KR102287476B1 - 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나 - Google Patents

차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR102287476B1
KR102287476B1 KR1020200056580A KR20200056580A KR102287476B1 KR 102287476 B1 KR102287476 B1 KR 102287476B1 KR 1020200056580 A KR1020200056580 A KR 1020200056580A KR 20200056580 A KR20200056580 A KR 20200056580A KR 102287476 B1 KR102287476 B1 KR 102287476B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiating element
radiating elements
array antenna
radiating
line
Prior art date
Application number
KR1020200056580A
Other languages
English (en)
Inventor
서동욱
이상훈
이재호
Original Assignee
한국해양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양대학교 산학협력단 filed Critical 한국해양대학교 산학협력단
Priority to KR1020200056580A priority Critical patent/KR102287476B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102287476B1 publication Critical patent/KR102287476B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나는 유전 기판, 유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인, 급전 라인을 따라 반 파장 간격으로 배열되어있는 복수의 방사소자 -복수의 방사 소자는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖는 방패형 방사소자를 포함함-, 임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기 및 유전 기판의 상면에 형성되는 접지면을 포함한다.

Description

차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나{Automotive Radar Microstrip Comb Line Array Antenna}
본 발명은 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나에 관한 것이다.
레이다 시스템은 주로 군용으로 밀리미터파 대역에서 개발되어 왔지만, 최근 차량용 레이다를 중심으로 민수용으로 발전 확대되고 있다. 주파수 측면에서 차량용 레이다는 초기 76~78 GHz (1 GHz 대역폭) 주파수 대역에서 중장거리용으로 개발되었으며, 최근 76~81 GHz 의 최대 5 GHz대역폭으로 확대되어 고해상도를 지원하는 근거리용 레이다가 주로 개발되고 있다.
안테나 측면에서 초기 차량용 레이다 안테나는 전자기 합성이 쉽고 손실이 작은 파라볼릭 반사기 안테나와 렌즈 안테나가 많이 사용되었으나 이러한 안테나는 큰 면적이 요구되며 제작 비용이 높다는 문제가 있다. 한편, 마이크로스트립 안테나는 얇은 기판을 가지고 있고 제작 가격이 저렴하나 상대적으로 레이다 안테나로 사용하기에는 손실이 큰 문제점이 있어 한동안 사용하지 못하고 있었다. MUSIC과 ESPRIT과 같은 신호 처리 알고리즘의 발달로 비교적 안테나 이득 요구사항이 낮아짐에 따라 마이크로스트립 배열안테나가 주목 받게 되었다. 하지만 여전히 마이크로스트립 배열안테나의 손실이 전체 시스템의 성능을 좌우하는 중요한 요구사항 중 하나이다.
마이크로스트립 배열안테나는 구조에 따라서도 손실 특성이 다양하다. 일반적으로 직렬 배열 구조가 병렬 배열 구조보다 전체 피드라인의 길이가 짧아서 손실이 작아 주로 사용되고 있으며, 특히 직렬 배열 구조에서도 스텁(stub) 형태의 방사소자를 사용한 콤(comb) 라인 구조가 기본적인 직사각형 패치 직렬 배열보다 손실이 작아 많이 사용되고 있다.
한편, 레이다의 각도 분해능을 높이기 위해서는 좁은 빔폭과 낮은 부엽레벨(Side Lobe Level; SLL)이 요구된다. 부엽레벨을 낮추기 위해 주로 체비셰프, 테일러 등의 가중치 분포에 따라 방사소자의 방사전력을 조절하여 설계한다. 지금까지 발표된 대부분의 직렬급전 방식의 밀리미터파 대역 마이크로스트립 배열안테나는 -20 dB SLL을 설계하여 해석 또는 측정하여도 설계 목표치를 달성하지 못하고 대부분 -17~-16 dB 정도에 머무르는 문제점을 공통으로 발견할 수 있다.
