KR101144167B1 - Dual-polarized wave antenna having ka bandwidth of hybrid structure - Google Patents

Dual-polarized wave antenna having ka bandwidth of hybrid structure Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A Ka band dual polarized antenna of a hybrid structure is provided to transmit and receive a high power signal by combining an SIW(Substrate Integrated Waveguide) structure and a waveguide monopulse structure. CONSTITUTION: A dual polarization radiating slot part(110) is formed on the front surface of an antenna. An antenna feeding part is connected to the dual polarization radiating slot part. The antenna feeding unit transmits and receives a dual polarization signal. A waveguide mono-pulse feeding unit is connected to the antenna feeding unit. The waveguide mono-pulse feeding unit respectively reduces to 1/4 times of the size of two polarization signals to transmit.

Description

하이브리드 구조의 Ｋａ 대역 이중편파 안테나{DUAL-POLARIZED WAVE ANTENNA HAVING Ka BANDWIDTH OF HYBRID STRUCTURE}Dual-band dual polarization antenna of hybrid structure {DUAL-POLARIZED WAVE ANTENNA HAVING Ka BANDWIDTH OF HYBRID STRUCTURE}

본 발명은 Ka 대역의 이중편판 안테나에 관한 것으로, 특히, 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide; SIW) 구조와 도파관 모노펄스 구조를 결합 즉, SIW 직렬공진슬롯 배열형태의 안테나에 도파관 모노펄스 급전부를 결합한 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a dual-band antenna of the Ka band, and more particularly, combines a substrate integrated waveguide (SIW) structure and a waveguide monopulse structure, that is, a waveguide monopulse feed unit in an antenna of a SIW serial resonance slot arrangement. The present invention relates to a Ka band dual polarization antenna having a combined hybrid structure.

유도 무기용 탐색기 안테나로 단일 편파 구조의 금속 도파관 슬롯 배열 안테나가 사용된다. 이러한 도파관 슬롯 배열 안테나의 형태는 구형 도파관이 좁은 면에서 서로 반대되는 각도로 슬롯을 내어서 만들어진다. 이 슬롯에 흐르는 등가 전류를 정밀하게 조정하여 원하는 복사 패턴을 얻어 내는 것이 최대의 목적이다. 따라서 도파관 슬롯 배열 안테나는 항해 및 탐지용 안테나로서는 최적이라고 할 수 있다.As a search antenna for guided weapons, a single waveguide metal waveguide slotted array antenna is used. The shape of the waveguide slot array antenna is made by spherical waveguides slotting at opposite angles on a narrow surface. The maximum objective is to precisely adjust the equivalent current flowing in this slot to obtain a desired radiation pattern. Therefore, the waveguide slotted array antenna is an optimal antenna for navigation and detection.

도파관 슬롯 배열 안테나는 다른 안테나에 비해 제작이 용이한 편이며, 기계적으로도 견고하여 안정하다. 또한 많은 수의 슬롯으로 되어 있기 때문에 몇 개의 슬롯이 가공오차를 벗어나거나 제 기능을 발휘하지 못하더라도 안테나의 성능이 급격히 저하하는 현상은 없으므로 안테나의 신뢰도가 높다.The waveguide slot array antenna is easier to manufacture than other antennas, and is also mechanically robust and stable. In addition, because of the large number of slots, even if a few slots out of the processing error or does not function properly, the performance of the antenna is not drastically reduced, the antenna reliability is high.

이뿐 아니라, 도파관 슬롯 배열 안테나는 주파수가 높아짐에 따라 표피효과에 의해 동손실과 유전체 손실을 줄일 수 있고 동축선에 비해 전력 용량이 크다.In addition, the waveguide slotted array antenna can reduce the copper loss and the dielectric loss by the skin effect as the frequency increases, and the power capacity is larger than the coaxial line.

