KR101823365B1 - Folded Reflectarray Antenna and Polarizing Grid Substrate - Google Patents

Folded Reflectarray Antenna and Polarizing Grid Substrate Download PDF

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KR101823365B1 KR1020160137403A KR20160137403A KR101823365B1 KR 101823365 B1 KR101823365 B1 KR 101823365B1 KR 1020160137403 A KR1020160137403 A KR 1020160137403A KR 20160137403 A KR20160137403 A KR 20160137403A KR 101823365 B1 KR101823365 B1 KR 101823365B1
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윤영중
정준기
박남준
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

According to the present specification, disclosed is a folded reflectarray antenna and a polarization grid substrate. A folded reflectarray antenna according to an embodiment of the present invention includes: a feed part for radiating a radio wave; a first substrate which is separated from the feeding part by a predetermined distance, includes a polarization grid and reflects a part of the radio wave radiated from the feed part but does not reflect at least a part of the radio wave radiated from the feed part, and polarizes it to pass; and a second substrate which is separated from the polarization grid part by a predetermined distance, polarizes and reflects again the radio wave reflected from the polarization grid. Efficiency can be improved.

Description

폴디드 리플렉트어레이 안테나 및 편파 격자 기판{Folded Reflectarray Antenna and Polarizing Grid Substrate}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a folded reflector array antenna and a polarized grating substrate,

본 발명은, 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 편파 격자의 구조를 변형하여 효율을 향상시킨 고효율 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 활용 효율을 증가시키기 위하여 구조가 변형된 편파 격자 기판에 관한 것이다.The present invention relates to folded reflected array antennas. More particularly, the present invention relates to a highly efficient folded reflective array antenna in which the structure of a polarization grating is modified to improve efficiency. The present invention also relates to a polarization grating substrate having a structure modified to increase utilization efficiency.

폴디드 리플렉트어레이 안테나(folded reflectarray antenna)는, 겹쳐진 반사판배열 안테나라고도 하며, 종래 이용되던 리플렉트어레이 안테나(reflectarray antenna)에 비하여 높이를 낮추고 소형화를 구현한 안테나로서, 2000년대 초반 제안된 이후로 꾸준히 연구 개발되고 있다.The folded reflectarray antenna is also referred to as an overlapping reflector array antenna. The folded reflectarray antenna has been reduced in height and miniaturized in comparison with a conventional reflectarray antenna. Since the antenna was proposed in the early 2000s R & D is being steadily developed.

통상적인 폴디드 리플렉트어레이 안테나는, 급전부와 두 개의 기판으로 구성된다. 하나의 기판은 편파 격자(polarizing grid) 기판으로서, 급전부로부터 방사된 전파를 주반사판으로 반사시키고, 또 주반사판으로부터 반사된 편파된 전파를 통과시키고, 또 하나의 기판은 주반사판(reflectarray)으로서, 편파 격자 기판으로부터 반사된 전파의 편파의 위상 및 편파를 변환하여 다시 편파 격자 기판으로 반사한다.A typical folded reflect array antenna is composed of a feed part and two substrates. One of the substrates is a polarizing grid substrate, which reflects the radio wave radiated from the power feeding portion to the main reflecting plate and allows the polarized wave reflected from the main reflecting plate to pass therethrough, and the other substrate serves as a reflector And the phase and polarization of the polarized wave reflected from the polarization grating substrate are converted and reflected to the polarization grating substrate.

위와 같은 종래의 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 경우, 급전부로부터 방사되는 전파 중 편파 격자 기판으로의 입사각이 소정 범위 이하인 경우에, 반사된 전파가 주반사판으로 반사되지 아니하고 급전부로 되돌아가는 현상이 발생하여, 급전 안테나의 성능 및 효율이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 개선된 형태의 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 도입이 요구된다.In the conventional folded reflect array antenna, when the incident angle of the radio wave radiated from the feeder to the polarization grating substrate is within a predetermined range, the reflected radio wave is not reflected by the main reflector and returns to the power supply portion There is a problem that the performance and efficiency of the feed antenna are deteriorated. Therefore, in order to overcome such a problem, introduction of an improved type folded reflect array antenna is required.

