KR102224626B1 - Waveguide slot array antenna - Google Patents
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Abstract
Description
개시되는 실시예들은 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중편파 방사가 가능한 도파관 슬롯 어레이 안테나와 관련된다.The disclosed embodiments relate to an antenna, and more particularly, to a waveguide slot array antenna capable of dual polarized radiation.
기존의 레이더, 군사위성용 이중편파 고이득 안테나는 사각 도파관형 2차원 구조의 슬롯 어레이 안테나를 이용하여 설계되었다. 사각 도파관형 2차원 구조의 슬롯 어레이 안테나는 구조적으로 간단하다는 장점이 있지만, 넓은 면적으로 설계되어야 하는 단점이 있다. 이때, 부분 H 평면(partial H-Plane)형 도파관을 이용하여 2차원 구조의 슬롯 어레이 안테나를 설계하면, 초소형 면적을 가지는 안테나를 설계함으로써 상술한 단점을 보완할 수 있다. The existing dual polarized high-gain antenna for radar and military satellites was designed using a slot array antenna of a square waveguide type two-dimensional structure. A slot array antenna having a square waveguide type two-dimensional structure has the advantage of being simple in structure, but has a disadvantage of having to be designed in a large area. In this case, when a slot array antenna having a two-dimensional structure is designed using a partial H-Plane type waveguide, the above-described disadvantages can be compensated by designing an antenna having a very small area.
그러나, 현재까지의 부분 H 평면형 도파관을 이용한 2차원 구조의 슬롯 어레이 안테나는 단일편파 방사만 가능하다. 또한, 기존에는 이중편파 방사를 위해 적층 구조의 급전부가 필요하기 때문에, 안테나의 면적뿐만 아니라 높이도 커지게 되는 단점이 있다.However, until now, a slot array antenna of a two-dimensional structure using a partial H-planar waveguide can only radiate single polarized waves. In addition, there is a disadvantage in that not only the area but also the height of the antenna is increased because a feeder having a stacked structure is required for radiation of double polarized waves.
개시되는 실시예들은 두 가지 방향의 슬롯을 이용하여 이중편파 방사가 가능한 도파관 슬롯 어레이 안테나를 제공하기 위한 것이다. Disclosed embodiments are to provide a waveguide slot array antenna capable of dual polarization radiation using slots in two directions.
일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나는, 길이 방향을 기준으로 제1 간격으로 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 쌍을 포함하는 제1 도파관 및 상기 길이 방향을 기준으로 상기 제1 간격으로 형성되며, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍 중 하나의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되는 하나 이상의 제2 슬롯 쌍을 포함하는 제2 도파관을 포함한다.The waveguide slot array antenna according to an embodiment includes a first waveguide including at least one pair of first slots formed at a first interval based on a length direction, and a first waveguide including at least one pair of first slots formed at a first interval based on a length direction, and each And a second waveguide including one or more second slot pairs formed at a position spaced apart from one of the one or more first slot pairs by a second interval based on the length direction.
상기 제1 간격은, λg이고, 상기 제2 간격은, 0.5λg이며, 상기 λg는, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관에서 전파되는 전기장의 파장일 수 있다.The first interval is λg, the second interval is 0.5λg, and the λg may be a wavelength of an electric field propagating from the first waveguide and the second waveguide.
상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍 및 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍은, 각각 길이 방향으로 형성된 길이 방향 슬롯 및 상기 길이 방향에 수직하는 폭 방향으로 형성된 폭 방향 슬롯을 포함할 수 있다.The one or more first slot pairs and the one or more second slot pairs may each include a lengthwise slot formed in a length direction and a widthwise slot formed in a width direction perpendicular to the length direction.
상기 길이 방향 슬롯과 상기 폭 방향 슬롯은 'L' 자형으로 형성될 수 있다.The lengthwise slot and the widthwise slot may be formed in an'L' shape.
상기 길이 방향 슬롯 및 상기 폭 방향 슬롯 각각의 길이는 λ0이고, 상기 λ0는, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관의 외부로 방사되는 전기장의 파장일 수 있다.Each length of the lengthwise slot and the widthwise slot is λ 0 , and λ 0 may be a wavelength of an electric field radiated to the outside of the first waveguide and the second waveguide.
