KR102256612B1 - 저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템 - Google Patents

저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나로서 H-pol 안테나 또는 V-pol 안테나로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하되, 상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성되어, 광대역의 특성을 갖는 고성능 초경량 안테나 장치 및 고성능 초경량 안테나 장치를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템의 제작이 가능하다.

Description

저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템{Super light Antenna Apparatus having low Permittivity and, Super Small Synthetic Aperture Radar System for Drone Mounting therewith}
본 발명의 일 실시예는 저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상게하게는 기생패치와 방사패치 사이에 저유전율 초경량의 지지대가 형성된 안테나 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템에 관한 것이다.
합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, 이하 SAR)는 일반적으로 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이동하는 동안, 여러 차례 지표로 빔을 방사하고 반사되어 수신된 신호에서 감지되는 도플러 주파수의 상대적 변화 특성을 이용하여 지표의 고분해능 정밀 이미지를 획득할 수 있는 레이더를 의미한다.
SAR은 극초단파 영역의 초고주파를 활용하기 때문에 아지랑이, 가랑비, 눈, 구름, 연기 등의 기후 환경에 영향을 받지 않고, 육상 지형이나 바다를 관측할 수 있으며, 스스로 관측에 사용하는 에너지원을 전파하는 능동시스템이기 때문에 밤과 낮에 상관없이 이미지를 얻을 수 있다.
현재 SAR은 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이용되므로, 무인 이동체에 탑재되어 이용할 수 있도록 초경량 소형으로 제작할 수 있는 영상 레이더 장치가 필요하다.
본 발명은 기생패치와 방사패치 사이에 저유전율 초경량의 지지대가 형성된 안테나 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나로서 상기 안테나는 제1 안테나 또는 제2 안테나 안테나로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하며, 상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 지지대는 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하는 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 안테나는 500MHz의 광대역 특성을 만족하는 마이크로스트립 패치 안테나인 것이 가능하다.
일 실시 예로서, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것이 가능하다.
상기 편파 안테나는 기저판과 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 구비한 차폐부; 상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 일측에 형성되는 상기 제1 안테나 및 상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 타측에 형성되는 상기 제2 안테나를 구비하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템은 제1 안테나 또는 제2 안테나는 로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하는 안테나 장치 및 상기 안테나가 탑재되는 무인 이동체를 포함하고, 상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성된다.
일 실시예로서, 상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것이 가능하다.
일 실시예로서, 상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다.
일 실시예로서, 상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것이 가능하다.
일 실시예로서, 상기 합성 개구 레이더 시스템은 군수용으로 3Kg 미만으로 형성되는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용하여 광대역의 특성을 갖는 고성능 초경량 안테나 장치 제작이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고성능 초경량 안테나 장치를 이용하여 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템의 제작이 가능하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 드론 탑재형 고성능 초경량 편파 안테나의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 예시한 도면이다.
도 4는은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 다양한 편파 안테나를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치의 구성도를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 드론 탑재형 고성능 초경량 편파 안테나의 분해도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 예시한 도면이고, 도 4는은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 다양한 편파 안테나를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 무인 이동체에 탑재되어 이미지를 획득하는 장치이다.
합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, 이하 SAR)는 일반적으로 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이동하는 동안, 여러 차례 지표로 빔을 방사하고 반사되어 수신된 신호에서 감지되는 도플러 주파수의 상대적 변화 특성을 이용하여 지표의 고분해능 정밀 이미지를 획득할 수 있는 레이더를 의미한다.
SAR는 극초단파 영역의 초고주파를 활용하기 때문에 아지랑이, 가랑비, 눈, 구름, 연기 등의 기후 환경에 영향을 받지 않고, 육상 지형이나 바다를 관측할 수 있으며, 스스로 관측에 사용하는 에너지원을 전파하는 능동시스템이기 때문에 밤과 낮에 상관없이 이미지를 얻을 수 있다.
무인 이동체는 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 이동체이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 국방 감시정찰, 민수 방재, 교통감시 분야에서 활용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 안테나(100-1)는 수평편파(H-pol) 안테나로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서 제1 안테나(100-1)는 수평편파(H-pol) 안테나로 설명한다.
제2 안테나(100-2)는 수직편파(V-pol) 안테나로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서 제2 안테나(100-2)는 수직편파(V-pol) 안테나로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(100-1) 및 제2 안테나(100-2)는 송신 또는 수신 모듈에 의해 신호를 송신 또는 수신하며, 적층 방향에 따라 수평 또는 수직으로 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나는 H-pol 안테나(100-1) 또는 V-pol 안테나(100-2)로서 상층기판(110)과 상층기판(110)과 나란히 배치되는 하층기판(120), 및 상층기판(110)과 하층기판(120) 사이에서 유전율이 낮은 재질로서 형성된다. 지지대(130)는 상층기판(110) 및 하층기판(120) 사이에서 유전율이 낮고 초경량인 재질로 형성된다.