그러나 이러한 도파관 슬롯 배열 안테나는 단일 편파 구조로만 사용이 가능하기 때문에 재밍대응 능력에 한계가 있을 뿐 아니라, SIW 급전부 적용 시 안테나 효율이 감소되고 고출력 신호 송신에 제약 조건이 많다는 등의 문제점들이 있다.However, since the waveguide slotted array antenna can be used only in a single polarization structure, there is a limitation in jamming capability, and there are problems such as reduction in antenna efficiency and high constraints on high power signal transmission when the SIW feeder is applied.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판 집적 도파관 구조와 도파관 모노펄스 구조를 결합 즉, SIW 직렬공진슬롯 배열형태의 안테나에 도파관 모노펄스 급전부를 결합한 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to combine the waveguide structure and the waveguide monopulse structure, that is, a hybrid structure in which the waveguide monopulse feed unit is coupled to the antenna of the SIW series resonant slot arrangement. The present invention provides a band dual polarized antenna.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나는 안테나의 전면에 형성되며, 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성 비공진 슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 슬롯 쌍이 적어도 하나 이상 형성되는 이중편파 복사슬롯부; 상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 이중편파 복사슬롯부에 연결되며 이중 편파 신호를 송수신하는 안테나 급전부; 및 상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 안테나 급전부에 연결되며, 송신하고자 하는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 1/4배로 감소시켜 전달하는 도파관 모노펄스 급전부를 포함할 수 있다.In order to achieve the above objects, a Ka-band dual polarization antenna of a hybrid structure according to an aspect of the present invention is formed on the front of the antenna, the inductive non-resonant slot of length shorter than the resonance length and capacitive length longer than the resonance length A dual polarization radiation slot unit in which at least one slot pair consisting of non-resonant slots is formed; An antenna feeder formed on a rear surface of the antenna and connected to the dual polarized radiation slot and transmitting and receiving a dual polarized signal; And a waveguide monopulse feed unit formed on a rear surface of the antenna and connected to the antenna feed unit, and reducing and transmitting the size of two polarization signals to be transmitted by 1/4 times.

바람직하게, 상기 이중편파 복사슬롯부는 상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 미리 정해진 제1 복사방향으로 배열한 제1 복사배열군을 통해 제1 편파를 형성하며, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 상기 제1 복사방향과는 상기 제1 복사방향과 다른 제2 복사방향으로 배열한 제2 복사배열군을 통해 제2 편파를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the dual polarization radiation slot unit forms a first polarization through a first radiation array group in which the at least one or more slot pairs are arranged in a first predetermined radiation direction, and the at least one slot pair is formed by the first radiation. And a second polarization through a second radiation array group arranged in a second radiation direction different from the first radiation direction.

바람직하게, 상기 이중편파 복사슬롯부는 상기 제1 복사배열군과 상기 제2 복사배열군으로 이루어진 배열 쌍은 주기적으로 교차 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the dual polarized radiation slot unit is characterized in that the arrangement pair consisting of the first radiation array group and the second radiation array group are periodically arranged cross.

바람직하게, 상기 제1 복사배열군의 제1 복사방향은 +45도 방향이고, 상기 제2 복사배열군의 제2 복사방향은 ??45도 방향인 것을 특징으로 한다.Preferably, the first radiation direction of the first radiation array group is +45 degree direction, the second radiation direction of the second radiation array group is characterized in that the ?? 45 degree direction.

바람직하게, 상기 안테나 급전부는 2개의 편파 신호 각각을 송신 또는 수신하도록 제1 안테나 급전부 H Pol, 제2 안테나 급전부 H Pol, 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 제2 안테나 급전부 V Pol로 구분되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the antenna feeder comprises a first antenna feeder H Pol, a second antenna feeder H Pol, a first antenna feeder V Pol, and a second antenna feeder V Pol to transmit or receive each of the two polarized signals. Characterized in that formed separately.

바람직하게, 상기 도파관 모노펄스 급전부는 도파관 모노펄스 급전부 H 편파, 및 도파관 모노펄스 급전부 V 편파로 구분되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the waveguide monopulse feed portion is formed by dividing the waveguide monopulse feed portion H polarization, and the waveguide monopulse feed portion V polarization.

바람직하게, 상기 제1 안테나 급전부 H Pol, 상기 제2 안테나 급전부 H Pol, 상기 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 상기 제2 안테나 급전부 V Pol 각각 하나의 출력단자가 상기 도파관 모노펄스 급전부 H 편파의 4개의 입력단자에 연결되고, 상기 제1 안테나 급전부 H Pol, 상기 제2 안테나 급전부 H Pol, 상기 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 상기 제2 안테나 급전부 V Pol 각각 하나의 출력단자가 상기 도파관 모노펄스 급전부 V 편파의 4개의 입력단자에 연결되는 것을 특징으로 한다.Preferably, one output terminal of each of the first antenna feeder H Pol, the second antenna feeder H Pol, the first antenna feeder V Pol, and the second antenna feeder V Pol is provided in the waveguide monopulse feeder. The first antenna feeder H Pol, the second antenna feeder H Pol, the first antenna feeder V Pol, and the second antenna feeder V Pol are connected to four input terminals of H polarization. And an output terminal is connected to four input terminals of the waveguide monopulse feed unit V polarization.

