KR101890363B1 - Antenna apparatus - Google Patents

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KR101890363B1
KR101890363B1 KR1020170106256A KR20170106256A KR101890363B1 KR 101890363 B1 KR101890363 B1 KR 101890363B1 KR 1020170106256 A KR1020170106256 A KR 1020170106256A KR 20170106256 A KR20170106256 A KR 20170106256A KR 101890363 B1 KR101890363 B1 KR 101890363B1
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KR
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horn antenna
antenna
plane
planar
transition portion
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KR1020170106256A
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Korean (ko)
Inventor
박영미
권오헌
황금철
박원빈
윤주호
임홍준
송찬미
이성우
이종민
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국방과학연구소
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides
    • H01P3/121—Hollow waveguides integrated in a substrate

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  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

The present invention provides an antenna device which comprises: an H-planar type horn antenna having a substrate integrated waveguide structure; and a transition part having a structure capable of being connected to the H-planar type horn antenna, and having a structure capable of transmitting an electromagnetic wave, transmitted from a double ridge waveguide, to the H-planar type horn antenna. The antenna device improves impedance matching between the H-planar type horn antenna and a free space by using a patch of a lattice structure, thereby implementing an antenna function of a wideband.

Description

안테나 장치{Antenna apparatus}[0001]

본 개시는 H-평면형 혼 안테나를 포함하는 안테나 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to an antenna apparatus comprising an H-planar horn antenna.

기판 집적 도파관(SIW: substrate integrated waveguide)은 구형 도파관(rectangular waveguide)에 비해 높이가 낮으며, 무게가 가볍고, 가공이 용이하다. 하지만 기판 집적 도파관을 이용한 혼 안테나의 경우 안테나와 자유공간 사이의 임피던스 부정합 때문에 임피던스 대역폭이 좁다는 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 광대역 특성을 갖는 기판 집적 도파관 혼 안테나에 대한 연구가 필요한 실정이다.The substrate integrated waveguide (SIW) is lower in height than the rectangular waveguide, and is light in weight and easy to process. However, in the case of a horn antenna using a substrate integrated waveguide, the impedance bandwidth is narrow due to the impedance mismatch between the antenna and the free space. For this reason, it is necessary to study a substrate integrated waveguide horn antenna with broadband characteristics.

본 실시예들에 따르면, H-평면형 혼 안테나를 포함하는 안테나 장치를 제공한다.According to these embodiments, there is provided an antenna device including an H-plane horn antenna.

제 1 측면에 따른 안테나 장치는, 기판 집적 도파관(substrate integrated waveguide) 구조를 갖는 H-평면형 혼 안테나; H-평면형 혼 안테나와 연결 가능한 구조를 갖고, 이중-리지 도파관(double ridge waveguide)으로부터 전송되는 전자기파를 H-평면형 혼 안테나로 전송 가능한 구조를 갖는, 천이부;를 포함할 수 있다.An antenna device according to a first aspect includes: an H-planar horn antenna having a substrate integrated waveguide structure; And a transition portion having a structure connectable to an H-plane horn antenna and having a structure capable of transmitting electromagnetic waves transmitted from a double ridge waveguide to an H-plane horn antenna.

또한, H-평면형 혼 안테나와 자유공간 간의 임피던스 정합을 위해, H-평면형 혼 안테나 상에 격자 구조의 패치가 존재할 수 있다.In addition, for impedance matching between the H-planar horn antenna and the free space, a patch of lattice structure may exist on the H-planar horn antenna.

또한, H-평면형 혼 안테나의 개구면 측에 좁은 간격으로 패치들이 배치될 수 있다.In addition, the patches can be arranged at narrow intervals on the opening surface side of the H-plane horn antenna.

또한, 천이부의 일부는 H-평면형 혼 안테나를 수용가능한 구조로 형성되고, 천이부의 다른 일부는, 이중-리지 도파관 구조로 형성될 수 있다.Further, a portion of the transition portion may be formed to have a structure capable of accommodating the H-plane horn antenna, and another portion of the transition portion may be formed of a double-ridge waveguide structure.

