KR101508074B1 - 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면 - Google Patents

링 패치를 이용한 주파수 선택 표면 Download PDF

Info

Publication number
KR101508074B1
KR101508074B1 KR20130164068A KR20130164068A KR101508074B1 KR 101508074 B1 KR101508074 B1 KR 101508074B1 KR 20130164068 A KR20130164068 A KR 20130164068A KR 20130164068 A KR20130164068 A KR 20130164068A KR 101508074 B1 KR101508074 B1 KR 101508074B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ring patch
dielectric plate
sub
ring
patch
Prior art date
Application number
KR20130164068A
Other languages
English (en)
Inventor
박재현
최학근
Original Assignee
단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
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 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단 filed Critical 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority to KR20130164068A priority Critical patent/KR101508074B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101508074B1 publication Critical patent/KR101508074B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/212—Frequency-selective devices, e.g. filters suppressing or attenuating harmonic frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20336—Comb or interdigital filters
    • H01P1/20345—Multilayer filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
    • H01P1/20381—Special shape resonators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

링 패치를 이용하여 선택적으로 전자파를 투과하거나 반사하는 주파수 선택 표면이 개시된다. 주파수 선택 표면은, 제1 유전체판와, 제1 유전체판과 평행하게 위치하는 제2 유전체판와, 제1 유전체판 및 제2 유전체판과 결합하고 제1 유전체판과 제2 유전체판 사이에 위치하는 중간 폼을 포함하되, 제1 유전체판과 제2 유전체판의 표면에 4가지 타입의 링 형태의 도체인 링 패치가 주기적으로 배열되는 것을 특징으로 한다. 따라서, C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호를 효과적으로 투과 또는 반사시킬 수 있다.