바람직하게, 상기 도파관 모노펄스 급전부 H 편파는 입력받은 모든 신호를 합산하여 제1 합 신호를 생성하고, 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제1 차 신호와 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제2 차 신호를 생성하며, 상기 도파관 모노펄스 급전부 V 편파는 입력받은 모든 신호를 합산하여 제2 합 신호를 생성하고, 상기 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제3 차 신호와 상기 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제4 차 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the waveguide monopulse feed unit H polarization generates a first sum signal by summing all input signals, and calculates a first difference signal and an angle error in an elevation direction that can calculate an angle error in an azimuth direction. A second order signal is generated, and the waveguide monopulse feed unit V polarization generates a second sum signal by summing all input signals and calculates an angle error in the azimuth direction and the elevation direction. It is characterized in that to generate a fourth order signal that can calculate the angular error of.

바람직하게, 상기 안테나 급전부와 상기 도파관 모노펄스 급전부는 동축 케이블로 연결되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the antenna feed unit and the waveguide monopulse feed unit are connected by a coaxial cable.

바람직하게, 상기 도파관 모노펄스 급전부는, 수신되는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 4배로 증가시켜 전달하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the waveguide monopulse feed unit, characterized in that to increase the size of each of the two received polarized signals by four times to transmit.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나는 안테나의 전면에 형성되며, 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성 비공진 슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 슬롯 쌍이 적어도 하나 이상 형성되는 이중편파 복사슬롯부; 및 상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 이중편파 복사슬롯부에 연결되며, 송신하고자 하는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 1/4배로 감소시켜 전달하는 도파관 모노펄스 급전부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a Ka-band dual polarized antenna having a hybrid structure is formed on a front surface of an antenna, and is formed of an inductive non-resonant slot having a length shorter than the resonance length and a capacitive non-resonant slot having a length longer than the resonance length. A dual polarization radiation slot unit in which at least one pair is formed; And a waveguide monopulse feed unit formed on the rear surface of the antenna and connected to the dual polarization radiation slot unit and reducing and transmitting the size of the two polarization signals to be transmitted by 1/4 times.

바람직하게, 상기 이중편파 복사슬롯부는 상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 미리 정해진 제1 복사방향으로 배열한 제1 복사배열군을 통해 제1 편파를 형성하며, 상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 상기 제1 복사방향과는 상기 제1 복사방향과 다른 제2 복사방향으로 배열한 제2 복사배열군을 통해 제2 편파를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the dual polarization radiation slot unit forms a first polarization through a first radiation array group in which the at least one or more slot pairs are arranged in a first predetermined radiation direction, and the at least one slot pair is formed by the first radiation. And a second polarization through a second radiation array group arranged in a second radiation direction different from the first radiation direction.

바람직하게, 상기 도파관 모노펄스 급전부는, 수신되는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 4배로 증가시켜 전달하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the waveguide monopulse feed unit, characterized in that to increase the size of each of the two received polarized signals by four times to transmit.

이를 통해, 본 발명은 기판 집적 도파관 구조와 도파관 모노펄스 구조를 결합한 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 구현함으로써, 안테나 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Through this, the present invention implements the Ka band dual polarization antenna of the hybrid structure combining the substrate integrated waveguide structure and the waveguide monopulse structure, there is an effect that can improve the antenna efficiency.

본 발명은 본 발명은 기판 집적 도파관 구조와 도파관 모노펄스 구조를 결합한 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 구현함으로써, 고출력 신호를 송신할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a Ka band dual polarization antenna having a hybrid structure combining a substrate integrated waveguide structure and a waveguide monopulse structure has an effect of transmitting a high output signal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나의 후면을 나타내는 도면이다.
도 3은 안테나 급전부와 도파관 모노펄스 급전부의 연결구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방위각 방향의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고각 방향의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a rear surface of a Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the connection structure between the antenna feed portion and the waveguide monopulse feed portion.
4 is a view showing a radiation pattern in the azimuth direction according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a radiation pattern in an elevation direction according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 1 to 5 to which a Ka band dual polarization antenna having a hybrid structure according to an embodiment of the present invention is attached. It will be described in detail focusing on the parts necessary to understand the operation and action according to the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

특히, 본 발명에서는 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide; SIW) 구조와 도파관 모노펄스 구조를 결합 즉, SIW 직렬공진슬롯 배열형태의 안테나에 도파관 모노펄스 급전부를 결합한 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 제안한다.Particularly, in the present invention, a substrate integrated waveguide (SIW) structure and a waveguide monopulse structure are combined, that is, a Ka-band dual polarized antenna having a hybrid structure in which a waveguide monopulse feed unit is coupled to an antenna of the SIW series resonant slot arrangement type. Suggest.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나의 전면을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a front surface of a Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나의 후면에는 이중편파 복사슬롯부(110) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, a rear surface of a Ka band dual polarization antenna having a hybrid structure according to the present invention may include a dual polarization radiation slot unit 110 and the like.

