KR101943893B1 - Method of designing parabolic offset antenna horn restrainer for suppression of sidelobe and antenna system using thereof - Google Patents

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KR101943893B1
KR101943893B1 KR1020170144860A KR20170144860A KR101943893B1 KR 101943893 B1 KR101943893 B1 KR 101943893B1 KR 1020170144860 A KR1020170144860 A KR 1020170144860A KR 20170144860 A KR20170144860 A KR 20170144860A KR 101943893 B1 KR101943893 B1 KR 101943893B1
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parabolic
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horn support
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김승호
허종완
권건섭
박병철
이휘승
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국방과학연구소
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Abstract

According to the present invention, an antenna system using a method of designing parabolic offset antenna horn support for suppressing a side lobe comprises: an offset parabolic antenna with a main surface of a reflector having a parabolic curved surface characteristic and a single focal point, and a height of the focal point is lower than a center height of the reflector; and a horn support disposed in a position designed to limit a level of a side lobe below a predetermined level outside a specified angular range, and the horn support is characterized by being disposed outside a horn support band avoidance reference area, and the offset parabolic curve can be prevented from being affected by the side lobe within the reference avoidance angle by using the avoidance area calculated in accordance with the focal point parameter, an offset height, and a reference avoidance angle, which are unique parameters of the surface.

Description

부엽 억제를 위한 파라볼릭 오프셋 안테나 혼 지지대 설계 방법 및 이를 이용한 안테나 시스템 {Method of designing parabolic offset antenna horn restrainer for suppression of sidelobe and antenna system using thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parabolic offset antenna horn restraining system for suppressing side lobes,

본 발명은 파라볼릭 오프셋 안테나 혼 지지대 설계 방법에 관한 것으로, 특히 특정 각도의 부엽 억제할 수 있는 방법 및 이를 이용한 파라볼릭 안테나 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method of designing a parabolic offset antenna horn support, and more particularly, to a method for suppressing side lobe at a specific angle and a parabolic antenna system using the same.

파라볼릭 오프셋(parabolic offset)안테나는 위성 신호 송수신을 위하여 널리 사용된다. 한편, 이러한 파라볼릭 오프셋 안테나를 급전하기 위한 혼(horn) 안테나를 파라볼릭 안테나로부터 이격된 일정 위치에 고정하여야 한다. 이러한, 혼 안테나를 고정하기 위한 구조물에 의해 파라볼릭 안테나의 안테나 이득이 저하되거나 또는 방사 패턴에서 부엽(sidelobe) 수준이 상승하게 되는 문제점이 있었다.Parabolic offset antennas are widely used for satellite signal transmission and reception. Meanwhile, a horn antenna for feeding the parabolic offset antenna must be fixed at a fixed position spaced apart from the parabolic antenna. Such a structure for fixing the horn antenna has a problem that the antenna gain of the parabolic antenna is lowered or the sidelobe level is raised in the radiation pattern.

따라서, 이러한 파라볼릭 오프셋 안테나 설계 시 이득 뿐만 아니라 부엽 억제 설계가 필요하다. 하지만, 파라볼릭 오프셋 안테나 설계 시 혼 지지대에 측에 송신부 및 수신부 RF 장비들이 설치되며, 이에 따라서 부엽 억제 설계를 해야 한다.Therefore, in designing such a parabolic offset antenna, not only gain but also a side lobe suppression design is required. However, in the design of the parabolic offset antenna, the transmitter and receiver RF devices are installed on the side of the horn supporter.

종래의 파라볼릭 오프셋 안테나 설계 시 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF 장비 설치에 의한 부엽 영향성 검토가 되지 않았다. 이로 인해, 안테나를 다수 제작함에 따라 개발비가 증대되었다. 파라볼릭 오프셋 안테나의 혼 지지대와 송신부 및 수신부 RF 장비를 설치 시 방위각 축은 혼 지지대에 대한 영향이 거의 없지만, 고각 축은 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF 장비들에 의해서 부엽이 증대되어, 규격에 부합하는 안테나 패턴을 설계하기 힘들다는 문제점이 있다.In the design of the conventional parabolic offset antenna, the influence of the side lobe by installing the horn support, transmitter and receiver RF equipment was not examined. As a result, a large number of antennas have resulted in an increase in the development cost. Horn support, transmitter and receiver of the parabolic offset antenna The azimuth axis has little influence on the horn support when the RF equipment is installed, but the side lobe is increased by the horn support, transmitter and receiver RF equipment, It is difficult to design the pattern.