Description

링 패치를 이용한 주파수 선택 표면{FREQUENCY SELECTIVE SURFACE USING PATCH}
본 발명은 전자파 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 링 패치를 이용하여 선택적으로 전자파를 투과하거나 반사하는 주파수 선택 표면에 관한 것이다.
유전체 판상 위에 도체 또는 슬롯이 주기적으로 배열된 구조를 주파수 선택 표면(FSS: Frequency Selective Surface)이라 한다. FSS 구조는 일종의 공간 여파기로 특정 주파수만 투과시키거나 또는 반사시키는 특성을 갖는 전자기 구조라고 볼 수 있다.
일반적으로 FSS의 전자기적 특성은 기본 단위요소의 형상과 크기, 배열 주기 및 배열 형상에 따라 달라진다. 이러한 특성으로 인해 FSS는 주로 안테나의 레이돔 또는 반사판, 최근에는 마이크로파 공학 또는 광학분야에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대표적으로 국방분야에서는 대역 통과 필터 또는 대역 저지 필터로서 레이더파를 흡수 또는 반사할 수 있는 주파수 선택 구조를 이용한 RCS(Radar Cross Section) 감소 기술 등에 관련한 응용연구가 활발하게 이루어지고 있다.
또한, FSS 구조의 대역 통과 및 저지 특성을 이용하여 안테나의 지향성을 향상하기 위한 방법은 다수의 단일 안테나를 배열하는 어레이 안테나의 가장 큰 단점인 크고 복잡한 급전 구조와 이에 따른 큰 전력손실을 보완할 수 있다.
예를 들어, 도 1은 FSS 구조를 이용한 반사경 안테나(1)를 나타내는 개념도로, 도 1과 같이 반사경 안테나(1)(예: 파라볼라 반사기)와 급전 혼 안테나(미도시) 사이에 FSS구조를 두어 본래 초점 외에 가상의 초점을 얻어 독립된 안테나가 하나 더 있는 효과를 얻을 수 있다.
그러나 종래의 FSS 구조는 X/K 대역 신호와 C/Ku 대역 신호 등과 같은 4개의 주파수 대역의 신호를 선택적으로 투과 또는 반사시키는데 한계가 있다. 즉, 이를 위해서는 FSS를 필요한 주파수 대역에 따라 교체하는 것이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 4가지 대역의 신호를 선택적으로 투과 또는 반사시키는 주파수 선택 표면을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면은, 제1 유전체판와, 제1 유전체판과 평행하게 위치하는 제2 유전체판와, 제1 유전체판 및 제2 유전체판과 결합하고 제1 유전체판과 제2 유전체판 사이에 위치하는 중간 폼을 포함하되, 제1 유전체판과 제2 유전체판의 표면에 4가지 타입의 링 형태의 도체인 링 패치가 주기적으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 중간 폼은, 공기의 상대 유전율(relative dielectric constant)에 상응하는 상대 유전율을 가질 수 있다.
여기에서, 상기 링 패치는, 주파수 선택 표면을 구성하는 단위인 직육면체 형상의 단위셀의 정사각 평면의 중심에 위치하는 중심 링 패치를 기준으로 배치되는 9개의 서브 링 패치로 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 서브 링 패치는, 중심 링 패치의 중심과 동일한 중심에 위치하는 내부 링 패치와, 단위셀의 정사각 평면의 모서리에 중심을 두고 있는 제1 서브 링 패치와, 중심 링 패치의 상하좌우에 위치하고 단위셀의 정사각 평면의 경계선에 중심을 두고 있는 제2 서브 링 패치를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 링 패치는, 중심 링 패치, 내부 링 패치, 제1 서브 링 패치 및 제2 서브 링 패치로 갈수록 외부 반지름이 작아질 수 있다.
여기에서, 상기 중심 링 패치는, C 대역 신호를 투과시키고, X 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
여기에서, 상기 서브 링 패치는, Ku 대역 신호를 투과시키고, K 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
여기에서, 상기 링 패치는, 제1 유전체판과 제2 유전체판에 대칭적으로 배치될 수 있다.
여기에서, 상기 주파수 선택 표면은, 위성통신 시스템에 적용될 수 있다.
여기에서, 상기 링 패치는, 구리 또는 알루미늄을 재질로 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 주파수 선택 표면은, 중심 링 패치와 서브 링 패치의 외부 반지름을 적절히 조절하여 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호를 효과적으로 투과 또는 반사시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 주파수 선택 표면은 간단한 구조로 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호를 선택적으로 투과 또는 반사시킬 수 있으므로, 위성통신 시스템 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 FSS 구조를 이용한 반사경 안테나를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 상세도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 중심 링 패치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 중심 링 패치에 따른 C 및 X 대역 신호의 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 서브 링 패치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 서브 링 패치에 따른 Ku 및 K 대역 신호의 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 동일한 경우에 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 동일한 경우에 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 다른 경우에 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 다른 경우에 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 상세도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)의 일면을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 주파수 선택 표면(10)은 적어도 하나의 링 패치가 주기적 형태로 결합된 구조를 가질 수 있다.
도 2의 주파수 선택 표면(10)을 구성하는 단위인 단위셀(100)을 기준으로 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 주파수 선택 표면(10)을 구성하는 단위인 단위셀(100)을 나타낸다. 단위셀(100)은 직육면체 형상을 가질 수 있으며, 외부로 노출된 양 평면은 유전체로 구성될 수 있으며, 유전체의 사이에는 공기의 상대 유전율(relative dielectric constant)에 상응하는 상대 유전율을 가지는 중간 폼(130)이 위치할 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 유전체판(110)과 제2 유전체판(120)이 서로 평행하게 위치하고, 중간 폼(130)은 제1 유전체판(110)과 제2 유전체판(120)과 결합된 형태를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)은 두 개의 유전체판으로 구성된 이중층(Double Layer) 구조를 가질 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)은 이중 주파수 선택 표면(DFSS: Double Frequency Selective Surface)로 명명될 수 있다.
또한, 제1 유전체판(110)과 제2 유전체판(120)의 표면에는 4가지 타입의 링 형태의 도체인 링 패치가 배열될 수 있으며, 링 패치는 제1 유전체판(110)과 제2 유전체판(120)에 대칭적으로 배치될 수 있다. 여기서, 링 패치는 구리 또는 알루미늄와 같은 전도성 재질로 구성될 수 있다.
먼저, 중심 링 패치(141)는 단위셀(100)의 정사각 평면의 중심에 위치할 수 있다. 또한, 중심 링 패치(141)를 기준으로 9개의 서브 링 패치가 배치될 수 있으며, 각각의 링 패치들은 서로 겹치지 않도록 배치될 수 있다.
서브 링 패치는 내부 링 패치(143), 제1 서브 링 패치(145) 및 제2 서브 링 패치(147)로 구분될 수 있다.
내부 링 패치(143)는 중심 링 패치(141)의 내부에 위치할 수 있으며, 중심 링 패치(141)와 중심을 공유할 수 있다. 제1 서브 링 패치(145)는 단위셀(100)의 정사각 평면의 모서리에 중심을 두고 있을 수 있으며, 제2 서브 링 패치(147)는 중심 링 패치(141)의 상하좌우에 위치하고 단위셀(100)의 정사각 평면의 경계선에 중심을 둘 수 있다.
즉, 제1 서브 링 패치(145)와 제2 서브 링 패치(147)는 단위셀(100)의 정사각 평면의 중심을 기준으로 45도의 각도 차이를 두고 위치할 수 있다. 또한, 중심 링 패치(141)와 제2 서브 링 패치(147) 사이의 거리가 중심 링 패치(141)와 제1 서브 링 패치(145) 사이의 거리보다 가까울 수 있다.
