KR101937229B1 - A Radar Antenna Apparatus Having a Structure of a Regulated Phase Shifting Device for a Vessel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박용 고정식 레이더 간소화 방안에 관한 것이고, 구체적으로 송신 또는 수신 안테나의 위상 변위기의 구조를 조절하는 것에 의하여 작동 구조가 간단하면서 이와 동시에 다양한 형태의 선박에 적용이 가능하도록 하는 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치에 관한 것이다. 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치는 전 방향성을 가지는 1 안테나 모듈(12); 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 다수 개의 안테나 유닛을 가지는 2 안테나 모듈(13); 2 안테나 모듈(13)의 위상을 조절하는 위상 조절 유닛(131); 및 1 안테나 모듈(12)의 송신 방향에 따라 2 안테나 모듈(13)에 결합된 위상 조절 유닛(131)의 위상을 결정하는 제어 유닛(11)을 포함한다.The present invention relates to a method of simplifying a fixed radar for a ship, and more particularly, to a ship type phase shifter which can be applied to various types of ships while having a simple operation structure by controlling the structure of a phase shifter of a transmitting or receiving antenna. And more particularly to a radar antenna apparatus having a control structure. A radar antenna apparatus of a marine phase shifter control structure includes an antenna module 12 having omnidirectionality; A two-antenna module (13) having a plurality of antenna units arranged to face in different directions; A phase adjusting unit 131 for adjusting the phase of the two-antenna module 13; And a control unit 11 for determining the phase of the phase adjustment unit 131 coupled to the two antenna modules 13 according to the transmission direction of the one antenna module 12. [

Description

선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치{A Radar Antenna Apparatus Having a Structure of a Regulated Phase Shifting Device for a Vessel}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a radar antenna apparatus, and more particularly,

본 발명은 선박용 고정식 레이더 간소화 방안에 관한 것이고, 구체적으로 송신 또는 수신 안테나의 위상 변위기의 구조를 조절하는 것에 의하여 작동 구조가 간단하면서 이와 동시에 다양한 형태의 선박에 적용이 가능하도록 하는 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method of simplifying a fixed radar for a ship, and more particularly, to a ship type phase shifter which can be applied to various types of ships while having a simple operation structure by controlling the structure of a phase shifter of a transmitting or receiving antenna. And more particularly to a radar antenna apparatus having a control structure.

일반적으로 레이더 장치는 정해진 방향으로 전송된 빔이 물체에 반사되어 형성되는 반사 빔을 수신하여 탐지 대상의 위치를 탐지하는 장치를 말한다. 예를 들어 선박에 장착된 레이더 장치로 물표를 탐지하기 위하여 레이더가 다양한 방향으로 전송될 수 있다. 전송된 레이더가 물표에서 반사가 되면 레이더 장치의 수신기가 이를 탐지할 수 있고, 이에 의하여 물표의 방향 또는 위치가 확인될 수 있다. Generally, a radar device refers to a device that detects a position of a detection target by receiving a reflected beam formed by reflecting a beam transmitted in a predetermined direction on an object. For example, a radar device mounted on a ship can be used to transmit radar in various directions to detect a target. When the transmitted radar is reflected from the target, it can be detected by the receiver of the radar device, thereby confirming the direction or position of the target.

특허공개번호 제10-2000-0017917호는 상부에 원통형 덮개가 결합된 케이스의 내부에 무수한 금속 패치를 구비한 안테나가 장착되어 회전축이 모터의 구동을 전달받는 감속기에 의하여 회전되고, 전파의 수신을 위한 수신 전단부와 전자파의 발생을 위한 마그네트론 장치가 구비된 돔형 안테나 장치에 관한 것으로 상기 원통형 덮개의 내부 상측에 금속 반사판이 장착되어 전자파를 차폐시킬 수 있도록 구성되고, 반사판은 덮개의 하부로 돌출된 지지구에 접면되어 이를 관통하여 체결되는 스크루에 의하여 고정되는 선박용 레이더의 안테나 장치에 대하여 개시한다. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2000-0017917 discloses a case in which a cylindrical lid is coupled to an upper portion of an antenna provided with a metal patch on the inside of the case, the rotary shaft is rotated by a speed reducer to which the motor is driven, And a magnetron device for generating electromagnetic waves. A metal reflector is mounted on the inner side of the cylindrical lid to shield electromagnetic waves, and the reflector is protruded to the lower portion of the lid The present invention relates to an antenna device for a marine radar which is fixed by a screw which is connected to a support and penetrates through it.