여기서, 상층기판(110)은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 하층기판(120)은 방사패치 및 급전부 역할을 하며, 지지대(130)는 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다.
기생패치(110)는 안테나의 대역폭을 개선하기 위해 이용되며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
레이돔은 레이더와 돔의 두 가지를 합성한 말로서, 레이더 안테나의 덮개를 의미한다. 따라서, 상층기판(110)은 덮개로서 역할을 수행할 수 있다.
지지대(130)의 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하고, 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
지지대(130)의 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하고, 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 지지대(130)는 광대역을 구현하기 위해 낮은 유전율로 구현되며, 유전율이 낮을수록 효율이 더 좋으며 대역폭이 넓을 수 있다. 따라서, 지지대(130)는 1.7 내지 2.7의 유전율을 형성함에 따라 안테나 이득과 효율 및 대역폭을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
지지대(130)는 1mm 내지 3mm의 두께를 유지함에 따라 600MHz 이상의 대역폭을 확보하여 유지할 수 있으며, 이에 따라 더 많은 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 지지대(130)는 상층 기판(110)과 하층 기판(120) 사이의 공간폭을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.
또한, 지지대(130)는 80g 내지 110g의 무게로 구현되어 상층 기판(110)과 하층 기판(120)의 사이에서 위치함에 따라 상층 기판(100)과 하층 기판(120) 사이의 두께가 1mm 내지 3mm로 유지되도록 구현할 수 있으며, 무게가 가벼운 안테나로 구현되어 고성능 초경량의 안테나를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 100g 이하의 무게와 3mm 이하의 두께를 유지하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 소정의 오차 범위 내에서 100g의 무게와 3mm의 두께를 유지하고 2.2의 유전율을 갖도록 형성되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 안테나 패턴이 배치될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 폼(Foam)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 폼(Foam)은 일정한 형태나 크기를 통해 모양을 잡아주는 역할을 할 수 있다.
폼(Foam)은 유전율이 낮고 가벼운 물질로 형성될 수 있으며, H-pol 안테나(100-1)와 V-pol 안테나(100-2)가 일정 거리를 지속적으로 유지할 수 있도록 도와줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 상층 기판(110) 및 하층 기판(120) 사이에 위치하며, 소정의 간격으로 이격되어 적층되거나, 간격 없이 접촉되어 적층될 수 있다. 지지대(130)는 유전체로 이루어질 수 있으며, 직사각형으로 형성될 수 있다. 지지대(130)는 상층 기판(110) 및 하층 기판(120) 사이 빈 공간에 공기 대신 형성될 수 있으며, 이에 따라 송신 이득 및 광대역 특성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 공기와 유전율이 비슷한 폼(Foam)으로 형성될 수 있으며, 스티로폼, 우레탄 등으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)를 이용하여 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것이 가능하다.
상기 편파 안테나는 기저판(220)과 기저판(220)에 수직으로 형성된 차폐벽(210)을 구비한 차폐부(200)와, 기저판(220)에 수평 인접하고, 차폐벽(210)과 수직 인접하도록 차폐부(200)의 일측에 형성되는 V-pol 안테나(100-2) 및 기저판(220)에 수평 인접하고, 차폐부(200)의 타측에서 차폐벽(210)과 수직 인접하도록 형성되는 H-pol 안테나(100-1)를 구비하는 것이 가능하다.
여기서, 차폐부(200)를 형성하는 차폐벽(210)과 기저부(220)는 일체형인 것이 바람직하며, 각각의 편파 안테나는 송신과 수신 기능을 분리하기 위하여 독립적인 급전포트를 가지며 금속재질의 차폐벽(210)으로 고정이 되도록 설계되었다.
또한 차폐부(200)는 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)와 고정 결합할 수 있도록 기저부(220)의 양 끝단에서 복수의 홈부가 형성되는 것이 바람직하며, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 기저부(220)와 접촉하는 부위의 끝단에 형성되는 홈부에 대응된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 포함하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템은 상기 어느 하나의 편파 안테나를 포함하고, 군수용으로 3Kg 미만인 것이 가능하다.
상기 드론 탑재형 초소형 SAR 시스템이 개발될 경우 국방 감시정찰, 민수 방재, 교통감시 분야에서 활용될 수 있다.
