KR102252950B1 - 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체 - Google Patents

매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체 Download PDF

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KR102252950B1
KR102252950B1 KR1020190145296A KR20190145296A KR102252950B1 KR 102252950 B1 KR102252950 B1 KR 102252950B1 KR 1020190145296 A KR1020190145296 A KR 1020190145296A KR 20190145296 A KR20190145296 A KR 20190145296A KR 102252950 B1 KR102252950 B1 KR 102252950B1
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김성환
백종민
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주식회사 한신
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 매칭 레이어를 이용하여 또는 매칭 레이어와 슬롯을 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 120도 또는 150도 이상의 FOV를 갖는 광각 레이돔 구조체를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 안테나 부재를 덮는 레이돔; 및 상기 안테나 부재와 상기 레이돔 사이에 개재되는 매칭 레이어를 포함하고, 상기 매칭 레이어의 유전율이 상기 레이돔의 유전율보다 작은, 광각 레이돔 구조체를 제공한다. 여기서, 매칭 레이어는 안테나 부재의 안테나 패턴과 대응하는 위치에 형성된 슬롯을 더 포함할 수 있다.

Description

매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체{Wide-angle radome structure for having matching layer}
본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체에 관한 것이다.
밀리미터파 무선 통신 기술의 발달과 자동차 안전 기술에 대한 관심에 따라 차량용 레이더 기술에 대한 수요가 급증하고 있다. 차량용 레이더 장치는 차량의 외부에 장착되며, 전파 송수신을 통하여 표적 장치의 거리, 속도 및/또는 각도를 탐지하거나 추적할 수 있다. 최근에 24GHz 또는 77GHz 대역에서 회로 구성이 비교적 간단하고 낮은 전파 출력으로 구현 가능한 FMCW(frequency modulated continuous wave)방식의 레이더가 차량용 레이더 장치로 채택되어 전방 감지, 측후방 감지, 자동 주행(automatic cruise control) 기능을 갖는 자동차가 개발되고 있다.
신뢰성 있는 차량용 레이더 장치를 구성하는 부품 중 배열 안테나는 레이더 전파를 송신하고 수신하는 역할을 하는 핵심 부품으로 장애물과 차량의 상대적인 위치와 속도를 구분하기 위해 위상 배열 안테나 구조로 되어 있다. 전방 감지 및 자동 주행 용도로는 좁은 범위의 각도 영역을 매우 정밀하게 분해해서 감지하는 안테나가 사용되고, 측후방 감지를 위해서는 매우 넓은 영역의 각도를 분해해서 감지하는 안테나가 필요하다.
한편, 차량용 레이더 장치는 전파를 송수신하는 안테나와 밀리미터파 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 등의 내부 전자 부품 및 이를 보호하는 레이돔(radome)을 포함한다. 레이돔은 차량용 레이더 장치의 내부 전자 부품을 외부 환경으로부터 기계적으로 보호하며, 외부로 송신되거나 외부로부터 수신되는 전파의 손실을 최소화하는 기능을 요구한다.
예를 들어, 차량의 측후방 감지를 위해 현재 사용되고 있는 77GHz 차량용 레이더의 경우 안테나의 빔폭, 즉, FOV(Field Of View)가 대략 120도 정도로 사용되고 있다. 그러나 현재 개발 진행중인 77GHz 차량용 측후방 감지 레이더의 경우 교차로와 같은 사각 지대에서의 보행자 탐지를 위해 FOV가 적어도 150도 이상일 것을 요구하고 있으며, 이에 따라 안테나 자체의 FOV가 150도가 되거나 혹은 레이돔을 이용하여 안테나의 FOV를 150도 이상되게 설계할 것을 요구받고 있다. 여기서, FOV란 방사 패턴의 최대값으로부터 대략 -10dB 지점에서의 빔폭을 의미한다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 매칭 레이어를 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 120도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 매칭 레이어 및 그것에 형성된 슬롯을 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 150도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체는 안테나 부재를 덮는 레이돔 및 상기 안테나 부재와 상기 레이돔 사이에 개재되는 매칭 레이어를 포함하고, 상기 매칭 레이어의 유전율이 상기 레이돔의 유전율보다 작을 수 있다.
상기 매칭 레이어의 유전율은 1.5 내지 2.5일 수 있다.
상기 매칭 레이어는 테플론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리이미드 수지 또는 불소 함유 폴리이미드 수지로 형성될 수 있다.