밀리미터파 대역 차량용 레이다 안테나는 두께가 얇고, 제작이 쉽고, 저렴한 마이크로스트립 배열안테나가 주로 사용되고 있다. 다양한 구조의 마이크로스트립 배열안테나 중 마이크로스트립 콤라인 배열안테나는 손실이 작고 좁은 공간에 많은 방사소자를 배열할 수 있다는 장점이 있어 최근 많이 사용되고 있다. 하지만 기존 콤라인 배열안테나의 스텁형 방사소자만을 이용하여 밀리미터파 대역에서 요구되는 낮은 부엽레벨을 달성하는 것은 여전히 어려운 경우가 대부분이다.
초기에 차량용 레이더 안테나는 충돌 방지를 목적으로 쉬운 전자기 합성과 적은 손실로 파라볼릭 반사기 안테나, 렌즈 안테나가 연구되었다. 그러나 두 안테나 모두 큰 부피를 차지하고 고비용이라 신호 처리 기술이 발달하게 되면서 값이 싸고 기판의 두께가 얇은 마이크로스트립 배열 안테나가 주목받게 되었다. 마이크로스트립 배열 안테나는 구조에 따라 손실이 달라진다. 병렬 배열보다는 직렬 배열이 손일 적었고 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나는 일반적인 마이크로스트립 직렬 배열 안테나보다 손실이 적다. 그러나 기존의 마이크로스트립 직렬 배열 안테나와 콤 라인 방사 소자를 사용하여 가중치 분포로 설계하였을 때 목표로 한 가중치 분포의 사이드 로브 레벨보다 높게 나오게 된다. 그리고 xz-평면(다시 말해, 수평면)에서 빔폭을 넓히기 위해 한 파장 간격으로 설계 시 배열로 동일편파 이득이 높아지는 것과 같이 교차 편파 이득도 높아지는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레이더에서 시스템 효율을 높이기 위해 교차 편파가 감소해야 하지만 한 파장 간격으로 배열 안테나 설계 시 교차 편파 또한 방사 소자 내의 교차 편파를 형성하는 전류 성분들의 방향이 일치하여 동일편파와 마찬가지로 증폭되는 문제를 해결하고자 한다. 또한, 제안하는 방사 소자를 이용하여 설계한 배열 안테나도 나타나는 문제이기 때문에 이를 해결하기 위하여 방사 소자 자체내의 교차 편파를 형성하는 전류 성분이 감소하도록 추가로 새로운 방사 소자를 제안한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나는 유전 기판, 유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인, 급전 라인을 따라 반 파장 간격으로 배열되어있는 복수의 방사소자 -복수의 방사 소자는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖는 방패형 방사소자를 포함함-, 임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기 및 유전 기판의 상면에 형성되는 접지면을 포함한다.
복수의 방사소자는 복수의 방사소자를 급전 라인에서 형성되는 정재파에 최대크기가 되는 부분에 위치하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지된다.
복수의 방사소자는 배열 안테나의 복수의 방사소자 간 여기되는 전류 위상차를 최소화하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지된다.
복수의 방사소자는 교차편파 성분이 최소화되도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되어, 가장 큰 교차편파 성분이 존재하는 부분에서의 교차편파 성분이 상쇄된다.
복수의 방사소자는 설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포가 되도록 반 파장 간격의 지그재그 형태로 급전 라인 주변에 위아래로 배치된다.
복수의 방사소자는 방사 전력이 작은 방사소자는 스텁형 방사소자를 사용하고, 콤 라인 배열 안테나의 가장자리에서 중앙으로 가면서 순차적으로 방사전력이 큰 방패형 방사소자를 사용한다.
방패형 방사소자는 급전 라인과 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되도록 가장 큰 교차편파 성분이 나타나는 아래쪽의 급전 라인과의 연결부를 깎은 방패형 구조이고, 설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포를 만족하는 사이드 로브 레벨이 나타나도록 교차편파 성분을 형성하는 방사소자의 위쪽과 아래쪽의 횡 방향 전류 성분이 서로 상쇄된다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나는 유전 기판, 유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인, 급전 라인을 따라 한 파장 간격으로 배열되어있는 복수의 방사소자 -복수의 방사 소자는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖고, 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 포함함-, 임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기 및 유전 기판의 상면에 형성되는 접지면을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 밀리미터파 대역에서 SLL이 낮은 새로운 마이크로스트립 콤라인 배열안테나를 제안한다. 제안하는 배열안테나는 방사소자 폭에 따라 방사 컨덕턴스가 조절되는 기존 스텁형 방사소자와 제안하는 방패형 방사소자로 구성된다. 방사 컨덕턴스가 작은 기존 스텁형 방사소자가 배열 가장자리에 배치되고 방사 컨덕턴스가 큰 제안하는 방패형 방사소자가 중앙부 배치되어 목표치에 낮은 SLL에 도달할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나 구조이다.
