KR101246367B1 - 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나 - Google Patents

자동 주파수 가변 빔 조향 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR101246367B1
KR101246367B1 KR1020110034228A KR20110034228A KR101246367B1 KR 101246367 B1 KR101246367 B1 KR 101246367B1 KR 1020110034228 A KR1020110034228 A KR 1020110034228A KR 20110034228 A KR20110034228 A KR 20110034228A KR 101246367 B1 KR101246367 B1 KR 101246367B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
modules
module
antenna
synthesizer
Prior art date
Application number
KR1020110034228A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120116657A (ko
Inventor
이돈신
이승호
Original Assignee
이승호
이돈신
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이승호, 이돈신 filed Critical 이승호
Priority to KR1020110034228A priority Critical patent/KR101246367B1/ko
Publication of KR20120116657A publication Critical patent/KR20120116657A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101246367B1 publication Critical patent/KR101246367B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • H01Q3/2629—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit
    • H01Q3/2635—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit the auxiliary unit being composed of a plurality of antennas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H01Q21/293—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic one unit or more being an array of identical aerial elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 적이 발사한 포탄의 궤도를 탐지하여 발사위치를 신속하게 탐색하는 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 안테나는 전방향 보조 안테나; 광대역 복사소자들이 k개 수직으로 배열된 수직 복사소자 어레이 모듈이 수평으로 n개 배열된 n×k 복사소자 어레이; n개의 수직 복사소자 어레이모듈에 각각 연결되어 송신신호를 상기 n×k 복사소자 어레이에 급전하고 반사신호를 수신받아 출력하는 n개의 RF모듈; 기준 주파수(f0)를 중심으로 소정 주파수 범위(fL~fH)의 소인신호를 n개의 RF모듈에 분배하여 급전하기 위한 분배수단; n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 좌측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 좌측 합성기; n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 우측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 우측 합성기; 및 상기 좌측 합성기의 신호와 상기 우측 합성기의 신호 입력받아 합과 차신호를 생성하는 하이브리드로 구성되어 앙각 주파수 가변 빔 조향하고, 방위각 위상변위하여 차신호로 정밀 방위각 빔조향하는 안테나이다.

Description

자동 주파수 가변 빔 조향 안테나{ FREQUENCY SWEEPING AND BEAM STEERING ANTENNA }
본 발명은 탐지 레이더용 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적이 발사한 포탄의 궤도를 탐지하여 발사위치를 신속하게 탐색하는 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, 레이더(RADAR)는 무선탐지와 거리측정(RAdio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 3cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치이다.
레이더 중 군사용으로 사용되는 탐지 레이더는 적을 찾아내기 위한 레이더로서, 통상 회전하면서 전방위를 담당하며 표적에 전파를 발사하여 반사되어 되돌아온 반사파를 수신함으로써 표적과의 거리와 방향 등을 알아내게 된다.
한편, 전투시 적이 발사한 포탄의 궤도를 탐지하여 발사 위치를 탐색하기 위한 레이더를 '대포병 레이더'라고 하는데, 대포병 레이더의 일종인 '아서(ARTHUR)'는 포탄의 비행궤적을 추적함으로써 적대세력의 포병 위치를 탐색한다. 원형(Original) 아서(ARTHUR)는 15~20Km 거리에서 적의 야포를 탐지할 수 있다.