상기 매칭 레이어의 두께는 동작 주파수의 1/4일 수 있다.
상기 매칭 레이어는 적어도 하나의 슬롯을 더 포함할 수 있다.
상기 슬롯은 상기 안테나 부재중 안테나 패턴의 위치와 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 슬롯의 개수는 상기 안테나 패턴의 개수와 같을 수 있다.
상기 안테나 패턴은 급전부에 연결된 것일 수 있다.
FOV(Field Of View)는 110도 내지 120도일 수 있다.
FOV(Field Of View)는 150도 내지 160도일 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어를 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 120도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체를 제공한다. 일례로, 본 발명은 레이돔과 안테나 부재의 사이에 레이돔의 유전율보다 상대적으로 작은 유전율을 갖는 매칭 레이어를 더 개재함으로써, 안테나 부재의 FOV가 120도 이상 확보되도록 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어 및 그것에 형성된 슬롯을 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 150도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체를 제공한다. 일례로, 본 발명은 매칭 레이어에 안테나 부재의 급전부와 연결된 안테나 패턴과 대응하는 영역 및 대응하는 개수의 슬롯(또는 슬릿, 오프닝, 관통홀로도 지칭됨)을 더 형성함으로써, 안테나 부재의 FOV가 150도 이상 확보되도록 할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 광각 레이돔 구조체를 도시한 단면도 및 이에 따른 안테나 패턴을 도시한 그래프이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체를 도시한 단면도, 분해 단면도 및 매칭 레이어의 평면도이고, 도 2d는 매칭 레이어를 갖는 차량용 광각 레이돔 구조체에 따른 안테나 패턴을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭 레이어 및 슬롯을 갖는 광각 레이돔 구조체를 도시한 단면도, 분해 단면도 및 매칭 레이어 및 슬롯의 평면도이고, 도 4d는 매칭 레이어 및 슬롯을 갖는 광각 레이돔 구조체에 따른 안테나 패턴을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭 레이어 및 슬롯을 갖는 광각 레이돔 구조체를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 광각 레이돔 구조체(100)를 도시한 단면도 및 이에 따른 방사 패턴을 도시한 그래프이다. 도 1b에서 X축은 FOV의 각도(°)이고, Y축은 안테나 이득(dBi)이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 일반적인 광각 레이이돔 구조체(100)는 안테나 부재(130)를 덮는 레이돔(110)을 포함하며, 이러한 형태에 의해 안테나 부재(130)를 외부의 환경으로부터 보호하는 역할을 한다.
일례로, 레이돔(110)은 대략 평평한 상면(111)과, 상면(111)의 반대면인 대략 평평한 하면(112)을 포함하며, 하면(112)의 하부에 안테나 부재(130)가 위치된다. 일례로, 안테나 부재(130)는 기판(131)과, 기판(131) 상에 형성된 안테나 패턴(132)을 포함할 수 있다.
여기서, 레이돔(110)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, PBT(Polybutylene terephthalate)와 GF(Glass Fiber)30, PBT와 ASA(Acrylonitrile styrene acrylate)와 GF30, PBT와 PET(Polyethylene terephthalate)와 GF30, PC(Polycarbonate)와 PBT와 GF30로 형성될 수 있으며, 경우에 따라 GF 함량이 다른 재질도 사용 가능(예를 들면, GF20)하다. 이러한 레이돔(110)은 유전율이 대략 2.5 내지 4.0, 바람직하게는 3.2일 수 있다.
또한, 이외에도 레이돔(110)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 에폭시(Epoxy), 폴리에스터(Polyester), 폴리이미드(Polyimide), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리샤네이트(Polycyanate)로 형성될 수 있다.
더불어, 도 1a에서 비록 레이돔(110)이 안테나 부재(130)로부터 이격된 상태로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 이해를 위해 과장하여 도시한 것이며, 실질적으로 레이돔(110)과 안테나 부재(130)는 상호간 상당히 근접하여 위치된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 일반적인 광각 레이돔 구조체(100)는, 대략 평면 형태인 레이돔(110)이 안테나 부재(130)의 상부에 부착될 경우, 안테나 부재(130)의 안테나 패턴(132)에 대한 FOV(-10dB 빔폭)가 대략 102.81로 나타나게 됨을 볼 수 있다. 즉, 안테나 부재(130)의 단품에 대한 FOV는 대략 127.93도인 반면, 레이돔(110)을 장착할 경우 FOV가 대략 102.81도로 감소하게 됨을 볼 수 있다.