상기 4종의 편파 안테나는 지향성 특성을 가지는 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하여, 빔 폭 및 이득 규격을 만족하는 간격에 맞게 배열 후 전송선로의 진폭 특성을 조정하여 낮은 부엽을 갖도록 설계되었다.
HH편파(Horizontal - Horizontal Polarization) 안테나는 수평편파 안테나 및 수평편파 안테나로 형성되고, VV편파(Vertical - Vertical Polarization) 안테나는 수직편파 안테나 및 수직편파 안테나로 형성되고, HV편파(Horizontal - Vertical Polarization) 안테나는 수평편파 안테나 및 수직편파 안테나로 형성되고, VH편파(Vertical - Horizontal Polarization) 안테나는 수직편파 안테나 및 수평편파 안테나로 형성된다.
상기 HH편파(Horizontal - Horizontal Polarization) 안테나는 방위방향에서 낮은 부엽을 가져야 하고, 상기 VV편파(Vertical - Vertical Polarization) 안테나는 고각방향에서 낮은 부엽을 갖도록 설계되었다.
본 발명에 따르면, 첫째 무게 200g 미만의 송/수신 다중편파 안테나 제작가능하며, 둘째 송신이득 18dB 이상 확보 가능하고, 셋째 광대역 특성 600MHz 이상 확보 가능하다.
본 발명에 따르면, 마이크로스트립 패치 안테나 제작 시 광대역 특성 (500MHz)을 만족하기 위하여 방사패치(100)와 기생패치(120) 적층구조 설계 시 방사패치(100)와 기생패치(120) 사이의 공간폭(d)가 크면 클수록 유리하다. 또한 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 전체 면적에서 간격 d가 일정하게 유지되어야 한다.
이론적으로 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이는 공기(유전율 1)만 존재하게 적층구조를 가져야 하는데 d를 일정하게 유지하기 어려운 단점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)의 무게를 경량화하면서 광대역 성능을 만족시키기 위하여, 유전율이 낮은 재질의 가벼운 foam을 제작하여 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이에 지지대(130)로 사용하였다. 이를 통하여 간격 d를 일정하게 유지하여 광대역 특성을 만족하면서, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 무게는 약 100g 정도로 고성능 초경량 안테나 장치 제작이 가능하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 사이에 차폐벽을 포함하며, 급전 구조를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나 장치는 소정 두께를 갖는 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 다중대역 주파수를 모두 수신하는 특성을 갖도록 급전부에 발룬 또는 광대역 매칭 기법을 이용할 수 있다. 안테나 장치는 그 평면 형상이나 종류가 한정되는 것은 아니며, 다중대역의 특성을 갖는 플레이트 형상의 안테나라면 모두 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나 장치의 요구 규격은 CDR 기준으로 중량 0.2kg 이하, 운용 주파수 X-band, 안테나 이득 15 dBi 이상, 안테나 빔 폭 거리 방향 25도 이상, 방위 방향 10도 이상으로 설계되는 것이 바람직하며 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100-1: H-pol 안테나
100-2: V-pol 안테나
110: 기생패치
120: 방사패치
130: 지지대
200: 차폐부
210: 차폐벽
220: 기저판

Claims (13)

  1. 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나 장치로서,
    상기 안테나 장치는 제1 안테나, 제2 안테나 및 차폐부를 포함하고,
    상기 제1 안테나는, 제1 상층기판; 상기 제1 상층기판에 대향하여 배치되는 제1 하층기판; 및 상기 제1 상층기판과 상기 제1 하층기판 사이에 형성되는 제1 지지대를 포함하고,
    상기 제1 하층 기판은 급전을 통해 공급되는 신호를 외부로 방사하는 제1 방사패치를 포함하고, 상기 제1 상층 기판은 상기 제1 지지대를 사이에 두고 상기 제1 하층 기판과 평행하게 이격되며 상기 제1 하층 기판을 보호하고, 상기 제1 하층 기판의 구조에 따른 대역폭을 개선하기 위한 편파를 발생시키는 제1 기생패치를 포함하며, 상기 제1 지지대는 상기 제1 상층기판 및 상기 제1 하층기판 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되고, 폼(Form)으로 형성되어 상기 제1 상층기판과 상기 제1 하층기판의 간격을 지속적으로 유지하고, 유전율이 낮은 재질로 형성되며,
    상기 제2 안테나는, 상기 제1 상층기판과 평행하게 배치되는 제2 상층기판; 상기 제1 하층기판과 평행하게 배치되며, 상기 제2 상층기판에 대향하여 배치되는 제2 하층기판; 및 상기 제1 지지대와 평행하게 배치되며, 상기 제2 상층기판과 상기 제2 하층기판 사이에 형성되는 제2 지지대를 포함하고,