도 3에 따른 단위셀(100)의 정사각 평면을 기준을 설명하면, 단위셀(100)의 일면에는 하나의 중심 링 패치(141)와 하나의 내부 링 패치(143)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 서브 링 패치(145)의 1/4 씩이 단위셀(100)의 정사각 평면의 모서리에 중심을 두고 배치될 수 있으며, 제2 서브 링 패치(147)의 1/2씩이 단위셀(100)의 정사각 평면의 경계선에 중심을 두고 배치될 수 있다. 따라서, 단위셀(100)의 일면은 하나의 제1 서브 링 패치(145)와 하나의 제2 서브 링 패치(147)를 포함하는 것으로 구성될 수 있다. 다만, 단위셀(100)은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)을 설명하기 위해 개념적으로 구획된 단위로 실제로 주파수 선택 표면(10)이 단위셀(100)을 단위로 하여 분할되는 것은 아니다.
예를 들어, 중심 링 패치(141)의 외부 반지름을 r1이라 하고, 내부 링 패치(143)의 외부 반지름을 r2라 할 수 있다. 또한, 제1 서브 링 패치(145)의 외부 반지름을 r3이라 하고, 제2 서브 링 패치(147)의 외부 반지름을 r4라 할 수 있다.
여기서, 중심 링 패치(141), 내부 링 패치(143), 제1 서브 링 패치(145) 및 제2 서브 링 패치(147)의 외부 반지름을 서로 각각 다를 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 중심 링 패치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 중심 링 패치에 따른 C 및 X 대역 신호의 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 4a를 참조하면, 외부 반지름이 r1인 중심 링 패치(141)는 단위셀(100)의 정사각 평면의 중심에 위치할 수 있다.
도 4b는 r1이 6.4mm 인 경우에 C 밴드 및 X 밴드 신호의 투과 손실(Transmission Loss)를 나타낸다. 도 4b를 참조하면, C 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, X 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 중심 링 패치(141)는 C 대역 신호를 투과시키고, X 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 서브 링 패치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 서브 링 패치에 따른 Ku 및 K 대역 신호의 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 외부 반지름이 각각 r2, r3 및 r4인 서브 링 패치들이 단위셀(100)의 정사각 평면에 위치할 수 있다.
도 5b는 r2 = r3 = r4 = 2.4mm인 경우에 Ku 밴드 및 K 밴드 신호의 투과 손실(Transmission Loss)를 나타낸다. 도 5b를 참조하면, Ku 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, K 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 서브 링 패치들은 Ku 대역 신호를 투과시키고, K 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 동일한 경우에 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 평면도이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 동일한 경우에 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
즉, 도 6a는 도 4a와 도 5b의 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치가 조합되어 배치된 주파수 선택 표면(10)의 단위셀(100)의 표면을 나타낸다.
예를 들어, 도 6a와 같이 중심 링 패치(141)의 외부 반지름이 6.4mm이고, 그 외의 서버 링 패치들의 외부 반지름이 2.4mm로 동일할 수 있다.
도 6b는 r1 = 6.4mm이고, r2 = r3 = r4 = 2.4mm인 경우에 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호의 투과 손실(Transmission Loss)를 나타낸다.
도 6b를 참조하면, C 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, X 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 중심 링 패치(141)는 C 대역 신호를 투과시키고, X 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
또한, Ku 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, K 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 서브 링 패치들은 Ku 대역 신호를 투과시키고, K 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
그러나, 도 6b를 도 5b와 비교하여 보면, K 밴드 대역에서 투과 손실이 불안정적으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치들 사이의 다중 공진(multi-resonance)이 발생하기 때문이다. 따라서, 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치의 외부 반지름을 적절히 조절하는 것이 필요하다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 다른 경우에 주파수 선택 표면의 단위셀을 설명하기 위한 평면도이고, 도 7b는 본 발명의 실시예에 따라 서브 링 패치의 반지름이 다른 경우에 투과 손실을 나타내는 그래프이다.
도 7a는 도 6a에 도시된 주파수 선택 표면(10)의 단위셀(100)에서 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치의 외부 반지름을 적절히 조절한 경우를 나타낸다.
예를 들어, 도 7a와 같이 중심 링 패치(141)의 외부 반지름(r1)이 5.7mm이고, 내부 링 패치(143)의 외부 반지름(r2)은 2.8mm이고, 제1 서브 링 패치(145)의 외부 반지름(r3)은 2.6mm이며, 제2 서브 링 패치(147)의 외부 반지름(r4)은 2.3mm로 조절할 수 있다.
도 6a와 비교하였을 때, 중심 링 패치(141)와 제2 서브 링 패치(147)의 외부 반지름을 줄였으며, 내부 링 패치(143)와 제1 서브 링 패치(145)의 외부 반지름을 늘렸다. 링 패치들의 외부 반지름을 조절함으로써, 중심 링 패치(141), 내부 링 패치(143), 제1 서브 링 패치(145) 및 제2 서브 링 패치(147)로 갈수록 외부 반지름이 작아지도록 할 수 있다. 즉, 링 패치들의 외부 반지름을 적절히 조절함으로써 각 링 패치들 사이의 간격이 적절히 유지될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 7a에 따른 주파수 선택 표면(10)의 단위셀(100)은 도 6a와 비교하여 중심 링 패치(141)와 내부 링 패치(143) 사이의 간격이 늘어났으며, 중심 링 패치(141)와 제2 서브 링 패치(147) 사이의 간격도 늘어났다. 그러나, 중심 링 패치(141)와 제1 서브 링 패치(145) 사이의 간격은 줄어들었다. 따라서, 도 7a에 따르면, 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치의 외부 반지름을 적절히 조절함으로써, 각각의 링 패치들 사이의 간격의 편차가 도 6a보다 작아지도록 할 수 있다.
도 7b는 r1 = 5.7mm, r2 = 2.8mm, r3 = 2.6mm 및 r4 = 2.3mm인 경우에 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호의 투과 손실(Transmission Loss)를 나타낸다.
도 7b를 참조하면, C 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, X 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 중심 링 패치(141)는 C 대역 신호를 투과시키고, X 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
또한, Ku 밴드 신호 대역에서는 전송 손실이 0 에 가까우나, K 밴드 신호 대역에서는 투과 손실이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 서브 링 패치들은 Ku 대역 신호를 투과시키고, K 대역 신호를 반사시킬 수 있다.
또한, 도 7b를 도 6b와 비교하여 보면, K 밴드 대역에서 투과 손실이 보다 안정적으로 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 중심 링 패치(141)와 서브 링 패치의 외부 반지름을 적절히 조절하여 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호를 효과적으로 투과 또는 반사시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면(10)은 간단한 구조로 C 밴드, X 밴드, Ku 밴드 및 K 밴드 신호를 선택적으로 투과 또는 반사시킬 수 있으므로, 위성통신 시스템 등에 효과적으로 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 주파수 선택 표면 100: 단위셀
110: 제1 유전체판 120: 제2 유전체판
130: 중간 폼 141: 중심 링 패치
143: 내부 링 패치 145: 제1 서브 링 패치
147: 제2 서브 링 패치

