KR101603779B1 - Apparatus and method for simulating performance of conformal antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안테나 방사체 및 안테나 기판을 고려하여 적은 자원으로 안테나 성능을 시뮬레이션할 수 있는, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for simulating the performance of a conformal antenna, and more particularly, to an apparatus and method for simulating performance of a conformal antenna capable of simulating antenna performance with a small amount of resources considering an antenna radiator and an antenna substrate. will be.
최근, 특정 모양의 단위 셀이 배열적으로 배열된 구조가 배열안테나, 주파수 선택적 레이돔, 메타물질 등 마이크로파 및 안테나 공학의 다양한 응용분야에 적용되고 있다. 배열 구조가 적용되는 분야로서 대표적으로 위상 배열 안테나, FSS(Frequency Selective Suface), AMC(Artificial Magnetic Conductor), EBG(Electromagnetic Band Gap) 등이 있다. 레이더 시스템에 적용하기 위한 위상 배열 안테나에 대한 수요가 증가하고 있다.Recently, a structure in which unit cells of a specific shape are arrayed is applied to various applications of microwave and antenna engineering such as array antenna, frequency selective radome, and metamaterial. An array structure is applied to a phase array antenna, an FSS (Frequency Selective Suface), an AMC (Artificial Magnetic Conductor), and an EBG (Electromagnetic Band Gap). There is a growing demand for phased array antennas for radar systems.
배열 구조를 이용하기 위해서는 배열 구조의 정확한 산란 특성을 효율적으로 얻어내는 것이 중요하다. 실제로 설계하고 제작하는 것은 유한한 배열 구조이지만, 유한한 배열 구조 전체를 해석하기 위해서는 많은 시간과 자원이 있어야 한다. 이에 따라, 이러한 배열 구조를 갖는 위상 배열 안테나의 성능을 예측할 수 있는 시뮬레이션 기법이 필요하다.In order to use the array structure, it is important to efficiently obtain the accurate scattering characteristics of the array structure. The actual design and fabrication is a finite array structure, but it takes a lot of time and resources to interpret the entire finite array structure. Accordingly, there is a need for a simulation technique that can predict the performance of a phased array antenna having such an array structure.
위상 배열 안테나 중에서 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나에 대해서는 정확한 해석이나 성능 시뮬레이션이 이루어지고 있지 않다. 즉, 곡면 형상의 위상 배열 안테나의 해석에 적합한 기법이 절실히 필요한 상황이다. 그래서 곡면 형상의 위상 배열 안테나를 실제로 설계하고 제작하는 데 어려움이 있다.Among the phased array antennas, there is no accurate analysis or performance simulation for a phased array antenna having a curved shape. That is, a technique suitable for the analysis of a curved phased array antenna is desperately needed. Therefore, it is difficult to actually design and manufacture a curved phase array antenna.
한편, 위상 배열 안테나를 해석하는 종래의 기법에는 부피 적분 방정식(Volume integral equation)을 이용한 위상 배열 안테나의 해석 기법이 있다. 또한, 종래의 기법에는 모드 매칭(Mode matching)을 이용한 위상 배열 안테나의 해석 기법이 있다. Meanwhile, a conventional technique for analyzing a phased array antenna includes a phased array antenna analysis method using a volume integral equation. Also, there is a conventional technique for analyzing a phased array antenna using mode matching.
이러한 종래의 기법들은 시뮬레이션을 하기 위해 필요한 자원이 매우 많이 필요하다. 예를 들면, 필요한 자원은 컴퓨터 메모리, 계산 시간 등이 포함될 수 있다.These conventional techniques require a great deal of resources required for the simulation. For example, the required resources may include computer memory, computation time, and the like.
또한, 이러한 종래의 기법들이 적용되고 시뮬레이션 가능한 안테나의 형상은 제한적이다. 즉, 임의의 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나에 대한 성능 시뮬레이션이 수행되지 못하고 있는 상황이다.In addition, these conventional techniques are applied and the shape of the simulatable antenna is limited. That is, the performance simulation for a phased array antenna having an arbitrary curved surface shape is not performed.
본 명세서의 실시 예들은 안테나의 형상 정보를 입력받고 안테나 방사체 및 안테나 기판을 고려하여 적은 자원으로 안테나 성능을 시뮬레이션할 수 있는, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for simulating performance of a conformal antenna that can receive shape information of an antenna and simulate antenna performance with a small amount of resources considering an antenna radiator and an antenna substrate.
