KR101805722B1 - 밀리미터파 대역 탐색기용 고차모드를 이용한 모노펄스 방식의 반사판 안테나 - Google Patents

밀리미터파 대역 탐색기용 고차모드를 이용한 모노펄스 방식의 반사판 안테나 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 두 개 이상의 고차모드를 합성하는 모드 합성부를 포함하고, 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 전파 모드 간의 비율을 조절하고, 커플링 갭의 위치를 조절하여 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절함으로써, 원형 고각과 방위각에 대하여 수직편파와 수평편파가 개별적으로 동작하는 이중편파 시스템에 적용 가능한 고차모드 방식의 안테나를 제공한다.

Description

밀리미터파 대역 탐색기용 고차모드를 이용한 모노펄스 방식의 반사판 안테나 {Monopulse Reflector Antenna Using Higher Order Mode for Millimeter-Wave Band Seeker}
본 실시예가 속하는 기술 분야는 탐색기에 적용되는 고차모드를 이용한 모노펄스 방식의 반사판 안테나에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
모노펄스 신호를 획득하기 위한 급전혼 구조는 고차 모드 방식과 4혼 방식으로 구분된다.
고차 모드 방식은 원형 도파관을 기반으로 도파관 내부에서 생성되는 고차 모드를 사용하여 방사 패턴을 형성하는 방식이다. 고차 모드 방식은 원형 도파관에 기반하므로 급전혼의 개구면이 원형 구조를 갖고 합패턴이 원 대칭의 특성을 갖는다. 고차 모드 방식은 차패턴에 수직 편파와 수평 편파가 혼합되어 있기 때문에, 수직 편파와 수평 편파가 정의된 크기와 위상을 갖는 경우에만 동작하는 원형 편파를 사용하도록 제한된다.
4혼 방식은 사각형 도파관을 기반으로 급전혼을 구성하고, 급전혼의 후면에 2x2 배열로 도파관 급전부를 구성하며, 급전혼의 후단에 연결된 비교기에 의해 합패턴 및 차패턴을 형성하는 방식이다.
본 발명의 실시예들은 두 개 이상의 고차모드를 합성하는 모드 합성부를 포함하고, 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 전파 모드 간의 비율을 조절하고, 커플링 갭의 위치를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절함으로써, 원형 고각과 방위각에 대하여 수직편파와 수평편파가 독립적으로 동작하는 일반적인 이중편파 시스템에 고차모드 방식의 안테나를 적용하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 주 반사판과 부 반사판으로 구성된 반사판, 상기 주 반사판의 초점에 위치하는 원형 개구면, 상기 원형 개구면에 연결되며 두 개 이상의 고차 모드를 합성하여 합패턴 또는 차패턴을 형성하는 원형 도파관을 포함하는 모드 합성부, 상기 모드 합성부에 연결되며 상기 모드 합성부의 원형 도파관보다 크기가 작은 원형 도파관을 포함하는 합채널 급전부, 및 상기 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 하나 이상의 커플링 갭을 갖는 차채널 급전부를 포함하는 모노펄스 안테나를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 두 개 이상의 고차모드를 합성하는 모드 합성부를 포함하고, 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 전파 모드 간의 비율을 조절하고, 커플링 갭의 위치를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절함으로써, 원형 고각과 방위각에 대하여 수직편파와 수평편파가 개별적으로 동작하는 일반적인 이중편파 시스템에 고차모드 방식의 안테나를 적용할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1 내지 도 3는 본 발명의 실시예들에 따른 모노펄스 안테나를 예시한 도면이다.
도 4는 기존의 고차 모드 방식 안테나를 예시한 도면이다.
도 5는 기존의 고차 모드 방식 안테나의 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 6은 기존의 고차 모드 방식 안테나의 전계 분포를 예시한 도면이다.
도 7은 기존의 4혼 방식 안테나를 예시한 도면이다.
도 8은 기존의 4혼 방식 안테나의 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 9는 기존의 4혼 방식 안테나의 전계 분포를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 모노펄스 안테나의 방위각 차채널 급전부 및 원형 도파관으로 전달되는 전파 모드의 전계를 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 모노펄스 안테나의 고각 차채널 급전부 및 원형 도파관으로 전달되는 전파 모드의 전계를 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 안테나의 차채널 급전부의 커플링 갭의 위치를 예시한 도면이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 안테나의 커플링 갭의 위치에 따른 원형 도파관의 전계 및 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 안테나를 시뮬레이션한 결과를 예시한 도면이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
본 실시예들에 따른 모노펄스 안테나는 밀리미터파 대역 탐색기에 적용될 수 있다.