종래의 대포병 레이더에 사용되는 안테나는 앙각으로 약 6°범위만 탐지하여 고앙각 궤도를 탐지할 수 없어서 적의 발사점의 위치를 정확하게 탐지하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 주파수를 가변하여 수직방향으로 앙각 35°이상을 탐지하고 광대역 위상 변위기를 이용하여 수평방향으로 방위각 60°이상을 탐지할 수 있는 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안테나는 전방향 보조 안테나(AUX 안테나); 광대역 복사소자들이 k개 수직으로 배열된 수직 복사소자 어레이 모듈이 수평으로 n개 배열된 n×k 복사소자 어레이; n개의 수직 복사소자 어레이모듈에 각각 연결되어 송신신호를 상기 n×k 복사소자 어레이에 급전하고 반사신호를 수신받아 출력하는 n개의 RF모듈; 기준 주파수(f0)를 중심으로 소정 주파수 범위(fL~fH)의 소인신호를 n개의 RF모듈에 분배하여 급전하기 위한 분배수단; n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 좌측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 좌측 합성기; n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 우측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 우측 합성기; 및 상기 좌측 합성기의 신호와 상기 우측 합성기의 신호와 상기 보조 안테나의 신호를 입력받아 합과 차신호를 생성하는 하이브리드로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 수직 복사소자 어레이 모듈은 k개의 광대역 복사소자가 수직으로 배열되어 있고, PCB기판에 형성된 주급전선 스트립 라인과 분기선을 통해 상기 RF모듈과 연결되어 상기 RF모듈의 송신신호를 상기 광대역 복사소자로 복사하고, 상기 광대역 복사소자의 수신신호를 상기 RF모듈로 전달하고, 상기 RF모듈은 송신신호와 수신신호를 고속으로 절체하기 위한 고속 절체기와, 수평방향(방위각)으로 빔을 조향하기 위한 광대역 위상변위기와, 송신신호를 고출력으로 증폭하기 위한 광대역 고출력 증폭기와, 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 광대역 서큘레이터와, 수신신호를 저잡음으로 증폭하기 위한 광대역 저잡음증폭기로 구성되어 기준 주파수(f0)를 중심으로 소정 주파수 범위(fL~fH)의 소인신호로 수직 방향으로 빔을 조향하고, 상기 광대역 위상변위기로 수평방향으로 빔을 조형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 빔 조향 안테나는 다수의 복사기 수직으로 배열된 수직 복사기 모듈을 수평방향으로 다수개 배열하여 복사기 어레이를 형성한 후 주파수를 가변하여 수직방향으로 앙각 범위 35°이상을 탐지하고 광대역 위상 변위기를 이용하여 수평방향으로 방위각 범위 60°이상을 탐지할 수 있는 고성능의 탐지 레이더를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나가 차량에 탑재된 상태를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 입체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 계통도,
도 6은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나 광대역 복사소자의 측면도,
도 7은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나 광대역 복사소자의 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나 광대역 복사소자의 제1 실시예,
도 9는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나 광대역 복사소자의 제2 실시예,
도 10은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나 광대역 복사소자의 제3 실시예,
도 11은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 수직 복사각 설명을 위한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 수평 복사각 설명을 위한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 차량 탑재 상태를 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 빔 조향 안테나(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이동체 차량(10)의 유압기계장치함(20) 위에 힌지(24)로 설치되어 유압 실린더(22)의 작동에 따라 안테나(100)를 세우거나 눕힐 수 있도록 되어 있고, 차량(10)의 후미에는 셀터(30)를 설치하고 케이블 덕트(40)를 거쳐 안테나(100)와 셀터(30)를 케이블로 연결한 후 셀터(30)의 내부 콘솔에서 안테나(100)를 운영 및 감시하며 안테나 및 통신장비 등에 전원을 공급하도록 되어 있다. 안테나 함체(102) 안에는 복사기 어레이 모듈(110)과 RF모듈(120)이 설치되어 있으며, 송수신장치함(104)에는 송수신장치 및 통신장비가 내장되어 있으며, 개폐문(104a)을 통해 내부의 장비를 수리할 수 있도록 되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 입체 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 정면도이다.
본 발명에 따른 빔 조향 안테나(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 측면과 후면에 전파 흡수체(103)가 부착되어 있는 안테나 함체(102)와, 안테나 함체(102)에 내장되어 있는 n개의 수직 복사소자 어레이 모듈(110-1~110-n)과, 각 수직 복사소자 어레이 모듈(110-1~110-n)에 연결되어 있는 n개의 RF모듈(120-1~120-n)과, 보조 안테나(130)로 이루어지고, 안테나 함체(102)의 하부 송수신장치함(104)에는 송수신장치가 설치되어 있다. 이러한 본 발명의 안테나(100)는 유압기계장치함(20) 위에 힌지(24)와 유압 실린더(22)를 통해 설치되어 있으며, 미도시된 유압 컴프레셔로 유압 실린더(22)를 제어하여 안테나(100)를 세우거나 눕힐 수 있도록 되어 있다.