상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍에 포함된 길이 방향 슬롯은, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍 중 하나에 포함된 길이 방향 슬롯의 위치와 상기 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되고, 상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍에 포함된 폭 방향 슬롯은, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍 중 하나에 포함된 폭 방향 슬롯의 위치와 상기 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.The lengthwise slots included in the at least one first slot pair are formed at a location spaced apart by the second interval from a location of a longitudinal slot included in one of the at least one second slot pair with respect to the lengthwise direction. And, the widthwise slots included in the at least one first slot pair are respectively spaced apart from the location of the widthwise slots included in one of the at least one second slot pair by the second interval based on the length direction. Can be formed in
개시되는 실시예들에 따르면, 길이 방향을 기준으로 제1 도파관에 포함된 하나 이상의 제1 슬롯 쌍 각각이 제2 도파관에 포함된 하나 이상의 제2 슬롯 쌍 중 하나와 특정 간격만큼 이격된 위치에 형성되도록 함으로써, 제1 슬롯 쌍과 제2 슬롯 쌍 사이의 간격이 반파장이 되도록 형성되어 안테나에서 발생되는 사이드 로브 레벨(side lobe level)을 최소화시킬 수 있다.According to the disclosed embodiments, each of one or more pairs of first slots included in the first waveguide is formed at a position spaced apart from one of one or more pairs of second slots included in the second waveguide by a specific interval based on the length direction. By doing so, the distance between the first slot pair and the second slot pair is formed to have a half-wavelength, so that a side lobe level generated by the antenna can be minimized.
또한, 부분 H 평면(partial H-Plane)형 도파관을 이용한 초소형 이중편파 고이득 평판 안테나가 개발되면, 국방산업에 활용할 수 있는 레이더에 적용할 수 있고, 5G 이동통신, 위성통신 등 다양한 애플리케이션에 확장이 가능하므로 차세대 어레이 안테나 기술 저변을 확대할 수 있다.In addition, if an ultra-small double polarized high-gain flat antenna using a partial H-Plane type waveguide is developed, it can be applied to radar that can be used in the defense industry, and is extended to various applications such as 5G mobile communication and satellite communication. This makes it possible to expand the base of next-generation array antenna technology.
도 1은 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나의 사시도
도 2는 일 실시예에 따른 2차원 구조의 도파관 슬롯 어레이 안테나의 사시도
도 3은 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프
도 4 및 5는 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나의 방사 패턴을 나타낸 그래프1 is a perspective view of a waveguide slot array antenna according to an embodiment
2 is a perspective view of a waveguide slot array antenna of a two-dimensional structure according to an embodiment;
3 is a graph showing reflection coefficients of a waveguide slot array antenna according to an embodiment
4 and 5 are graphs showing radiation patterns of a waveguide slot array antenna according to an embodiment
이하, 도면을 참조하여 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, a specific embodiment will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, devices, and/or systems described herein. However, this is only an example and is not limited thereto.
실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 또한, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification. The terms used in the detailed description are only for describing the embodiments, and should not be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In addition, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to indicate certain characteristics, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more other characteristics other than those described. It should not be construed to exclude the presence or possibility of, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.
도 1은 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)의 사시도이다.1 is a perspective view of a waveguide
도 1을 참조하면, 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)는 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a waveguide
이때, 도파관은 마이크로파 이상의 높은 주파수 대역에서 전기 에너지나 신호를 전송하기 위한 전송로이다.In this case, the waveguide is a transmission path for transmitting electrical energy or signals in a high frequency band of microwaves or higher.
일 실시예에서, 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)은 부분 H 평면(partial H-plane)형 도파관일 수 있다. In an embodiment, the
부분 H 평면형 도파관은 내부에 H 평면과 평행한 방향으로 금속 격벽이 삽입된 것일 수 있다. 금속 격벽은 폭이 좁고, 도파관의 높이보다 낮게 형성된 것일 수 있다. 이때, 도파관의 길이 방향을 y축, 도파관의 폭 방향을 x축, 도파관의 높이 방향을 z축이라고 가정하면, H 평면은 y-z축을 기준으로 형성되는 평면일 수 있다.The partial H-plane type waveguide may have a metal partition wall inserted therein in a direction parallel to the H-plane. The metal partition wall may have a narrow width and may be formed to be lower than the height of the waveguide. In this case, assuming that the length direction of the waveguide is the y-axis, the width direction of the waveguide is the x-axis, and the height direction of the waveguide is the z-axis, the H plane may be a plane formed based on the y-z axis.