또한, H-평면형 혼 안테나의 일측에 반 타원형 유전체가 형성될 수 있다.In addition, a semi-elliptical dielectric may be formed on one side of the H-plane horn antenna.

또한, 천이부는, 굴곡진 유전체와 계단 구조를 포함한 나팔모양 도파관 구조로 형성될 수 있다.The transition portion may also be formed of a truncated waveguide structure including a curved dielectric and a stepped structure.

또한, H-평면형 혼 안테나는, 18-40 GHz에서 동작하는 광대역 특성을 갖을 수 있다.In addition, the H-plane horn antenna can have broadband characteristics operating at 18-40 GHz.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 격자 구조의 패치를 이용하여 H-평면형 혼 안테나와 자유공간 간의 임피던스 매칭을 향상시켜, 광대역의 안테나 기능을 구현할 수 있다.According to embodiments of the present invention, impedance matching between the H-plane horn antenna and the free space can be improved by using a patch of a lattice structure, thereby realizing a wideband antenna function.

또한, 본 실시예들에 따르면, 계단 구조 및 나팔 모양으로 형성된 도파관 구조를 포함하는 천이부를 통해, 고차 모드에 의한 영향을 최소화하여 광대역에서 전자기파의 진행을 원활하게 해줄 수 있다.In addition, according to the embodiments, the influence of the higher-order mode can be minimized through the transition portion including the stepped structure and the trumpet-shaped waveguide structure, so that the progress of the electromagnetic wave can be smoothly performed in the wideband.

본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 안테나 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 구체적인 실시예에 따른 안테나 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 천이부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 천이부의 반사 및 전송 계수에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 격자 구조의 패치에 유무에 따른 H-평면형 혼 안테나의 반사 계수 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 주파수에 따른 전계 분포 시뮬레이션 결과이다.
도 7은 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.
도 8은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 반사 계수에 대한 시뮬레이션 결과 및 실제 측정 결과를 나타낸다.
도 9는, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 이득에 대한 시뮬레이션 결과 및 실제 측정 결과를 나타낸다.
도 10은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 패턴을 yz-평면 및 xz-평면에 대한 복사 패턴을 나타낸다. yz-평면은 E-plane이며, xz-평면은 H-plane이다.The present invention may be readily understood by reference to the following detailed description and the accompanying drawings, in which reference numerals refer to structural elements.
1 is a view for explaining an antenna device.
2 is a view for explaining an antenna apparatus according to a specific embodiment.
3 is a view for explaining a transition unit according to one embodiment.
4 is a graph showing simulation results for reflection and transmission coefficients of a transition according to one embodiment.
5 is a graph showing the results of reflection coefficient simulation of an H-plane horn antenna according to presence or absence of a patch of a lattice structure.
FIG. 6 is a simulation result of an electric field distribution according to a frequency of an H-plane horn antenna according to an embodiment.
7 shows an antenna apparatus according to an embodiment.
8 shows simulation results and actual measurement results for the reflection coefficient of the H-planar horn antenna, according to one embodiment.
9 shows simulation results and actual measurement results for gain of an H-planar horn antenna, according to one embodiment.
10 shows radiation patterns for the yz-plane and the xz-plane of the pattern of the H-planar horn antenna, according to one embodiment. The yz-plane is the E-plane, and the xz-plane is the H-plane.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 기술적 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 해당 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Exemplary embodiments will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the following embodiments are for the purpose of describing the technical contents, but do not limit or limit the scope of the rights. Those skilled in the art can easily deduce from the detailed description and examples that the scope of the present invention falls within the scope of the right.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.In the present specification, when a configuration is referred to as being "connected" with another configuration, it includes not only a case of being directly connected, but also a case of being connected with another configuration in between. Also, when an element is referred to as "including " another element, it is to be understood that the element may include other elements as well as other elements.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms including ordinals such as 'first' or 'second' used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

도 1은 안테나 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an antenna device.

안테나 장치(10)는 H-평면형 혼 안테나(horn antenna)(110) 및 천이부(120)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 안테나 장치(100)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.The antenna device 10 may include an H-plane horn antenna 110 and a transition 120. The antenna device 100 shown in Fig. 1 is only shown in the components related to the present embodiment. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that other general-purpose components other than the components shown in FIG. 1 may be further included.