모노펄스 안테나는 하나의 펄스로 방위각과 고각에서 동시에 목표물의 위치를 탐지할 수 있는 안테나이다. 모노펄스 안테나는 합 채널과 차 채널 간의 교차점 각도를 주요 파라미터로 사용한다. 합 채널은 원거리 목표물 감지와 간선 신호 억압을 위해 높은 지향성과 낮은 부엽을 요구하고, 차 채널은 낮은 부엽과 조준에서 예리한 경사각을 요구한다.
모노펄스 안테나에서 도파관 전파 모드는 크게 횡방향 전계(Transverse Electric Field/Wave, TE 모드)와 횡방향 자계(Transverse Magnetic Field/Wave, TM 모드)로 구분된다. 전파 모드에 따라 차단주파수가 있고, 도파관 형태에 따른 경계조건 차이로 진행방향 및 전계 성분의 특징이 규정된다.
도 1 내지 도 3는 본 발명의 실시예들에 따른 모노펄스 안테나를 예시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 모노펄스 안테나는 합채널 급전부(100), 차채널 급전부(200), 모드 합성부(300), 원형 개구면(400), 및 반사판(500)을 포함한다. 모노펄스 안테나는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.
합채널 급전부(100)는 모드 합성부(300)에 연결되며, 모드 합성부(300)의 원형 도파관보다 크기가 작은 원형 도파관을 포함한다. 합채널 급전부(100)의 원형 도파관은 TE11 모드만을 통과시키는 크기로 형성될 수 있다.
차채널 급전부(200)는 모드 합성부(300)의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 하나 이상의 커플링 갭을 갖는다. 도 2를 참조하면, 차채널 급전부(200)는 방위각 차채널 급전부(210) 및 고각 차채널 급전부(220)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 차채널 급전부(200)는 (i) 방위각 차채널 급전부(210) 및 고각 차채널 급전부(220)를 갖는 수직편파 차채널 급전부 및 (ii) 방위각 차채널 급전부(230) 및 고각 차채널 급전부(240)를 갖는 수평편파 차채널 급전부를 포함할 수 있다.
차채널 급전부(200)의 하나 이상의 커플링 갭은 모드 합성부(300)의 원형 도파관의 중심선으로부터 수직 방향으로 가상 연장된 직선들 상에서 대향하여 배치될 수 있다. 커플링 갭들은 모드 합성부(300)의 원형 도파관에 한 쌍으로 이격되어 배치될 수 있다. 차채널 급전부(200)는 도파관이 알파벳 T자 형상으로 나눠지고, 원형 도파관 구조인 모드 합성부(300)에 갭 커플링을 통해 신호를 인가한다.
모드 합성부(300)는 두 개 이상의 고차 모드를 합성하여 합패턴 또는 차패턴을 형성하는 원형 또는 동축 도파관을 포함한다.
원형 개구면(400)은 모드 합성부(300)에 연결되고 이중편파 신호를 송수신한다. 원형 개구면(400)은 반사판(500)의 중심에 위치하며, 주 반사판(510)의 초점에 위치할 수 있다.
반사판(500)은 주 반사판(510)과 부 반사판(520)으로 구성되어 신호를 송수신할 수 있다. 반사판(500)은 고이득 구현이 가능한 카세그레인 형태의 반사판 안테나를 사용할 수 있으며, 이는 예시일 뿐이며 이에 한정되는 것은 아니고 구현되는 설계에 따라 적합한 구조의 반사판 안테나가 사용될 수 있다.
기존의 4혼 방식 안테나 및 기존의 고차 모드 방식 안테나와 달리, 본 실시예에 따른 모노펄스 안테나는 두 개 이상의 고차모드를 합성하는 모드 합성부를 포함하고, 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 전파 모드 간의 비율을 조절하고, 커플링 갭의 위치를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절함으로써, 원형 고각과 방위각에 대하여 수직편파와 수평편파가 독립적으로 동작하는 일반적인 이중편파 시스템에 고차모드 방식의 안테나를 적용할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 기존의 고차 모드 방식 안테나를 설명하기로 한다.
도 4는 기존의 고차 모드 방식 안테나의 구조를 도시하고, 도 5의 (a) 및 (b)는 기존의 고차 모드 방식 안테나의 방사 패턴으로 기본 모드(TE11) 패턴, 고차 모드(TE21) 패턴을 각각 도시하고, 도 6은 기존의 고차 모드 방식 안테나의 전계 분포로 기본 모드(TE11), 고차 모드(TE21), 고차 모드(TE21)를 각각 도시하고 있다.
