KR100673861B1

KR100673861B1 - 위상 어레이 안테나 흡수장치 및 이에 관련된 방법

Info

Publication number: KR100673861B1
Application number: KR1020067002419A
Authority: KR
Inventors: 티모시 이. 더햄; 스티븐 비. 브라운; 그리핀 케이. 가써드
Original assignee: 해리스 코포레이션
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2007-01-25
Also published as: WO2005029636A3; KR20060069444A; CA2534732A1; JP2007501569A; EP1661201A4; US7009570B2; US20050030244A1; EP1661201A2; CN1856906A; WO2005029636A2

Abstract

위상 어레이 안테나는, 기판 및, 기판상의 다이폴 안테나 소자 어레이를 포함한다. 각각의 다이폴 안테나 소자는 중간 급전부와 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리를 포함한다. 또한, 각각의 다이폴 안테나 소자들은 수동 부하, 및 이 수동 부하를 중간 급전부에 선택적으로 연결시킴으로써, 수동 부하가 관련 에너지를 소비하는 동안 수신신호를 흡수하는 흡수장치로서 다이폴 안테나 소자가 선택적으로 역할하도록 수동 부하에 연결된 스위치를 더 포함한다.

위상, 어레이, 안테나, 다이폴, 급전, 흡수.

Description

위상 어레이 안테나 흡수장치 및 이에 관련된 방법{PHASED ARRAY ANTENNA ABSORBER AND ASSOCIATED METHODS}

본 발명은 위상 어레이 안테나 흡수장치 및 이에 관련된 방법발명에 관한 것이다.

오늘날에 있어서, 마이크로파 안테나는 위성수신, 원격방송, 또는 군사용 통신 등과 같이 여러 분야에서 다양하게 변형되어 응용되고 있다. 가격의 저렴화, 경량화, 저 프로파일 및 대량생산 등의 바람직한 특성들은 일반적으로 인쇄형 안테나(printed circuit antennas)에 의해 제공된다. 이 인쇄형 안테나의 가장 단순한 형태로서는 마이크로스트립 안테나가 있는데, 이 마이크로스트립 안테나에서는 모노폴 또는 다이폴 안테나 소자와 같은 평판형 도체소자들이 균일한 두께의 유전체 기판에 의해 단일 연속 접지면으로부터 서로 격리되어 있다. 이러한 마이크로스트립 안테나의 하나의 예시가 올리펀트의 미국특허 제3,995,277호에 개시되어 있다.

안테나는 어레이형태로 설계되며, 상기의 가격의 저렴화, 경량화, 저 프로파일 및 저 사이드 로브 등의 특성을 요구하는 피아식별(IFF) 시스템, 개인통신 서비스(PCS) 시스템, 위성통신 시스템, 및 항공우주 시스템과 같은 통신시스템들에서 사용된다. 하지만, 상기 안테나의 대역폭과 지향성 정도는 일부 응용예에 있어서는 제한받게 된다.

그러나, 전자기적 결합 다이폴 안테나 소자를 사용함으로써 대역폭을 증가시킬 수 있다. 또한, 다이폴 안테나 소자 어레이를 사용함에 따라 최대 스캔 각도를 확보하여 지향성을 향상시킬 수도 있다.

하지만, 다이폴 안테나 소자 어레이를 활용하는데에는 몇가지 문제점이 드러났다. 최대 그레이팅 로브 자유 스캔 각도는 다이폴 안테나 소자들을 서로 근접하게 배치하면 증가될 수는 있으나, 이러한 안테나 소자들의 근접배치는 소자들사이에 바람직하지 않는 결합을 증가시키고, 이에 따라 안테나의 성능을 악화시킨다. 또한, 이러한 바람직하지 않는 결합은 주파수의 변경에 따라 급속도로 변동되기 때문에, 넓은 대역폭을 유지하기가 곤란하다.

이러한 다이폴 안테나 소자들간의 바람직하지 않는 결합의 문제점을 해결하려는 하나의 대응책이 더함의 미국특허 제6,417,813호에서 개시되어 있는데, 이 특허는 본 출원의 현 양수인에 양도되어 있으며, 또한, 그 내용이 본 명세서에 참조로서 병합되어 있다. 더함의 특허에서는 중간 급전(feed)부와 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리를 각각 갖는 다이폴 안테나 소자들의 어레이를 구비한 광대역 위상 어레이 안테나가 개시되어 있다.

특히, 인접 다이폴 안테나 소자들의 인접 다리들은, 소정의 형상을 취하고 있으며, 인접 다이폴 안테나들사이의 용량성 결합을 증가시키도록 상대배치된 각각의 이격 말단부들을 포함하고 있다. 이 증가된 용량성 결합은 근접배치된 다이폴 안테나들의 고유 인덕턴스에 맞서게 되고, 이로써 주파수가 변경될지라도 광대역이 유지될 수 있게된다.

각각의 위상 어레이 안테나들은 소요(所要) 주파수범위를 갖고 있는데, 일반적으로, 접지면은 최대 소요 주파수의 약 1/2 파장이하만큼 다이폴 안테나 소자 어레이들로부터 이격된다. 따라서, 주파수가 GHz대에 놓이게 되면, 예를 들어 30 GHz의 경우에서는, 다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면사이의 이격거리는 0.20 인치이하가 된다. 하지만, 주파수가 MHz대인 경우, 예를 들어 300 MHz의 경우에서는, 다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면사이의 이격거리는 약 19 인치 이상으로 증가된다.

다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면사이가 비교적 크게 이격되는 구조를 갖는 위상 어레이 안테나를 설치하는 것은 큰 부피때문에 다소 번거롭다. 때로는, 가볍고, 휴대성이 좋고, 쉬운 설치때문에 푸품식 또는 팽창식 안테나가 사용된다. 그 하나의 예로서, 하나 또는 그 이상의 평면형이고 수직으로 경사진 패널상에 형성된 팽창식 위상 어레이 안테나가 루프 등의 미국특허 제5,132,699호에 개시되어 있다.

각 패널은 연속적인 외벽, 연속적인 내벽 및 일련의 팽창식 관부재를 형성하기 위하여 내벽과 외벽사이에서 뻗쳐진 망형태의 복수의 파티션들을 갖고 있다. 내벽은 도전물질로 피복되어 접지면을 형성하며, 복수의 다이폴 안테나 소자들은 망형태의 복수의 파티션들에 부착되고, 위상 어레이 안테나가 소망하는 주파수 범위에서 동작하도록 접지면으로부터 소정의 관계를 갖고 이격되어 있다.

