KR101022359B1 - Structure mutual suppression between elements in array antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배열 안테나에 관한 것으로, 안테나소자의 배열에 따른 상호 결합을 억제하여 안테나의 성능을 높이는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나에 관한 것이다.
The present invention relates to an array antenna, and more particularly, to an array antenna having a mutual coupling suppression structure for suppressing mutual coupling according to an arrangement of antenna elements to increase antenna performance.
배열 안테나(array antenna)란, 복수개의 안테나소자를 선형 또는 평면상에서 일정한 위치 및 간격으로 배열하여 안테나소자의 각 빔들을 합침으로써, 지향성 및 이득을 높인 안테나를 말한다.An array antenna refers to an antenna having a high directivity and a gain by arranging a plurality of antenna elements at a predetermined position and interval on a linear or planar surface and combining the respective beams of the antenna elements.
그러나 이러한 복수개의 안테나소자들간의 상호 결합으로 인하여, 전체 안테나의 성능이 떨어지는 문제점이 발생한다,However, due to the mutual coupling between the plurality of antenna elements, the performance of the entire antenna is reduced,
특히, 배열 안테나로 구성되는 레이더는 넓은 주파수 대역에서 운용되기 때문에, 안테나소자들간의 상호 결합으로 인하여, 특정 주파수에서 안테나의 이득이 현저하게 저하되는 현상이 발생 할 수 있다.In particular, since the radar composed of the array antenna is operated in a wide frequency band, due to mutual coupling between the antenna elements, a phenomenon in which the gain of the antenna is significantly lowered at a specific frequency may occur.
때문에, 안테나소자들간의 상호결합으로 인하여 야기되는 안테나의 이득저하는 레이더의 탐지거리에 악영향을 미치게 되고, 이로써 레이더의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
Therefore, the gain reduction of the antenna caused by the mutual coupling between the antenna elements adversely affects the detection range of the radar, thereby degrading the performance of the radar.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 넓은 주파수 대역을 운용하는 레이더와 같은 배열 안테나에 있어서, 안테나소자간의 상호 결합으로 인하여 특정 주파수 대역에서 이득이 떨어지는 것을 방지하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and in an array antenna such as a radar operating a wide frequency band, mutual coupling suppression that prevents the gain from dropping in a specific frequency band due to mutual coupling between antenna elements. It is an object of the present invention to provide an array antenna having a structure.
본 발명의 사상에 따르면, 안테나소자가 N*M행렬구조-N(행)은 적어도 2이상 양의 정수이고(C1 ,C2 .. CN), M(열)은 적어도 3이상 양의 정수(R1,R2 , R3 ...RM)-로 배치되는 배열 안테나에 있어서, 소정의 Cn행,R2m -1열에 배치되어, 신호를 방사하는 제 1안테나소자-n은 상기 N을 최대로 하는 적어도 2이상의 양의 정수 , m은 상기 M/2을 최대로 하는 양의 정수-; Cn행, R2m +1열에 배치되어, 신호를 방사하는 제 2안테나소자; Cn -1행,R2m열에 배치되어, 상기 제 1안테나소자에서 방사되는 신호를 제 2안테나소자방향으로 반사하고, 상기 제 2안테나소자에서 방사되는 신호를 제 1안테나소자방향으로 반사하는 제 3안테나 소자; 상기 n이 짝수 또는 홀수인 경우에 선택적으로, 상기 제 1안테나소자와 상기 제 3안테나소자의 이격공간과 상기 제 2안테나소자와 상기 제 3안테나소자의 이격공간 중 어느 하나의 이격공간에 열방향으로 배치되어, 제 2안테나 소자에서 방사되어 상기 제 3안테나 소자에서 제 1안테나소자방향으로 반사하는 신호를 차단하는 차단부재를 포함하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나를 제공할 수 있다.According to the spirit of the present invention, in the antenna element, N * M matrix structure-N (row) is a positive integer of at least 2 or more (C 1 , C 2 .. C N ), and M (column) is positive of at least 3 or more. In the array antenna arranged at integers (R 1 , R 2 , R 3 ... R M )-, the first antenna element -n arranged in a predetermined row of C n , R 2m -1 and emitting a signal is At least two positive integers maximizing N, m is a positive integer maximizing M / 2; A second antenna element disposed in a row C n , R 2m +1 , and emitting a signal; C n -1 rows and R 2m columns, each of which reflects a signal emitted from the first antenna element toward a second antenna element and reflects a signal emitted from the second antenna element toward a first antenna element. 3 antenna elements; In the case where n is an even or odd number, optionally, the column direction is spaced in any one of the separation space between the first antenna element and the third antenna element and the separation space between the second antenna element and the third antenna element. The array antenna may include an array antenna having a mutual coupling suppression structure including a blocking member for blocking a signal emitted from the second antenna element and reflected from the third antenna element toward the first antenna element.