본 발명은, 폴디드 리플렉트어레이 안테나 및 편파 격자 기판을 제안하는 것을 목적으로 한다. 보다 상세하게는, 편파 격자의 구조를 변형하여, 효율이 개선된 폴디드 리플렉트어레이 안테나 및 편파 격자 기판을 제안하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a folded reflective array antenna and a polarization grating substrate. More specifically, it is an object of the present invention to provide a folded reflective array antenna and a polarization grating substrate with improved efficiency by modifying the structure of the polarization grating.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나는, 전파를 방사하는 급전부, 급전부와 소정 간격을 사이에 두는 기판으로서, 편파 격자를 포함하고, 상기 급전부에서 방사된 전파의 일부를 반사시키되, 상기 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시키는 제1 기판 및 편파 격자부와 소정 간격을 사이에 두고, 상기 편파 격자에서 반사된 전파를 편파하여 되반사시키는 제2 기판을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a folded reflective array antenna including a feeder portion for radiating radio waves, a substrate having a predetermined gap therebetween, and a polarization grating, And a first substrate for reflecting at least part of the radio wave radiated from the power feeder without reflecting it, and a first substrate for reflecting the part of the radio wave reflected from the polarization grating, And reflects and reflects the second substrate.

본 발명의 다른 실시예에 따른 편파 격자 기판은, 편파 격자를 포함하고, 상기 편파 격자를 통하여 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나를 통과시키는 편파 격자부, 및 입사되는 전파를 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나로 편파 변환하여 통과시키는 편파 통과부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a polarization grating substrate comprising a polarization grating including a polarization grating and passing either a vertical or horizontal polarization through the polarization grating, And a polarization passing portion for performing polarization conversion and passing.

본 발명의 실시예들에 따르면, 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시킴으로써, 전파가 주반사판으로 반사되지 아니하고 급전부로 되돌아가는 현상이 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, at least a part of the radio wave radiated from the power feeder is reflected and allowed to pass through without being reflected, thereby preventing the phenomenon that the radio wave is not reflected to the main reflector and returned to the power feeder.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제1 기판을 예시한 도면이다.
도 3의 (a)는 기존의 편파 격자 기판을 도시하고, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 편파 격자 기판을 예시한 도면이다.
도 4는 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제2 기판을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제1 기판을 예시한 도면이다.
도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 편파 격자 기판을 도시하고, (b)는 편파 격자 기판의 편파 변환부를 도시하고, (c)는 편파 격자 기판의 편파 통과부를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 대하여 모의실험 결과를 도시한 것이다.1 is a view illustrating a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a first substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention.
3 (a) shows a conventional polarization grating substrate, and FIG. 3 (b) shows a polarization grating substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an existing folded reflect array antenna.
5 is a view illustrating a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a second substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a first substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8A shows a polarization grating substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 8B shows a polarization conversion section of a polarization grating substrate, and FIG. 8C shows a polarization passing portion of a polarization grating substrate .
FIG. 9 shows a simulation result of a folded reflected array antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

본 발명에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나는, 종래의 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 급전부로부터 방사되는 전파 중 일부의 반사된 전파가 주반사판으로 반사되지 아니하고 급전부로 되돌아가는 현상이 발생하여, 급전 안테나의 성능 및 효율이 저하되는 현상을 개선하기 위한 것으로서, 고효율 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 제안한다.In the folded reflected array antenna according to the present invention, in the folded reflected array antenna of the related art, a part of the radio waves radiated from the power feeder is not reflected by the main reflector and returns to the power feeding portion In order to improve the performance and efficiency of the feed antenna, a highly efficient folded reflect array antenna is proposed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이다. 본 발명에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나(10)는, 급전부(100), 제1 기판(200) 및 제2 기판(300)을 포함한다. 제1 기판(200) 및 제2 기판(300)은 원형의 기판으로 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나(10)는, 반사배열판을 구비하여, 전파를 편파 및 반사하여 방사하는 종래의 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 안테나의 효율을 개선하기 위하여 구조적 변경을 가한 것이다. 특히, 편파 격자의 구조를 변형한 것으로서, 본 실시예들에 따른 편파 격자는 일부 영역에 있어서, 전파를 반사시키되, 일부 영역에 있어서 전파를 편파 및 통과시키도록 하는 구조를 가지며, 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 설계뿐 아니라, 일부 전파의 편파 및 통과를 필요로 하는 경우에 폭넓게 적용될 수 있다.1 is a view illustrating a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention. The folded reflective array antenna 10 according to the present invention includes a feeder 100, a first substrate 200, and a second substrate 300. The folded- The first substrate 200 and the second substrate 300 may be implemented as a circular substrate. The folded reflected array antenna 10 according to the present invention is a conventional folded reflect array antenna which includes a reflection array plate and which polarizes and reflects a radio wave to radiate it. In order to improve the efficiency of the antenna, . Particularly, the polarization grating is a modification of the structure of the polarization grating. The polarization grating according to the present embodiments has a structure that reflects a radio wave in a partial region, The present invention can be widely applied not only in the design of array antennas but also in cases where polarization and passing of some radio waves are required.