Claims (10)

  1. 제1 유전체판;
    상기 제1 유전체판과 평행하게 위치하는 제2 유전체판; 및
    상기 제1 유전체판 및 상기 제2 유전체판과 결합하고 상기 제1 유전체판과 상기 제2 유전체판 사이에 위치하는 중간 폼을 포함하되,
    상기 제1 유전체판과 상기 제2 유전체판의 표면에 도체인 링 패치가 배열되고,
    상기 링 패치는,
    주파수 선택 표면을 구성하는 단위인 직육면체의 형상의 단위셀의 정사각 평면의 중심에 위치하는 중심 링 패치를 기준으로 배치되는 9개의 서브링 패치로 구성되는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 폼은,
    공기의 상대 유전율(relative dielectric constant)에 상응하는 상대 유전율을 가지는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브 링 패치는,
    상기 중심 링 패치의 중심과 동일한 중심에 위치하는 내부 링 패치;
    상기 단위셀의 정사각 평면의 모서리에 중심을 두고 있는 제1 서브 링 패치; 및
    상기 중심 링 패치의 상하좌우에 위치하고 상기 단위셀의 정사각 평면의 경계선에 중심을 두고 있는 제2 서브 링 패치를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 링 패치는,
    상기 중심 링 패치, 상기 내부 링 패치, 상기 제1 서브 링 패치 및 상기 제2 서브 링 패치로 갈수록 외부 반지름이 작아지는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 중심 링 패치는,
    C 대역 신호를 투과시키고, X 대역 신호를 반사시키는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 서브 링 패치는,
    Ku 대역 신호를 투과시키고, K 대역 신호를 반사시키는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 패치는,
    상기 제1 유전체판과 상기 제2 유전체판에 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 주파수 선택 표면은,
    위성통신 시스템에 적용되는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 링 패치는,
    구리 또는 알루미늄을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면.
KR20130164068A 2013-12-26 2013-12-26 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면 KR101508074B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130164068A KR101508074B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130164068A KR101508074B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101508074B1 true KR101508074B1 (ko) 2015-04-07

