KR102120455B1 - Automotive Radar Antenna with Wide Angle Characteristics - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명이 속하는 기술 분야는 직렬 급전 배열 안테나에 관한 것이다.The technical field to which the present invention pertains relates to a series feed array antenna.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information for this embodiment, and do not constitute a prior art.
밀리미터 웨이브 대역 안테나는 다양한 분야에 적용된다. 특히 마이크로스트립 패치를 이용한 차량용 레이더 안테나가 활발히 연구되고 있다.The millimeter wave band antenna is applied in various fields. In particular, a radar antenna for a vehicle using a microstrip patch has been actively researched.
차량용 레이더 안테나는 주로 마이크로스트립 직렬 급전 패치 배열 구조로 설계된다. 차량용 전방 감지 레이더와 달리, 측/후방 레이더는 방위각 방향으로 넓은 범위를 감지할 수 있어야 한고, 측/후방 레이더는 넓은 빔폭이 요구된다.Automotive radar antennas are mainly designed with a microstrip series feed patch arrangement. Unlike the vehicle front detection radar, the side/rear radar must be able to detect a wide range in the azimuth direction, and the side/rear radar requires a wide beam width.
본 발명의 실시예들은 직렬 급전 배열 안테나에 설치된 유전체 벽을 통하여 방사소자로부터 방사되는 전자기파를 측면으로 집중시키고, 방사되는 전자기파를 기생소자와 커플링시켜 빔폭을 확장하는 데 발명의 주된 목적이 있다.The embodiments of the present invention have a main object of the invention to expand the beam width by focusing electromagnetic waves emitted from a radiating element to the side through a dielectric wall installed in a series feeding array antenna and coupling the radiated electromagnetic waves with a parasitic element.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other unspecified objects of the present invention may be further considered within a range that can be easily deduced from the following detailed description and its effects.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 기판, 상기 기판에 직렬로 배치되며 급전선으로 연결된 복수의 방사소자, 및 상기 복수의 방사소자의 측면에 배치되며 상기 방사소자가 방사한 전자기파를 상기 방사소자가 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 굴절시키는 유전체 벽을 포함하는 직렬 급전 배열 안테나를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, a substrate, a plurality of radiating elements arranged in series on the substrate and connected by a feeder line, and disposed on the side of the plurality of radiating elements, the radiating element emits electromagnetic waves in series. Provided is a series feed array antenna comprising a dielectric wall that refracts in a lateral direction in an arranged direction.
상기 유전체 벽이 상기 기판에 적층되고, 상기 유전체 벽의 높이가 높아질수록 상기 전자기파의 빔폭이 확장될 수 있다.The dielectric wall is stacked on the substrate, and as the height of the dielectric wall increases, the beam width of the electromagnetic wave may be extended.
상기 유전체 벽의 높이는 리플이 없는 높이 범위에서 설정된다.The height of the dielectric wall is set in a height range without ripple.
상기 빔폭의 각도가 120°보다 크게 확장될 수 있다.The angle of the beam width can be extended to greater than 120 °.
상기 유전체 벽의 유전율은 상기 기판의 유전율과 동일하게 설정될 수 있다.The dielectric constant of the dielectric wall may be set equal to the dielectric constant of the substrate.
상기 방사소자가 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 상기 유전체 벽에 위치하는 기생소자를 포함할 수 있다.It may include a parasitic element located on the dielectric wall in the lateral direction of the direction in which the radiating elements are arranged in series.
상기 기생소자는 상기 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 측면 방향으로 이격되어 위치할 수 있다.The parasitic element may be positioned spaced apart in a lateral direction of the centrally located radiating element among the plurality of radiating elements.
상기 기생소자의 길이는 상기 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 길이보다 기 설정된 길이만큼 작게 설정되며, 상기 기생소자가 도파기로 동작할 수 있다.The length of the parasitic element is set to be smaller than the length of the radiating element located at the center among the plurality of radiating elements, and the parasitic element may operate as a waveguide.