본 명세서의 실시 예들은 일반적으로 두께가 있는 사면체와 같은 구조를 가지는 안테나의 기판을 두께가 없는 평면으로 근사화하고 그 근사화된 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션함으로써, 위상 배열 안테나의 성능을 적은 자원으로 용이하게 예측할 수 있는, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention generally approximate a substrate of an antenna having a structure such as a tetrahedron having a thickness to a plane without thickness and simulate the electromagnetic characteristics of the approximated antenna substrate, And to provide an apparatus and method for simulating the performance of a conformal antenna that can be easily predicted.
본 명세서의 실시 예들은 안테나 형상에 대해서 삼각형으로 이루어진 모델을 이용하여 안테나 성능을 시뮬레이션함으로써, 임의의 곡면 형상을 가지는 안테나 성능을 용이하게 예측할 수 있는, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for simulating performance of a conformal antenna that can easily predict an antenna performance having an arbitrary curved surface shape by simulating antenna performance using a triangular model for an antenna shape do.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 안테나의 형상 정보를 입력받고, 상기 입력된 안테나의 형상 정보를 삼각형 모델로 변환하는 안테나 형상 입력부; 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 안테나 방사체 해석부; 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 안테나 기판 해석부; 및 상기 안테나 방사체 해석부 및 안테나 기판 해석부에서 각각 계산된 표면 전류들로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출하는 방사 패턴 산출부를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치가 제공될 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an antenna device comprising: an antenna shape input unit receiving shape information of an antenna and converting shape information of the input antenna into a triangle model; An antenna radiator for simulating the electromagnetic wave characteristics of the radiator of the antenna based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating the surface current induced in the radiator of the antenna by using electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator, An analyzing unit; An antenna substrate simulation that simulates the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model and calculates the surface current induced on the substrate of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna substrate part; And a radiation pattern calculation unit for calculating a radiation pattern of the antenna by calculating scattered waves from the surface currents calculated by the antenna radiator analysis unit and the antenna substrate analysis unit, respectively.
상기 안테나 형상 입력부는 상기 입력된 안테나의 형상 정보를 RWG(Rao-Wilton-Glisson) 함수를 이용하여 삼각형 모델로 변환하고, 삼각형을 이루는 점들의 위치와 삼각형의 구성 정보를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The antenna shape input unit converts the shape information of the input antenna into a triangle model using a RWG (Rao-Wilton-Glisson) function, and outputs the position of the triangle and the configuration information of the triangle in the form of a text file .
상기 안테나 방사체 해석부는 안테나의 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식(Electric field integral equation)을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하여 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The antenna radiator analyzing unit simulates the electromagnetic wave characteristics of the radiator of the antenna using an electric field integral equation for an electric field satisfying an electric boundary condition at the conductor surface of the antenna, It is possible to calculate the surface current induced in the radiator of the antenna and output the surface current induced in the triangular surface constituting the conductor portion of the antenna in the form of a text file.
상기 안테나 기판 해석부는 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 상기 안테나의 기판을 TDS(Thin dielectric sheet) 근사화를 이용하여 두께가 없는 평면으로 근사화하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하고, 상기 계산된 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The antenna substrate analyzing unit simulates the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model, and uses the TDS (Thin Dielectric Sheet) approximation to simulate the antenna substrate of the antenna, The surface current induced on the substrate of the antenna can be calculated by approximating the surface current to the surface of the antenna and the surface current induced on the surface of the triangle constituting the dielectric portion of the antenna can be output in the form of a text file.
상기 방사 패턴 산출부는 안테나의 방사 패턴을 산출하되, 안테나의 원거리장에서 각각의 방향에 대한 이득(Gain) 및 지향성(directivity)을 출력할 수 있다.The radiation pattern calculating unit may calculate a radiation pattern of the antenna and output a gain and a directivity for each direction in a far field of the antenna.
상기 안테나는 임의의 곡면 형상을 가지는 컨포멀 안테나(Conformal Antenna), 컨포멀 어레이 안테나(Conformal Array Antenna), 컨포멀 레이더(Conformal Radar)에 적용되는 안테나 및 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나 중 어느 하나의 안테나인 것을 특징으로 할 수 있다.The antenna may be any one of a conformal antenna having an arbitrary curved shape, a conformal array antenna, an antenna applied to a conformal radar, and a phased array antenna having a curved shape And an antenna.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 안테나의 형상 정보를 입력받고, 상기 입력된 안테나의 형상 정보를 삼각형 모델로 변환하는 단계; 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 표면 전류들로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출하는 단계를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법이 제공될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of converting a shape information of an antenna into a triangle model, the method comprising: receiving shape information of the antenna; Simulating an electromagnetic wave characteristic of the radiator of the antenna based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating a surface current induced in the radiator of the antenna using electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator; Simulating the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating the surface current induced on the substrate of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna substrate; And calculating a radiation pattern of the antenna by calculating a scattering wave from the calculated surface currents.
