KR100543724B1 - 비행체 탄두탑재 안테나 - Google Patents

Abstract

전방향성 방사패턴을 얻으므로 비행체의 자세와 관계없이 항상 지피에스 등의 신호를 양호한 상태로 수신할 수 있도록, 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 접지판과, 접지판으로부터 소정의 간격을 두고 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 패치본체와 패치본체의 모서리로부터 연장되어 비행체의 탄두 표면을 따라 설치되는 띠부재로 이루어지는 패치와, 패치와 접지판 사이에 형성되는 유전체층과, 패치의 패치본체에 연결되고 패치본체의 중심을 기준으로 소정의 각도로 위치하는 2개의 급전점에 각각 급전을 행하는 복수의 급전부재를 포함하는 비행체 탄두탑재 안테나를 제공한다.

비행체, 미사일, 지피에스, 안테나, 위치, 위상차, 전력분배기, 띠판, 탄두

Description

비행체 탄두탑재 안테나 {Missile Warhead Loading Antenna}

도 1은 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예를 나타내는 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예에 있어서 급전점의 위치를 설명하기 위한 패치의 저면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예를 적용한 비행체를 나타내는 측면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예를 사용하여 H-평면의 방사패턴을 측정하여 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제2실시예를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제3실시예를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 비행체 탄두탑재 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전방향성(omnidirectional) 방사패턴을 나타내므로 지피에스(GPS;global positioning system) 등의 송수신용으로 매우 적합한 비행체 탄두탑재 안테나에 관한 것이다.

최근에는 무선통신 및 안테나 기술의 발달로 로켓이나 미사일, 비행기 등의 비행체를 정밀하게 유도하고 제어하는 것이 가능해졌다.

특히 정확한 위치신호 및 제어신호의 송수신과 비행저항을 감소시키기 위하여 비행체의 후미 날개 부분에 프린트방식으로 제작하는 평면 모노폴형 야기-우다 안테나 등이 대한민국 특허 제355090호에 공개되어 있다.

상기 특허 제355090호는 미사일 등의 비행체를 통제소에서 정밀하게 제어하기 위하여 특정 방향으로의 방향성 방사패턴을 나타내는 안테나에 관한 것이다.

한편 최근 인공위성을 이용하여 비행체의 위치를 정확하게 알 수 있는 시스템인 지피에스(GPS;global positioning system) 등을 이용하는 기술이 다양하게 개발되고 있다.

본 발명은 지피에스 등을 이용하여 비행체의 위치를 정확하게 확인하고 이를 제어하기 위하여 이루어진 것으로서, 비행체의 탄두에 위상차를 갖는 2개의 급전점을 통하여 급전하므로 전방향성(omnidirectional) 방사패턴을 얻으므로 비행체의 자세와 관계없이 항상 지피에스 등의 신호를 양호한 상태로 송수신할 수 있는 비행체 탄두탑재 안테나를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 비행체 탄두탑재 안테나는 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 접지판과, 상기 접지판으로부터 소정의 간격을 두고 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 패치본체와 상기 패치본체의 모서리로부터 연장되어 비행체의 탄두 표면을 따라 설치되는 띠부재로 이루어지는 패치와, 상기 패치와 접지판 사이에 형성되는 유전체층과, 상기 패치의 패치본체에 연결되고 패치본체의 중심을 기준으로 소정의 각도로 위치하는 2개의 급전점에 각각 급전을 행하는 복수의 급전부재를 포함하여 이루어진다.

상기 접지판은 판형상의 판본체와 상기 판본체의 모서리로부터 연장되어 비행체의 탄두 표면을 따라 패치의 반대쪽으로 설치되는 보조띠판을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기 급전부재는 전력분배기(power divider)에 연결되어 소정의 위상차를 갖는 급전이 이루어진다.

다음으로 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제1실시예는 도 1∼도 4에 나타낸 바와 같이, 비행체(2)의 탄두(4)를 횡단하여 설치되는 판형상의 접지판(10)과, 상기 접지판(10)으로부터 소정의 간격을 두고 비행체(2)의 탄두(4)를 횡단하여 설치되는 판형상의 패치본체(22)와 상기 패치본체(22)의 모서리로부터 연장되어 비행체(2)의 탄두(4) 표면을 따라 설치되는 띠부재(24)로 이루어지는 패치(20)와, 상 기 패치(20)와 접지판(10) 사이에 형성되는 유전체층(30)과, 상기 패치(20)의 패치본체(22)에 연결되고 패치본체(22)의 중심(O)을 기준으로 소정의 각도(θ)로 위치하는 2개의 급전점(S1), (S2)에 각각 급전을 행하는 복수의 급전부재(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 급전부재(40)는 상기 접지판(10)과 전기적으로 단락되지 않도록 상기 접지판(10)과의 사이에 절연부재(도면에 나타내지 않음)를 설치한다.