상기 기생소자의 길이는 상기 방사소자의 공진 주파수의 1/4 파장길이를 기준으로 기 설정된 범위 내에서 설정될 수 있다.The length of the parasitic element may be set within a preset range based on a quarter wavelength length of the resonance frequency of the radiating element.
상기 빔폭의 각도가 150°보다 크게 확장될 수 있다.The angle of the beam width may be extended to be greater than 150°.
상기 방사소자의 폭을 조절하거나 급전선의 폭을 조절하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.Impedance matching may be performed by adjusting the width of the radiating element or the width of the feeder.
상기 방사소자는 24 GHz에서 동작할 수 있다.The radiating element can operate at 24 GHz.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 직렬 급전 배열 안테나에 설치된 유전체 벽을 통하여 방사소자로부터 방사되는 전자기파를 측면으로 집중시키고, 방사되는 전자기파를 기생소자와 커플링시켜 빔폭을 확장할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the electromagnetic wave emitted from the radiating element is concentrated to the side through the dielectric wall installed in the serial feeding array antenna, and the radiated electromagnetic wave is coupled with the parasitic element to expand the beam width. It has the effect.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and the potential effects thereof are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 기존의 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 도면이다.
도 2는 기존의 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 유전체 벽을 예시한 형상이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 방사 특성을 예시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 유전체 벽의 높이에 따른 변화를 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 기생소자를 예시한 형상이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 방사 특성을 예시한 도면이다.1 is a view illustrating a conventional serial feed array antenna.
2 is a diagram illustrating the frequency characteristics of a conventional series feed array antenna.
3 is a block diagram illustrating a series feed array antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a shape illustrating a dielectric wall of a series feeding array antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating the frequency characteristics of a series feeding array antenna according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating radiation characteristics of a series feeding array antenna according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are diagrams illustrating a change according to the height of the dielectric wall of the series feeding array antenna according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a series feed array antenna according to another embodiment of the present invention.
11 is a shape illustrating a parasitic element of a series feeding array antenna according to another embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating the frequency characteristics of a series feed array antenna according to another embodiment of the present invention.
13 and 14 are diagrams illustrating radiation characteristics of a series feeding array antenna according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, when it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscured by those skilled in the art with respect to known functions related to the present invention, the detailed description will be omitted, and some embodiments of the present invention will be omitted. It will be described in detail through exemplary drawings.
차량용 레이더 안테나는 전방 레이더와 측/후방 레이더로 구분된다. Vehicle radar antennas are divided into front radar and side/rear radar.
전방 레이더는 주로 장거리 레이더(Long Range Radar, LRR) 및 중거리 레이더(Mid-Range Radar, MRR)로 구현된다. 전방 레이더는 77 GHz 주파수 밴드에서 동작하고 높은 이득이 요구된다.The forward radar is mainly implemented as a long range radar (LRR) and a mid-range radar (MRR). The forward radar operates in the 77 GHz frequency band and requires high gain.
측/후방 레이더는 단거리 레이더(Short Range Radar, SRR)로 구현된다. 측/후방 레이더는 24 GHz 주파수 밴드 또는 79 GHz 주파수 밴드에서 동작하고 넓은 감지 범위가 요구된다.The side/rear radar is implemented as a short range radar (SRR). The side/rear radar operates in the 24 GHz frequency band or 79 GHz frequency band and requires a wide sensing range.