H-평면형 혼 안테나(110)는 기판 집적 도파관(SIW: Substrate Integrated Waveguide) 구조를 갖을 수 있다. 구체적으로, H-평면형 혼 안테나(110)는 기판 집적 도파관으로 동작하도록 기판 상에 비아(via)들이 형성될 수 있다.The H-plane horn antenna 110 may have a substrate integrated waveguide (SIW) structure. In particular, the H-planar horn antenna 110 may be formed with vias on the substrate to act as a substrate integrated waveguide.

H-평면형 혼 안테나(110)는 격자 구조의 패치를 포함할 수 있다. 구체적으로, 안테나와 자유공간 간의 임피던스 정합을 위해, H-평면형 혼 안테나(110) 상에 격자 구조의 패치가 형성될 수 있다.The H-planar horn antenna 110 may include a patch of a lattice structure. Specifically, a patch of a lattice structure may be formed on the H-planar horn antenna 110 for impedance matching between the antenna and the free space.

H-평면형 혼 안테나(110)의 일부분에 반 타원형 유전체가 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 반 타원형 유전체가 형성될 수 있도록 H-평면형 혼 안테나(110)를 구성하는 기판 상의 도금 일부가 반 타원형 모양으로 벗겨질 수 있다.A semi-elliptical dielectric may be formed on a portion of the H-planar horn antenna 110. According to one embodiment, a part of the plating on the substrate constituting the H-planar horn antenna 110 may be peeled in a semi-elliptical shape so that the semi-elliptical dielectric can be formed.

천이부(120)는 H-평면형 혼 안테나(110)와 연결 가능한 구조를 갖고, 이중 리지 도파관(double ridge waveguide)으로부터 전송되는 전자기파를 H-평면형 혼 안테나(110)로 전송 가능한 구조를 갖을 수 있다. 구체적으로, 천이부(120)의 일부는 H-평면형 혼 안테나(110)를 수용할 수 있는 구조로 형성되고, 천이부(120)의 다른 일부는 이중 리지 도파관 구조로 형성될 수 있다. 또한, 천이부(120)는 굴곡진 유전체와 계단 구조를 포함하는 나팔 모양의 도파관 구조로 형성될 수 있다.The transducer 120 has a structure connectable to the H-plane horn antenna 110 and may have a structure capable of transmitting electromagnetic waves transmitted from the double ridge waveguide to the H-plane horn antenna 110 . Particularly, a portion of the transition portion 120 may be formed to have a structure capable of accommodating the H-plane horn antenna 110, and another portion of the transition portion 120 may be formed of a double ridge waveguide structure. In addition, the transition portion 120 may be formed of a truncated waveguide structure including a bent dielectric and a stepped structure.

도 2는 구체적인 실시예에 따른 안테나 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an antenna apparatus according to a specific embodiment.

도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(100)는 H-평면형 혼 안테나(110)와 천이부(120)가 결합될 수 있다. 구체적으로, H-평면형 혼 안테나(110)는 천이부(120)로 삽입될 수 있다.2, the antenna device 100 may be coupled to the H-plane horn antenna 110 and the transducer 120. As shown in FIG. Specifically, the H-planar horn antenna 110 can be inserted into the transition portion 120.

도 2에 도시된 바와 같이, H-평면형 혼 안테나(110)는 기판 집적 도파관으로 동작하도록 크기(d)와 간격(p)으로 설정된 비아(via)들을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the H-planar horn antenna 110 may include vias set to a size d and an interval p to act as a substrate integrated waveguide.