특허공개번호 제10-2015-0042559호는 수평 길이로 연장된 막대 형상의 레이더 안테나; 상기 안테나를 회전시키는 모터와 상기 레이더 안테나의 방위를 측정하는 엔코더를 포함하는 회전부; 상기 레이더 안테나에 설치되어 동시에 회전하며, 레이더를 통해 상기 레이더 안테나의 회전축을 중심으로 방위별 지근 거리에 존재하는 구조물 위치를 측정하는 거리 측정 센서부; 상기 거리 측정 센서부에서 측정된 상기 구조물의 위치에 따라 전파 음영 구간인 블라인드 섹터 영역을 상기 회전축을 기준으로 레이더 표시 모듈에 표시하는 신호 처리부; 및 상기 블라인드 섹터 영역을 측정하여 표시하는 전체 작동을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 선박용 레이더 장치에 대하여 개시한다. Patent Publication No. 10-2015-0042559 discloses a radar antenna having a rod shape extending in a horizontal length; A rotation unit including a motor for rotating the antenna and an encoder for measuring an orientation of the radar antenna; A distance measuring sensor unit installed on the radar antenna and rotating at the same time to measure a position of the structure existing near the center of the rotation axis of the radar antenna through the radar; A signal processing unit for displaying a blind sector area, which is a radio wave shading section, on the radar display module with reference to the rotation axis according to the position of the structure measured by the distance measurement sensor unit; And a control module for controlling the overall operation of measuring and displaying the blind sector area.

상기 선행기술에서 하나의 방향으로 형성되어 있는 안테나 빔이 회전 모터와 회전축에 의하여 회전되고, 이에 따라 빔이 모든 방향으로 송신되면서 임의의 방향에서 수신된 레이더가 수신되도록 한다. 그러나 이와 같은 송신기와 수신기를 가지는 레이더 장치가 바다에서 사용되는 경우 염분에 의하여 회전축이 쉽게 마모될 수 있고, 제어 구조가 복잡하다는 단점을 가진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고정식 안테나 장치가 사용될 수 있고, 고정식 안테나 장치는 각 안테나 소자에 대하여 위상 변위기가 설치된 위상 배열 안테나 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 각각의 안테나 소자에 위상 배열기가 설치되는 경우 레이더 장치의 제조비용이 상승될 수 있다는 단점을 가진다. 더욱이 정확한 탐지를 위하여 안테나 소자의 수가 증가되면 이에 따라 레이더 장치가 복잡해지면서 제조비용이 증가하고 이에 따라 작동 구조가 어렵게 된다. 또한 구조가 복잡해지면서 작동 오류의 발생 가능성이 증가된다. 그러므로 이러한 단점이 개선될 수 있는 새로운 안테나 구조가 개발될 필요가 있다. In the prior art, an antenna beam formed in one direction is rotated by a rotation motor and a rotation axis, and thus a beam is transmitted in all directions, so that a radar received in an arbitrary direction is received. However, when such a radar device having a transmitter and a receiver is used in the sea, the rotation axis can be easily worn due to salinity, and the control structure is complicated. To solve this problem, a fixed antenna device may be used, and a fixed antenna device may have a phased array antenna structure in which a phase shifter is provided for each antenna element. The disadvantage is that if the phased array device is installed in each antenna element, the manufacturing cost of the radar device can be increased. Furthermore, as the number of antenna elements increases for precise detection, the radar apparatus becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost and a difficulty in operating structure. Also, the complexity of the structure increases the likelihood of operating errors. Therefore, a new antenna structure needs to be developed that can overcome these disadvantages.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.

선행기술 1: 특허공개번호 제10-2000-0017917호(주식회사 테크메이트, 2001년10월31일 공개) 선박용 레이더의 안테나 장치Prior Art 1: Patent Publication No. 10-2000-0017917 (Techmate Co., Ltd., published on October 31, 2001) Antenna device for marine radar 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2015-0042559호(삼성중공업 주식회사, 2015년04월21일 공개) 선박용 레이더 장치 및 그 운용 방법Prior Art 2: Patent Publication No. 10-2015-0042559 (Samsung Heavy Industries, Ltd., published on Apr. 21, 2015) Ship radar apparatus and method of operating the same

본 발명의 목적은 전 방향 안테나에 의하여 모든 방향으로 레이더 빔이 송신되고, 반사파의 수신을 위하여 빔 방향성을 가지는 위상 배열 안테나 모듈이 배치되어 탐지 효율성이 향상되도록 하는 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a radar antenna for a marine phase shifter control structure in which a radar beam is transmitted in all directions by an omnidirectional antenna and a phased array antenna module having beam directionality for receiving reflected waves is disposed, Device.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치는 전 방향성을 가지는 1 안테나 모듈; 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 다수 개의 안테나 유닛을 가지는 2 안테나 모듈; 2 안테나 모듈의 위상을 조절하는 위상 조절 유닛; 및 1 안테나 모듈의 송신 방향에 따라 2 안테나 모듈에 결합된 위상 조절 유닛의 위상을 결정하는 제어 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a radar antenna apparatus of a marine phase shifter control structure includes an antenna module having omnidirectionality; A two-antenna module having a plurality of antenna units arranged to face in different directions; A phase adjustment unit for adjusting the phase of the two antenna modules; And a control unit for determining the phase of the phase adjustment unit coupled to the two antenna modules according to the transmission direction of the one antenna module.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 2 안테나 모듈은 레이더 빔을 수신하고, 다각형 둘레 면의 벽면을 따라 배치된다. According to another preferred embodiment of the present invention, the two antenna modules receive the radar beam and are arranged along the wall surface of the polygonal circumferential surface.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 1 안테나 모듈은 2 안테나 모듈에 고정 구조 또는 회전 가능한 구조로 결합된다.According to another preferred embodiment of the present invention, one antenna module is coupled to the two antenna modules in a fixed structure or a rotatable structure.