도 2는 종래기술에 따른 스텁형 방사소자 단위셀의 구조와 등가 회로이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나의 구조이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방패형 방사소자 및 종래기술에 따른 스텁형 방사소자를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 방패형 방사소자의 전류분포를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 파장 간격 안테나 제반 사항을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 79GHz에서의 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭한 후의 S-파라미터를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 별 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 파장 간격으로 설계한 홈이 파여진 방패형 방사소자를 갖는 콤 라인 배열 안테나를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈이 파여진 방패형 방사소자를 다른 방사소자들과 비교한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈이 파여진 방패형 방사소자의 전류분포를 방패형 방사소자와 비교한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 파장 간격 안테나 제반 사항을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 79GHz에서의 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭한 후의 S-파라미터를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 78-80GHz에서의 방사 패턴을 비교한 도면이다.
본 발명은 콤라인 배열안테나의 부엽레벨을 낮추기 위해 피드라인과 방사소자의 연결부 폭이 일정한 콤라인 방사소자를 제안하고 기존의 방사소자와 제안한 방사소자로 구성된
Figure 112020047868740-pat00001
배열안테나를 -20 dB 부엽레벨을 가지는 테일러 가중치 분포를 적용하여 설계하였다. 제작된 안테나의 측정 결과는 이득이 15.3 dB에 좌우 부엽레벨이-21.5 dB, -21.6 dB로 측정되어 설계 조건을 만족하였다.
레이더에서 명확한 탐지를 위해서는 사이드 로브 레벨이 낮을수록 좋다. 사이드 로브 레벨을 낮추기 위해 방사 소자의 전력비가 가중치 분포(Chebyshev 분포, Bayliss 분포, Taylor 분포 등)가 되도록 설계한다. 이때, 기존 형태의 방사 소자만을 사용할 경우 부엽(사이드로브(sidelobe)) 레벨이 목표로 한 사이드로브 레벨보다 높게 나타나게 된다. 이것은 일반적으로 방사 전력이 작은 방사소자는 동일편파 성분만 주로 방사되는 반면, 방사전력이 큰 방사소자는 동일편파 성분뿐만 아니라 교차편파 성분이 방사되어 전체 방사전력 중 교차편파 성분이 커지기 때문이다. 또한, 큰 방사전력을 가지는 방사소자는 방사소자의 급전라인과 연결되는 급전부의 폭이 커서 정확한 위치에서 여기되는지 여부를 판단키 어려운 문제가 있다. 따라서 기존의 스텁(stub) 형태의 방사소자로 설계한 배열 안테나의 경우 사이드로브 레벨이 가중치 분포의 목표치를 달성하지 못하는 것이 일반적이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 설계 SLL을 만족하지 못 하는 이유를 방사소자의 폭이 넓을 수록 동일편파 외에 교차편파의 방사전력 성분이 커지게 된 것임을 밝히고, 교차편파 성분을 억제한 새로운 방사소자를 제안한다. 또한, 제안한 방사소자로 79 GHz 차량용 레이다 배열안테나를 설계 제작하여, 시뮬레이션 및 측정 결과를 비교하여 제안한 배열안테나를 검증한다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나 구조이다.
도 2는 종래기술에 따른 스텁형 방사소자 단위셀의 구조(도 2(a))와 등가 회로(도 2(b))이다.
도 1은 종래기술의 스텁형 방사소자를 이용한 콤라인 배열안테나를 나타낸다. 도 2(a)의 스텁형 방사소자는 폭(WCi)에 따라 방사소자의 방사전력이 조절되고, 길이 (LCi)에 따라 공진주파수가 결정된다. 따라서 방사소자는 타겟 주파수의 유효파장의 절반 정도의 길이를 가진다.