또한 고출력으로 광대역 주파수 가변 운영시 타 통신에 간섭 영향을 제거하기 위해서 안테나 함체(102)의 내부 후면과 측면에 전파 흡수체(103)를 부착하고, 안테나 함체(102)의 상부에 보조(AUX) 안테나(130)를 설치하여 복사빔의 사이드 로브를 줄일 수 있게 하였다.
그리고 하나의 수직 복사소자 어레이 모듈(110)은 k개의 광대역 복사소자(111-1~111-k)가 수직으로 배열되어 있고, PCB기판(114)에 형성된 주급전선 스트립 라인(113)과 분기선(115)을 통해 RF모듈(120-1~120-n)과 연결되어 RF모듈(120-1~120-n)의 송신신호를 복사소자(111-1~111-k)로 복사하고, 복사소자(111-1~111-k)의 수신신호를 RF모듈(120-1~120-n)로 전달한다.
이와 같이 본 발명의 안테나(100)는 PCB기판(114) 위에 주급전선(113)과 여러개 분기선(115)과 광대역 복사소자(111-1~111-k)에 결합기(112)로 결합하여 진행파형 안테나를 구성하고, 각 수직 복사소자 어레이모듈(110-1~110-n)의 후면 아래에 RF모듈(120-1~120-n)들을 부착하였다. 그리고 안테나 함체(102)의 정면에는 저손실 절연체판(101)을 부착하여 방습처리하였고, 안테나 함체(102)의 측면과 후면에는 전파흡수체(103)를 부착하여 타통신에 대한 간섭과 장애를 방지하였다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나의 계통도이다.
본 발명에 따른 빔 조향 안테나(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, k개의 광대역 복사소자(111-1~111-k)가 수직으로 배열된 수직 복사소자 어레이 모듈(110-1~110-n)이 수평으로 n개 배열되어 전체 복사소자들이 n×k 배열을 이루고 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에서는 복사소자(111-1~111-k)가 수직으로는 60소자 이상 배열되고, 수평으로는 40소자 이상 배열되어 40 x 60 어레이를 형성할 수 있다.
각 수직 복사소자 어레이 모듈(110-1~110-n)에 스트립 라인을 통해 연결된 광대역 RF모듈(120-1~120-n)은 도 5에 도시된 바와 같이, 송신신호와 수신신호를 고속으로 절체하기 위한 고속 절체기(121)와, 광대역 위상변위기(122), 송신신호를 고출력으로 증폭하기 위한 광대역 고출력 증폭기(HPA:123), 송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 광대역 서큘레이터(124), 리미터(125), 수신신호를 저잡음으로 증폭하기 위한 광대역 저잡음증폭기(LNA:126)로 구성된다.
그리고 각 광대역 RF모듈(120-1~120-n)은 하나의 송신신호를 좌,우 2로 분배하기 위한 제1 광대역 송신분배기(142)와, 입력된 좌측 송신신호를 좌측의 각 RF모듈로 분배하기 위한 좌측 제2 광대역 송신분배기(144-1)와, 입력된 우측 송신신호를 우측의 각 RF모듈로 분배하기 위한 우측 제2 광대역 송신분배기(144-2)로부터 송신신호를 입력받고, 좌측의 각 RF모듈의 수신출력은 좌측 광대역 수신 합성기(146-1)에서 하나의 수신신호로 합성되어 하이브리드(148)로 출력되고, 우측의 각 RF모듈의 수신출력은 우측 광대역 수신 합성기(146-2)에서 하나의 수신신호로 합성되어 하이브리드(148)로 출력된다. 그리고 하이브리드(148)는 좌측 합성기(146-1)의 수신신호와 우측 합성기(146-2)의 수신신호를 입력받아 차(△)신호를 출력하고, 좌측 합성기(146-1)의 신호와 우측 합성기(146-2)의 합(∑)신호를 출력한다. 위의 각각의 모듈들이 광대역 특성을 갖도록 하기 위하여 단일개로 할 경우 밴드폭 불만족시에는 여러 밴드로 병렬 구성할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 빔 조향 안테나의 동작을 송신시와 수신신로 구분하여 설명하면 다음과 같다.
