테나용 급전혼조립체의 신호 출력 방법.
The method according to claim 6,
In the step of generating the tracking signal
And converting the detected high-order mode signal into a tracking signal on the basis of the detected high-order mode signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101874741B1 (en) * 2017-03-22 2018-07-04 국방과학연구소 Feed horn assembly of small parabolic antenna for multimode monopulse using tm01 mode coupler

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100451639B1 (en) * 2002-04-30 2004-10-12 (주)하이게인안테나 Satellite communication antenna using multiplex frequency band

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