KR100896113B1 - 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이브가이드(1)를 포함하고, 유전체 필드 변압기(2)가 상기 웨이브가이드(1) 상에 장착되고 상기 웨이브가이드(1)의 일 단에서 구현되는 일련의 모듈(8)을 위한 장착 플랫폼(3)을 포함하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치에 관한 것이다. 상기 웨이브가이드(1)는 상기 웨이브가이드(1)의 안으로 부분적으로 돌출하는 유전체 필드 변압기(2)를 수용하기 위한 수단이 제공된다. 바람직한 실시형태에서, 유전체 지지체(9)는 유전체 필드 변압기(2)의 근처에 제공된다. 이 지지체의 중앙에는 그 직경이 상기 유전체 필드 변압기(2)의 직경에 상응하는 원형의 통공(12)을 갖는다. 본 발명의 일 이점은 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나가 그의 초점에서 필드-최적 광역 방식으로 여기될 수 있다는 것이다. 기계적으로 이동되는 구성요소가 유전체 필드 변압기의 결과로 요구되어지지 않는다. 본 발명의 장치는 높은 기계적 정밀도와 적은 노력으로 효과적인 비용의 방식으로 제조될 수 있다. 이것은 또한 온도, 공기 습도 및 침습적인 매체와 같은 다양한 환경 조건에 대해서 높은 내구성을 보인다.

Description

초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치{Arrangement for feeding a centrally focused reflector antenna}

본 발명은 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치에 관한 것이다.

상기 급전장치는 특히, 안전, 레이다 및 비-접촉 센서 장비의 이점지간 라디오 릴레이 트랜스미션 또는 일대 다점지간 라디오 릴레이 트랜스미션 뿐 아니라 이동 지면 및 공기 원에서, 지구정지궤도상에 있는 및 위성 궤도를 도는 시스템에서, 고주파수 전자기 방사원의 정지상, 휴대 및 이동 트랜시버 시스템에서 통신 기술의 영역에 특히 적용된다.

초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나 시스템의 종래의 급전장치는 급전 시스템으로 웨이브가이드의 말단에 위치된 주름진 뿔 또는 평평하게 깔대기처럼 퍼진 웨이브가이드 편이 사용되었다.

이 급전 시스템은 리플렉터 안테나의 상 중앙(phase center)인, 초점에 배치되고 리플렉터 안테나에 최적의 방법으로 전파를 조사(illuminate)하도록 의도된다. 특히 중요한 것은 일정한 상 점유로 리플렉터의 거의 일정한 조사이다.

리플렉터 안테나 시스템의 급전과 그의 빔 스캐닝(beam scanning)을 목적으로 하는 종래의 장치는 리플렉터 안테나의 초점에 있는 급전 시스템 또는 초점 근처에 장착된 급전 시스템이 실용화되었는데, 이것은 낱개의 방사요소들(배열)로 이루어지거나 또는 다른 시스템에 의해 급전되는 이러한 배열(array)의 조합으로 구성된다.

주름진 뿔 급전 시스템 또는 평평하게 깔대기처럼 퍼진 웨이브가이드의 기능성으로 인하여, 그 목적을 위한 공지의 기술적 해결책이 리플렉터 시스템에서 최적 필드 분포 및/또는 최적의 조사를 달성할 수 없었다. 유사하게, 이것은 또한 안테나의 조사 패턴에 영양을 주도록 설계된 급전 시스템에 적용되고, 여기서 특히 이경우에는 게인(gain) 및 시스템 질의 유의성있는 손실이 발생되거나 또는 받아들여졌다. 이는 바라지 않는 사이드로브를 억제하는 것과 같다.

