KR100957645B1

KR100957645B1 - 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역카세그레인 안테나 및 급전피더구조

Info

Publication number: KR100957645B1
Application number: KR1020070072022A
Authority: KR
Inventors: 신천우
Original assignee: 경성대학교 산학협력단; 센싱테크 주식회사; 신천우
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2010-05-12
Also published as: KR20090008783A

Abstract

본 발명은 카세그레인 안테나의 급전부를 도파관에서 비방사마이크로스트립선로를 이용한 스트립선로 급전부로 변환한 것으로서, 기존 도파관 방식의 급전부에서 발생하는 손실을 줄일 수 있고, 광대역의 변환이 가능하며, 직접 TEM 모드로 변환이 되는 관계로 급전부에 저손실 모드변환 기술을 통하여 통신회로를 직접 부착할 수가 있어, 통신기의 소형화을 구현할 수가 있어 손실을 줄여 고효율 및 광대역의 안테나를 구현할 수가 있게 된다.

카세그레인 안테나, 급전부, 비방사마이크로스트립선로, 테퍼형 변환기, TEM 모드

Description

비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 및 급전피더구조{High Efficient Cassegrain Antenna with Non Radiative Microstrip Line Wide Band Width}

본 발명은 무선통신기에 주로 사용되는 안테나에 관한 것으로서, 무선으로 점대점 통신 즉, 빌딩 간 통신이라든지, 섬을 연결하는 무선통신장치 등에 주로 사용되는 카세그레인 안테나에 관한 것이다.

무선통신기에는 안테나가 필수적인 요소인데, 그 중에서도 마이크로웨이브 이상의 주파수에서 점대점 통신기에는 카세그레인 안테나를 주로 사용한다. 카세그레인 안테나는 접시 모양의 반사경을 이용하여 전파를 모아 부반사경을 통하여 급전피더로 가져가 통신기와 연결하는 것으로서, 안테나 게인을 높일 수 있고 스필오버를 낮출 수 있기 때문에 방송용, 이동통신용, 국간 중계용, 비상통신망 등에 많이 사용된다.

이렇게 사용되는 카세그레인 안테나는 통신기와 연결 시에, 전송 로스를 낮추기 위하여 도파관으로 연결되는 것이 대부분이다. 그러나 도파관은 크기가 크며, 공사에 비용이 많이 들고 이동 등의 목적으로 사용이 곤란하다. 최근에는 MMIC 등의 반도체 소자의 발달로 통신회로가 MMIC를 이용한 TEM 모드를 주로 사용하는데, 이러한 TEM 모드를 도파관으로 연결할 경우에는 별도의 변환장치가 필요하다. 또한 일반적인 전자회로 및 통신회로에서는 양산성을 위하여 Quasi-TEM 모드의 마이크로스트립선로를 이용하여 주로 통신회로를 제작하고 있어 안테나와의 직접 결합에 어려움이 있다.

본원 발명에서는 이러한 마이크로웨이브 이상의 주파수에서 사용되는 카세그레인 안테나 입출력 연결부위를 비방사마이크로스트립 모드변환기를 통하여 도파관이 아닌 MMIC 전자회로에서 사용하는 TEM 모드인 동축케이블로 연결되거나, 다시 Quasi-TEM 모드로 변환하여 통신회로를 직접 부착할 수 있는 안테나를 구현하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

카세그레인 안테나는 통신용 특히 마이크로웨이브 이상, 밀리미터파 대역에서 주로 사용되는 안테나이다. 카세그레인 안테나는 반사경을 사용하여 파장이 짧은 전파를 반사경 거울처럼 모아 보조반사경으로 집중시켜 도파관 피더로 가져가는 방식으로서, 반사경을 사용하는 관계로 게인을 높일 수 있으며 스필오버를 줄일 수 있어 마이크로웨이브 이상의 주파수에서 점대점 통신 등에 주로 사용되는 효율적인 안테나이다.