주파수범위가 GHz범위에서 MHz범위로 감소함에 따라, 위상 어레이 안테나의 크기는 증가한다. 이것은 낮은 레이더 반사율(radar cross section; RCS)모드를 요 구하는 경우에 문제를 일으킨다. 예를 들어, MHz대에서 작동하는 위상 어레이 안테나를 장착한 선박의 RCS는 어레이의 증가된 크기때문에 악영향을 받게될 것이다.

이상적인 안테나는 본래적으로 낮은 RCS구조이다. 안테나는 자유공간에서 수신기를 향해 전파되는 전자기파로부터의 전력이송을 최대화하는 역할을 하는 변환기의 일종이다. 물론, 일부 안테나들은 송신기로부터 전파되는 자유공간파까지의 전력이송을 최대화하도록 설계되어 있지만, 가역성으로서 알려진 전자기학의 기본원리는 동일구조는 양방향 작동을 보증한다. 이상적인 안테나는 수신기에 대한 전력이송을 최대화하지만, 가상 레이더로 산란되어 회귀한 전력, 즉 RCS를 최소화한다.

물론, 현실상의 안테나들은 비-이상적이다. 통상적으로, 최대전력 이송조건은 한정된 주파수 범위와 한정된 입사파 방향에 의해서만 만족된다. 종종, 방향성 선택도는 안테나에 있어서 설계목적이 되며, 그 결과, 최대전력 이송조건은 오직 방향성의 작은 범위내에서 충족되게 되며, 원하지 않는 방향에 대해서는 전력이송이 최소화된다. 하지만, 작동범위권 밖에 있어서, 우수한 안테나는 입사에너지의 성능이 우수한 흡수기가 된다. 그러므로, 넓은 각도범위를 갖는 광대역 안테나는 레이터 흡수재(RAM)가 될 가망성이 있다.

상술한 배경기술의 관점에서, 본 발명의 목적은 광대역 흡수장치로서 역할을 하고, 따라서 필요한 경우 낮은 RCS 모드를 지원하는 위상 어레이 안테나를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 목적 및 이와 다른 목적, 특성 및 장점들은 트랜스시버에 연결되는 위상 어레이 안테나에 의해 제공되며, 이 위상 어레이 안테나는, 기판 및, 트랜스시버에 연결되는 기판상의 다이폴 안테나 소자 어레이를 포함한다. 각각의 다이폴 안테나 소자는 중간 급전부와 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리를 포함한다. 또한, 각각의 다이폴 안테나 소자들은 부하, 및 부하를 중간 급전부에 선택적으로 연결시킴으로써, 부하가 관련 에너지를 소비하는 동안 수신신호를 흡수하는 흡수장치로서 다이폴 안테나 소자가 선택적으로 역할하도록 부하와 중간 급전부에 연결된 스위치를 더 포함한다.

각각의 스위치들과 부하들은 위상 어레이 안테나가 흡수장치로서 작동하도록 해준다. 예를 들어, 위상 어레이 안테나를 설치한 선박 또는 플랫홈이 낮은 RCS를 유지하도록 의도하는 경우, 안테나 소자들은 수신신호에 관련된 에너지를 소비하는 각각의 부하에 선택적으로 연결된다. 또한, 통신이 요구되는 경우, 각각의 스위치들은 부하들을 연결해제시켜 신호가 송수신 제어기를 따라 통과하도록 한다.

위상 어레이 안테나는 그 위에 다이폴 안테나 소자 어레이가 배치된 팽창 기판을 포함한다. 팽창장치는 기판을 팽창시키는데에 사용된다. 팽창 기판은 큰 크기의 위상 어레이 안테나의 설치문제를 해결해준다. 위상 어레이가 설치되지 않는 경우, 또는 운송되는 중인 경우, 팽창 기판은 수축된다.

팽창장치는 에어 펌프가 될 수 있으며, 팽창된 경우, 공기 유전층이 다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면사이에 마련된다. 예를 들어, 300 MHz에서, 팽창 기판의 두께는 약 19 인치가 된다. 조절장치 또는 연결부재가 팽창 기판의 마주보는 양면들사이에 뻗쳐져 있으며, 그 결과 팽창된 경우 기판에 의해 균일한 두께가 유지된다.

각각의 스위치들과 부하들은 팽창 기판내에, 또는 팽창 기판외부에서 패키지화된다. 위상 어레이 안테나가 흡수장치로서 역할을 하는 경우, 부하가 다이폴 안테나 소자 어레이의 중간 급전부에 걸쳐 연결되도록 제어기는 스위치를 전환시킨다.

추가선택적인 유전층이 다이폴 안테나 소자의 어레이와 팽창 기판사이에 추가될 수 있다. 이 유전층은 팽창된 경우 팽창 기판의 유전상수보다 높은 유전상수를 갖는 것이 바람직스럽다. 특히, 보다 높은 유전상수는, 기판이 유전상수 1의 공기로 팽창된 경우에, 위상 어레이 안테나의 성능을 향상시키는데에 도움을 준다. 팽창 기판은 공기 이외에 가스 등으로 채워질 수도 있다. 팽창 기판은 팽창된 경우에 에워싸여진 플랙서블 기판을 유지하도록 폴리머 또는 이와 등가의 물질을 포함한다.

다른 실시예에서는, 각각의 중간 급전부들에 연결된 저항소자를 구비함으로써 다이폴 안테나 소자들이 영구적으로 흡수장치로서 구성되도록한다. 이와 같은 흡수장치는 무반향실에 사용될 수 있으며, 또는 자신의 RCS를 감소시키기 위한 물체 (예를 들어, 트럭, 탱크 등)에 인접배치될 수 있거나, 또는 다른 신호로부터의 다중경로 간섭을 감소시키기위하여 빌딩의 옥상에 설치될 수도 있다. 이러한 흡수장치는 광대역 흡수장치를 요하는 수 많은 다른 응용예들에 적용가능하다.