참고로, 시뮬레이션 조건은 아래와 같았다.
레이돔 유전율 및 손실 탄젠트 : 3.2 / 0.017
레이돔 중심부 기준 안테나와 레이돔 이격 거리 : 1.5mm
레이돔 두께 : 2.2mm
안테나 위치 : 레이돔 중심
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭 레이어(120)를 갖는 광각 레이돔 구조체(100A)를 도시한 단면도, 분해 단면도 및 매칭 레이어(120)의 평면도이고, 도 2d는 매칭 레이어(120)를 갖는 광각 레이돔 구조체(100A)에 따른 안테나의 방사 패턴을 도시한 그래프이다. 도 2d에서 X축은 FOV의 각도(°)이고, Y축은 안테나 이득(dBi)이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 레이돔 구조체(100A)는 레이돔(110)외에 매칭 레이어(120)를 더 포함할 수 있다.
레이돔(110)은 상술한 바와 같이 안테나 부재(130)를 덮는 역할을 하며, 위에서 설명된 형태, 재질, 유전율과 동일한 특성을 가지므로, 추가적인 설명을 생략한다.
매칭 레이어(120)는 안테나 부재(130)와 레이돔(110)의 사이에 개재되며, 이는 대략 평평한 외측면(121)과, 외측면(121)의 반대면으로서 대략 평평한 내측면(122)을 포함할 수 있다. 여기서, 매칭 레이어(120)의 외측면(121)이 레이돔(110)의 하면(112)을 향하고(매칭 레이어(120)의 외측면(121)이 레이돔(110)의 하면(112)에 밀착되고), 매칭 레이어(120)의 내측면(122)이 안테나 부재(130)를 향한다. 더불어, 이러한 매칭 레이어(120)는 외곽 둘레를 따라 라운드부(123)가 형성됨으로써, 라운드부(123)가 안테나 부재(130)의 측면을 감쌀 수 있다.
특히, 이러한 매칭 레이어(120)는 유전율이 레이돔(110)의 유전율보다 상대적으로 작을 수 있다. 일례로, 매칭 레이어(120)의 유전율은 대략 1.5 내지 2.5일 수 있다. 구체적으로, 매칭 레이어(120)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 테플론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리이미드 수지, 불소 함유 폴리이미드 수지 또는 그 등가물로 형성될 수 있다. 또한, 매칭 레이어(120)의 두께는 안테나 부재(130)가 갖는 동작 주파수의 대략 1/4일 수 있다.
더불어, 도 2a에서 비록 매칭 레이어(120)가 안테나 부재(130)로부터 이격된 상태로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 이해를 위해 과장하여 도시한 것이며, 실질적으로 매칭 레이어(120)와 안테나 부재(130)는 상호간 상당히 근접하여 위치된다. 이는 아래 도 3a 및 도 5에서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 2d에 도시된 바와 같이, 매칭 레이어(120)를 갖는 광각 레이돔 구조체(100A)에 대한 FOV는 안테나 단품의 FOV에 비해 작기는 하지만 레이돔(110)만을 장착했을 경우보다는 커짐을 볼 수 있다. 즉, 매칭 레이어(120)를 갖는 광각 레이돔 구조체(100A)의 FOV는 대략 110도 내지 120도, 구체적으로, 115.66도이고, 안테나 단품의 FOV는 127.93도이고, 레이돔(110)만을 적용했을 경우 FOV는 102.81도임을 볼 수 있다.
여기서, 도 2d에 도시된 바와 같이 매칭에 의해 좌우 엣지 부분의 패턴 이득은 향상되었으나, 안테나 단품의 패턴 이득보다 올라가지는 않음을 볼 수 있다.
참고로, 시뮬레이션 조건은 아래와 같았다.
레이돔 유전율 및 손실 탄젠트 : 3.2 / 0.017
레이돔 중심부 기준 안테나와 매칭 레이어 이격 거리 : 1.5mm
레이돔 두께 : 2.2mm
안테나 위치 : 레이돔 중심
레이돔 내부면에 유전율 2.2 / 손실 탄젠트 0.017 / 두께 0.7 mm의 매칭 레이어 적용(슬롯 미적용)
이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어(120)를 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 120도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체(100A)를 제공할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭 레이어(120)를 갖는 광각 레이돔 구조체(100A)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 공기 중에서 진행하는 전파의 임피던스는 대략 377옴(Ω)인 반면 유전율이 대략 3.2인 레이돔(110)에서의 임피던스는
Figure 112019116606116-pat00001
의 수학식으로 정해진다.
