KR101090188B1 - 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌회전 편파와 우회전 편파로 이루어지는 회전편파를 송수신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나의 구조 및 배치방법에 관한 것으로 특히, 다수의 회전편파 도파관 안테나 셀이 배열되고 전계신호를 송신 및 수신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나에 있어서, 혼부, 제 1 회전편파와 제 2 회전편파를 전송하는 셀부, 셀부의 일측 내면 상단과 마주보는 일측 하단을 경사 형상으로 연결하며 동일한 크기의 용적으로 분할하는 격벽부, 셀부의 하단에 접속하고 상기 제 1 회전편파를 전달하는 제 1 급전부 및 셀부의 하단에 접속하고 제 2 회전편파를 전달하는 제 2 급전부를 포함하는 특징에 의하여 셀부의 중간에 설치된 격벽이 좌회전편파와 우회전편파를 간편하게 분리하고, 좌회전편파 급전망과 우회전편파 급전망을 동일면에 동시 혼합 배치하며, 평판형 안테나의 외형 크기를 줄이는 효과가 있다.

평판형 안테나, 도파관, 회전편파, 전계, 자계, 격벽

Description

평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조{CIRCULARLY POLARIZED WAVEGUIDE FOR FLAT TYPE WAVEGUIDE ANTENNA AND BENDING STRUCTURE OF FEEDING NETWORK}

본 발명은 도파관(WAVE GUIDE)을 이용하는 평판형 안테나의 급전망 구조에 관한 것으로 특히, 좌회전 편파와 우회전 편파로 이루어지는 전계신호를 송수신하고 작은 공간에서 전계신호가 전달되는 급전망을 형성하여 평판형 안테나의 크기를 줄이는 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조에 관한 것이다.

도파관은 마이크로파(MICRO WAVE) 이상 높은 주파수의 전자기파(이하, ‘전자파’라 한다.) 에너지를 전송하는 전송선로의 일종이며, 구리 등의 전기도체로 형성된 관(管)의 내부에 전자기파가 전송되도록 한 것이고, 일종의 고역(高域) 차단필터 특성이 있으며, 차단 파장보다도 긴 파장의 전자파는 전달되지 않는다. 그리고 도파관의 축을 따라 전달되는 전자기파의 파장은 관내파장(管內波長)이라 한다.

즉, 도파관은 속이 빈 금속관이고, 관내 전달되는 파장의 기본 모드(MODE)는 도파관의 크기에 의하여 결정되는 일정한 차단 파장을 가진다.

일반적으로 저주파 신호는 도체인 2 개의 구리선 등을 통하여 전송되지만, 고주파가 되면 도체의 표면효과로 인하여 도체 손실이 늘어나고 주위의 절연물 등에 의한 유전체 손실도 증가한다.

그러나 도파관은 전자파가 내부의 벽 사이를 반사하면서 전송하므로 손실(감쇄)이 적고, 외부로부터 잡음 유입을 차단하는 동시에 전자파의 불필요한 외부 방사를 차단하는 특성에 의하여 고출력의 마이크로파 등을 전송하는 전송선로에 적합하며, 단면은 원형, 사각형, 타원형 등과 같이 다양한 모양을 한다.

이러한 도파관의 관내에 전송되는 전자파를 공기 중으로 방사(RADIATION)(송신)하는 경우 안테나 기능을 하며, 도파관 안테나 또는 혼(HORN) 안테나라 한다. 안테나는 송신과 수신을 한다.

도파관을 이용한 혼 안테나는 전자파를 출력하는 개구부와 공기층과의 임피던스 매칭(MATCHING, 정합)이 정상적으로 이루어지지 않는 경우, 출력된 전자파 에너지의 일부가 출력되지 못하고 반사되어 해당 전자장치로 입력되므로, 출력전력(OUTPUT POWER)이 낮아지고, 반사된 에너지에 의하여 해당 전자회로의 출력단을 열화시키며 수명을 단축시킨다.

그러므로 혼 안테나는 개구부의 크기를 단계별로 확장시켜 임피던스를 매칭하므로 최대한의 에너지가 방사되도록 한다.

무선주파수의 파장이 1㎜~1m 범위인 전자파를 마이크로웨이브라 하며, 파장 이 0.1 내지 1 미터(m)인 유에이치에프(ULTRA HIGH FREQUENCY : UHF)를 포함하여 극초단파라 하고, 제2차 세계대전 때 레이더(RADAR) 등의 개발에 의하여 사용이 활성화되었다.

밀리미터파(MILLIMETRIC WAVE) 또는 이에이치에프(EXTREMELY HIGH FREQUENCY : EHF)는 파장이 수 밀리미터(mm)이며, 센치미터파 또는 에스에이치에프(SUPER HIGH FREQUENCY : SHF)는 파장이 1 내지 10 센티미터(cm)이다.

무선신호는 그 주파수가 높을수록 직진성이 강하여 지상 방향에서는 방해물에 차단되고 가시거리 전달로 제한되지만, 방해물이 없는 하늘 방향으로는 적은 전력으로 먼 거리를 전달하므로 인공위성 등과의 무선통신 주파수로 사용된다.

극초단파 이상의 무선주파수 신호는 그 성질이 빛과 매우 유사하므로 광학적인 이론, 음파를 집중하는 메가폰의 원리 등을 적용할 수 있다.

도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 혼안테나의 혼 부분에 대한 단면 도시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 혼 안테나의 혼 부분은 공기층과 직접 접하는 외측개구부(2), 도파관과 접속하여 신호를 인가받는 내측개구부(3)를 포함하는 구성이다.

외측개구부(2)는 S1의 면적을 형성하고 내측개구부(3)는 S2의 면적을 형성하며 외측개부부와 내측개부는 직선 연결되어 경사면을 형성한다.

일반적으로 혼 안테나는 외측개구부(2)의 면적(S1)이 내측개구부(3)의 면 적(S2)보다 크고, 경사면이 완만한 경우에 안테나의 이득(GAIN)이 높아지는 특성이 있다.

그러므로 안테나 이득 개선을 위하여 혼의 외측개구부(2) 면적(S1)을 넓게 하고 경사면의 길이를 길게 하므로 전체적으로 혼 안테나의 크기가 커지고 무게가 많이 나가는 등의 문제가 있다.

또한, 일반적인 선형편파 혼 안테나는 사용되는 주파수가 높고 송신측의 출력전력이 비교적 낮은 것이 일반적이므로 송신측과 수신측의 안테나를 일직선상에 위치하도록 하여야 하는 동시에 안테나가 서로 마주보도록 각도가 일치시켜야 하는 문제가 있다.