이때, 상기 차단부재는, 상기 배열 안테나의 운용 범위내의 주파수에서 벗어나는 주파수에 대응하여 공진하도록, 폭과 길이가 형성되는 금속소재로 구성될 수 있다.In this case, the blocking member may be formed of a metal material having a width and a length so as to resonate corresponding to a frequency deviating from a frequency within an operating range of the array antenna.
그리고 상기 차단부재는, 장방형의 박막형태로 구성될 수 있다.The blocking member may be configured in the form of a rectangular thin film.
한편, 상기 Cn행과 Cn -1행 사이에는 안테나소자간 이격을 유지시키 위한 폼이 삽입형성되며, 상기 차단부재는 상기 폼에 삽입되어 형성될 수 있다.Meanwhile, a foam is formed between the C n rows and the C n −1 rows to maintain the separation between the antenna elements, and the blocking member may be inserted into the foam.
상기 안테나소자는 다이폴 형태일 수 있다.
The antenna element may have a dipole shape.
본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나는, 넓은 대역폭을 운용하여야 하는 배열 안테나에서 대각선 위치에서 인접하는 안테나소자간 상호 결합 효과를 억제하여 해당 주파수에서 안테나 이득이 저하되고 반사계수가 증가하는 것을 방지하여 배열 안테나의 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.
The array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention suppresses the mutual coupling effect between adjacent antenna elements at a diagonal position in the array antenna that must operate a wide bandwidth, so that the antenna gain is decreased at the corresponding frequency and the reflection coefficient is increased. There is an advantage to increase the performance of the array antenna by preventing it.
도 1은 안테나소자들이 8*8행렬구조로 배치된 종래의 배열 안테나의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는, 상호 결합에 따른 안테나 이득변화를 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 종래의 배열 안테나를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.
도 3은, 상호 결합에 따른 반사계수를 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 종래의 배열 안테나를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.
도 4는, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 일 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 평면도이다.
도 5는, 도 4에서 도시한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 측면도이다.
도 6은, 도 4에서 도시한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 저면도이다.
도 7은 도 4의 B부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 특정 주파수 대역에서 안테나의 이득이 증가하는 것을 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 배열 안테나에 차단부재를 설치하여 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 특정 주파수 대역에서 반사계수가 감소하는 것을 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 배열 안테나에 차단부재를 설치하여 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.1 is a plan view showing the configuration of a conventional array antenna in which the antenna elements are arranged in an 8 * 8 matrix structure.
FIG. 2 is a graph illustrating a simulation result of a conventional array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm antenna gain variation due to mutual coupling.
3 is a graph illustrating a simulation result of a conventional array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm reflection coefficients due to mutual coupling.
4 is a plan view illustrating the configuration of an embodiment of an array antenna having a mutual coupling suppression structure according to the present invention.
FIG. 5 is a side view illustrating the configuration of the embodiment shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a bottom view illustrating the structure of the embodiment shown in FIG. 4.
FIG. 7 is an enlarged view of an enlarged portion B of FIG. 4.
8 is provided with a blocking member in an array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm that the gain of the antenna is increased in a specific frequency band of the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention. This is a graph showing the simulation results.
9 is provided with a blocking member in an array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm that the reflection coefficient is reduced in a specific frequency band of the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention. It is a graph showing the simulation result.
이하, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 바람직한 일 실시예에 대해 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of an array antenna having a mutual coupling suppression structure according to the present invention will be described.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
In addition, in the description of the present invention, if it is determined that related related art and the like may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나를 설명하기에 앞서, 배열 안테나의 안테나소자간 상호 결합에 대해서 간략히 살펴보기로 한다.Prior to describing the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention, the mutual coupling between the antenna elements of the array antenna will be briefly described.