본 실시예는 광각 탐지가 가능한 차량용 레이더 안테나로, 직렬 급전 배열 안테나로 구현된다. 직렬 급전 배열 안테나는 기판에 설치된 유전체 벽을 통하여 방사소자로부터 방사되는 전자기파를 측면으로 집중시키고, 방사소자에서 방사되는 전자기파를 기생소자와 커플링시켜 빔폭을 확장하여 150도의 광각을 확보할 수 있다. 본 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나는 비아가 필요없고 단순한 구조로 광각을 구현할 수 있다.This embodiment is a vehicle radar antenna capable of wide-angle detection, and is implemented as a serial feed array antenna. In the series feeding array antenna, electromagnetic waves emitted from a radiating element are concentrated to the side through a dielectric wall installed on a substrate, and the electromagnetic wave emitted from the radiating element is coupled with a parasitic element to expand the beam width to secure a wide angle of 150 degrees. The serial feeding array antenna according to the present embodiment does not require a via and can implement a wide angle with a simple structure.
도 1은 기존의 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 도면이고, 도 2는 기존의 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional serial feed array antenna, and FIG. 2 is a diagram illustrating a frequency characteristic of a conventional serial feed array antenna.
직렬 급전 배열 안테나는 패치 배열 및 각 패치 급전을 위한 급전선로를 갖는다. 패치 안테나는 유전체 기판 위에 반파장의 길이를 갖는 다각형 또는 원형의 금속 패치가 부착된 인쇄형 안테나이다. 패치 안테나는 공진형 안테나로서 기판의 유전율과 층의 성질에 의존한다.The series feeding array antenna has a patch arrangement and a feeding line for feeding each patch. The patch antenna is a printed antenna in which a polygonal or circular metal patch having a half-wave length is attached to a dielectric substrate. The patch antenna is a resonant antenna and depends on the dielectric constant of the substrate and the properties of the layer.
도 1에서는 1 by 10 패치 배열 구조로 형성된 직렬 급전 배열 안테나를 예시하고 있다. 마이크로스트립 라인 급전 구조이고, 전체 크기는 10 mm x 30 mm, 유전율은 3이고, 높이는 0.127 mm이다. 패치의 개수, 크기 및 유전율은 이에 한정되는 것은 아니고 요구되는 설계에 따라 다양한 수치가 사용될 수 있다. 패치의 크기는 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 작아지도록 설정하고, 패치의 길이는 동일하게 설정한다.1 illustrates a series feed array antenna formed of a 1 by 10 patch array structure. Microstrip line feed structure, the overall size is 10 mm x 30 mm, the dielectric constant is 3, and the height is 0.127 mm. The number, size, and dielectric constant of the patch are not limited to this, and various numerical values may be used according to a required design. The size of the patch is set to be smaller from the center to the outside, and the length of the patch is set to be the same.
직렬 급전 배열 안테나는 임피던스 정합을 위해 각 패치의 폭을 조정하거나, 급전선로의 폭을 조정한다. 직렬 급전 배열 안테나는 직렬 급전 구조를 통해 면적을 줄일 수 있고, 단순 선폭 조정을 통해 구현이 가능하다.The series feed array antenna adjusts the width of each patch for impedance matching or adjusts the width of the feed line. The series feeding array antenna can reduce an area through a series feeding structure, and can be implemented through simple line width adjustment.
기존의 직렬 급전 배열 안테나의 빔폭 특성을 보면, 고각 패턴(Elevation Pattern)의 경우 반전력 빔폭(Half Power Beam Width, HPBW)이 10°~ 15° 각도 범위를 갖고, 방위각 패턴(Azimuth Pattern)의 경우 반전력 빔폭(HPBW)이 75°~ 85° 각도 범위를 갖는다.Looking at the beam width characteristics of the conventional series feeding array antenna, in the case of an elevation pattern, the half power beam width (HPBW) has an angle range of 10° to 15°, and in the case of an azimuth pattern The reverse force beam width (HPBW) has an angle range of 75° to 85°.