H-평면형 혼 안테나(110)는 반 타원형 유전체(112)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, H-평면형 혼 안테나(110)를 구성하는 기판 상의 도금 일부가 반 타원형 모양으로 벗겨지게 되어, PEC(perfect electric conductor)와 substrate 영역으로 구분될 수 있다. 반 타원형 유전체는 H-평면형 혼 안테나(110)의 지향성을 높이기 위해 이용될 수 있으며, 타원형의 장축 길이 및 단축 길이에 의해 지향성 정도가 결정될 수 있다. 일 예에 따라, H-평면형 혼 안테나(110)의 기판과 반 타원형 유전체는 두께가 3.175 mm, 유전율이 2.2, 로스 탄젠트(loss tangent)가 0.0009인 Taconic TLY-5 기판이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The H-planar horn antenna 110 may include a semi-elliptical dielectric 112. 2, a part of the plating on the substrate constituting the H-planar horn antenna 110 is peeled into a semi-elliptical shape, so that it is divided into a perfect electric conductor (PEC) and a substrate region . The semi-elliptical dielectric may be used to enhance the directivity of the H-planar horn antenna 110, and the degree of directivity may be determined by the elliptical long axis length and the short axis length. According to one example, the substrate and semi-elliptical dielectric of the H-planar horn antenna 110 may be a Taconic TLY-5 substrate having a thickness of 3.175 mm, a dielectric constant of 2.2, and a loss tangent of 0.0009, It does not.

H-평면형 혼 안테나(110)는 격자 구조의 패치(114)를 포함할 수 있다. 구체적으로, H-평면형 혼 안테나(110)는 소정 간격의 격자들이 형성된 패치(114)를 포함할 수 있다. 격자 구조의 패치(114)는 H-평면형 혼 안테나(110)와 자유공간 간의 임피던스 매칭을 향상시켜 광대역의 안테나 기능을 구현할 수 있다. 특히, 격자 구조의 패치(114)는 저주파의 임피던스 매칭을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, H-평면형 혼 안테나(110)의 개구면 측에서 좁은 간격으로 배치된 패치들에 의해 임피던스의 리액턴스 성분이 만들어질 수 있으며, 이에 따라 임피던스 매칭이 될 수 있다.The H-planar horn antenna 110 may include a patch 114 of a lattice structure. Specifically, the H-planar horn antenna 110 may include a patch 114 formed with predetermined intervals of gratings. The patch 114 of the lattice structure improves the impedance matching between the H-plane horn antenna 110 and the free space, thereby realizing a broadband antenna function. In particular, the patch 114 of the lattice structure can improve the impedance matching of the low frequency. Specifically, the reactance components of the impedance can be made by the patches arranged at narrow intervals on the opening surface side of the H-plane horn antenna 110, and thus the impedance matching can be achieved.

천이부(120)는 이중 리지 도파관 구조를 포함할 수 있고, H-평면형 혼 안테나(110)의 기판 집적 도파관과 이중 리지 도파관 간의 원활한 전자기파 진행을 위해서 이용될 수 있다.The transition portion 120 may include a double ridge waveguide structure and may be used for smooth electromagnetic wave propagation between the substrate integrated waveguide of the H-planar horn antenna 110 and the double ridge waveguide.

표 1은 도 2 및 이하 살펴볼 도 3에서 나타나는 변수들의 수치를 나타낸 것이다. 이는 일 예시에 따른 수치이므로, 이에 한정하여 해석하지 않는다.Table 1 shows the values of the variables shown in FIG. 2 and FIG. 3 to be described below. This is a numerical value according to one example, and is not limited to this.

Figure 112017081240737-pat00001
Figure 112017081240737-pat00001

도 3은 일 실시예에 따른 천이부를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a transition unit according to one embodiment.

도 3(a), (b), 및 (c)는 천이부(120)의 3차원 형상, xz-평면, 및 yz-평면에 대한 단면도를 도시한 도면이다.3 (a), 3 (b) and 3 (c) are cross-sectional views of the transition portion 120 in three dimensions, xz-plane, and yz-plane.

도 3(a), (b), 및 (c)에 도시된 바와 같이, 천이부(120)는 계단 구조 및 나팔 모양으로 형성된 도파관 구조를 포함할 수 있다. 이러한 구조는 고차 모드에 의한 영향을 최소화하여 광대역에서 전자기파의 진행을 원활하게 해줄 수 있다.3 (a), (b), and (c), the transition portion 120 may include a stepped structure and a waveguide structure formed in a truncated shape. This structure minimizes the influence of the higher-order mode and can smooth the progress of the electromagnetic wave in the broadband.