급전부(100)는 전파를 방사할 수 있다. 보다 상세하게는, 전력을 공급 받고, 전파를 제1 기판으로 방사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 급전부(100)는, 55mm 지름을 가지는 개구면의 원형 혼안테나(horn antenna)로 구비될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다.The power feeder 100 can radiate radio waves. More specifically, it can receive power and radiate radio waves to the first substrate. According to an embodiment of the present invention, the feeder 100 may be provided with a circular horn antenna having a diameter of 55 mm, but the present invention is not limited thereto.

제1 기판(200)은 급전부와 소정 간격을 사이에 두고, 급전부(100)에서 방사된 전파의 일부를 반사시키되, 급전부(100)에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시킬 수 있다. 제1 기판(200)은 편파 격자 기판 등으로 정의될 수 있다. 이와 관련하여, 도 2 에서 보다 상세히 설명한다.The first substrate 200 reflects a part of the radio wave radiated from the feeding part 100 with a predetermined gap therebetween and at least part of the radio wave radiated from the feeding part 100 is not reflected but polarized Can pass. The first substrate 200 may be defined as a polarization grating substrate or the like. In this regard, it will be described in more detail in Fig.

제2 기판(300)은 제1 기판(200)과 소정 간격을 사이에 두고, 편파 격자에서 반사된 전파를 편파하여 되반사시킬 수 있다. 제2 기판(200)은 입사되는 전파를 편파하여 되반사시키는 기판으로서, 주반사판, 리플렉트어레이 또는 반사배열판 등으로 정의될 수 있다.The second substrate 300 may reflect and reflect the radio wave reflected from the polarization grating with a predetermined gap between the first substrate 200 and the first substrate 200. The second substrate 200 may be defined as a main reflector, a reflector array, a reflection array, or the like, which reflects and reflects incident radio waves.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제1 기판을 예시한 도면이다. 제1 기판(200)은, 편파 격자부(210) 및 편파 통과부(220)를 포함할 수 있다. 2 is a view illustrating a first substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention. The first substrate 200 may include a polarization grating portion 210 and a polarization transmission portion 220.

편파 격자부(210)는, 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시킬 수 있다.The polarization grating section 210 may allow at least a part of the radio wave radiated from the feeding section to be reflected and transmitted without being reflected.

편파 통과부(220)는, 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 제2 기판(300)으로 반사할 수 있다. 편파 통과부(220)는, 제1 기판의 중앙에 위치할 수 있다. 또한, 원형 또는 도넛형상 등으로 구현될 수 있으며, 특히 77GHz에서 55mm 지름을 가지는 개구면의 원형 혼안테나(horn antenna)를 급전부(100)로 이용하는 경우에, 편파 통과부(220)는 지름이 2.5mm이하인 원형으로 구현될 수 있다. 편파 통과부(220)는 편파 격자의 구조 및 특성을 고려할 때, 폭이 0.5mm 이상 2.5mm 이하인 도넛형상일 수 있다.The polarized wave passing portion 220 can reflect at least a part of the radio wave radiated from the power feeding portion to the second substrate 300. The polarization passing portion 220 may be located at the center of the first substrate. Particularly, when a spherical circular horn antenna having a diameter of 55 mm at 77 GHz is used as the feeding part 100, the polarized wave passing part 220 has a diameter of And can be implemented in a circular shape of 2.5 mm or less. In consideration of the structure and characteristics of the polarization grating, the polarized wave passing portion 220 may have a donut shape with a width of 0.5 mm or more and 2.5 mm or less.

편파 통과부(220)는, 급전부(100)로부터 방사되어 제1 기판(200)으로 입사되는 전파 중 입사각이 소정 범위 이하인 전파가 제1 기판(200)에서 반사되어 다시 급전부(100)로 입사되어 안테나의 성능을 감소시키는 것을 방지하기 위하여, 제1 기판(200)으로 입사되는 전파 중 입사각이 소정 범위 이하인 전파에 대하여, 반사시키지 아니하고 통과되도록 하여, 안테나의 성능 개선을 도모하기 위한 것이다. 이때, 통과된 전파는, 제1 기판(200)에서 반사되고 제2 기판(300)에서 편파 변환, 되반사되고 제1 기판(200)을 통과하는 전파와 편파가 다르므로, 편파 변환부(230)를 구비하여, 제1 기판(100)을 통과하는 전파의 편파가 균일하도록 할 수 있다. 즉, 편파 변환부(230)는 되반사된 전파와 위상 또는 편파를 동기화한다.The polarized wave passing portion 220 reflects the radio wave having an incident angle less than a predetermined range among the radio waves radiated from the power feeding portion 100 and entering the first substrate 200 into the first substrate 200, The present invention is intended to improve the performance of the antenna by preventing reflection of radio waves having an incident angle less than a predetermined range among the radio waves incident on the first substrate 200 in order to prevent the performance of the antenna from being reduced. At this time, since the passed radio wave is reflected by the first substrate 200, is polarized and reflected by the second substrate 300, and is different from the polarized wave passing through the first substrate 200, the polarized wave conversion unit 230 So that the polarized waves of the airwaves passing through the first substrate 100 can be made uniform. That is, the polarized wave converting unit 230 synchronizes the phase or the polarized wave with the reflected wave.