부분 H 평면형 도파관은 기존의 구형(rectangular) 도파관과 비교하여 도파관의 단면적을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.The partial H-planar waveguide has an advantage of being able to significantly reduce the cross-sectional area of the waveguide compared to a conventional rectangular waveguide.
제1 도파관(110)은 길이 방향을 기준으로 제1 간격으로 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111)을 포함한다.The
일 실시예에서, 제1 간격은 λg일 수 있다. 이때, λg는 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)에서 전파되는 전기장의 파장이다.In one embodiment, the first interval may be λ g. In this case, λ g is the wavelength of the electric field propagated from the
슬롯은 도파관의 상단 면에 형성된 구멍이다.The slot is a hole formed in the top surface of the waveguide.
제2 도파관(130)은 길이 방향을 기준으로 제1 간격으로 형성되며, 각각 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111) 중 하나의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되는 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131)을 포함한다.The
일 실시예에서, 제1 슬롯 쌍(111) 및 제2 슬롯 쌍(131)은 각각 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향으로 형성된 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1) 및 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향에 수직하는 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 폭 방향으로 형성된 폭 방향 슬롯(111-1, 131-3)을 포함할 수 있다. In one embodiment, the
이때, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)은 슬롯의 길이가 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향으로 형성된 슬롯일 수 있다. 이 경우, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)은 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 폭 방향으로 전기장을 방사할 수 있다.In this case, the lengthwise slots 111-1 and 131-1 may be slots in which the lengths of the slots are formed in the longitudinal direction of the
폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 슬롯의 길이가 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 폭 방향으로 형성된 슬롯일 수 있다. 이 경우, 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향으로 전기장을 방사할 수 있다.The width direction slots 111-3 and 131-3 may be slots in which the lengths of the slots are formed in the width direction of the
예를 들어, 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 폭 방향을 x축, 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향을 y축 및 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 높이 방향을 z축이라 가정하면, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)은 y축 방향으로 형성된 슬롯이고, 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 x축 방향으로 형성된 슬롯일 수 있다. 이 경우, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)은 x축 방향으로 전기장을 방사하고, 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 y축 방향으로 전기장을 방사할 수 있다.For example, the width direction of the
일 실시예에서, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1) 및 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3) 각각의 길이는 λ0일 수 있다. 이때, λ0는 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 외부로 방사되는 전기장의 파장이다.In one embodiment, the length of each of the longitudinal slots 111-1 and 131-1 and the width direction slots 111-3 and 131-3 may be λ 0. Here, λ 0 is the wavelength of the electric field radiated to the outside of the
또한, 일 실시예에서, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)과 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 'L' 자형으로 형성될 수 있다.In addition, in an embodiment, the lengthwise slots 111-1 and 131-1 and the widthwise slots 111-3 and 131-3 may be formed in an'L' shape.
따라서, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)과 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)이 'L' 자형으로 형성됨으로써, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1) 및 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)에서 각각 x축 방향의 전기장 및 y축 방향의 전기장을 동시에 방사하여 이중편파 방사가 가능하다.Accordingly, the lengthwise slots 111-1 and 131-1 and the widthwise slots 111-3 and 131-3 are formed in an'L' shape, so that the lengthwise slots 111-1 and 131-1 and the width In the direction slots 111-3 and 131-3, the electric field in the x-axis direction and the electric field in the y-axis direction are radiated at the same time, so that double polarization radiation is possible.
또한, 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3)은 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향을 기준으로 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 중앙 부분에 위치하고, 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)은 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 길이 방향을 기준으로 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 가장자리 부분에 위치할 수 있다.In addition, the width direction slots 111-3 and 131-3 are center portions of the
이에 따라, 폭 방향 슬롯(111-3, 131-3) 및 길이 방향 슬롯(111-1, 131-1)을 상술한 예와 같이 위치시킴으로써, 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)의 상단 면에 흐르는 전류의 흐름에 대한 방해가 잘 일어나도록 하여 이중편파 방사가 원활하게 발생될 수 있다.Accordingly, by positioning the widthwise slots 111-3 and 131-3 and the lengthwise slots 111-1 and 131-1 as in the above-described example, the
한편, 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131)은 각각 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111) 중 하나의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성된다.Meanwhile, at least one
이때, 일 실시예에서, 제2 간격은 0.5λg일 수 있다.In this case, in an embodiment, the second interval may be 0.5λ g.