이중편파 복사슬롯부(110)는 기판의 전면에 형성되어 이중편파 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 이러한 이중편파 복사슬롯부(110)는 공진간격의 직렬슬롯 배열 구조로 형성되는데, 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성(inductive load) 비공진슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성(capacitive load) 비공진슬롯으로 이루어진 적어도 하나의 슬롯 쌍이 같은 편파방향으로 45도 기울어져 배치될 수 있다.The dual polarization radiation slot unit 110 may be formed on the front surface of the substrate to transmit or receive a dual polarization signal. The dual polarized radiation slot unit 110 is formed in a series slot arrangement structure having a resonance interval, and an inductive non-resonant slot having a length shorter than the resonance length and a capacitive load having a length longer than the resonance length are provided. At least one pair of slots formed of resonant slots may be disposed to be inclined 45 degrees in the same polarization direction.

이중편파 복사슬롯부(110)는 +45도 슬롯배열과 ??45도 슬롯배열을 교차하여 배치함으로써, 이중편파를 구현할 수 있다.The dual polarization radiation slot unit 110 may implement a dual polarization by arranging a +45 degree slot arrangement and a ?? 45 degree slot arrangement to cross each other.

즉, 이중편파 복사슬롯부(110)는 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성 비공진슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성 비공진슬롯으로 이루어진 적어도 하나의 슬롯 쌍을 미리 설정된 제1 복사방향으로 배열한 제1 복사배열군을 통해 제1 편파를 형성하고, 상기 적어도 하나의 슬롯 쌍을 제1 복사방향과 반대방향으로 배열한 제2 복사방향으로 배열한 제2 복사배열군을 통해 제2 편파를 형성할 수 있다.That is, the dual polarization radiation slot unit 110 arranges at least one pair of slots consisting of an inductive non-resonant slot having a length shorter than the resonance length and a capacitive non-resonant slot having a length longer than the resonance length in a first preset radiation direction. A first polarization is formed through one first radiation array group, and a second polarization group is formed through a second radiation array group in which the at least one slot pair is arranged in a second radiation direction in a direction opposite to the first radiation direction. Can be formed.

예컨대, 이중편파 복사슬롯부(110)는 제1 복사배열군 내의 유도성 비공진 슬롯과 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 적어도 하나의 슬롯 쌍을 +45도의 제1 복사방향으로 구현하고, 제2 복사배열군 내의 유도성 비공진 슬롯과 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 적어도 하나의 슬롯 쌍을 ??45도의 제2 복사방향으로 구현할 수 있다.For example, the dual polarization radiation slot unit 110 implements at least one slot pair consisting of an inductive non-resonant slot and a capacitive non-resonant slot in the first radiation array group in a first radiation direction of +45 degrees, and a second radiation. At least one slot pair consisting of inductive non-resonant slots and capacitive non-resonant slots in the array can be embodied in a second radiation direction of ?? 45 degrees.

이렇게 이중편파 복사슬롯부(110)의 제1 복사배열군을 통해 생성하는 제1 편파와 제2 복사배열군을 통해 생성하는 제2 편파 간에 90도 차이의 위상차를 만들 수 있기 때문에 제1 편파와 제2 편파로 이루어지는 이중편파의 특성을 극대화할 수 있다.
As such, a phase difference of 90 degrees between the first polarization generated through the first radiation array group of the dual polarization radiation slot unit 110 and the second polarization generated through the second radiation array group may be created. It is possible to maximize the characteristics of the double polarization consisting of the second polarization.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나의 후면을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a rear surface of a Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나의 후면에는 안테나 급전부(120)와 도파관 모노펄스 급전부(130) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, an antenna feeder 120 and a waveguide monopulse feeder 130 may be included in the rear surface of the Ka band dual polarization antenna having a hybrid structure according to the present invention.

안테나 급전부(120)는 전면에 배치된 이중편파 복사슬롯부(110)에 연결되는데, 제1 안테나 급전부 H Pol(120a), 제2 안테나 급전부 H Pol(120b), 제1 안테나 급전부 V Pol(120c), 제2 안테나 급전부 V Pol(120d)로 구분될 수 있다.The antenna feeder 120 is connected to the dual polarization radiation slot 110 disposed at the front, the first antenna feeder H Pol (120a), the second antenna feeder H Pol (120b), the first antenna feeder V Pol 120c and a second antenna feeder V Pol 120d.