도 2에 도시된 바와 같이 H-plane의 방사 패턴을 보면, 이득이 15.3 dB이고, 반전력 빔폭(HPBW)이 77.0도이고, 측엽 레벨(Side lobe level)은 -30.8 dB이다. E-plane의 방사 패턴을 보면, 이득이 16.1 dB이고, 반전력 빔폭(HPBW)이 10.7도이고, 측엽 레벨(Side lobe level)은 -21.7 dB이다.As shown in FIG. 2, when the radiation pattern of the H-plane is viewed, the gain is 15.3 dB, the half-power beam width (HPBW) is 77.0 degrees, and the side lobe level is -30.8 dB. Looking at the radiation pattern of the E-plane, the gain is 16.1 dB, the reverse force beam width (HPBW) is 10.7 degrees, and the side lobe level is -21.7 dB.
기존의 직렬 급전 배열 안테나는 80도 정도의 빔폭 각도로 동작하므로, 광각을 요구하는 측/후방 레이더에 그대로 적용할 수 없다.Since the existing series feeding array antenna operates at a beam width angle of about 80 degrees, it cannot be applied to the side/rear radar requiring wide angle.
본 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나는 기판에 설치된 유전체 벽을 통하여 방사소자로부터 방사되는 전자기파를 측면으로 집중시켜 120도의 광각을 확보한다.The series feed array antenna according to the present embodiment secures a wide angle of 120 degrees by focusing electromagnetic waves emitted from the radiating element to the side through a dielectric wall installed on the substrate.
이하에서는 도 3 내지 도 9를 참조하여 직렬 급전 배열 안테나의 유전체 벽을 설명하기로 한다.Hereinafter, a dielectric wall of the series feed array antenna will be described with reference to FIGS. 3 to 9.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 블록도이고, 도 4는 직렬 급전 배열 안테나의 유전체 벽을 예시한 형상이다.3 is a block diagram illustrating a series feed array antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a shape illustrating a dielectric wall of the series feed array antenna.
직렬 급전 배열 안테나(10)는 기판(100), 방사소자(200), 및 유전체 벽(300)을 포함한다. The series
복수의 방사소자(200)는 기판(100)에 직렬로 배치되며 급전선으로 연결된다. 방사소자(200)는 24 GHz에서 동작할 수 있으며, 요구되는 설계에 따라 다양한 주파수에도 동작할 수 있다. 방사소자(200)의 폭을 조절하거나 급전선의 폭을 조절하여 임피던스 매칭을 수행한다.The plurality of radiating
유전체 벽(300)은 방사되는 전자기파(Field)를 측면으로 집중시킨다. 유전체 벽(300)은 복수의 방사소자(200)의 측면에 배치되며, 방사소자가 방사한 전자기파를 방사소자가 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 굴절시킨다. The dielectric wall 300 focuses the emitted electromagnetic field to the side. The dielectric wall 300 is disposed on the side surfaces of the plurality of radiating
유전체 벽(300)은 기판(100)에 적층된다. 복수의 방사소자(200)와 동일 평면에 적층되고, 유전체 벽(300)의 높이는 방사소자(200)의 높이보다 높게 형성된다. 유전체 벽(300)의 유전율은 기판(100)의 유전율과 동일하게 적용될 수 있다.Dielectric wall 300 is deposited on
도 5는 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 직렬 급전 배열 안테나의 방사 특성을 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the serial feed array antenna, and FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating the radiation characteristics of the serial feed array antenna.
유전체 벽(300)의 높이(Hd)와 간격(Dd)에 따른 성능을 분석한 결과, 유전체 벽의 높이가 높아질수록 전자기파의 빔폭이 확장된다. 빔폭의 각도가 120°보다 크게 형성될 수 있다.As a result of analyzing the performance according to the height H d and the spacing D d of the dielectric wall 300, as the height of the dielectric wall increases, the beam width of the electromagnetic wave expands. The angle of the beam width may be greater than 120°.
S-파라미터를 판독하면, 다양하게 변화된 높이(Hd)에서 반사 손실(Return Loss)(dB)이 유사함을 알 수 있고, 유효 유전율 변동에 따른 특성으로 인하여 간격(Dd)에 따라 공진 주파수가 변동하는 것을 파악할 수 있다.By reading the S-parameter, it can be seen that the return loss (dB) is similar at variously varied heights (H d ), and the resonant frequency according to the interval (D d ) due to the characteristic due to the effective dielectric constant variation. You can see that is fluctuating.