구체적으로, 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)은 각각 길이 방향을 기준으로 제1 간격으로 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111) 및 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131)을 포함하며, 길이 방향을 기준으로 제1 슬롯 쌍(111)과 제2 슬롯 쌍(131)은 서로 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111)과 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131)은 길이 방향을 기준으로 서로 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성됨으로써, 전체적으로 지그재그 형태로 형성될 수 있다.Specifically, the
일 실시예에서, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111)에 포함된 길이 방향 슬롯(111-1)은 각각 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131) 중 하나에 포함된 길이 방향 슬롯(131-1)의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.In one embodiment, the longitudinal slots 111-1 included in the one or more first slot pairs 111 are longitudinal slots included in one of the one or more second slot pairs 131 based on the length direction, respectively ( It may be formed at a position spaced apart from the position of 131-1) by a second interval.
예를 들어, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111) 중 하나에 포함된 길이 방향 슬롯(111-1)은 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131) 중 하나에 포함된 길이 방향 슬롯(131-1)의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 도파관(110)에 포함된 하나 이상의 길이 방향 슬롯(111-1)과 제2 도파관(130)에 포함된 하나 이상의 길이 방향 슬롯(131-1)은 길이 방향을 기준으로 서로 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성됨으로써, 전체적으로 지그재그 형태로 생성될 수 있다.For example, the longitudinal slot 111-1 included in one of the one or more first slot pairs 111 is a longitudinal slot included in one of the one or more second slot pairs 131 based on the longitudinal direction ( It may be formed at a position spaced apart from the position of 131-1) by a second interval. Accordingly, one or more longitudinal slots 111-1 included in the
또한, 일 실시예에서, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111)에 포함된 폭 방향 슬롯(111-3)은 각각 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131) 중 하나에 포함된 폭 방향 슬롯(131-3)의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다.In addition, in one embodiment, the widthwise slots 111-3 included in the one or more first slot pairs 111 are each included in the widthwise direction of one or more second slot pairs 131 based on the length direction. It may be formed at a position spaced apart from the position of the slot 131-3 by a second interval.
예를 들어, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111) 중 하나에 포함된 폭 방향 슬롯(111-3)은 길이 방향을 기준으로 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131) 중 하나에 포함된 폭 방향 슬롯(131-3)의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 도파관(110)에 포함된 하나 이상의 폭 방향 슬롯(111-3)과 제2 도파관(130)에 포함된 하나 이상의 폭 방향 슬롯(131-3)은 길이 방향을 기준으로 서로 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성됨으로써, 전체적으로 지그재그 형태로 생성될 수 있다.For example, the widthwise slot 111-3 included in one of the one or more first slot pairs 111 is a widthwise slot included in one of the one or more second slot pairs 131 based on the length direction ( It may be formed at a position spaced apart from the position of 131-3) by a second interval. Accordingly, one or more widthwise slots 111-3 included in the
이에 따라, 하나 이상의 제1 슬롯 쌍(111)과 하나 이상의 제2 슬롯 쌍(131)은 길이 방향을 기준으로 서로 제2 간격만큼 이격된 형성됨으로써, 안테나에서 발생되는 사이드 로브 레벨(side lobe level)을 최소화시킬 수 있다.Accordingly, the one or more first slot pairs 111 and the one or more second slot pairs 131 are formed to be spaced apart from each other by a second interval based on the length direction, so that the side lobe level generated by the antenna Can be minimized.
도 2는 일 실시예에 따른 2차원 구조의 도파관 슬롯 어레이 안테나(200)의 사시도이다.2 is a perspective view of a waveguide
도 2를 참조하면, 2차원 구조의 도파관 슬롯 어레이 안테나(200)는 폭 방향을 기준으로 배치된 복수의 도파관 쌍을 포함한다. Referring to FIG. 2, a waveguide
이때, 복수의 도파관 쌍은 각각 도 1에 도시된 제1 도파관(110) 및 제2 도파관(130)을 포함할 수 있다. In this case, the plurality of waveguide pairs may each include a
복수의 도파관 쌍에 포함된 도파관들은 각각 길이 방향을 기준으로 제1 간격으로 형성되는 하나 이상의 슬롯 쌍을 포함할 수 있다.The waveguides included in the plurality of waveguide pairs may each include one or more pairs of slots formed at first intervals based on the length direction.
