KR101001715B1 - 추적레이다 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스급전기 - Google Patents

추적레이다 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스급전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 추적레이다 모노펄스 안테나의 핵심구성품이 되는 다중모드 모노펄스 혼 급전기에 관한 것이다. 본 발명의 다중모드 모노펄스 혼 급전기는, 방사면에 하나의 혼 개구(T)를 갖고 급전면에서는 4개의 도파관(즉, 도파관 입력단, A1, A2, B1, B2)를 갖는 직육면체형 구조로서, 내부공간은 몇 개의 공간분할격벽이 있는데 혼 시작 부분에서 급전면 쪽으로 내부공간을 2개의 수평공간(A, B)으로 분할하는 수평분할 격벽이 있고, 상기 수평 분할격벽보다 후측에서는 분할된 2개의 수평공간(A, B)을 다시 2개의 공간으로 각각 분리하는 수직 격벽이 형성되어 전체적으로 보면 방사면에서 급전면으로 가면서 직육면체의 내부공간이 1개, 상하 2개, 및 상하좌우 4개로 분할된 구조이다.
본 발명의 다중모드 모노펄스 혼 급전기는 일반적인 다중모드 급전 혼의 구조에서 목 부분을 제거하고, 임피던스 정합부와 모드 변환부를 일체화하며 모드 결합부와 혼 플레어를 일체화함으로써 개구면에서 최적의 모드비 선택을 가능하게 하여 모노펄스 패턴을 최적화를 실현하게 하였다. 또 구조의 간략화 소형화를 가능하게 모노펄스 빔의 광폭화 및 주파수 상에서 광대역화를 가능하게 하여 추적 레이다용 모노펄스 안테나의 모노펄스 급전기로 사용할 수 있도록 하였다.
급전기, 안테나, 모노펄스, 다중모드, 혼, 모드 변환, 모드 결합, 이득차

Description

추적레이다 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스 급전기{MULTI MODE MONOPULSE FEED FOR TRACKING RADAR ANTENNA}
본 발명은 추적 레이더 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스 혼 급전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광대역에서 최적의 모노펄스 패턴을 제공하도록 최적의 다중모드의 발생과 모드비 조정이 가능한 모노펄스 혼 급전기 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 추적 레이더(Monopulse Tracking Radar)는 파라볼릭 반사경 안테나를 주로 사용하여 구현한다. 파라볼릭 반사경 안테나는 개구면에 원하는 전계 분포를 형성하기 위해서 급전기(Feed)를 사용해야 한다. 즉, 반사경 안테나에 전자파를 공급하는 장치를 급전기라 하는데, 급전기는 주로 도파관 형태로 이루어진 혼 안테나와 모노펄스 비교기로 구성된다. 혼 안테나는 도파관 형태의 안테나로서 도파관의 한쪽에는 전자파를 여기시키고, 다른 한쪽은 자유공간에 전자파를 방사하기 위하여 도파관을 개방한 형태의 안테나를 말한다.
통상 추적 레이더에 적용되는 모노펄스용 혼 급전기는 여러 개의 혼 안테나를 배열하여 구성한 후, 배열된 혼 안테나의 각 입력단자를 모노펄스 비교기와 연결하여 모노펄스 비교기가 추적 레이더에 필요한 합과 차 패턴(또는 신호)을 생성하게 한다. 원통형 혼 안테나의 경우에는 원통형 도파관에서 여러 개의 모드 결합기(coupler, 커플러)를 사용하고, 이 모드 커플러의 입력을 조합하여 합과 차 신호를 생성한다. 이와 같은 종래의 모노펄스 혼 안테나는 모노펄스 비교기에 많은 하이브리드 티(Hybrid Tee) 또는 매직 티(Magic Tee)와 도파관 부품 등을 사용하기 때문에 모노펄스 비교기는 크고 복잡하게 구성된다.
도 1의 (가)는 모노펄스 추적 레이더 시스템을 도시한 개략도인데, 적어도 4개의 혼을 갖는 혼 안테나(12)와, 모노펄스 비교기(14), 송수신기(16), 수평 및 수직 위치제어기(18-1,18-2) 등으로 구성되어 안테나의 빔 축이 자동적으로 선택된 목표물을 추적하도록 한다. 이러한 모노펄스 추적 레이더는 통상 송신기가 전체 합 신호 급전점을 통해 송신신호를 송출한 후, 4개의 혼으로부터 수직차(△EL)신호와, 수평차(△Az)신호, 및 전체 합(Σ) 신호를 생성하여 수직차(△EL)신호와 수평차(△Az)신호를 이용하여 안테나가 목표물을 추적하도록 위치제어하고, 전체 합(Σ)신호를 수신기로 보내 신호를 해석하여 목표물에 대한 정보를 획득한다.
도 2a 내지 도 2d는 종래의 모노펄스용 다중모드 혼 안테나를 도시한 예로서, 종래의 모노펄스용 다중모드 혼 안테나는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 4개의 개별 혼 안테나(H1~H4)를 수직으로 배열하여 구현한다. 이때 각 개별 혼 안테나(H1~H4)는 도 2c에 도시된 바와 같이 입력단자, 임피던스 정합부, 목(Throat), 모드 변환부, 혼 플레어의 형태로 구현되고, 이와 같은 개별 혼 안테나(H1~H4)를 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 1 x 4 배열로 구현한 후 도 2d에 도시된 바와 같이 하이브리드 티(Hybrid Tee), 매직티(Magic Tee), 도파관 부품 등을 이루어진 모노펄스 비교기에 연결하여 필요한 합과 차 신호를 만들어 낸다.
그런데 이와 같은 종래의 모노펄스용 다중모드 급전기는 개별 혼을 1 x 4로 배열하고, 모노펄스 비교기가 다수의 하이브리드 티와 매직 티로 구현되어 구조가 복잡한 문제점이 있다.
또한 2 x 2 배열 형태로 구현된 종래의 혼 안테나는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 다중모드를 사용하지 않고, 기본모드 혼(H1~H4)만을 이용하여 2 x 2 형태로 배열로 배치한 후 모노펄스 비교기(20)를 사용하여 합과 차 신호를 만들어 낸다. 이와 같은 2 x 2 배열형태의 급전기는 구조가 비교적 간단하지만, 도 1의 (나)에 도시된 바와 같이 수직차(△EL)신호와 수평차(△Az)신호가 합(Σ)신호보다 현저히 낮아 추적 가능한 탐지거리와 추적 범위가 제한되어 추적거리가 짧아지는 문제점이 있다.
본 발명은 추적 레이더 등에 사용되는 모노펄스 반사경 안테나에 급전하는 다중모드 모노펄스 급전기를 고안한 것으로서, 간략한 구조의 혼 안테나로 모드 변환 및 모드 결합을 처리함으로써 넓은 주파수 범위에도 불구하고 복사패턴 상의 위상중심을 동일하게 하고, 합과 차 패턴(또는 신호)의 이득차를 작게 하며, 부엽을 억압하여 혼 안테나의 방사특성을 개선하고, 급전 혼의 소형화 및 간략화를 가능하게 하여 추적레이다 안테나에 사용 가능한 '광대역 소형 모노펄스 혼'을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 혼 안테나는, 방사면이 하나의 개구(T)를 갖고 급전면이 4개의 개구(A1,A2,B1,B2)를 갖는 직육면체형으로서, 내부공간에는 중간부분에서 급전면에 이르도록 내부공간을 2개의 수평공간(A,B)으로 분할하는 수평 격벽과, 상기 수평 격벽보다 후측에서 분할된 2개의 수평공간(A,B)을 다시 2개의 공간으로 각각 분리하는 수직 격벽이 형성되어 방사면에서 급전면으로 가면서 직육면체의 내부공간이 1개, 2개, 및 4개로 분할된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 혼 안테나는, 금속재질의 직육면체의 내부공간을 수평 격벽과 수직 격벽에 의해 폭이 W2이고, 높이가 h3이며, 길이가 L3인 크기를 갖는 4개의 공간(A1,A2,B1,B2)으로 분할하여 구현된 H01 모드의 도파관이 2 x 2 형태로 배열된 입력단자부; 금속재질의 직육면체의 내부 공간을 수평 격벽에 의해 폭이 W1이고, 높이가 h2이며, 길이가 L2인 크기를 갖도록 2개의 공간(A,B)으로 분할하여 구현된 H03 모드의 도파관이 2단으로 배열된 모드 변환 및 임피던스 정합부; 및 금속재질의 직육면체로서 폭이 W1이고, 높이가 h1이며, 길이가 L1인 크기를 갖는 하나의 공간(T)으로 구현되어 모드변환이 이루어진 두 개의 입력을 하나로 결합하는 모드 결합부 및 혼 플레어를 구비한 것이다.
상기 모드변환/임피던스 정합부는 도파관의 자계면의 폭(W1)을 주파수 대역 내에서 TE30 모드가 차단되지 않고 TE40 모드가 차단될 수 있는 크기로 선정되어 입력단자부의 자계면의 폭(W2)에서 모드 변환 및 임피던스 정합부의 자계면의 폭(W1)으로 커지면서 도파관의 TE10모드가 TE30모드로 변환되는 것이고, 상기 모드변환 및 임피던스 정합부는 내부 측벽에 유전체가 부가되어 광대역 특성을 갖도록 된 것이다.
본 발명의 다중모드 혼 안테나는 일반적인 다중모드 급전 혼의 구조에서 목 부분을 제거하고, 임피던스 정합부와 모드 변환부를 일체화하며 모드 발생과 모드비를 조절을 가능하게 함으로써 구조를 간단하게 하고 크기를 소형화하면서도 광대역에서 이상적인 모노펄스 복사패턴 특성을 얻게 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 다중모드 혼 안테나는 광대역에서 각각의 채널 상의 복사패턴, 위상중심 및 VSWR이 모두 우수하여 군용 추적 레이더 안테나에 적용이 가능하여 수입대체 효과가 크다.
또한 본 발명의 다중모드 모노펄스 혼 안테나는 소형이고 복사패턴 각이 넓어 납작한 반사판 안테나(Twist Reflector Antenna)에 적용이 가능할 뿐만 아니라, 공간 급전기로도 적용이 가능하다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 4a는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 전 측면 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 후 측면 사시도이며, 도 4c는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 일부 절개 사시도이다. 그리고 도 5는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 자계(수평) 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 전계(수직) 단면도이다.
본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나(100)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 방사면이 하나의 개구(T)를 갖고 급전면이 4개의 개구(A1,A2,B1,B2)를 갖는 직육면체형(102)으로서, 내부 공간에는 중간부분에서 급전면에 이르도록 내부공간을 2개의 수평공간(A,B)으로 분할하는 수평 격벽(104)과, 수평 격벽(104)보다 후측에서 분할된 2개의 수평공간(A,B)을 다시 2개의 공간으로 각각 분리하는 수직 격벽(106-1,106-2)이 형성되어 방사면에서 급전면으로 가면서 내부공간을 1 -> 2 -> 4개로 순차 분할하고 있다. 여기서 방사면은 혼 안테나의 전파를 공기 중으로 방사하는 면이고, 급전면은 도파관을 통해 혼에 급전하는 면이다.
그리고 이와 같이 수평 격벽(104)과 수직 격벽(106-1,106-2)에 의해 형성된 공간은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 공간으로 된 부분(T)이 공중으로 전파를 방사하고 받아들이는 모드 결합 및 혼 플레어(110)이고, 수평 격벽(104)에 의해 2개의 수평공간으로 분리된 부분(A,B)이 모드 변환 및 임피던스 정합부(120)이며, 2개의 수평공간이 다시 수직 격벽(106-1,106-2)에 의해 4개의 공간으로 분리되어 모노펄스 비교기와 연결되는 부분(A1,A2,B1,B2)이 입력 단자부(130)이다.
이러한 본 발명의 다중모드 혼 안테나(100)의 구조를 보편적인 종래의 혼 안테나의 구조와 비교해 볼 때, 본 발명의 다중모드 혼 안테나(100)는 목(throat)부분이 제거되고, 임피던스 정합부와 모드 변환부가 하나의 구조로 이루어져 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다중모드 혼 안테나 구조는 새로운 모드 변환 및 결합 구조를 통해 혼의 구조가 간략화되고, 혼의 길이를 줄일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 입력단자부(130)는 금속재질의 직육면체(102)의 내부 공간을 수평 격벽(104)와 수직 격벽(106-1,106-2)에 의해 내부공간의 폭이 W2이고, 내부공간의 높이가 h3이며, 내부공간의 길이가 L3인 크기를 갖도록 4개의 공간(A1,A2,B1,B2)으로 분할하여 구현된 H01모드의 도파관이 2 x 2 형태로 배열된 구조로서 모노펄스 비교기(20)와 연결된다.
모드 변환 및 임피던스 정합부(120)는 금속재질의 직육면체(102)의 내부 공간을 수평 격벽(104)에 의해 내부공간의 폭이 W1이고, 높이가 h2이며, 길이가 L2인 크기를 갖도록 2개의 공간(A,B)으로 분할하여 구현된 H03 모드의 도파관이 2단으로 배열된 구조로서 모드변환 기능과 임피던스 정합기능을 수행한다. 이때 모드 변환 기능은 도파관의 내부공간 폭을 변경하여 구현하는데, 도파관의 자계면의 폭(W1)을 주파수 대역 내에서 TE30 모드가 차단되지 않고 TE40 모드가 차단될 수 있는 크기로 선정한다. 따라서 입력단자부(130)의 자계면의 폭(W2)에서 모드 변환 및 임피던스 정합부(120)의 자계면의 폭(W1)으로 커지면서 도파관의 TE10모드가 TE30모드로 변환된다. 이와 같이 입력단자부(130)를 통하여 입력된 두 개의 TE10모드신호는 자계면 크기의 변화(W2 -> W1)로 TE30모드가 형성된다. 모드 변환 및 임피던스 정합부(120)의 자계면 크기(W1)는 원하고자 하는 전계분포를 형성하기 위해서 모드 변환비를 고려하여 선정한다. 그리고 전계면의 높이(h1,h2,h3)는 모드 결합 및 혼 플레어(110)와의 매칭과 입력단자부(130)의 매칭을 고려하여 그 크기를 선정하는데, 크기와 위치에 따라서 전계면의 방사패턴이 형성된다. 모드 변환 및 임피던스 정합부(120)의 길이(L2)는 TE10모드의 약 λg/2의 길이로 선정한다. 여기서 λg는 급전된 전파의 파장이다.
모드 결합 및 혼 플레어(110)는 금속재질의 직육면체(102)로서 내부공간의 폭이 W1이고, 높이가 h1이며, 길이가 L1인 크기를 갖도록 하나의 공간(T)으로 구현되어 모드변환이 이루어진 두 개의 입력을 하나로 결합하고, 길이(L1)와 폭의 크기(W1)를 조정하여 전력을 자유공간으로 효율적으로 방사할 수 있도록 임피던스 정합특성을 구현할 수 있다. 모드 결합 및 혼 플레어(110)의 길이(L1)는 TE10모드의 약 λg*0.6의 길이로 선정하고, 모드변환/임피던스 정합부(120)의 길이(L2)는 TE10모드의 약 λg*1의 길이로 설정한다. 이와 같이 본 발명에 따르면 모드 결합 및 혼 플레어(110)가 모드 변환된 전자계를 개구면에서 결합이 이루어지게 하여 원하는 개구 분포를 형성할 수 있다. 도 5 및 도 6에서 전계면 단면도의 입력단자의 거리(L3)는 TE10모드의 λg3/4의 위치를 선정한다.
본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, HPFH(H-Plane Folded Hybrid Tee) 하이브리드 티(21,22)와, EPFH(E-Plane Folded Hybrid Tee) 하이브리드 티(23,24)로 이루어진 모노펄스 비교기(20)에 연결되어 합신호, 수직차신호, 수평차신호를 생성하여 모노펄스 방식의 추적 레이더의 시스템에 적용될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 EPFH 하이브리드 티(23)의 합(∑)채널단자와 차(△)채널단자는 수직차신호와 합신호를 생성하고, 제2 EPFH 하이브리드 티(24)의 차(△)채널단자는 수평차신호를 생성하며, 제2 EPFH 하이브리드 티(24)의 다른 단자에는 더미(Dummy)부하(25)가 연결되어 있다. 본 발명에 따른 모노펄스 추적 레이더 시스템은 안테나의 합채널단자와 차채널단자의 진폭 및 위상의 차를 이용하여 표적을 추적하는데, 표적추적을 위해서는 합채널단자와 차채널단자간의 진폭크기를 검출하여 표적과 안테나간의 틀어진 각도를 획득하고, 위상차를 이용하여 고각 및 방위각의 틀어진 방향 정보를 획득한다.