상기 삼각형 모델로 변환하는 단계는 상기 입력된 안테나의 형상 정보를 RWG 함수를 이용하여 삼각형 모델로 변환하고, 삼각형을 이루는 점들의 위치와 삼각형의 구성 정보를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The step of converting to the triangle model may convert the shape information of the input antenna into a triangle model using the RWG function and output the position of the triangle and the configuration information of the triangle in the form of a text file.
상기 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계는 안테나의 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하는 단계; 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the surface current induced in the radiator of the antenna includes the steps of: simulating an electromagnetic wave characteristic of the radiator of the antenna using an integral equation relating to an electric field satisfying an electric boundary condition at a conductor surface of the antenna; Calculating a surface current induced in the radiator of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator; And outputting the surface current induced on the triangular surface forming the conductor portion of the calculated antenna in the form of a text file.
상기 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계는 상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하는 단계; 상기 시뮬레이션된 상기 안테나의 기판을 TDS 근사화를 이용하여 두께가 없는 평면으로 근사화하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein calculating the surface current induced on the substrate of the antenna comprises: simulating the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model; Calculating a surface current induced on a substrate of the antenna by approximating the simulated substrate of the antenna to a plane having no thickness using a TDS approximation; And outputting a surface current induced on a triangular surface constituting the dielectric portion of the calculated antenna in the form of a text file.
상기 안테나의 방사 패턴을 산출하는 단계는 안테나의 방사 패턴을 산출하되, 안테나의 원거리장에서 각각의 방향에 대한 이득(Gain) 및 지향성(directivity)을 출력할 수 있다.The step of calculating the radiation pattern of the antenna may calculate a radiation pattern of the antenna, and output a gain and a directivity for each direction in a far field of the antenna.
상기 안테나는 임의의 곡면 형상을 가지는 컨포멀 안테나(Conformal Antenna), 컨포멀 어레이 안테나(Conformal Array Antenna), 컨포멀 레이더(Conformal Radar)에 적용되는 안테나 및 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나 중 어느 하나의 안테나인 것을 특징으로 할 수 있다.The antenna may be any one of a conformal antenna having an arbitrary curved shape, a conformal array antenna, an antenna applied to a conformal radar, and a phased array antenna having a curved shape And an antenna.
본 명세서의 실시 예들은 안테나 방사체 및 안테나 기판을 고려하여 적은 자원으로 안테나 성능을 정확하게 시뮬레이션할 수 있다.Embodiments of the present disclosure can accurately simulate antenna performance with fewer resources considering antenna radiators and antenna substrates.
본 명세서의 실시 예들은 종래의 안테나 시뮬레이션 방법에 비해 훨씬 적은 자원(예컨대, 컴퓨터 메모리, 계산 시간 등)을 이용하여 위상 배열 안테나의 성능을 예측할 수 있다.Embodiments of the present disclosure can predict the performance of a phased array antenna using much less resources (e.g., computer memory, computation time, etc.) than conventional antenna simulation methods.
본 명세서의 실시 예들은 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나를 복수의 삼각형 패치로 이루어진 삼각형 모델로 변환함으로써, 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나의 성능 예측을 위한 시뮬레이션을 통해 안테나의 표면 전류를 용이하게 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출할 수 있다.Embodiments of the present invention can easily calculate the surface current of the antenna through simulation for predicting the performance of a phased array antenna having a curved surface shape by converting a phased array antenna having a curved surface shape into a triangular model composed of a plurality of triangular patches The radiation pattern of the antenna can be calculated.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 과정에 대한 설명도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 안테나 형상 정보를 삼각형으로 이루어진 모델로 변환하는 과정에 대한 설명도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법에 대한 흐름도이다.1 is a configuration diagram of a performance simulation apparatus of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a performance simulation process of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is an explanatory view illustrating a process of converting antenna shape information into a triangle model according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a performance simulation method of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a performance simulation apparatus of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 안테나 형상 입력부(110), 안테나 방사체 해석부(120), 안테나 기판 해석부(130) 및 방사 패턴 산출부(140)를 포함한다.1, a
이하, 도 1의 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.The specific configuration and operation of each component of the
안테나 형상 입력부(110)는 안테나의 형상 정보를 입력받는다. 예를 들면, 안테나는 컨포멀 어레이 안테나(Conformal Array Antenna) 또는 컨포멀 레이더(Conformal Radar)에 적용되는 안테나일 수 있다. 여기서, 컨포멀 안테나는 배열 소자들이 임의 형상의 플랫폼에 일체형으로 구성된 형태를 가진다. 컨포멀 안테나는 항공기 및 선박 등의 외형 곡면 형상에 널리 적용할 수 있는 3차원 형상의 안테나일 수 있다. 컨포멀 안테나는 종래의 평면형이나 파라볼라형이 아닌 특수한 형상, 즉 항공기의 기수 형상이나 동체 형상에 맞게 구현되어 있다. 또한, 안테나는 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나일 수 있다. 안테나의 형상 정보는 안테나의 크기, 모양과 같은 형상 정보가 있는 파일일 수 있다. 예를 들어, 이러한 파일에는 안테나의 방사체 형상이 도시된 CAD 파일과 안테나의 기판 형상이 도시된 CAD 파일이 포함될 수 있다.The antenna shape input unit 110 receives the shape information of the antenna. For example, the antenna may be an antenna applied to a Conformal Array Antenna or a Conformal Radar. Here, the conformal antenna has a configuration in which the array elements are integrated into an arbitrary-shaped platform. The conformal antenna may be a three-dimensional antenna that can be widely applied to an external curved surface such as an aircraft or a ship. Conformal antennas are implemented in a special shape that is not a conventional planar or parabola type, that is, a shape conforming to the shape of the aircraft or the shape of the body of the aircraft. Further, the antenna may be a phased array antenna having a curved shape. The shape information of the antenna may be a file having shape information such as the size and shape of the antenna. For example, such a file may include a CAD file showing the radiator shape of the antenna and a CAD file showing the substrate shape of the antenna.