이때, 각 도파관에 포함된 하나 이상의 슬롯 쌍은 각각 길이 방향 슬롯 및 폭 방향 슬롯을 포함할 수 있다.At this time, one or more pairs of slots included in each waveguide may each include a lengthwise slot and a widthwise slot.
또한, 각 도파관에 포함된 하나 이상의 슬롯 쌍은 각각 길이 방향을 기준으로 인접한 도파관에 포함된 하나 이상의 슬롯 쌍 중 하나의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성될 수 있다. 따라서, 각 도파관에 포함된 하나 이상의 슬롯 쌍은 전체적으로 지그재그 형태로 형성될 수 있다.In addition, one or more pairs of slots included in each waveguide may be formed at a location spaced apart from one of one or more pairs of slots included in adjacent waveguides by a second interval based on the length direction, respectively. Accordingly, one or more pairs of slots included in each waveguide may be formed in a zigzag shape as a whole.
도 3은 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나의 반사 계수를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing reflection coefficients of a waveguide slot array antenna according to an exemplary embodiment.
도 3에서, 그래프의 가로축은 주파수를 의미하고, 그래프의 세로축은 반사 계수를 의미한다.In FIG. 3, the horizontal axis of the graph indicates the frequency, and the vertical axis of the graph indicates the reflection coefficient.
도 3을 참조하면, 동작 주파수인 11.5GHz에서 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)의 반사 계수가 -15.82dB이다.Referring to FIG. 3, the reflection coefficient of the waveguide
따라서, 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)의 반사 특성이 좋다는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be confirmed that the reflection characteristic of the waveguide
도 4 및 5는 일 실시예에 따른 도파관 슬롯 어레이 안테나의 방사 패턴을 나타낸 그래프이다.4 and 5 are graphs showing radiation patterns of a waveguide slot array antenna according to an exemplary embodiment.
구체적으로, 도 4는 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)에서 x축 방향으로 방사되는 전기장의 방사 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 5는 도파관 슬롯 어레이 안테나에서 y축 방향으로 방사되는 전기장의 방사 패턴을 나타낸 그래프이다. 이때, x축 방향은 도파관의 폭 방향을 의미하고, y축은 도파관의 길이 방향을 의미한다.Specifically, FIG. 4 is a graph showing the radiation pattern of the electric field radiated in the x-axis direction from the waveguide
도 4 및 5에서, 그래프의 세로축은 이득을 의미하고, 그래프의 외각에 표시된 수치는 방사 각도를 의미한다. 또한, 실선은 y-z 평면으로 방사되는 전기장을 의미하고, 점선은 x-z 평면으로 방사되는 전기장을 의미한다.In FIGS. 4 and 5, the vertical axis of the graph indicates the gain, and the numerical value indicated on the outer side of the graph indicates the radiation angle. In addition, the solid line means the electric field radiated in the y-z plane, and the dotted line means the electric field radiated in the x-z plane.
도 4 및 5를 참조하면, 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)에서 x축 방향으로 방사되는 전기장의 방사 패턴과 y축으로 방사되는 전기장의 방사 패턴이 유사하게 형성되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, it can be seen that a radiation pattern of an electric field radiated in the x-axis direction and a radiation pattern of an electric field radiated in the y-axis are similarly formed from the waveguide
즉, 제1 슬롯 쌍 및 제2 슬롯 쌍에 포함된 'L' 자형으로 형성된 길이 방향 슬롯 및 폭 방향 슬롯은 각각 유사한 방사 패턴의 전기장을 방사할 수 있다.That is, the lengthwise slots and the widthwise slots formed in an'L' shape included in the first and second slot pairs may each emit electric fields of similar radiation patterns.
따라서, 도파관 슬롯 어레이 안테나(100)는 'L' 자형으로 형성된 길이 방향 슬롯 및 폭 방향 슬롯 각각에서 유사한 방사 패턴의 전기장을 방사함으로써, 이중편파 방사가 가능하다는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, it can be seen that the waveguide
이상에서는 실시예들을 중심으로 기술적 특징들을 설명하였다. 하지만, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한고, 권리 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 권리범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.In the above, technical features have been described based on the embodiments. However, the disclosed embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the rights is indicated in the claims rather than the above description, and all differences within the scope of the same are interpreted as being included in the scope of the rights. It should be.