PCB 제작 공정상 안정적으로 제작되는 최소 신호선 폭이 0.1 mm이므로, 가장 작은 방사전력을 가지는 방사 스텁(#1과 #17번 방사소자)의 폭(WC1)을 0.1 mm으로 두고, 이때 방사전력을 기준으로 하여 콤라인 배열안테나를 SLL -20 dB을 목표한 테일러 가중치 분포로 설계한다.
방사소자의 방사전력을 계산하기 위하여 도 2(a)와 같이 각 방사소자를 단위 셀(unit cell)로 놓고 단위 셀의 길이를 조정하여 단위 셀의 위상이 반 파장이 되도록 하고, 스텁의 길이와 폭을 조정하여 반사계수가 최소가 되도록 한다.
도 2(a)의 방사소자는 공진주파수에서 도 2(b)와 같은 등가회로를 가진다고 가정하자. 방사소자에 의한 방사전력은 방사 컨덕턴스(Gr)와 인가되는 전압(V)을 이용하여 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112020047868740-pat00002
(1)
방사소자에 의한 방사전력이 방사컨덕턴스에 비례하므로, 배열 소자의 가중치 분포를 방사소자의 방사전력 대신 방사 컨덕턴스에 적용하여 설계가 가능하다. 방사소자의 방사 컨덕턴스는 다음의 식을 이용하여 얻을 수 있다.
Figure 112020047868740-pat00003
(2)
여기서 S11과 S21은 단위 셀의 반사계수와 투과계수로 EM 시뮬레이션 툴을 통해 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나의 구조이다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나의 평면도이고, 도 3(b)는 측면도이다.
제안하는 마이크로스트립 콤라인 배열안테나는 유전 기판(310), 유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인(320), 급전 라인을 따라 반 파장 간격으로 배열되어있는 복수의 방사소자(#1, #2, ..., #i-1, #i, #i+1, #N), 임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기(330) 및 접지면(340)을 포함한다. 복수의 방사소자(#1, #2, ..., #i-1, #i, #i+1, #N)는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖는 방패형 방사소자를 포함한다.
복수의 방사소자는 배열 안테나의 복수의 방사소자 간 여기되는 전류 위상차를 최소화하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지된다. 또한, 복수의 방사소자는 교차편파 성분이 최소화되도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되어, 가장 큰 교차편파 성분이 존재하는 부분에서의 교차편파 성분이 상쇄된다.
복수의 방사소자는 설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포가 되도록 반 파장 간격의 지그재그 형태로 급전 라인 주변에 위아래로 배치된다.
복수의 방사소자는 방사 전력이 작은 방사소자는 스텁형 방사소자를 사용하고, 콤 라인 배열 안테나의 가장자리에서 중앙으로 가면서 순차적으로 방사전력이 큰 방패형 방사소자를 사용한다. 방패형 방사소자는 급전 라인과 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되도록 가장 큰 교차편파 성분이 나타나는 아래쪽의 급전 라인과의 연결부를 깎은 방패형 구조이고, 설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포를 만족하는 사이드 로브 레벨이 나타나도록 교차편파 성분을 형성하는 방사소자의 위쪽과 아래쪽의 횡 방향 전류 성분이 서로 상쇄된다.
더욱 상세하게는, 제안하는 마이크로스트립 콤라인 배열안테나는 도 3과 같이 유전 기판(310) 위 직선의 피드라인(다시 말해, 급전 라인)(320) 위 아래에 복수의 방사소자들(#1, #2, ..., #i-1, #i, #i+1, #N)을 반 파장 (
Figure 112020047868740-pat00004
) 간격으로 배치하여 방사소자 간 위상이 일치하도록 급전 라인에 직접 연결되어 있다. 급전 라인(320) 끝에는 개방종단되어 정재파가 급전 라인(320)에 형성되도록 하였으며, 안테나 입력부는
Figure 112020047868740-pat00005
임피던스 변환기를 통하여 50
Figure 112020047868740-pat00006
매칭되어 있다. 사용된 기판은 Isola의 AstraMT77으로 유전율(
Figure 112020047868740-pat00007
) 3.0, 손실 탄제트 (tan
Figure 112020047868740-pat00008
) 0.0017이며 기판의 두께는 0.127 mm이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 방사소자 방사소자들(#1, #2, ..., #i-1, #i, #i+1, #N), 급전 라인(320), 접지면(340)은 1 Oz의 구리 재질로 제작되었으며, 급전 라인(320)의 폭은 0.3 mm로 79 GHz에서 특성 임피던스가 49.5
Figure 112020047868740-pat00009
에 해당한다.