고차 모드 방식은 원형 또는 동축 도판관을 기반으로 구성되면, 급전혼의 개구면이 원형구조이다. 합 채널의 방사 패턴이 원대칭의 방사 패턴을 갖고, 고차 모드의 차패턴이 수직/수평 편파를 모두 수신 가능하다.
하지만, 고차 모드 방식은 한 개의 차패턴에 수직/수평 편파가 섞여 있기 때문에 위치추적을 위해서는 두 개의 고차 모드 차패턴의 비교를 통해 표적 위치를 계산하는 과정이 필요하며, 고차 모드 방식은 수직/수평 편파를 사용하지만, 수직/수평 편파가 동일한 크기와 90도 위상차를 갖는 원형 편파에만 적용할 수 있어, 수직/수평 편파가 개별적으로 동작하는 일반적인 이중편파 시스템에 적용이 곤란한 문제가 있다. 고차 모드 방식에서는 TE21 모드만을 모노펄스 신호의 차패턴을 형성하는데 사용하기 때문에, 방사 패턴이 수직과 수평이 혼합된 패턴을 가질 수 밖에 없다.
이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여, 기존의 4혼 방식 안테나를 설명하기로 한다.
도 7은 기존의 4혼 방식 안테나의 구조를 도시하고, 도 8의 (a) 내지 (c)는 기존의 4혼 방식 안테나의 방사 패턴으로 SUM 패턴, DAZ 패턴, DEI 패턴을 각각 도시하고, 도 9의 (a) 내지 (c)는 기존의 4혼 방식 안테나의 전계 분포로 SUM(TE10), DAZ(TE20), DEI(TE11+TM11)를 각각 도시하고 있다.
4혼 방식은 사각형 도파관을 기반으로 구성되며, 피라미드 형태의 방사부와 2x2 배열의 도파관 급전부로 구성된다. 급전혼 후면의 모노펄스 비교와 결합해 합/차패턴을 생성하며, 차패턴은 각 편파별 방위각 차패턴과 고각 차패턴의 독립적인 방사 패턴을 갖는다.
하지만, 4혼 방식은 이중편파 적용을 위해서는 90도 대칭적인 구조로 구성되어야 하므로, 90도 대칭구조를 적용하기 위해서 개구면은 정사각형 구조가 되어야 한다. 정사각형 구조에서 개구면은 TE10 모드와 같이 수평방향으로 Sin 분포, 수직방향으로는 균일(Uniform)한 전계 분포를 갖게 되므로, 방사 패턴의 고각/방위각의 대칭성을 얻을 수 없고 부엽 준위가 증가하는 문제가 있다.
이러한 4혼 방식 및 고차 모드 방식 간의 방사 패턴의 차이는 급전혼에 사용되는 도파관 및 개구면 형상과 연관된다. 도파관 내부에서의 전계 분포는 전자파의 경계조건(Boundary Condition)에 의해 결정된다. 금속면에서의 전계는 금속면과 수직 성분만을 가질 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실시예에 따른 모노펄스 안테나는 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 전파 모드 간의 비율을 조절하고, 커플링 갭의 위치를 조절하여 전파 모드 간의 위상차를 조절한다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 차채널 급전부의 커플링 갭을 설명하기로 한다. 도 10은 방위각 차채널 급전부 및 원형 도파관으로 전달되는 전파 모드의 전계를 예시한 도면이고, 도 11은 고각 차채널 급전부 및 원형 도파관으로 전달되는 전파 모드의 전계를 예시한 도면이다.
모드 합성부의 원형 도파관에 하나 이상의 커플링 갭이 형성된다. 커플링 갭들은 모드 합성부의 원형 도파관에서 한 쌍으로 이격되어 대향하며 배치될 수 있다. 차채널 급전부는 도파관이 알파벳 T자 형상으로 나눠지고, 원형 도파관 구조인 모드 합성부에 갭 커플링을 통해 신호를 인가한다.
도 10을 참조하면, 방위각 차채널 급전부의 커플링 갭(201)의 길이 방향은 모드 합성부의 원형 도파관의 길이 방향에 수평 방향으로 형성된다. 방위각 차채널 급전부는 커플링 갭(201)의 폭과 길이를 조절하여 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 TE21 모드 및 TE01 모드를 1 대 1 비율로 매칭시켜 방위각 차패턴(DAZ)을 형성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 고각 차채널 급전부의 커플링 갭(202)의 길이 방향은 모드 합성부의 원형 도파관의 길이 방향에 수직 방향으로 형성된다. 고각 차채널 급전부는 커플링 갭(202)의 폭과 길이를 조절하여 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 TM01 모드 및 TE21 모드를 1 대 1 비율로 매칭시켜 고각 차패턴(DEI)을 형성할 수 있다.