    상기 제2 하층 기판은 제2 방사패치를 포함하고, 상기 제2 상층 기판은 상기 제2 지지대를 사이에 두고 상기 제2 하층 기판과 평행하게 이격되며 상기 제2 하층 기판을 보호하는 레이돔; 및 상기 제2 하층 기판의 구조에 따른 대역폭을 개선하기 위해 편파를 발생시키는 제2 기생패치를 포함하고, 상기 제2 지지대는 상기 제2 상층기판 및 상기 제2 하층기판 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되고, 폼(Form)으로 형성되어 상기 제2 상층기판과 상기 제2 하층기판의 간격을 지속적으로 유지하고, 유전율이 낮은 재질로 형성되며,
    상기 차폐부는 기저판; 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 포함하고,
    상기 기저판은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각과 수평 인접되도록 상기 제1 하층기판 및 상기 제2 하층기판이 각각 고정되고,
    상기 차폐벽은 마주보는 측면에 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각과 수직 인접하도록 결합되며,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나와 수평하게 배치되며, 상기 제1 안테나에서 송신된 신호를 수신하도록 상기 제1 안테나와 별도로 구비된 독립적인 급전포트를 형성하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지대는 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 장치는 500MHz의 광대역 특성을 만족하는 마이크로스트립 패치 안테나인 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 편파 안테나는
    기저판과 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 구비한 차폐부;
    상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 일측에 형성되는 상기 제1 안테나; 및
    상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 타측에 형성되는 상기 제2 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.
  9. 제1 안테나 또는 제2 안테나를 포함하는 안테나 장치; 및
    상기 안테나 장치가 탑재되는 무인 이동체를 포함하고,
    상기 안테나 장치는 제1 안테나, 제2 안테나 및 차폐부를 포함하고,
    상기 제1 안테나는, 제1 상층기판; 상기 제1 상층기판에 대향하여 배치되는 제1 하층기판; 및 상기 제1 상층기판과 상기 제1 하층기판 사이에 형성되는 제1 지지대를 포함하고,
    상기 제1 하층 기판은 급전을 통해 공급되는 신호를 외부로 방사하는 제1 방사패치를 포함하고, 상기 제1 상층 기판은 상기 제1 지지대를 사이에 두고 상기 제1 하층 기판과 평행하게 이격되며 상기 제1 하층 기판을 보호하고, 상기 제1 하층 기판의 구조에 따른 대역폭을 개선하기 위한 편파를 발생시키는 제1 기생패치를 포함하며, 상기 제1 지지대는 상기 제1 상층기판 및 상기 제1 하층기판 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되고, 폼(Form)으로 형성되어 상기 제1 상층기판과 상기 제1 하층기판의 간격을 지속적으로 유지하고, 유전율이 낮은 재질로 형성되며,
    상기 제2 안테나는, 상기 제1 상층기판과 평행하게 배치되는 제2 상층기판; 상기 제1 하층기판과 평행하게 배치되며, 상기 제2 상층기판에 대향하여 배치되는 제2 하층기판; 및 상기 제1 지지대와 평행하게 배치되며, 상기 제2 상층기판과 상기 제2 하층기판 사이에 형성되는 제2 지지대를 포함하고,
    상기 제2 하층 기판은 제2 방사패치를 포함하고, 상기 제2 상층 기판은 상기 제2 지지대를 사이에 두고 상기 제2 하층 기판과 평행하게 이격되며 상기 제2 하층 기판을 보호하는 레이돔; 및 상기 제2 하층 기판의 구조에 따른 대역폭을 개선하기 위해 편파를 발생시키는 제2 기생패치를 포함하고, 상기 제2 지지대는 상기 제2 상층기판 및 상기 제2 하층기판 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되고, 폼(Form)으로 형성되어 상기 제2 상층기판과 상기 제2 하층기판의 간격을 지속적으로 유지하고, 유전율이 낮은 재질로 형성되며,
    상기 차폐부는 기저판; 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 포함하고,
    상기 기저판은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각과 수평 인접되도록 상기 제1 하층기판 및 상기 제2 하층기판이 각각 고정되고,
    상기 차폐벽은 마주보는 측면에 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 각각과 수직 인접하도록 결합되며,
    상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나와 수평하게 배치되며, 상기 제1 안테나에서 송신된 신호를 수신하도록 상기 제1 안테나와 별도로 구비된 독립적인 급전포트를 형성하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 합성 개구 레이더 시스템은,
    군수용으로 3Kg 미만으로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.
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