따라서 혼 안테나는 송신측과 수신측의 방향성을 일치시키는 조정 작업이 용이하지 않으므로 많은 시간과 기술 및 비용이 소요되는 등의 문제가 있다.

한편, 무선통신 수요가 늘어나고 이동 범위가 확장되면서 통신장비는 소형경량화 추세로 개발되고 있으며 특히, 2 개의 회전편파를 동시에 수신 또는 송신하고 안테나의 크기를 소형화하는 기술을 개발할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위한 것으로 혼 안테나의 송신측과 수신측 방향성을 간편하게 일치하는 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 2 개의 회전편파를 동시에 송신과 수신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 안테나의 크기를 축소하면서도 안테나의 이득을 유지하거나 높이는 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조를 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 다수의 회전편파 도파관 안테나 셀이 배열되고 전파를 송신 및 수신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나에 있어서, 송신과 수신되는 전파의 이득을 높이는 혼부와, 전파를 구성하는 제 1 회전편파와 제 2 회전편파를 전송하는 셀부와, 셀부의 내면 일측 상단과 마주보는 일측 하단을 경사 형상으로 연결하며 동일한 크기의 용적으로 분할하는 격벽부 및 셀부의 하단에 접속하고 제 1 및 제 2 회전편파를 전송하는 급전부를 포함하여 이루어지는 평판형 회전편파 도파관 안테나의 구조를 제시한다.

바람직하게, 급전부는, 상기 제 1 회전편파를 전송하는 제 1 급전부와 제 2 회전편파를 전송하는 제 2 급전부를 포함하는 구조로 이루어진다.

그리고 급전부는, 제 1 회전편파를 전송하는 제 2 급전부와 제 2 회전편파를 전송하는 제 1 급전부를 포함하는 구조로 이루어진다.

한편, 셀부는 격벽부와 마주보는 좌측면, 우측면 중간에 돌기를 각각 형성한 구조로 이루어진다.

여기서 돌기는, 삼각형, 사각형, 원형이 포함되는 다각형 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상을 하는 구조로 이루어진다.

또한, 격벽부는 계단 형상, 직선 형상, 원호 형상 중에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 경사 구조로 이루어진다.

그리고 셀부는, 격벽부가 동일한 방향으로 경사진 구조와 반대방향으로 경사진 구조의 다수가 각각 일렬로 배열되어 교차 반복 배치되는 구조로 이루어진다.

여기서 셀부는, 하단 일측에 돌출부를 형성하는 구조로 이루어진다.

그리고 돌출부는, 계단형상, 직선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상으로 이루어진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 도파관으로 이루어지고 전파를 전송하는 제 1 경로와, 제 1 경로와 90 도의 각도를 이루고 전파를 전송하는 제 2 경로 및 제 1 경로와 제 2 경로에 각각 90 도의 각도를 이루고 전파를 전송하는 제 3 경로로 이루어지는 도파관의 급전망에 있어서, 제 2 경로는 도파관의 일측 끝단이 막히고, 제 1 경로와 제 2 경로와 제 3 경로가 만나는 위치에서 도파관 내부의 공간으로 돌출 형성되어 전계면 경로로 전송되는 신호를 자계면 경로로 전송하도록 하며 자계면 경로로 전송되는 신호를 전계면 경로로 전송하도록 하는 방향돌기를 포함하여 이루어지고, 전파가 제 1 경로로부터 제 2 경로로 전송하고 제 2 경로에서 반사하여 제 3 경로로 전송하며, 제 1 경로와 제 2 경로는 전계면 꺾임(E-PLANE BEND) 구조를 하고, 제 2 경로와 제 3 경로는 자계면 꺾임(H- PLANE BEND) 구조를 하는 도파관의 꺾임 구조를 제시한다.

바람직하게, 방향돌기는 계단형상, 사선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 구조로 이루어진다.

그리고 제 1 경로와 제 2 경로는 자계면 꺾임(H-PLANE BEND) 구조를 하고, 제 2 경로와 제 3 경로는 전계면 꺾임(E-PLANE BEND) 구조를 하는 구조로 이루어진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 격벽부에 의하여 좌회전편파와 우회전 편파의 경로를 동일한 용적으로 분할하고, 좌회전편파 경로는 제 1 급전부와 연결하며 우회전편파 경로는 제 2 급전부와 연결하는 혼부 4 개로 이루어지는 기본 셀에 있어서, 제 1 혼부와 제 4 혼부는 격벽부의 경사 방향이 동일하고, 제 2 혼부와 제 3 혼부는 격벽부의 경사 방향이 동일하며 제 1 혼부와 제 4 혼부의 격벽부 경사 방향과는 반대 방향이고, 제 1 및 제 2 혼부와 각각의 좌회전편파 경로는 수평으로 연결되고 셀 사이의 중심방향으로 연장되며, 제 3 및 제 4 혼부와 각각의 좌회전편파 경로는 수평으로 연결되고 셀 사이의 중심방향으로 연장되며, 수평방향으로 연장된 제 1 내지 제 4 혼부의 좌회전편파 경로는 기본 셀의 중심방향으로 연결되어 수직 상방향으로 연장되고, 제 1 및 제 2 혼부와 각각의 우회전편파 경로는 수직 하방향으로 연장되고 셀 사이의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며, 제 3 및 제 4 혼부와 각각의 우회전편파 경로는 수직 하방향으로 연장되고 셀 사이의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며, 회전하여 합하여진 상기 제 1 내지 제 4 혼부의 우회전편파 경로는 기본 셀의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며 다시 어느 하나의 외곽방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되는 종단 도파관 경로를 더 포함하여 이루어지는 평판형 회전편파 도파관 안테나를 제시한다.

바람직하게, 종단 도파관 경로는 도파관으로 이루어지고 전파를 전송하는 제 1 경로와, 제 1 경로와 90 도의 각도를 형성하고 전파를 전송하는 제 2 경로 및 제 1 경로와 제 2 경로에 각각 90 도의 각도를 형성하고 전파를 전송하는 제 3 경로로 이루어지며, 제 2 경로는 도파관의 일측 끝단이 막혀있고, 제 1 경로와 제 2 경로와 제 3 경로가 합하여지는 위치에서 도파관 내부로 돌출 형성되어 전계면 경로로 전송되는 신호를 자계면 경로로 전송하고, 자계면 경로로 전송되는 신호를 전계면 경로로 전송하는 방향돌기를 포함하는 구조로 이루어진다.