유전체를 적층한 결과 높이(Dh)가 증가할수록 빔이 확장되지만, 리플(Ripple)이 증가한다. 방사 패턴에서 리플이 없는 범위에서 유전체 벽의 높이를 설정한다. 방사 패턴은 간격(Dd) 변화에 큰 영향을 받지 않는다.As a result of stacking the dielectric, the beam expands as the height D h increases, but the ripple increases. Set the height of the dielectric wall in the range without ripple in the radiation pattern. The radiation pattern is not significantly affected by the spacing D d .
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 유전체 벽의 높이에 따른 변화를 예시한 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating a change according to the height of the dielectric wall of the series feeding array antenna according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 유전체 벽이 없을 때 방사소자의 전자기파는 직선 방향으로 직진하는 반면에, 유전체 벽이 있을 때 방사소자의 전자기파는 바깥 방향으로 굴절되어 기판에서 수직한 방향을 기준으로 전자기판의 진행 각도가 증가한다.Referring to FIG. 8, when there is no dielectric wall, the electromagnetic waves of the radiating element go straight in the straight direction, while when there is a dielectric wall, the electromagnetic wave of the radiating element is refracted outward, and the electromagnetic wave of the electromagnetic plate is perpendicular to the substrate. The progress angle increases.
도 9를 참조하면, E-field 크기는 유전체 벽의 높이(Dh)가 증가할수록 증가하고, 일정 높이를 초과하면 리플이 발생한다. 예컨대, 2.0 mm의 높이에서 리플이 발생했음을 알 수 있다. 유전체 벽의 간격(Dd)이 변하더라도 E-field 크기에 변화가 없음을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, the E-field size increases as the height D h of the dielectric wall increases, and ripple occurs when the height exceeds a certain height. For example, it can be seen that ripple occurred at a height of 2.0 mm. It can be seen that the E-field size does not change even when the distance D d of the dielectric wall is changed.
본 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나는 방사소자에서 방사되는 전자기파를 기생소자와 커플링시켜 빔폭을 확장하여 150도의 광각을 확보한다.The series feed array antenna according to this embodiment couples electromagnetic waves emitted from the radiating element with the parasitic element to expand the beam width to secure a wide angle of 150 degrees.
이하에서는 도 10 내지 도 14를 참조하여 직렬 급전 배열 안테나의 기생소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, a parasitic element of the series feed array antenna will be described with reference to FIGS. 10 to 14.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나를 예시한 블록도이고, 도 11은 직렬 급전 배열 안테나의 기생소자를 예시한 형상이다.10 is a block diagram illustrating a series feeding array antenna according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a shape illustrating a parasitic element of the series feeding array antenna.
직렬 급전 배열 안테나(20)는 기판(100), 방사소자(200), 유전체 벽(300), 및 기생소자(400)을 포함한다. The series
복수의 방사소자(200)는 기판(100)에 직렬로 배치되며 급전선으로 연결된다. 방사소자(200)는 24 GHz에서 동작할 수 있으며, 요구되는 설계에 따라 다양한 주파수에도 동작할 수 있다. 방사소자(200)의 폭을 조절하거나 급전선의 폭을 조절하여 임피던스 매칭을 수행한다.The plurality of radiating
유전체 벽(300)은 방사되는 전자기파(Field)를 측면으로 집중시킨다. 유전체 벽(300)은 복수의 방사소자(200)의 측면에 배치되며, 방사소자가 방사한 전자기파를 방사소자가 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 굴절시킨다. The dielectric wall 300 focuses the emitted electromagnetic field to the side. The dielectric wall 300 is disposed on the side surfaces of the plurality of radiating
기생소자(400)는 방사소자(200) 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 배치된 유전체 벽(300)에 위치한다. 기생소자(400)는 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 측면 방향으로 이격되어 위치한다. 기생소자(400)는 복수개가 대칭하여 위치할 수 있고, 양측 유전체 벽에 각각 위치할 수 있다.The parasitic element 400 is located on the dielectric wall 300 disposed in a lateral direction in a direction in which the radiating
기생소자(400)는 도파기(Detector)로 동작하며, 전자기파를 측면 방향으로 유도한다. The parasitic element 400 operates as a waveguide and induces electromagnetic waves in a lateral direction.