이러한 안테나 급전부(120)는 2개의 편파 신호 각각을 송신 또는 수신할 수 있다.The antenna feeder 120 may transmit or receive each of the two polarized signals.

도파관 모노펄스 급전부(130)는 안테나 급전부(120)에 연결되는데, 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a), 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)로 구분될 수 있다.The waveguide monopulse feeder 130 is connected to the antenna feeder 120, and may be divided into a waveguide monopulse feeder H polarization 130a and a waveguide monopulse feeder V polarization 130b.

이러한 도파관 모노펄스 급전부(130)는 2개의 편파 신호 각각을 송신 또는 수신할 수 있다.
The waveguide monopulse feed unit 130 may transmit or receive each of the two polarized signals.

도 3은 안테나 급전부와 도파관 모노펄스 급전부의 연결구조를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the connection structure between the antenna feed portion and the waveguide monopulse feed portion.

도 3에 도시한 바와 같이, 안테나 급전부(120)와 도파관 모노펄스 급전부(130)는 각각 동축 케이블 등으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 안테나 급전부 H Pol(120a)의 출력단자 HPol_a, HPol_b는 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)의 입력단자 V-IN_a, 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)의 입력단자 H-IN_a에 각각 연결되고, 제2 안테나 급전부 H Pol(120b)의 출력단자 HPol_c, HPol_d는 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)의 입력단자 V-IN_b, 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)의 입력단자 H-IN_b에 각각 연결될 수 있다.As shown in FIG. 3, the antenna feeder 120 and the waveguide monopulse feeder 130 may be connected to each other by a coaxial cable or the like. For example, the output terminals HPol_a and HPol_b of the first antenna feeder H Pol 120a are the input terminals V-IN_a of the waveguide monopulse feeder V polarization 130b and the input terminal H of the waveguide monopulse feeder H polarization 130a. Output terminals HPol_c and HPol_d of the second antenna feeder H Pol 120b, respectively, are input terminals V-IN_b and waveguide monopulse feeder H polarization 130a of the waveguide monopulse feeder V polarization 130b. May be connected to the input terminals H-IN_b respectively.

마찬가지로 제1 안테나 급전부 V Pol(120c)의 출력단자 VPol_a, VPol_b는 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)의 입력단자 V-IN_c, 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)의 입력단자 H-IN_c에 각각 연결되고, 제2 안테나 급전부 V Pol(120d)의 출력단자 VPol_c, VPol_d는 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)의 입력단자 V-IN_d, 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)의 입력단자 H-IN_d에 각각 연결될 수 있다.Similarly, the output terminals VPol_a and VPol_b of the first antenna feeder V Pol 120c are input terminals V-IN_c of the waveguide monopulse feeder V polarization 130b and the input terminals H- of the waveguide monopulse feeder H polarization 130a. Respectively connected to IN_c, and output terminals VPol_c and VPol_d of the second antenna feeder V Pol 120d are input terminals V-IN_d of the waveguide monopulse feeder V polarization 130b and waveguide monopulse feeder H polarization 130a. May be connected to the input terminals H-IN_d, respectively.

도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)와 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)는 각각 2층 구조로 형성될 수 있다.The waveguide monopulse feed portion H polarization 130a and the waveguide monopulse feed portion V polarization 130b may each have a two-layer structure.

도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)에서, 하단 구조물 SUM_H는 제1 안테나 급전부 H Pol(120a), 제2 안테나 급전부 H Pol(120b), 제1 안테나 급전부 V Pol(120c), 제2 안테나 급전부 V Pol(120d)로부터 입력되는 모든 신호를 합산하여 제1 합 신호를 생성할 수 있다.In the waveguide monopulse feed portion H polarization 130a, the lower structure SUM_H is formed by the first antenna feed portion H Pol 120a, the second antenna feed portion H Pol 120b, the first antenna feed portion V Pol 120c, and the first structure. The first sum signal may be generated by summing all the signals input from the two antenna feeder V Pol 120d.

상단 구조물 DELAZ_H는 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제1 차 신호를 생성하고 DELEL_H는 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제2 차 신호를 생성할 수 있다.The upper structure DELAZ_H may generate a first order signal that may calculate an angle error in the azimuth direction, and DELEL_H may generate a second order signal that may calculate an angle error in an elevation direction.

