KR100530657B1 - Array antenna - Google Patents
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Abstract
전기 공급 선로를 용이하게 설계할 수 있고, 높은 안테나 이득으로 또한 사이드로브를 충분히 저감한, 지향성이 우수한 어레이 안테나 장치를 제공한다. Provided is an array antenna device having excellent directivity, which can easily design an electric supply line, and has a high antenna gain and sufficiently reduces side lobes.
직선 형상으로 배열된 복수의 안테나 소자에 대하여, 복수의 등분배기(21a∼21k)만을 조합시켜 형성한, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 동일한 위상으로 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 많은 상기 등분배기를 개재시키는 것으로 진폭이 작게 되도록 전기 공급하는 전기 공급 선로를 구비한다.With respect to the plurality of antenna elements arranged in a linear shape, the antenna elements positioned in the same phase and outward in each of the plurality of antenna elements formed by combining only a plurality of equal dividers 21a to 21k, and the more equal dividers are provided. It is provided with an electricity supply line which supplies electricity so that an amplitude may become small by interposing.
Description
본 발명은, 각종 통신용 기지국 안테나로서 이용되는 어레이 안테나 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an array antenna device used as various communication base station antennas.
각종 통신용 기지국 안테나로서, 다수의 어레이 안테나가 실용화되어 있고, 그 용도에 따라, 고 이득화를 도모한 것, 빔 틸트하는 것, 다른 안테나로의 간섭을 회피하도록 저 사이드로브(sidelobe)화한 것 등을 대표적인 예로 들 수 있다. As various base station antennas for communication, a large number of array antennas have been put to practical use, and according to the purpose, high gain, beam tilting, low sidelobe to avoid interference with other antennas, etc. It may be a representative example.
도 5 (a)는, 복수, 예컨대 l2의 안테나 소자를 직선 형상으로 배열한 어레이 안테나의 기본적인 전기 공급 선로의 접속 구성을 나타내는 것이다. 동 도면에서, #0가 어레이 안테나 전체에 대한 전기 공급점이며, 이 전기 공급점 #0으로부터 3 분배기(11)에 의해 균등하게 3 분배된 각 선로는, 2 분배기(12a∼12c)에 의해 각각 균등하게 2 분배된다. Fig. 5A shows a connection configuration of a basic electric supply line of an array antenna in which a plurality of antenna elements of l2, for example, are arranged in a straight line. In the figure, # 0 is an electric supply point for the entire array antenna, and each of the lines equally distributed by the three distributors 11 from this electric supply point # 0 is respectively provided by the two distributors 12a-12c. Are evenly distributed 2.
그런데, 2 분배기(12a)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(12d)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #1 및 #2에 접속되고, 다른 쪽의 선로도 또한 2 분배기(12e)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #3 및 #4에 접속된다. By the way, one track divided by two in the two distributors 12a is also equally divided by two distributors 12d and connected to the electric supply points # 1 and # 2, and the other track also has two distributors 12e. 2 is evenly distributed and connected to the electrical supply points # 3 and # 4.
마찬가지로, 상기 2 분배기(12b)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(12f)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #5 및 #6에 접속되고, 다른 쪽의 선로도 또한 2 분배기(12g)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #7 및 #8에 접속된다. Similarly, one line divided twice in the second divider 12b is also equally divided by two dividers 12f and connected to the electric supply points # 5 and # 6, and the other line also uses the two dividers ( 12g) are equally divided and connected to the electric supply points # 7 and # 8.
마찬가지로, 상기 2 분배기(12c)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(12h)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #9 및 #10에 접속되고, 다른 쪽의 선로도 또한 2 분배기(12i)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #11 및 #12에 접속된다. Similarly, one line divided twice in the second divider 12c is also equally divided by two dividers 12h and connected to the electric supply points # 9 and # 10, and the other line also uses the two dividers ( 12i) is equally divided and connected to the electric supply points # 11 and # 12.
그리고, 각 전기 공급점 #1∼#12가 그 수치의 순서로 직선 형상으로 등간격으로 배치되며, 여기서는 도시하지 않은 12개의 각 안테나 소자가 각각 동일 방향을 향해서 접속된다. Each of the electric supply points # 1 to # 12 are arranged in a straight line in the order of the numerical values at equal intervals, and each of the twelve antenna elements (not shown) is connected in the same direction.
이 도 5 (a)에서는, 접속 관계를 설명하고 있을 뿐이기 때문에 나타내고 있지 않지만, 실제의 배선 패턴에 있어서는, 어레이 안테나로서의 전기 공급점 #0으로부터 각 안테나 소자로의 전기 공급점 #1∼#12까지의 선로 길이는 모두 동일하게 설계되어 있고, 따라서 모든 안테나 소자를 동일한 위상, 동일한 진폭으로 여진 구동할 수 있다. Although not shown in FIG. 5A only because the connection relationship is described, in the actual wiring pattern, the electric supply points # 1 to # 12 from the electric supply point # 0 as the array antenna to each antenna element are shown. The line lengths up to are all identically designed, and thus all antenna elements can be driven with the same phase and the same amplitude.