기생소자(400)의 길이(Lp)는 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 길이보다 기 설정된 길이만큼 작게 설정된다. 기생소자(400)의 길이(Lp)는 방사소자(200)의 공진 주파수의 1/4 파장(λ) 길이를 기준으로 기 설정된 범위 내에서 설정된다. 기생소자(400)의 길이(Lp)는 1/4 파장(λ) 길이보다 약간 작은 값으로 설정될 수 있다. 기생소자(400)의 길이(Lp) 조절을 통하여 빔폭의 각도가 150°보다 크게 형성될 수 있다.The length L p of the parasitic element 400 is set to be smaller than the length of the radiating element positioned centrally among the plurality of radiating elements. The length L p of the parasitic element 400 is set within a preset range based on a length of 1/4 wavelength (λ) of the resonance frequency of the radiating
기생소자(400)의 길이(Lp)를 설정한 후에 기생소자(400)의 간격(Dp)을 설정한다. 기생소자(400)의 간격(Dp)이 증가할수록 빔폭을 확장할 수 있으나 리플이 증가한다. 기 설정된 범위 내에서 적절한 리플을 갖도록 기생소자(400)의 간격(Dp)을 설정할 필요가 있다. 기생소자(400)의 간격(Dp) 조절을 통하여 빔폭의 각도가 150°보다 크게 형성될 수 있다.After setting the length L p of the parasitic element 400, the interval D p of the parasitic element 400 is set. As the distance D p of the parasitic element 400 increases, the beam width can be expanded, but the ripple increases. It is necessary to set the interval D p of the parasitic element 400 to have an appropriate ripple within a predetermined range. The angle of the beam width may be formed larger than 150° by adjusting the spacing D p of the parasitic element 400.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 주파수 특성을 예시한 도면이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나의 방사 특성을 예시한 도면이다.12 is a diagram illustrating the frequency characteristics of a series feed array antenna according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 13 and 14 are diagrams illustrating radiation characteristics of a series feed array antenna according to another embodiment of the present invention. .
기생소자(400)의 길이(Lp)와 간격(Dp)에 따른 성능을 분석한 결과, 기생소자의 길이(Lp)와 간격(Dp)이 증가할수록 빔폭을 확장할 수 있으나 리플이 증가한다. 기생소자의 길이(Lp)와 간격(Dp)이 증가할수록 반전력 빔폭(HPBW)은 증가하고 다시 감소하는 값을 갖는다.The analysis of the performance according to the length (L p) and thickness (D p) of the parasitic element 400, as the length (L p) and the distance of the parasitic element (D p) is increased to expand the beam width, but the ripple Increases. As the length (L p ) and spacing (D p ) of the parasitic element increase, the reversal force beam width (HPBW) increases and decreases again.
본 실시예에 따른 직렬 급전 배열 안테나는 유전체 벽을 통하여 방사되는 전자기파를 측면으로 집중시키고, 방사되는 전자기파를 기생소자와 커플링시켜 빔폭을 확장함으로써, 비아가 필요없고 단순한 구조로 150도 이상의 광각을 구현할 수 있다.The series feed array antenna according to the present embodiment concentrates electromagnetic waves radiated through the dielectric wall to the side, and extends the beam width by coupling the radiated electromagnetic waves with a parasitic element, thereby eliminating vias and providing a wide angle of 150 degrees or more with a simple structure. Can be implemented.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.These embodiments are for explaining the technical spirit of the present embodiment, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.