여기서, 레이돔(110)의 내부 공기 중에서 진행하는 전파의 임피던스와 레이돔(110)의 내부를 진행하는 전파의 임피던스가 서로 다르므로, 레이돔(110)의 내/외부 면에서 반사파가 발생되어 전파 투과 성능이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 두께가 동작 주파수의 대략 1/4인(Quarter Wavelength)인 매칭 레이어(120)를 레이돔(110)에 적용함으로써, 일반적인 "Quarter Wave impedance Transformer"와 같이 동작하게 되고, 공기와 레이돔(110)만 있는 경우의 급격한 임피던스 변화에 의한 투과 성능 대비 임피던스가 천천히 변하는 효과로 인한 투과 성능 증가가 발생되어, 일반적인 레이돔(110)에 비해 안테나의 빔 폭(FOV)이 증가하게 된다.
또한, 아래에서 다시 설명하겠지만, 매칭 레이어(120)에 슬릿을 추가적으로 형성함으로써, 전파의 투과 성능이 더 높아지고, 이에 따라 레이돔(110) 및 매칭 레이어(120)의 표면을 따라 흐르는 전파 성분이 줄어 안테나의 빔 폭(FOV)이 더욱 넓어지도록 할 수 있다.
한편, 매칭 레이어(120)의 유전율은 아래와 같이 "Quarter Wave impedance transformer"의 수학식으로부터 계산될 수 있다.
Figure 112019116606116-pat00002
이론상 매칭 레이어(120)의 임피던스는 위의 수학식이 되어야 하므로 위의 두 수학식을 비교하면, 매칭 레이어(120)의 유전율은 레이돔(110)의 유전율의 제곱근이 되어야 한다.
이와 같이 하여, 매칭 레이어(120)는 유전율이 레이돔(110)의 유전율의 제곱근의 값을 가져야 하므로, 그 유전율은 대략 1.5 내지 2.0이 이상적이다. 일례로, 레이돔(110)의 유전율이 3.2일 경우 매칭 레이어(120)의 임피던스는 대략 1.8이 되어야 한다.
그러나 실제로 이와 같이 낮은 유전율을 갖는 플라스틱 소재를 구하기가 어려우므로, 본 발명에서는 테플론 수지(유전율: 2.2)를 이용하여 설계를 진행하였다. 물론, 이러한 테플론 수지 이외에도 폴리에틸렌 수지, 폴리이미드 수지, 불소 함유 폴리이미드 수지 또는 그 등가물이 매칭 레이어(120)로 이용될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100B)를 도시한 단면도, 분해 단면도 및 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)의 평면도이고, 도 4d는 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100B)에 따른 안테나의 방사 패턴을 도시한 그래프이다. 도 4d에서 X축은 FOV의 각도(°)이고, Y축은 안테나 이득(dBi)이다.
여기서, 상술한 도 3a 내지 도 3d를 이용하여 설명한 내용과 동일 내용은 그 설명을 생략하기고 한다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100B) 중에서 매칭 레이어(120)는 적어도 하나의 슬롯(124)을 더 포함할 수 있다. 이러한 슬롯(124)은, 경우에 따라, 슬릿, 오프닝, 관통홀 등으로 지칭될 수 있다.
이러한 슬롯(124)은 도 4c에 도시된 바와 같이, 대략 직사각 형태로 형성될 수 있으나, 이는 안테나 부재(130)에 형성된 안테나 패턴(132)의 형태에 따라 변경될 수 있다. 즉, 안테나 패턴(132)이 대략 직선 형태이면 슬롯(124)도 대략 직선 형태로 형성되고, 안테나 패턴(132)이 대략 곡선 형태이면 슬롯(124)도 대략 곡선 형태로 형성될 수 있다.