도 5 (b)는, 동 도면 (a)에서 나타낸 전기 공급 선로를 갖는 12 소자 어레이 안테나의 빔 패턴을 예시하는 것으로, 지향성이 필요한 어레이 안테나로서는, 사이드로브가-13 [dB]정도 나오고 있어, 실용에는 제공할 수 없는 특성으로 되어 있다. FIG. 5 (b) illustrates a beam pattern of a 12 element array antenna having an electric supply line shown in FIG. (A). As an array antenna requiring directivity, a side lobe is about -13 [dB]. It is a characteristic which cannot be provided for practical use.
도 6 (a)는, 상기 도 5 (a)에서 설명한 구성의 전기 공급 선로와 같은 접속 관계로 하고 있으면서 각각 외측의 각 3 소자씩에 대응시켜, 2 분배기(12d)와 전기 공급점 #1, #2의 사이, 2 분배기(12e)와 전기 공급점 #3의 사이, 2 분배기(12h)와 전기 공급점 #10의 사이 및 2 분배기(12i)와 전기 공급점 #11, #12의 사이에 감쇠기(attinuator) ATT를 배치하여, 상기 사이드로브를 저하시키는 전기 공급 선로의 구성을 예시하고 있다. FIG. 6 (a) shows the two distributors 12d and the electricity supply point # 1, corresponding to each of the three elements on the outer side while being in the same connection relationship as the electricity supply line of the configuration described in FIG. 5 (a). Between # 2, between 2 distributors 12e and electricity supply point # 3, between 2 distributors 12h and electricity supply point # 10, and between 2 distributors 12i and electricity supply points # 11, # 12. An arrangement of an attenuator ATT is illustrated to illustrate the configuration of an electrical supply line that lowers the side lobe.
여기서는, 직선 형상으로 배치된 안테나 소자의 양 단측에 위치하는 전기 공급점 #1, #2, #11, #12에 대응하는 감쇠기 ATT에 의해 진폭을 각각 -6 [dB]만큼 저하시키고, 그 내측의 전기 공급점 #3, #10에 대응하는 감쇠기 ATT에 의해 진폭을 각각 -3 [dB]만큼 저하시키는 것으로 하고 있다. Here, the amplitudes are reduced by -6 [dB], respectively, by the attenuators ATT corresponding to the electrical supply points # 1, # 2, # 11, and # 12 located at both ends of the antenna elements arranged in a straight line shape. The amplitudes of the attenuators ATT corresponding to the electrical supply points # 3 and # 10 are lowered by -3 [dB], respectively.
이와 같이, 모든 안테나 소자에 동일한 위상으로 전기 공급하는 것으로 하면서, 감쇠기 ATT를 이용하여 특히 어레이 안테나의 외측에 위치하고 있는 안테나 소자일수록 그 진폭값이 작게 되도록 감쇠를 부여함으로써 도 6 (b)에 그 빔 패턴을 예시하는 바와 같이 사이드로브의 레벨을 -20 [dB]정도까지 저하시킬 수 있다. In this way, while supplying electricity to all the antenna elements in the same phase, the attenuator ATT is used to give the attenuation so that the amplitude of the antenna element located especially outside the array antenna becomes smaller so that the beam in FIG. As illustrated in the pattern, the level of the side lobe can be reduced to about -20 [dB].
그러나, 감쇠기 ATT 등의 저항체에서 에너지가 소비되어 버리기 때문에, 특히 전기 공급점 #1∼#3, #10∼#12에 접속되는 각 안테나 소자에 전기 공급되는 에너지량이 감소하여, 어레이 안테나 전체로서 이득이 저하해 버린다고 하는 문제가 있다. However, since energy is consumed in a resistor such as the attenuator ATT, the amount of energy supplied to each antenna element connected to the electrical supply points # 1 to # 3, # 10 to # 12, in particular, is reduced, resulting in gain as a whole array antenna. There is a problem that this decreases.
또한, 상기 도 5 (a), 도 6 (a)에서는 3 분배기(11)나 2 분배기(12a∼12i) 등의 등분배기를 이용하여 전기 공급 선로를 구성하여, 모든 안테나 소자에 동일한 위상으로 전기 공급하는 예를 나타내었지만, 부등분배기(不等分配器)를 이용하여 외측에 위치하는 안테나 소자의 진폭을 작게 하는 방법이나, 또는 안테나 소자마다 위상 차이를 마련한 전기 공급을 실행하는 방법에 의해서도 사이드로브의 레벨을 저하시키는 것을 실현할 수 있다. 5 (a) and 6 (a), an electric supply line is formed by using an equal divider such as the third divider 11 or the two dividers 12a to 12i, and the same phase is applied to all the antenna elements. Although the example of supplying is shown, the side lobe can also be used by a method of reducing the amplitude of an antenna element located outside by using an inequality divider or by supplying an electric supply having a phase difference for each antenna element. Lowering the level of can be realized.
그러나, 상술한, 부등분배기를 이용하여 외측에 위치하는 안테나 소자의 진폭을 작게 하는 방법이나, 안테나 소자마다 위상 차이를 마련한 전기 공급을 실행하는 방법은, 모두 사이드로브를 저감시키는데 충분 유효한 방법이지만, 그 부등분배율이나 위상 차이의 설정을 실행하기 위해서는 복잡하고 면밀한 계산을 필요로 하기 때문에, 용이하게 설계할 수 있는 것은 아니었다. However, the above-described method of reducing the amplitude of an antenna element located outside by using an inequality divider or a method of performing electricity supply in which phase differences are provided for each antenna element are all effective methods for reducing side lobes. In order to execute the setting of the inequality and the phase difference, complicated and careful calculations are required, and the design was not easy.