본 발명의 다른 양태는 선택적으로 흡수장치로서 역할을 하는 위상 어레이 안테나를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 방법발명은 기판을 제공하는 단계와, 기판상에 중간 급전부와 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리를 각각 포함하는 다이폴 안테나 소자 어레이를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 각각의 다이폴 안테나 소자들은 수동 부하 및 수동 부하와 중간 급전부에 연결된 스위치를 더 포함하며, 이로써, 수동 부하를 중간 급전부에 선택적으로 연결시키고, 수동 부하가 수신신호에 관련된 에너지를 소비하는 동안 다이폴 안테나 소자가 선택적으로 수신신호를 흡수하는 역할을 하도록 한다.

도 1은 선박상에 탑재된 본 발명에 따른 위상 어레이 안테나의 개략도,

도 2는 도 1의 위상 어레이 안테나 및 해당하는 공동(空洞) 마운트의 개략적인 사시도,

도 3은 도 2의 위상 어레이 안테나의 분해도,

도 4는 도 2의 어레이의 일부의 확대도,

도 5A 및 5B는 도 2의 위상 어레이 안테나에서 사용될 수 있는 인접 다이폴 안테나 소자들의 인접 다리들에 있어서의 이격배치된 말단부들에 관한 확대된 개략도,

도 5C는 도 2의 광대역 위상 어레이 안테나에서 사용될 수 있는 인접한 다이폴 안테나 소자들의 인접한 다리들에 있어서의 이격배치된 말단부들에 걸쳐 전기적으로 연결된 임피던스 소자에 관한 확대된 개략도,

도 5D는 도 2의 광대역 위상 어레이 안테나에서 사용될 수 있는 인접한 다이 폴 안테나 소자들의 인접한 다리들에 있어서의 이격배치된 말단부들을에 걸쳐 전기적으로 연결된 임피던스 소자에 관한 다른 실시예로서의 확대된 개략도,

도 6A 및 6B는 도 2의 위상 어레이 안테나에서 사용될 수 있는 다이폴 안테나 소자의 중간 급전부에 걸쳐 연결된 개별 저항 소자 및 인쇄 저항 소자의 확대된 개략도,

도 7A 및 7B는 도 2의 위상 어레이 안테나의 말단 소자에 인접한 능동 다이폴 안테나 소자와 관련하여, 그리고 말단 소자가 위치하지 않은 동일한 능동 다이폴 안테나 소자와 관련된, 주파수 대 VSWR의 값을 도시하는 그래프,

도 8A 및 8B는 말단 소자를 가진 도 2의 위상 어레이 안테나의 중심부의 능동 다이폴 안테나 소자와 관련하여, 그리고 말단 소자가 위치하지 않은 동일한 능동 다이폴 안테나 소자와 관련된, 주파수 대 VSWR의 값을 도시하는 그래프,

도 9는 본 발명에 따라 안테나 소자가 선택적으로 흡수장치로서 역할하도록 하기 위하여, 스위치 및 이 스위치에 연결된 부하를 구비한 다이폴 안테나 소자에 관한 개략도,

도 10은 도 9의 다이폴 안테나 소자를 포함하는 위상 어레이 안테나의 단면도, 및

도 11은 건물의 벽면에 위치한 본 발명에 따른 피드스루 렌즈 안테나를 도시하는 빌딩 부분 단면의 평면도.

본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되는 첨부한 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있고 여기에서 제시되는 실시예에 제한되도록 해석되어서는 안된다. 그보다는, 본 실시예는 이러한 개시가 철저하고 완벽하게 하고, 기술분야에서 당업자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달하도록 제공된다. 본 명세서 전체에 걸쳐, 유사 기호는 유사소자를 가리키고, 프라임, 더블 프라임 및 트리플 프라임 기호는 다른 실시예에서의 유사한 소자를 표시하기 위하여 사용된다.

우선 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명에 따른 광대역 위상 어레이 안테나(100)가 이하에서 기술될 것이다. 위상 어레이 안테나(100)는 설계 제약이 어레이의 능동 다이폴 안테나 소자의 수를 제한할 때 특히 이롭다. 설계 제약은, 예를 들면, 도 1에서 도시되는 선박(112)과 같은 제한된 탑재 공간을 가지는 플랫폼 및 또한 낮은 레이더 반사율(RCS)을 요구하는 것에 기인할 수 있다. 도시된 위상 어레이 안테나(110)는 기술분야에서 당업자에게 인식되는 바와 같이 트랜스시버 및 제어기(114)에 연결된다.

위상 어레이 안테나(100)는 도 2의 개략적인 사시도에 의해 도시되는 바와 같이 말단 소자(40b), 및 대응 공동 마운트(200)를 가진다. 위상 어레이 안테나(100)는 제 1 표면(106), 및 이에 인접하고 이들 사이에 각각의 말단(110)을 규정하는 제 2 표면(108)을 가지는 기판(104)을 포함한다. 복수의 다이폴 안테나 소자(40a)가 제 1 표면(106) 상에 있고 적어도 하나의 다이폴 안테나 소자(40b)의 적어도 일부가 제 2 표면(108) 중 하나에 있다. 제 2 표면(108) 상의 다이폴 안테나 소자(40b)는 위상 어레이 안테나(100)에 대한 “말단 소자”를 형성한다.

보통은, 능동 및 수동 다이폴 안테나 소자는 같은 기판 표면 상에 있다. 그러나, 그들 사이에 규정된 각각의 말단(110)을 가지는 두 다른 기판 표면(106, 108) 상에 능동 및 수동 다이폴 안테나 소자(40a, 40b)를 분리시켜, 더 많은 공간이 능동 다이폴 안테나 소자를 위해 사용 가능하다. 결과적으로, 안테나 성능은 설계 제약에 의해 영향받는 위상 어레이 안테나에 대하여 향상된다.

도시된 실시예에서, 제 2 표면(108)은 제 1 표면(106)에 수직이다. 기판(104)은 일반적으로, 상면을 가지고 마주보는 측면의 제 1 및 제 2 쌍은 상면에 인접하며 그들 사이에 각각의 말단(110)을 규정하는, 직사각형 형태를 가진다. 도시된 말단 소자(40b)는 반대 측면의 쌍의 각각에 위치한다. 다른 실시예에서, 말단 소자(40b)는 마주보는 측면의 쌍 중 단지 하나에, 또는 단지 하나의 측면에 위치할 수 있다. 또한, 기판(104)은 직사각형 형태에 제한되지 않고, 상면에 대한 수직 측면에 제한되지 않는다.