따라서, 본 발명의 목적은 파라볼릭 오프셋 안테나 설계 시 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF 장비 설치에 의한 부엽 영향성을 광선 추적(ray tracing) 방법으로 추적하여 특정 각도 범위 밖에서 부엽 영향성이 없도록 설계하는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for designing a parabolic offset antenna so that the influence of the side lobe by the installation of horn support, transmitter and receiver RF equipment is tracked by a ray tracing method, .

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 부엽 억제를 위한 파라볼릭 오프셋 안테나 혼 지지대 설계 방법을 이용한 안테나 시스템은, 반사판의 주면은 파라볼릭 곡면 특성을 따르며 하나의 초점을 가지고 상기 초점의 높이가 상기 반사판의 중앙 높이보다 낮은 오프셋 파라볼릭 안테나; 및 특정 각도 범위 밖에서 부엽 수준을 기 설정된 수준 이하로 제한하도록 설계된 위치에 배치되는 혼 지지대를 포함하고, 상기 혼 지지대는 혼 지지대 회피 기준 구역의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하고, 오프셋 파라볼릭 곡면의 고유 파라미터인 초점값, 오프셋 높이와 기준 회피 각도에 따라 계산된 회피 구역을 이용하여 기준 회피 각도 내에 부엽에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna system using a parabolic offset antenna hosel support design method for suppressing side lobes, wherein a main surface of the reflector has a parabolic surface shape, An offset parabolic antenna lower than a center height of the reflection plate; And a horn support disposed at a position designed to limit the level of the side lobe to a level below a predetermined angle range, wherein the horn support is disposed outside the horn support evasion reference zone, and wherein the offset parabolic surface It is possible to prevent the side lobes from being influenced by the side avoidance angle by using the avoidance zone calculated according to the focus value, the offset height, and the reference avoidance angle, which are intrinsic parameters.

일 실시 예에서, 특정 위치에서 상기 반사판을 비추도록 구성되는 급전 혼을 더 포함하고, 상기 급전 혼은, 부반사판 없이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제1구조, 또는 카세그레인 및 그레고리안 부반사판을 비추고, 다시 상기 카세그레인 및 그레고리안 부반사판이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제2구조로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the feed horn further includes a feed horn configured to illuminate the reflection plate at a specific position, wherein the feed horn has a first structure for illuminating the reflector antenna without a sub-reflector, or a first structure for illuminating a cassegrain and a Gregorian inner reflector And a second structure in which the cassette and the Gregorian reflective plate illuminate the reflective plate antenna.

일 실시 예에서, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역은, 반사판 안쪽으로 반사되는 벡터인

Figure 112017108580420-pat00001
를 기준으로 지정되고, 상기 벡터
Figure 112017108580420-pat00002
는
Figure 112017108580420-pat00003
와 같이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the horn support evasion reference zone is a vector reflecting the inside of the reflector
Figure 112017108580420-pat00001
, And the vector
Figure 112017108580420-pat00002
The
Figure 112017108580420-pat00003
As shown in FIG.

일 실시 예에서, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역은 오프셋 파라볼릭 테두리 Li에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성되고, 상기 Li는 P1,i=[xi, yi, zi], 기준 지면 xref에 따른 벡터의 거리 l, 및

Figure 112017108580420-pat00004
를 이용하여,
Figure 112017108580420-pat00005
와 같이 결정되고, 상기 벡터의 거리 l,는
Figure 112017108580420-pat00006
로 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the horn support band avoidance reference zone is created using a set of hover support avoidance baselines according to the offset parabolic frame L i , where L i is P 1, i = [x i , y i , z i ], The distance l of the vector along the reference plane x ref , and
Figure 112017108580420-pat00004
Lt; / RTI >
Figure 112017108580420-pat00005
, And the distance l of the vector is determined as
Figure 112017108580420-pat00006
As shown in FIG.