설계 제한의 결과로서, 환경적 영향으로부터 웨이브가이드의 필수적인 실링이 가능하기로는 급전 시스템의 기능성을 더 떨어트릴 수 있는 부가적이고 값비싼 구성요소를 사용함에 의해서만 달성될 수 있다. 부가하여, 종래의 급전 시스템은 다운 컨버터와 같은 하향 모듈과, 비-반응적인 방식으로 조합되어질 수 없다. 이는 일반적으로 이런 종래의 급전 시스템과 하향 모듈 간에 최적의 매치를 제공하기 위해서 증가된 비용을 포함하는 부가적인 작업이 요구된다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 목적은 동시에, 하향 모듈에 비반응적 연결을 달성하고 웨이브가이드의 환경적 실링을 개선하고, 급전 시스템과 각 리플렉터 기하학(f/D 비율) 간에 적절한 매치를 공고히 하여, 웨이브가이드로, 따라서 하향 모듈로 피드백이 일어나지 않는 방식으로 리플렉터 시스템에 대해 특징적으로 웨이브가이드 말단에서 필드 분포를 변경하는 기능성을 포함하는 조사 패턴의 설계에 영향을 미치는, 상 중앙인, 이들의 초점에서 필드-최적 광역 방식으로 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나에 급전하기 위한 비용 효과가 큰 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따라, 이 목적은 청구항 1의 구성을 포함하는 급전장치에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 급전장치의 바람직한 실시형태는 청구항 2 내지 6의 구성에 의해 한정된다.

본 발명에 따른 급전장치의 하나의 특정한 이점은 이것이 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나가 그의 초점에서 필드-최적 광역 방식으로 급전되는 것을 공고히 한다는 것이다. 유전체 필드 변압기로 인해서 기계적으로 이동되는 구성요소가 요구되는 것은 아니다. 전체 급전장치는 높은 기계적 정밀도로 효과적인 비용의 방식으로 용이하게 제조될 수 있고, 이것은 또한 온도, 공기 습도 및 침습적인 매체와 같은 다양한 환경 조건에 대해서 높은 내구성을 보인다.

본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 유전체 지지체를 유전체 필드 변압기의 근처에 장착하는 것과 조절이 용이한 수동 라디에이터 구성요소를 유전체 지지체상에 장착하는 것은, 구성요소를 기계적으로 재배치할 것을 요하지 않고 또 필드 변압기에 유전체 지지체를 기계적으로 연결함이 없이, 손실과 필드를 최적화하면서 필드 변압기의 광역 급전 필드를 변경하는 것을 허용한다.

다른 이점은 다음의 첨부 도면과 관련하여 본 발명에 따른 급전장치의 다음 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 급전장치의 단면을 도시하고;

도 2는 도 1에 도시된 급전장치의 평면도이고;

도 3은 원형의 리플렉터를 장착하기 위한 마운트를 포함하는 본 발명에 따른 급전장치의 단면을 도시하고;

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 급전장치의 배면도이고;

도 5는 장착된 리플렉터를 포함하는 본 발명에 따른 급전장치의 단면을 도시하고;

도 6은 유전체 지지체의 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이브가이드 2 : 유전체 필드 변압기

3 : 장착 플랫폼 4 : 마운트

5 : 삼각형 영역 6 : 리플렉터

7 : 지주 8 : 하향 모듈

9 : 유전체 지지 플레이트 10 : 라디에이터 구성요소/서킷 요소

11 : 스페이서 12 : 통공

13 : 컨트롤 블록 14 : 케이블

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 급전장치 웨이브가이드(1) 안으로 부분적으로 돌출한 유전체 필드 변압기(2)에 의해 일 면이 닫혀지고, 그의 기하학적 형상이 사용된 리플렉터 시스템에 상응 또는 매치되는 뭉툭한 말단의 웨이브가이드(1)를 포함한다. 그의 타단에서, 웨이브가이드(1)는 하향 모듈(8)에 대한 장착 플랫폼(3)을 포함한다. 바람직하게는, 웨이브가이드(1)의 내부는 0.5㎛ 미만의 표면조도를 갖는다. 유전체 필드 변압기(2)는 전도의 방향에서 전자기장을 교호로하는 E 구성요소에 영향을 미쳐 일정한, 특히 리플렉터 상에 선택할 수 있는 파워 분산과 웨이브가이드(1)의 얻어진 조사 필드의 원형적 확대를 얻기 위해 원래의 파장이 웨이브가이드(1)의 타단에서 변형된다. 이는 전체로 급전장치의 효율성에 있어 극적인 증가를 야기한다.