한편, 방향돌기는 계단형상, 사선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상으로 이루어진다.

그리고 제 2 경로는, 도파관의 일측이 막힌 구조로 이루어진다.

여기서 기본 셀은 다수가 평면에 인접 상태로 중복 배열되는 구조로 이루어진다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 셀부의 중간에 설치된 격벽에 의하여 좌회전 편파와 우회전 편파로 간편하게 분리하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 좌회전 편파 급전망과 우회전 편파 급전망을 적은 면적에 혼합 배치하므로, 동일면에 좌회전 편파 안테나와 우회전 편파 안테나를 동시 배치하는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 적은 평면 면적에서 좌회전편파와 우회전편파에 의한 2 개 회전편파를 동시에 송수신하므로 회전편파의 안테나의 크기를 줄이는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 좌회전 편파 급전망과 우회전 편파 급전망의 배치에 의하여 안테나의 크기를 줄이면서도 안테나 이득을 확보하는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 도파관 꺽임 구조는 전계면 도파관으로 전송되는 신호를 자계면 도파관으로 전송하므로 급전망 구조의 설계를 매우 편리하고 용이하며 간편하게 진행하는 산업적 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명과 도면 도시를 생략한다.

평판형 안테나는 방향성 있는 다수의 동일한 혼 안테나를 동일면에 일정하게 배열하여 송수신 패턴의 방향성 및 이득을 높이는 구조를 갖는다. 여기서 각 안테나를 하나의 셀(CELL) 또는 엘리멘트(ELEMENT)라고 한다.

도파관(WAVE GUIDE)은 금속 파이프와 유사한 형태이고 상하좌우가 밀폐된 경로를 통하여 최소 전력의 신호를 입력하고 최대의 무손실 및 최장의 길이로 전달하는 일반적인 특성이 있다.

도파관은 직선 경로를 형성하고, 신호의 전달방향을 변경하는 경우에는 방향변환기를 사용하며 신호의 전력을 분배(DIVIDE)할 필요가 있는 경우는 전력분배기(POWER-DIVIDER)를 사용한다.

전력분배기는 일반적으로 티형(T-TYPE)을 사용하며, 티형 전력분배기는 하나의 경로(PATH)로 입력된 신호의 전력(POWER)을 각 분기라인을 통하여 분배(DIVIDE)한다.

이때, 분배되는 신호는 대칭으로 분배하거나 비대칭으로 분배하고, 분배되는 전력도 대칭으로 균등하게 분배하거니 비대칭으로 균등하지 않게 분배할 수 있으며, 이러한 분배는 도파관 내부의 가로 및 세로 크기의 비율과 각종 형상의 돌기 등에 의하여 결정된다.

TE, TM, TEM MODE가 있다. 전자기파의 진행방향과 전계가 직각인 경우가 TE 모드, 자계와 직각인 경우가 TM 모드, 전계 및 자계가 모두 수직인 경우는 TEM 모드이다.

TEM 은 전송선로(TRANSMISSION LINE)의 모드로서 MICROSTRIP, STRIPLINE, COAXIALLINE 등이 이모드로 전자기파를 전송한다.

본 발명의 안테나는 도파관이 TE10 모드로 전자기파를 전송하도록 한다.

상기와 같은 도파관, 전력분배기 등이 일정한 규칙에 의하여 배열되는 구성을 급전망(FEEDING NETWORK)이라 한다.

급전망은 하나의 경로로 입력된 신호를 전송하여 다수의 경로로 출력하거나 또는, 다수의 경로로 각각 입력된 신호를 전송하여 하나의 경로로 출력하거나 또는, 입력된 신호의 진행방향 또는 출력경로를 변경한다.

일반적으로 공기 중에서 무선신호가 전달(전파, 傳播)되는 과정은 전계(ELECTRIC FIELD)에 의하여 자계(MAGNETIC FIELD, 자기장 또는 자장)가 형성되고, 다시 자계에 의하여 전계가 형성되는 과정을 반복하면서 전달된다.

급전망에서 무선신호의 전달은 전계와 자계의 반복 형성에 의하여 신호가 전달되지만, 도파관의 구조 차이에 의하여 전계모드(E MODE)(이하, ‘전계’신호라 한다.) 또는 자계모드(H MODE)(이하, ‘자계’신호라 한다.) 중 어느 하나의 모드가 전달되도록 할 수 있다.

혼 안테나는 전계신호를 출력하고 직선편파 형태로 출력하며, 직선편파에는 수직편파와 수평편파가 혼합된다.

수평편파는 전자파의 전기장 벡터가 수평면 내에 있는 직선 편파이고, 수직편파는 전자파의 전기장이 반사 평면이나 대지면에 수직이 되는 직선 편파이며 수직 안테나에서 방사되는 전파이다.

또한, 혼 안테나에서 출력되는 전계(E-PLANE)를 회전상태로 진행시키면 원형 편파(CIRCULARLY POLARIZED WAVE: CP)가 되며, 이하의 설명에서 원형편파를 쉽게 이해하기 위하여 회전편파로 설명하기로 한다.

회전편파(CP)에는 전계(E-PLANE)가 우회전하는 우회전편파(RIGHT HAND CIRCULARLY POLARIZED WAVE: RHCP)와 전계(E-PLANE)가 좌회전하는 좌회전편파(LEFT HAND CIRCULARLY POLARIZED WAVE: LHCP)로 구분한다.

본 발명은 회전편파를 생성하여 출력하고 좌회전 편파의 급전망과 우회전편파의 급전망 구조에 의하여 평판형 안테나의 크기를 작게 하는 기술에 관한 것이다.

도 2 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 일측면에서 본 사시도 이고, 도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 다른 측면에서 본 사시도 이며, 도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 또 다른 측면에서 본 사시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 평판형 회전편파 도파관 안테나 셀(100)은 혼부(110), 셀부(115), 격벽부(120), 제 1 급전부(130), 제 2 급전부(140), 제 1 급전경로(135), 제 2 급전경로(145), 다수의 돌기(150), 제 1 돌출부(160), 제 2 돌출부(170), 방향돌기(180)를 포함하는 구성이다.

회전편파(CP)는 전파신호의 전계 벡터가 회전하는 상태이며, 신호가 전송하면서 오른쪽 방향으로 회전하면 우회전편파(RHCP)이고, 왼쪽 방향으로 회전하면 좌 회전편파(LHCP)이다.