일 실시 예에서, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역 밖에 상기 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF장치를 거치하여 설계하고, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역은 원하는 부엽 수준에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성될 수 있다.In one embodiment, the horn support, transmitter and receiver RF devices are mounted outside the horn support band avoidance reference zone, and the horn support band avoidance reference zone is created using a set of horn support bar avoidance reference lines according to the desired side lobe level .

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 오프셋 파라볼릭 안테나 설계시 부엽 성능이 개선된 혼 지지대 설계 방법을 제공할 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method of designing a horn support with improved side lobe performance in designing an offset parabolic antenna.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 오프셋 파라볼릭 곡면의 고유 파라미터인 초점값, 오프셋 높이와 기준 회피 각도에 따라 계산된 회피 구역을 이용하여 기준 회피 각도 내에 부엽에 영향을 받지 않도록 하는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage in that it is not influenced by the side lobe within the reference avoidance angle by using the avoidance zone calculated according to the focus value, the offset height, and the reference avoidance angle, which are intrinsic parameters of the offset parabolic curve surface .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 파라볼릭 반사판 지오메트리 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 f=1.1, D=2, h=1, m=3, xref=-1, θel= 13°, θaz = 0°일 때, 오프셋 파라볼릭 반사판과 혼 지지대 회피 구역을 가시화한 결과이다.Figure 1 shows an offset parabolic reflector geometry configuration diagram according to an embodiment of the present invention.
When 2 is present in accordance with an embodiment of the invention, f = 1.1, D = 2, h = 1, m = 3, x ref = -1, θ el = 13 °, θ az = 0 °, an offset parabolic reflector And hover support zone avoidance area.

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 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 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. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. 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.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term " and / or " includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. The suffix " module ", " block ", and " part " for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification only and do not have their own distinct meanings or roles .

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는, 본 발명에 따른 부엽 억제를 위한 파라볼릭 오프셋 안테나 혼 지지대 설계 방법 및 이를 이용한 안테나 시스템에 대해 설명하기로 한다. 따라서, 본 발명의 목적은 파라볼릭 오프셋 안테나 설계 시 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF 장비 설치에 의한 부엽 영향성을 광선 추적(ray tracing) 방법으로 추적하여 특정 각도 범위 밖에서 부엽 영향성이 없도록 설계하는 방법을 제공하는데 있다.Hereinafter, a method for designing a parabolic offset antenna hosel support for suppressing side lobes according to the present invention and an antenna system using the same will be described. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for designing a parabolic offset antenna so that the influence of the side lobe by the installation of horn support, transmitter and receiver RF equipment is tracked by a ray tracing method, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 구체적으로, 이러한 오프셋 파라볼라 안테나 시스템은, 하나의 초점을 가지며 파라볼릭 곡면 중점 높이가 초점의 높이보다 높은 오프셋 파라볼릭 안테나(100); 및 특정 위치에서 상기 반사판을 비추도록 구성되는 급전 혼(200)을 포함하도록 구성된다. 한편, 특정 각도 범위 밖에서 부엽 수준을 기 설정된 수준 이하로 제한하도록 설계된 위치에 배치된 혼 지지대(미도시)를 더 포함하도록 구성됨을 특징으로 한다. 즉, 상기 혼 지지대는 혼 지지대 회피 기준 구역의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역 밖에 상기 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF장치를 거치하여 설계할 수 있다. 구체적으로, 상기 혼 지지대 회피 기준 구역은 원하는 부엽 수준에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the offset parabolic antenna system includes: an offset parabolic antenna 100 having one focal point and having a parabolic curve center height higher than a focal height; And a feed horn (200) configured to illuminate the reflection plate at a specific position. (Not shown) arranged at a position designed to limit the level of the side lobe to a predetermined level or less outside a specific angle range. That is, the horn support member may be disposed outside the horn support band avoidance reference zone. At this time, the horn supporter, the transmitting unit and the receiver RF unit may be mounted outside the horn support band avoidance reference zone. Specifically, the horn support band avoidance reference zone is generated using a set of horn support bar avoidance reference lines according to a desired side lobe level.