Family

ID=53032279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130164068A KR101508074B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101508074B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803171A (zh) * 2019-11-14 2021-05-14 南京理工大学 采用小型化频率选择表面的电磁透镜
CN113131220A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 中国人民解放军国防科技大学 一种双频能量选择表面

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017865A (en) * 1975-11-10 1977-04-12 Rca Corporation Frequency selective reflector system
US5373302A (en) * 1992-06-24 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Double-loop frequency selective surfaces for multi frequency division multiplexing in a dual reflector antenna
KR20130004736A (ko) * 2011-07-04 2013-01-14 단국대학교 산학협력단 다중 주파수 대역용 주파수 선택 반사기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4017865A (en) * 1975-11-10 1977-04-12 Rca Corporation Frequency selective reflector system
US5373302A (en) * 1992-06-24 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Double-loop frequency selective surfaces for multi frequency division multiplexing in a dual reflector antenna
KR20130004736A (ko) * 2011-07-04 2013-01-14 단국대학교 산학협력단 다중 주파수 대역용 주파수 선택 반사기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.Ramaccia 외 1인, "Inductive Tri-Band Double Element FSS for Space Applications", Progress In Electromagnetics Research C, Vol-18, 페이지 87~101, 2011년. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112803171A (zh) * 2019-11-14 2021-05-14 南京理工大学 采用小型化频率选择表面的电磁透镜
CN113131220A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 中国人民解放军国防科技大学 一种双频能量选择表面
CN113131220B (zh) * 2021-04-16 2022-05-17 中国人民解放军国防科技大学 一种双频能量选择表面

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018230039A1 (ja) アンテナ装置
CN103187616B (zh) 圆极化天线
US11342682B2 (en) Frequency-selective reflector module and system
US9859618B2 (en) Ridged horn antenna having additional corrugation
US9716309B1 (en) Multifunctional, multi-beam circular BAVA array
US10374321B2 (en) Antenna device including parabolic-hyperbolic reflector
US10777897B2 (en) Antenna system and communication terminal
US20140225796A1 (en) Ultra-broadband offset cassegrain dichroic antenna system for bidirectional satellite signal communication
US11843183B2 (en) Multi-band antenna structure
US20190198989A1 (en) Antenna array assembly
CN114520418A (zh) 具有非对称辐射图案的双极化喇叭天线
Cao et al. Multi‐beam SIW leaky‐wave antenna with 2‐D beam scanning capability for millimeter‐wave radar applications
CN115693152B (zh) 天线去耦组件及天线
JP2015053660A (ja) アンテナ装置及び反射板配置方法
Brandão et al. FSS-based dual-band cassegrain parabolic antenna for RadarCom applications
US11588249B2 (en) Sidelobe suppression in multi-beam base station antennas
CN111052507A (zh) 一种天线及无线设备
EP3516738B1 (en) Antenna device including parabolic-hyperbolic reflector
KR101508074B1 (ko) 링 패치를 이용한 주파수 선택 표면
EP2768076A1 (en) Ultra-broadband offset cassegrain dichroic antenna system for bidirectional satellite signal communication
CN113764871A (zh) 低剖面双频段双极化共口径共形相控阵天线
CN109273828A (zh) 一种小型化宽频矩形赋形阵列天线
US10873130B2 (en) Phased array antenna system and mobile terminal using same
CN110959226B (zh) 一种馈源装置、双频微波天线及双频天线设备
CN107845854B (zh) 复合天线

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190108

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 6