이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 동작을 설명하면 다음과 같다.
모노펄스 비교기(20)의 제1 EPFH 하이브리드 티(23)의 합단자로 입력된 급전신호는 2개로 분배되어 제1 HPFH 하이브리드 티(21)와 제2 HPFH 하이브리드 티(22)의 합단자로 전달된다. 제1 HPFH 하이브리드 티(21)는 합단자로 전달된 급전신호를 입력단자부(130)의 A1 도파관과, A2 도파관으로 급전하고, 제2 HPFH 하이브리드 티(22)는 합단자로 전달된 급전신호를 입력단자부(130)의 B1 도파관과, B2 도파관으로 급전한다.
본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나(100)의 A1, A2, B1, B2 H01모드 도파관으로 급전된 신호는 모드 변환 및 임피던스 정합부(120)에서 H03모드의 신호로 변환된 후 모드결합 및 혼 플레어(110)에서 H01모드신호와 H03모드신호가 결합되어 공기중으로 방사된다.
한편, 공기중으로부터 모드결합 및 혼 플레어(110)로 수신된 전파는 모드변환 및 임피던스 정합부(120)에서 H01모드신호로 변환되어 입력단자부(130)의 H01모드 도파관을 거쳐 모노펄스 비교기(20)의 제1 HPFH 하이브리드 티(21)와 제2 HPFH 하이브리드 티(22)로 전달된다.
제1 HPFH 하이브리드 티(21)는 A1 도파관 신호와 A2 도파관 신호의 합과 차를 출력하고, 제2 HPFH 하이브리드 티(22)는 B1 도파관 신호와 B2 도파관 신호의 합과 차를 출력한다. 제1 EPFH 하이브리드 티(23)는 제1 HPFH 하이브리드 티(21)의 합신호와 제2 HPFH 하이브리드 티(22)의 합신호를 입력받아 합과 차신호를 생성하여 전체 합신호와 수직차신호를 출력하고, 제2 EPFH 하이브리드 티(24)는 제1 HPFH 하이브리드 티(21)의 합신호와 제2 HPFH 하이브리드 티(22)의 합신호를 입력받아 차신호를 생성하여 수직차신호로 출력하고, 합신호는 더미로드(25)로 처리한다.
이와 같은 본 발명의 다중모드 혼 안테나(100)는 도 8 내지 도 10에 도시된 그래프 및 방사패턴과 같은 특성을 나타낸다. 도 8은 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 전압정재파비를 도시한 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 전계면 방사패턴을 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 자계면 방사패턴을 도시한 도면이다.
도 8에는 합 채널의 전압정재파비와 수평차 채널 및 수직차 채널의 전압정재 파비 특성 그래프가 도시되어 있는데, 본 발명의 다중모드 혼 안테나는 약 12% 이상의 대역폭을 가진 것을 알 수 있다.
또한 도 9와 도 10에는 전계면과 자계면에서의 방사패턴이 도시되어 있는데, 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나는 대역 내에서 1dB 이하의 합과 차 채널의 이득차 특성을 보인 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다중모드 혼 안테나는 주어진 주파수 대역에서 비교적 일정한 복사패턴을 유지하고, 넓은 각까지 일관되게 유지하는 것을 알 수 있다. 더욱이 차 채널의 방사패턴의 크기가 합 채널의 방사패턴보다 큰 상태로 넓은 각까지 유지되고, 위상중심이 전계면과 자계면에서도 크게 달라지지 않고, 주파수에 따라서도 일정하게 유지되어 혼 안테나 자체의 입력정합이 우수한 특성을 보이고 있다.
[변형예]
도 11은 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 변형예로서, 자계면의 단면도이고, 도 12는 전계면의 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 변형예(200)에서는 개구면에 트리머(240), 쵸크(260), 테이퍼(270)가 포함되어 방사패턴을 조정하고, 모드 변환 및 임피던스 정합부에 유전체(250)를 삽입하여 모드 변환 및 임피던스 정합부의 광대역 특성을 구현할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통산의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 모노펄스 추적 레이더 시스템을 도시한 개략도,
도 2a 내지 도 2d는 1 x 4 배열 다중모드 혼 안테나의 예,
도 3a 내지 도 3c는 2 x 2 배열 혼 안테나의 예,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 다중모 혼 안테나의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 자계(수평)면 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나의 전계(수직)면 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 다중모드 혼 안테나용 모노펄스 비교기의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 전압정재파비,
도 9는 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 전계면 방사패턴,
도 10은 본 발명에 따른 모노펄스용 다중모드 혼 안테나의 자계면 방사패턴,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 변형예의 자계/전계 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 다중모드 혼 안테나 102: 직육면체
104: 수평 격벽 106-1,106-2: 수직 격벽
110: 모드 결합부/혼 플레어 120:모드변환/임피던스 정합부
130: 입력단자부 20: 모노펄스 비교기
21,22: HPFH 23,24: EPFH
25: 더미로드

Claims (5)

  1. 방사면이 하나의 개구(T)를 갖고 급전면이 4개의 개구(A1,A2,B1,B2)를 갖는 직육면체형으로서, 내부공간에는 중간부분에서 급전면에 이르도록 내부공간을 2개의 수평공간(A,B)으로 분할하는 수평 격벽과, 상기 수평 격벽보다 후측에서 분할된 2개의 수평공간(A,B)을 다시 2개의 공간으로 각각 분리하는 수직 격벽이 형성되어 방사면에서 급전면으로 가면서 직육면체의 내부공간이 1개, 2개, 및 4개로 분할된 다중모드 모노펄스 혼 급전기에 있어서,
    금속재질의 직육면체의 내부공간을 수평 격벽과 수직 격벽에 의해 4개의 공간(A1,A2,B1,B2)으로 분할하여 구현된 H01 모드의 도파관이 2 x 2 형태로 배열된 입력단자부;
    금속재질의 직육면체의 내부 공간을 수평 격벽에 의해 2개의 공간(A,B)으로 분할하여 구현된 H03 모드의 도파관이 2단으로 배열된 모드 변환 및 임피던스 정합부; 및
    금속재질의 직육면체로서 하나의 공간(T)으로 구현되어 모드변환이 이루어진 두 개의 입력을 하나로 결합하는 모드 결합 및 혼 플레어를 구비하고,
    상기 입력단자부의 도파관 길이(L3)는 TE10모드의 급전된 전파의 파장(λg)3/4이고,
    상기 모드변환 및 임피던스 정합부는
    도파관의 길이(L2)가 TE10모드의 급전된 전파의 파장(λg)/2 이고, 도파관의 자계면의 폭(W1)이 주파수 대역 내에서 TE30 모드가 차단되지 않고 TE40 모드가 차단될 수 있는 크기로 선정되어 상기 입력단자부의 자계면의 폭(W2)에서 도파관의 자계면의 폭(W1)으로 커지면서 도파관의 TE10모드가 TE30모드로 변환되고, 내부측벽에 유전체가 부가되어 광대역 특성을 갖도록 되어 있으며,
    상기 모드 결합 및 혼 플레어는
    방사패턴을 조정하기 위해 트리머가 포함되어 있고 도파관의 길이(L1)는 TE10모드의 급전된 전파의 파장(λg)*0.6의 길이로 선정되어 모드 변환된 전자계를 개구면에서 결합이 이루어지게 하여 원하는 개구 분포를 형성할 수 있어,
    다중모드 급전 혼의 구조에서 목 부분을 제거하고 임피던스 정합부와 모드 변환부를 일체화하며, 모드 결합부와 혼 플레어를 일체화함으로써 개구면에서 최적의 모드비 선택을 가능하게 하고, 소형화를 가능하게 한 것을 특징으로 하는 다중모드 모노펄스 혼 급전기.
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