편파 통과부(220)는 편파 격자부(210)의 일면에 위치하여, 급전부(100)에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 통과시킬 수 있다. 이때, 반사하지 아니하고 통과되는 전파는, 제1 기판(200)으로 입사되는 전파 중 입사각이 소정 범위 이하인 전파가 되도록, 전파의 입사각을 고려하여 편파 통과부(220)가 설계될 수 있다. The polarized wave passing portion 220 is located on one side of the polarization grating portion 210 and can transmit at least a part of the radio wave radiated from the feeding portion 100 without reflecting it. At this time, the polarization passing portion 220 can be designed in consideration of the incident angle of the radio wave so that the radio wave not reflected but passed through the first substrate 200 becomes a radio wave having an incident angle of less than a predetermined range in the radio wave incident on the first substrate 200.

편파 통과부(220)는, 원형 또는 도넛형상 등으로 구현될 수 있고, 특히 지름이 2.5mm 이하인 원형으로 구현될 수 있다. 특히, 특히 77GHz에서 55mm 지름을 가지는 개구면의 원형 혼안테나(horn antenna)를 급전부(100)로 이용하는 경우에, 바깥 지름이 2.5mm 이하이고 안쪽 지름이 1.5mm이하인 도넛형상으로 구현될 수 있다. 도넛형상의 편파 통과부(220)는 편파 격자와의 관계를 고려하여 폭이 0.5mm 이상일 수 있다. 편파 통과부(200)의 두께는 0.035mm일 수 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 편파 격자와의 관계를 고려하여 다양한 두께를 가질 수 있다.The polarized wave passing portion 220 may be formed in a circular shape or a donut shape, and in particular, a circular shape having a diameter of 2.5 mm or less. Particularly, when a horn antenna having an opening surface having a diameter of 55 mm at 77 GHz is used as the feeding portion 100, it can be realized as a donut shape having an outer diameter of 2.5 mm or less and an inner diameter of 1.5 mm or less . The donut-shaped polarized wave passing portion 220 may have a width of 0.5 mm or more in consideration of the relationship with the polarization grating. The thickness of the polarization passing portion 200 may be 0.035 mm, but this is merely an example, and various thicknesses can be obtained in consideration of the relationship with the polarization grating.

편파 변환부(230)는, 편파 통과부의 다른 일면에 위치하여, 통과된 전파를 편파 변환하여, 제2 기판(300)에서 편파하여 되반사된 전파와 위상 또는 편파를 동기화할 수 있다.The polarized wave converting unit 230 is located on the other surface of the polarized wave passing portion and polarized waves are passed through the polarized wave passing through the second substrate 300 to synchronize the phase or polarized wave with the polarized wave reflected by the second substrate 300.

편파 변환부(230)는, 제1 기판(200)의 편파 격자의 격자 방향으로부터 소정의 각도만큼 기울어지도록 배치된 직사각형 형태의 패치로 구현될 수 있다. 또한, 여기서의 직사각형의 패치가 기울어진 소정의 각도는, 45도인 것을 특징으로 할 수 있다. 편파 변환부(230)는, 소정의 크기를 가지는 직사각형의 패치로서, 1.2mm 이하의 길이와 0.7mm 이하의 폭을 가지는 직사각형의 패치로 구현될 수 있다. 편파 변환부(230)는, 1.1mm의 길이와 0.6mm의 폭을 가지는 직사각형의 패치로 구현될 수 있다. 편파 변환부(230)의 길이 및 폭의 비율은 2:1일 수 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 편파 격자와의 관계를 고려하여 다양한 비율을 가질 수 있다. 편파 변환부(230)의 두께는 0.035mm일 수 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 편파 격자와의 관계를 고려하여 다양한 두께를 가질 수 있다.The polarized wave converting unit 230 may be implemented as a rectangular patch arranged to be inclined by a predetermined angle from the lattice direction of the polarization grating of the first substrate 200. The predetermined angle at which the rectangular patch is inclined is 45 degrees. The polarized wave converting unit 230 may be implemented as a rectangular patch having a predetermined size and a rectangular patch having a length of 1.2 mm or less and a width of 0.7 mm or less. The polarized wave converting unit 230 may be implemented as a rectangular patch having a length of 1.1 mm and a width of 0.6 mm. The ratio of the length and the width of the polarized wave converting unit 230 may be 2: 1, but this is merely an example, and various ratios can be obtained in consideration of the relationship with the polarization grating. The thickness of the polarized wave converting part 230 may be 0.035 mm, but this is merely an example, and it may have various thicknesses considering the relationship with the polarization grating.