[송신동작]
송수신장치함(104)에 위치한 소인(sweep)신호 발진기(도시 생략함)로부터 주파수 가변 범위가 3GHz(fL) ~ 6GHz(fH)인 소인신호가 제1 송신분배기(142)로 입력되어 좌측 송신신호와 우측 송신신호로 분배된다. 좌,우 송신신호는 각각의 제2 송신 분배기(144-1,144-2)에서 분배된 후 각각의 RF모듈(120-1~120-n)로 입력된다.
송신시에는 고속 절체기(121)가 송신측으로 연결되므로, 각 RF모듈(120-1~120-n)로 입력된 송신(TX)신호는 고속 절체기(121)를 통과한 후 광대역(3~6GHz) 위상변위기(122)와 광대역(3~6GHz) 고출력증폭기(HPA:123)를 거친 후 광대역 써큘레이터(124)를 통과하여 광대역 수직 복사소자(111-1~111-k)에 급전된다. 이때 고속 절체기(121)는 RF 송신 펄스 때만 스위치가 송신(TX)점에 접속되고, 펄스 전력이 오프되면 즉시 수신(RX) 접점으로 접속된다.
[수신동작]
각 광대역 복사소자(111-1~111-k)들에서 수신된 신호는 써큘레이터(124)와 리미터(125)를 거쳐서 저잡음증폭기(126)에서 증폭된 후 고속 절체기(121)의 수신접점을 거쳐 위상변위기(121)를 통해 좌,우 수신 합성기(146-1,146-2)로 출력된다. 즉, 수신시에는 고속 절체기(121)는 송신펄스 전력이 오프되면 즉시 수신점에 접속되어 수신신호를 좌,우 수신 합성기(146-1,146-2)로 전달하고, 좌,우 수신 합성기(146-1,146-2)는 각 RF모듈(120-1~120-n)로부터 수신된 신호를 합성하여 하이브리드(148)로 출력한다. 하이브리드(148)는 좌,우 수신 합성기의 수신신호를 처리하여 합(∑)신호와 차(△)신호를 출력하고, 이에 따라 적이 포를 발사한 위치를 정밀하게 탐지할 수 있다. 차(△)신호는 합(∑)신호보다 더 정밀하게 방향각을 감지할 수 있게, 최소 차신호를 이용 전시기에서 신호처리한다.
도 6은 본 발명에 따른 광대역 복사소자의 측면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 광대역 복사소자의 단면도이다.
본 발명에 따른 안테나의 광대역 복사소자(111-1~111-k)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 운용 주파수의 중심 주파수(f0)의 1 파장 간격으로 수직으로 배열되고, 방향성 결합기(112)를 통해 종단되어 있으며, 2개의 도체판(116a,116b) 사이에 허니컴, 폼, 우레탄(117) 등으로 지지되는 PCB기판(114)에 형성된 주급전 스트립라인(113)과 분기선(115)을 통해 급전된다. 경우에 따라서는 분기선을 임피던스 변성기 사용하여 주급전선에 직접 연결하여 구성할 수도 있다.
이러한 광대역 복사소자(111-1~111-k)는 다양한 형상으로 구현될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 A형의 제 1 실시예와, B형의 제 2 실시예, C형의 제 3 실시예에 대해서만 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 광대역 복사소자의 제1 실시예이고, 도 9는 본 발명에 따른 광대역 복사소자의 제2 실시예이며, 도 10은 본 발명에 따른 광대역 복사소자의 제3 실시예이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 A형 복사소자(111)는 도 8에 도시된 바와 같이, 도체판이 완만한 곡선형태로 이루어지고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 B형 복사소자(211)는 도 9에 도시된 바와 같이, 도체판이 사각형 형태로 이루어지며, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 C형 복사소자(311)는 도 10에 도시된 바와 같이, 도체판이 완만한 삼각선 형태로 이루어진다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 수직 복사소자 모듈(110-1~110-n)에 사용되는 복사소자(111-1~111-k)는 3GHz 내지 6GHz의 광대역 복사소자로서, A형, B형, C형 등 다양한 형태가 사용될 수 있다. 복사소자(111,211,311), 주급전선(113), 분기선(115) 등은 생산품질의 균등을 위해서 PCB기판(114)에 인쇄하여 구성하고, 약 10mm 간격으로 유전율 1에 가까운 허니컴 또는 발포성 수지를 사용하여 유전체 손실을 대폭 줄인다.