도 1은 안테나소자들이 8*8행렬구조로 배치된 종래의 배열 안테나의 구성을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing the configuration of a conventional array antenna in which the antenna elements are arranged in an 8 * 8 matrix structure.
도 1에서 도시한 바와 같이, 배열 안테나는 도체로 구성되는 다이폴 형태의 안테나소자(A)가 상하좌우 일정한 간격으로 배치되고, 안테나소자(A)는 폼(foam)(F2)에 둘러싸이는 구성을 가진다As shown in FIG. 1, the array antenna has a configuration in which a dipole-shaped antenna element A composed of a conductor is disposed at regular intervals up, down, left, and right, and the antenna element A is surrounded by a foam F2. Have
그리고 행 과 행 사이에는, 간격유지를 위한 폼(foam)(F1)이 삽입되는 구성을 가진다.And between the rows and rows, a foam (F1) for maintaining the spacing is inserted.
도 1에서 도시한 바와 같이, 배열 안테나의 각 안테나소자(A)에 동일한 위상으로 동시급전이 되는 경우, 소정의 안테나소자 A1과, A3 그리고 상기 A1과 A3의 대각선방향으로 직선거리 d만큼 떨어져 있는 안테나소자 A2에서의 안테나소자간 상호 결합을 살펴보면,As shown in FIG. 1, when simultaneous feeding of the antenna elements A of the array antenna is performed in the same phase, the antenna elements A1 and A3 are separated by a straight line d in the diagonal direction of the A1 and A3. Looking at the mutual coupling between the antenna elements in the antenna element A2,
안테나소자 A1에서 신호(a1,a4)의 합은 아래 수학식 1과 같은 형태로 나타난다.The sum of the signals a1 and a4 in the antenna element A1 is represented by the following equation (1).
여기서, A는, 신호의 크기를 나타내는 것이고, k0는 2π/λ 값을 나타내며, d는 A1과 A2, 그리고 A2와 A3간의 직선거리를 나타내고, 도 1의 a1및 a3는 각각 안테나소자 A1과, A3에서 방사되는 신호를 나타내며, 도 1의 a2및 a4는 안테나소자 A2에서 반사되어 각각 안테나소자 A3과, A1에 입사되는 신호를 나타낸다.Where A denotes the magnitude of the signal, k 0 denotes a value of 2π / λ, d denotes a linear distance between A1 and A2, and A2 and A3, and a1 and a3 in FIG. A3 and A4 in FIG. 1 indicate signals reflected from the antenna element A2 and incident on the antenna element A3 and A1, respectively.
즉, 상기 신호의 합 S는, A1 에서 방사되는 신호와 A3에서 방사되며 A2에서 위상지연과 위상반전이 일어나 반사되어 A1으로 입사되는 신호의 합이다.That is, the sum S of the signals is the sum of the signal emitted from A1 and the signal emitted from A3, the phase delay and the phase reversal occur from A2, reflected and incident to A1.
이때, λ=2d 인 특정 주파수에서는 안테나소자 A1에서 신호(a1,a4)의 합은 수학식 2와 같이 다시 표현될 수 있다.At this time, the sum of the signals (a1, a4) in the antenna element A1 at a specific frequency of λ = 2d can be represented again as in Equation 2.
즉, 안테나 소자 A1과 A3은, λ=2d 인 특정 주파수에서 상호 결합으로 인하여 상쇄 간섭이 일어남을 알 수 있다.That is, it can be seen that the antenna elements A1 and A3 are destructive interference due to mutual coupling at a specific frequency at λ = 2d.
도 2는, 상호 결합에 따른 안테나 이득변화를 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 종래의 배열 안테나를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이며, 도 3은 , 상호 결합에 따른 반사계수를 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 종래의 배열 안테나를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating a simulation result of a conventional array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm antenna gain variation due to mutual coupling. FIG. 3 is a reflection of mutual coupling. In order to confirm the coefficient, it is a graph showing the result of simulating a conventional array antenna in which the antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure.