이렇게 생성된 제1 합 신호와 제1 차 신호, 제2 차 신호는 도파관 모노펄스 급전부 H 편파(130a)의 출력단자 H-OUT_a, H-OUT-b, H-OUT_c를 통해 신호처리 장치(미도시)에 입력될 수 있다.The first sum signal, the first order signal, and the second order signal are generated through the output terminals H-OUT_a, H-OUT-b, and H-OUT_c of the waveguide monopulse feed unit H polarization 130a. Not shown).

이때, 제1 차 신호와 제2 차 신호의 각도 오차는 제1 차 신호를 제1 합 신호로 나눈 값과 제2 차 신호를 제1 합 신호로 나눈 값으로 그 정도를 알 수 있다. 즉, 나눈 값이 클수록 각도 오차가 커지고 나눈 값이 작을수록 각도 오차가 작아진다.In this case, the angle error between the first order signal and the second order signal may be known as the value obtained by dividing the first order signal by the first sum signal and the second order signal by the first sum signal. That is, the larger the divided value, the larger the angle error, and the smaller the divided value, the smaller the angle error.

도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)에서, 하단 구조물 SUM_V는 제1 안테나 급전부 H Pol(120a), 제2 안테나 급전부 H Pol(120b), 제1 안테나 급전부 V Pol(120c), 제2 안테나 급전부 V Pol(120d)로부터 입력되는 모든 신호를 합산하여 제2 합 신호를 생성할 수 있다.In the waveguide monopulse feed part V polarization 130b, the bottom structure SUM_V is the first antenna feed part H Pol 120a, the second antenna feed part H Pol 120b, the first antenna feed part V Pol 120c, and the first structure. The second sum signal may be generated by summing all the signals input from the two antenna feeder V Pol 120d.

상단 구조물 DELAZ_V는 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제3 차 신호를 생성하고 DELEL_V는 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제4 차 신호를 생성할 수 있다.The upper structure DELAZ_V may generate a third order signal that may calculate an angle error in the azimuth direction, and DELEL_V may generate a fourth order signal that may calculate an angle error in an elevation direction.

이렇게 생성된 제2 합 신호와 제3 차 신호, 제4 차 신호는 도파관 모노펄스 급전부 V 편파(130b)의 출력단자 V-OUT_a, V-OUT-b, V-OUT_c를 통해 신호처리 장치(미도시)에 입력될 수 있다.The second sum signal, the third order signal, and the fourth order signal are generated through the output terminals V-OUT_a, V-OUT-b, and V-OUT_c of the waveguide monopulse feed part V polarization 130b. Not shown).

이때, 제3 차 신호와 제4 차 신호의 각도 오차는 제3 차 신호를 제2 합 신호로 나눈 값과 제4 차 신호를 제2 합 신호로 나눈 값으로 그 정도를 알 수 있다. 즉, 나눈 값이 클수록 각도 오차가 커지고 나눈 값이 작을수록 각도 오차가 작아진다.
In this case, the angle error between the third order signal and the fourth order signal may be determined by a value obtained by dividing the third order signal by the second sum signal and by dividing the fourth order signal by the second sum signal. That is, the larger the divided value, the larger the angle error, and the smaller the divided value, the smaller the angle error.

도파관 모노펄스 급전부(130)는 송신 신호를 입력받으면, 입력받은 송신 신호의 크기(power)를 1/4배로 감소시켜 크기가 감소된 송신 신호를 안테나 급전부(120)를 통해 이중편파 복사슬롯부(110)에 전달함으로써, 고출력 송신 신호를 송신할 수 있다.When the waveguide monopulse feed unit 130 receives the transmission signal, the power of the received transmission signal is reduced by a factor of one to four, and the dual polarized radiation slot is transmitted through the antenna feeder 120. By transmitting to the unit 110, a high power transmission signal can be transmitted.

도파관 모노펄스 급전부(130)는 수신 신호를 입력받으면, 입력받은 수신 신호의 크기를 4배로 증가시켜 크기가 증가된 수신 신호를 신호처리 수단에 전달할 수 있다.
When the waveguide monopulse feed unit 130 receives the received signal, the waveguide monopulse feed unit 130 may increase the size of the received received signal by four times and transmit the received signal having the increased size to the signal processing means.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방위각 방향의 방사 패턴을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고각 방향의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a radiation pattern in the azimuth direction according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a radiation pattern in the elevation direction according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나를 통해 출력되는 방위각 방향의 방사 패턴과 고각 방향의 방사 패턴은 모두가 동일 편파 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.4 to 5, it can be seen that both the radiation pattern in the azimuth direction and the radiation pattern in the high angle direction output through the Ka band dual polarization antenna of the hybrid structure according to the present invention exhibit the same polarization characteristics.