본 발명에 따른 레이더 안테나 장치는 전 방향으로 신호를 송신하는 전 방향 안테나 모듈과 위상 배열 안테나 모듈이 결합된 레이더 장치를 형성하는 것에 의하여 제조비용이 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치는 밀폐된 형태의 고정 구조의 위상 배열 수신 안테나 모듈의 내부에 고정 구조 또는 회전 구조의 전 방향 안테나 모듈이 설치되는 것에 의하여 사용 조건에 따른 안테나 장치의 오작동이 감소되도록 하고 이로 인하여 레이더 안테나 장치의 작동 및 유지가 간단해지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 안테나 장치는 구조가 간단하고, 이에 따라 작동이 간단하여 다양한 선박에 설치되어 요구되는 물표 탐지 성능이 나타나도록 한다. The radar antenna device according to the present invention reduces the manufacturing cost by forming a radar device including an omnidirectional antenna module for transmitting signals in all directions and a phased array antenna module. The radar antenna device according to the present invention is provided with an omnidirectional antenna module having a fixed structure or a rotating structure inside a phased array receiving antenna module of a closed type and having a fixed structure to reduce the malfunction of the antenna device according to use conditions This simplifies the operation and maintenance of the radar antenna device. Further, the antenna device according to the present invention has a simple structure, and thus is simple in operation, so that it can be installed on various ships to exhibit the desired track detection performance.

도 1은 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치에서 송신 및 수신 안테나 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다. 1 is a block diagram showing an embodiment of the structure of a radar antenna apparatus according to the present invention.
2 shows an embodiment of a radar antenna apparatus according to the present invention.
3 shows an embodiment of the operating structure of a radar antenna apparatus according to the present invention.
FIG. 4 shows an embodiment of the arrangement structure of transmitting and receiving antenna modules in a radar antenna apparatus according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.

도 1은 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 구조의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다. 1 is a block diagram showing an embodiment of the structure of a radar antenna apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 레이더 안테나 장치는 전 방향성을 가지는 1 안테나 모듈(12); 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 다수 개의 안테나 유닛을 가지는 2 안테나 모듈(13); 2 안테나 모듈(13)의 위상을 조절하는 위상 조절 유닛(131); 및 1 안테나 모듈(12)의 송신 방향에 따라 위상 조절 유닛(131)의 위상을 결정하는 제어 유닛(11)을 포함한다. 1, the radar antenna apparatus includes an antenna module 12 having an omnidirectionality; A two-antenna module (13) having a plurality of antenna units arranged to face in different directions; A phase adjusting unit 131 for adjusting the phase of the two-antenna module 13; And a control unit 11 for determining the phase of the phase adjustment unit 131 in accordance with the transmission direction of the one antenna module 12. [

안테나 장치는 다양한 선박의 정해진 위치에 고정될 수 있고, 서로 다른 구조적 특성을 가지는 안테나 모듈(12, 13)은 정해진 위치에서 정해진 방향으로 레이더 신호를 송신할 수 있고, 물표와 같은 탐지 대상에 의하여 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. 레이더 신호는 펄스 신호 또는 연속 신호가 될 수 있지만 바람직하게 주파수 변조 연속 레이더 신호(Frequency Modulation Continuous Wave Radar Signal: FMCW)가 될 수 있고, 안테나 장치는 FMCW 도플러 레이더 방식으로 작동될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 안테나 장치는 주로 중소형 선박에 설치되어 물표를 탐지할 수 있고, 낮은 출력을 가질 수 있다. 그러므로 펄스 도플러 레이더 방식에 비하여 FMCW 레이더 방식이 전체 시스템 설계 및 작동에 유리하다. 다만 본 발명에 따른 안테나 장치는 설치되는 선박의 종류 또는 용도에 따라 다양한 방식으로 작동될 수 있고 안테나 장치의 작동 방식 또는 구조에 의하여 제한되지 않는다. The antenna devices 12 and 13 having different structural characteristics can transmit a radar signal in a predetermined direction at a predetermined position and can detect a reflection Lt; RTI ID = 0.0 > radar < / RTI > The radar signal may be a pulse signal or a continuous signal, but may preferably be a Frequency Modulation Continuous Wave Radar Signal (FMCW), and the antenna device may be operated in the FMCW Doppler radar manner, but is not limited thereto . Antenna devices are mainly installed in small to medium sized vessels and can detect the target and can have low output. Therefore, the FMCW radar system is more advantageous for the overall system design and operation than the pulse Doppler radar system. However, the antenna device according to the present invention can be operated in various ways depending on the type or use of the ship to be installed, and is not limited by the manner or structure of operation of the antenna device.