도 11은 본 발명에 따른 안테나의 수직 복사각 설명을 위한 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 안테나의 수평 복사각 설명을 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 수직 복사소자(111-1~111-k) 간격을 f0(4 GHz) 파장에 고정해 놓고, 운영 주파수를 fL(3GHz)로 변화하면 제1 복사소자(111-1)와, 제2 복사소자(111-2) 보다 앞 L 위치에서 동위상이 되어 제1 복사소자(111-1)의 위치와 제2 복사소자(111-2)의 위치에 L을 더한 선상에 수평에서 하향으로 α(-18°)도 아래로 복사하게 된다.
또한 운영 주파수를 fH(6GHz)로 변화시키면 제2 복사소자(111-2)보다 제1 복사소자(111-1)의 전방 H점에서 동위상이 되어 제2 복사소자(111-2)의 위치와 제1 복사소자(111-1)의 위치에 H점을 더한 선상에서 직각으로 β(+18°) 상향으로 복사하여 ±18° 즉, 36° 앙각변화를 가능하게 한다. 다시 말해서 3GHz-6GHz로 주파수를 가변하면 4GHz에서 수평방향되게 4 GHz의 1 파장 간격으로 복사소자(111-1~111-k)를 배치한 후 -18°에서 +18°의 앙각변화를 가능하게 하여 전체적으로 36°의 앙각을 가변할 수 있게 된다.
그리고 도 12를 참조하면, 수평 방위각은 수직 복사소자 어레이 모듈(110-1~110-n)의 하단에 부착한 RF모듈(120-1~120-n) 중 광대역 위상변위기(122)에 위상변위를 순차적으로 제1 어레이모듈(110-1)에서 Q1선 되게 위상변위하면 P1방향 즉, 바른쪽 방향으로 빔 조향되고 제n 어레이모듈(110-n)에서 Q2 선 되게 위상 변위하면 P2방향(왼쪽방향)으로 빔 조향되게 하여 ±30°까지 약 60°방향 복사가능하게 된다. 위 설명은 하나의 예에 불과하며, 앙각을 36° 이상, 방위각을 60° 이상으로 가변할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10: 차량 20: 유압기계장치함
22: 유압실린더 24: 힌지
30: 셀터 100: 빔 조향 안테나
101: 전면판 102: 안테나 함체
103: 전파흡수체 104: 송수신기함
110-1~110-n: 수직 복사소자 어레이모듈
111-1~111-k: 광대역 복사소자 112: 결합기
113: 주급전 스트립라인 114: PCB기판
115: 분기선 116a,116b: 도체판
117: 허니컴 120-1~120-n: RF모듈
121: 고속 절체기 122: 광대역 위상변위기
123: 광대역 고출력증폭기(HPA) 124: 광대역 써큘레이터
125: 리미터 126: 광대역 저잡음증폭기(LNA)
130: 보조 안테나 142: 제1 광대역 송신 분배기
144-1,144-2: 제2 광대역 송신 분배기
146-1,146-2: 광대역 수신 합성기
148: 광대역 하이브리드

Claims (5)

  1. 전방향 보조 안테나;
    광대역 복사소자들이 k개 수직으로 배열된 수직 복사소자 어레이 모듈이 수평으로 n개 배열된 n×k 복사소자 어레이;
    n개의 수직 복사소자 어레이모듈에 각각 연결되어 송신신호를 상기 n×k 복사소자 어레이에 급전하고 반사신호를 수신받아 출력하는 n개의 RF모듈;
    기준 주파수(f0)를 중심으로 소정 주파수 범위(fL~fH)의 소인신호를 n개의 RF모듈에 분배하여 급전하기 위한 분배수단;
    n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 좌측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 좌측 합성기;
    n개의 RF모듈을 좌,우 동수로 구분하여 우측 RF모듈의 수신신호를 합성하기 위한 우측 합성기; 및
    상기 좌측 합성기의 신호와 상기 우측 합성기의 신호와 상기 보조 안테나의 신호를 입력받아 합과 차신호를 생성하는 하이브리드로 구성되고,
    상기 수직 복사소자 어레이 모듈은
    k개의 광대역 복사소자가 수직으로 배열되어 있고, PCB기판에 형성된 주급전선 스트립 라인과 분기선을 통해 상기 RF모듈과 연결되어 상기 RF모듈의 송신신호를 상기 광대역 복사소자로 복사하고, 상기 광대역 복사소자의 수신신호를 상기 RF모듈로 전달하는 것이고,
    상기 RF모듈은
    송신신호와 수신신호를 고속으로 절체하기 위한 고속 절체기와,
    수평방향(방위각)으로 빔을 조향하기 위한 광대역 위상변위기와,
    송신신호를 고출력으로 증폭하기 위한 고출력 증폭기와,
    송신신호와 수신신호를 분리하기 위한 서큘레이터와,
    수신신호를 저잡음으로 증폭하기 위한 저잡음증폭기로 구성되어
    기준 주파수(f0)를 중심으로 소정 주파수 범위(fL~fH)의 소인신호로 수직 방향으로 빔을 조향하고, 상기 광대역 위상변위기로 수평방향으로 빔을 조형하는 것이며,
    이동체 차량의 유압기계장치함 위에 힌지로 설치되어 유압 실린더의 작동에 따라 안테나를 세우거나 눕힐 수 있도록 되어 있고, 이동체 차량의 후미에는 셀터를 설치하여 셀터의 내부 콘솔에서 안테나를 운영 및 감시하며 안테나 및 통신장비 에 전원을 공급하도록 되어