본 발명은 상기한 바와 같은 실정을 감안하여 된 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 설계를 위한 복잡한 연산 등을 필요로 하지 않고서, 높은 안테나 이득으로 또한 사이드로브를 충분히 저감한, 지향성이 우수한 어레이 안테나 장치를 제공하는 것에 있다. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its object is to provide a highly directional array antenna device having a high antenna gain and sufficiently reducing side lobes without requiring complicated calculations for design. Is to provide.
청구항 1 기재의 발명은, 직선 형상으로 배열된 복수의 안테나 소자와, 복수의 등분배기만을 조합시켜 형성한, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 동일한 위상으로 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 진폭이 작게 되도록 전기 공급하는 전기 공급 선로를 구비한 것을 특징으로 한다. The invention according to claim 1 is characterized in that the amplitude of the antenna elements positioned in the same phase and the outer side of each of the plurality of antenna elements formed by combining only a plurality of antenna elements arranged in a linear shape with only a plurality of equal dividers is smaller. An electric supply line for supplying electricity is provided.
청구항 2 기재의 발명은, 직선 형상으로 배열된 복수의 안테나 소자와, 복수의 등분배기만을 조합시켜 형성한, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 동일한 위상으로 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 많은 상기 등분배기를 개재시킴으써 진폭이 작게 되도록 전기 공급하는 전기 공급 선로를 구비한 것을 특징으로 한다. According to the invention of claim 2, the plurality of antenna elements arranged in a straight line and the plurality of antenna elements formed by combining only a plurality of equal dividers, the antenna elements located in the same phase and outside of each of the plurality of antenna elements are more and more equal dividers. It characterized in that it is provided with an electricity supply line for supplying electricity so that the amplitude is small by interposing.
상기 청구항 1 및 청구항 2 기재의 구성으로 하면, 등분배기의 조합만에 의해, 동일한 위상이며 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 진폭이 작게 되도록 전기 공급하기 때문에, 전기 공급 선로의 설계를 위한 복잡한 연산 등을 필요로 하지 않고, 높은 안테나 이득으로 또한 사이드로브를 충분히 저감한, 지향성이 우수한 어레이 안테나 장치를 실현할 수 있다. According to the above-described structures of Claims 1 and 2, since only the combination of equal dividers, the electric power is supplied so that the amplitude of the antenna elements located in the same phase and located on the outside becomes smaller, so that a complicated calculation for the design of the electric supply line is performed. It is possible to realize an array antenna device having excellent directivity with high antenna gain and sufficiently reduced side lobes without the need for the present invention.
(제 1 실시예)(First embodiment)
이하 본 발명을 12의 안테나 소자를 직선 형상으로 배열한 어레이 안테나에 적용한 제 1 실시예에 대하여 도면을 참조해서 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the 1st Example which applied this invention to the array antenna which arranged 12 antenna elements in linear form is demonstrated with reference to drawings.
도 1 (a)는, 그 전기 공급 선로의 접속 구성을 나타내는 것이다. 동 도면에서, #0가 어레이 안테나 전체에 대한 전기 공급점이며, 이 전기 공급점 #0으로부터 2 분배기(21a)에 의해 균등하게 2 분배된 각 선로는, 또한 2 분배기(21b, 21c)에 의해 각각 균등하게 2 분배된다. FIG.1 (a) shows the connection structure of the electricity supply line. In the same figure, # 0 is the electric supply point for the entire array antenna, and each of the lines distributed evenly by the two dividers 21a from this electric supply point # 0 is also provided by the two dividers 21b and 21c. Each is evenly distributed 2.
그런데, 2 분배기(21b)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(21d)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로도 또한 2 분배기(21e)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #5 및 #6에 접속된다. By the way, one track divided by two in the two distributors 21b is also divided equally by the two distributors 21d, and the other track is also divided equally by the two distributors 21e so that the electricity supply point Connected to # 5 and # 6.
상기 2 분배기(21d)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(21h)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #4에 접속된다. 그리고, 상기 2 분배기(21h)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(21j)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #1 및 #2에 접속되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #3에 접속된다. One line divided twice in the two dividers 21d is also divided evenly by the two dividers 21h, and the other line is directly connected to the electric supply point # 4. One of the two lines divided by the two distributors 21h is also divided equally by the two distributors 21j and connected to the electric supply points # 1 and # 2, and the other line is directly connected to the electric supply points. Connected to # 3.
또한, 상기 2 분배기(21c)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(2lf)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #7 및 #8에 접속되고, 다른 쪽의 선로도 또한 2 분배기(21g)에 의해 균등하게 2 분배된다. In addition, one line divided twice in the second divider 21c is also divided evenly by the second divider 2lf and connected to the electric supply points # 7 and # 8, and the other line also uses the second divider ( 2 parts evenly by 21 g).