이에 대하여, 12*12행렬구조를 가지는 배열 안테나를 구성하여 시험을 한 결과, 도 2에서 도시한 바와 같이, 운용주파수 대역 내에서 중심주파수*0.96에 해당하는 주파수 부근(도면의 붉은 점선으로 표시)에서 안테나 이득이 현저하게 떨어지는 문제점이 발생하였다. 또한, 도 3에서 도시한 바와 같이, 운용주파수 대역 내에서 중심주파수*0.96 에 해당하는 주파수 부근(도면의 붉은 점선으로 표시)에서 반사계수가 증가함을 확인 할 수 있다. 여기서, 도 2의 IEEE gain은 반사손실(return loss)를 포함시키지 않은 이득을 나타내며, Realized Gain은 반사손실(return loss)을 포함한 이득을 나타낸다. 그리고, 도 2및 도 3의 가로축은 주파수를 운용주파수 대역 내의 중심주파수로 나눈 값은 나타낸 것이다.On the other hand, as a result of constructing and testing an array antenna having a 12 * 12 matrix structure, as shown in FIG. 2, in the operating frequency band, near the frequency corresponding to the center frequency * 0.96 (indicated by the red dotted line in the drawing) There was a problem that the antenna gain is significantly lowered. In addition, as shown in Figure 3, it can be seen that the reflection coefficient increases near the frequency corresponding to the center frequency * 0.96 (indicated by the red dotted line in the drawing) within the operating frequency band. Here, IEEE gain of FIG. 2 represents a gain not including return loss, and Realized Gain represents a gain including return loss. 2 and 3 show the values obtained by dividing the frequency by the center frequency in the operating frequency band.
이러한 문제는 넓은 대역폭을 운용하여야 하는 레이더와 같은 배열 안테나에서는 매우 치명적인 문제로, 레이더의 탐지거리에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 문제이다.This problem is very fatal in an array antenna such as a radar that must operate a wide bandwidth, which can directly affect the detection range of the radar.
따라서, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나는 위와 같은 대각선 위치에 있는 안테나소자간의 상호 결합을 억제하여, 특정 주파수에서 배열 안테나의 이득이 현저하게 감소하는 것을 방지하기 위한 것이다. Therefore, the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention is to suppress the mutual coupling between the antenna elements in the diagonal position as described above, to prevent the gain of the array antenna at a particular frequency is significantly reduced.
도 4는, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 일 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 평면도이고, 도 5는, 도 4에서 도시한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 측면도이며, 도 6은, 도 4에서 도시한 실시예의 구성을 설명하기 위해 도시한 저면도이다.4 is a plan view illustrating the configuration of an embodiment of an array antenna having a mutual coupling suppression structure according to the present invention, and FIG. 5 is a side view illustrating the configuration of the embodiment shown in FIG. 6 is a bottom view illustrating the structure of the embodiment shown in FIG. 4.
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해서 특징되는 부분만을 도시한 것으로서, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 본 발명은 크게 제한될 필요는 없다.
4 shows only those parts which are characterized in order to conceptually clearly understand the constructional relationship for the preferred embodiment of the present invention, and as a result, various modifications of the drawings are expected, and the present invention will be greatly limited to the specific forms shown. There is no need.
도 4을 참조하면, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 일 실시예(100)는 안테나소자들이 8*8행렬구조로 배치되어 구성되고, 배치된 안테나소자중 신호를 방사하는 소정의 제 1안테나소자(110)와 제 2안테나소자(120), 그리고 신호를 반사하는 제 3안테나소자(130)와 신호를 차단하는 차단부재(140)를 포함하여 이루어진다.
Referring to FIG. 4, an
먼저, 제 1안테나소자(110)와 제 2안테나소자(120)에 대해 살펴보기로 한다.First, the
제 1안테나소자(110)는 8*8행렬구조로 배치된 안테나소자 중 기준이 되는 임의의 안테나소자를 선정한 것으로, 소정의 Cn행,R2m -1열에 배치될 수 있다. 여기서. n은 8을 최대로 하는 적어도 2이상의 양의 정수(2,3,4...8)이고, m은 4를 최대로 하는 양의 정수(1,2.3.4)이다. The
즉, 도 4의 C2 내지 C8행, R1 R3 R5 R7열에 배치된 안테나소자(A)들 중 어느 하나 일 수 있다. That is, C 2 of FIG. To C 8 rows, R 1 R 3 R 5 R 7 on the column It may be any one of the antenna elements (A) arranged.
안테나소자(A)들은 도 1의 C1 내지 C8의 각각의 행상에서 소정의 이격을 두고, 8개의 열(R1 내지 R8)을 이루도록 8개의 안테나소자(A)들이 배치된다. 그리고, 다이폴 구조를 가지는 스트립 형태의 안테나소자(A)들을 지지하기 위하여, 앞서 언급한 바와 같이, 안테나소자(A)들은 폼(F1)에 둘러싸이는 구조를 가지며, C1 내지 C8행 각각의 사이에 위치한 접지판(도 5 및 도 6의 G)위에 간격유지를 위한 폼(F1)이 삽입된다. Antenna elements (A) are C 1 of FIG. To eight columns (R 1 with a predetermined spacing on each row of C 8) . Eight antenna elements A are arranged to form R to R 8 ). And, in order to support the strip-shaped antenna elements (A) having a dipole structure, as mentioned above, the antenna elements (A) has a structure surrounded by the foam (F1), C 1 Forms F1 are inserted on the ground plate (G in FIGS. 5 and 6) located between each of the rows C- 8 .
이러한, 안테나소자(A)자들 중 교번적으로 R1 R3 R5 R7열에 배치된 어느 하나의 안테나소자(A)들 임의로 선택 정의한 것이 제 1안테나소자(110)에 해당하고, 제 1안테나소자(110)에 급전이 되면, 지향성을 가지며, 특정 주파수 대역으로 신호를 방사한다.
This, alternately among the antenna elements (A) R 1 R 3 R 5 R 7 on the column If any one of the antenna elements (A) arranged arbitrarily selected and defined corresponds to the
제 2안테나소자(120)는 8*8행렬구조로 배치된 안테나소자 중 하나로, 제 1안테나소자(110)와 상호 결합하여 특정 주파수 대역에서 신호의 상쇄 간섭을 일으키는 안테나소자이다. The
제 2안테나소자(120)는 제 1안테나소자(110)가 위치하는 소정의 Cn행상에 위치하되, 제 1안테나소자(110)가 위치하는 R2m -1열에 하나의 열을 건너뛰어 인접하는 R2m+1에 위치한다. 예들 들어, 도 4에서 도시한 바와 같이, 제 1안테나소자(110)가 C5행, R4열에 위치한 안테나소자로 정의된다면, 제 2안테나소자(120)는 C5행, R6열에 위치한 안테나소자로 정의된다. 제 2안테나소자(120)는 제 1안테나소자(110)와 동일한 위상으로 급전이 되고, 지향성을 가지며, 특정 주파수 대역으로 신호를 방사한다
The
다음으로, 제 3안테나소자(130)에 대해 살펴보기로 한다.Next, the
제 3안테나소자(130)는 8*8행렬구조로 배치된 안테나소자 중 하나로, 제 1안테나소자(110) 및 제 2안테나소자(120)에 방사되는 신호를 반사하여, 제 1안테나소자(110) 및 제 2안테나소자(120)에 각각 위상지연과 위상반전된 신호를 전달하는 위치에 배치된 안테나소자이다. The
제 3안테나소자(130)는 제 1안테나소자(110) 및 제 2안테나소자(120)가 위치하는 소정의 Cn행에 인접한, Cn - 1행상에 위치하되, 제 1안테나소자(110)가 위치하는 R2m-1열에 인접하는 R2m에 위치한다.The
예들 들어, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제 1안테나소자(110)가 C5행, R4열에 위치한 안테나소자로 정의된다면, 제 3안테나소자(130)는 C4행, R5열에 위치한 안테나소자로 정의된다. 이러한, 제 3안테나소자(130)는 그 위치상, 제 1안테나소자(110) 및 제 2안테나소자(120)에서 방사되는 신호를 각각 제 2안테나소자(120) 및 제 1안테나소자(110)에 반사하여 상호 결합을 야기시킨다.For example, as shown in FIG. 2, if the
도 7은 도 4의 B부분을 확대하여 도시한 확대도이다.FIG. 7 is an enlarged view of an enlarged portion B of FIG. 4.
도 7에서 도시한 바와 같이, 제 1안테나소자(110)와 제 3안테나소자(130)사이의 거리는 d는 제 1안테나소자(110)의 중심부(C1)와 제 2안테나소자(120)의 중심부(C2)를 잇는 직선거리에 해당하고, 제 2안테나소자(120)와 제 3안테나소자(130)사이의 거리 d도 제 2안테나소자(120)의 중심부(C2)와 제 3안테나소자(130)의 중심부(C3)를 잇는 직선거리에 해당한다.As shown in FIG. 7, the distance between the
이러한 거리 d와 파장의 반이 동일한 특정 주파수에서 상호 간섭 상쇄가 일어나 제 1안테나소자(110)에서 신호의 합이 0이 됨을 앞서 살펴보았다.As described above, the mutual interference cancellation occurs at a specific frequency at which half the distance d and the wavelength are equal to each other, and thus the sum of the signals in the
이를 방지하기 위해 본 실시예(100)는 후술될 차단부재(130)를 구비한다.
In order to prevent this, the
다음으로, 차단부재(130)에 대해 설명하기로 한다.Next, the blocking
차단부재(130)는 제 2안테나 소자(120)에서 방사되어 상기 제 3안테나 소자(130)에서 제 1안테나소자(110)방향으로 반사하는 신호를 차단하는 역할을 담당한다.The blocking
상기 차단부재(130)는, 도 4 내지 도 6에서 확인 할 수 있듯이, 장방향의 박막형태의 외형을 가지며, 금속소재로 구성될 수 있다. 차단부재(130)를 이루는 금속소재의 크기는 본 실시예(100)의 주파수 운용 범위내의 주파수에서 벗어나는 주파수 대역에서 공진하도록, 그 폭과 크기가 결정되어 형성된다.As can be seen in Figures 4 to 6, the blocking
이는, 금속소재로 구성되는 차단부재(130)의 주파수 대역과 본 실시예(100)의 운용 주파수 대역을 상이하게 구성하여, 차단부재(130)로 인한 상호 결합을 사전에 차단하기 위함이다.This is to prevent the mutual coupling due to the blocking
또한, 차단부재(130)의 두께는 본 실시예(100) 전체의 정합 특성에 영향을 미치지 않도록, 최대한 얇게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the thickness of the blocking
이러한 차단부재(130)는, 대각으로 위치하고 있는 제 1안테나소자(110)와 제 3안테나소자(130)의 이격공간, 즉, Cn행과 Cn -1행 사이에 위치하되, R2m -1열과 R2m열 사이(이하, 1번 위치라 한다)에 열방향으로 배치될 수 있다.The blocking
또는, 대각으로 위치하고 있는 제 2안테나소자(120)와 제 3안테나소자(130)의 이격공간, 즉, Cn행과 Cn -1행 사이에 위치하되, R2m열과 R2m +1열 사이(이하, 2번 위치라 한다)에 열방향으로 배치될 수 있다.Alternatively, a space between the
본 실시예(100)는 제 1안테나소자(110)가 위치하는 짝수행(C2 ,C4 ...). 홀수행(C1 ,C3 ...)에 따라, 상술한 1번 위치와 2번 위치에 교번적으로 차단부재(130)가 설치될 수 있다. 즉, 도 4에서 도시한 바와 같이, 제 1안테나소자(110)가 짝수행인 C4행상에서 R5열에 위치한 안테나소자로 정의되는 경우, 차단부재(130)는 1번 위치인, C3행과 C4행 사이, R5열과 R6열 사이에 열방향으로 배치되며, 제 1안테나소자(110)가 홀수행인 C5행상에서 R5에 위치한 안테나소자로 정의되는 경우, 차단부재(130)는 2번 위치인, C5행과 C6행 사이, R6열과 R7열 사이에 열방향으로 배치되어, C3행과 C4행 사이에 배치된 차단부재(130)와 C5행과 C6행 사이에 배치된 차단부재(130)가 엇갈리게 형성된다.This
이는 본 실시예(100)에 배치되는 차단부재(130)의 개수를 최소화하고, 상호 결합 효과를 최대한 억제하기 위함이다.This is to minimize the number of blocking
이러한, 차단부재(130)는 도 4 내지 도 6에서 각각 확인 할 수 있듯이, Cn행과 Cn -1행 사이에 마련된 안테나소자간 이격을 유지시키 위한 폼(F2)에 삽입되어 형성된다. 상기 폼(F2)에 차단부재(130)가 삽입되는 틈이 형성되고 이 틈에 차단부재(130)가 삽입되는 구조를 가진다.
