KR101839452B1 - Rada array antenna - Google Patents

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KR101839452B1
KR101839452B1 KR1020160157141A KR20160157141A KR101839452B1 KR 101839452 B1 KR101839452 B1 KR 101839452B1 KR 1020160157141 A KR1020160157141 A KR 1020160157141A KR 20160157141 A KR20160157141 A KR 20160157141A KR 101839452 B1 KR101839452 B1 KR 101839452B1
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patch radiator
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야로슬라브 밀리야크흐
곽용빈
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주식회사 에이스테크놀로지
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Abstract

A radar array antenna is disclosed. The radar array antenna includes a feed line electrically coupled to a feed point; and a plurality of patch radiators coupled to the feed lines and having a rectangular shape. The plurality of patch radiators is arranged so that one of corners has an angle in the arrangement direction. The feed line is not parallel to the arrangement direction of the patch radiators. According to the radar array antenna, it is possible to form a 45 degree polarized wave according to the arrangement direction, to reduce the loss of current, and also to reduce size.

Description

레이더 배열 안테나{Rada array antenna}[0001] The present invention relates to a radar array antenna,

본 발명은 레이더 배열 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a radar array antenna.

레이더는 전자파를 원거리에 있는 물체나 목표물에 보내 그 반사파를 수신 및 분석함으로써 목표물까지의 거리, 방향 목표물 주변의 정보를 검출하는 장치이다. A radar is a device that detects electromagnetic waves in the vicinity of a target and distance to a target by receiving and analyzing the electromagnetic wave by sending it to an object or target at a remote location.

레이더는 전자파의 직진성과 반사 특성을 이용한 것으로서 어둠, 비, 눈 등에 의하여 시계가 가려져도 그 영향을 받지 않고 탐지가 가능하며, 근래에는 차량에서 다양한 정보를 수집할 때도 레이더가 사용되고 있다. Radar uses the straightness and reflection characteristics of electromagnetic waves. It can be detected without being influenced even if the clock is covered by darkness, rain, snow, etc. Recently, radar is also used for collecting various information in a vehicle.

레이더용 안테나로는 다양한 종류의 안테나가 사용되나, 대표적으로 사용되는 안테나 종류 중 하나는 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나이다. Various types of antennas are used as radar antennas, but one of the typical types of antennas is an array antenna using a microstrip patch.

마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나는 메인 급전 선로에 마이크로스트립 패치가 결합된 구조이다.An array antenna using a microstrip patch is a structure in which a microstrip patch is coupled to a main feed line.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나를 도시한 도면이다.1 is a view showing an array antenna using a conventional micro strip patch.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나는 급전 선로(110) 및 다수의 패치 방사체(120)를 포함하여 구성된다. 또한, 도 1에 도시된 레이더 배열 안테나는 유전체 기판상에 형성될 수 있다. 급전 선로(110)는 급전점과 전기적으로 결합되며, 급전점을 통해 제공되는 급전신호가 제공된다.Referring to FIG. 1, a conventional microstrip patch antenna includes a feed line 110 and a plurality of patch radiators 120. In addition, the radar array antenna shown in Fig. 1 may be formed on a dielectric substrate. The feed line 110 is electrically coupled to the feed point, and a feed signal provided through the feed point is provided.

급전 선로(110)에 제공된 급전 신호는 다수의 패치 방사체(120)에 제공된다. 급전 선로(110)의 폭에 의해 다수의 패치 방사체(120)에 의해 제공되는 전력이 조절될 수 있다.The feed signal provided to the feed line 110 is provided to the plurality of patch radiators 120. The power provided by the plurality of patch radiators 120 can be adjusted by the width of the feed line 110. [

도 1에 도시된 레이더 배열 안테나의 패치 방사체의 급전 구조는 수직 또는수평 방향과 같은 단방향으로의 편파를 가지도록 하기 위해 급전 선로(110)상에 일직선으로 배열되도록 배치된다.The feed structure of the patch radiator of the radar array antenna shown in Fig. 1 is arranged so as to be aligned on the feed line 110 so as to have a polarization in one direction such as a vertical or horizontal direction.