본 발명의 회전편파 도파관 안테나는 파장이 1 내지 10 센티미터 범위인 센치미터파 또는 에스에이치에프(SHF) 주파수를 사용하고, 이러한 파장의 무선신호는 그 물리적 특성이 빛과 유사하며, 직진성이 강하고 적은 전력으로 먼 거리를 전달하므로 인공위성 등과의 통신에 사용한다.

직진성 있는 신호를 적은 전력으로 송수신하므로 안테나와 안테나는 직선상에 위치하여야 한다.

일례로, 인공위성의 안테나와 지상의 안테나를 직선상에 위치시키기는 경우 방위각(AZIMUTH), 앙각(ELEVATION) 및 편각(SKEW)이 일치하도록 조정한다.

이때, 편각(SKEW)은 통신되는 무선신호 전계벡터의 극성 또는 편파(POLARIZE)에 의하여 발생하는 것이므로, 벡터(VECTOR)의 방향성을 없애는 경우 편각(SKEW)을 조정하지 않아도 된다.

회전편파(CP)는 신호의 벡터가 회전하므로 극성이 없다고 볼 수 있으며, 편각(SKEW)을 조정하지 않아도 되는 편리함이 있다.

본 발명은 이러한 회전편파를 사용하여 인공위성과 무선 통신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나의 구조 기술에 관한 것이다.

혼부(110)는 4 각 형상의 나팔 모양을 하고 송신(TRANSMIT)되는 전파와 수신(RECEIVE)되는 전파의 이득(GAIN)을 높인다.

셀(115)부는 4 각 통 형상을 하고 송신과 수신되는 전파가 전송(TRANSMIT)되는 경로(PATH)이다.

격벽부(120)는 셀부(115)의 4 각 통 내부에 구비되어, 4 각 통 내부를 동일한 크기의 용적으로 분할하는 것으로, 4각 통 내부 일측면 상단과 마주보는 일측 하단을 경사 형상으로 연결한다. 즉, 격벽부(120)는 셀부(115)에 의하여 형성되는 4 각통 내부 용적을 동일한 크기로 양분하는 동시에 일측면의 상단과 마주보는 면의 하단을 연결하므로 경사 구조를 한다.

이러한 격벽부(120)의 경사 구조는 직선, 계단, 원호 형상 중에서 선택된 어느 하나의 형상에 의한 구조이거나 또는, 어느 하나 이상의 형상에 의한 구조를 한다.

격벽부가 4 각통의 상단 일측과 접속하는 면을 바닥으로 하고, 4 각통의 마주보는 일측의 하단과 접속하는 면을 위로한 상태에서, 분할되어 왼쪽에 위치한 경로가 제 1 급전부(130) 이고, 오른쪽에 위치한 경로가 제 2 급전부(140)이다.

제 1 및 제 2 급전부(130, 140)는 각각 좌회전 편파(LHCP)와 우회전 편파(RHCP) 중에서 선택된 어느 하나의 편파를 전송한다.

제 1 급전부(130)는 제 1 급전경로(135)와 연결되어 송수신하는 편파(POLARIZED WAVE)를 전송하고, 제 2 급전부(140)는 제 2 급전경로(145)와 연결되어 송수신하는 편파를 전송한다.

이러한 구성의 회전편파 도파관 안테나 셀(100)은 소정 규칙에 의하여 일정한 간격으로 반복 배치되므로 평판형 회전편파 도파관 안테나를 구성한다.

각 회전편파 도파관 안테나 셀(100)의 제 1 급전경로(135)와 제 2 급전경로(145)는 송신과 수신되는 전파 신호의 전송경로가 연결되는 급전망과 접속한다.

급전망은 전계모드의 전파 신호를 전송하는 도파관과 자계모드의 전파 신호를 전송하는 도파관이 일정한 규칙에 의하여 서로 연결되는 구조이며, 전계모드 신호는 전계모드 도파관을 따라 전송하고 자계모드 신호는 자계모드 도파관을 따라 전송한다. 전계모드 신호는 자계모드 도파관으로 전송하지 못하며 자계모드 신호의 경우에도 전계모드 도파관으로 전송하지 못하는 것이 일반적이다. 이러한 급전망의 구조에 대하여는 이하에서 다시 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 2 에는 계단 형상의 격벽부(120)가 잘 도시되어 있다.

제 1 급전부(130)는 제 1 급전경로(135)에 연결되어 제 1 회전편파 신호를 송신하거나 수신하고, 제 2 급전부(140)는 제 2 급전경로(145)에 연결되어 제 2 회전편파 신호를 송신하거나 수신한다.

일례로, 제 1 회전편파를 좌회전 편파 신호로 하고, 제 2 회전편파를 우회전 편파신호로 하는 경우, 제 1 급전경로(135)와 제 2 급전경로(145)의 절단면 형상은 길이가 긴 장축을 기준으로 하여 서로 90 도 각도를 이룬다.

첨부된 도 4 를 참조하면 제 1 급전경로(135)와 제 2 급전경로(145)의 장축이 서로 90 도 각도를 이루는 형상을 상세히 도시하고 있다.

본 발명의 다른 일실시 예로, 제 1 급전부(130)와 제 2 급전부(140) 중에서 어느 하나만을 활성화시켜 운용할 수 있다. 활성화 선택은 제 1 급전경로와 제 2 급전경로 중에서 어느 하나를 차단하거나 폐쇄하므로 이루어질 수 있다.

일례로, 제 1 급전부(130) 만을 구비하여 좌회전편파를 전송하거나 제 2 급전부(140) 만을 구비하여 우회전편파를 전송할 수 있다.

돌기(150)는 셀부(115)의 4 각 형상 내측면 중, 격벽부(120)가 연결되지 않은 양쪽 측면의 중간에 각각 형성되어 전파신호를 정합상태로 전달하는 것으로, 삼각형상, 사각형상, 원형상을 포함하는 다각형상 중에서 선택된 어느 하나의 형상 또는 어느 하나 이상의 형상을 하는 구조이다.

첨부된 도 2 를 참조하면 셀부(115)의 일측면에 사각형상으로 돌출된 돌기(150)의 구조 및 형상이 도시되고, 도 3 에는 마주보는 양측면에 사각형상으로 돌출된 돌기(150)의 구조 및 형상이 잘 도시되어 있다.

제 1 돌출부(160)는 제 2 급전부(140) 하단의 짧은 길이 폭을 따라 형성되고, 제 2 돌출부(170)는 제 1 급전부(130) 하단의 긴 길이 폭을 따라 형성된다.

제 1 및 제 2 돌출부(160, 170)는 계단, 직선, 원호 형상 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 이루어지거나 또는 하나 이상의 형상이 복합된 구조를 한다.