도 3의 (a)는 기존의 편파 격자 기판을 도시하고, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 편파 격자 기판을 예시한 도면이다.3 (a) shows a conventional polarization grating substrate, and FIG. 3 (b) shows a polarization grating substrate according to an embodiment of the present invention.

도 3의 (a)는, 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나에서 이용되었던 편파 격자(A)를 도시한 것이다. 도 3의 (b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 따른 제1 기판(200)으로서, 편파 격자(A)를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나(10)는, 종래에 이용되던 편파 격자(A)에 있어서, 전파 일부를 반사하지 아니하고 통과시키는 통과 구조(B)를 포함시켜, 효율 개선 효과를 가진다. 본 실시예에 따른 통과 구조(B)는, 편파 격자(A)의 중앙에 위치하고, 원형의 통과 구조를 상정한 것이다. 이는, 전파를 방사하는 급전부가 편파 격자의 중앙 반대편에 위치하고, 원형인 경우에 바람직한 실시예이다.3 (a) shows a polarization grating A used in an existing folded reflective array antenna. FIG. 3 (b) shows a polarization grating A as a first substrate 200 according to a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention. The folded reflected array antenna 10 according to the present invention has an efficiency improving effect by including a passing structure B that allows a part of the radio wave to pass without reflecting in the conventional polarization grating A. The passing structure B according to this embodiment is located at the center of the polarization grating A and assumes a circular passing structure. This is a preferred embodiment when the power supply portion for radiating radio waves is located on the opposite side of the center of the polarization grating and is circular.

도 4는 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나를 예시한 도면이다. 특히, 안테나에서의 전파의 흐름을 중심으로 도시한 것이다.FIG. 4 illustrates a conventional folded reflect array antenna, and FIG. 5 illustrates a folded reflected array antenna according to an embodiment of the present invention. Particularly, it shows the flow of radio waves in the antenna.

도 4를 참조하면, 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 급전부(A)는 전파를 방사하고, 방사된 전파는 상부의 편파 격자(B)에서 반사되고, 다시 하부의 주반사판(C)에서 위상(phase) 및 편파(polarization)가 변환되어 반사되고, 주반사판(C)에서 반사된 전파는 변환된 편파에 의해 편파 격자(B)를 통과하여 방사한다. 이러한 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 의할 경우, 전파의 일부가 급전부(A)로 다시 반사되어, 급전 안테나의 반사특성 효율이 감소하고, 전체 안테나의 개구 효율이 저하되는 문제가 있었다. Referring to FIG. 4, in the conventional folded reflect array antenna, the feeding part A radiates radio waves, the emitted radio waves are reflected by the upper polarization grating B, and the lower main reflecting plate C The phase and polarization are converted and reflected at the main reflector C and the radio wave reflected at the main reflector C is emitted through the polarization grating B by the converted polarization. In the conventional folded reflect array antenna, there is a problem that a part of the radio wave is reflected back to the power feeding portion A, the reflection characteristic efficiency of the feed antenna is reduced, and the aperture efficiency of the entire antenna is lowered.

도 5를 참조하면, 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 급전부(A)로부터 방사된 전파의 일부는 상부의 편파 격자(B)에서 반사되고, 다시 하부의 주반사판(C)에서 편파가 변환되어 반사되고, 편파 격자(B)를 통과하여, 기존의 폴디드 리플렉트어레이 안테나와 동일한 작동원리를 가진다. 그러나, 급전부(A)로부터 방사된 전파 중 편파 통과부에 입사된 전파는 반사되지 아니하고 통과되며, 편파 변환부(D)에 의해 편파 변환된다. 편파 변환부(D)는 편파 격자부의 중앙에 도달한 전파가 편파 격자를 통과하면, 통과한 전파와 주반사판에서 반사된 전파 간에 편파를 맞추는 기능을 수행한다. 5, in the folded reflected array antenna according to the embodiment, a part of the radio wave radiated from the power feeder A is reflected by the upper polarization grating B, and then reflected by the lower main reflector C, Polarized wave is converted and reflected at the polarized grating B, passes through the polarization grating B, and has the same operating principle as that of the conventional folded reflect array antenna. However, among the radio waves radiated from the power feeder A, the radio wave incident on the polarized wave passing portion passes without being reflected, and is subjected to polarization conversion by the polarized wave converting portion D. The polarized wave converting unit D functions to align the polarized wave between the radio wave passing through the polarization grating and the radio wave reflected from the main reflector when the radio wave reaching the center of the polarization grating passes through the polarization grating.