상기 2 분배기(21g)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #9에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(21i)에 의해 균등하게 2 분배된다. 그리고, 상기 2 분배기(21i)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #10에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(21k)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #11 및 #12에 접속된다. One line divided twice in the two dividers 21g is directly connected to the electrical supply point # 9, and the other line is also divided equally twice by the two dividers 21i. Then, one of the two lines divided by the two distributors 21i is directly connected to the electric supply point # 10, and the other line is further divided equally by the two distributors 21k, thereby providing the electric supply points # 11 and It is connected to # 12.
그리고, 각 전기 공급점 #1∼#12가 그 수치의 순서로 직선 형상으로 등간격으로 배치되어, 여기서는 도시하지 않은 12개의 각 안테나 소자가 각각 동일 방향을 향해서 접속된다. Each of the electric supply points # 1 to # 12 is arranged in a straight line at equal intervals in the order of the numerical values, and twelve antenna elements (not shown) are connected in the same direction, respectively.
또한, 이 도 1 (a)에서는 접속 관계를 설명하고 있을 뿐이기 때문에 나타나 있지 않지만, 실제의 배선 패턴에서는, 어레이 안테나로서의 전기 공급점 #0으로부터 각 안테나 소자로의 전기 공급점 #1∼#12까지의 선로 길이는 모두 동일하게 설계되어 있고, 따라서 모든 안테나 소자를 동일한 위상으로 여진 구동할 수 있다. In addition, although it is not shown in FIG. 1 (a) only because the connection relationship is described, in the actual wiring pattern, the electric supply points # 1 to # 12 from the electric supply point # 0 as the array antenna to each antenna element are shown. The line lengths up to are all identically designed, and therefore all antenna elements can be driven in the same phase.
또한, 2 분배기를 1단 많게 개재하는 것으로 전기 공급에 대한 안테나 소자의 진폭차이는 -3 [dB]로 되기 때문에, 도 1 (a) 내의 각 전기 공급점 #1∼#12에 대응하는 진폭 차이를 도면 내에 도시하는 바와 같이, 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 많은 상기 2 분배기를 개재하는 것으로, 각각의 진폭이 작게 되도록 구성하고 있다. Also, since the amplitude difference of the antenna element with respect to the electricity supply becomes -3 [dB] by interposing two dividers in one stage, the amplitude difference corresponding to each of the electricity supply points # 1 to # 12 in FIG. As shown in the figure, the antenna elements located on the outside are interposed between the two dividers, so that the amplitude of each is made smaller.
도 1 (b)는, 동 도면 (a)에 나타낸 전기 공급 선로를 갖는 12 소자 어레이 안테나의 빔 패턴을 예시하는 것으로, 지향성을 필요로 하는 어레이 안테나로서는, 사이드로브 레벨이 -20 [dB]보다 크게 내려가 있어, 충분히 실용에 제공할 수 있는 특성으로 되어있다. Fig. 1 (b) illustrates a beam pattern of a 12 element array antenna having an electric supply line shown in Fig. 1 (a). As an array antenna requiring directivity, the side lobe level is less than -20 [dB]. It is largely lowered and is a characteristic that can be sufficiently provided for practical use.
또한, 각 전기 공급점 #1∼#12에 접속된 안테나 소자에 전기 공급되는 에너지의 손실은, 각 2 분배기(21a∼21k)에서 발생하는 전송 손실(loss)만이며, 어레이 안테나 전체로서도 안테나 이득의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. In addition, the loss of energy supplied to the antenna elements connected to each of the electric supply points # 1 to # 12 is only a transmission loss generated in each of the two dividers 21a to 21k. The fall of can be suppressed to the minimum.
도 2는, 상기 도 1 (1)로 설명한 전기 공급 선로의 구체적인 패턴 구성을 예시하는 것이다. 동 도면에서, 장판(長板) 형상의 안테나 기판(31)의 이면에 전기 공급 선로(32)가 도시하는 바와 같이 패턴 형성된다. 도면 내에서, 각 전기 공급점 #1∼#12 근방의 기호「+」로 나타내고 있는 위치가 대응하는 안테나 소자의 장착 중심 위치(33, 33, ····)이며, 대응하는 전기 공급점 위치와의 관계에 의해, 모든 안테나 소자가 동일 방향을 향해서 배설되어 있는 것을 알 수 있다. FIG. 2 illustrates a specific pattern configuration of the electricity supply line described with reference to FIG. 1 (1). In the same figure, the electric supply line 32 is pattern-formed on the back surface of the antenna board 31 of a long plate shape. In the drawing, the position indicated by the symbol "+" in the vicinity of each of the electric supply points # 1 to # 12 is the mounting center position 33, 33, ... of the corresponding antenna element, and the corresponding electric supply point position. It can be seen from the relationship with that that all the antenna elements are arranged in the same direction.
또한, 전기 공급 선로(32)상에 굴곡 형성된 패턴 부분(34, 34, ····)은, 어레이 안테나로서의 전기 공급점 #0으로부터 각 안테나 소자로의 전기 공급점 #1∼#12까지의 선로 길이를 동일하게 하기 위한 선로 길이 조정부이다. Further, the pattern portions 34, 34, ... formed on the electric supply line 32 are bent from the electric supply point # 0 as the array antenna to the electric supply points # 1 to # 12 to each antenna element. It is a line length adjustment part for making line length the same.
이와 같이, 2 분배기(21a∼21k)의 조합만에 의해서, 동일한 위상으로 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 진폭이 작게 되도록 전기 공급하기 때문에, 전기 공급 선로의 설계를 위한 복잡한 연산 등을 필요로 하지 않고, 높은 안테나 이득으로 또한 사이드로브를 충분히 저감할 수 있다. As described above, since only the combination of the two dividers 21a to 21k supplies the electric power so that the amplitude of the antenna element located in the same phase and the outside is smaller, the complicated calculation for the design of the electric supply line is not required. In addition, the side lobe can be sufficiently reduced with high antenna gain.
(제 2 실시예)(Second embodiment)
이하 본 발명을 12의 안테나 소자를 직선 형상으로 배열한 어레이 안테나에 적용한 제 2 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. A second embodiment in which the present invention is applied to an array antenna in which 12 antenna elements are arranged in a straight line will be described with reference to the drawings.
도 3 (a)는, 그 전기 공급 선로의 접속 구성을 나타내는 것이다. 동 도면에서, #0가 어레이 안테나 전체에 대한 전기 공급점이며, 이 전기 공급점 #0으로부터 3 분배기(41)에 의해 균등하게 3 분배된 각 선로는, 또한 2 분배기(42a∼42c)에 의해 각각 균등하게 2 분배된다. FIG.3 (a) shows the connection structure of the electricity supply line. In the same figure, # 0 is an electric supply point for the entire array antenna, and each of the lines equally distributed by the third divider 41 from this electric supply point # 0 is further divided by the two dividers 42a to 42c. Each is evenly distributed 2.
그런데, 2 분배기(42a)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(42d)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #5에 접속된다. By the way, one line divided twice in the two distributors 42a is also divided equally by the two distributors 42d, and the other line is directly connected to the electric supply point # 5.
상기 2 분배기(42d)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(42f)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #4에 접속된다. 그리고, 상기 2 분배기(42f)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(42h)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #1 및 #2에 접속되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #3에 접속된다. One line divided twice in the two dividers 42d is also divided equally by the two dividers 42f, and the other line is directly connected to the electric supply point # 4. One of the two lines divided by the two distributors 42f is further divided evenly by the two distributors 42h and connected to the electric supply points # 1 and # 2, and the other line is directly connected to the electric supply point. Connected to # 3.
또한, 상기 2 분배기(42b)에서 2 분배된 선로가 각각 전기 공급점 #6 및 #7에 접속된다. In addition, the two divided lines in the two distributors 42b are connected to the electric supply points # 6 and # 7, respectively.
또한, 상기 2 분배기(42c)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #8에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(42e)에 의해 균등하게 2 분배된다. 상기 2 분배기(42e)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #9에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(42g)에 의해 균등하게 2 분배된다. In addition, one line divided twice in the two distributors 42c is directly connected to the electric supply point # 8, and the other line is also divided equally by the two distributors 42e. One line divided twice in the second divider 42e is directly connected to the electrical supply point # 9, and the other line is also divided equally twice by the two dividers 42g.
그리고, 상기 2 분배기(42g)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #10에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(42i)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #11 및 #12에 접속된다. One of the two lines divided by the two distributors 42g is directly connected to the electric supply point # 10, and the other line is further divided equally by the two distributors 42i, thereby providing the electric supply points # 11 and It is connected to # 12.
그리고, 각 전기 공급점 #1∼#12가 그 수치의 순서로 직선 형상으로 등간격으로 배치되어, 여기서는 도시하지 않는 12개의 각 안테나 소자가 각각 동일 방향을 향해서 접속된다. Then, each of the electric supply points # 1 to # 12 are arranged in a straight line in the order of the numerical values at equal intervals, and each of the twelve antenna elements not shown here is connected in the same direction.
또한, 이 도 3 (a)에서는 접속 관계를 설명하고 있을 뿐이기 때문에 나타내고 있지 않지만, 특히 3 분배기(41)와 2 분배기(42b)의 사이의 선로를 굴곡 형성하여 도시하는 바와 같이, 실제의 배선 패턴에 있어서는, 어레이 안테나로서의 전기 공급점 #0으로부터 각 안테나 소자로의 전기 공급점 #1∼#12까지의 선로 길이는 모두 동일하게 설계되어 있고, 따라서 모든 안테나 소자를 동일한 위상으로 여진 구동할 수 있다. In addition, although it is not shown in FIG.3 (a) because only the connection relationship is demonstrated, in fact, as shown in FIG. 3 by bending the line between 3 divider 41 and 2 divider 42b, actual wiring is shown. In the pattern, the lengths of the lines from the electrical supply point # 0 as the array antenna to the electrical supply points # 1 to # 12 to each antenna element are all designed in the same manner, so that all the antenna elements can be excited and driven in the same phase. have.