또한, 슬롯(124)은 안테나 부재(130)중 안테나 패턴(132)의 위치와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 또한, 슬롯(124)의 개수는 안테나 패턴(132)의 개수와 같을 수 있다. 더욱이, 안테나 패턴(132)은 급전부와 연결된 것일 수 있다. 일례로, 하나의 급전부에 하나의 안테나 패턴(132)이 연결된다면, 슬롯(124)도 하나로 형성될 수 있다. 다른 예로, 하나의 급전부에 다수의 안테나 패턴(132)이 연결된다면, 슬롯(124)은 여전히 하나로 형성될 수 있다. 또 다른 예로, 다수의 급전부에 각각 안테나 패턴(132)이 연결된다면, 급전부의 개수에 대응하는 개수로 슬롯(124)이 형성될 수 있다.
한편, 도 4d에 도시된 바와 같이, 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100B)에 대한 FOV는 안테나 단품, 레이돔과 매칭 레이어만을 채택한 경우에 비하여 더 커짐을 볼 수 있다.
즉, 안테나 단품의 FOV는 127.93도이고, 레이돔(110)만을 적용했을 경우 FOV는 102.81도이며, 매칭 레이어(120)를 추가적으로 적용했을 경우 FOV는 115.66도였으나, 본 발명의 실시예에서와 같이, 매칭 레이어(120)에 슬롯(124)을 적용하였을 경우 FOV는 대략 150도 내지 160도, 구체적으로 152.92도로 증가됨을 볼 수 있다.
여기서, 매칭에 의해 좌우 엣지 부분의 방사 패턴에 대한 이득이 향상되나, 피크 이득은 감소됨을 볼 수 있다.
참고로, 시뮬레이션 조건은 아래와 같았다.
레이돔 유전율 및 손실 탄젠트 : 3.2 / 0.017
레이돔 중심부 기준 안테나와 매칭 레이어 이격 거리 : 1.5mm
레이돔 두께 : 2.2mm
안테나 위치 : 레이돔 중심
레이돔 내부면에 유전율 2.2 / 손실 탄젠트 0.017 / 두께 0.7 mm의 매칭 레이어 적용(슬롯 적용)
이와 같이 하여, 본 발명의 다양한 실시예는 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 이용하여 현재 120도의 FOV를 갖는 안테나를 150도 이상의 FOV를 갖도록 하는 광각 레이돔 구조체(100B)를 제공할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100C)를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭 레이어(120) 및 슬롯(124)을 갖는 광각 레이돔 구조체(100C) 중에서 매칭 레이어(120)에는 안테나 부재(130)의 안테나 패턴(132)과 대응하는 위치에 4개의 슬롯(124)이 형성될 수 있다. 즉, 4개의 급전부에 4개의 안테나 패턴(132)이 연결될 경우, 매칭 레이어(120)에 4개의 슬롯(124)이 형성될 수 있다. 또한, 슬롯(124)은 항상 매칭 레이어(120)의 중심에 형성될 필요는 없으며, 안테나 부재(130)에 형성된 안테나 패턴(132)의 형성 위치에 따라 변경될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 매칭 레이어를 갖는 광각 레이돔 구조체를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100,100A, 100B, 100C; 본 발명의 실시예에 따른 광각 레이돔 구조체
110; 레이돔 111; 상면
112; 하면 120; 매칭 레이어
121; 외측면 122; 내측면
123; 라운드부 124; 슬롯
130; 안테나 부재 131; 기판
132; 안테나 패턴

Claims (10)

  1. 안테나 부재를 덮는 레이돔; 및
    상기 안테나 부재와 상기 레이돔 사이에 개재되는 매칭 레이어를 포함하고,
    상기 매칭 레이어의 유전율이 상기 레이돔의 유전율보다 작고,
    상기 매칭 레이어는 적어도 하나의 슬롯을 더 포함하며,
    상기 슬롯은 상기 안테나 부재중 안테나 패턴의 위치와 대응하는 위치에 형성되고, 상기 슬롯의 형태는 상기 안테나 패턴의 형태와 같은, 광각 레이돔 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매칭 레이어의 유전율은 1.5 내지 2.5인, 광각 레이돔 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 매칭 레이어는 테플론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리이미드 수지 또는 불소 함유 폴리이미드 수지로 형성된, 광각 레이돔 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 매칭 레이어의 두께는 동작 주파수의 1/4인, 광각 레이돔 구조체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯의 개수는 상기 안테나 패턴의 개수와 같은, 광각 레이돔 구조체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 급전부인, 광각 레이돔 구조체.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    FOV(Field Of View)는 150도 내지 160도인, 광각 레이돔 구조체.
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JP2002217638A (ja) * 2001-01-23 2002-08-02 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
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