본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 각각의 안테나 모듈(12, 13)은 적어도 하나의 안테나 유닛을 포함할 수 있고, 1 안테나 모듈(12)은 전 방향성 안테나 구조가 되고, 2 안테나 모듈(13)은 위상 배열 안테나 구조가 될 수 있다. 1 안테나 모듈(12)은 전 방향성 안테나 구조로 되면서 임의의 방향으로 펄스 형태의 레이더를 송신하는 고정 구조가 되거나 또는 회전을 하면서 전 방향으로 펄스 형태의 레이더를 송신하는 회전 가능한 구조가 될 수 있다. 그리고 2 안테나 모듈(13)은 모든 방향으로 안테나 유닛이 배치되어 위상 변위기에 의하여 위상이 조절되는 위상 배열 방식의 고정식 안테나 구조가 될 수 있다. 각각의 안테나 모듈(12, 13)은 레이더 송신용 또는 반사 레이더 수신용이 될 수 있지만 바람직하게 1 안테나 모듈(12)은 송신용 안테나 구조가 되고, 2 안테나 모듈(13)은 수신용 안테나 구조가 될 수 있다. 2 안테나 모듈(13)이 고정식으로 되면서 모든 방향의 레이더 신호를 수신하기 위하여 2 안테나 모듈(13)은 실린더 형상이 될 수 있지만 바람직하게 다면체 형상이 될 수 있고, 다면체 형상은 예를 들어 삼각면체, 사각면체, 오각면체 또는 그 이상이 될 수 있다. 2 안테나 모듈(13)이 삼각면체가 되는 경우 각각 120도에 해당하는 각도 범위를 탐지하여야 하고 이로 인하여 위상 제어가 어려워지거나 고성능 위상 배열 안테나가 설치되어야 한다. 이에 비하여 예를 들어 오각면체가 되는 경우 탐지 각도 범위가 72도로 감소되고 이로 인하여 위상 제어가 상대적으로 용이하지만 각각의 면에 대하여 독립적으로 위상 제어가 이루어지고 이로 인하여 위상 제어 유닛의 수가 증가된다는 단점을 가진다. 그 이상의 다각면체에 대하여 동일하다. 그러므로 바람직하게 2 안테나 모듈(13)은 사각면체가 되는 것이 유리하다. 특히 사각면체가 되는 경우 실질적으로 회전 구조의 레이더 장치와 동일한 탐지 능력을 나타낼 수 있다. According to one embodiment of the present invention, each antenna module 12,13 may comprise at least one antenna unit, one antenna module 12 may be an omni-directional antenna structure, two antenna modules 13 ) May be a phased array antenna structure. 1 antenna module 12 may be a fixed structure for transmitting a pulse-shaped radar in an arbitrary direction while being in an omnidirectional antenna structure, or may be a rotatable structure for transmitting radar in the form of pulses in all directions while rotating. In addition, the two-antenna module 13 may have a fixed antenna structure of a phased array type in which antenna units are arranged in all directions and their phases are controlled by a phase shifter. Each of the antenna modules 12 and 13 may be for receiving a radar transmission or a reflected radar, but preferably, one antenna module 12 is a transmission antenna structure, and the two antenna modules 13 have a reception antenna structure . In order to receive radar signals in all directions while the two-antenna module 13 is fixed, the two-antenna module 13 may have a cylinder shape, but may preferably be a polyhedral shape, and the polyhedral shape may be, for example, A square, a pentagon, or more. When the two antenna modules 13 are triangular, it is necessary to detect the angular range corresponding to 120 degrees, which makes phase control difficult or a high performance phased array antenna should be installed. On the other hand, for example, in the case of a pentagonal shape, the detection angle range is reduced by 72 degrees, and the phase control is relatively easy. However, the phase control is performed independently for each surface, I have. The same is true for polygonal shapes larger than that. Therefore, it is preferable that the two antenna module 13 be a square-shaped body. In particular, when a square-shaped body is used, it can exhibit substantially the same detection capability as a radar device of a rotating structure.