As shown in FIGS. 4 to 6, the blocking
다음으로, 도 8 및 도 9을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 차단부재를 배치할 때, 안테나소자간 상호 결합을 억제하여, 특정 주파수 대역에서 안테나 이득 증기 및 반사계수가 감소하는 효과를 확인해 보기로 한다.Next, referring to Figures 8 and 9, when arranging the blocking member according to a preferred embodiment of the present invention, by suppressing mutual coupling between the antenna elements, the antenna gain vapor and reflection coefficient in a specific frequency band is reduced Let's check the effect.
도 8은, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 특정 주파수 대역에서 안테나의 이득이 증가하는 것을 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 배열 안테나에 차단부재를 설치하여 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.8 is provided with a blocking member in an array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm that the gain of the antenna is increased in a specific frequency band of the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention. This is a graph showing the simulation results.
도 9는, 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나의 특정 주파수 대역에서 반사계수가 감소하는 것을 확인하기 위해, 안테나 소자가 12*12행렬구조로 배치되는 배열 안테나에 차단부재를 설치하여 시뮬레이션 한 결과를 도시한 그래프이다.9 is provided with a blocking member in an array antenna in which antenna elements are arranged in a 12 * 12 matrix structure in order to confirm that the reflection coefficient is reduced in a specific frequency band of the array antenna having the mutual coupling suppression structure according to the present invention. It is a graph showing the simulation result.
도 8에서 확인 할 수 있듯이, 안테나소자가 12*12행렬구조로 배치되는 배열 안테나에 본 발명에 따른 구리소재의 차단부재를 설치하여 시뮬레이션 한 결과, 도 2에서 도시한 운용주파수 대역 내에서 중심주파수*0.96에 해당하는 주파수 부근 (도면의 붉은 점선으로 표시)에서 현저하게 감소한 이득이 증가되어 있음을 알 수 있다.As can be seen in Figure 8, the antenna element is a 12 * 12 matrix structure as a result of the simulation by installing the blocking member of the copper material according to the present invention arranged in an array antenna, the center frequency within the operating frequency band shown in FIG. It can be seen that the gain decreased significantly near the frequency corresponding to * .96 (indicated by the red dotted line in the figure).
도 8의 IEEE gain은 반사손실(return loss)를 포함시키지 않은 이득을 나타내며, Realized Gain은 반사손실(return loss)을 포함한 이득을 나타낸다. 그리고, 도 8도 및 도 9의 가로축은 주파수를 운용주파수 대역 내의 중심주파수로 나눈 값은 나타낸 것이다.The IEEE gain of FIG. 8 represents a gain that does not include a return loss, and the realized gain represents a gain that includes a return loss. 8 and 9 show values obtained by dividing the frequency by the center frequency in the operating frequency band.
또한, 도 9에서 확인 할 수 있듯이, 도 3에서 도시한 운용주파수 대역 내에서 중심주파수*0.96에 해당하는 주파수 부근(도면의 붉은 점선으로 표시)에서 현저하게 증가한 반사계수가 감소되어 있음을 알 수 있다.In addition, as can be seen in Figure 9, it can be seen that within the operating frequency band shown in Figure 3 the reflection coefficient increased significantly near the frequency corresponding to the center frequency * 0.96 (indicated by the red dotted line in the drawing) is reduced. have.
이러한 결과는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 차단부재를 포함하여 제작된 배열 안테나에서는 안테나소자간 상호 결합을 억제하여 특정 주파수에서의 상쇄 간섭효과를 제거할 수 있음을 시사한다.
This result suggests that in the array antenna including the blocking member according to the preferred embodiment of the present invention, the mutual interference between antenna elements can be suppressed to cancel the destructive interference effect at a specific frequency.
이상에서 본 발명에 따른 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. In the above, a preferred embodiment of an array antenna having a mutual coupling suppression structure according to the present invention has been described.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and should not be construed as limiting, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.