한편, 급전 혼(200)은 부반사판 없이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제1구조로 구성될 수 있다. 또는, 급전 혼(200)은, 카세그레인 및 그레고리안 부반사판을 비추고, 다시 상기 카세그레인 및 그레고리안 부반사판이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제2구조로 구성될 수 있다.The feed horn 200 may have a first structure that reflects the reflection plate antenna without a sub-reflection plate. Alternatively, the feed horn 200 may be constituted by a second structure which reflects the cassegrain and the Gregorian reflection plate, and again causes the cassegrain and the Gregorian reflection plate to illuminate the reflection plate antenna.

다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋 파라볼라 안테나는, 하나의 초점을 가지며 파라볼릭 곡면 중점 높이가 초점의 높이보다 높은 오프셋 파라볼릭 곡면(100); 특정 각도 범위 밖에서 부엽 영향성을 회피하도록 구성된 혼 지지대 회피 구역으로 구성될 수 있다. 이하 관련하여, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 파라볼릭 반사판 지오메트리(geometry) 구성도를 나타낸다.In other words, the offset parabolic antenna according to an embodiment of the present invention includes: an offset parabolic surface 100 having one focal point, the parabolic surface height being greater than the height of the focal point; And a horn support band avoidance zone configured to avoid side impacts outside of a particular angle range. In the following, FIG. 1 shows an offset parabolic reflector geometry configuration diagram according to an embodiment of the invention.

상기 일 실시예에 따른 혼 지지대 회피구역을 계산하기 위하여 이하의 파라미터를 다음과 같이, 정의한다. In order to calculate the horn support evasion zone according to the above embodiment, the following parameters are defined as follows.

상기 일 실시예에 따른 오프셋 파라볼릭 곡면의 고유 파라미터인 초점값, 오프셋 높이와 기준 회피 각도에 따라서 혼 지지대 회피 구역이 계산됨을 특징으로 한다.The hover support avoiding area is calculated according to the focus value, the offset height, and the reference avoiding angle, which are intrinsic parameters of the offset parabolic curved surface according to the embodiment.

상기 일 실시예에 따른 혼 지지대 회피구역을 계산하기 위하여 이하의 파라미터를 정의한다. The following parameters are defined to calculate the horn support evasion zone according to the embodiment.

θel는 기준 고각 각도, θaz는 기준 방위각 각도, f는 오프셋 파라볼릭 안테나의 초점, D는 오프셋 파라볼릭 유효 개구면의 직경, h는 오프셋 파라볼릭 안테나의 중점과 초점 사이의 높이, n은 오프셋 파라볼릭 곡면 테두리 개수로 정의한다. 도 1a는 오프셋 파라볼릭 안테나의 지오메트리를 보여준다. 혼 지지대 회피 구역을 계산하기 위해서 오프셋 파라볼릭 곡면 테두리의 식을 아래의 수학식 1과 같이 정의한다.θ el is the height between the reference elevation angle, θ az is the reference azimuth angle, f is the focal point of the offset parabolic antenna, D is an offset parabolic diameter of the effective opening surface, h is the center point and the focus of the offset parabolic antenna, n is Defines the number of offset parabolic surface borders. FIG. 1A shows the geometry of an offset parabolic antenna. In order to calculate the horn supporter avoidance area, an expression of an offset parabolic curved surface frame is defined as shown in Equation 1 below.

Figure 112017108580420-pat00007
Figure 112017108580420-pat00007

수학식 1에서

Figure 112017108580420-pat00008
으로 정의하여, 테두리 개수 n에 따라 개구면 식의 각도 φi를 정의한다. 개구면은 원 형태이고, 이와 관련하여 도 1b는 개구면의 정면도와 수식적 표현방식을 도시한다.In Equation (1)
Figure 112017108580420-pat00008
, And defines the angle? I of the open-sphere expression according to the number of frames n. The opening surface is in the form of a circle, and in this connection, Fig. 1B shows a front view of the opening surface and a method of expressing it.