그리고 안테나 형상 입력부(110)는 그 입력된 안테나의 형상 정보를 삼각형 모델로 변환한다. 여기서, 안테나 형상 입력부(110)는 안테나의 방사체 형상 정보와 안테나의 기판 형상 정보를 삼각형으로 이루어진 모델로 각각 변환할 수 있다. 이때, 안테나 형상 입력부(110)는 삼각형으로 이루어진 모델의 변환을 위한 상용 프로그램을 이용할 수 있다. 안테나 형상 입력부(110)는 안테나의 형상 정보를 기초로 하여 안테나의 형상을 분석하고, 그 분석 결과에 따라 각각의 곡면 안테나의 형상을 복수의 삼각형 패치로 이루어진 삼각형 모델로 변환할 수 있다. 여기서, 안테나 형상 입력부(110)는 그 입력된 안테나의 형상 정보를 RWG(Rao-Wilton-Glisson) 삼각형 기저 함수(triangular basis function)를 이용하여 삼각형 모델로 변환할 수 있다. 이러한 삼각형으로 이루어진 모델은 임의의 형상을 가지는 곡면 안테나에 대한 특성을 예측 가능하게 한다.The antenna shape input unit 110 converts the shape information of the input antenna into a triangle model. Here, the antenna shape input unit 110 can convert the radiator shape information of the antenna and the substrate shape information of the antenna into a model of a triangle, respectively. At this time, the antenna shape input unit 110 can use a commercial program for converting a triangle model. The antenna shape input unit 110 may analyze the shape of the antenna based on the shape information of the antenna and convert the shape of each curved antenna into a triangle model composed of a plurality of triangular patches according to the analysis result. Here, the antenna shape input unit 110 may convert the shape information of the input antenna into a triangle model using a Rao-Wilton-Glisson triangular basis function. Such a triangular model makes it possible to predict the characteristics of a curved antenna having an arbitrary shape.
이후, 안테나 형상 입력부(110)는 그 변환된 삼각형 모델에 기초하여, 삼각형을 이루는 점들의 위치와 삼각형의 구성 정보를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다. 이러한 삼각형으로 이루어진 모델 및 출력된 텍스트 파일은 도 3을 통해 설명하기로 한다.Then, the antenna shape input unit 110 can output the position of the triangles and the configuration information of the triangle in the form of a text file based on the converted triangle model. The triangular model and the output text file will be described with reference to FIG.
그리고 안테나 방사체 해석부(120)는 삼각형으로 이루어진 안테나의 도체 부분에 대한 모델 정보를 안테나 형상 입력부(110)로부터 전달받는다. 이어서, 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나 형상 입력부(110)에서 삼각형 모델로 변환된 안테나의 방사체 형상을 기초로 하여, 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다. 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나 형상 입력부(110)에서 출력된 삼각형들의 구성 정보와 점들의 위치 정보가 있는 텍스트 파일을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다.Then, the antenna
여기서, 안테나 방사체 해석부(120)는 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식(Electric field integral equation)을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 안테나 방사체는 도체로 이루어져 있으며, 안테나 방사체 해석부(120)는 도체로 이루어진 안테나의 방사체를 고려하여 전자파 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 일례로, 안테나 방사체 해석부(120)는 프로그래밍 언어(예컨대, C언어 등) 기반의 미리 구현된 프로그램 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션할 수 있다.Here, the antenna
전자파 특성에 대한 시뮬레이션을 살펴보면, 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나 방사체에 대한 전자파 특성 시뮬레이션을 통해 안테나의 도체 부분에 유기되는 표면 전류를 계산한다. 이어서, 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 하기의 [표 1]과 같은 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다. 즉, 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류에 대해서 계산된 텍스트 파일을 방사 패턴 산출부(140)로 전달한다.The antenna
한편, 안테나 기판 해석부(130)는 삼각형으로 이루어진 안테나의 유전체 부분에 대한 모델 정보를 안테나 형상 입력부(110)로부터 전달받는다.On the other hand, the antenna substrate analysis unit 130 receives model information on the dielectric portion of the triangular antenna from the antenna shape input unit 110.