첨부된 도 3 을 참조하면 계단 하나의 형상을 하는 제 1 돌출부(160)와 다수의 계단 형상을 하는 제 2 돌출부(170) 구조와 형상이 일례로 잘 도시되어 있다.

도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀을 구성하는 혼부의 역상에 의한 측면 사시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 돌기(150) 부분은 역상에 의하여 소정 크기의 홈으로 도시한다. 제 1 급전경로(135)는 가로로 긴 직사각 형상의 도파관 구조로 도시하고, 제 2 급전부(140)는 세로로 긴 직사각 형상의 도파관 구조로 도시한다. 제 1 급전경로(135)와 제 2 급전경로(145)는 직사각형의 장축 방향을 기준으로 서로 90 도의 각도를 이루고 있다.

도 6 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 5 를 다른 방향에서 관찰한 역상에 의한 측면의 사시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제 1 급전부(130)와 제 2 급전부(140)는 격벽부(120)에 의하여 동일한 크기의 용적으로 분리되어 구별되는 상태가 역상으로 도시된다.

또한, 제 1 급전부(130)의 측면에 돌기(150)가 역상에 의한 홈으로 도시되고 하단에 계단 형상의 제 2 돌출부(170)가 역상으로 도시되어 있으며 제 1 급전경로와 연결된 구조가 도시되어 있다.

한편, 제 2 급전부(140)는 제 2 급전경로(145)와 연결된 구조가 도시되어 있다.

도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀 4 개가 급전망에 의하여 연결된 상태의 역상에 의한 측면 관찰 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 4 개의 회전편파 도파관 안테나 셀(100)에 구비되는 각각의 제 1 및 제 2 급전부(130, 140)가 서로 연결되어 있는 구조이다.

역상으로 도시된 격벽부(120)와 제 2 돌출부(170)는 계단 형상이고, 각각의 제 1 급전경로(135)는 4 개의 셀(100)이 모여 형성된 가운데의 공간을 활용할 목적 으로 가운데의 공간으로 모여지고, 모여진 상태에서 위쪽 방향으로 연결된 후에 다시 어느 하나의 측면 방향으로 연결되는 급전망 구조를 한다.

한편, 제 2 급전부(140)와 제 2 급전경로(145)가 인접한 부분에 제 1 돌출부(160)가 역상에 의하여 계단 형상의 구조로 도시되고, 4 개의 제 2 급전경로(145)는 가운데의 공간으로 모여지고 다시 어느 하나의 측면으로 연결되는 급전망 구조를 한다.

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 7 의 회전편파 도파관 안테나 셀 4 개에 의한 급전망 구조를 다른 측면에서 관찰한 역상 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 역상에 의한 것으로 제 2 급전부(140)와 제 2 급전경로(145)가 인접하는 부분의 제 1 돌출부(160)를 계단 형상으로 도시하고, 각각의 제 2 급전경로(145)가 가운데의 공간으로 모여진 후에 다시 어느 하나의 측면으로 연결된 상태를 도시한다.

도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 4 개의 회전편파 도파관 안테나 셀의 제 1 급전경로가 연결된 급전망의 역상 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 각 회전편파 도파관 안테나 셀(100)의 제 1 급전부(130)는 제 1 급전경로(135)에 연결하고, 각각의 제 1 급전경로(135)는 가운데로 모여지는 상태로 급전망에 연결된다.

일례로, 급전망은 A, B, C 경로를 구성하고, 가운데로 모여진 제 1 급전경 로(135)는 B 경로에 접속하는 것으로 설명한다.

방향돌기(180)가 형성되지 않은 경우의 급전망 구조에서, A 경로로 입력되는 신호가 전계신호인 경우, 전계신호는 C 경로로 전송할 수 있으나 B 경로로는 전송하지 못한다.

또한, B 경로로 입력한 자계신호는 C 경로로 전송할 수 있으나 A 경로로는 전송하지 못하는 전기적 특성이 있다.

여기서 A 경로로 입력한 전계신호는 B 경로로 전송하지 못하고, B 경로로 입력한 자계신호는 A 경로로 전송하지 못한다.

즉, 전계신호는 전계신호의 경로로 전송하고 자계신호는 자계신호의 경로로 전송한다.

본 발명에 의한 도면에서는 A, B, C 의 3 개 경로가 만나는 지점에 방향돌기(180)를 형성하고 C 경로는 일측 끝단을 차단한 구조이다.

이러한 경우 A 경로로 입력한 신호는 C 경로로 전송하고, C 경로의 차단된 상태에 의하여 반사되며 방향돌기(180)에 의하여 B 경로로 전송한다.

또한, B 경로로 입력한 신호는 C 경로로 전송하고, C 경로의 차단된 상태에 의하여 반사되며 방향돌기(180)에 의하여 A 경로로 전송한다.

이와 같이 정상적인 구조의 급전망에서 전계신호는 자계경로로 전송하지 못하고, 자계신호는 전계경로로 전송하지 못하였으나 방향돌기(180) 구조에 의하여 전계신호가 자계경로로 전송하고 자계신호는 전계경로로 전송한다.

A 경로와 C 경로 사이에는 도파관의 구조상 전자기파가 서로 직교적 성질을 띠기 때문에 전자기파가 직접 전송되지는 못한다. 하지만, 방향돌기 및 B 경로의 생성으로 A 경로의 신호는 B 경로의 막힌 벽에 반사되어 C 경로로 전송할 수 있게 된다.

즉, A 방향의 경로로 입력되고 C 방향의 경로에서 반사된 신호가 방향돌기(180)에 의하여 B 방향의 경로로 전송된다. 또한, B 방향의 경로로 입력되고 C 방향의 경로에서 반사된 신호는 방향돌기(180)에 의하여 A 방향의 경로로 전송된다.

이와 같이 본 발명의 방향돌기(180) 구조에 의하여 전계신호는 자계경로로 전송하고 자계신호는 전계경로로 전송하는 것이 본 발명의 중요한 기술적 사상 중 하나에 포함된다.

이하의 설명에서 A, B, C 경로에 방향돌기(180)를 포함하는 급전망을 직교벤드 도파관이라 한다.

여기서 제 1 급전부(130)와 제 1 급전경로(135)가 연결되는 부위에서 파장에 비례하는 최소한의 폭을 유지하여야 한다. 따라서 파장에 의한 폭을 줄일 수 없으므로 도파관의 폭을 ‘ㄱ’자 또는 ‘ㄷ'자 모양으로 형성하면 결국, 폭을 줄이는 결과가 되어 전체적으로 적은 폭에 소정 길이의 파장 신호가 전송되도록 할 수 있다.