1 안테나 모듈(12)은 고정 구조 또는 회전 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 임의의 방향으로 레이더를 송신할 수 있다. 1 안테나 모듈(12)은 고정된 상태에서 전 방향으로 레이더를 송신하거나 회전이 되면서 전 방향으로 레이더를 송신할 수 있고, 2 안테나 모듈(13)은 정해진 방향에서 레이더 신호가 수신이 되는지 여부를 탐지하여야 한다. 2 안테나 모듈(13)이 정해진 방향에서 레이더 신호가 수신되는지 여부를 확인하기 위하여 서로 다른 방향에 따른 위상을 가지는 레이더 신호의 위상을 변위시키는 위상 변위기가 2 안테나 모듈(13)에 결합될 수 있다. 그리고 위상 변위기의 위상을 조절하기 위한 위상 조절 유닛(131)이 위상 변위기에 연결될 수 있다. 또한 위상 조절 유닛(131)의 위상 변위를 제어하는 제어 유닛(11)이 안테나 장치에 배치될 수 있다. 1 antenna module 12 can be made into a fixed structure or a rotatable structure and can transmit a radar in any direction. 1 antenna module 12 can transmit the radar in all directions while transmitting the radar in all directions while being fixed, and the two antenna module 13 can detect whether the radar signal is received in the predetermined direction shall. A phase shifter for shifting the phase of a radar signal having a phase in different directions may be coupled to the two antenna module 13 in order to check whether the two antenna module 13 receives a radar signal in a predetermined direction. And a phase adjustment unit 131 for adjusting the phase of the phase shifter may be connected to the phase shifter. Further, a control unit 11 for controlling the phase displacement of the phase adjustment unit 131 may be disposed in the antenna device.

제어 유닛(11)은 안테나 장치 전체의 작동을 조절할 수 있고, 예를 들어 1 안테나 모듈(12)이 회전 구조가 되는 경우 모터의 작동을 제어하여 1 안테나 모듈(12)을 정해진 속도로 회전시킬 수 있다. 또한 제어 유닛(11)은 1 안테나 모듈(12)이 고정 구조가 되는 경우 일정한 주기로 모든 방향으로 레이더 펄스가 송신되도록 제어할 수 있다. 제어 유닛(11)은 수신된 레이더 신호를 처리하는 신호 처리 유닛의 작동 또는 레이더 발생기의 작동을 제어할 수 있다. The control unit 11 can control the operation of the entire antenna device and can control the operation of the motor to rotate one antenna module 12 at a predetermined speed, for example, when one antenna module 12 has a rotating structure have. The control unit 11 can also control the radar pulses to be transmitted in all directions at regular intervals when one antenna module 12 has a fixed structure. The control unit 11 can control the operation of the signal processing unit or the operation of the radar generator for processing the received radar signal.

본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 안테나 장치는 1 안테나 모듈(12)에서 송신되는 레이더의 방향을 탐지하면서 이와 동시에 1 안테나 모듈(12)의 현재 위치를 탐지하는 방향 탐지 유닛(14)을 포함할 수 있다. 또한 안테나 장치는 1 안테나 모듈(12)이 정해진 방향으로 레이더를 송신하는 시각을 탐지하고, 다른 방향으로 레이더를 송신하는 시각을 탐지하는 시간 탐지 유닛(15)을 포함할 수 있다. 전 방향 송신 안테나 구조를 가지는 1 안테나 모듈(12)에서 특정 방향으로 레이더가 송신되면 방향 탐지 유닛(14)과 시간 탐지 유닛(15)에 의하여 방향과 시각이 탐지되어 제어 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 또한 1 안테나 모듈(12)이 회전 구조가 되는 경우 방향 탐지 유닛(14)에 의하여 1 안테나 모듈(12)의 현재 위치가 탐지되어 제어 유닛(11)으로 전송할 수 있다. 제어 유닛(11)은 방향 탐지 유닛(14)과 시간 탐지 유닛(15)에 의하여 전송된 정보에 기초하여 2 안테나 모듈(13)의 정해진 방향으로 배치된 안테나에서 반사된 레이더가 수신되는지 여부를 확인하기 위하여 위상 조절 유닛(131)을 작동시켜 서로 다른 위치에 배치된 안테나 유닛의 위상 변위기의 위상을 변위시킬 수 있고, 이에 따라 정해진 방향에서 수신되는 레이더 신호의 수신이 가능하도록 한다. According to one embodiment of the present invention, the antenna apparatus includes a direction detection unit 14 that detects the direction of a radar transmitted from one antenna module 12 and simultaneously detects the current position of one antenna module 12 can do. The antenna device may also include a time detection unit 15 for detecting the time at which one antenna module 12 transmits the radar in the predetermined direction and detecting the time at which the radar is transmitted in the other direction. When a radar is transmitted in a specific direction in one antenna module 12 having an omnidirectional transmission antenna structure, directions and time are detected by the direction detection unit 14 and the time detection unit 15 and transmitted to the control unit 11 . When the one antenna module 12 has a rotating structure, the current position of the one antenna module 12 can be detected by the direction detection unit 14 and transmitted to the control unit 11. The control unit 11 confirms whether or not the radar reflected from the antennas arranged in the predetermined direction of the two antenna modules 13 is received based on the information transmitted by the direction detection unit 14 and the time detection unit 15 The phases of the phase shifters of the antenna units disposed at different positions can be shifted by operating the phase adjustment unit 131 so that the radar signals received in the predetermined direction can be received.