안테나 기판 해석부(130)는 안테나 형상 입력부(110)에서 출력된 삼각형들의 구성 정보와 점들의 위치 정보가 있는 텍스트 파일을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다. 안테나 기판 해석부(130)는 삼각형 모델로 변환된 안테나의 기판 형상을 기초로 하여 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다.The antenna substrate analyzing unit 130 simulates the electromagnetic wave characteristics of the radiator of the antenna using the configuration information of the triangles output from the antenna shape input unit 110 and the text file having the location information of the points. The antenna substrate analysis unit 130 simulates the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate on the basis of the substrate shape of the antenna converted into the triangular model.
여기서, 안테나 기판 해석부(130)는 TDS(Thin dielectric sheet) 근사화를 이용하여 상기 안테나의 기판을 두께가 없는 평면으로 근사화할 수 있다. 이어서, 안테나 기판 해석부(130)는 그 근사화된 안테나의 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다. 안테나 기판 해석부(130)는 TDS(Thin dielectric sheet) 근사화를 이용하여 안테나의 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 여기서, TDS 근사화는 유전체가 전기적으로 매우 얇다는 가정하에서 동등한 물리적 특성을 갖는 면으로 근사하는 방법을 나타낸다. 즉, TDS(Thin dielectric sheet) 근사화는 두께가 있는 유전체를 동등한 물리적 특성을 가지면서 두께가 없는 면으로 근사화하는 것을 나타낸다.Here, the antenna substrate analyzing unit 130 can approximate the substrate of the antenna to a plane having no thickness using a TDS (Thin Dielectric Sheet) approximation. Subsequently, the antenna substrate analyzing unit 130 simulates the electromagnetic wave characteristics of the substrate of the approximated antenna. The antenna substrate analysis unit 130 can simulate the electromagnetic wave characteristics of the substrate of the antenna using a TDS (Thin Dielectric Sheet) approximation. Here, the TDS approximation represents a method of approximating a surface with equivalent physical properties under the assumption that the dielectric is electrically very thin. That is, a TDS (Thin Dielectric Sheet) approximation indicates that a thick dielectric is approximated to a thicknessless surface with equivalent physical properties.
일례로, 안테나 기판 해석부(130)는 프로그래밍 언어(예컨대, C언어 등) 기반으로 TDS 근사화가 미리 구현된 프로그램 이용하여 안테나의 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 이를 통해, 안테나 기판 해석부(130)는 안테나 기판의 시뮬레이션에 필요한 계산 자원(예컨대, 컴퓨터 메모리, 계산 시간 등)을 줄일 수 있다.For example, the antenna substrate analyzing unit 130 can simulate electromagnetic wave characteristics of a substrate of an antenna using a program in which a TDS approximation is implemented in advance based on a programming language (for example, C language). Accordingly, the antenna substrate analysis unit 130 can reduce the calculation resources (e.g., computer memory, calculation time, and the like) necessary for simulation of the antenna substrate.