또한, 각 회전편파 도파관 안테나 셀(100)의 간격을 늘리면 4 개의 제 1 급전경로(135)를 연결하는 급전망에서 경로가 중첩되지 않는 부분의 폭은 줄어든다.

도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 직교 벤드 도파관의 구조 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 직교 벤드 도파관(300)은 방향돌기(180)가 형성되지 않은 상태에서, 제 1 경로(310)인 A 경로로 입력한 신호는 제 2 경로(320)인 C 방향으로만 전송되고, 제 3 경로(330)인 B 방향으로 입력된 신호의 경우에도 제 2 경로(320)인 C 방향으로만 전송된다. 여기서 C 방향 경로는 일측 끝단이 차단 또는 폐쇄된 구조이다.

A 경로로 입력된 신호는 C 경로로 90 도 방향전환이 가능하지만, B 경로로는 방향전환 및 전송되지 않으며, B 경로로 입력된 신호는 C 방향으로 90 도의 방향전환이 가능하지만 A 경로로는 방향전환 및 전송되지 않는다.

또한, C 경로로 전송된 신호는 차단된 끝단에 의하여 반사하므로 되돌려 보낸다.

이때, 본 발명은 A, B, C 경로가 각각 만나는 부분에 방향돌기(180)를 구비하는 구조이다.

따라서 A 경로로 입력된 신호는 90 도 방향 변경하여 C 경로로 전송하며, C 경로의 차단된 끝단에 의하여 반사되고 방향돌기(180)에 의하여 다시 90도 방향 변경하여 B 경로를 따라 전송한다.

또한, B 경로로 입력된 신호의 경우에도 동일하게, 90 도 방향 변경하여 C 경로에서 반사되고 방향돌기(180)에 의하여 다시 90 도 방향 변경하여 A 경로로 전송한다.

도 11 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 직교 벤드 도파관의 도식화된 구조 설명도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제 1 경로(310)로 입력된 신호는 제 2 경로(320)로 90 도 방향 전환하여 전송한다. 이때 제 2 경로(320)는 일측 끝단이 차단되므로 전송된 신호를 반사하고, 반사된 신호는 방향돌기(180)에 의하여 다시 90도 방향 전환하여 제 3 경로(330)로 전송한다.

또한, 제3 경로로 입력된 신호는 제 2 경로로 90도 방향 전환하여 전송하지만, 제 2 경로의 차단된 끝단에 의하여 반사되고 방향돌기(180)에 의하여 다시 90도 방향 전환하여 제 1 경로(310)로 전송한다.

방향돌기(180)는 다단 계단 구조이고, 단층 계단, 직선, 원호 구조 중에서 선택된 어느 하나의 구조를 하거나 또는, 선택된 어느 하나 이상의 구조를 선택하는 복합 구조를 할 수 있다.

도 12 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀을 다수 결합하여 하나의 평판형 회전편파 도파관 안테나를 형성한 구조 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 다수의 회전편파 도파관 안테나 셀(100)을 격벽부(120)의 경사가 동일하게 한쪽 방향을 향하도록 한 줄로 일렬 배치한다.

또한, 격벽부(120)의 경사가 동일하게 반대쪽 방향을 향하도록 한 줄로 일렬 배치한다.

이와 같이 격벽부(120)의 경사방향이 각각 반대가 되도록 일렬 배치된 상태의 줄을 인접상태로 교차 반복 정렬하므로 가로 세로로 일정한 크기를 갖는 평판형 회전편파 도파관 안테나(200)를 구성한다.

도 13 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 파장에 비례하는 전기적 폭을 구비하는 도파관의 물리적 폭을 줄이는 방식의 설명도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 무선 전파신호가 도파관 내부를 전송하는 경우, 도파관의 폭과 길이는 전파신호의 전기적 파장(λ)과 관련이 있다.

그러나 도파관이 ‘ㄱ’자 형상으로 꺾어지는 구조이고 각각 a 와 b 의 길이를 하는 경우 즉, a+b의 전기적 길이가 파장(λ)의 전기적 길이와 일치하는 경우는 ‘ㄱ’자 형상의 도파관으로 해당 파장(λ)의 전파 신호를 전송한다.

또한, 도파관이 a, b, c 에 의한 ‘ㄷ’자 형상으로 꺾어지는 구조이고, a+b+c의 전기적 길이가 파장(λ)의 길이에 해당하면, 파장(λ)에 해당하는 전파 신호를 전송할 수 있다.

그러므로 폭이 협소하고 깊이에 여유가 있는 공간에서 실제적인 물리적 폭을 줄이면서 파장의 필요한 전기적 길이를 만족할 수 있다.

도 14 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 4 개의 회전편파 도파관 안테나 셀 이 모여 하나의 셀 어세이를 형성하는 상태의 구조 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 셀 어세이(CELL ASSY)(400)는 제 1 셀부(410), 제 2 셀부(420), 제 3 셀부(430), 제 4 셀부(440)를 포함하는 구성이다.

제 1 내지 제 4 셀부(410 - 440)는 서로 일정한 간격을 유지하는 사각통 형상이며, 내부를 동일한 크기의 용적으로 분할하는 사선형 격벽부(450)를 가운데 구비한다.

제 2 셀부(420)와 제 3 셀부(430)는 격벽부(450)의 경사 방향이 동일하고, 제 1 셀부(410)와 제 4 셀부(440)는 격벽부(450)의 경사 방향이 동일한 동시에 제 2 셀부(420)와 제 3 셀부(430)의 격벽부(450) 경사 방향과 반대 방향이다.

도 15 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 셀 어세이가 제 1 회전편파를 전송하는 제 1 급전망의 도식화된 구조 설명도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일례로, 제 1 급전망(500)에 의하여 수신된 신호가 전송되는 경우를 상세히 설명하면, 제 1 급전망(500)은 4 개로 이루어지는 각 회전편파 도파관 안테나 셀에 연결된 4 개의 제 1 급전부(130)에 접속된 이벤드(E-BEND)(510)에 의하여 입력된 신호를 90 도 방향 전환하므로 각각의 제 1 급전경로(135)에 전송한다.

일례로, 제 2 셀부와 제 3 셀부에 접속한 제 1 급전경로(135)는 해당 에이치 정션(H-JUNCTION)(520)에 의하여 신호가 합하여 지고, 제 1 셀부와 제 4 셀부에 접 속한 제 1 급전경로(135)는 해당 에이치 정션(H-JUNCTION)(520)에 의하여 신호가 합하여 진다.