110: 제 1안테나소자 120: 제 2안테나소자
130: 제 3안테나소자 140: 차단부재
F1,F2: 폼(Foam) G: 접지판110: first antenna element 120: second antenna element
130: third antenna element 140: blocking member
F1, F2: Foam G: Ground Plate
Claims (5)
소정의 Cn행,R2m -1열에 배치되어, 신호를 방사하는 제 1안테나소자-n은 상기 N을 최대로 하는 적어도 2이상의 양의 정수, m은 상기 M/2을 최대로 하는 양의 정수-;
Cn행, R2m +1열에 배치되어, 신호를 방사하는 제 2안테나소자;
Cn -1행,R2m열에 배치되어, 상기 제 1안테나소자에서 방사되는 신호를 제 2안테나소자방향으로 반사하고, 상기 제 2안테나소자에서 방사되는 신호를 제 1안테나소자방향으로 반사하는 제 3안테나 소자;
상기 n이 짝수 또는 홀수인 경우에 선택적으로, 상기 제 1안테나소자와 상기 제 3안테나소자의 이격공간과 상기 제 2안테나소자와 상기 제 3안테나소자의 이격공간 중 어느 하나의 이격공간에 열방향으로 배치되어, 제 2안테나 소자에서 방사되어 상기 제 3안테나 소자에서 제 1안테나소자방향으로 반사하는 신호를 차단하는 차단부재를 포함하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나.
The antenna element has an N * M matrix structure-N (rows) is a positive integer of at least 2 (C 1 , C 2 ... C N ), and M (columns) is a positive integer of at least 3 (R 1 , R) 2 , R 3 ... R M )-array antennas,
The first antenna element-n, which is arranged in a predetermined row of C n , R 2m −1 , and emits a signal, is a positive integer of at least two or more that maximizes N, and m is a positive value that maximizes M / 2. essence-;
A second antenna element disposed in a row C n , R 2m +1 , and emitting a signal;
C n -1 rows and R 2m columns, each of which reflects a signal emitted from the first antenna element toward a second antenna element and reflects a signal emitted from the second antenna element toward a first antenna element. 3 antenna elements;
In the case where n is an even or odd number, optionally, the column direction is spaced in any one of the separation space between the first antenna element and the third antenna element and the separation space between the second antenna element and the third antenna element. An array coupling suppression structure including a blocking member arranged to be disposed in the second antenna element to block a signal emitted from the second antenna element and reflected from the third antenna element toward the first antenna element.
상기 차단부재는,
상기 배열 안테나의 운용 범위내의 주파수에서 벗어나는 주파수에 대응하여 공진하도록, 폭과 길이가 형성되는 금속소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The blocking member,
An array antenna having a mutual coupling suppression structure, characterized in that composed of a metal material having a width and a length so as to resonate with a frequency deviating from a frequency within an operating range of the array antenna.
상기 차단부재는,
장방형의 박막형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나.
The method of claim 1,
The blocking member,
An array antenna having a mutual coupling suppression structure, characterized in that formed in a rectangular thin film form.
상기 Cn행과 Cn -1행 사이에는 안테나소자간 이격을 유지시키 위한 폼이 삽입형성되며, 상기 차단부재는 상기 폼에 삽입되어 형성되는 것을 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나.
The method of claim 1,
An array antenna having a mutual coupling suppression structure, wherein a foam is formed between the C n rows and the C n −1 rows to maintain the separation between antenna elements, and the blocking member is inserted into the foam.
상기 안테나소자는 다이폴 형태인 것을 특징으로 하는 상호 결합 억제 구조를 가지는 배열 안테나.The method of claim 1,
The antenna element is an array antenna having a mutual coupling suppression structure, characterized in that the dipole form.
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---|---|---|---|---|
JP2007135178A (en) | 2005-10-25 | 2007-05-31 | Tatung Co | Partial reflection surface antenna |
KR20080002725A (en) * | 2007-12-12 | 2008-01-04 | (주)모토닉스 | Dule polarization satellite antenna |
KR20100067645A (en) * | 2010-06-01 | 2010-06-21 | 정하재 | Design method for dual polarization antenna using array element group of half wavelength interval and that antenna apparatus there of |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007135178A (en) | 2005-10-25 | 2007-05-31 | Tatung Co | Partial reflection surface antenna |
KR20080002725A (en) * | 2007-12-12 | 2008-01-04 | (주)모토닉스 | Dule polarization satellite antenna |
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