전자파 특성에 대한 시뮬레이션을 살펴보면, 안테나 기판 해석부(130)는 안테나 기판에 대한 전자파 특성 시뮬레이션을 통해 안테나의 유전체 부분에 유기되는 표면 전류를 계산한다. 이어서, 안테나 기판 해석부(130)는 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 하기의 [표 2]와 같은 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다. 즉, 안테나 기판 해석부(130)는 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류에 대해서 계산된 텍스트 파일을 방사 패턴 산출부(140)로 전달한다.The antenna substrate analysis unit 130 calculates the surface current induced in the dielectric portion of the antenna through electromagnetic wave characteristic simulation of the antenna substrate. Then, the antenna substrate analysis unit 130 can output the surface current induced on the triangular surface constituting the dielectric portion of the antenna in the form of a text file as shown in [Table 2] below. That is, the antenna substrate analysis unit 130 transmits a text file calculated for the surface current induced on the triangular surface constituting the dielectric portion of the antenna to the radiation
전술된 바와 같이, 안테나 방사체 해석부(120) 및 안테나 기판 해석부(130)는 각각 시뮬레이션된 안테나 방사체 및 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 표면 전류를 계산한다. 안테나 방사체 해석부(120) 및 안테나 기판 해석부(130)는 삼각형으로 이루어진 모델로 변환된 안테나의 방사체 및 기판 각각에 대해서, 그 변환된 삼각형 패치마다 유기되는 표면 전류를 계산하여 안테나에 유기되는 표면 전류를 계산할 수 있다.As described above, the antenna
이후, 방사 패턴 산출부(140)는 안테나 방사체 해석부(120) 및 안테나 기판 해석부(130)에서 각각 계산된 표면 전류로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출한다. 방사 패턴 산출부(140)는 그 계산된 표면 전류로부터 위상 배열 구조의 산란 특성을 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출할 수 있다.The radiation
방사 패턴 산출부(140)는 안테나의 방사 패턴을 산출하되, 안테나의 원거리장(far-field)에서 각각의 방향에 대한 이득(Gain) 및 지향성(directivity)을 출력할 수 있다.The radiation
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치에서의 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 과정에 대한 설명도이다.FIG. 2 is an explanatory diagram of a performance simulation process of a conformal antenna in a performance simulation apparatus of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 202 내지 214 과정에 걸쳐 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션을 수행한다.Referring to FIG. 2, a
우선, 202 과정부터 살펴보면, 안테나의 형상 정보가 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)에 설치된 안테나 시뮬레이션 프로그램에 입력된다. 이때, 안테나는 안테나 방사체와 안테나 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 안테나의 형상 정보는 안테나 방사체와 안테나 기판 각각에 대한 캐드(CAD) 파일일 수 있으며, 이러한 각각의 캐드 파일이 안테나 시뮬레이션 프로그램에 입력될 수 있다.First, from
204 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 안테나의 표면 전류를 표현하기 위해, 삼각형으로 이루어진 모델을 이용한다. 여기서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 복수의 삼각형 패치로 이루어진 모델로 변환된 안테나의 표면 전류를 계산하기 위해 RWG 함수를 이용할 수 있다.In
206 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 도체로 이루어진 안테나 방사체의 전자파 특성을 해석할 수 있다.In
208 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 유전체로 이루어진 안테나 기판의 전자파 특성을 해석할 수 있다.In
210 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 두께가 있는 유전체를 동등한 물리적 특성을 가지며 두께가 없는 면으로 근사화한다. 여기서, 210 과정에 도시된 TDS(Thin dielectric sheet) 근사화는 208 과정에서의 안테나 기판의 전자파 특성을 해석할 때 이용된다. In
212 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 안테나의 표면 전류 분포를 계산한다.In
214 과정에서, 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 안테나의 방사 패턴을 계산한다.In
컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)는 이러한 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 과정을 통해, 안테나의 기판과 방사체를 모두 고려하여 안테나 성능을 예측할 수 있다.The
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 안테나 형상 정보를 삼각형으로 이루어진 모델로 변환하는 과정에 대한 설명도이다.3 is an explanatory diagram of a process of converting antenna shape information into a triangle model according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 형상 입력부(110)는 안테나의 형상 정보(302)를 CAD 파일로 입력받는다.As shown in FIG. 3, the antenna shape input unit 110 receives the
그리고 안테나 형상 입력부(110)는 그 입력된 안테나의 형상 정보(302)를 삼각형으로 이루어진 모델(304)로 변환한다. 여기서, 삼각형으로 이루어진 모델(304)은 임의의 곡면을 가지는 안테나 형상이 복수의 삼각형 패치의 조합으로 이루어져 있다. The antenna shape input unit 110 converts the
이후, 안테나 형상 입력부(110)는 그 변환된 삼각형 모델에 기초하여, 삼각형을 이루는 점들의 위치와 삼각형의 구성 정보가 포함된 안테나의 방사체 형상 및 기판 형상이 변환된 삼각형 모델을 각각의 텍스트 파일(306 및 308)로 출력할 수 있다.Then, based on the converted triangle model, the antenna shape input unit 110 converts the radiator shape and the substrate shape of the antenna including the positions of the triangle points and the configuration information of the triangle into the respective text files ( 306 and 308, respectively.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법에 대한 흐름도이다.4 is a flowchart of a performance simulation method of a conformal antenna according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법은 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치(100)에 의해 수행되며, 안테나 방사 패턴을 산출하기 위한 시뮬레이션 프로그램을 통해 수행될 수 있다. 여기서, 시뮬레이션 프로그램은 도체로 이루어진 안테나 방사체와 유전체로 이루어진 안테나 기판을 각각 고려하여 안테나의 방사 패턴을 계산할 수 있다.The performance simulation method of the conformal antenna shown in FIG. 4 is performed by the
이를 위해, 안테나 형상 입력부(110)는 시뮬레이션 프로그램을 통해 안테나의 형상 정보를 입력받게 된다(S402).To this end, the antenna shape input unit 110 receives the shape information of the antenna through the simulation program (S402).