기존의 고차 모드 방식은 3번째 모드인 TE21 모드까지만 통과하고, 이후의 고차 모드는 차단하는 직경으로 제작된다. 즉, 원형 도파관의 반지름 a는 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112017099762285-pat00001
c는 빛의 속도이고, f는 동작 주파수이다. p'21 및 p'01은 베셀함수의 영점(Zeros of Bessel Funcion), 즉, 원형 도파관의 TE21 모드 및 TE01 모드에 대한 상수로, 3.054와 3.832 값을 갖는다.
본 실시예에 따른 모드 합성부의 원형 도파관의 직경은 원형 도파관의 4번째 모드인 TE01 모드와 5번째 모드인 TM11 모드까지 동작하도록, 이후의 고차 모드인 TE31 모드부터 차단하는 직경으로 제작된다. 즉, 원형 도파관의 반지름 범위는 고차 모드인 TE31 모드부터 차단하도록 설정되며, 원형 도파관의 반지름 a는 수학식 2과 같이 표현된다.
Figure 112017099762285-pat00002
c는 빛의 속도이고, f는 동작 주파수이다. p'21 및 p'31은 베셀함수의 영점(Zeros of Bessel Funcion), 즉, 원형 도파관의 TE21 모드 및 TE31 모드에 대한 상수로, 3.054와 4.201 값을 갖는다.
원형 도파관은 기본 모드(TE11)부터 4, 5번째 모드인 TE01 모드, TM11 모드까지 모두 통과 가능하다. 5개의 모드 중에서 일부 모드만이 원형 도파관과 커플링되어 전달된다.
차채널 급전부는 수직편파 차채널 급전부 및 수평편파 차채널 급전부를 포함할 수 있다. 수직편파 차채널 급전부는 모드 합성부에 수평 방향에서 커플링 갭을 형성하고, 수평편파 차채널 급전부는 모드 합성부에 수직 방향에서 커플링 갭을 형성한다. 모노펄스 안테나는 수직편파 차채널 급전부 및 수평편파 차채널 급전부에 대하여 90도 대칭 구조를 갖는다.
모노펄스 안테나는 커플링 갭들을 통해 모드 합성부로 인가된 4개의 입력 신호 A, B, C, 및 D에 대하여 합패턴 A+B+C+D과 두 개의 차패턴 (A-B)+(C-D), (A+B)-(C+D)을 출력할 수 있다.
방위각 차패턴(DAz)의 경우 TE21 모드와 TE01 모드가 전달되며, 원하는 방사 패턴을 얻기 위해서 TE21 모드와 TE01 모드의 비율이 1:1을 유지해야 한다. 고각 차패턴(DEl)에서도 TM01 모드와 TE21 모드의 비율이 1:1을 유지하며 전달되어야 한다.
이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여 차채널 급전부의 커플링 갭의 위치에 따른 원형 도파관의 전계 및 방사 패턴을 설명하기로 한다.
도 12는 모드 합성부에서 커플링 갭의 위치를 예시한 도면이고, 도 13는 모드 합성부에서 커플링 갭의 위치에 따른 원형 도파관의 전계 및 방사 패턴을 예시한 도면이다.
고각 차패턴(DEl)의 경우에, TM01과 TE21이 1:1 비율을 유지하고 두 모드가 90도 위상차를 만족하면, 고각 차패턴을 형성할 수 있다. 두 모드의 비율이 1:1을 만족시키지 못하거나, 90도 위상차를 만족하지 못하며, 개구면의 전계는 수직과 수평이 혼합된 전계를 갖고, 원치 않는 방사 패턴을 나타내게 된다.
모노펄스 안테나는 커플링 갭들을 통해 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 모드별 신호의 비율을 조절하고, 커플링 갭들의 위치를 조절해 TM01과 TE21이 90도 위상차를 갖도록 한다.
본 실시예에서는 커플링 갭들의 홀을 포함하는 모드 합성부가 두 개 이상의 고차모드를 합성하는데, 모드 합성부에서 커플링 갭들의 위치를 조절하여 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절한다.
모노펄스 안테나는 상이한 도파관 전파 모드의 전파 상수의 차이 및 90도 위상의 홀수배로 표현되는 제1 조건 및 제2 조건을 만족하도록 커플링 갭들의 위치를 설정한다.
제1 조건은 수학식 3과 같이 표현되고, 제2 조건은 수학식 4와 같이 표현된다.
Figure 112017099762285-pat00003
βTE21는 TE21 모드의 전파 상수이고, βTE01는 TE01 모드의 전파 상수이고, n은 홀수이다.