또한, 2 분배기를 1단 많게 개재하는 것으로 전기 공급에 대한 안테나 소자의 진폭차이는 -3 [dB]로 되기 때문에, 도 3 (a) 내의 각 전기 공급점 #1∼#12에 대응하는 진폭 차이를 도면 내에 도시하는 바와 같이, 전기 공급점 #0으로부터 3 분배기(41)에 의해 균등하게 3 분배된 후, 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 많은 상기 2 분배기를 개재하는 것으로, 각각의 진폭이 작게 되도록 구성하고 있다. In addition, since the amplitude difference of the antenna element with respect to the electricity supply becomes -3 [dB] by interposing two distributors in one stage, the amplitude difference corresponding to each of the electricity supply points # 1 to # 12 in FIG. As shown in the drawing, after the three distributions are evenly distributed by the three distributors 41 from the electric supply point # 0, the antenna elements located outwardly intervene the two dividers so that the amplitude of each is small. It consists.
도 3 (b)는, 동 도면 (a)에서 나타낸 전기 공급 선로를 갖는 12 소자 어레이 안테나의 빔 패턴을 예시하는 것으로, 지향성을 필요로 하는 어레이 안테나로서는, 사이드로브 레벨이 -20 [dB]보다 크게 내려가 있어, 충분히 실용에 제공할 수 있는 특성으로 되어 있다. Fig. 3 (b) illustrates a beam pattern of a 12 element array antenna having an electric supply line shown in Fig. (A). As an array antenna requiring directivity, the side lobe level is less than -20 [dB]. It is largely lowered, and becomes a characteristic which can be fully provided practically.
또한, 각 전기 공급점 #1∼#12에 접속된 안테나 소자에 전기 공급되는 에너지의 손실은, 3 분배기(41)와 각 2 분배기(42a∼42i)에서 발생하는 전송 손실(loss)만이며, 어레이 안테나 전체로서도 안테나 이득의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. In addition, the loss of energy supplied to the antenna elements connected to each of the electric supply points # 1 to # 12 is only a transmission loss generated in the three distributors 41 and the two distributors 42a to 42i. As a whole, the decrease in antenna gain can be minimized.
(제 3 실시예)(Third embodiment)
이하 본 발명을 20의 안테나 소자를 직선 형상으로 배열한 어레이 안테나에 적용한 제 3 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. A third embodiment in which the present invention is applied to an array antenna in which 20 antenna elements are arranged in a straight line will be described with reference to the drawings.
도 4 (a)는, 그 전기 공급 선로의 접속 구성을 나타내는 것이다. 동 도면에서, #0가 어레이 안테나 전체에 대한 전기 공급점이며, 이 전기 공급점 #0으로부터 3 분배기(51)에 의해 균등하게 3 분배된 각 선로는, 또한 2 분배기(52a∼52c)에 의해 각각 균등하게 2 분배된다. Fig. 4A shows the connection configuration of the electricity supply line. In the same figure, # 0 is an electric supply point for the entire array antenna, and each of the lines equally distributed by the three distributors 51 from this electric supply point # 0 is further divided by the two distributors 52a to 52c. Each is evenly distributed 2.
그런데, 2 분배기(52a)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52d)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 2 분배기(52e)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #7 및 #8에 접속된다. By the way, one track divided by two in the two distributors 52a is also divided equally by the two distributors 52d, and the other track is equally divided by the two distributors 52e and the electricity supply point # 7 and # 8.
상기 2 분배기(52d)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52j)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #6에 접속된다. 상기 2 분배기(52j)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(521)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #5에 접속된다. One line divided twice in the two dividers 52d is also divided equally by the two dividers 52j, and the other line is directly connected to the electric supply point # 6. One line divided twice in the two distributors 52j is also divided equally by the two distributors 521, and the other line is directly connected to the electric supply point # 5.
상기 2 분배기(521)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52n)에 의해 균등하게 2 분배되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #4에 접속된다. 그리고, 상기 2 분배기(52n)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52p)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #1 및 #2에 접속되고, 다른 쪽의 선로는 직접 전기 공급점 #3에 접속된다. One line divided twice in the two distributors 521 is also equally divided by the two distributors 52n, and the other line is directly connected to the electric supply point # 4. One of the two lines divided by the two distributors 52n is also equally divided by the two distributors 52p and connected to the electric supply points # 1 and # 2, and the other line is directly connected to the electric supply points. Connected to # 3.
또한, 상기 2 분배기(52b)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52f) 에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #9 및 #10에 접속되고, 다른 쪽의 선로는 또한 2 분배기(52g)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #11 및 #12에 접속된다. In addition, one line divided twice in the two dividers 52b is also equally divided by the two dividers 52f and connected to the electric supply points # 9 and # 10, and the other line also divides the two dividers ( 52 g) are equally divided and connected to the electrical supply points # 11 and # 12.
또한, 상기 2 분배기(52c)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 또한 2 분배기(52h)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #13 및 #14에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(52i)에 의해 균등하게 2 분배된다. 상기 2 분배기(52i)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #15에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(52k)에 의해 균등하게 2 분배된다. In addition, one of the two lines divided by the two distributors 52c is also equally divided by the two distributors 52h and connected to the electrical supply points # 13 and # 14, and the other line also uses the two distributors ( 52i) evenly divided by two. One line divided twice in the two dividers 52i is directly connected to the electric supply point # 15, and the other line is divided equally twice by the two dividers 52k.
또한, 상기 2 분배기(52k)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #16에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(52m)에 의해 균등하게 2 분배된다. 상기 2 분배기(52m)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #17에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(52o)에 의해 균등하게 2 분배된다. In addition, one track divided by two in the two distributors 52k is directly connected to the electric supply point # 16, and the other track is further divided equally by the two distributors 52m. One line divided twice in the two distributors 52m is directly connected to the electrical supply point # 17, and the other line is also divided equally twice by the two distributors 52o.
그리고, 상기 2 분배기(52o)에서 2 분배된 한쪽의 선로가 직접 전기 공급점 #18에 접속되고, 다른 쪽의 선로가 또한 2 분배기(52q)에 의해 균등하게 2 분배되어 전기 공급점 #19 및 #20에 접속된다. One of the two lines divided by the two distributors 52o is directly connected to the electric supply point # 18, and the other line is also divided equally by the two distributors 52q so that the electric supply points # 19 and It is connected to # 20.
그리고, 각 전기 공급점 #1∼#20이 그 수치의 순서로 직선 형상으로 등간격으로 배치되어, 여기서는 도시하지 않은 20개의 각 안테나 소자가 각각 동일 방향을 향해서 접속된다. And electric supply points # 1-# 20 are arrange | positioned at equal intervals in linear form in the order of the numerical value, and 20 antenna elements which are not shown here are connected in the same direction, respectively.
또한, 이 도 4 (a)에서는 접속 관계를 설명하고 있을 뿐이기 때문에 나타내고 있지 않지만, 특히 3 분배기(51)와 2 분배기(52b)의 사이의 선로를 굴곡 형성하여 도시하는 바와 같이, 실제의 배선 패턴에 있어서는, 어레이 안테나로서의 전기 공급점 #0으로부터 각 안테나 소자로의 전기 공급점 #1∼#20까지의 선로 길이는 모두 동일하게 설계되어 있고, 따라서 모든 안테나 소자를 동일한 위상으로 여진 구동을 할 수 있다. In addition, although not shown in FIG.4 (a), since only the connection relationship is demonstrated, in fact, as shown in FIG. 4 by bending the line between 3 distributor 51 and 2 distributor 52b, actual wiring is shown. In the pattern, the line lengths from the electrical supply point # 0 as the array antenna to the electrical supply points # 1 to # 20 to each antenna element are all designed in the same manner, so that all the antenna elements are driven in the same phase. Can be.
또한, 2 분배기를 1단 많게 개재하는 것으로 전기 공급에 대한 안테나 소자의 진폭차이는 -3 [dB]로 되기 때문에, 도 4 (a)내의 각 전기 공급점 #1∼#20에 대응하는 진폭 차이를 도면 내에 도시하는 바와 같이, 전기 공급점 #0으로부터 3 분배기(51)에 의해 균등하게 3 분배된 후, 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 많은 상기 2 분배기를 개재하는 것으로, 각각의 진폭이 작게 되도록 구성하고 있다. In addition, since the amplitude difference of the antenna element with respect to the electricity supply becomes -3 [dB] by interposing two distributors in one stage, the amplitude difference corresponding to each of the electricity supply points # 1 to # 20 in FIG. As shown in the drawing, after the three distributions are evenly distributed by the three distributors 51 from the electric supply point # 0, the antenna elements located outside are interposed with the two distributors so that the amplitude of each is small. It consists.
도 4 (b)는, 동 도면 (a)에서 나타낸 전기 공급 선로를 갖는 20 소자 어레이 안테나의 빔 패턴을 예시하는 것으로, 지향성을 필요로 하는 어레이 안테나로서는, 사이드 로브 레벨이 -20 [dB]보다 크게 내려가 있어, 충분히 실용에 제공할 수 있는 특성으로 되어있다. Fig. 4 (b) illustrates the beam pattern of the 20 element array antenna having the electric supply line shown in Fig. (A). As an array antenna requiring directivity, the side lobe level is less than -20 [dB]. It is largely lowered and is a characteristic that can be sufficiently provided for practical use.
또한, 각 전기 공급점 #1∼#20에 접속된 안테나 소자에 전기 공급되는 에너지의 손실은, 3 분배기(51)와 각 2 분배기(52a∼52q)에서 발생하는 전송 손실(loss)만이며, 어레이 안테나 전체로서도 안테나 이득의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. In addition, the loss of energy supplied to the antenna elements connected to each of the electrical supply points # 1 to # 20 is only a transmission loss generated in the three distributors 51 and the two distributors 52a to 52q. As a whole, the decrease in antenna gain can be minimized.
이상 제 1 내지 제 3의 각 실시예로 설명한 어레이 안테나는, 모두 종래의 어레이 안테나에서 필요한 감쇠기나 위상기 등을 없애는 구성으로 했기 때문에, 전기 공급 선로 상의 그들의 기기에서 발생하는 손실 등이 없고, 각 안테나 소자에 전기 공급되는 에너지 손실을 극력 억제할 수 있다. Since the array antennas described in the first to third embodiments are all configured to eliminate the attenuators, phasers, and the like necessary for the conventional array antennas, there is no loss or the like that occurs in those devices on the electric supply line. Energy loss supplied to the antenna element can be suppressed as much as possible.