말단 소자(40b), 즉 제 2 표면(108) 상의 다이폴 안테나 소자는 제 2 표면 상에 완전하게 형성될 수 있거나, 이러한 소자의 일부가 제 1 표면(106) 상으로 확장하도록 형성될 수 있다. 후자의 실시예에 대하여, 기판(104)은 모놀리식 플랙서블 기판일 수 있고, 제 2 표면은 말단 소자(40b)의 다리 중 하나가 제 1 표면(106) 상으로 확장할 수 있도록 단순히 기판을 구부려서 형성된다. 또는, 제 1 표면(106) 상의 다이폴 안테나 소자(40a)의 다리 중 적어도 하나가 제 2 표면(108) 상으로 확장할 수 있다.

구부림은 또한 제 1 및 제 2 표면(106, 108) 사이의 각각의 말단(110)을 규 정한다. 모노리식 기판 대신에, 기술 분야에서 당업자에게 이미 인식되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 표면(106, 108)은 (각 표면(106, 018) 상에 완전하게 형성된 각각의 다이폴 안테나 소자(40a, 40b)를 갖고) 별개로 형성하고, 기판(104)을 형성하기 위해 서로 결합될 수 있다.

도시된 위상 어레이 안테나(100)는 이중 편극을 제공하기 위해 제 1 및 제 2 세트의 직교 다이폴 안테나 소자를 포함한다. 다른 실시예에서, 위상 어레이 안테나(100)는 단지 1 세트의 다이폴 안테나 소자를 포함할 수 있다.

위상 어레이 안테나(100)는, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 복수의 플랙시블 층으로 형성된다. 전술한 바와 같이, 예를 들면, 복수의 플랙시블 층 내에 포함되는 기판(104)은 모노리식 플랙시블 층일 수 있고, 제 2 표면(108)은 단순히 층을 도시된 쇄선을 따라 구부려서 형성된다. 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 제 2 표면(108)이 형성되면서 생성된 접힌 층의 구석의 잔여 물질은 제거된다.

기판(104)은 접지면(30) 및 최상층(28) 사이에 샌드위치된다. 기술분야에서 당업자에게 이해되는 바와 같이, 기판(104)은 또한 다이폴층 또는 전류 시트로서 알려진다. 또한, 발포체형태의 유전체층(24) 및 발포체형태의 외부 유전체층(26)이 위치한다. 각 접착층(22)은 위상 어레이 안테나(100)를 형성하기 위해 기판(104), 접지면(30), 최상층(28), 및 발포체형태의 유전체층(24, 26)을 함께 고정한다. 물론, 층들을 고정하는 다른 방법이 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이 또한 사용될 수 있다.

유전체층(24, 26)은 스캔 각도를 향상하기 위해 감소된 유전 상수를 가질 수 있다. 예를 들면, 접지면(30) 및 다이폴층(20) 사이의 유전체층(24)은 3.0의 유전 상수를 가질 수 있고, 다이폴층(20)의 반대측 상의 유전체층(24)은 1.7의 유전 상수를 가질 수 있으며, 외부 유전체층(26)은 1.2의 유전 상수를 가질 수 있다.

이제 도 4, 5A 및 5B를 참조하여, 위상 어레이 안테나(100)에서 사용되는 기판(104)이 자세하게 기술될 것이다. 기판(104)의 일부(111)의 확대도에서 자세하게 도시되는 바와 같이, 기판(104)은 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이를 가진 인쇄 전도체층이다. 각 다이폴 안테나 소자(40)는 중간 급전부(42) 및 이로부터 외부로 확장하는 한 쌍의 다리(44)를 포함한다. 각 급전선은 기판(104)의 반대측으로부터 각 급전부(42)로 연결될 것이다.

인접한 다이폴 안테나 소자(40)의 인접한 다리(44)는 인접한 다이폴 안테나 소자 사이에서 증가된 용량성 결합을 제공하기 위해 각각의 분리된 말단부(46)를 가진다. 인접한 다이폴 안테나 소자(40)는 증가된 용량성 결합을 제공하기 위해 소정의 형태 및 상대 위치를 가진다. 예를 들면, 인접한 다이폴 안테나 소자(40) 사이의 커패시턴스는 약 0.016 및 0.636 피코패럿(pF) 사이이고, 바람직하게는 0.159 및 0.239 pF 사이이다. 물론, 기술분야에서 당업자에게 이해되는 바와 같이, 이러한 값은 같은 원하는 대역폭을 얻기 위해 실제 응용에 따라 요구되는 바와 같이 변할 것이다.

도 5A에서 도시되는 바와 같이, 인접한 다리들(44)의 이격배치된 말단부들(46)은 중복 또는 지상(指狀)부(47)를 가질 수 있고, 각 다리(44)는 연장된 본체부 (49), 연장된 본체부의 말단에 연결된 확장된 폭의 말단부(51), 및 확장된 폭의 말단부로부터 외부로 확장된 복수의, 예를 들면 4개의 지형(指形) 돌기(53)를 포함한다.

인접한 다리(44) 및 각각의 이격배치된 말단부(46)는 다음의 크기를 가질 수 있다: 확장된 폭의 말단부(51)의 길이(E)는 0.061 인치; 연장된 본체부(49)의 폭(F)은 0.034 인치; 인접한 확장된 폭의 말단부의 결합된 폭(G)은 .044 인치; 인접한 다리(44)의 결합된 길이(H)는 0.276 인치; 복수의 지형 돌기(53)의 각각의 폭(I)은 0.005 인치; 및 인접한 지형 돌기(53) 사이의 간격(J)은 0.003 인치.

광대역 위상 어레이 안테나(10)는, 예를 들면, 2 GHz 내지 30 GHz의 원하는 주파수 범위를 가지고, 인접한 다리(44)의 말단부(46) 사이의 간격은 원하는 최고 주파수의 파장의 약 1/2보다 작다. 실제 응용에 따라서, 원하는 주파수는, 예를 들면 2 GHz 내지 18 GHz와 같이, 이러한 범위의 일부일 수 있다.

또는, 도 5B에서 도시되는 바와 같이, 인접한 다이폴 안테나 소자(40)의 인접한 다리(44')는 인접한 다이폴 안테나 소자 사이의 증가된 용량성 결합을 제공하기 위해 각각의 분리되어 위치한 말단부(46')를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 인접한 다리(44')의 분리되어 위치한 말단부(46')는 인접한 다이폴 안테나 소자(40) 사이의 증가된 용량성 결합을 제공하기 위해 연장된 본체부(49')의 말단에 연결된 확장된 폭의 말단부(51')를 포함한다. 여기에서, 예를 들면, 분리되어 위치한 말단부(46') 사이의 거리(K)는 약 0.003 인치이다.