그러나, 종래의 레이더 배열 안테나의 패치 방사체의 급전 구조는 단방향 수직 편파를 형성할 수는 있으나, 패치 길이 방향(배열 방향)에 따른 45˚에 따른 편파를 형성하지 못하며, 급전 선로(110)가 패치 방사체(120)의 모서리에 수직으로 결합되어 전류의 손실이 발생하는 문제점이 있었다.However, although the feed structure of the patch radiator of the conventional radar array antenna can form unidirectional vertical polarized wave, it can not form a polarized wave along the 45 degree along the patch length direction (arrangement direction) There is a problem that current is lost due to being vertically coupled to the edge of the radiator 120.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 배열 방향에 따른 45˚ 편파를 형성할 수 있고, 전류의 손실을 감소시키며, 사이즈 또한 감소시킬 수 있는 레이더 배열 안테나를 제공한다.In order to solve the problems of the conventional art as described above, the present invention provides a radar array antenna capable of forming a 45-degree polarized wave according to the arrangement direction, reducing current loss, and reducing the size.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 급전점과 전기적으로 결합되는 급전 라인; 및 상기 급전 라인과 결합되며 사각 형상을 가지는 복수의 패치 방사체를 포함하되, 상기 복수의 패치 방사체는 모서리 중 하나가 배열 방향과 일정한 각도를 갖도록 배열되며, 상기 급전 라인은 상기 패치 방사체의 배열 방향과 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a feed line electrically coupled to a feed point. And a plurality of patch radiators coupled to the feeder line and having a rectangular shape, wherein the plurality of patch radiators are arranged such that one of the corners has an angle with the arrangement direction, The radar array antenna is not parallel.

상기 패치 방사체는 대향하는 꼭지점이 상기 급전 라인에 결합되는 것을 특징으로 한다.And the patch radiator is characterized in that opposed vertices are coupled to the feed line.

상기 패치 방사체는 직사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.The patch radiator has a rectangular shape.

상기 급전 라인은 상기 패치 방사체의 모서리 중 적어도 하나와 평행한 것을 특징으로 한다.And the feed line is parallel to at least one of the corners of the patch radiator.

상기 복수의 패치 방사체는 모서리 중 하나가 배열 방향과 45 각도를 이루는 것을 특징으로 한다.The plurality of patch radiators are characterized in that one of the corners forms an angle of 45 degrees with the arrangement direction.

본 발명은 배열 방향에 따른 45˚ 편파를 형성할 수 있고, 전류의 손실을 감소시키며, 사이즈 또한 감소시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage of being able to form a 45-degree polarization according to the arrangement direction, to reduce the current loss, and also to reduce the size.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체를 확대하여 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체의 급전 구조에 따른 편파 방향을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나의 사용례를 도시한 사시도이다.1 is a view showing an array antenna using a conventional micro strip patch.
2 is a perspective view illustrating a radar array antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged plan view of a patch radiator according to an embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating a polarization direction according to a feed structure of a patch radiator according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing an example of use of a radar array antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 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. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2 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. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체를 확대하여 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체의 급전 구조에 따른 편파 방향을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a perspective view showing a radar array antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged plan view of a patch radiator according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross- FIG. 3 is a view showing a polarization direction according to a feed structure of a patch radiator according to FIG.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나는 복수의 급전 라인(210)과 복수의 패치 방사체(220)를 포함하여 구성된다. 도 2에 도시된 레이더 배열 안테나는 유전체 기판상에 형성될 수 있다. 이때, 레이더 배열 안테나가 형성된 유전체 기판에 대향하는 면에는 접지면이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a radar array antenna according to an embodiment of the present invention includes a plurality of feed lines 210 and a plurality of patch radiators 220. The radar array antenna shown in Fig. 2 can be formed on a dielectric substrate. At this time, a ground plane may be formed on the surface facing the dielectric substrate on which the radar array antenna is formed.

급전 라인(210)은 급전점과 전기적으로 결합되며, 급전점을 통해 제공되는 급전 신호가 해당 급전 라인(210)으로 제공된다. 또한, 급전 라인을 통해 제공된 급전 신호는 해당 급전 라인(210)을 통해 급전 라인(210) 각각에 결합된 복수의 패치 방사체(220)로 각각 제공될 수 있다.The feed line 210 is electrically coupled to the feed point, and a feed signal provided through the feed point is provided to the feed line 210. The feed signals provided through the feed lines may be provided to the plurality of patch radiators 220 coupled to the feed lines 210 through the feed lines 210, respectively.

도 2에 도시된 바와 같이, 급전 라인(210)은 급전점에서 연장되어 형성되고, 급전 라인(210)의 폭 및 길이는 적절한 전력이 각 패치 방사체(220)에 제공될 수 있도록 형성될 수 있다.2, the feed line 210 is formed extending from the feed point, and the width and length of the feed line 210 can be formed such that appropriate power can be provided to each patch radiator 220 .