또한, 등분배기는 구체적으로는 선로 폭을 동일하게 한 분기로의 배선 패턴에 의해 구성할 수 있기 때문에, 저 비용으로 또한 경량화에 따른 설계 개발을 간략히 실현할 수 있고, 장치의 양산시에 있어서도 각 개체의 조정 등이 불필요하며, 생산 비용을 매우 낮게 억제하는 것이 가능해진다. In addition, since the equal divider can be specifically configured by wiring patterns of branch lines having the same line width, it is possible to easily realize design development with low cost and light weight, and even when mass-producing the apparatus, No adjustment or the like is necessary, and the production cost can be kept very low.
또한, 상기 제 1 내지 제 3의 각 실시예에서는, 등분배기로서 2 분배기 및 3 분배기를 이용한 것만을 예시했지만, 본 발명에 따른 어레이 안테나 장치는 이것에 한하는 것이 아니라, 등분배기이면 4 또는 그 이상으로 전기 공급 선로를 분기하는 것을 이용하더라도 좋은 것은 물론이다. Incidentally, in each of the first to third embodiments described above, only the ones using two and three dividers are used as equal dividers. However, the array antenna device according to the present invention is not limited thereto. It goes without saying that it may be used to branch off the electricity supply line.
기타, 본 발명은 상기 실시예에 한하지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다. In addition, this invention is not limited to the said Example, It can be variously modified and implemented in the range which does not deviate from the summary.
또한, 상기 실시예에는 여러가지의 단계의 발명이 포함되고 있고, 개시되는 복수의 구성 요건에 있어서 적절한 조합에 의해 여러가지의 발명이 추출되어 얻어진다. 예컨대, 실시예에 나타내는 모든 구성 요건으로부터 몇 개의 구성 요건이 삭제되더라도, 발명이 해결하고자 하는 과제의 란에서 기술한 과제의 적어도 하나를 해결할 수 있어, 발명의 효과의 란에서 기술되고 있는 효과의 적어도 하나가 얻어지는 경우에는, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출되어 얻어진다. In addition, the embodiment includes inventions of various steps, and various inventions are extracted and obtained by appropriate combination in the plural configuration requirements disclosed. For example, even if some configuration requirements are deleted from all the configuration requirements shown in the embodiments, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and at least When one is obtained, the structure from which this structural requirement was removed is extracted and obtained as invention.
청구항 1 또는 청구항 2 기재의 발명에 의하면, 등분배기의 조합만에 의해, 동일한 위상으로 또한 외측에 위치하는 안테나 소자일수록 진폭이 작게 되도록 전기 공급하기 때문에, 전기 공급 선로의 설계를 위한 복잡한 연산 등을 필요로 하지 않고, 높은 안테나 이득으로 또한 사이드로브를 충분히 저감한, 지향성이 우수한 어레이 안테나 장치를 실현할 수 있다.According to the invention according to claim 1 or 2, since only the combination of equal dividers supplies the electric power so that the amplitude of the antenna elements located in the same phase and the outer side becomes smaller, complicated calculations for the design of the electric supply line are performed. It is possible to realize an array antenna device having excellent directivity with high antenna gain and low side lobe, which is not required.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 안테나 장치의 전기 공급 선로의 구성과 빔 패턴을 예시하는 도면,1 is a diagram illustrating a configuration and a beam pattern of an electric supply line of an array antenna device according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 동 실시예에 따른 전기 공급 선로의 구체적인 패턴 구성을 예시하는 도면, 2 is a diagram illustrating a specific pattern configuration of an electricity supply line according to the embodiment;
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 안테나 장치의 전기 공급 선로의 구성과 빔 패턴을 예시하는 도면, 3 is a diagram illustrating a configuration and a beam pattern of an electric supply line of an array antenna device according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 어레이 안테나 장치의 전기 공급 선로의 구성과 빔 패턴을 예시하는 도면, 4 is a diagram illustrating a configuration and a beam pattern of an electric supply line of an array antenna device according to a third embodiment of the present invention;
도 5는 종래의 어레이 안테나 장치의 전기 공급 선로의 구성과 빔 패턴을 예시하는 도면,5 is a diagram illustrating a configuration and beam pattern of an electric supply line of a conventional array antenna device;
도 6은 종래의 어레이 안테나 장치의 전기 공급 선로의 구성과 패턴을 예시하는 도면.6 is a diagram illustrating a configuration and a pattern of an electric supply line of a conventional array antenna device.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 3 분배기11: 3 divider
12a∼12i : 2 분배기12a-12i: 2 dividers
21a∼21k : 2 분배기21a ~ 21k: 2 divider
31 : 안테나 기판31: antenna substrate
32 : 전기 공급 선로32: electricity supply line
33 : 안테나 소자 장착 중심 위치33: center position of the antenna element mounting
34 : 선로 길이 조정부34: line length adjusting unit
41 : 3 분배기41: 3 divider
42a∼42i : 2 분배기42a to 42i: 2 dividers
51 : 3 분배기51: 3 divider
52a∼52q : 2 분배기52a ~ 52q: 2 divider
#0 : 어레이 안테나 전기 공급점# 0: array antenna electrical supply point
#1∼#20 : 안테나 소자 전기 공급점# 1 to # 20: antenna element electric supply point
Claims (2)
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