실시예들에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 의할 경우, 급전 안테나의 반사 특성 성능 및 전체 안테나의 개구 효율 성능이 증가되는 효과가 있다.In the folded reflect array antenna according to the embodiments, the reflection characteristic performance of the feed antenna and the aperture efficiency performance of the whole antenna are increased.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제2 기판을 예시한 도면이다. 도 6의 (a)는, 제2 기판의 일면에 대한 실시예를 도시한 것이다. 특히, 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 전파가 방사되는 방향의 반대편 면을 도시한 것이다. 도 6의 (b)는, 제2 기판의 다른 일면에 대한 실시예를 도시한 것이다. 특히, 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서, 전파가 방사되는 방향의 면을 도시한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판은 주반사판으로서, 중심부(A)에 급전부가 위치하도록 구현될 수 있다. 도 6에서 주반사판의 두께는 0.5mm, 편파격자의 두께는 1.52mm일 수 있다.6 is a view illustrating a second substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention. 6 (a) shows an embodiment of one surface of the second substrate. Particularly, in the folded reflected array antenna, the opposite side in the direction in which radio waves are radiated is shown. 6 (b) shows another embodiment of the second substrate. In particular, the folded reflect array antenna shows a surface in the direction in which radio waves are radiated. According to an embodiment of the present invention, the second substrate may be a main reflector, and the power supply portion may be located at the central portion A. In FIG. 6, the thickness of the main reflector may be 0.5 mm, and the thickness of the polarization grating may be 1.52 mm.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 제1 기판을 예시한 도면이다. 제1 기판은 급전부로부터 방사된 전파의 일부에 대하여, 반사되지 않고 통과시키는 편파 통과부 및 통과된 전파를 편파 변환하는 편파 변환부를 구비하여 구현될 수 있다. 도 7의 (a)은 전파가 방사되는 방향의 면을 도시한 것이다. 도 7의 (a)를 참조하면, 편파 통과부(A)는 제1 기판의 일면에 위치할 수 있다. 제1 기판의 다른 면은 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 제2 기판, 즉, 리플렉트어레이로 반사할 수 있다. 도 7의 (b)는 전파가 방사되는 방향의 반대편 면을 도시한 것이다. 도 7의 (b)를 참조하면, 편파 변환부(B)는 제1 기판의 다른 일면에 위치할 수 있다.7 is a view illustrating a first substrate of a folded reflective array antenna according to an embodiment of the present invention. The first substrate may be provided with a polarized wave passing portion for allowing a part of the radio wave radiated from the feeding portion to pass without being reflected, and a polarization converting portion for performing polarization conversion on the passed radio wave. Fig. 7 (a) shows a surface in the direction in which radio waves are radiated. Referring to FIG. 7A, the polarization passing portion A may be located on one surface of the first substrate. The other surface of the first substrate may reflect at least a part of the radio waves radiated from the feeding portion to the second substrate, that is, the reflector array. Fig. 7 (b) shows a side opposite to the direction in which the radio wave is radiated. Referring to FIG. 7 (b), the polarized wave converting unit B may be located on the other surface of the first substrate.

도 7에서 흰색으로 표시된 편파 격자부는 유전체로 구현될 수 있고, 노란색으로 표시된 편파 통과부 및 편파 변환부는 구리로 구현될 수 있으나, 이는 예시일 뿐이고, 재질은 다양한 재질로 구현될 수 있다.In Fig. 7, the polarization grating portion indicated by white may be realized as a dielectric, and the polarization passing portion and the polarization converting portion indicated by yellow may be realized with copper, but this is merely an example, and the material may be implemented with various materials.

도 9는 본 발명에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나(10)의 일 실시예에 있어서 편파 통과부에 대하여 도시한 것이다.FIG. 9 shows a polarized wave passing portion in an embodiment of the folded reflected array antenna 10 according to the present invention.

도 8의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 편파 격자 기판을 도시하고, (b)는 편파 격자 기판의 편파 변환부를 도시하고, (c)는 편파 격자 기판의 편파 통과부를 도시한 것이다.FIG. 8A shows a polarization grating substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 8B shows a polarization conversion section of a polarization grating substrate, and FIG. 8C shows a polarization passing portion of a polarization grating substrate .