1 안테나 모듈(12) 또는 2 안테나 모듈(13)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 설계된 구조에 적합하도록 작동되어 임의의 방향 또는 거리에 위치하는 물표의 탐지가 가능하도록 만들어질 수 있고 본 발명은 도시된 실시 예에 제한되지 않는다. The one antenna module 12 or the two antenna modules 13 can be made in various structures and can be made to operate in accordance with the designed structure so as to be able to detect the target in any direction or distance, The present invention is not limited to the illustrated embodiment.

도 2는 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 실시 예를 도시한 것이다. 2 shows an embodiment of a radar antenna apparatus according to the present invention.

도 2를 참조하면, 1 안테나 모듈(12)과 2 안테나 모듈(13)이 작동을 위하여 서로 연결될 수 있고, 1 안테나 모듈(12)은 송신 안테나 유닛(26)을 포함하고, 2 안테나 모듈(13)은 다수 개의 수신 안테나 유닛(271 내지 27N)을 포함할 수 있다. 2 안테나 모듈(13)에서 서로 다른 수신 안테나 유닛(271 내지 27N)은 서로 다른 방향으로 배치될 수 있고, 각각의 안테나 유닛(271 내지 27N)에 위상 변위기(251 내지 25N)가 결합되어 위상 조절 유닛에 의하여 작동이 조절될 수 있다. Referring to FIG. 2, one antenna module 12 and two antenna modules 13 may be connected to each other for operation. One antenna module 12 includes a transmission antenna unit 26, and two antenna modules 13 May include a plurality of receiving antenna units 271 to 27N. The different receiving antenna units 271 to 27N in the two antenna module 13 can be arranged in different directions and the phase shifters 251 to 25N are coupled to the respective antenna units 271 to 27N, The operation can be controlled by the unit.

발생된 송신 레이더 신호에서 포함된 노이즈가 1 필터(211)에 의하여 제거되어 1 믹서(231)로 전달될 수 있다. 또한 오실레이터(22)에서 고주파 신호가 발생되어 1 믹서(231)로 전송되어 송신 레이더 신호와 혼합되어 2 필터(212)로 전송되고, 이에 따라 고주파 신호와 혼합된 송신 레이더 신호에서 노이즈가 제거될 수 있다. 노이즈가 제거된 송신 레이더 신호는 증폭기(241)를 경유하여 송신 안테나 유닛(26)으로 전달되어 정해진 방향으로 송신될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 1 안테나 모듈(12)은 고정된 상태로 또는 회전이 되면서 정해진 방향으로 레이더를 송신할 수 있고, 2 안테나 모듈(13)은 정해진 방향에서 오는 수신 레이더 신호를 탐지할 수 있다. The noise included in the generated transmission radar signal can be removed by the 1 filter 211 and transmitted to the 1 mixer 231. Also, a high frequency signal is generated in the oscillator 22, and the high frequency signal is transmitted to one mixer 231, mixed with the transmission radar signal, and transmitted to the two filter 212. Thus, noise can be removed from the transmission radar signal mixed with the high frequency signal have. The noise canceled transmission radar signal can be transmitted to the transmission antenna unit 26 via the amplifier 241 and transmitted in a predetermined direction. As described above, one antenna module 12 can transmit a radar in a fixed state or rotated in a predetermined direction, and the two antenna module 13 can detect a receiving radar signal coming from a predetermined direction.

정해진 방향에서 반사되는 레이더 신호는 수신 안테나 유닛(271 내지 27N)의 적어도 하나에 의하여 탐지될 수 있다. 만약 정해진 방향에서 레이더 신호가 수신된다면 해당 방향을 향하는 수신 레이더 유닛(271 내지 27N)의 위상이 위상 변위기(251 내지 25N)에 의하여 조절될 수 있다. 위상 변위기(251 내지 25N)에 의하여 위상이 조절된 수신 신호가 증폭기(242)에 의하여 증폭되어 1 수신 필터(214)에서 잡음이 제거될 수 있다. 그리고 오실레이터(22)에서 발생된 신호와 믹서(232)에 의하여 혼합되고, 2 수신 필터(213)에 의하여 노이즈가 제거되어 신호 처리 유닛으로 전송될 수 있다. 그리고 신호 처리 유닛에 의하여 처리된 신호에 의하여 물표의 방향 또는 위치가 탐지될 수 있다. A radar signal reflected in a predetermined direction can be detected by at least one of the receiving antenna units 271 to 27N. If a radar signal is received in a predetermined direction, the phases of the receiving radar units 271 to 27N facing that direction can be adjusted by the phase shifters 251 to 25N. The phase-adjusted reception signals by the phase shifters 251 to 25N may be amplified by the amplifier 242 to remove noise from the one reception filter 214. [ And mixed with the signal generated by the oscillator 22 by the mixer 232, and noise can be removed by the two reception filters 213 and transmitted to the signal processing unit. And the direction or position of the target can be detected by the signal processed by the signal processing unit.