Figure 112017099762285-pat00004
βTE21는 TE21 모드의 전파 상수이고, βTM01는 TM01 모드의 전파 상수이고, m은 홀수이다. 커플링 갭들의 위치는 두 조건을 만족시키도록 설정되며, 각 고차모드는 서로 다른 β(전파 상수)값을 갖는다.
도 14 및 도 15는 모노펄스 안테나를 시뮬레이션한 결과이고, 도 14는 원형 개구면의 전계 분포이고, 도 15는 수직편파의 방사 패턴을 나타낸다. 도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시예는 두 개 이상의 고차모드를 합성하여, 고각과 방위각에 대해 개별적인 차패턴, 즉, 수직 또는 수평으로 분리된 방사 패턴을 형성함을 쉽게 파악할 수 있다. 본 실시예에 따른 급전혼 구조는 90도 대칭 구조를 갖기 때문에 수평 편파에 대해서도 동일한 방사 패턴을 형성한다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 합채널 급전부 200: 차채널 급전부
300: 모드 합성부 400: 원형 개구면
500: 반사판

Claims (14)

  1. 주 반사판과 부 반사판으로 구성된 반사판;
    상기 주 반사판의 초점에 위치하는 원형 개구면;
    상기 원형 개구면에 연결되며, 두 개 이상의 고차 모드를 합성하여 합패턴 또는 차패턴을 형성하는 원형 도파관을 포함하는 모드 합성부;
    상기 모드 합성부에 연결되며, 상기 모드 합성부의 원형 도파관보다 크기가 작은 원형 도파관을 포함하는 합채널 급전부; 및
    상기 모드 합성부의 원형 도파관에 형성된 홀을 통해 신호를 송수신하는 하나 이상의 커플링 갭을 갖는 차채널 급전부
    를 포함하는 모노펄스 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모노펄스 안테나는 밀리미터파 대역 탐색기에 적용되는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 합채널 급전부의 원형 도파관은 TE11 모드만을 통과시키는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차채널 급전부의 하나 이상의 커플링 갭은 상기 모드 합성부의 원형 도파관의 중심선으로부터 수직 방향으로 가상 연장된 직선들 상에서 대향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차채널 급전부는 (i) 방위각 차패턴을 형성하는 방위각 차채널 급전부 및 (ii) 고각 차패턴을 형성하는 고각 차채널 급전부를 포함하며,
    상기 방위각 차채널 급전부의 커플링 갭의 길이 방향은 상기 모드 합성부의 원형 도파관의 길이 방향에 수평 방향이고,
    상기 고각 차채널 급전부의 커플링 갭의 길이 방향은 상기 모드 합성부의 원형 도파관의 길이 방향에 수직 방향인 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차채널 급전부는 (i) 수직편파 차채널 급전부 및 (ii) 수평편파 차채널 급전부를 포함하며,
    상기 수직편파 차채널 급전부는 상기 모드 합성부에 수평 방향에서 커플링 갭을 형성하고,
    상기 수평편파 차채널 급전부는 상기 모드 합성부에 수직 방향에서 커플링 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 TE21 모드 및 TE01 모드를 1 대 1 비율로 매칭시켜 방위각 차패턴을 형성하거나, 상기 커플링 갭의 폭과 길이를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 TM01 모드 및 TE21 모드를 1 대 1 비율로 매칭시켜 고각 차패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모드 합성부의 원형 도파관의 반지름 범위는 고차 모드인 TE31 모드부터 차단하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모드 합성부의 원형 도파관의 반지름이
    Figure 112017099762285-pat00005
    조건(c는 빛의 속도이고, f는 동작 주파수이고, p'21은 원형 도파관의 TE21 모드에 대한 상수이고, p'31은 원형 도파관의 TE31 모드에 대한 상수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 갭의 위치를 조절하여 상기 모드 합성부의 원형 도파관으로 전달되는 복수의 도파관 전파 모드 간의 위상차를 조절하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  12. 제11항에 있어서,
    상이한 도파관 전파 모드의 전파 상수의 차이 및 90도 위상의 홀수배로 표현되는 제1 조건 및 제2 조건을 만족하도록 상기 커플링 갭의 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 조건은
    Figure 112017099762285-pat00006
    (βTE21는 TE21 모드의 전파 상수이고, βTE01는 TE01 모드의 전파 상수이고, n은 홀수)인 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 조건은
    Figure 112017099762285-pat00007
    (βTE21는 TE21 모드의 전파 상수이고, βTM01는 TM01 모드의 전파 상수이고, m은 홀수)인 것을 특징으로 하는 모노펄스 안테나.


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