그리고 안테나 형상 입력부(110)는 안테나의 방사체 형상 및 기판 형상을 삼각형으로 이루어진 모델로 각각 변환한다(S404). 안테나 형상 입력부(110)는 변환된 삼각형 모델에 기초하여, 삼각형을 이루는 점들의 위치와 삼각형의 구성 정보를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.Then, the antenna shape input unit 110 converts the shape of the radiator and the substrate shape of the antenna into a model of a triangle (S404). The antenna shape input unit 110 can output the positions of the triangular points and the configuration information of the triangle in the form of a text file based on the converted triangle model.
안테나 방사체 해석부(120)는 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다(S406). 안테나 방사체 해석부(120)는 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The antenna
또한, 안테나 기판 해석부(130)는 안테나 기판을 유전체가 전기적으로 매우 얇다는 가정하에서 동등한 물리적 특성을 갖는 면 즉, 두께가 없는 평면으로 근사화하여 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션한다(S408). 안테나 기판 해석부(130)는 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력할 수 있다.The antenna substrate analyzing unit 130 simulates the electromagnetic wave characteristics of the substrate by approximating the antenna substrate to a plane having equivalent physical characteristics, that is, a plane having no thickness, under the assumption that the dielectric is electrically thin (S408). The antenna substrate analysis unit 130 may output a surface current induced on a triangular surface of the dielectric portion of the antenna in the form of a text file.
그리고 안테나 방사체 해석부(120) 및 안테나 기판 해석부(130)는 안테나에 유기되는 표면 전류를 각각 계산한다(S410).Then, the antenna
이후, 방사 패턴 산출부(140)는 안테나 방사체 해석부(120) 및 안테나 기판 해석부(130)에서 각각 계산된 표면전류로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출한다(S412).Thereafter, the radiation
방사 패턴 산출부(140)는 산출된 안테나의 방사 패턴을 출력한다(S414).The radiation
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치
110: 안테나 형상 입력부
120: 안테나 방사체 해석부
130: 안테나 기판 해석부
140: 방사 패턴 산출부100: Conformal antenna performance simulation device
110: Antenna shape input unit
120: antenna radiator analyzing unit
130: Antenna Substrate Analysis Unit
140: radiation pattern calculation unit
Claims (12)
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 안테나 방사체 해석부;
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 안테나 기판 해석부; 및
상기 안테나 방사체 해석부 및 안테나 기판 해석부에서 각각 계산된 표면 전류들로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출하는 방사 패턴 산출부
를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치.The shape information of the antenna is analyzed according to the shape information of the input antenna, and the shape information of the analyzed antenna is converted into a triangular basis function of RWG (Rao-Wilton-Glisson) An antenna shape input unit for converting the triangle model into a triangle model composed of a plurality of triangle patches and outputting the positions of triangle points and the configuration information of the triangle in the form of a text file in the triangle model;
An antenna radiator for simulating the electromagnetic wave characteristics of the radiator of the antenna based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating the surface current induced in the radiator of the antenna by using electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator, An analyzing unit;
An antenna substrate simulation that simulates the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model and calculates the surface current induced on the substrate of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna substrate part; And
A radiation pattern calculation unit for calculating a radiation pattern of the antenna by calculating scattered waves from the surface currents calculated by the antenna radiator analysis unit and the antenna substrate analysis unit,
Wherein the antenna comprises a plurality of antennas.
상기 안테나 방사체 해석부는
안테나의 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식(Electric field integral equation)을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하여 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1,
The antenna radiator analysis unit
An electromagnetic field characteristic of an antenna is simulated using an electric field integral equation for an electric field satisfying an electrical boundary condition on the surface of a conductor of the antenna, A device for simulating performance of a conformal antenna that calculates the surface current induced by a radiator and outputs the surface current induced in the triangular surface constituting the conductor portion of the antenna in the form of a text file.
상기 안테나 기판 해석부는
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 상기 안테나의 기판을 TDS(Thin dielectric sheet) 근사화를 이용하여 두께가 없는 평면으로 근사화하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하고, 상기 계산된 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1,
The antenna substrate analyzing unit
The electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate are simulated based on the antenna shape converted into the triangle model, and the simulated antenna substrate is approximated to a plane having no thickness using a TDS (Thin Dielectric Sheet) approximation, And outputs the surface current induced on the triangular surface constituting the dielectric portion of the antenna in the form of a text file.