    수직 앙각 자동 주파수 가변 빔 조향하고 위상변위기 위상 가변하여 방위각 가변 빔조향하는 것을 특징으로 하는 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020110034228A 2011-04-13 2011-04-13 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나 KR101246367B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110034228A KR101246367B1 (ko) 2011-04-13 2011-04-13 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110034228A KR101246367B1 (ko) 2011-04-13 2011-04-13 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120116657A KR20120116657A (ko) 2012-10-23
KR101246367B1 true KR101246367B1 (ko) 2013-03-21

Family

ID=47284872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110034228A KR101246367B1 (ko) 2011-04-13 2011-04-13 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101246367B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102452455B1 (ko) * 2017-07-27 2022-10-11 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치의 제어 방법
KR20210036322A (ko) * 2021-03-19 2021-04-02 주식회사 산엔지니어링 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080086714A (ko) * 2007-03-23 2008-09-26 (주)하이게인안테나 저고도 레이더 안테나

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080086714A (ko) * 2007-03-23 2008-09-26 (주)하이게인안테나 저고도 레이더 안테나

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120116657A (ko) 2012-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100871432B1 (ko) 저고도 레이더 안테나
US10224629B2 (en) Systems and methods for ultra-ultra-wide band AESA
KR20170025764A (ko) 레이더 모듈 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치
KR102033311B1 (ko) 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법
EP3446364B1 (en) A leaky-wave slotted microstrip antenna
US11041938B2 (en) Radar apparatus
WO2021169926A1 (zh) 一种天线以及雷达系统
US6653984B2 (en) Electronically scanned dielectric covered continuous slot antenna conformal to the cone for dual mode seeker
KR101246367B1 (ko) 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나
US10074910B1 (en) Switchable X band communication panel
KR101246366B1 (ko) 자동 주파수 가변 빔 조향 안테나
Knott Design of a printed dipole antenna array for a passive radar system
Knott et al. Design of a disc-cone antenna for passive radar in the DVB-T frequency range
CA2871181C (en) Miniature horn interrogator antenna with internal sum/difference combiner
EP3780274B1 (en) An array antenna arrangement
CN114069216A (zh) 圆极化天线和定位终端
CN104518279A (zh) 双向天线、无线接入点和列车控制系统
US5673052A (en) Near-field focused antenna
US11437731B2 (en) Method and apparatus for a passive radiating and feed structure
KR200400141Y1 (ko) 저고도 능동형 레이더 안테나
CN215497096U (zh) 一种车载卫星通信天线阵列
US20220131278A1 (en) Broadband planar array antenna
KR101775516B1 (ko) Crpa 배열 안테나
Singh et al. Design of 2X2 EMCP Fed Microstrip Patch Array For Altimeter Payload on Space Re-Entry Vehicle
CN113285244A (zh) 一种车载卫星通信天线阵列

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee