KR100333133B1 - NRD Guide TE Mode Antenna System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 NRD 가이드를 이용하여 TE 모드를 갖는 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템을 제시하고자 한다. NRD 가이드를 통해 전송되어지는 전파의 일반적인 모드 형태는 LSE와 LSM 모드이다. 여기서 주로 NRD 가이드에 사용되는 것은 LSM 모드이다. 따라서, 이러한 LSM 모드를 TE 모드로 변환하여 기존에 사용하는 로드 안테나를 통해 전파를 방사하도록 한다.The present invention proposes an NRD guide TE mode antenna system having a TE mode using an NRD guide. Common mode types of propagation transmitted through the NRD guide are LSE and LSM modes. The main one used for NRD guides here is LSM mode. Therefore, the LSM mode is converted to the TE mode to radiate radio waves through a conventional rod antenna.

Description

NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템{NRD Guide TE Mode Antenna System}NDR Guide TE Mode Antenna System {NRD Guide TE Mode Antenna System}

비방사성유전체도파관(Non-Radiative Dielectric Waveguide)은, 도전성 평행평판의 간격을 사용주파수의 반파장 이하로 하며, 그 사이에 유전체 스트립을 삽입한 것으로서, 전자파는 이 유전체 스트립을 따라서 전송(파)된다.Non-radial dielectric waveguides have a distance between the conductive parallel plates less than half the frequency of the used frequency, and a dielectric strip is inserted therebetween, and electromagnetic waves are transmitted (waves) along the dielectric strip. .

비방사성유전체도파관(이하 "NRD 가이드"라고 칭함)은 유전체 내로 진행하는 전파의 비방사성이 높기 때문에 마이크로스트립 선로에 비해 전송손실이 낮고, 도파관에 비해 제작 및 회로의 구성이 간단하여, 30GHz 이상의 밀리미터파 대역에서의 전송선로로서 주목을 받고 있다.Non-radioactive dielectric waveguides (hereinafter referred to as "NRD guides") have low transmission loss compared to microstrip lines due to the high non-radiation of radio waves propagating into the dielectric, and are simpler to manufacture and configure circuits than waveguides. It is attracting attention as a transmission line in the wave band.

NRD 가이드를 이용한 밀리미터파 대역에서의 기술이 점차 확산됨에 따라 NRD 가이드 회로 뿐만 아니라 안테나에 대한 관심이 증폭되고 있다.As technology in the millimeter wave band using NRD guides gradually spreads, interest in antennas as well as NRD guide circuits is amplified.

본 발명은 NRD 가이드를 이용하여 TE 모드를 갖는 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템을 제시하고자 한다. NRD 가이드를 통해 전송되어지는 전파의 일반적인 모드 형태는 LSE와 LSM 모드이다. 여기서 주로 NRD 가이드에 사용되는 것은 LSM 모드이다. 따라서, 이러한 LSM 모드를 TE 모드로 변환하여 기존에 사용하는 로드 안테나를 통해 전파를 방사하도록 한다.The present invention proposes an NRD guide TE mode antenna system having a TE mode using an NRD guide. Common mode types of propagation transmitted through the NRD guide are LSE and LSM modes. The main one used for NRD guides here is LSM mode. Therefore, the LSM mode is converted to the TE mode to radiate radio waves through a conventional rod antenna.

NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템에 대한 실시예 1은 상하 도체판(101,201) 사이에 테플론 블럭(301,302,303,304)과 TE 모드 스프레서(401), 모드 변환기(501), 수직형 LSM 모드 서프레서(601)를 배치하고, 상하 도체판(101,201)을 벗어나는 부분에 로드 안테나(701,Rod Antenna)를 부착하여 구현하였다.Embodiment 1 of the NRD guide TE mode antenna system includes a Teflon block (301, 302, 303, 304), a TE mode compressor (401), a mode converter (501), and a vertical LSM mode suppressor (601) between the upper and lower conductor plates (101,201). The rod antenna 701 is attached to a portion deviating from the upper and lower conductor plates 101 and 201.

NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템에 대한 실시예 2는 상하 도체판(101,201) 사이에 테플론 블럭(301,302,303)과 TE 모드 스프레서(401), 모드 변환기(501), 수평형 LSM 모드 서프레서(602)를 배치하고, 상하 도체판(101,201)을 벗어나는 부분에 로드 안테나(701)를 부착하여 구현하였다.Embodiment 2 of the NRD guide TE mode antenna system includes a Teflon block (301, 302, 303), a TE mode compressor (401), a mode converter (501), a horizontal LSM mode suppressor (602) between the upper and lower conductor plates (101, 201). The rod antenna 701 is attached to a portion deviating from the upper and lower conductor plates 101 and 201.

도 1: NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템 블럭도.1: NRD Guide TE Mode Antenna System Block Diagram.

도 2: 실시예 1의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템 사시도.2 is a perspective view of an NRD guide TE mode antenna system of Example 1. FIG.

도 3: 실시예 1의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템 각 부분을 분리하여 나타낸 사시도.3 is a perspective view separately showing respective parts of the NRD guide TE mode antenna system of Embodiment 1. FIG.

도 4: 실시예 1과 2에서 사용되는 TE 모드 스프레서 시스템 사시도.4 is a perspective view of a TE mode sprayer system used in Examples 1 and 2. FIG.

도 5: 실시예 1과 2에서 사용되는 모드 변환기 사시도.5 is a perspective view of the mode converter used in Examples 1 and 2. FIG.

도 6: 실시예 1에서 사용되는 수직형 LSM 모드 스프레서 사시도.6 is a perspective view of a vertical LSM mode compressor used in Example 1. FIG.

도 7: 실시예 1의 NRD 가이드 TE 모드 안테나의 시스템의 동작 원리.7 is an operating principle of the system of the NRD guide TE mode antenna of Embodiment 1. FIG.

도 8: 실시예 2의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템 사시도.8 is a perspective view of an NRD guide TE mode antenna system of Example 2. FIG.

도 9: 실시예 2의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템 각 부분을 분리하여 나타낸 사시도.9 is a perspective view separately showing respective parts of the NRD guide TE mode antenna system of Example 2. FIG.

도 10: 실시예 2에서 사용되는 수평형 LSM 모드 스프레서 사시도.10: Perspective perspective view of the horizontal LSM mode sprayer used in Example 2. FIG.

도 11: 실시예 2의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템의 동작 원리.11 is an operating principle of the NRD guide TE mode antenna system of Embodiment 2. FIG.

도 12: 실시예 1과 2의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템의 E-평면 방사 패턴도.12: E-plane radiation pattern diagrams of the NRD guide TE mode antenna system of Examples 1 and 2. FIG.

도 13: 실시예 1과 2의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템의 H-평면 방사 패턴도.13: H-plane radiation pattern diagram of the NRD guide TE mode antenna system of Examples 1 and 2. FIG.

[도면에 주요 부분에 대한 부호 설명][Description of the symbols for the main parts in the drawing]

101, 201: 상,하 도체판101, 201: upper and lower conductor plates

301, 302, 303, 304: 유전체 스트립 블럭301, 302, 303, 304: dielectric strip block

401: TE 모드 스프레서(TE Mode Suppressor)401: TE Mode Suppressor

501: 모드 변환기 (Mode Converter)501: Mode Converter

601: 수직형 LSM 모드 스프레서(Vertical LSM Mode Suppressor)601: Vertical LSM Mode Suppressor

602: 수평형 LSM 모드 스프레서(Horizontal LSM Mode Suppressor)602: Horizontal LSM Mode Suppressor

701: 로드 안테나(Rod Antenna)701: rod antenna

본 발명은 NRD 가이드의 모드인 LSE와 LSM 모드 중에서 주로 사용되는 LSM 모드를 TE 모드로 변환하여 기존의 NRD 가이드 회로 및 시스템에서 사용하던 로드 안테나를 부착하여 새로운 안테나 시스템을 구현하였다.The present invention implements a new antenna system by attaching a rod antenna used in the existing NRD guide circuit and system by converting the LSM mode, which is mainly used among the LSE and LSM modes of the NRD guide, to the TE mode.

도 1은 본 발명에서 구현하고자 하는 새로운 형태의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템에 대한 블럭도이다. 우선 첫번째 테플론 블럭(301)을 통하여 LSM 모드의 밀리미터파가 전달되고, TE 모드 스프레서(401)를 지나 두번째 테플론 블럭(302)으로 전달 된다.1 is a block diagram of a new type NRD guide TE mode antenna system to be implemented in the present invention. First, the millimeter wave of the LSM mode is transmitted through the first Teflon block 301, and is passed through the TE mode sprayer 401 to the second Teflon block 302.

이때, TE 모드 스프레서(401)는 첫번째 테플론 블럭(301)을 통해 순수한 LSM 모드만 통과할 수 있도록 하는 역할을 하지만, 무엇보다도 두번째 테플론 블럭(302)을 지나 모드 변환기(501)에서 모드 변환을 하면서 발생되는 여러가지 모드들과 불요파가 입력단자로 되돌아 오는 것을 막는 것이 TE 모드 스프레서(401)의 가장 중요한 역할이다.At this time, the TE mode compressor 401 serves to allow only the pure LSM mode to pass through the first Teflon block 301, but above all, the mode converter 501 passes the mode conversion through the second Teflon block 302. It is the most important role of the TE mode sprayer 401 to prevent various modes and undesired waves from being returned to the input terminal.

두번째 블럭(302)을 통과하여 모드 변환기(501)를 통과하면 LSM 모드가 TE 모드로 변환된다. 변환된 밀리미터파는 세번째 테플론 블럭(303)을 통과하여 LSM 모드 스프레서(601,602)에 도달하게 된다.Passing the second block 302 and passing the mode converter 501 converts the LSM mode to TE mode. The converted millimeter wave passes through the third Teflon block 303 to reach the LSM mode compressors 601 and 602.

사실상 모드 변환기(501)를 통해 LSM 모드가 완전히 TE 모드로 변환된 것은 아니기 때문에 TE 모드 뿐만 아니라, LSM 모드와 다른 모드들이 발생할 수 있다. 이렇게 발생된 불요모드와 LSM 모드는 상기 LSM 모드 스프레서(601,602)를 지나면서 대부분 억제되고 소멸된다.In fact, not only the TE mode but also the LSM mode and other modes may occur because the LSM mode is not completely converted to the TE mode through the mode converter 501. The unnecessary mode and the LSM mode thus generated are mostly suppressed and extinguished through the LSM mode compressors 601 and 602.

상기 모드 변환을 통해 발생한 TE 모드는 로드 안테나(701)를 통해 외부로 복사(Radiation) 된다.The TE mode generated through the mode conversion is radiated to the outside through the load antenna 701.

[실시예 1]Example 1

도 2는 본 발명에서 제안한 실시예 1의 사시도이다. NRD 가이드 회로는 테플론 블럭(301), TE 모드 스프레서(401), 테플론 블럭(302), 모드 변환부(501), 테플론 블럭(303), 수직형 LSM 모드 스프레서(601), 테플론 블럭(304)의 순서로 결합되어 평행한 상하 도체판(101,201) 사이에 놓여지게 된다. 이러한 NRD 가이드 회로부를 통해 NRD 가이드의 주요 모드인 LSM 모드는 TE 모드로 변환되어 진다.2 is a perspective view of Embodiment 1 proposed in the present invention. The NRD guide circuit includes a Teflon block 301, a TE mode compressor 401, a Teflon block 302, a mode converter 501, a Teflon block 303, a vertical LSM mode compressor 601, a Teflon block ( It is coupled in the order of 304 is placed between the parallel upper and lower conductor plates (101,201). Through this NRD guide circuit, the LSM mode, which is the main mode of the NRD guide, is converted to the TE mode.

이렇게 변환된 TE 모드 밀리미터파는 로드 안테나(701)로 전달되어 복사(Radiation) 된다. 이러한 로드 안테나(701)는 NRD 가이드 회로에서 사용되어지는 테플론 블럭들과 동일한 특성을 가지는 매질(Material)로서, 테플론 블럭의 폭을 점차적으로 줄여줌으로써 전파를 복사할 수 있는 안테나 역할을 하게 한다. 본 발명에서는 60GHz 대역에 대한 시스템을 실시하고자 하였기 때문에 상하 도체판(101,201)의 높이와 테플론 블럭 및 모든 구성요소의 높이는 2.25mm이고, 폭은 안테나를 제외하고 모두 2.5mm이다. 그리고, NRD 가이드 회로의 TE 모드 출력단자와 로드 안테나가 접하는 경계면에서는 테플론 블럭과 동일한 폭을 가지지만 점차 그 폭이 줄어 들게 되어 최종점에 닿게 되는데, 안테나의 길이를 본 발명에서는 로드 안테나의 효율이 가장 좋은 40mm로 하였다.The converted TE mode millimeter wave is transmitted to the load antenna 701 and radiated. The rod antenna 701 is a material having the same characteristics as the Teflon blocks used in the NRD guide circuit, and gradually reduces the width of the Teflon block to serve as an antenna capable of radiating radio waves. In the present invention, since the system for the 60 GHz band is to be implemented, the heights of the upper and lower conductor plates 101 and 201 and the heights of the Teflon blocks and all the components are 2.25 mm, and the width is 2.5 mm except for the antenna. At the interface between the TE mode output terminal and the rod antenna of the NRD guide circuit, the NRD guide circuit has the same width as that of the Teflon block but gradually decreases in width to reach the end point. The best was 40mm.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 대한 각 부분을 분리하여 나타내었다. 동일한 매질을 가지는 테플론 블럭은 각각 삽입되는 위치에 따라 크기를 다르게 하여야 한다. 첫번째 테플론 블럭(301)은 LSM 모드의 밀리미터파가 입사되는 입력단자이고, 네번째 테플론 블럭(304)은 NRD 가이드 변환 회로를 통해 LSM 모드가 TE 모드로 변환되어 밀리미터파가 출력되는 단자이다. 이 출력 단자는 로드 안테나(701)과 결합된다. 따라서, 첫번째와 네번째 테플론 블럭(301,304)의 길이는 중요하지 않기 때문에 두번째와 세번째 테플론 블럭(302,303)의 길이에 대해 설명한다.Figure 3 shows the parts separately for Example 1 of the present invention. Teflon blocks with the same medium should be sized differently depending on where they are inserted. The first teflon block 301 is an input terminal into which the millimeter wave of the LSM mode is incident, and the fourth teflon block 304 is a terminal from which the LSM mode is converted to the TE mode through the NRD guide conversion circuit and the millimeter wave is output. This output terminal is coupled with the load antenna 701. Therefore, since the lengths of the first and fourth Teflon blocks 301 and 304 are not important, the lengths of the second and third Teflon blocks 302 and 303 will be described.

두번째 테플론 블럭(302)은 TE 모드 스프레서(401)와 모드 변환기(501) 사이에 삽입된다. 이 부분에서는 LSM 모드가 TE 모드 스프레서(401)를 지나 모드 변환기(501)에서 LSM 모드가 TE 모드로 변환되어 진다. 하지만, 이러한 변환 과정에서 TE 모드의 밀리미터파가 완전히 다음 단계로 전달되지 않고 미약하게 반사되어 입력 단자쪽으로 되돌아 오게 된다. 반사되어 되돌아 오는 TE 모드의 밀리미터파는 TE 모드 스프레서(401)에 의해 입력 단자로 되돌아 가는 것이 차단되겠지만, 여기에 부가적으로 TE 모드를 상쇄시키기 위해 테플론 블럭의 길이를 TE 모드에 대한 파장의 1/4로 부여함으로써 어느 정도 상쇄시킬 수 있다.The second Teflon block 302 is inserted between the TE mode compressor 401 and the mode converter 501. In this part, the LSM mode is passed through the TE mode compressor 401 and the mode converter 501 converts the LSM mode to the TE mode. However, in this conversion, the millimeter wave in TE mode is not reflected to the next stage but is slightly reflected and returned to the input terminal. The reflected millimeter wave in TE mode will be blocked from returning to the input terminal by the TE mode sprayer 401, but in addition to this, the length of the Teflon block is set to 1 of the wavelength for the TE mode to cancel the TE mode. It can be offset to some extent by giving / 4.

세번째 테플론 블럭(303)은 모드 변환기(501)와 수직형 LSM 모드스프레서(601) 사이에 삽입된다. 이 부분에서는 모드 변환기(501)을 통하여 변환된 TE 모드의 밀리미터파와 미약한 LSM 모드의 밀리미터파가 유입된다. 따라서, 수직형 LSM 모드 스프레서(601)을 삽입하여 이러한 복합된 밀리미터파에서 LSM 모드의 밀리미터파를 억제하고 TE 모드의 밀리미터파만 안테나로 전달되도록 한다. 하지만, 수직형 LSM 모드 스프레서(601)에서 LSM 모드가 상쇄될 수 있겠지만, 반사되어 모드 변환부(501)로 되돌아 가는 LSM 모드의 밀리미터파가 있을 것이다. 따라서, 이러한 LSM 모드의 밀리미터파를 상쇄하기 위하여 모드 변환기(501)와 수직형 LSM 모드 스프레서(601) 사이에 삽입되는 테플론 블럭(303)의 길이를 LSM 모드에 대한 파장의 1/4로 부여함으로써 어느 정도 상쇄시킬 수 있다.The third Teflon block 303 is inserted between the mode converter 501 and the vertical LSM mode compressor 601. In this portion, the millimeter wave of the TE mode and the millimeter wave of the weak LSM mode are introduced through the mode converter 501. Accordingly, the vertical LSM mode compressor 601 is inserted to suppress the millimeter wave of the LSM mode from the combined millimeter wave and to transmit only the millimeter wave of the TE mode to the antenna. However, although the LSM mode may be canceled in the vertical LSM mode compressor 601, there will be a millimeter wave of the LSM mode reflected and returned to the mode converter 501. Therefore, in order to cancel the millimeter wave of the LSM mode, the length of the Teflon block 303 inserted between the mode converter 501 and the vertical LSM mode compressor 601 is given as 1/4 of the wavelength for the LSM mode. This can be offset to some extent.

도 4는 TE 모드 스프레서(401)의 사시도이다. TE 모드 스프레서(401)는 유전체 기판 위에 평행한 상하 도체판(101,201)에 수직으로 형성된 금속 스트립이 상하 도체판(101,201)에 평행하게 배치된 금속 패턴을 가지고 있다. 이 유전체 기판의 유전율은 2.56이고, 두께는 0.3mm이다. 이러한 유전체 기판은 모드 변환기(501), 수직형 LSM 모드 스프레서(601), 실시예 2의 수평형 LSM 모드 스프레서(602)에서도 사용된다.4 is a perspective view of the TE mode sprayer 401. The TE mode sprayer 401 has a metal pattern in which metal strips formed perpendicular to the upper and lower conductive plates 101 and 201 parallel to the upper and lower conductive plates 101 and 201 are disposed on the dielectric substrate. The dielectric substrate has a dielectric constant of 2.56 and a thickness of 0.3 mm. This dielectric substrate is also used in the mode converter 501, the vertical LSM mode presser 601, and the horizontal LSM mode presser 602 of the second embodiment.

본 발명에서는 60GHz의 밀리미터파에 대해서 TE 모드 스프레서(401)을 설계하였다. 금속 스트립의 폭은 0.05mm이고, 이들이 배치되는 간격은 0.15mm이다. 그리고, 이들이 유전체의 가장자리에서 떨어져 있는 거리는 상하로 0.1mm이다. 즉, 스트립의 길이는 2.05mm이다.In the present invention, the TE mode compressor 401 is designed for a millimeter wave of 60 GHz. The width of the metal strips is 0.05 mm and the spacing between them is 0.15 mm. And, the distance that they are separated from the edge of the dielectric is 0.1mm up and down. That is, the length of the strip is 2.05 mm.

도 5는 모드 변환기(501)의 사시도이다. 모드 변환을 위한 유전체 기판은 "ㄱ"과 "ㄴ"의 형태를 갖는 금속 패턴을 대각선으로 배치하여 구성된다. 금속 패턴의 폭은 0.2mm 이고 굽어진 스트립의 폭은 0.1mm이다. 또, 두 금속 패턴의 굽어진 스트립 사이의 간격은 0.1mm이다. 이러한 금속패턴의 크기와 형태는 인용문헌 "국내 특허 출원번호 10-2001-008327"을 참고 하였다.5 is a perspective view of the mode converter 501. The dielectric substrate for the mode conversion is configured by diagonally disposing a metal pattern having the form of "a" and "b". The width of the metal pattern is 0.2 mm and the width of the bent strip is 0.1 mm. In addition, the spacing between the bent strips of the two metal patterns is 0.1 mm. For the size and shape of these metal patterns, reference was made to the reference "Domestic Patent Application No. 10-2001-008327".

도 6은 수직형 LSM 모드 스프레서(601)의 사시도이다. LSM 모드는 전계가 평행한 상하 도체판(101,201)에 거의 평행하게 나타난다. 따라서, 이러한 모드를 차단하기 위해서는 도 6에서와 같이 상하 도체판(101,201)과 평행하게 금속 스트립을 형성하고 이를 수직으로 배열하여야 한다. 이때, 금속 스트립의 폭은 0.05mm이고, 길이는 2.3mm이며, 이들 금속 스트립 사이의 간격은 0.15mm이다.6 is a perspective view of a vertical LSM mode compressor 601. The LSM mode appears almost parallel to the upper and lower conductor plates 101 and 201 having parallel electric fields. Therefore, in order to block this mode, as shown in FIG. 6, the metal strips should be formed in parallel with the upper and lower conductor plates 101 and 201 and arranged vertically. At this time, the width of the metal strips is 0.05 mm, the length is 2.3 mm, and the spacing between these metal strips is 0.15 mm.

도 7은 본 발명의 실시예 1의 블럭도와 각 영역에서의 각각의 모드를 가지는 밀리미터파의 전달 과정을 나타내고 있다.7 shows a block diagram of Embodiment 1 of the present invention and a millimeter wave propagation process having respective modes in each region.

우선, 첫번째 테플론 블럭(301)을 통하여 LSM 모드 밀리미터파가 입력된다. 만약, 입력되는 밀리미터파에 LSM 모드 이외에 TE 모드가 포함되어 있다면 TE 모드 스프레서(401)에서 차단될 것이다. 입력된 밀리미터파가 TE 모드 스프레서(401)을 지나 모드 변환기(501)에 도달하여 대부분 TE 모드로 변환되어 세번째 테플로 블럭(303)으로 전달된다. 하지만, 전달되지 않고 반사되는 TE 모드 밀리미터파는TE 모드 주파수에 대한 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 두번째 테플론 블럭(302)에서 TE 모드가 상쇄되고, 또한 TE 모드 스프레서(401)에 의해서 입력 단자로 입사되는 것이 차단 될 것이다.First, the LSM mode millimeter wave is input through the first Teflon block 301. If the input millimeter wave includes the TE mode in addition to the LSM mode, it will be blocked by the TE mode compressor 401. The input millimeter wave passes the TE mode sprayer 401 to the mode converter 501 and is mostly converted to the TE mode and transferred to the third teflo block 303. However, the untransmitted reflected TE mode millimeter wave cancels the TE mode in the second Teflon block 302 having a length corresponding to one quarter of the wavelength with respect to the TE mode frequency, and is also caused by the TE mode sprayer 401. Incidents on the input terminals will be blocked.

계속해서, 모드 변환기(501)를 통과하여 진행하는 밀리미터파는 대부분 TE 모드이지만, 미약한 LSM 모드의 밀리미터파를 포함하고 있을 것이다. 따라서, 이러한 LSM 모드를 차단하기 위하여 수직형 LSM 모드 스프레서(601)을 삽입한다. 하지만, 수직형 LSM 모드 스프레서(601)에서 반사되는 LSM 모드의 밀리미터파가 존재한다. 이러한 LSM 모드의 밀리미터파는 LSM 모드 주파수에 대한 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 세번째 테플론 블럭(303)에서 LSM 모드가 상쇄될 것이다.Subsequently, the millimeter wave traveling through the mode converter 501 is mostly in TE mode, but will contain a millimeter wave in a weak LSM mode. Thus, the vertical LSM mode compressor 601 is inserted to block this LSM mode. However, there is a millimeter wave of the LSM mode reflected by the vertical LSM mode compressor 601. The millimeter wave of this LSM mode will cancel the LSM mode in the third Teflon block 303 having a length corresponding to one quarter of the wavelength with respect to the LSM mode frequency.

이러한 과정을 거쳐 TE 모드의 밀리미터파는 로드 안테나(701)로 전달된다.Through this process, the millimeter wave of the TE mode is transmitted to the load antenna 701.

[실시예 2]Example 2

도 8은 본 발명에서 제안한 실시예 2의 사시도이다. NRD 가이드 회로는 테플론 블럭(301), TE 모드 스프레서(401), 테플론 블럭(302), 모드 변환부(501), 테플론 블럭(303), 수평형 LSM 모드 스프레서(602)의 순서로 결합되어 평행한 상하 도체판(101,201) 사이에 놓여지게 된다. 이러한 NRD 가이드 회로부를 통해 NRD 가이드의 주요 모드인 LSM 모드는 TE 모드로 변환되어 진다.8 is a perspective view of Embodiment 2 proposed in the present invention. The NRD guide circuit is combined in the order of the Teflon block 301, the TE mode sprayer 401, the Teflon block 302, the mode converter 501, the Teflon block 303, and the horizontal LSM mode compressor 602. It is placed between the parallel upper and lower conductor plates (101,201). Through this NRD guide circuit, the LSM mode, which is the main mode of the NRD guide, is converted to the TE mode.

이렇게 변환된 TE 모드의 밀리미터파는 로드 안테나로 전달되어 복사(Radiation) 된다.The millimeter wave of the TE mode thus converted is transmitted to the load antenna and radiated.

도 9는 본 발명의 실시예 2에 대한 각 부분을 분리하여 나타내었다. 동일한 매질을 가지는 테플론 블럭을 각각 삽입되는 블럭의 위치에 따라 크기를 다르게 하여야 한다. 첫번째 테플론 블럭(301)은 LSM 모드의 밀리미터파가 입사되는 입력단자이고, 네번째 테플론 블럭(304)은 NRD 가이드 변환 회로를 통해 LSM 모드가 TE 모드로 변환되어 밀리미터파가 출력되는 단자이다. 이 출력 단자는 로드 안테나(701)과 결합된다.Figure 9 shows separately the parts for Example 2 of the present invention. Teflon blocks with the same medium should be sized differently depending on the positions of the blocks to be inserted. The first teflon block 301 is an input terminal into which the millimeter wave of the LSM mode is incident, and the fourth teflon block 304 is a terminal from which the LSM mode is converted to the TE mode through the NRD guide conversion circuit and the millimeter wave is output. This output terminal is coupled with the load antenna 701.

상기 실시예 1에서와 마찬가지로 시스템이 구성되고, 다만, 실시예 1에서의 수직형 LSM 모드 스프레서(601)를 수평형 LSM 모드 스프레서(602)로 교체하고, 네번째 테플론 블럭(304)를 제거함으로써 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 2에 대한 상세한 설명은 수평형 LSM 모드 스프레서(602)에 대한 설명과 전체 동작원리에 대해서 설명을 하도록 한다.The system is configured as in the first embodiment, except that the vertical LSM mode compressor 601 in the first embodiment is replaced with the horizontal LSM mode compressor 602, and the fourth Teflon block 304 is removed. This can be achieved by Therefore, the detailed description of Embodiment 2 of the present invention will be described for the horizontal LSM mode compressor 602 and the overall operation principle.

도 10은 수평형 LSM 모드 스프레서(602)의 사시도이다. LSM 모드는 전계가 평행한 상하 도체판(101,201)에 거의 평행하게 나타난다. 따라서, 이러한 모드를 차단하기 위해서는 도 10에서와 같이 상하 도체판(101,201)과 평행하게 유전체 스트립, 즉, 테플론 블럭의 중앙에 금속판을 삽입한다. 이때, 금속판의 두께는 0.0175mm이고, 폭은 2.1mm, 길이는 2.4mm이다.10 is a perspective view of a horizontal LSM mode sprayer 602. The LSM mode appears almost parallel to the upper and lower conductor plates 101 and 201 having parallel electric fields. Therefore, in order to block this mode, a metal plate is inserted in the center of the dielectric strip, ie, the Teflon block, in parallel with the upper and lower conductor plates 101 and 201 as shown in FIG. At this time, the thickness of the metal plate is 0.0175mm, the width is 2.1mm, the length is 2.4mm.

도 11은 본 발명의 실시예 2의 블럭도와 각 영역에서의 각각의 모드를 가지는 밀리미터파의 전달 과정을 나타내고 있다. 우선, 첫번째 테플론 블럭(301)을 통하여 LSM 모드 밀리미터파가 입력된다. 만약, 입력되는 밀리미터파에 LSM 모드 이외에 TE 모드가 포함되어 있다면 TE 모드 스프레서(401)에서 차단될 것이다. 입력된 밀리미터파가 TE 모드 스프레서(401)을 지나 모드 변환기(501)에 도달하여 대부분 TE 모드로 변환되어 세번째 테플론 블럭(303)으로 전달된다. 하지만, 전달되지 않고 반사되는 TE 모드 밀리미터파는 TE 모드 주파수에 대한 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 두번째 테플론 블럭(302)에서 TE 모드가 상쇄되고, 또한 TE 모드 스프레서(401)에 의해서 입력 단자로 입사되는 것이 차단 될 것이다.11 shows a block diagram of Embodiment 2 of the present invention and a millimeter wave propagation process having respective modes in each region. First, the LSM mode millimeter wave is input through the first Teflon block 301. If the input millimeter wave includes the TE mode in addition to the LSM mode, it will be blocked by the TE mode compressor 401. The input millimeter wave passes the TE mode sprayer 401 to the mode converter 501 and is mostly converted to the TE mode and transferred to the third Teflon block 303. However, untransmitted and reflected TE mode millimeter waves cancel the TE mode in the second Teflon block 302 having a length corresponding to one quarter of the wavelength with respect to the TE mode frequency, and also by the TE mode sprayer 401. Incidents on the input terminals will be blocked.

계속해서, 모드 변환기(501)를 통과하여 진행하는 밀리미터파는 대부분 TE 모드이지만, 미약한 LSM 모드의 밀리미터파를 포함하고 있을 것이다. 따라서, 이러한 LSM 모드를 차단하기 위하여 수평형 LSM 모드 스프레서(602)을 삽입한다. 하지만, 수평형 LSM 모드 스프레서(602)에서 반사되는 LSM 모드의 밀리미터파가 존재한다. 이러한 LSM 모드의 밀리미터파는 LSM 모드 주파수에 대한 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 세번째 테플론 블럭(303)에서 LSM 모드가 상쇄될 것이다.Subsequently, the millimeter wave traveling through the mode converter 501 is mostly in TE mode, but will contain a millimeter wave in a weak LSM mode. Thus, a horizontal LSM mode compressor 602 is inserted to block this LSM mode. However, there is a millimeter wave of the LSM mode reflected by the horizontal LSM mode compressor 602. The millimeter wave of this LSM mode will cancel the LSM mode in the third Teflon block 303 having a length corresponding to one quarter of the wavelength with respect to the LSM mode frequency.

이러한 과정을 거쳐 TE 모드의 밀리미터파는 로드 안테나(701)로 전달된다.Through this process, the millimeter wave of the TE mode is transmitted to the load antenna 701.

도 12와 13은 실시예를 통해 구현한 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템의 E와 H 평면에 대한 방사 패턴을 나타내고 있다. 이러한 결과에서 안테나 이득이 16.5dB가 되는 것을 알 수 있으며, 로드 안테나(701)가 배치되어 있는 방향(전파가 진행하는 방향, φ가 0˚이고 θ가 90˚인 방향)으론 빔이 형성되었다. 이때, HPBW(Half Power Beam Width)는 약 10˚정도이다.12 and 13 illustrate radiation patterns of E and H planes of the NRD guide TE mode antenna system implemented through the embodiment. From these results, it can be seen that the antenna gain is 16.5 dB, and a beam is formed in the direction in which the rod antenna 701 is disposed (the direction in which radio waves travel, the direction where φ is 0 ° and θ is 90 °). At this time, the HPBW (Half Power Beam Width) is about 10 degrees.

본 발명에서의 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템은 NRD 가이드를 이용하여 구현한 NRD 가이드 안테나를 Microstrip, Waveguide 등 마이크로파 대역에서 사용할 수 있는 안테나로 대체할 수 있으며, 또한 제작이 간단하기 때문에 생산비가 절감되며, 생산 공정을 줄여 생산성을 높일 수 있기 때문에 밀리미터파 대역에서 폭넓게 사용되어 질 수 있는 안테나 시스템이 될 것이다.In the present invention, the NRD guide TE mode antenna system can replace the NRD guide antenna implemented using the NRD guide with an antenna that can be used in microwave bands such as Microstrip and Waveguide, and also the production cost is reduced because the production is simple. The increased productivity by reducing the production process will result in an antenna system that can be widely used in the millimeter wave band.