도 4는 일 실시예에 따라 천이부의 반사 및 전송 계수에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing simulation results for reflection and transmission coefficients of a transition according to one embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, port 1은 천이부(120)의 이중 리지 도파관 방향으로 인가되고, port 2는 H-평면형 혼 안테나의 기판 집적 도파관의 직사각형 개구면 방향으로 인가되어, 반사 계수 S11 및 전송 계수 S12가 시뮬레이션 될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 계수 S11은 18-40 GHz 대역 내에서 -15 dB 이하의 값을 가지며, 전송 계수 S12는 대부분의 주파수 대역 내에서 -0.1 dB 이상의 값을 갖는다. 이를 통해, 천이부(120)가 광대역 특성을 가짐을 확인할 수 있다.4, port 1 is applied in the direction of the double ridge waveguide of the transition portion 120, port 2 is applied in the direction of the rectangular opening of the substrate integrated waveguide of the H-plane horn antenna, and the reflection coefficient S 11 And the transmission coefficient S 12 can be simulated. As shown in FIG. 4, the reflection coefficient S 11 has a value of -15 dB or less in the 18-40 GHz band, and the transmission coefficient S 12 has a value of -0.1 dB or more in most frequency bands. Thus, it can be confirmed that the transition portion 120 has broadband characteristics.

도 5는 격자 구조의 패치에 유무에 따른 H-평면형 혼 안테나의 반사 계수 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the results of reflection coefficient simulation of an H-plane horn antenna according to presence or absence of a patch of a lattice structure.

도 5에 도시된 바와 같이, H-평면형 혼 안테나(110)는 격자 구조의 패치에 의하여 저주파의 임피던스 매칭이 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 고주파의 반사 계수 S11이 -10dB 이하의 값을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, H-평면형 혼 안테나(110)가 광대역 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, the H-planar horn antenna 110 improves the impedance matching of the low frequency by the patch of the lattice structure, and the reflection coefficient S 11 of the high frequency maintains a value of -10 dB or less . As a result, it is confirmed that the H-plane horn antenna 110 has broadband characteristics.

도 6은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 주파수에 따른 전계 분포 시뮬레이션 결과이다.FIG. 6 is a simulation result of an electric field distribution according to a frequency of an H-plane horn antenna according to an embodiment.

도 6(a), (b) 및 (c)는 각각 18 GHz, 30 GHz, 및 40 GHz에서의 안테나 내부 전계 분포를 나타낸다. 도 6(a), (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, H-평면형 혼 안테나(110)는 저주파에서 기본 모드인 TE10 모드로 동작함을 확인할 수 있다. 또한, H-평면형 혼 안테나(110)는 고주파인 40 GHz에서는 고차 모드가 나타나지만 고차 모드에 의한 전계가 강하지 않고, 기본 모드가 우세함을 확인할 수 있다.6 (a), 6 (b) and 6 (c) show antenna internal field distributions at 18 GHz, 30 GHz and 40 GHz, respectively. As shown in Figs. 6A, 6B and 6C, it can be seen that the H-planar horn antenna 110 operates in the TE 10 mode, which is the fundamental mode at low frequencies. In addition, the H-planar horn antenna 110 exhibits a high-order mode at a high frequency of 40 GHz, but it does not have a strong electric field due to a high-order mode and has a dominant mode.

도 7은 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타낸다.7 shows an antenna apparatus according to an embodiment.

일 실시예에 따라, 안테나 장치(100)는 어댑터(adapter), 천이부, 및 H-평면형 혼 안테나로 구성될 수 있는 바, 도 7(a)는 안테나 장치(100)의 전체적인 형상을 나타내고, 도 7(b)는 어댑터(adapter)의 형상을 나타내고, 도 7(c)는 천이부의 형상을 나타내고, 도 7(d)는 H-평면형 혼 안테나의 형상을 나타낸다. 도 7(a) 내지 (d)의 형상은, 안테나 장치(100)의 일 실시예이므로, 이에 한정하여 해석할 것은 아니다.According to one embodiment, the antenna device 100 may be comprised of an adapter, a transducer, and an H-planar horn antenna. FIG. 7A shows the overall configuration of the antenna device 100, Fig. 7 (b) shows the shape of the adapter, Fig. 7 (c) shows the shape of the transition portion, and Fig. 7 (d) shows the shape of the H-plane horn antenna. The shapes of Figs. 7 (a) to 7 (d) are one embodiment of the antenna device 100, and thus the description thereof is not limited thereto.