특히, 도 8의 (a)는 편파 통과부와 편파 변환부를 포함하는 투상도(projection)를 도시한 것이다. Particularly, FIG. 8 (a) shows a projection including the polarization passing portion and the polarization converting portion.

도 8의 (b)는, 편파 변환부의 일 예를 도시한 것으로서, 편파 변환부(830)는 2mm 이하의 길이와 0.7mm 이하의 폭을 가지는 직사각형의 패치로서, 편파 격자의 격자 방향(810)과 45도를 이루도록 배치될 수 있다. 도 8의 (b)에서는 격자 방향을 기준으로 왼쪽 방향으로 45도의 각도를 형성하고 있으나, 오른쪽 방향으로 45도의 각도를 형성할 수도 있다.8 (b) shows an example of a polarized wave converting unit. The polarized wave converting unit 830 is a rectangular patch having a length of 2 mm or less and a width of 0.7 mm or less, Lt; RTI ID = 0.0 > 45. ≪ / RTI > In FIG. 8 (b), although an angle of 45 degrees to the left is formed on the basis of the grid direction, an angle of 45 degrees to the right may be formed.

도 8의 (c)는, 편파 통과부의 일 예를 도시한 것으로서, 편파 통과부(820)는 폭이 0.5mm 이상 2.5mm 이하인 도넛형상으로 구현될 수 있다.8C shows an example of the polarized wave passing portion. The polarized wave passing portion 820 may be formed in a donut shape having a width of 0.5 mm or more and 2.5 mm or less.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴디드 리플렉트어레이 안테나에 대하여 모의실험 결과를 도시한 것이다.FIG. 9 shows a simulation result of a folded reflected array antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른, 입사되는 전파의 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시키는 폴디드 리플렉트어레이 안테나의 경우, 29.52dB의 이득과, 55.75%의 개구 효율을 가지고, 이는 종래의 폴디드 리플렉트어레이 안테나보다 개선된 것으로서, 본 발명의 폴디드 리플렉트어레이 안테나가 효율 개선 효과를 가지는 것을 확인할 수 있다.In the case of a folded reflected array antenna in which a part of an incident radio wave is not reflected but is polarized and passed through it according to the present invention, the antenna has a gain of 29.52 dB and an aperture efficiency of 55.75%, which is a conventional folded- As a result, it can be confirmed that the folded reflect array antenna of the present invention has an efficiency improving effect.

본 발명의 일 실시예에 따른 편파 격자 기판은, 편파 격자부 및 편파 변환부를 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 편파 격자 기판은 원형으로 구현될 수 있으며, 편파 변환부는 편파 격자 기판의 중심에 위치하고, 직사각형일 수 있다.The polarization grating substrate according to an embodiment of the present invention may be implemented by including a polarization grating and a polarization conversion unit. At this time, the polarization grating substrate may be implemented as a circular shape, and the polarization converting unit may be positioned at the center of the polarization grating substrate and may be rectangular.

편파 격자부는, 편파 격자를 포함하고, 상기 편파 격자를 통하여 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나를 통과시킬 수 있다.The polarization grating portion includes a polarization grating, and can pass either the vertical or horizontal polarization through the polarization grating.

편파 변환부는, 입사되는 전파를 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나로 편파 변환하여 통과시킬 수 있다. 편파 변환부는 상기 편파 격자 기판의 중심에 위치하고, 직사각형으로 구현될 수 있다. 또한, 편파 변환부는, 편파 격자부의 편파 격자 방향으로부터 소정의 각도만큼 기울어진 직사각형 형태의 편파 패치로 마련될 수 있으며, 소정의 각도는 45도로 구현될 수 있다. 이때, 직사각형 형태의 편파 패치는, 1.2mm 이하의 길이와 0.7mm 이하의 폭을 가지는 직사각형의 패치로 구현될 수 있다.The polarized wave converting unit can convert the incident radio wave into polarized wave by either vertical or horizontal polarized wave and pass it through. The polarization converting unit is located at the center of the polarization grating substrate and can be realized as a rectangular shape. The polarization converter may be provided as a rectangular polarization patch that is inclined by a predetermined angle from the polarization grating direction of the polarization grating, and the predetermined angle may be 45 degrees. At this time, the rectangular-shaped polarized patch can be implemented as a rectangular patch having a length of 1.2 mm or less and a width of 0.7 mm or less.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (12)