상기 방사 패턴 산출부는
안테나의 방사 패턴을 산출하되, 안테나의 원거리장에서 각각의 방향에 대한 이득(Gain) 및 지향성(directivity)을 출력하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1,
The radiation pattern calculation unit
An apparatus for simulating performance of a conformal antenna, which calculates a radiation pattern of an antenna, and outputs a gain and a directivity for each direction in a far field of the antenna.
상기 안테나는
임의의 곡면 형상을 가지는 컨포멀 안테나(Conformal Antenna), 컨포멀 어레이 안테나(Conformal Array Antenna), 컨포멀 레이더(Conformal Radar)에 적용되는 안테나 및 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나 중 어느 하나의 안테나인 것을 특징으로 하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 장치.The method according to claim 1,
The antenna
The antenna may be any one of a conformal antenna having an arbitrary curved shape, a conformal array antenna, an antenna applied to a conformal radar, and a phased array antenna having a curved shape A performance simulation device for a conforma antenna characterized by:
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계;
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하고, 상기 시뮬레이션된 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 표면 전류들로부터 산란파를 계산하여 안테나의 방사 패턴을 산출하는 단계
를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법.The shape information of the antenna is analyzed according to the shape information of the input antenna, and the shape information of the analyzed antenna is converted into a triangular basis function of RWG (Rao-Wilton-Glisson) Converting the triangle model into a triangle model composed of a plurality of triangle patches, outputting the positions of the triangles and the configuration information of the triangle in the form of a text file in the triangle model;
Simulating an electromagnetic wave characteristic of the radiator of the antenna based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating a surface current induced in the radiator of the antenna using electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator;
Simulating the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model and calculating the surface current induced on the substrate of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna substrate; And
Calculating a radiation pattern of the antenna by calculating a scattered wave from the calculated surface currents
/ RTI > of a conformal antenna.
상기 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계는
안테나의 도체 표면에서 전기적 경계 조건을 만족하는 전기장에 관한 적분 방정식을 이용하여 안테나의 방사체에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하는 단계;
상기 시뮬레이션된 안테나 방사체에 대한 전자파 특성을 이용하여 안테나의 방사체에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 안테나의 도체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 단계
를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법.8. The method of claim 7,
The step of calculating the surface current induced in the radiator of the antenna
Simulating an electromagnetic wave characteristic of a radiator of an antenna using an integral equation relating to an electric field satisfying an electric boundary condition at a conductor surface of the antenna;
Calculating a surface current induced in the radiator of the antenna using the electromagnetic wave characteristics of the simulated antenna radiator; And
Outputting a surface current induced on a triangular surface constituting the conductor portion of the calculated antenna in the form of a text file
/ RTI > of a conformal antenna.
상기 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계는
상기 삼각형 모델로 변환된 안테나 형상을 기초로 하여, 상기 안테나 기판에 대한 전자파 특성을 시뮬레이션하는 단계;
상기 시뮬레이션된 상기 안테나의 기판을 TDS 근사화를 이용하여 두께가 없는 평면으로 근사화하여 안테나의 기판에 유기되는 표면 전류를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 안테나의 유전체 부분을 이루는 삼각형 표면에 유기되는 표면 전류를 텍스트 파일의 형태로 출력하는 단계
를 포함하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법.8. The method of claim 7,
The step of calculating the surface current induced on the substrate of the antenna
Simulating the electromagnetic wave characteristics of the antenna substrate based on the antenna shape converted into the triangle model;
Calculating a surface current induced on a substrate of the antenna by approximating the simulated substrate of the antenna to a plane having no thickness using a TDS approximation; And
Outputting a surface current induced on a triangular surface constituting the dielectric portion of the antenna in the form of a text file
/ RTI > of a conformal antenna.
상기 안테나의 방사 패턴을 산출하는 단계는
안테나의 방사 패턴을 산출하되, 안테나의 원거리장에서 각각의 방향에 대한 이득(Gain) 및 지향성(directivity)을 출력하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법.8. The method of claim 7,
The step of calculating the radiation pattern of the antenna
A performance simulation method of a conformal antenna that calculates the radiation pattern of an antenna, and outputs a gain and a directivity for each direction in a far field of the antenna.
상기 안테나는
임의의 곡면 형상을 가지는 컨포멀 안테나(Conformal Antenna), 컨포멀 어레이 안테나(Conformal Array Antenna), 컨포멀 레이더(Conformal Radar)에 적용되는 안테나 및 곡면 형상을 가지는 위상 배열 안테나 중 어느 하나의 안테나인 것을 특징으로 하는 컨포멀 안테나의 성능 시뮬레이션 방법.8. The method of claim 7,
The antenna
The antenna may be any one of a conformal antenna having an arbitrary curved shape, a conformal array antenna, an antenna applied to a conformal radar, and a phased array antenna having a curved shape A method for simulating performance of a conformal antenna.
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2015
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