2 개의 에이치 정션(520)으로부터 출력되는 신호는 이정션(E-JUNCTION)(530)에 의하여 합하여 지고 직교벤드 도파관(300)의 제 3 경로(330)로 입력된다.

제 3 경로(330)로 입력된 신호는 에이치 벤드(H-BEND)(550)에 의하여 90 도 방향 변경하므로 제 2 경로(320)로 전송되고, 제 2 경로(320)의 막힌 일측 끝단에 의하여 반사되어 되돌아 나오면서 방향돌기(180)에 의하여 90 도 방향 변경하여 제 1 경로(310)로 전송한다.

도파관 급전망은 전계꺽임구조(E-PLANE BEND), 자계면, 꺽임구조(H-PLANE BEND), 전계면 T형분배구조(E-PLANE T-JUNCTION), 자계면 T형분배구조(H-PLANE T-JUNCTION)의 조합으로 볼 수 있다. 각 명칭을 이벤드(E-BEND), 에이치 벤드(H-BEND), 이정션(E-JUNCTION), 에이치 정션(H-JUNCTION)으로 이하에서 기재한다.

한편, 수신된 신호에 대하여 설명하였으나 송신되는 신호는 역방향으로 전송되므로 반복 설명하지 않기로 한다.

도 16 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 셀 어세이가 제 2 회전편파를 전송하는 제 2 급전망의 도식화된 구조 설명도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일례로, 제 2 급전망(600)에 의하여 수신된 신호가 전송되는 경우를 상세히 설명하면, 제 2 급전망(600)은 4 개로 이루어지는 각 회전편파 도파관 안테나 셀에 연결된 4 개의 제 2 급전부(140)의 신호는 제 2 급전경로(145)에 전송된다.

일례로, 제 3 셀부에 접속된 제 2 급전경로는 이벤드(605)에 의하여 제 11 경로(610)에 접속하므로 90 도 방향 변경하여 신호를 전송하고, 제 2 셀부에 접속된 제 2 급전경로는 이벤드(605)에 의하여 제 12 경로(620)에 접속하므로 90 도 방향 변경하여 신호를 전송하며, 제 4 셀부에 접속된 제 2 급전경로는 이벤드(605)에 의하여 제 13 경로(630)에 접속하므로 90 도 방향 변경하여 신호를 전송하고, 제 1 셀부에 접속된 제 2 급전경로는 이벤드(605)에 의하여 제 14 경로(640)에 접속하므로 90 도 방향 변경하여 신호를 전송한다.

제 11 경로(610)로 전송되는 신호와 제 12 경로(620)로 전송되는 신호는 이정션(615)에 의하여 합하여 지고 90 도 방향 변경하여 제 16 경로(660)로 전송되며, 제 13 경로(630)로 전송되는 신호와 제 14 경로(640)로 전송되는 신호는 이정션(615)에 의하여 합하여 지고 90 도 방향 변경하여 제 15 경로(650)로 전송된다.

제 15 경로와 제 16 경로로 전송된 신호는 이정션에 의하여 합하여 지고, 제 17 경로(670)로 전송되며, 다시 이정션(615)에 의하여 90 도 방향 변경하여 제 18 경로(680)로 전송된다.

그리고 제 18 경로(680)의 신호는 이정션(615)에 의하여 90 도 방향 변경하여 제 19 경로(690)로 전송된다.

여기서 수신된 신호에 대하여 설명하였으나 송신되는 신호는 역방향으로 전송되므로 반복 설명하지 않기로 한다.

도 17 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 듀얼 회전 편파 안테나의 상층 도파관 관로의 전체 연결 상태도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 듀얼 회전편파 안테나의 급전망 구조에 있어서, 상층 도파관을 구성하는 급전망의 전체 연결 상태 도시도 이다.

도 18 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 듀얼 회전 편파 안테나의 하층도파관 관로의 전체 연결 상태도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 듀얼 회전편파 안테나의 급전망 구조에 있어서, 하층 도파관을 구성하는 급전망의 전체 연결 상태 도시도 이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 혼안테나의 혼 부분에 대한 단면 도시도,

도 2 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 일측면에서 본 사시도,

도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 다른 측면에서 본 사시도,

도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀의 입체형상을 또 다른 측면에서 본 사시도,

도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀을 구성하는 혼부의 역상에 의한 측면 사시도,

도 6 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 5 를 다른 방향에서 관찰한 역상에 의한 측면의 사시도,

도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀 4 개가 급전망에 의하여 연결된 상태의 역상에 의한 측면 관찰 도시도,

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 7 의 회전편파 도파관 안테나 셀 4 개에 의한 급전망 구조를 다른 측면에서 관찰한 역상 도시도,

도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 4 개의 회전편파 도파관 안테나 셀의 제 1 급전경로가 연결된 급전망의 역상 도시도,

도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 직교 벤드 도파관의 구조 도시도,

도 11 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 직교 벤드 도파관의 도식화된 구조 설명도,

도 12 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 회전편파 도파관 안테나 셀을 다수 결합하여 하나의 평판형 회전편파 도파관 안테나를 형성한 구조 도시도,

도 13 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 파장에 비례하는 전기적 폭을 구비하는 도파관의 물리적 폭을 줄이는 방식의 설명도,

도 14 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 4 개의 회전편파 도파관 안테나 셀이 모여 하나의 셀 어세이를 형성하는 상태의 구조 도시도,

도 15 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 셀 어세이가 제 1 회전편파를 전송하는 제 1 급전망의 도식화된 구조 설명도,

도 16 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 셀 어세이가 제 2 회전편파를 전송하는 제 2 급전망의 도식화된 구조 설명도,

도 17 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 듀얼 회전 편파 안테나의 상층 도파관 관로의 전체 연결 상태도,

그리고

도 18 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 듀얼 회전 편파 안테나의 하층도파관 관로의 전체 연결 상태도 이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

100 : 회전편파 도파관 안테나 셀

110 : 혼부 120 : 격벽부

130 : 제 1 급전부 135 : 제 1 급전경로

140 : 제 2 급전부 145 : 제 2 급전경로

150 : 돌기 160 : 제 1 돌출부

170 : 제 2 돌출부 180 : 방향돌기

200 : 평판형 회전편파 도파관 안테나

300 : 직교 벤드 도파관 310 : 제 1 경로

320 : 제 2 경로 330 : 제 3 경로

400 : 셀 어세이 410 : 제 1 셀부

420 : 제 2 셀부 430 : 제 3 셀부

440 : 제 4 셀부 500 : 제 1 급전망

600 : 제 2 급전망 610 : 제 11 경로

620 : 제 12 경로 630 : 제 13 경로

640 : 제 14 경로 650 : 제 15 경로

660 : 제 16 경로 670 : 제 17 경로

680 : 제 18 경로 690 : 제 19 경로

Claims (17)