혼 지지대 회피 구역의 정의하기 위해 파라볼릭 안테나의 n개의 테두리에서 ray tracing 기법과 스넬스 법칙을 이용하여 아래의 수학식 2를 계산한다.To define the horn support evasion zone, the following equation (2) is calculated using the ray tracing method and the Snell's law at the n edges of the parabolic antenna.

Figure 112017108580420-pat00009
Figure 112017108580420-pat00009

Figure 112017108580420-pat00010
은 기준 고각 각도 θel와 기준 방위각 각도 θaz에 따라서 반사판 안쪽으로 반사되는 벡터를 정의한다.
Figure 112017108580420-pat00011
를 기준으로 혼 지지대 회피 구역을 지정한다.
Figure 112017108580420-pat00012
를 기준으로 혼 지지대 회피 구역을 지정한다.
Figure 112017108580420-pat00010
Defines a vector reflected inside the reflector according to the reference elevation angle [theta] el and the reference azimuth angle [theta] az .
Figure 112017108580420-pat00011
Hose support zone avoidance zone based on
Figure 112017108580420-pat00012
Hose support zone avoidance zone based on

수학식 2에 따라서

Figure 112017108580420-pat00013
은 반사판 안쪽으로 반사되는 벡터로 오프셋 파라볼릭 안테나 지오메트리 상의 좌표에서 일정 지면 이하까지 기준으로
Figure 112017108580420-pat00014
를 이용하여 선을 그려야 한다. 기준 지면 xref에 따라서, 아래의 수학식 3으로 벡터의 거리 l을 계산한다. 도 1c는 n=2일때,
Figure 112017108580420-pat00015
과 l을 도시하였다.According to Equation (2)
Figure 112017108580420-pat00013
Is a vector that reflects inside the reflector. Offset parabolic antenna The coordinates from the geometry on the ground to below the ground plane
Figure 112017108580420-pat00014
To draw lines. According to the reference plane x ref , the distance l of the vector is calculated by the following equation (3). 1C shows that when n = 2,
Figure 112017108580420-pat00015
And l are shown.

Figure 112017108580420-pat00016
Figure 112017108580420-pat00016

기준 지면 xref에 따른 벡터의 거리 l을 계산하여, 아래의 수학식 4와 P1,i=[xi, yi, zi]를 이용하여 혼 지지대 회피 기준선을 아래의 수학식 5로 정의한다.The reference ground calculates a distance l of the vector according to the x ref, formula 4 below as P 1, i = [x i , y i, z i] defines a horn support avoid baseline to the equation (5) below, using the do.

Figure 112017108580420-pat00017
Figure 112017108580420-pat00017

Figure 112017108580420-pat00018
Figure 112017108580420-pat00018

오프셋 파라볼릭 테두리 Li에 따른 지지대 회피 기준선 집합을 이용하여 회피 기준 구역을 생성 가능하다. 구체적으로, 혼 지지대 회피 기준 구역은 원하는 부엽 수준에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 원하는 부엽 수준이 메인 빔으로부터 특정 각도(θ) 이상의 범위에서 부엽 수준이 -30dBc 또는 -40dBc 이하가 되도록 설계되는 경우, 상기 특정 각도(θ)와 부엽 수준에 따라 서로 다른 회피 기준선의 집합이 생성될 수 있다. 또는, 원하는 부엽 수준이 메인 빔으로부터 특정 각도 범위(θ1 내지 θ2) 에서 선형적으로 감소(SLL1 에서 SLL2)되도록 설계되는 경우에도, 상기 특정 각도(θ1 내지 θ2) 와 부엽 수준(SLL1 에서 SLL2)에 따라 서로 다른 회피 기준선의 집합이 생성될 수 있다.It is possible to create a avoidance reference zone using a set of support base avoidance bases according to the offset parabolic frame L i . Specifically, the horn support band avoidance reference zone is generated using a set of horn support bar avoidance reference lines according to a desired side lobe level. That is, when the desired side level is designed to be less than -30dBc or -40dBc in the range of the specific angle (?) Or more from the main beam, the set of different avoidance baselines depends on the specific angle? Lt; / RTI > Alternatively, the desired side lobe level is a specific angular range from the main beam (θ 1 to θ 2) even when designed to be reduced (SLL 2 in SLL 1) linearly in the said specific angle (θ 1 to θ 2) and the side lobe level (SLL 1 to SLL 2 ), a set of different avoidance baselines can be generated.