본 발명에 따른 급전장치의 바람직한 실시형태에서, 하향 모듈(8)은 단단한 기계적 수단에 의해 웨이브가이드(1) 및 장착 플랫폼(3)에 연결되지 않고; 대신, 이들은 리플렉터(6)의 대칭 축에 대해 회전할 수 있고 기계적으로 고정될 수 있는 방식으로 장착된다. 이것은 시스템의 모든 기능성이 전체 안테나, 특히 리플렉터(6)의 위치를 변경함이 없이 유지되고, 정상적인 지구에 대해 H/E 벡터의 직각 배열에 대해 분극 작용의 회전이 하향 모듈(8)을 회전함에 의해 보상될 수 있다는 특정한 이점을 제공한다.

더욱이, 유전체 필드 변압기(2)는 높은 대역폭의 영역에 대해 필드 상의 영향은 거의 일정하고, 동시에 웨이브가이드 웨이브 모드로부터 프리-스페이스 모드로의 변형이 실현되어지고, 이에 의해 유전체 필드 변압기(2)/웨이브가이드(1)의 구성은 어떠한 피드백도 없이 하향 시스템에 연결될 수 있다는 이점을 갖는다.

도 3은, 여기서는 접혀져 도시된, 리플렉터를 수용하기 위한 마운트(4), 유전체 필드 변압기(2) 및 하향 모듈을 위해 제공된 장착 플랫폼(3)을 포함하는 본 발명에 따른 급전장치를 나타낸다.

도 4는 이 급전장치의 배면도로, 장착 플랫폼(3)이 리플렉터에서 쉐도윙을 최소화하기 위해 등변의 삼각형 영역(5)으로 형성된다.

도 5에서, 본 발명에 따른 급전장치는 장착된 리플렉터와 함께 도시된다. 원형의 구멍을 갖는 서브리플렉터(6)는 지주(7)의 수단에 의해 마운트(4)에 장착된다. 본 실시형태에서, 하향 모듈(8)은 장착 플랫폼(3)에 볼트로 죄어진다. 본 발명에 따른 급전장치는 리플렉터(6)의 회전 축에서 리플렉터의 초점의 최고점에 유전체 필드 변압기(2)와 같이 위치된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 금속 재질 또는 유전체 재질의 볼트된 스페이서(11)는 지지 플레이트(9)를 유전체 필드 변압기(2) 근처에 장착하기 위해 사용된다. 유전체 지지 플레이트(9)는 필드 변압기(2)에 적절한 직경을 갖는 필드 변압기(2)의 위치에 원형의 통공(12)을 포함하고, 유전체 필드 변압기(2)에 어떤 직접적인 기계적 또는 전기적 연결을 갖는 것 없이 장착 플랫폼(3)에 대해 평행한 평면 형태로 배치된다. 유전체 필드 변압기(2)는 상기 원형의 보어(12) 안으로 부분적으로 돌출된다.

수동 라디에이터 구성요소 및 서킷 요소(10)가 장착되는, 유전체 지지 플레이트(9)는 유전체 필드 변압기(2)로부터 소스 필드가 유전체 지지 플레이트(9)의 개구에 의존하여 가볍게 영향을 받게 되고; 이 결과로, 관통하는 필드 및, 이에 따른 전체 안테나 장치가 단지 적은 감쇠만을 받게 되어 극히 높은 효율이 이용가능하게 지속된다는 효과를 갖는다. 동시에, 유전체 필드 변압기(2)로부터 소스 필드가 영향을 받을 수 있어 얻어진 안테나의 조사 패턴은 적용분야에 대해 소망되는 제한 내에서 변화되어질 수 있다. 급전장치의 이 실시형태의 또 다른 이점은 다른 안테나 레이아웃에 대한 간단한 기계적 장착 수단이 최적의 조사와 이에 따른 전체 안테나 장치의 높은 효율의 양자를 달성할 수 있게 하고, 동시에 조사 패턴이 영향을 받을 수 있다는 것이다.