1. 다수의 회전편파 도파관 안테나 셀이 배열되고 전파를 송신 및 수신하는 평판형 회전편파 도파관 안테나에 있어서,

   상기 송신과 수신되는 전파의 이득을 높이는 혼부;

   상기 전파를 구성하는 제 1 회전편파와 제 2 회전편파를 전송하는 셀부;

   상기 셀부의 내면 일측 상단과 마주보는 일측 하단을 경사 형상으로 연결하며 동일한 크기의 용적으로 분할하는 격벽부; 및

   상기 셀부의 하단에 접속하고 상기 제 1 및 제 2 회전편파를 전송하는 급전부; 를 포함하여 이루어지는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 급전부는,

   상기 제 1 회전편파를 전송하는 제 1 급전부와 제 2 회전편파를 전송하는 제 2 급전부를 포함하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 급전부는,

   상기 제 1 회전편파를 전송하는 제 2 급전부와 제 2 회전편파를 전송하는 제 1 급전부를 포함하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 셀부는,

   상기 격벽부와 마주보는 좌측면, 우측면 중간에 돌기를 각각 형성한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 돌기는,

   삼각형, 사각형, 원형이 포함되는 다각형 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상을 하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 격벽부는,

   계단 형상, 직선 형상, 원호 형상 중에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합한 경사 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 셀부는,

   상기 격벽부가 동일한 방향으로 경사진 구조와 반대방향으로 경사진 구조의 다수가 각각 일렬로 배열되어 교차 반복 배치되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 셀부는,

   하단 일측에 돌출부를 형성하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 돌출부는,

   계단형상, 직선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상으로 이루어지는 구조를 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
10. 도파관으로 이루어지고 전파를 전송하는 제 1 경로;

    상기 제 1 경로와 90 도의 각도를 이루고 전파를 전송하는 제 2 경로; 및

    상기 제 1 경로와 제 2 경로에 각각 90 도의 각도를 이루고 전파를 전송하는 제 3 경로로 이루어지는 도파관의 급전망에 있어서,

    상기 제 2 경로는 도파관의 일측 끝단이 막히고,

    상기 제 1 경로와 제 2 경로와 제 3 경로가 만나는 위치에서 도파관 내부의 공간으로 돌출 형성되어 전계면 경로로 전송되는 신호를 자계면 경로로 전송하도록 하며 자계면 경로로 전송되는 신호를 전계면 경로로 전송하도록 하는 방향돌기; 를 포함하여 이루어지고,

    상기 전파가 제 1 경로로부터 제 2 경로로 전송하고 상기 제 2 경로에서 반사하여 상기 제 3 경로로 전송하며,

    상기 제 1 경로와 제 2 경로는 전계면 꺾임 구조(E-PLANE BEND)를 하고,

    상기 제 2 경로와 제 3 경로는 자계면 꺾임 구조(H-PLANE BEND)를 하는 도파관의 꺾임 구조.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 방향돌기는,

    계단형상, 사선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도파관의 꺾임 구조.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제 1 경로와 제 2 경로는 자계면 꺾임 구조(H-PLANE BEND)를 하고,

    상기 제 2 경로와 제 3 경로는 전계면 꺾임 구조(E-PLANE BEND)를 하는 도파 관의 꺾임 구조.
13. 격벽부에 의하여 좌회전편파와 우회전편파의 경로를 동일한 용적으로 분할하고, 좌회전편파 경로는 제 1 급전부와 연결하며 우회전편파 경로는 제 2 급전부와 연결하는 혼부 4 개로 이루어지는 기본 셀에 있어서,

    제 1 혼부와 제 4 혼부는 상기 격벽부의 경사 방향이 동일하고,

    제 2 혼부와 제 3 혼부는 상기 격벽부의 경사 방향이 동일하며 상기 제 1 혼부와 제 4 혼부의 격벽부 경사 방향과는 반대 방향이고,

    상기 제 1 및 제 2 혼부와 각각의 좌회전편파 경로는 수평으로 연결되고 셀 사이의 중심방향으로 연장되며,

    상기 제 3 및 제 4 혼부와 각각의 좌회전편파 경로는 수평으로 연결되고 셀 사이의 중심방향으로 연장되며,

    상기 수평방향으로 연장된 상기 제 1 내지 제 4 혼부의 좌회전편파 경로는 상기 기본 셀의 중심방향으로 연결되어 수직 상방향으로 연장되고,

    상기 제 1 및 제 2 혼부와 각각의 우회전편파 경로는 수직 하방향으로 연장되고 셀 사이의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며,

    상기 제 3 및 제 4 혼부와 각각의 우회전편파 경로는 수직 하방향으로 연장되고 셀 사이의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며,

    상기 회전하여 합하여진 상기 제 1 내지 제 4 혼부의 우회전편파 경로는 상 기 기본 셀의 중심방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되고 합하여지며 다시 어느 하나의 외곽방향으로 90 도 각도를 회전하여 연장되는 종단 도파관 경로; 를 더 포함하여 이루어지는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 종단 도파관 경로는,

    도파관으로 이루어지고 전파를 전송하는 제 1 경로;

    상기 제 1 경로와 90 도의 각도를 형성하고 전파를 전송하는 제 2 경로; 및

    상기 제 1 경로와 제 2 경로에 각각 90 도의 각도를 형성하고 전파를 전송하는 제 3 경로; 로 이루어지며,

    상기 제 2 경로는 도파관의 일측 끝단이 막혀있고,

    상기 제 1 경로와 제 2 경로와 제 3 경로가 합하여지는 위치에서 도파관 내부로 돌출 형성되어 전계면 경로로 전송되는 신호를 자계면 경로로 전송하고, 자계면 경로로 전송되는 신호를 전계면 경로로 전송하는 방향돌기; 를 포함하는 구조로 이루어지는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 방향돌기는,

    계단형상, 사선형상, 원호형상 중에서 선택된 어느 하나 이상의 형상으로 이루어지는 구조를 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 경로는,

    도파관의 일측이 막힌 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 기본 셀은 다수가 평면에 인접 상태로 중복 배열되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 회전편파 도파관 안테나.

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