도 8은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 반사 계수에 대한 시뮬레이션 결과 및 실제 측정 결과를 나타낸다.8 shows simulation results and actual measurement results for the reflection coefficient of the H-planar horn antenna, according to one embodiment.

일 실시예에 따라, 실제 측정시, 35WRD180K 모델의 어댑터가 사용되었으며, K-타입 coaxial cable을 통해 H-평면형 혼 안테나(110)에 급전하여 반사 계수에 대한 측정이 이루어졌다. 도 8에 도시된 바와 같이, H-평면형 혼 안테나(110)는, 시뮬레이션 결과(simulation) 및 실제 측정 결과(measurement) 에서, 18-40 GHz 대역 내에서 -10 dB 이하의 반사계수를 나타내는 것을 확인할 수 있다.According to one embodiment, in actual measurement, an adapter of the model 35WRD180K was used and a reflection coefficient was measured by feeding the H-plane horn antenna 110 through a K-type coaxial cable. As shown in FIG. 8, the H-plane horn antenna 110 confirms that reflection coefficients of -10 dB or less in the 18-40 GHz band are shown in the simulation results and the actual measurement results .

도 9는, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 이득에 대한 시뮬레이션 결과 및 실제 측정 결과를 나타낸다.9 shows simulation results and actual measurement results for gain of an H-planar horn antenna, according to one embodiment.

도 9를 참조하면, H-평면형 혼 안테나의 +z축 방향에서의 이득을 나타내고 있으며, 동작 주파수 내 이득 값은 7.52 dBi에서 15.37 dBi로 분포하고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, the gain in the + z-axis direction of the H-plane horn antenna is shown, and the gain value in the operating frequency is distributed at 15.37 dBi at 7.52 dBi.

도 10은, 일 실시예에 따라, H-평면형 혼 안테나의 패턴을 yz-평면 및 xz-평면에 대한 복사 패턴을 나타낸다. yz-평면은 E-plane이며, xz-평면은 H-plane이다.10 shows radiation patterns for the yz-plane and the xz-plane of the pattern of the H-planar horn antenna, according to one embodiment. The yz-plane is the E-plane, and the xz-plane is the H-plane.

도 10 (a)-(f) 각각은 주파수 18, 22, 26, 30, 36, 40 GHz에 대한 패턴을 나타내며, 각 그래프는 0 dBI로 정규화되어 나타난다. 도 10 (a)-(f)에서 확인할 수 있듯이, H-평면형 혼 안테나는 +z축 방향으로 지향성을 갖으며, 주파수가 증가함에 따라 빔 폭이 점점 좁아지는 것을 확인할 수 있다.Each of Figs. 10 (a) - (f) represents a pattern for frequencies 18, 22, 26, 30, 36 and 40 GHz, and each graph is normalized to 0 dBI. As can be seen from FIGS. 10 (a) to (f), the H-plane horn antenna has directivity in the + z-axis direction, and the beam width becomes narrower as the frequency increases.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.This embodiment may be represented by functional block configurations and various processing steps. These functional blocks may be implemented in a wide variety of hardware and / or software configurations that perform particular functions. For example, embodiments may include integrated circuit components such as memory, processing, logic, look-up tables, etc., that may perform various functions by control of one or more microprocessors or other control devices Can be employed. Similar to how components may be implemented with software programming or software components, the present embodiments may be implemented in a variety of ways, including C, C ++, Java (" Java), an assembler, and the like. Functional aspects may be implemented with algorithms running on one or more processors. In addition, the present embodiment can employ conventional techniques for electronic environment setting, signal processing, and / or data processing. Terms such as "mechanism", "element", "means", "configuration" may be used broadly and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in conjunction with a processor or the like.