100: 도파관 슬롯 어레이 안테나
110: 제1 도파관
111: 제1 슬롯 쌍
111-1: 제1 슬롯 쌍에 포함된 길이 방향 슬롯
111-3: 제1 슬롯 쌍에 포함된 폭 방향 슬롯
130: 제2 도파관
131: 제2 슬롯 쌍
131-1: 제2 슬롯 쌍에 포함된 길이 방향 슬롯
131-3: 제2 슬롯 쌍에 포함된 폭 방향 슬롯
200: 2차원 구조의 도파관 슬롯 어레이 안테나100: waveguide slot array antenna
110: first waveguide
111: first slot pair
111-1: longitudinal slot included in the first slot pair
111-3: a widthwise slot included in the first slot pair
130: second waveguide
131: second slot pair
131-1: longitudinal slot included in the second slot pair
131-3: widthwise slot included in the second slot pair
200: waveguide slot array antenna of a two-dimensional structure
Claims (6)
상기 길이 방향을 기준으로 상기 제1 간격으로 형성되며, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍 중 하나의 위치와 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되는 하나 이상의 제2 슬롯 쌍을 포함하는 제2 도파관; 및
상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관 내에서 상기 제1 슬롯 쌍 및 상기 제2 슬롯 쌍이 형성된 평면과 각각 수직하게 삽입되고, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관의 높이보다 낮게 형성되는 금속 격벽을 포함하고,
상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍 및 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍은, 각각 길이 방향으로 형성된 길이 방향 슬롯 및 상기 길이 방향에 수직하는 폭 방향으로 형성된 폭 방향 슬롯을 포함하며,
상기 길이 방향 슬롯은 상기 길이 방향을 기준으로 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관의 가장자리 부분에 위치하고, 상기 폭 방향 슬롯은 상기 길이 방향을 기준으로 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관의 중앙 부분에 위치하며,
상기 제1 간격은, λg이고, 상기 제2 간격은, 0.5λg이며, 상기 λg는, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관에서 전파되는 전기장의 파장이고,
상기 길이 방향 슬롯 및 상기 폭 방향 슬롯 각각의 길이는 λ0이고, 상기 λ0는, 상기 제1 도파관 및 상기 제2 도파관의 외부로 방사되는 전기장의 파장인, 도파관 슬롯 어레이 안테나.
A first waveguide including at least one pair of first slots formed at first intervals based on the length direction;
At least one second slot pair formed at the first interval based on the length direction, and each formed at a position spaced apart from one of the one or more first slot pairs by a second interval based on the length direction. A second waveguide comprising; And
In the first waveguide and the second waveguide, a metal partition wall is inserted perpendicularly to a plane in which the first slot pair and the second slot pair are formed, and is formed lower than the height of the first waveguide and the second waveguide. and,
The one or more first slot pairs and the one or more second slot pairs each include a lengthwise slot formed in a length direction and a widthwise slot formed in a width direction perpendicular to the length direction,
The longitudinal slot is located at an edge portion of the first waveguide and the second waveguide based on the length direction, and the width direction slot is located at a central portion of the first waveguide and the second waveguide based on the length direction. Located,
The first interval is λ g , the second interval is 0.5λ g , and λ g is the wavelength of the electric field propagated from the first waveguide and the second waveguide,
Each of the lengthwise slot and the widthwise slot has a length of λ 0 , and the λ 0 is a wavelength of an electric field radiated to the outside of the first waveguide and the second waveguide.
상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍에 포함된 길이 방향 슬롯은, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍 중 하나에 포함된 길이 방향 슬롯의 위치와 상기 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되고,
상기 하나 이상의 제1 슬롯 쌍에 포함된 폭 방향 슬롯은, 각각 상기 길이 방향을 기준으로 상기 하나 이상의 제2 슬롯 쌍 중 하나에 포함된 폭 방향 슬롯의 위치와 상기 제2 간격만큼 이격된 위치에 형성되는 도파관 슬롯 어레이 안테나.
The method according to claim 1,
The lengthwise slots included in the one or more first slot pairs are formed at a location spaced apart from the location of the lengthwise slot included in one of the one or more second slot pairs with respect to the lengthwise direction by the second interval. Become,
Each of the widthwise slots included in the at least one first slot pair is formed at a location spaced apart by the second interval from a location of a widthwise slot included in one of the at least one second slot pair based on the length direction. Waveguide slot array antenna.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190163000A KR102224626B1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | Waveguide slot array antenna |
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| KR102224626B1 true KR102224626B1 (en) | 2021-03-05 |
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ID=75164197
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