즉, 본 발명에 따른 하이브리드 구조의 ka 대역 이중편파 안테나에 의할 경우 기존의 이중편파 안테나보다 우수한 성능의 이중편파 기능을 구현할 수 있게 된다.
That is, the ka band dual polarization antenna of the hybrid structure according to the present invention can implement a dual polarization function having a superior performance than the conventional dual polarization antenna.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에 서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스 크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be realized in a general-purpose digital computer that can be created as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

이상에서 설명한 실시예들은 일 예로로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described above are just examples, and those skilled in the art may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

110: 이중편파 복사슬롯부
120: 안테나 급전부
130: 도파관 모노펄스 급전부110: dual polarization radiation slot
120: antenna feeder
130: waveguide monopulse feed section

Claims (13)

안테나의 전면에 형성되며, 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성 비공진 슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 슬롯 쌍이 적어도 하나 이상 형성되는 이중편파 복사슬롯부;
상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 이중편파 복사슬롯부에 연결되며 이중 편파 신호를 송수신하는 안테나 급전부; 및
상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 안테나 급전부에 연결되며, 송신하고자 하는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 1/4배로 감소시켜 전달하는 도파관 모노펄스 급전부;
를 포함하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.A dual polarization radiation slot unit formed on the front surface of the antenna and having at least one slot pair formed of an inductive non-resonant slot having a length shorter than the resonance length and a capacitive non-resonant slot having a length longer than the resonance length;
An antenna feeder formed on a rear surface of the antenna and connected to the dual polarized radiation slot and transmitting and receiving a dual polarized signal; And
A waveguide monopulse feed unit formed on a rear surface of the antenna and connected to the antenna feed unit, and reducing and transmitting the magnitudes of the two polarized signals to be transmitted by 1/4 times;
Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 이중편파 복사슬롯부는,
상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 미리 정해진 제1 복사방향으로 배열한 제1 복사배열군을 통해 제1 편파를 형성하며,
상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 상기 제1 복사방향과는 상기 제1 복사방향과 다른 제2 복사방향으로 배열한 제2 복사배열군을 통해 제2 편파를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method according to claim 1,
The dual polarized radiation slot unit,
Forming a first polarization through the first radiation array group in which the at least one slot pair is arranged in a first predetermined radiation direction,
And a second polarized wave formed through a second radiation array group in which the at least one or more slot pairs are arranged in a second radiation direction different from the first radiation direction from the first radiation direction. Dual polarized antennas. 제2 항에 있어서,
상기 이중편파 복사슬롯부는,
상기 제1 복사배열군과 상기 제2 복사배열군으로 이루어진 배열 쌍은 주기적으로 교차 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 2,
The dual polarized radiation slot unit,
And a pair of arrays of the first radiation array group and the second radiation array group are periodically arranged to cross each other. 제2 항에 있어서,
상기 제1 복사배열군의 제1 복사방향은 +45도 방향이고, 상기 제2 복사배열군의 제2 복사방향은 ??45도 방향인 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 2,
And a first radiation direction of the first radiation array group is a +45 degree direction, and a second radiation direction of the second radiation array group is a ?? 45 degree direction. 제1 항에 있어서,
상기 안테나 급전부는,
2개의 편파 신호 각각을 송신 또는 수신하도록 제1 안테나 급전부 H Pol, 제2 안테나 급전부 H Pol, 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 제2 안테나 급전부 V Pol로 구분되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method according to claim 1,
The antenna feeder,
And a first antenna feeder H Pol, a second antenna feeder H Pol, a first antenna feeder V Pol, and a second antenna feeder V Pol so as to transmit or receive each of the two polarized signals. Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure. 제5 항에 있어서,
상기 도파관 모노펄스 급전부는,
도파관 모노펄스 급전부 H 편파, 및 도파관 모노펄스 급전부 V 편파로 구분되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.6. The method of claim 5,
The waveguide monopulse feed unit,
A Ka-band dual polarized antenna having a hybrid structure, wherein the waveguide monopulse feed part H polarization and the waveguide monopulse feed part V polarization are formed separately. 제6 항에 있어서,
상기 제1 안테나 급전부 H Pol, 상기 제2 안테나 급전부 H Pol, 상기 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 상기 제2 안테나 급전부 V Pol 각각 하나의 출력단자가 상기 도파관 모노펄스 급전부 H 편파의 4개의 입력단자에 연결되고,
상기 제1 안테나 급전부 H Pol, 상기 제2 안테나 급전부 H Pol, 상기 제1 안테나 급전부 V Pol, 및 상기 제2 안테나 급전부 V Pol 각각 하나의 출력단자가 상기 도파관 모노펄스 급전부 V 편파의 4개의 입력단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 6,
One output terminal of each of the first antenna feed part H Pol, the second antenna feed part H Pol, the first antenna feed part V Pol, and the second antenna feed part V Pol is provided in the waveguide monopulse feed part H polarization. Connected to 4 inputs,
One output terminal of each of the first antenna feeder H Pol, the second antenna feeder H Pol, the first antenna feeder V Pol, and the second antenna feeder V Pol is provided in the waveguide monopulse feeder V polarization. Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure, characterized in that connected to four input terminals. 제6 항에 있어서,
상기 도파관 모노펄스 급전부 H 편파는 입력받은 모든 신호를 합산하여 제1 합 신호를 생성하고, 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제1 차 신호와 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제2 차 신호를 생성하며,
상기 도파관 모노펄스 급전부 V 편파는 입력받은 모든 신호를 합산하여 제2 합 신호를 생성하고, 상기 방위각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제3 차 신호와 상기 고각 방향의 각도 오차를 계산할 수 있는 제4 차 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 6,
The waveguide monopulse feed unit H polarization generates a first sum signal by summing all input signals, and a first difference signal for calculating an azimuth angle error and a second difference for calculating an angle error in an elevation direction. Generate a signal,
The waveguide monopulse feed unit V polarization is a sum of all input signals to generate a second sum signal, and a third order signal for calculating the angle error in the azimuth direction and the third error for calculating the angle error in the high angle direction. A Ka-band dual polarization antenna of a hybrid structure, characterized in that it generates a fourth order signal. 제1 항에 있어서,
상기 안테나 급전부와 상기 도파관 모노펄스 급전부는 동축 케이블로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method according to claim 1,
And the antenna feed part and the waveguide monopulse feed part are connected by a coaxial cable. 제1 항에 있어서,
상기 도파관 모노펄스 급전부는, 수신되는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 4배로 증가시켜 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method according to claim 1,
The waveguide monopulse feed unit is a Ka-band dual polarization antenna of a hybrid structure, characterized in that for transmitting the size of each of the two received polarization signal four times. 안테나의 전면에 형성되며, 공진 길이보다 짧은 길이의 유도성 비공진 슬롯과 공진 길이보다 긴 길이의 용량성 비공진 슬롯으로 이루어진 슬롯 쌍이 적어도 하나 이상 형성되는 이중편파 복사슬롯부; 및
상기 안테나의 후면에 형성되어 상기 이중편파 복사슬롯부에 연결되며, 송신하고자 하는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 1/4배로 감소시켜 전달하는 도파관 모노펄스 급전부;
를 포함하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.A dual polarization radiation slot unit formed on the front surface of the antenna and having at least one slot pair formed of an inductive non-resonant slot having a length shorter than the resonance length and a capacitive non-resonant slot having a length longer than the resonance length; And
A waveguide monopulse feed unit formed on a rear surface of the antenna and connected to the dual polarization radiation slot unit and configured to transmit and reduce the magnitude of two polarization signals to be transmitted by 1/4 times;
Ka band dual polarization antenna of a hybrid structure comprising a. 제11 항에 있어서,
상기 이중편파 복사슬롯부는,
상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 미리 정해진 제1 복사방향으로 배열한 제1 복사배열군을 통해 제1 편파를 형성하며,
상기 적어도 하나 이상의 슬롯 쌍을 상기 제1 복사방향과는 상기 제1 복사방향과 다른 제2 복사방향으로 배열한 제2 복사배열군을 통해 제2 편파를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 11, wherein
The dual polarized radiation slot unit,
Forming a first polarization through the first radiation array group in which the at least one slot pair is arranged in a first predetermined radiation direction,
And a second polarized wave formed through a second radiation array group in which the at least one or more slot pairs are arranged in a second radiation direction different from the first radiation direction from the first radiation direction. Dual polarized antennas. 제11 항에 있어서,
상기 도파관 모노펄스 급전부는, 수신되는 2개의 편파 신호의 크기를 각각 4배로 증가시켜 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구조의 Ka 대역 이중편파 안테나.The method of claim 11, wherein
The waveguide monopulse feed unit is a Ka-band dual polarization antenna of a hybrid structure, characterized in that for transmitting the size of each of the two received polarization signal four times.
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