인접한 다이폴 안테나 소자(40) 사이의 용량성 결합을 더 증가시키기 위해, 도 5C에서 도시되는 바와 같이, 각각의 개별 또는 벌크 임피던스 소자(70")가 인접한 다이폴 안테나 소자의 인접한 다리(44")의 분리되어 위치한 말단부(46")를 가로질러 전기적으로 연결된다.

도시된 실시예에서, 분리되어 위치한 말단부(46")는 연장된 본체부(49")와 같은 폭을 가진다. 바람직하게는 개별 임피던스 소자(70")는 다이폴 안테나 소자(40)가 인접한 다이폴 안테나 소자(40)의 각각의 인접한 다리(44")를 중복하도록 형성된 이후 적소에 솔더링된다. 이는 작은 영역에 마련는 동일의 커패시턴스를 이롭게 허락하고, 광대역 위상 어레이 안테나(10)의 작동 주파수를 낮추는 것을 도와준다.

도시된 개별 임피던스 소자(70")는 함께 직렬로 연결된 커패시터(72") 및 인덕터(74")를 포함한다. 그러나, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 커패시터(72") 및 인덕터(74")의 다른 구성이 가능하다. 예를 들면, 커패시터(72") 및 인덕터(74")는 함께 병렬로 연결될 수 있거나, 개별 임피던스 소자(70")는 인덕터 없이 커패시터를 포함하거나 커패시터 없이 인덕터를 포함할 수 있다. 의도하는 응용에 따라, 개별 임피던스 소자(70")는 저항을 포함할 수도 있다.

개별 임피던스 소자(70")는 또한 도 5A에서 도시되는 중복 또는 지상부(47)를 가진 인접한 다리(44) 사이에 연결될 수 있다. 이러한 구성에서, 개별 임피던스 소자(70")는 지상 커패시터부(47)에 흐르는 비대칭 전류를 제거하여 안테나 패턴에서 낮은 교차 편파를 이롭게 제공한다. 유사하게, 개별 임피던스 소자(70")는 또한 도 5B에서 도시되는 확대된 폭의 말단부(51')를 가진 인접한 다리(44') 사이에 연 결될 수 있다.

각각의 개별 임피던스 소자(70")의 다른 장점은, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 광대역 위상 어레이 안테나(10)의 대역폭이 다른 응용에 대해 튜닝될 수 있도록 다른 임피던스치를 가질 수 있다는 것이다. 또한, 임피던스는 인접한 유전체층(24) 및 접착층(22)의 임피던스 특성에 의존하지 않는다. 개별 임피던스 소자(70")는 유전체층(24)에 영향받지 않기 때문에, 이러한 접근은 유전체층(24) 사이의 임피던스 및 개별 임피던스 소자(70")의 임피던스가 서로 결합해제되는 것을 이롭게 허락한다.

인접한 다이폴 안테나 소자(40) 사이의 용량성 결합을 더 증가시키기 위한 또 다른 접근은, 도 5D에서 도시되는 바와 같이, 인접한 다이폴 안테나 소자(40)의 인접한 다리(44"')의 이격배치된 말단부(46"')에 인접한 각각의 인쇄 임피던스 소자(80"')를 위치시키는 것을 포함한다.

각각의 인쇄 임피던스 소자(80"')는 유전체층에 의해 인접한 다리(44"')로부터 분리되고, 바람직하게는 인접한 다이폴 안테나 소자(40)의 인접한 다리(44"') 아래에 놓이도록 다이폴 안테나층(20)이 형성되기 이전에 형성된다. 대신, 각각의 인쇄 임피던스 소자(80"')는 다이폴 안테나층(20)이 형성된 이후에 형성될 수 있다. 인쇄 임피던스 소자의 보다 자세한 기술에 대하여는, 본 발명의 현재 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 제 10/308,424호에 참조되고, 이는 참조되어 여기에 합치된다.

각각의 부하(150)는 바람직하게는 더미 다이폴 안테나 소자로서 작동하도록 제 2 표면(108) 상의 다이폴 안테나 소자(40d)의 중간 급전부(42)로 연결된다. 부하(150)는 도 6A에 도시되는 바와 같이 개별 저항을, 또는 도 6B에 도시되는 바와 같이 인쇄 저항 소자(152)를 포함할 수 있다. 각각의 개별 저항(150)은 다이폴 안테나 소자(40d)가 형성된 이후 적소에 솔더링된다. 또는, 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 각 개별 저항(150)은 개별 저항(150)은 중간 급전부(42) 상에 저항 접착제를 침전시켜 형성될 수 있다. 기술분야에서 당업자에게 인지되는 바와 같이, 각각의 인쇄 저항 소자(152)는 다이폴 안테나 소자(40d)의 형성 이전에, 형성 동안에 또는 이후에 인쇄될 수 있다. 부하(150)의 저항은 일반적으로 능동 다이폴 안테나 소자에 연결되는 급전선의 임피던스와 매칭되도록 선택되고, 약 50 내지 100 옴의 범위 내이다.

접지면(30)은 복수의 다이폴 안테나 소자(40a, 40b)에 인접하고, 위상 어레이 안테나(100)의 성능을 더 향상시키기 위해, 말단 소자(40b)는 접지면에 전기적으로 연결된다. 접지면(30)은 바람직하게는 기판(104)의 제 1 표면(106)으로부터 원하는 최고 주파수의 파장의 약 1/2보다 작게 간격을 두고 위치한다.

기판(104)의 제 1 표면(106) 상의 18개 능동 다이폴 안테나 소자의 어레이에 대하여, 도 7A는 말단 소자(40b)에 바로 인접한 능동 다이폴 안테나 소자에 관련하여 주파수 대 VSWR의 값을 도시하는 그래프이고, 도 7B는 또한 면 상에 말단 소자가 없는 것을 제외한 동일 능동 다이폴 안테나 소자에 관련하여 주파수 대 VSWR의 값을 도시하는 그래프이다. 선(160)은 적소에 말단 소자(40b)에 대해 0.10 및 0.50 GHz 사이에서 낮은 VSWR의 이점이 있는 것을 도시한다. 말단 소자(40b)는 바로 인 접한 능동 다이폴 안테나 소자가, 일반적으로 기판(104) 상의 다이폴 안테나 소자(40a, 40b)를 통해 전도되는, 충분한 전류를 수신하도록 허락한다.

이하에서 도 8A 및 8B를 참조하면, 주파수 대 VSWR은 제 1 표면(106)의 중심부 내에 또는 근처의 능동 다이폴 안테나 소자(40a)에 대한 2개 구성(즉, 말단 소자(40b)가 적소에 있거나 없는 경우) 사이에서 사실상 동일하다. 선(164)은 적소에 말단 소자(40b)를 가진 능동 다이폴 안테나 소자에 대한 계산된 VSWR을 도시하고, 선(166)은 적소에 더미 소자가 없는 같은 능동 다이폴 안테나 소자에 대한 계산된 VSWR을 도시한다.

도시된 위상 어레이 안테나(100)에서, 제 1 표면(106) 상에 18개 다이폴 안테나 소자(40a) 및 제 2 표면(108) 사에 18개 다이폴 안테나 소자(40b)가 있다. 이러한 형식의 위상 어레이 안테나(100)에 대한 다이폴 안테나 소자의 개수는 어떠한 특정 개수의 소자에 제한되지 않음에도 불구하고, 소자의 개수는 제 1 표면(106) 상의 능동 다이폴 안테나 소자(40a)의 백분율과 비교할 때 제 2 표면(108) 상의 말단 소자(40b)의 백분율이 큰 경우일 때 특히 이롭다. 능동 소자(40a)가 기판(104)의 제 1 표면(106)의 말단으로 확장하기 때문에, 위상 어레이 안테나(100)의 성능은 향상된다.

말단 소자(40d)를 가진 위상 어레이 안테나(100)에 대해 대응하는 공동 마운트(200)가 보다 자세하게 기술될 것이다. 공동 마운트(200)는 위상 어레이 안테나(100)를 수용하기 위한 내부 개구를 가진 박스이고, 말단 소자(40b)를 가진 기판(104)의 각 제 2 표면(108)에 인접한 신호 흡수 표면(204)을 포함한다.

전술한 바와 같이, 제 2 표면(108) 상의 다이폴 안테나 소자(40b)는 더미 소자이다. 더미 소자(40b)는 급전선에 연결되지 않았음에도 불구하고, 그들 역시 중간 급전부(42)를 가로질러 연결된 각각의 부하(150)에서 신호를 수신한다. 이러한 신호가 공동 마운트(200) 내에서 반사되는 것을 방지하기 위해, 신호 흡수 표면(204)이 더미 소자(40b)에 인접하여 위치한다.

적소에 신호 흡수 표면(204)이 없는 경우, 반사된 신호는 전자기파 간섭(EMI) 문제를 일으킬 것이고, 이들은 또한 기판(104)의 제 1 표면(106) 상의 인접한 능동 다이폴 안테나 소자(40a)에 간섭할 것이다. 그러므로 신호 흡수 표면(204)은 제 1 표면(106) 상의 다이폴 안테나 소자(40a)가 그들이 자유 공간 환경에 있는 경우에서처럼 작동하도록 반사된 신호를 흡수한다.

각각의 신호 흡수 표면(204)은 페라이트 물질층(204a)과 이에 인접한 도전층(204b)을 포함한다. 금속층 등의 도전층(204b)은 RF 신호가 공동 마운트(200)외부로 방사되는 것을 방지한다. 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 페라이트 물질층을 대신하여, 또다른 RF 흡수물질층이 사용될 수 있다.

다른 실시예에서는, 신호 흡수 표면(204)에는 저항층과 도전층이 포함될 수 있다. 저항층은 도전층으로 도포되어 도전층이 신호 흡수 표면으로서 기능하도록 한다. 신호 흡수 표면에 관한 실시예에서는 페라이트 물질층(204a)을 포함하지 않는데, 이것은 공동 마운트(200)의 무게를 감소시킨다. 또 다른 실시예에서는, 신호 흡수 표면(204)에 오로지 도전층만이 포함된다.

위상 어레이 안테나(100)가 공동 마운트(200)내에 위치되면, 기판(104)의 제 1 표면(106)은 공동 마운트의 윗면과 거의 동일면상이 된다. 페라이트 물질층(204a)의 높이는 기판(104)의 제 2 표면(108)의 높이와 적어도 동일한 것이 바람직하다. 또한, 공동 마운트(200)는 기판(104)의 제 1 표면(106)상에 다이폴 안테나 소자(40a)와의 인터페이싱을 위한 복수개의 전력분배기(208)를 구비한다. 제 2 표면(108)이 기판(104)의 제 1 표면(106)에 직교하는 경우, 공동 마운트(200)는 신호 흡수 표면(204)에 또한 직교하는 바닥면(206)을 갖는다.

본 발명의 다른 양태는 선택적으로 흡수장치로서 역할을 하게 되는 위상 어레이 안테나(300)에 관한 것이다. 구체적으로, 각각의 다이폴 안테나 소자(40)는, 도 9에서 도시된 바와 같이, 급전선(303)을 경유하여 중간 급전부(42)에 연결된 스위치(302)와, 스위치에 연결된 수동 부하(304)를 갖는다. 스위치 제어기(307)에 의해 생성된 제어신호에 대한 응답으로, 스위치(302)는 선택적으로 수동 부하(304)를 중간 급전부(42)에 연결시킴으로써 다이폴 안테나 소자(40)가 수신신호를 흡수하는 흡수장치로서 선택적으로 작동하도록 해준다.

수동 부하(304)는 수신신호에 연관된 에너지를 소비하도록 규격화되어 있으며, 여기에는 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 인쇄 저항소자 또는 개별 저항기가 포함될 수 있다. 예를 들어, 다이폴 안테나 소자(40)가 처리될 수신신호를 따라 통과하는 경우에, 수동 부하(304)의 레지스턴스는 급전선(303)의 임피던스와 조화되도록 전형적으로 50 에서 100옴이 된다.

주파수 범위가 GHz대에서 MHz대로 감소됨에 따라, 위상 어레이 안테나의 크기는 상당히 증가한다. 이것은 낮은 레이더 반사율(RCS)모드가 요구되는 경우에 문 제거리가되며, 증가된 위상 어레이 안테나의 크기때문에 설치에 있어서도 문제거리가 된다.

RCS 문제와 관련하여, 각각의 스위치(302)와 수동부하(304)들은 위상 어레이 안테나가 흡수장치로서 동작하도록 해준다. 예를 들어, 위상 어레이 안테나(300)를 설치한 선박 또는 이와 다른 (고정 또는 이동) 플랫폼이 낮은 RCS를 유지하려한다면, 안테나 소자는 임의의 수신신호와 관련된 에너지를 소비하는 안테나 소자의 각각의 수동 부하들(304)에 선택적으로 연결된다. 또한 통신이 요구되는 경우, 각각의 스위치들(306)은 수동 부하들(304)을 결합해제시킴으로써 신호가 송수신 제어기(14)를 따라 통과하도록 한다.

각각의 위상 어레이 안테나들은 소요(所要) 주파수범위를 갖고 있는데, 일반적으로, 접지면(310)은 전형적으로 최고 소요 주파수의 약 1/2 파장이하만큼 다이폴 안테나 소자 어레이들(40)로부터 이격된다. 또한, 다이폴 안테나 소자들(40)은 최고 소요 주파수의 약 1/2 파장이하만큼 다른 다이폴 안테나 소자로부터 이격된다.

주파수가 GHz대에 놓이게 되면, 예를 들어 30 GHz의 경우에서는, 다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면(310)사이의 이격거리는 0.20 인치이하가 된다. 이것은 RCS와 설치의 측면에서의 문제점을 반드시 부각시키지는 않게한다. 하지만, 위상 어레이 안테나(3000의 동작주파수가 MHz대인 경우, 예를 들어 300 MHz의 경우에서는, 다이폴 안테나 소자 어레이와 접지면(310)사이의 이격거리는 약 19 인치 이상으로 증가된다. 이때에는 위상 어레이 안테나(300)의 증가된 크기때문에 RCS와 설 치측면에서의 문제점이 부각된다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 여기에서 도시된 위상 어레이 안테나(300)는 다이폴 안테나 소자(40) 어레이를 그 위에 구비한 팽창 기판(306)를 포함한다. 팽창장치(308)가 기판(306)을 팽창시키는데에 사용된다. 팽창 기판(306)은 설치문제를 해결해준다. 위상 어레이(300)가 설치되지 않는 경우, 또는 운송되는 중인 경우, 팽창 기판(306)은 수축된다. 하지만, 일단 위상 어레이 안테나(300)가 마련되어 설치준비가 되면, 팽창 기판(306)은 팽창된다.

팽창장치(308)는 에어 펌프가 될 수 있으며, 팽창된 경우, 공기 유전층이 다이폴 안테나 소자(40) 어레이와 접지면(310)사이에 마련된다. 예를 들어, 300 MHz에서, 팽창 기판(306)의 두께는 약 19 인치가 된다. 조절장치 또는 연결부재(312)가 팽창 기판(306)의 마주보는 양면들사이에 뻗쳐져 있으며, 그 결과, 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 팽창된 경우에 기판에 의해 균일한 두께가 유지된다.

각각의 스위치들(302)과 부하들(304)은 팽창 기판(306)내에서 패키지화될 수 있다. 그 결과로, 대응하는 급전선(303)과 제어선들도 또한 팽창 기판(306)을 통과하게 된다. 다른 실시예에서는, 각각의 스위치들(302)과 부하들(304)이 팽창 기판(306)의 외부에서 패키지화될 수 있다. 위상 어레이 안테나(300)가 흡수장치로서 동작할 경우, 제어기(307)는 부하들(304)이 어레이형태의 다이폴 안테나 소자들(40)의 중간 급전부(42)에 걸쳐 연결되도록 스위치들(302)을 전환시킨다.

추가선택적인 유전층(320)이 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이와 팽창 기판(306)사이에 추가될 수 있다. 이 유전층(320)은 팽창된 경우 팽창 기판(306)의 유 전상수보다 높은 유전상수를 갖는 것이 바람직스럽다. 특히, 보다 높은 유전상수는, 기판(306)이 유전상수 1의 공기로 팽창된 경우에, 위상 어레이 안테나(300)의 성능을 향상시키는데에 도움을 준다. 유전층(320)은 1보다 큰 유전상수를 가질 수 있으며, 바람직하게는, 약 1.2 에서 3사이의 범위내가 좋다. 팽창 기판(306)은 본 발명의 분야의 당업자에 자명하듯이, 공기 이외의 가스 등으로 채워질 수도 있으며, 이경우 유전층(320)은 필요하지 않게 된다. 팽창 기판(306)은 가소성 물질로 부풀리게 될 수도 있다.

바람직하게, 팽창 기판(306)은 폴리머를 포함한다. 하지만, 본 발명의 당업자에 자명하듯이, 에워싸여진 플랙서블 기판을 유지하도록 하는 다른 물질이 사용될 수도 있다. 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이는 팽창 기판(306)상에서 직접 형성될 수 있거나, 또는 어레이가 개별적으로 형성되어 접착제에 의해 기판에 부착될 수도 있다. 이와 유사하게, 접지면(310)이 팽창 기판(306)의 일부로서 형성될 수도 있거나, 또는 개별적으로 형성되어 접착제에 의해 기판에 부착될 수도 있다.

위상 어레이 안테나(300)의 대체적 실시예에서, 다이폴 안테나 소자(40)는 도 6A 및 6B에서 설명되는 바와 같이, 각각의 중간 피드부(42)에 연결된 저항 소자를 구비함으로써 흡수장치로서 영구적으로 형성된다. 상술한 흡수장치는 울림이 없는 챔버내에서 사용되거나, RCS를 줄이도록 대상물(예를들면, 트럭, 탱크 등)에 인접하여 위치되거나, 또는 다른 신호로부터의 다중경로 간섭을 줄이도록 심지어 빌딩 꼭대기에 위치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은 도 5C 및 5D에서 설명되는 바 와 같이, 인접한 다이폴 안테나 소자의 인접한 다리(44")의 이격된 말단부(46", 46"')를 가로질러 전기적으로 연결된 인접한 다이폴 안테나 소자(40) 사이에 용량성 결합을 더 증가시키는 것이다. 본 발명의 이러한 특징이 상술한 위상 어레이 안테나(100)에 한정되는 것은 아니다. 다시 말하면, 임피던스 소자(70", 80"')는, 참조문헌으로 본 발명에 인용된 Taylor 등의 미국특허 제6,512,487호에 소개된 바와 같이, 더 큰 크기의 기판(104)에 사용될 수 있다.

예를들면, 이 기판은 12 inch×18 inch가 될 수 있다. 여기서, 다이폴 안테나 소자(40)의 개수는 43 안테나 소자 × 65 안테나 소자의 어레이에 대응되어, 결과적으로 2795 다이폴 안테나 소자의 어레이이 된다.

이와 같은 더 큰 크기의 기판에 대하여, 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이는 대략 100 ~ 900/ft² 범위내의 밀도로 어레이된다. 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이은 위상 어레이 안테나가 대략 2 ~ 30 GHz 주파수 범위에서, 그리고 대략 ±60°의 스캔각도(낮은 스캔 손실)에서 작동하도록 하는 크기를 갖고 상대적으로 위치된다. 안테나(100')는 (예를 들면, 비행기에서) 등각면 마운팅을 포함하는 10：1 또는 더 큰 대역폭을 가질 수도 있어, 상대적으로 무게가 가볍게 되고 저렴한 비용으로 제조하는 것이 용이하게 된다. 본 발명의 기술분야의 당업자에게 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 다이폴 안테나 소자(40)의 어레이는 광대역 위상 어레이 안테나가 다른 주파수 범위, 예를 들면 MHz 범위에서 작동하도록 하는 크기를 갖고 상대적으로 위치된다.

도 11에 도시된, 본 발명의 또 다른 실시예는 이러한 더 큰 크기의 기판을 포함하는 피드스로우 렌즈 안테나(60)에 관한 것이다. 피드스로우 렌즈 안테나(60)는 실질적으로 동일한 것이 바람직한, 제 1 및 제 2 위상 어레이 안테나(100a', 100b')를 포함한다. 피드스로우 렌즈 안테나(60)에 대한 더욱 상세한 설명은, 본 발명의 참조문헌으로 전체적으로 인용되고 본 발명의 최근 양수인에게 양도된 Durham의 미국특허 제6,417,813호에 나타나 있다.

피드스로우 렌즈 안테나는 특별한 대역폭에서 빌딩(62)과 같은 구조내에서 전자(EM) 환경을 복사하는 것이 요구되는 다양한 응용분야에 사용될 수 있다. 예를 들면, 피드스로우 렌즈 안테나(60)는 빌딩(62)의 벽(61)에 위치될 수 있다. 피드스로우 렌즈 안테나(60)는 송신기(80)(예를 들면, 휴대전화 기지국)로부터의 EM 신호(63)가 빌딩(62) 내부에서 복사되도록 하고 수신기(81)(예를 들면, 휴대전화)에 의해 수신되도록 한다. 다른 한편으로, 유사신호(64)는 벽(61)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 반사될 수 있다.

제 1 및 제 2 위상 어레이 안테나(100a', 100b')는 마주보는 관계의 커플링구조(66)에 의해 연결된다. 제 1 및 제 2 위상 어레이 안테나(100a', 100b')는 에지 소자(40b)가 바람직하게 제거된 것을 제외하고는 상술한 안테나(100)과 실질적으로 유사하다.

Claims

트랜스시버에 연결되는 위상 어레이 안테나로서,

기판, 및

상기 기판상에 위치하고, 상기 트랜스시버에 연결되는 다이폴 안테나 소자 어레이를 포함하며,

상기 각각의 다이폴 안테나 소자들은,

중간 급전부와, 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리들, 및

수동 부하와, 상기 수동 부하에 연결되며, 상기 수동 부하가 수신신호에 관련된 에너지를 소비하는 동안에, 상기 다이폴 안테나 소자가 상기 수신신호를 흡수하는 흡수장치로서 선택적으로 역할하도록 상기 수동 부하를 상기 중간 급전부에 선택적으로 연결시키는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나.
제 1 항에 있어서, 상기 수동 부하는 인쇄 저항소자와 개별 저항기 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나.
제 1 항에 있어서, 인접한 다이폴 안테나 소자들의 인접 다리들은, 소정의 형상을 취하며, 상기 인접 다이폴 안테나들사이의 용량성 결합을 증가시키도록 상대배치된 각각의 이격 말단부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나.
제 3 항에 있어서, 상기 인접 다이폴 안테나들사이의 용량성 결합을 더욱 증가시키기 위하여, 상기 인접 다이폴 안테나 소자들의 인접 다리들의 이격된 말단부들사이에서 전기적으로 연결된 각각의 임피던스 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나.
트랜스시버에 연결되고, 흡수장치로서 선택적으로 기능하는 위상 어레이 안테나를 제조하는 방법으로서,

기판을 제공하는 단계와,

상기 기판상에 다이폴 안테나 소자들의 어레이를 형성하는 단계를 포함하며,

상기 각각의 다이폴 안테나 소자들은 중간 급전부, 외부로 뻗쳐진 한 쌍의 다리들, 수동 부하, 및 상기 수동 부하에 연결되며, 상기 수동 부하가 수신신호에 관련된 에너지를 소비하는 동안에, 상기 다이폴 안테나 소자가 상기 수신신호를 흡수하는 흡수장치로서 선택적으로 역할하도록 상기 수동 부하를 상기 중간 급전부에 선택적으로 연결시키는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 제조방법.
제 5 항에 있어서, 상기 다이폴 안테나 소자를 형성하는 단계는, 소정의 형상을 취하며, 상기 인접 다이폴 안테나들사이의 용량성 결합을 증가시키도록 상대배치된 각각의 이격 말단부들을 포함하는 인접한 다이폴 안테나 소자들의 인접 다리들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 제조방법.
제 6 항에 있어서, 상기 위상 어레이 안테나는 소요(所要) 주파수 범위를 가지며; 상기 다이폴 안테나 소자 어레이에 인접한 접지면을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 접지면은 최고 소요 주파수의 약 1/2 파장이하만큼 상기 다이폴 안테나 소자 어레이들로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 제조방법.
제 6 항에 있어서, 상기 기판은 팽창 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 다이폴 안테나 소자의 어레이와 상기 팽창 기판사이에 유전층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 유전층은 팽창된 경우 상기 팽창 기판의 유전상수보다 높은 유전상수를 갖는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 제조방법.
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