도 6은 유전체 지지체(9)의 평면도를 도시한다. 이것은 볼트로 죄여질 수 있는 스페이서(11)를 사용하여 장착 플랫폼(3)에 보호 유지될 수 있다. 유전체 지지체(9)는 그 중앙에 그 직경이 유전체 필드 변압기(2)에 상응하는 원형의 통공(12)을 포함한다. 유전체 지지체(9)의 통공(12) 주위에, 서킷 구성요소를 구비한 기생적(수동적) 라디에이터 구성요소가 배열된다. 바람직하게는, 수동 라디에이터 구성요소는 방사 커플링(radiation coupling)에 의해 급전가능하다. 수동 라디에이터 구성요소는 상기 유전체 지지체(9) 상에 개별적으로 배열되거나, 또는 원형의 통공(12) 주위의 빔 경로의 엣지 영역에서 평면적 또는 삼차원적인 기하학적 형상을 갖는 직각으로 배열된 쌍으로 배열된다. 도 6에서, 이들은 각각 90°의 각으로, 각 요소는 상호에 대해 직각으로 위치된 한 쌍의 라디에이터로 구성되는 예시적으로 일정한 분포를 갖는다. 더욱이, 유전체 지지체(9) 상에, 표준 구성요소를 포함하는 컨트롤 블록(13)이 장착되어, 서킷 구성요소를 조절한다. 이 컨트롤 블록은 케이블(14)를 통해 다른 하향 모듈에 연결된다.
바람직하기로는 방사 커플링에 의해 급전가능하며 서킷 구성요소를 구비한 수동적 라디에이터 구성요소(10)가 상기 유전체 지지체(9) 상에 개별적으로 배열되거나 또는 상기 통공(12) 주위의 빔 경로의 엣지 영역에서 평면적 또는 삼차원적인 기하학적 형상을 갖는 직각으로 배열된 쌍으로 배열됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
바람직하게는, 유전체 필드 변압기(2)와 유전체 지지체(9)를 제외한 본 발명에 따른 급전장치의 모든 구성요소들은 금속제이고, 바람직하게는 일체로 형성된다.

Claims (11)

1. 웨이브가이드(1)와 유전체 지지체(9)를 포함하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치에 있어서, 유전체 필드 변압기(2)가 상기 웨이브가이드(1) 상에 장착되고 상기 유전체 지지체(9)는 상기 웨이브가이드(1)의 전면에서 상기 유전체 필드 변압기(2)의 근처에 위치되되 기계적으로 또는 전기적으로 상기 유전체 필드 변압기(2)에 연결되지 아니하고, 여기서, 상기 유전체 지지체(9)는 그의 중앙에 그 직경이 상기 유전체 필드 변압기(2)에 상응하는 원형의 통공(12)을 포함하고, 상기 유전체 필드 변압기(2)는 상기 원형의 통공(12) 안으로 부분적으로 돌출하고, 하향 모듈(8)을 위한 장착 플랫폼(3)은 상기 웨이브가이드(1)의 말단에 형성됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 필드 변압기(2)의 기하학적 형상이 상기 유전체 필드 변압기(2)에 상응하는 리플렉터 시스템에 매치됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유전체 필드 변압기(2) 및 상기 유전체 지지체 플레이트(9) 외에 상기 급전장치의 모든 구성요소는 금속제이고, 일체로 형성되며, 여기서 상기 웨이브가이드(1)의 내부는 0.5㎛ 미만의 표면조도를 가짐을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 장착 플랫폼(3)은 상기 리플렉터(6)가 지주(7)의 수단에 의해 장착되는 마운트(4)를 포함하고, 상기 하향 모듈(8)은 상기 리플렉터(6)의 대칭 축에 대해 회전가능하게 고정되어질 수 있는 방식으로 장착됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유전체 지지체(9)는 금속 또는 유전체 재질의 볼트된 스페이서(11)의 수단에 의해 상기 장착 플랫폼(3)에 연결되고, 상기 장착 플랫폼(3)에 대해 평행한 평면 형태로 배열됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 방사 커플링에 의해 급전가능하며 서킷 구성요소를 구비한 수동적 라디에이터 구성요소(10)가 상기 유전체 지지체(9) 상에 개별적으로 배열되거나 또는 상기 통공(12) 주위의 빔 경로의 엣지 영역에서 평면적 또는 삼차원적인 기하학적 형상을 갖는 직각으로 배열된 쌍으로 배열됨을 특징으로 하는 초점이 중앙에 있는 리플렉터 안테나의 급전장치.
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