패치 방사체(220)는 급전 라인(210)에 결합되며, 사각 형태를 가진다. 또한, 패치 방사체(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 배열 구조로 형성된다. 각각의 패치 방사체(220)는 신호를 방사하고 수신하는 기능을 수행한다. 이때, 패치 방사체(220)를 통해 방사 또는 수신되는 신호의 주파수는 패치 방사체(220)의 사이즈에 의해 결정될 수 있다.The patch radiator 220 is coupled to the feed line 210 and has a rectangular shape. In addition, the patch radiator 220 is formed in an arrangement structure as shown in Fig. Each patch radiator 220 performs the function of emitting and receiving signals. At this time, the frequency of the signal radiated or received through the patch radiator 220 may be determined by the size of the patch radiator 220.

배열 구조에 포함되는 패치 방사체(220)의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 당연하다.It is a matter of course that the number of patch radiators 220 included in the arrangement structure can be variously changed as needed.

도 3을 참조하여 패치 방사체(220)의 급전 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.The feeding structure of the patch radiator 220 will be described in more detail with reference to FIG.

각 패치 방사체(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 사각 형상으로, 패치 방사체(220)의 꼭지점이 급전 라인(210)과 결합되도록 형성된다. 또한, 급전 라인(210)과 결합되는 패치 방사체(220)의 꼭지점은 상호 대향하는 꼭지점이고, 이로 인해, 복수의 패치 방사체(220)가 급전 라인(210)을 통해 단방향으로 신장되는 형태로 배치 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, each patch radiator 220 is formed in a rectangular shape so that the vertex of the patch radiator 220 is coupled to the feed line 210. The vertexes of the patch radiators 220 coupled to the feed lines 210 are opposed vertices so that a plurality of patch radiators 220 are arranged and formed in a unidirectional manner through the feed lines 210. [ .

도 3에 도시된 바와 같이, 각 패치 방사체(220)는 모서리가 배열 방향과 평행을 이루지 않도록 형성된다. 즉, 각 패치 방사체(220)의 모서리는 배열 방향과 일정한 각도, 일례로 45˚를 갖도록 배열될 수 있다. 각 패치 방사체(220)의 모서리가 배열 방향과 일정한 각도를 가지므로, 각 패치 방사체(220)는 수직 또는 수평 방향으로의 단방향 편파가 아닌 45˚ 편파를 가지게 된다. 패치 방사체(220)가 단일 패치인 경우(즉, 어레이 구조가 아닌 경우) 45˚ 편파를 가지기 위해서는 패치 방사체는 수직 길이 및 수평 길이가 동일한 정사각형을 형성하고, 정사각형 형상에서 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단되는 경우 45˚ 편파를 발생하게 된다. As shown in FIG. 3, each patch radiator 220 is formed such that its edges are not parallel to the direction of arrangement. That is, the edges of each patch radiator 220 may be arranged to have a certain angle with respect to the arrangement direction, for example, 45 degrees. Since each of the patch radiators 220 has a certain angle with respect to the arrangement direction, each patch radiator 220 has a 45-degree polarization, not a unidirectional polarization in the vertical or horizontal direction. In order for the patch radiator 220 to have a 45 degree polarization when it is a single patch (i.e., not in an array structure), the patch radiator forms a square having the same vertical length and horizontal length, and a plurality of opposed diagonal If the edge is cut off, it causes 45 ° polarization.

그러나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 패치 방사체(220)가 어레이 구조인 경우, 패치 방사체(220)는 수직 길이가 수평 길이보다 긴 직사각형 형상이더라도 급전 라인을 통해 인가되는 전류가 반사되는 전류에 상쇄되어 45˚ 편파가 발생하게 된다.However, as shown in FIGS. 2 and 3, when the patch radiator 220 is an array structure, the patch radiator 220 has a rectangular shape with a longer vertical length than the horizontal length, The current is canceled and 45 ° polarization is generated.

예를 들어, 패치 방사체(220)가 도 1에 도시된 바와 같이 배열되는 경우, 패치 방사체(220)가 배열된 구조에 따른 단방향 편파가 발생하게 된다. 이때, 패치 방사체(220)를 모서리가 배열 방향과 일정한 각도, 일례로 45˚를 갖도록 배열시킬 경우, 180˚ 위상차를 갖는 편파가 발생하게 된다. 이로 인해, 결과적으로 사각 형상의 패치 방사체(220)는 45˚ 편파를 가지게 된다. For example, when the patch radiator 220 is arranged as shown in FIG. 1, a unidirectional polarized wave according to a structure in which the patch radiator 220 is arranged is generated. At this time, when the patch radiator 220 is arranged so as to have a certain angle with respect to the arrangement direction, for example, 45 degrees, polarized waves having a 180 degree phase difference are generated. As a result, the quadrangular patch radiator 220 has a 45-degree polarization.