10, 20: 직렬 급전 배열 안테나
100: 기판 200: 방사소자
300: 유전체 벽 400: 기생소자10, 20: serial feed array antenna
100: substrate 200: radiating element
300: dielectric wall 400: parasitic element
Claims (11)
상기 기판에 직렬로 배치되며 급전선으로 연결된 복수의 방사소자;
상기 복수의 방사소자의 측면에 배치되며, 상기 방사소자가 방사한 전자기파를 상기 방사소자가 직렬로 배치된 방향의 측면 방향으로 굴절시키는 유전체 벽; 및
상기 복수의 방사소자의 측면에 배치된 상기 유전체 벽에 위치하는 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.Board;
A plurality of radiating elements arranged in series on the substrate and connected by a feeder line;
A dielectric wall disposed on side surfaces of the plurality of radiating elements and refracting electromagnetic waves emitted by the radiating elements in a lateral direction in a direction in which the radiating elements are arranged in series; And
And a parasitic element positioned on the dielectric wall disposed on side surfaces of the plurality of radiating elements.
상기 유전체 벽이 상기 기판에 적층되고,
상기 유전체 벽의 높이가 높아질수록 상기 전자기파의 빔폭이 확장되고,
상기 유전체 벽의 높이는 리플이 없는 높이 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
The dielectric wall is laminated to the substrate,
As the height of the dielectric wall increases, the beam width of the electromagnetic wave expands,
The height of the dielectric wall is a series feed array antenna, characterized in that set in a height range without ripple.
상기 빔폭의 각도가 120°보다 큰 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 2,
The series feeding array antenna, characterized in that the angle of the beam width is greater than 120 °.
상기 유전체 벽의 유전율과 상기 기판의 유전율이 동일한 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
A series feed array antenna, characterized in that the dielectric constant of the dielectric wall and the dielectric constant of the substrate are the same.
상기 기생소자는 상기 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 측면 방향으로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
The parasitic element is a series feeding array antenna, characterized in that spaced apart in the lateral direction of the centrally located radiating element among the plurality of radiating elements.
상기 기생소자의 길이는 상기 복수의 방사소자 중에서 중앙에 위치하는 방사소자의 길이보다 기 설정된 길이만큼 작게 설정되며,
상기 기생소자가 도파기로 동작하는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
The length of the parasitic element is set to be smaller than a preset length of the plurality of radiating elements located in the center,
A series feeding array antenna, characterized in that the parasitic element operates as a waveguide.
상기 기생소자의 길이는 상기 방사소자의 공진 주파수의 1/4 파장길이를 기준으로 기 설정된 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
The length of the parasitic element is a series feeding array antenna, characterized in that is set within a preset range based on a quarter wavelength length of the resonance frequency of the radiating element.
상기 빔폭의 각도가 150°보다 큰 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 2,
The series feeding array antenna, characterized in that the angle of the beam width is greater than 150 °.
상기 방사소자의 폭을 조절하거나 급전선의 폭을 조절하여 임피던스 매칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
Impedance matching is performed by adjusting the width of the radiating element or by adjusting the width of the feed line.
상기 방사소자는 24 GHz에서 동작하는 것을 특징으로 하는 직렬 급전 배열 안테나.According to claim 1,
The radiating element is a series feed array antenna, characterized in that operating at 24 GHz.
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|---|---|---|---|
| KR1020190101663A KR102120455B1 (en) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Automotive Radar Antenna with Wide Angle Characteristics |
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| KR102120455B1 true KR102120455B1 (en) | 2020-06-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115275643A (en) * | 2022-08-29 | 2022-11-01 | 重庆大学 | Microstrip antenna with customizable beam inclination angle and design method thereof |
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2019
- 2019-08-20 KR KR1020190101663A patent/KR102120455B1/en active IP Right Grant
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