Claims (2)

평행한 상하 도체판(101,201) 사이에Between the parallel upper and lower conductor plates 101 and 201 LSM 모드의 밀리미터파가 입사되는 첫번째 테플론 블럭(301)을 배치하고,Place the first Teflon block 301 into which the millimeter wave of the LSM mode is incident, 입력에서의 잔류 TE 모드와 모드 변환기(501)에서 반사되는 TE 모드를 차단하기 위한 TE 모드 스프레서(401)를 배치하고,A TE mode compressor 401 is arranged to block the remaining TE mode at the input and the TE mode reflected by the mode converter 501, 모드 변환기(501)에서 반사되는 TE 모드를 상쇄시키기 위해서 TE 모드의 밀리미터파가 가지는 파장의 1/4의 길이를 갖는 두번째 테플론 블럭(302)을 배치하고,In order to cancel the TE mode reflected by the mode converter 501, a second Teflon block 302 having a length of 1/4 of the wavelength of the millimeter wave of the TE mode is disposed, LSM 모드를 TE 모드로 변환시킬 수 있는 모드 변환기(501)를 배치하고,A mode converter 501 capable of converting the LSM mode to the TE mode, 수직형 LSM 모드 스프레서(601)에서 반사되는 LSM 모드를 상쇄시키기 위해서 LSM 모드의 밀리미터파가 가지는 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 세번째 테플론 블럭(303)을 배치하고,In order to cancel the LSM mode reflected by the vertical LSM mode compressor 601, a third Teflon block 303 having a length corresponding to a quarter of the wavelength of the millimeter wave of the LSM mode is disposed, 모드 변환기(501)를 통해 변환되어 전달되는 밀리미터파에 포함된 잔류 LSM 모드를 차단하기 위해 장착되는 수직형 LSM 모드 스프레서(601)를 배치하고,Place a vertical LSM mode compressor 601 mounted to block the residual LSM mode contained in the millimeter wave converted and transmitted through the mode converter 501, 수직형 LSM 모드 스프레서(601)와 로드 안테나(701)를 이어주기 위해 네번째 테플론 블럭(304)을 배치하고,Place a fourth Teflon block 304 to connect the vertical LSM mode compressor 601 and the load antenna 701, 평행한 상하 도체판(101,201)을 벗어나Out of the parallel upper and lower conductor plates 101 and 201 TE 모드의 밀리미터파를 복사하기 위해 로드 안테나(701)를 장착하여,Load antenna 701 to radiate the millimeter wave of the TE mode, 원하는 안테나 이득을 얻을 수 있고, 양호한 방사 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템.An NRD guided TE mode antenna system characterized by obtaining a desired antenna gain and having good radiation characteristics. 평행한 상하 도체판(101,201) 사이에Between the parallel upper and lower conductor plates 101 and 201 LSM 모드의 밀리미터파가 입사되는 첫번째 테플론 블럭(301)을 배치하고,Place the first Teflon block 301 into which the millimeter wave of the LSM mode is incident, 입력에서의 잔류 TE 모드와 모드 변환기(501)에서 반사되는 TE 모드를 차단하기 우한 TE 모드 스프레서(401)를 배치하고,Place a TE mode compressor 401 to block the remaining TE mode at the input and the TE mode reflected from the mode converter 501, 모드 변환기(501)에서 반사되는 TE 모드를 상쇄시키기 위해서 TE 모드의 밀리미터파가 가지는 파장의 1/4의 길이를 갖는 두번째 테플론 블럭(302)을 배치하고,In order to cancel the TE mode reflected by the mode converter 501, a second Teflon block 302 having a length of 1/4 of the wavelength of the millimeter wave of the TE mode is disposed, LSM 모드를 TE 모드로 변환시킬 수 있는 모드 변환기(501)를 배치하고,A mode converter 501 capable of converting the LSM mode to the TE mode, 수평형 LSM 모드 스프레서(602)에서 반사되는 LSM 모드를 상쇄시키기 위해서 LSM 모드의 밀리미터파가 가지는 파장의 1/4에 해당하는 길이를 갖는 세번째 테플론 블럭(303)을 배치하고,In order to cancel the LSM mode reflected by the horizontal LSM mode compressor 602, a third Teflon block 303 having a length corresponding to a quarter of the wavelength of the millimeter wave of the LSM mode is disposed, 모드 변환기(501)를 통해 변환되어 전달되는 밀리미터파에 포함된 잔류 LSM 모드를 차단하기 위해 장착되는 수평형 LSM 모드 스프레서(602)를 배치하고,Place a horizontal LSM mode compressor 602 mounted to block the residual LSM mode contained in the millimeter wave transmitted through the mode converter 501, 평행한 상하 도체판(101,201)을 벗어나Out of the parallel upper and lower conductor plates 101 and 201 TE 모드의 밀리미터파를 복사하기 위해 로드 안테나(701)를 장착하여,Load antenna 701 to radiate the millimeter wave of the TE mode, 원하는 안테나 이득을 얻을 수 있고, 양호한 방사 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 NRD 가이드 TE 모드 안테나 시스템.An NRD guided TE mode antenna system characterized by obtaining a desired antenna gain and having good radiation characteristics.
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