이러한 카세그레인 안테나는 사용주파수가 마이크로웨이브 이상의 높은 주파수를 사용하는 관계로 전송 로스 등을 고려하여 급전점의 연결부가 도파관으로 되어 있다. 도파관은 고전적으로 마이크로웨이브에서 전송로로 주로 사용되어 왔으 나, 최근에는 반도체 기술이 발달하여 MMIC 등의 기술을 많이 사용하여 회로를 제작하는 관계로, 도파관을 사용하지 않고 초고주파에서 손실이 적은 동축케이블을 사용하는 것이 보편적이다.

때문에 기존의 카세그레인 안테나와 MMIC 기술을 이용한 최근의 통신회로를 연결하기 위해서는 안테나 급전부에 도파관-동축 변환회로를 연결하여 통신기를 연결하는 관계로, 변환 손실이 발생하여 통신의 링크버짓을 다운시켜 통달거리를 단축하는 문제를 발생시킨다.

이에, 본원 발명에서는 이러한 도파관-동축 변환회로 없이 동축케이블을 직접 연결할 수 있게 카세그레인 안테나의 피더의 급전부를 가공하여 TE 또는 TM Mode 에서 TEM Mode로 직접변환하고, 변환 대역을 넓게 하기 위하여 변환 테퍼를 주파수에 맞게 조정하여 저손실의 변환기 기능을 가지는 급전피더를 개발하여 카세그레인 안테나와 연결함으로 인해 광대역, 저손실의 TEM Mode를 직접 동축케이블로 연결할 수 있는 카세그레인 안테나를 구현하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한 통신회로를 안테나에 직접 연결하기 위하여, 안테나의 급전피더에 Quasi-TEM 모드 변환기를 가공하여 일반적으로 많이 사용하고 있는 마이크로스트립기판을 사용하는 통신회로를 직접 연결하게 한다.

상기 설명과 같이 카세그레인 안테나는 급전부가 부반사경의 출력부에 도파관으로 만들어져 있는데, 이 도파관에서 전송되어 나오는 TE 또는 TM 모드 신호를 모드변환 회로를 통하여 TEM 모드로 변환하고, 이 변환기를 급전피더와 일체화하여 동축케이블로 연결할 수 있게 SMA Connector 등을 부착하게 하는 것을 목적으로 한다. 통신회로를 안테나에 직접 연결하여 로스를 줄이고 소형화를 할 경우에는 상기 TEM 신호를 마이크로스트립선로에서 사용하는 Quasi-TEM 모드로의 변환도 필요하다.

TE 또는 TM 신호에서 TEM 신호로 변환할 때 변환손실을 줄이며 반사손실을 줄이기 위하여 모드변환 구조를 개발할 필요가 있으며, 모드 변환시 변환 대역을 넓게 하기 위하여 구조의 최적화 설계 및 주파수와의 상관관계를 구할 필요가 있다.

그리고 카세그레인 안테나에서의 도파관 급전피더를 대체하여, TEM 모드가 전송이 되는 급전피더의 기능을 가지면서도 모드변환을 효율적으로 하며, 또한 스필오버를 줄이기 위하여 소형으로 제작될 필요가 있다.

카세그레인 안테나는 주반사경과 부반사경 및 급전피더로 구성되어 있는데, 1차로 전파를 모아서 부반사경으로 보내어 주는 큰 접시모양의 주반사경이 있고, 주반사경에서 오는 전파를 다시 반사시켜 반대방향으로 보내어 급전피더로 가게 하 는 부반사경이 있으며, 급전피더에서는 부반사경에서 들어오는 전파를 모아 도파관으로 연결하여 통신기로 보내는 역할을 하게 된다.

본 발명에서는 상기 안테나에서 부반사경에서 들어오는 전파를 도파관으로 연결하는 급전피더 내부에 모드변환 회로를 넣어, 전달되는 전파 TE 또는 TM 모드를 TEM 모드로 변환시키고, 도파관을 대체하여 TEM 신호를 동축과 연결하기 위하여 SMA Connector와 연결하여 통신기와 결합하게 한다.

또한 안테나와 통신기를 직접 연결하여 연결손실을 줄이고 통신기의 소형화를 꾀할 경우에는 상기 TEM 모드의 신호를 일반적인 초고주파 회로를 구현할 경우 많이 사용하는 마이크로스트립선로의 모드인 Quasi-TEM 모드로의 변환을 다시 할 필요가 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 급전피더 금속블록 내부를 절삭가공을 통하여 금속블록의 상부 및 하부 내부를 테퍼 형태로 가공을 하고, 상부 및 하부 테퍼 사이에 얇은 유전체기판을 넣어 유전체기판에 스트립선로를 에칭기법으로 가공하여 전송 선로를 형성하고, 전송선로 끝단의 도파관 영역에 모드변환 피더를 에칭기법으로 가공하여 모드 변환을 구현하는 것을 특징으로 한다.

더욱 상세하게 설명하면, 기존의 도파관 급전피더를 대신하여 금속블록을 상부 및 하부로 만들고, 상부 및 하부 금속블록의 내부에 절삭가공 혹은 금형가공으로 일정한 간격을 가지는 통로를 가공하고, 상부 및 하부 통로의 가공 크기는 사용주파수의 λ/2 이내로 하고, 상부 및 하부 통로 사이에 유전체기판을 넣어 그 기판에는 에칭기법을 통하여 비방사스트립선로를 형성하고, 상기 통로의 끝 부분인 급전 부분의 비방사스트립선로에는 모드변환 패턴을 가공하여 부반사경에서 들어오는 전파를 받아들여 TE 또는 TM 신호를 TEM 신호로 변환하는 것을 특징으로 하고 있다.

다시 TEM 신호를 마이크로스트립선로에서 사용하는 Quasi-TEM 신호로 변환하기 위하여 마이크로스트립선로의 밑에 테퍼형 금속블록을 가공하여 TEM 모드의 신호를 Quasi-TEM신호로 변환하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서 제시된 방법으로 60GHz 주파수 대역의 카세그레인 안테나를 만들고, 급전피더의 출력부를 TEM 모드로 변경하여 SMA Connector 를 부착하여 안테나 게인 및 방사패턴, 3dB 빔폭 등을 측정한 결과 표 1과 같은 결과가 얻어졌다.

주반사경은 공간상에서 들어오는 전파를 모아 궁극적으로 피더로 전달하는 역할을 함으로 안테나의 게인에 크게 영향을 미친다. 본원 실시 예에서는 직경이 300mm 인 경우와, 직경이 100mm 인 경우 2가지를 모델로 하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 결과를 확인하였다.

주 반사경의 직경이 300mm 인 경우에는 게인을 42dB 정도 얻었으며, 안테나의 총 효율은 96% 로 나타났고, 사이드로브의 레벨은 -26dB 로 낮게 나타났으며, 3dB 빔폭은 1.0도로 우수한 결과가 나타났다. 주반사경의 직경의 크기를 100mm 로 하였을 경우에는 게인이 34dB 로 나타났으며, 총 효율은 89%로 나타났고, 사이드로브의 레벨은 -30dB 로 나타났으며, 3dB 빔폭은 2.5도 양호한 특성을 나타내었다.

이로써 공간상의 전파인 TE 또는 TM 모드를 받아, TEM 모드로 변환하여 SMA Connector 로 연결하여 통신기와 케이블로 직접 연결할 수가 있는 효율 높은 카세그레인 안테나를 구현할 수가 있게 되었다.

이 발명으로 인하여, 기존의 국간 중계기에서 안테나와 통신기 간을 도파관으로 연결하여 중계기를 설치하던 방법에 비하여 설치비용이 경제적이며 설치기간이 단축되는 효과를 얻을 수가 있다. 또한 변환 로스가 매우 낮음으로 인해, 링크버짓이 커져서 통신도달거리가 길어지는 효과를 얻을 수가 있다.

60GHz 주파수에서 제작된 카세그레인 안테나의 성능

Dish Diameter(mm)	Gain(dBi)	Total Efficient	Side Lobe	3dB Beam Width
300mm	42.43	96%	-26.1dB	1.0deg.
100mm	34.37	89%	-30.6dB	2.5deg.

본 발명은 다음과 같이 실시 예에 의하여 더욱 상세히 설명하고 그 결과를 나타낸다.

알루미늄 소재의 판재를 이용하여 도 1과 같이 직경 300mm 크기의 파라볼릭 주반사경(10)을 만들고, 주반사경 직경의 1/10 정도의 30mm 직경의 알루미늄 소재의 부반사경(11)을 만들고, 3개의 삼각대(24)를 주반사경과(10) 부반사경 지지링(22) 사이를 고정하고, 부반사경(11)의 반사경 반대측은 나사(23)를 가공하여 부반사경 지지링(22)의 나사홀을 가공한 곳에 넣어 나사를 돌려 초점의 위치를 조절 한 후 고정금구(25)로 고정한다.

주반사경(10)의 내부는 카세그레인 포물선으로 만들어져 도 2와 같이 인입하는 전파를 모아 초점을 좁게 하여 부반사경(11)으로 반사시킨다. 부반사경(11)에서는 주반사경(10)에서 반사되어 들어오는 전파를 다시 모아 초점을 더욱 좁게 하여 재 반사시켜 주반사경(10)의 중심에 위치하는 급전피더 도파관(21)으로 보내준다. 급전피더 도파관(21)에서는 부반사경(11)에서 반사되어 들어오는 좁고 밀도가 높은 전파를 급전피더 도파관(21)을 통하여 전달하여 TE 또는 TM 모드 전파를 TEM 모드로 모드변환용 스트립(18)을 통하여 변환하고 다시 모드변환용 테퍼(19)를 통하여 마이크로스트립 선로에 맞는 Quasi-TEM 모드로 변환시켜 출력한다.

상기 구조를 더욱 상세하게 설명하면, 알루미늄 소재의 직경이 300mm 인 카세그레인 포물선으로 가공이 된 주반사경(10)을　제작하고，주반사경(10)의 반사초점 위치에 주반사경의 1/10 정도의 직경을 가지는 동일한 소재의 알루미늄 재료를 가공하여 포물선의 곡면을 가지는 부반사경(11)을　제작한다．동　혹은　알루미늄 등의　금속재료로　도파관형의　급전피더 도파관(21)을　제작하고　급전피더 도파관(21)의　입구를 부반사경(11)의　초점위치에　고정하고　급전피더의　반대쪽　끝을　주반사경(10)을 통과하여　주반사경(10)의　뒤쪽　방향으로　연결한다. 주반사경(10)의　뒤쪽 부분에　급전피더의　끝 부분이　연결되어　있는데，급전피더의　끝 부분에　도　2 및 도 6과　같이　하부　금속블록(14)과 상부 금속블록(13)을 순서대로　부착하고，상부 및 하부 금속블록(13, 14)의 내부에　공간(12)을　만드는 가공을　하여　유전체기판(15)을　넣고，유전체기판(15)의　상부 및 하부　부분에　공극(12)을　가공하여，그　공극(12)의　높이(a)　및　좌우　길이(b)를　사용주파수의　λ/２　이내로 하여　마이크로스트립선로(16)에서의　누설파를　방지하는　구조로　가공한다．상기 전송선로용의 유전체기판(15)에는 비방사마이크로스트립선로를 에칭 등의 기법으로 형성하고, 급전피더 도파관(21)을 통하여 들어오는 TE 또는 TM 전파를 TEM 신호로 변환하여 전송선로로 연결하는 모드변환용 스트립(18)을 형성하며, 이 모드변환용 스트립(18)이 원하는 주파수에 효율있게 모드 변환을 할 수 있게 모드변환용 스트립(18)의 길이를 조절하고, 모드변환용 스트립(18)의 주위를 캐비티로 둘러싸 변환시 에너지의 누설을 방지한다. 모드변환용 스트립(18)의 모드 변환 특성의 손실을 줄이고 효율을 최대한 높이며 원하는 주파수에 공진하기 위하여 캐비티의 사이즈를 조절할 필요가 있다.
실험에서 모드변환용 스트립(18)의 길이를 0.1mm~1.0mm 까지 조절하여 가장 변환특성이 좋은 주파수를 살펴본바 0.2mm에서는 80GHz 대에서 가장 변환특성이 우수했으며, 0.4mm에서는 75GHz 대에서, 0.6mm에서는 70GHz 대, 0.8mm에서는 65GHz 대에서 가장 우수했으며, 1.0mm에서는 55GHz 대에서 변환손실이 가장 적었음을 알 수가 있었다.

60GHz 대에서 모드변환용 스트립의 길이에 따른 반사손실 비교

모드변환용 스트립 길이	0.1mm	0.3mm	0.5mm	0.7mm	0.9mm
S21	-2.8dB	-1.7dB	-1.1dB	-0.55dB	-0.5dB
S11	-3.5dB	-5.0dB	-8.5dB	-11.5dB	-20dB

위 표 2와 같이 모드변환용 스트립(18)의 길이에 따라 변환손실이 달라지며, 60GHz 대에서는 모드변환용 스트립(18)의 길이를 0.9mm 정도 삽입할 때가 S21 이 -0.5dB 이내의 손실을 가지며, S11 이 -20dB 정도의 반사손실을 가져 좋은 특성을 가지는 것을 알 수가 있다.　

주반사경(10)에서　모아진　전파는　초점이　부반사경(11) 위치에　있는　관계로　부반사경(11)이　있는　위치로　반사되어　지는데，상기　부반사경(11)으로　모아지는　전파는　다시　부반사경(11)에서　반사되어　초점이　급전피더 도파관(21)의　위치에　있는　관계로　급전피더 도파관(21)의　입구로　모여져　들어가게　된다．급전피더의　입구의　혼　부분에서　모여진　전파는　급전피터의　도파관을　따라　주반사경(10)을 통하여　주반사경(10)의　뒤쪽　부분의　상부 및 하부 금속블록(13, 14)으로　이동된다．상부 및 하부　금속블록(13, 14)의　내부는　유전체기판(15)이　놓이고，유전체기판(15)의　상부 및 하부(a) 및　좌우(b)에는　공간(12)을　가공해　두는데，이　공간은　사용주파수의　λ/２　이내로　가공한　관계로　전송시　고차모드의　발생이　억제된다．금속블록 내부에　가공된　상부 및 하부　공간(12)　사이에는　유전체기판(15)이　들어가고，유전체기판(15)의　중앙에는　마이크로스트립선로(16)가　에칭되고，선로의　좌우에는　그라운드(16-2)가　가공이　되고　그라운드에는　스루홀(17)을　가공하여　밑의　그라운드지그인 하부 금속블록(14)과　연결하여　마이크로스트립선로(16)　좌우를　그라운드(16-2)로　둘러싸　누설파의　발생을　방지한다．

급전피더 도파관(21)과　연결되는　금속블록　부분의　스트립선로　부분에서，급전피더의　도파관을　따라　들어오는　전파　ＴＥ 또는 ＴＭ　모드는 이 모드변환용 스트립(18)를 통하여 TEM 모드로 변환이 되고, 다시 TEM 모드의 전파는 모드변환용 테퍼(19)를 따라 Quasi-TEM 모드로 변환이 되어 마이크로스트립선로(16)를 따라 전달되어 SMA Connector(26)와 접속이 가능해 진다. 　　　　　

전파의 모드가 변환되는 상황을 더욱 상세히 설명하면, 공간에서 인입되는 전파 TE 또는 TM 신호는 주반사경(10)을 통하여 부반사경(11)으로 반사되어 모이고, 부반사경(11)에서 모인 전파는 다시 급전피더 도파관(21)으로 반사되어 모여서 도파관으로 인입된다. 급전피더의 도파관을 따라서 들어간 전파 TE 또는 TM 파는 모드변환 구조의 모드변환용 스트립(18)에서 TEM 모드로 변환이 되고, 여기서 만들어진 TEM 파는 스트립선로의 상부 및 하부(a) 그리고 좌우(b)의 상부 및 하부 금속블록(13, 14)을 따라 전계가 방사가 되고 자계는 회전을 하는 완벽한 TEM 모드의 전파로 바뀐다.

이 변환특성의 주파수 및 변환손실에 영향을 미치는 변수로는 사각도파관과 같이 변환스트립이 존재하는 캐비티 공간을 구성하는 크기에 기인한다. 이 변수로서는 캐비티 공간을 구성하는 사각 도파관의 가로(e) 및 세로(c) 길이는 사용주파수 범위를 설정한다. 예를 들어 V-Band 변환기에서 50~75GHz 를 변환할 경우 도파관의 가로(e) 및 세로(c) 길이는 3.8mm 와 1.9mm 로 결정되면, 사용주파수 33~50GHz 의 주파수를 변환하는 Q-Band 변환기의 경우에의 도파관의 가로 및 세로 길이는 5.7mm×2.8mm 로 결정된다.
또한, 캐비티의 높이 d의 경우는 변환손실을 조정하는데, 60GHz 를 기준으로 d가 0.1mm 의 경우에는 S21 손실이 -3dB 정도이며, d가 0.3mm 인 경우에는 S21 손실이 -2dB, d가 0.5mm 인 경우 S21 손실이 -1dB이며, d가 0.7mm 인 경우에는 S21 손실이 -0.5dB, d가 0.9mm 인 경우 S21의 손실이 -0.3dB로 나타났다.

상기 TEM 전파는 모드변환용 테퍼(19)를 따라 Quasi-TEM 모드로 변환이 되는데, 이 테퍼형 금속블록의 길이는 사용주파수의 λ 이상으로 하여 손실을 최저로 줄이고 변환 효율을 높인다. TEM 신호는 테퍼형 금속블록을 따라 TEM 신호에서 하부의 전계가 점차 유전체기판(15) 밑으로 집중이 되고, 자계 역시 유전체기판(15) 밑으로 집중이 되어 Quasi-TEM 모드로 점차 변환이 된다. 이상의 과정을 통하여 마이크로스트립선로에서는 Quasi-TEM 모드가 전송이 되며 이 신호는 MMIC 등의 부품을 통하여 증폭 등을 자유로이 할 수가 있게 된다.

상기 모드 변환기의 특성을 네트워크 애널라이저로 측정을 하여 도 5와 같이 60GHz 에서 변환손실이 -0.2dB 정도, 삽입손실 -25dB 정도 우수한 특성의 변환기를 제작할 수가 있었으며, 이 모드 변환기의 변환 특성은 50GHz 에서 75GHz 까지 광대역의 특성을 가진다. 이 모드변환기를 이용한 급전피더를 주반사경의 직경이 300mm 인 카세그레인 안테나와 결합하여 도 4와 같이 안테나 게인 42dBi, 사이드로브 -26dB, 3dB 빔폭 1.0도의 안테나를 구현할 수가 있었다. 상기 안테나의 전체 반사손실은 도 3과 같이 60GHz 에서 -28dB 이하의 우수한 특성을 가지는 안테나를 구현할 수가 있었다.

본원 발명으로 카세그레인 안테나에서 모드변환기를 부착하지 않고도 직접적으로 동축케이블을 이용하여 통신기와 연결이 가능하게 되어, 국간 중계기의 연결이 자유로우며, 특히 이동용 국간 중계기 인 방송용이나 방송용 중계가 등의 통신기에 자유로이 사용이 가능하게 된다.

또한 전체 안테나의 크기를 소형화할 수가 있기 때문에, 통신장치를 소형화 및 저가격화하여 기존의 카세그레인 안테나의 사용용도가 사업자용으로만 제한되어 사용된 것에 비해 개인용으로도 확대할 수가 있어, 사업자용의 무선 통신기용의 안테나뿐만 아니라, 위성수신기나 마이크로웨이브 및 밀리미터파를 이용한 개인용 인터넷서비스(PAN) 등의 안테나로 사용할 수 있게 된다.

도 1 : 카세그레인 안테나

도 2 : 카세그레인 안테나와 급전피더 구조

도 3 : 카세그레인 안테나의 반사손실

도 4 : 60GHz 대역의 카세그레인 안테나의 게인 및 방사특성

도 5 : 급전피더의 변환 특성(전달특성 및 반사손실)

도 6 : 급전피더에서의 모드변환기 구조

도 7 : 급전피더의 전파 인입부 및 모드변환기 하부 구조

<세부명칭에 대한 상세한 설명>

10: 주반사경, 11: 부반사경, 12: 비방사스트립 공간

13: 상부 금속블록, 14: 하부 금속블록, 15: 유전체기판

16: 마이크로스트립선로, 16-2: 그라운드판,

17: 스루홀, 18: 모드변환용 스트립

19: 모드변환용 테퍼, 20: 비방사 선로용 공극, 21: 급전피더 도파관

22: 부반사경 지지링, 23: 위치조절용 나사, 24: 부반사경 지지 삼각홀더

25: 초점 고정용 금구, 26: SMA Connector

Claims

고효율 광대역 카세그레인 안테나에 있어서,

주반사경(10)의 초점에 부반사경(11)을 위치시키고,

부반사경(11)의 초점에 급전피더 도파관(21)을 위치시키고,

주반사경(10)과 부반사경(11) 및 급전피더 도파관(21)으로 들어오는 TE 또는TM 전파를 모드변환용 스트립(18)이 TEM 모드로 변환하고,

상기 TEM 전파를 마이크로스트립선로(16)을 통하여 전송하면서 모드변환용 테퍼(19)를 통하여 Quasi-TEM 모드로 변환하고,

마이크로스트립선로(16)와 상부 및 하부 금속블록(13, 14)의 가로 길이 b 및 상부 금속블록(13)과 하부 금속블록(14) 사이 공극(12) 부분의 세로 길이 a 를 사용주파수의 λ/2 이내로 하고,

마이크로스트립선로(16)의 주위에는 일정간격을 가지는 그라운드판(16-2)을 가공하고,

상기 그라운드판(16-2)에는 스루홀(17)을 마이크로스트립선로(16)을 따라 연속으로 가공하고,

모드변환용 스트립(18) 위의 상부 금속블록(13) 내부에 높이 d 와 가로 및 세로 길이 e, c 의 공극을 만들고,

마이크로스트립선로(16)의 끝에는 SMA Connector(26) 혹은 통신용 회로가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조
제 1항에 있어서,

부반사경(11)의 초점을 조절하기 위하여 부반사경(11)의 후면의 금속 지그에 위치조절용 나사(23)을 가공하여 부반사경 지지링(22)에 나사를 돌려 고정하고,

초점을 완벽하게 고정하기 위하여 초점 고정용금구(25)로 위치조절용 나사(23)를 조임으로 인해 부반사경(11)의 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조
제 1항에 있어서,

급전피더 도파관(21)의 끝 부분에 상부 및 하부 금속블록(13, 14)이 부착되어 있고,

상부 및 하부 금속블록(13, 14)의 사이에는 유전체기판(15)이 삽입되어있고,

상기 유전체기판(15) 위에는 마이크로스트립선로(16)가 가공되어있고,

급전피더 도파관(21) 상의 모드변환용 스트립(18)의 길이를 사용주파수에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조
제 1항에 있어서,

모드변환용 스트립(18)의 상부 및 하부에 존재하는 상부 및 하부 금속블록(13, 14)을 가공하여 만드는 캐비티의 가로 및 세로, 높이의 길이 e, c, d 를 사용주파수에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조
제 1항에 있어서,

상부 및 하부 금속블록(13, 14) 사이의 공극의 높이 a 는 사용주파수의 λ/2 이내로 하는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조
제 1항에 있어서,

상부 및 하부 금속블록(13, 14) 사이의 유전체기판(15) 위에 에칭되어 있는 마이크로스트립선로(16) 주위에 일정한 간격을 가지는 그라운드판(16-2)이 형성되어 있고, 마이크로스트립선로(16)을 따라서는 그라운드판(16-2)에 스루홀(17)이 복수개 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 비방사마이크로스트립선로를 이용한 고효율 광대역 카세그레인 안테나 구조