상기 급전부재(40)는 전력분배기(50)에 연결되어 소정의 위상차를 갖는 급전을 행한다. 예를 들면 상기 전력분배기(50)에서 하나의 급전점(S1)에 급전하는 전류와 다른 급전점(S2)에 급전하는 전류가 90°의 위상차를 갖도록 분배한다.

상기 2개의 급전점(S1), (S2) 사이의 각도(θ)는 120°로 설정하는 것도 가능하고, 90° 또는 180° 등 다양한 각도를 선택하여 설정하는 것도 가능하다.

상기에서 2개의 급전점(S1), (S2)을 형성하는 것은 하나의 급전점만을 이용하여 급전을 행하는 경우에는 방사패턴이 전방향성을 나타내지 못하고 널포인트(null point)가 나타나기 때문이며, 2개의 급전점(S1), (S2)을 통하여 소정의 위상차를 갖는 급전을 행하는 경우에는 널포인트에 대한 보상이 이루어져 전방향성을 나타내게 된다.

상기 제1실시예에 있어서 90°의 위상차를 갖는 전력분배기(50)를 사용하고, 급전점(S1), (S2) 사이의 각도(θ)를 120°로 설정하여 급전을 행한 상태에서 H-평면의 방사패턴을 측정하여 도 5에 나타낸다.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 널포인트 레벨이 -12dB 정도로 매우 작게 나타나며 H-평면의 방사패턴이 거의 전방향성을 나타내므로, 지피에스 등의 송수신용으로 사용 가능함을 확인할 수 있다.

상기 패치(20)와 접지판(10)은 전기전도도가 우수한 금속박판을 이용하여 형성한다. 예를 들면 상기 패치(20)와 접지판(10)은 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등의 금속박판을 사용하는 것도 가능하고, 전기전도도가 우수하고 성형성과 가공성이 좋은 은(Ag), 금(Au) 등의 금속박판을 사용하는 것도 가능하다.

상기 유전체층(30)을 구성하는 유전체로는 공기층을 이용하는 것도 가능하며, 테프론, 세라믹, 유리, 에폭시, 합성수지 등과 같은 다양한 재질의 유전체를 적용하는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제2실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 접지판(10)이 판형상의 판본체(12)와 상기 판본체(12)의 모서리로부터 연장되어 비행체(2)의 탄두(4) 표면을 따라 패치(20)의 반대쪽으로 설치되는 보조띠판(24)을 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 제3실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 패치(20)의 띠판부재(24)를 비행체(2) 탄두(4)의 끝까지 완전히 감싸도록 원뿔형상으로 형성한다.

상기한 제2실시예 및 제3실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 제1실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기에서는 본 발명에 따른 비행체 탄두탑재 안테나의 바람직한 실시예에 대 하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 비행체 탄두탑재 안테나에 의하면, H-평면의 방사패턴이 거의 전방향성(omnidirectional)을 나타내므로, 비행체의 비행자세와 상관없이 항상 최적의 상태로 지피에스 등의 신호를 송수신하는 것이 가능하며, 비행체의 위치를 정확하게 파악하여 제어하는 것이 가능하다.

따라서 비행기 등의 안전도를 향상시키는 것이 가능함은 물론, 로켓이나 미사일 등의 정확도를 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (4)

1. 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 접지판과,

   상기 접지판으로부터 소정의 간격을 두고 비행체의 탄두를 횡단하여 설치되는 판형상의 패치본체와 상기 패치본체의 모서리로부터 연장되어 비행체의 탄두 표면을 따라 설치되는 띠부재로 이루어지는 패치와,

   상기 패치와 접지판 사이에 형성되는 유전체층과,

   상기 패치의 패치본체에 연결되고 패치본체의 중심을 기준으로 소정의 각도로 위치하는 2개의 급전점에 각각 급전을 행하는 복수의 급전부재를 포함하는 비행체 탄두탑재 안테나.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 급전부재는 전력분배기에 연결되어 2개의 급전점에 소정의 위상차를 갖는 급전을 행하도록 이루어지는 비행체 탄두탑재 안테나.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 접지판은 판형상의 판본체와, 상기 판본체의 모서리로부터 연장되어 비행체의 탄두 표면을 따라 상기 패치의 반대쪽으로 설치되는 보조띠판을 포함하는 비행체 탄두탑재 안테나.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 패치의 띠판부재는 비행체 탄두의 끝까지 완전히 감싸도록 원뿔형상으로 형성하는 비행체 탄두탑재 안테나.

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