이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 f=1.1, D=2, h=1, m=3, xref=-1, θel= 13°, θaz = 0°일 때, 오프셋 파라볼릭 반사판과 혼 지지대 회피 구역을 가시화하였다. 한편, 도 1 및 2를 참조하면, 혼 지지대는 혼 지지대 회피 기준 구역의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In this regard, FIG. 2 is a schematic diagram showing a case where f = 1.1, D = 2, h = 1, m = 3, xref = -1,? El = 13,? Az = 0 according to an embodiment of the present invention, The offset parabolic reflector and the horn support evasion zone were visualized. 1 and 2, the horn support may be disposed outside the horn support band avoidance reference zone.

상기 일 실시예에 따른 도 2에서 반사판은 메쉬로, 급전혼이 자리해야하는 초점은 적점, 회피구역을 청점으로 도시하였다. 도시된 오프셋 파라볼릭 곡면과 혼 지지대 회피 구역을 내에 지지대 및 송신부 및 수신부 RF 장비를 회피 설계하여 기준 회피 각도의 이하의 부엽에 영향이 없도록 혼 지지대 설계가 가능케 함을 특징으로 한다.In FIG. 2 according to the embodiment, the reflection plate is a mesh, and the focal point where the feed horn should be positioned is a red dot and a black dot, respectively. And the horn support can be designed so as to avoid the following side lobe of the reference avoidance angle by designing the support unit, the transmitter unit and the receiver unit RF equipment within the illustrated offset parabolic curved surface and the horn support member avoidance zone.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 오프셋 파라볼릭 안테나 설계시 부엽 성능이 개선된 혼 지지대 설계 방법을 제공할 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide a method of designing a horn support with improved side lobe performance in designing an offset parabolic antenna.

본 발명의 적어도 일 실시 예에 따르면, 오프셋 파라볼릭 곡면의 고유 파라미터인 초점값, 오프셋 높이와 기준 회피 각도에 따라 계산된 회피 구역을 이용하여 기준 회피 각도 내에 부엽에 영향을 받지 않도록 하는 장점이 있다.According to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage in that it is not influenced by the side lobe within the reference avoidance angle by using the avoidance zone calculated according to the focus value, the offset height, and the reference avoidance angle, which are intrinsic parameters of the offset parabolic curve surface .

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들에 대한 설계 및 파라미터 최적화는 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to a software implementation, the design and parameter optimization for each component as well as the procedures and functions described herein may be implemented as separate software modules. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a controller or a processor.

Claims (5)

부엽 억제를 위한 파라볼릭 오프셋 안테나 혼 지지대 설계 방법을 이용한 안테나 시스템에 있어서,
반사판의 주면은 파라볼릭 곡면 특성을 따르며 하나의 초점을 가지고 상기 초점의 높이가 상기 반사판의 중앙 높이보다 낮은 오프셋 파라볼릭 안테나; 및
메인 빔으로부터 특정 각도 범위 밖에서 원하는 부엽 수준을 기 설정된 수준 이하로 제한하도록 설계된 위치인 혼 지지대 회피 기준 구역의 바깥쪽에 배치되는 혼 지지대를 포함하고,
상기 혼 지지대 회피 기준 구역은, 반사판 안쪽으로 반사되는 벡터인
Figure 112018109573064-pat00031
를 기준으로 지정되고, 상기 벡터
Figure 112018109573064-pat00032
는
Figure 112018109573064-pat00033
와 같이 결정되고,
Figure 112018109573064-pat00034
은 기준 고각 각도 θel와 기준 방위각 각도 θaz에 따라서 반사판 안쪽으로 반사되는 벡터이고,
Figure 112018109573064-pat00035
이고,
Figure 112018109573064-pat00036
이고, f는 파라볼릭 오프셋 안테나의 초점, D는 상기 파라볼릭 오프셋 안테나의 유효 개구면의 직경, h는 상기 파라볼릭 오프셋 안테나의 중점과 초점 사이의 높이, n은 상기 파라볼릭 오프셋 안테나의 곡면 테두리 개수인 것을 특징으로 하는, 안테나 시스템.Parabolic offset antenna for suppressing side lobes Antenna system using horn support design method,
Wherein the main surface of the reflector has a parabolic curved surface characteristic and has a focus and the height of the focus is lower than the center height of the reflector; And
And a horn support disposed outside the horn support evasion reference zone, the horn support evacuation reference zone being a position designed to limit a desired side lobe level below a predetermined level outside of a specific angle range from the main beam,
The horn support band avoidance reference area is a vector reflecting the inside of the reflector
Figure 112018109573064-pat00031
, And the vector
Figure 112018109573064-pat00032
The
Figure 112018109573064-pat00033
Lt; / RTI >
Figure 112018109573064-pat00034
Is a vector reflected inside the reflection plate according to the reference elevation angle [theta] el and the reference azimuth angle [theta] az ,
Figure 112018109573064-pat00035
ego,
Figure 112018109573064-pat00036
F is the focal point of the parabolic offset antenna, D is the diameter of the effective aperture surface of the parabolic offset antenna, h is the height between the midpoint of the parabolic offset antenna and the focal point, n is the radius of curvature of the parabolic offset antenna Wherein the antenna system is a single antenna system. 제1항에 있어서,
초점 위치에서 상기 반사판을 비추도록 구성되는 급전 혼을 더 포함하고,
상기 급전 혼은,
부반사판 없이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제1구조, 또는
카세그레인 및 그레고리안 부반사판을 비추고, 다시 상기 카세그레인 및 그레고리안 부반사판이 상기 반사판 안테나를 비추도록 하는 제2구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 안테나 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a feed horn configured to illuminate the reflection plate at a focal position,
The feeding horn
A first structure for illuminating the reflection plate antenna without a sub-reflection plate, or
And a second structure for reflecting the Cassegrain and the Gregorian inner reflector and for allowing the Cassegrain and the Gregorian inner reflector to illuminate the reflector antenna. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 혼 지지대 회피 기준 구역은 오프셋 파라볼릭 테두리 Li에 따른 상기 원하는 부엽 수준에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성되고,
상기 Li는 P1,i=[xi, yi, zi], 기준 지면 xref에 따른 벡터의 거리 l, 를 이용하여,
Figure 112018109573064-pat00022
에 의해,
Figure 112018109573064-pat00023
와 같이 결정되고, 상기 벡터의 거리 l,는
Figure 112018109573064-pat00024
로 결정되는 것을 특징으로 하는, 안테나 시스템. The method according to claim 1,
The horn support band avoidance reference area is generated using a set of horn support band avoidance reference lines according to the desired side lobe level according to the offset parabolic frame L i ,
The L i is calculated by using P 1, i = [x i , y i , z i ], the distance l of the vector along the reference plane x ref ,
Figure 112018109573064-pat00022
By this,
Figure 112018109573064-pat00023
, And the distance l of the vector is determined as
Figure 112018109573064-pat00024
≪ / RTI > 제4항에 있어서,
상기 혼 지지대 회피 기준 구역 밖에 상기 혼 지지대 및 송신부 및 수신부 RF장치를 거치하여 설계하고,
상기 혼 지지대 회피 기준 구역은 원하는 부엽 수준에 따른 혼 지지대 회피 기준선의 집합을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 안테나 시스템. 5. The method of claim 4,
The horn supporter, the transmitting unit, and the receiver RF unit are mounted outside the horn support band avoidance reference zone,
Wherein the horn support band avoidance reference zone is created using a set of horn support bar avoidance reference lines according to a desired side lobe level.
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