송신 레이더 신호 또는 수신 레이더 신호는 다양한 작동 구조에 의하여 처리될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The transmit radar signal or the received radar signal may be processed by various operating structures and the present invention is not limited to the embodiments shown.

도 3은 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다. 3 shows an embodiment of the operating structure of a radar antenna apparatus according to the present invention.

도 3을 참조하면, 제어 유닛(11)은 송신 레이더가 전송되는 방향 및 시각에 따른 데이터가 저장된 송신 데이터베이스(32)에서 전송된 정보에 기초하여 2 안테나 모듈의 작동을 제어하는 작동 설정 유닛(31)을 작동시킬 수 있다. 작동 설정 유닛(31)에 의하여 정해진 방향을 향하는 위상 변위기(25)의 위상이 위상 조절 유닛(131)에 의하여 조절될 수 있다. 작동 설정 유닛(31)은 송신 데이터베이스(32)에 저장된 송신 레이더의 방향 및 시각 정보에 기초하여 수신 레이더 모듈의 작동을 개시시키기 위한 시각 동기화 유닛(33)의 작동을 조절할 수 있다. 그리고 시각 동기화 유닛(33)에서 전송된 정보는 위치/방향 분석 유닛(34)으로 전송될 수 있다. 위치/방향 분석 유닛(34)은 수신 안테나 유닛에서 레이더 신호가 수신된 시각 또는 정보와 시각 동기화 유닛(33)에 의하여 전송된 정보를 제어 유닛(11)의 제어에 따라 신호 처리 유닛으로 전송할 수 있다. 그리고 신호 처리 유닛은 전송된 정보에 기초하여 탐지된 물표의 방향 및 위치를 특정할 수 있다. 3, the control unit 11 includes an operation setting unit 31 (hereinafter referred to as an " operation ") 31 for controlling the operation of the two antenna modules based on the information transmitted from the transmission database 32, Can be operated. The phase of the phase shifter 25 facing the direction determined by the operation setting unit 31 can be adjusted by the phase adjustment unit 131. [ The operation setting unit 31 can adjust the operation of the time synchronization unit 33 to start the operation of the receiving radar module based on the direction and time information of the transmitting radar stored in the transmission database 32. [ The information transmitted from the time synchronizing unit 33 may be transmitted to the position / direction analyzing unit 34. The position / direction analyzing unit 34 can transmit the time or information at which the radar signal is received at the receiving antenna unit and the information transmitted by the time synchronizing unit 33 to the signal processing unit under the control of the control unit 11 . The signal processing unit can then specify the orientation and position of the detected target based on the transmitted information.

도 4는 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치에서 송신 및 수신 안테나 모듈의 배치 구조의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 4 shows an embodiment of the arrangement structure of transmitting and receiving antenna modules in a radar antenna apparatus according to the present invention.

도 4를 참조하면, 1 안테나 모듈(12)은 고정 구조 또는 회전 구조로 만들어지면서 2 안테나 모듈(13)의 위쪽에 결합될 수 있다. 2 안테나 모듈(13)은 밀폐 구조로 만들어질 수 있고, 다수 개의 수신 안테나 유닛(271, 272)은 예를 들어 육면체 박스 형상이 되면서 각각 서로 다른 방향의 레이더 신호를 수신하도록 배치될 수 있다. 각각의 안테나 유닛(271, 272)은 다수 개의 안테나 소자(411, 412, 41K)를 포함할 수 있다. 박스형 구조의 내부에 2 안테나 모듈(13)의 작동을 위한 장치 및 1 안테나 모듈(12)의 작동을 위한 다양한 장치, 부품 또는 소자가 배치될 수 있다. 1 안테나 모듈(12)은 고정 구조로 만들어지면서 주기적으로 모든 방향으로 레이더 펄스를 송신하거나, 회전이 되면서 모든 방향으로 레이더 펄스를 송신할 수 있다. 그리고 각각의 방향에 대하여 평면 구조로 만들어진 수신 안테나 모듈(13)에 정해진 방향으로 반사된 레이더 신호가 수신되면 위상 변위기에 의하여 위상이 조절되어 신호 처리 유닛으로 전송될 수 있다. Referring to FIG. 4, one antenna module 12 may be coupled to the upper portion of the two antenna module 13 while being formed as a fixed structure or a rotating structure. 2 antenna module 13 may be made of a closed structure and the plurality of receiving antenna units 271 and 272 may be arranged to receive radar signals of different directions while being in the shape of a hexahedron box, for example. Each antenna unit 271, 272 may include a plurality of antenna elements 411, 412, 41K. A variety of devices, components or elements for the operation of the two antenna modules 13 and the operation of the one antenna module 12 can be arranged inside the box-like structure. 1 antenna module 12 may be configured to transmit radar pulses in all directions periodically or to transmit radar pulses in all directions while being rotated. When a radar signal reflected in a predetermined direction is received in the receiving antenna module 13 made in a planar structure with respect to each direction, the phase can be adjusted by the phase shifter and transmitted to the signal processing unit.

1 안테나 모듈(12) 또는 2 안테나 모듈(13)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제한되지 않는다. 1 antenna module 12 or 2 antenna module 13 can be made into various structures, and the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 레이더 안테나 장치는 전 방향으로 신호를 송신하는 전 방향 안테나 모듈과 위상 배열 안테나 모듈이 결합된 레이더 장치를 형성하는 것에 의하여 제조비용이 감소되도록 한다. 본 발명에 따른 레이더 안테나 장치는 밀폐된 형태의 고정 구조의 위상 배열 수신 안테나 모듈의 내부에 고정 구조 또는 회전 구조의 전 방향 안테나 모듈이 설치되는 것에 의하여 사용 조건에 따른 안테나 장치의 오작동이 감소되도록 하고 이로 인하여 레이더 안테나 장치의 작동 및 유지가 간단해지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 안테나 장치는 구조가 간단하고, 이에 따라 작동이 간단하여 다양한 선박에 설치되어 요구되는 물표 탐지 성능이 나타나도록 한다. The radar antenna device according to the present invention reduces the manufacturing cost by forming a radar device including an omnidirectional antenna module for transmitting signals in all directions and a phased array antenna module. The radar antenna device according to the present invention is provided with an omnidirectional antenna module having a fixed structure or a rotating structure inside a phased array receiving antenna module of a closed type and having a fixed structure to reduce the malfunction of the antenna device according to use conditions This simplifies the operation and maintenance of the radar antenna device. Further, the antenna device according to the present invention has a simple structure, and thus is simple in operation, so that it can be installed on various ships to exhibit the desired track detection performance.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

11: 제어 유닛 12: 1 안테나 모듈
13: 2 안테나 모듈 14: 방향 탐지 유닛
15: 시간 탐지 유닛 22: 오실레이터
25: 위상 변위기 26: 송신 안테나 유닛
31: 작동 설정 유닛 32: 송신 데이터베이스
33: 시각 동기화 유닛 34: 위치/방향 분석 유닛
131: 위상 조절 유닛 211: 1 필터
212: 2 필터 213: 2 수신 필터
214: 1 수신 필터 231: 1 믹서
232: 믹서 241: 증폭기
242: 증폭기 251, 252, 25N: 위상 변위기
271, 272, 27N: 수신 안테나 유닛 411, 412, 41K: 안테나 소자11: control unit 12: 1 antenna module
13: 2 antenna module 14: direction detection unit
15: Time detection unit 22: Oscillator
25: phase shifter 26: transmission antenna unit
31: Operation setting unit 32: Transmission database
33: time synchronization unit 34: position / direction analysis unit
131: phase adjustment unit 211: 1 filter
212: 2 filter 213: 2 receive filter
214: 1 receive filter 231: 1 mixer
232: mixer 241: amplifier
242: amplifiers 251, 252, 25N: phase shifter
271, 272, 27N: receiving antenna units 411, 412, 41K: antenna elements

Claims (3)

전 방향성을 가지는 1 안테나 모듈(12);
서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 다수 개의 안테나 유닛을 가지는 2 안테나 모듈(13);
2 안테나 모듈(13)의 위상을 조절하는 위상 조절 유닛(131); 및
1 안테나 모듈(12)의 송신 방향에 따라 2 안테나 모듈(13)에 결합된 위상 조절 유닛(131)의 위상을 결정하는 제어 유닛(11)을 포함하고,
상기 2 안테나 모듈(13)은 레이더 빔을 수신하고, 다각형 둘레 면의 벽면을 따라 배치되며,
상기 1 안테나 모듈(12)은 상기 2 안테나 모듈(13)의 위쪽에 고정 구조 또는 회전 가능한 구조로 결합되고,
상기 1 안테나 모듈(12)에서 송신되는 레이더 빔의 송신 방향을 탐지하는 방향 탐지 유닛(14)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 위상 변위기 조절 구조의 레이더 안테나 장치.
An antenna module 12 having omnidirectionality;
A two-antenna module (13) having a plurality of antenna units arranged to face in different directions;
A phase adjusting unit 131 for adjusting the phase of the two-antenna module 13; And
And a control unit (11) for determining the phase of the phase adjustment unit (131) coupled to the two antenna modules (13) according to the transmission direction of the one antenna module (12)
The two-antenna module 13 receives the radar beam, is disposed along the wall surface of the polygonal circumferential surface,
The one antenna module 12 is coupled to the upper part of the two antenna module 13 in a fixed structure or a rotatable structure,
Further comprising a direction detection unit (14) for detecting a transmission direction of the radar beam transmitted from the one antenna module (12).
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