폴디드 리플렉트어레이 안테나에 있어서,
전파를 방사하는 급전부;
상기 급전부와 소정 간격을 사이에 두는 기판으로서, 편파 격자부를 포함하고, 상기 급전부에서 방사된 전파의 일부를 반사시키되, 상기 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시키는 제1 기판; 및
상기 편파 격자부와 소정 간격을 사이에 두고, 상기 편파 격자부에서 반사된 전파를 편파하여 되반사시키는 제2 기판
을 포함하며,
상기 제1 기판은,
상기 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 반사하지 아니하고 편파하여 통과시키는 편파 통과부; 및
상기 급전부에서 방사된 전파의 적어도 일부를 상기 리플렉트어레이로 반사하는 편파 격자부; 및
상기 편파 격자부의 일면에 위치하여, 상기 통과된 전파를 편파 변환하여, 상기 리플렉트어레이에서 편파하여 되반사된 전파와 위상 또는 편파를 동기화하는 편파 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.In a folded reflected array antenna,
A feeding part for radiating radio waves;
A substrate including a polarization grating portion for reflecting a part of a radio wave radiated from the power feeding portion and at least part of the radio wave radiated from the power feeding portion is reflected and allowed to pass through without being reflected A first substrate; And
And a second substrate for polarizing and reflecting the radio wave reflected from the polarization grating portion with a predetermined gap therebetween,
/ RTI >
Wherein the first substrate comprises:
A polarized wave passing portion for polarizing and passing at least part of the radio wave radiated from the feeding portion without reflecting it; And
A polarization grating for reflecting at least a part of the radio wave radiated from the power feeder to the reflector array; And
And a polarization converter arranged on one side of the polarization grating and polarization-converting the passed radio wave to synchronize the phase or the polarized wave with the radio wave reflected and polarized in the reflector array, characterized in that the folded- antenna. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 편파 통과부는, 폭이 0.5mm 이상 2.5mm 이하인 도넛형상인 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the polarized wave passing portion has a donut shape with a width of 0.5 mm or more and 2.5 mm or less. 제1항에 있어서, 상기 편파 통과부는,
상기 제1 기판의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.The plasma display apparatus according to claim 1,
And the first substrate is located at the center of the first substrate. 제1항에 있어서,
상기 편파 통과부는 상기 편파 격자부의 다른 일면에 위치하는 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.The method according to claim 1,
And the polarized wave passing portion is located on the other surface of the polarization grating portion. 제5항에 있어서,
상기 편파 변환부는, 1.2mm 이하의 길이와 0.7mm 이하의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.6. The method of claim 5,
Wherein the polarization conversion section has a length of 1.2 mm or less and a width of 0.7 mm or less. 제5항에 있어서,
상기 편파 변환부는,
상기 편파 격자부의 격자 방향으로부터 45도의 각도만큼 기울어지도록 배치된 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.6. The method of claim 5,
The polarized-
Wherein the antenna is arranged to be inclined at an angle of 45 degrees from the lattice direction of the polarization grating portion. 제1항에 있어서,
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 원형인 것을 특징으로 하는 폴디드 리플렉트어레이 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the first substrate and the second substrate are circular. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 편파 격자 기판에 있어서,
편파 격자를 포함하고, 상기 편파 격자를 통하여 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나를 통과시키는 편파 격자부;
입사되는 전파를 수직 또는 수평 편파 중 어느 하나로 편파 변환하여 통과시키는 편파 통과부; 및
상기 편파 격자부의 일면에 위치하여, 상기 통과된 전파를 편파 변환하여, 되반사된 전파와 위상 또는 편파를 동기화하는 편파 패치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 편파 격자 기판.In the polarization grating substrate,
A polarization grating including a polarization grating and allowing either the vertical or horizontal polarization to pass through the polarization grating;
A polarized wave passing portion for polarizing and passing an incident radio wave through either a vertical or horizontal polarized wave; And
A polarized wave patch which is located on one side of the polarization grating and polarization-converts the passed radio wave to synchronize the phase or the polarized wave with the re-
And a second electrode. 제9항에 있어서,
상기 편파 통과부는 상기 편파 격자 기판의 중심에 위치하고, 도넛형상인 것을 특징으로 하는 편파 격자 기판.10. The method of claim 9,
Wherein the polarized wave passing portion is located at the center of the polarization grating substrate and has a donut shape. 제9항에 있어서,
상기 편파 패치는,
상기 편파 격자부의 상기 편파 격자 방향으로부터 45도의 각도만큼 기울어진 것을 특징으로 하는 편파 격자 기판.10. The method of claim 9,
The polarized patch includes:
Is inclined at an angle of 45 degrees from the polarization grating direction of the polarization grating portion. 제9항에 있어서,
상기 편파 패치는 직사각형의 패치인 것을 특징으로 하는 편파 격자 기판.
10. The method of claim 9,
Wherein the polarized wave patch is a rectangular patch.
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