도 4에 도시된 바와 같이 급전 라인(210)은 패치 방사체(220)의 대향하는 꼭지점과 결합되며, 패치 방사체(220)의 모서리 중 하나와 평행하게 위치하고, 급전 라인(210)과 결합되는 각 패치 방사체(220)는 모서리 중 하나가 배열 방향과 45˚ 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 패치 방사체(220)의 모서리를 배열 방향과 45˚ 각도를 이루도록 형성함으로써 급전 라인(210)을 통해 급전되는 전류가 절단된 방향으로 편향되게 되어 45˚ 편파를 가지도록 할 수 있다.4, the feed line 210 is coupled to the opposed vertices of the patch radiator 220 and is positioned parallel to one of the corners of the patch radiator 220, The radiator 220 may be formed such that one of the corners is at an angle of 45 degrees with the array direction. By forming the patch radiator 220 at an angle of 45 degrees with respect to the array direction, the current fed through the feed line 210 is deflected in the cut direction, so that the patch radiator 220 can have a 45 degree polarization.

도 4에는 패치 방사체(220) 및 급전 라인(210)에 흐르는 전류의 방향이 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 급전 라인(210)은 패치 방사체(220)의 배열 방향과 평행하지 않도록 형성될 수 있다. 일례로, 급전 라인(210)은 패치 방사체(220)의 모서리 중 하나와 평행하도록 형성될 수 있다. 따라서 급전 라인(210)과 패치 방사체(220)에 흐르는 전류의 방향이 평행을 이루게 되므로, 전류의 손실을 줄일 수 있게 된다. 또한, 급전 라인(210)과 패치 방사체(220)의 배열 방향이 평행하지 않으므로, 급전 라인(210)과 패치 방사체(220)의 배열 방향이 평행한 도 1의 경우에 비해 레이더 배열 안테나의 사이즈를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.4 shows the directions of the currents flowing in the patch radiator 220 and the feeder line 210. FIG. Referring to FIG. 4, the feed lines 210 may be formed so as not to be parallel to the array direction of the patch radiators 220. In one example, the feed line 210 may be formed to be parallel to one of the corners of the patch radiator 220. Therefore, since the directions of the currents flowing through the feeder line 210 and the patch radiator 220 are parallel to each other, the current loss can be reduced. In addition, since the array direction of the feed line 210 and the patch radiator 220 are not parallel to each other, the size of the radar array antenna is smaller than that of FIG. 1 in which the array direction of the feed line 210 and the patch radiator 220 are parallel It can be further reduced.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나의 사용례를 도시한 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나는 PCB기판(300) 상에 형성되고, 금속쉘(400)을 구비하여 사용될 수 있다.5 is a perspective view showing an example of use of a radar array antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a radar array antenna according to an embodiment of the present invention is formed on a PCB substrate 300 and can be used with a metal shell 400.

본 발명의 레이더 배열 안테나는 메인 급전 선로 및 분기 방향에 구애받지 않고 확장될 수 있으며 차량 및 선박 등에서 다양한 탐지 용도로 활용될 수 있다. The radar array antenna of the present invention can be extended without regard to the main feed line and the branching direction, and can be used for various detection purposes in vehicles, ships, and the like.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

210: 급전 라인
220: 패치 방사체
300: PCB 기판
400: 금속쉘210: feed line
220: patch radiator
300: PCB substrate
400: metal shell

Claims (5)

급전점과 전기적으로 결합되는 급전 라인; 및
상기 급전 라인 사이에 결합되며 사각 형상을 가지는 복수의 패치 방사체를 포함하되, 상기 복수의 패치 방사체는 모서리 중 하나가 배열 방향과 일정한 각도를 갖도록 배열되며, 상기 급전 라인은 상기 패치 방사체의 배열 방향과 평행하지 않고,
상기 패치 방사체의 서로 대향하는 꼭지점이 상기 급전 라인에 결합되며, 상기 급전 라인은 패치 방사체의 모서리 중 적어도 하나와 평행한 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나
A feed line electrically coupled to the feed point; And
And a plurality of patch radiators which are coupled between the feed lines and have a rectangular shape, wherein the plurality of patch radiators are arranged such that one of the corners has a certain angle with the arrangement direction, Not parallel,
Wherein the vertexes of the patch radiators facing each other are coupled to the feed line and the feed line is parallel to at least one of the corners of the patch radiator.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 패치 방사체는 직사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
The method according to claim 1,
Wherein the patch radiator has a rectangular shape.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 복수의 패치 방사체는 모서리 중 하나가 배열 방향과 45˚ 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.The radar array antenna according to claim 1, wherein one of the corners of the plurality of patch radiators forms an angle of 45 degrees with respect to an arrangement direction.
KR1020160157141A 2016-11-24 2016-11-24 Rada array antenna KR101839452B1 (en)

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