본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. The specific implementations described in this embodiment are illustrative and do not in any way limit the scope of the invention. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of such systems may be omitted. Also, the connections or connecting members of the lines between the components shown in the figures are illustrative of functional connections and / or physical or circuit connections, which may be replaced or additionally provided by a variety of functional connections, physical Connection, or circuit connections.

본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In this specification (particularly in the claims), the use of the terms "above" and similar indication words may refer to both singular and plural. In addition, when a range is described, it includes the individual values belonging to the above range (unless there is a description to the contrary), and the individual values constituting the above range are described in the detailed description. Finally, if there is no explicit description or contradiction to the steps constituting the method, the steps may be performed in an appropriate order. It is not necessarily limited to the description order of the above steps. The use of all examples or exemplary terms (e. G., The like) is merely intended to be illustrative of technical ideas and is not to be limited in scope by the examples or the illustrative terminology, except as by the appended claims. It will also be appreciated by those skilled in the art that various modifications, combinations, and alterations may be made depending on design criteria and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

Claims (7)

안테나 장치에 있어서,
기판 집적 도파관(substrate integrated waveguide) 구조를 갖는 H-평면형 혼 안테나; 및
상기 H-평면형 혼 안테나와 연결 가능한 구조를 갖고, 이중-리지 도파관(double ridge waveguide)으로부터 전송되는 전자기파를 상기 H-평면형 혼 안테나로 전송 가능한 구조를 갖는, 천이부;를 포함하고,
상기 H-평면형 혼 안테나와 자유공간 간의 임피던스 정합을 위해, 상기 H-평면형 혼 안테나 상에 격자 구조의 패치가 존재하는, 안테나 장치.In the antenna device,
An H-plane horn antenna having a substrate integrated waveguide structure; And
And a transition portion having a structure connectable to the H-plane horn antenna and having a structure capable of transmitting electromagnetic waves transmitted from a double ridge waveguide to the H-plane horn antenna,
And a patch of a lattice structure is present on the H-planar horn antenna for impedance matching between the H-planar horn antenna and the free space. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 H-평면형 혼 안테나의 개구면 측에 좁은 간격으로 패치들이 배치되는, 안테나 장치.The method according to claim 1,
Wherein the patches are arranged at narrow intervals on the opening face side of the H-plane horn antenna. 제 1 항에 있어서,
상기 천이부의 일부는 상기 H-평면형 혼 안테나를 수용가능한 구조로 형성되고, 상기 천이부의 다른 일부는, 이중-리지 도파관 구조로 형성되는, 안테나 장치.The method according to claim 1,
Wherein a portion of the transition portion is formed in a structure capable of accommodating the H-plane horn antenna, and another portion of the transition portion is formed in a double-ridge waveguide structure. 안테나 장치에 있어서,
기판 집적 도파관(substrate integrated waveguide) 구조를 갖는 H-평면형 혼 안테나; 및
상기 H-평면형 혼 안테나와 연결 가능한 구조를 갖고, 이중-리지 도파관(double ridge waveguide)으로부터 전송되는 전자기파를 상기 H-평면형 혼 안테나로 전송 가능한 구조를 갖는, 천이부;를 포함하고,
상기 H-평면형 혼 안테나의 일측에 반 타원형 유전체가 형성되는, 안테나 장치.In the antenna device,
An H-plane horn antenna having a substrate integrated waveguide structure; And
And a transition portion having a structure connectable to the H-plane horn antenna and having a structure capable of transmitting electromagnetic waves transmitted from a double ridge waveguide to the H-plane horn antenna,
Wherein a semi-elliptical dielectric is formed on one side of the H-planar horn antenna. 제 1 항에 있어서,
상기 천이부는,
굴곡진 유전체와 계단 구조를 포함한 나팔모양 도파관 구조로 형성되는, 안테나 장치.The method according to claim 1,
The transition portion
The antenna device being formed of a truncated waveguide structure including a curved dielectric and a stepped structure. 제 1 항에 있어서,
상기 H-평면형 혼 안테나는, 18-40 GHz에서 동작하는 광대역 특성을 갖는, 안테나 장치.The method according to claim 1,
The H-planar horn antenna has broadband characteristics operating at 18-40 GHz.
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