제작한 배열안테나는 기존 스텁형 방사소자와 제안하는 방사소자 두 종류를 사용하며 브로드 사이드빔을 형성한다. xz-평면은 전계면(E-plane)을 yz-평면은 자계면(H-plane)을 나타내며, xz-평면에서는 넓은 빔폭이 yz-평면에서는 좁은 빔폭과 낮은 SLL이 나타난다.
앞서 설명된 스텁형 방사소자를 이용한 배열안테나는 설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포를 주더라도 시뮬레이션 결과가 목표 SLL에 도달하지 못하는 현상이 발생한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방패형 방사소자 및 종래기술에 따른 스텁형 방사소자를 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 종래기술에 따른 스텁형 방사소자를 나타내고, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 방패형 방사소자를 나타낸다.
종래기술에서의 복수의 방사소자 중 가장 얇은 방사소자 #1과 배열 중앙에 배치된 가장 두꺼운 방사소자 #i의 전류분포에 있어서, 폭이 얇은 방사소자 #1은 전류성분이 스텁길이 방향(x축 방향)으로만 향하여 동일한 방향 편파의 원거리장을 방사하는 반면, 폭이 넓은 방사소자는 길이방향의 전류뿐만 아니라 그 수직방향(y축 방향)의 전류성분도 생성되는 것을 알 수 있다. 따라서, 폭이 넓은 방사소자는 동일편파뿐만 아니라 교차편파의 원거리장을 방사하여 기존의 설계법으로 가중치 분포를 주면 가중치의 일부가 원치 않는 교차편파 성분으로 방사되어 설계 목표치의 SLL에 도달하지 못하는 것임을 예상할 수 있다.
제안하는 방사소자는 기존의 스텁형 방사소자의 교차편파 성분 전류를 최소화하는 구조로 도 4(b)의 형상을 가진다. 도 4(b)와 같이 스텁형 방사소자에서 교차편파를 형성하는 전류 성분은 방사소자의 위쪽과 아래쪽에 주로 위치해 있으며, 위 아래에 형성되는 전류간 거리가 반 파장에 가깝기 때문에 해당 전류에 의해 방사되는 전력은 보강되어 더 두드러지게 나타날 가능성이 높다. 특히 방사소자 아래쪽의 교차편파 전류 성분이 크게 나타나기 때문에 제안하는 방사소자는 도 4(b)와 같이 급전 라인과의 연결 부분의 폭을 0.1 mm로 일정한 값을 가지도록 방사소자의 밑 부분을 깎은 방패형 구조이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 방패형 방사소자의 전류분포를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 5(a)는 종래기술에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 스텁형 방사소자의 전류분포를 나타내고, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 방패형 방사소자의 전류분포를 나타낸다.
제안하는 방패형 방사소자 위와 아래에서 형성되는 교차편파의 전류성분 방향이 반대로 향하여 교차편파를 형성하는 방사 성분이 상쇄될 것으로 예측할 수 있다. 뿐만 아니라, 정재파 구조의 직렬피딩 방식의 경우 방사소자가 정재파의 최대가 되는 지점에 위치하여야 하는데, 기존의 많은 전력을 방사하는 폭이 넓은 스텁형 소자는 넓은 방사소자의 폭 때문에 원하는 지점에서 피딩라인이 방사소자를 여기하는 것을 보장할 수 없다. 반면, 제안한 방사소자를 사용하게 되면 방사소자와 급전 라인과의 연결 부분이 좁아서 정확한 위치에 방사소자가 위치할 수 있다는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반 파장 간격 안테나 제반 사항을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 6(a)는 종래기술에 따른 반 파장 간격 안테나 제반 사항을 복수의 스텁형 방사소자 별로 나타낸 표이고, 도 6(b)는 종래기술에 따른 반 파장 간격 콤 라인 배열 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 파장 간격 안테나 제반 사항을 복수의 방패형 방사소자 별로 나타낸 표이고, 도 6(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 반 파장 간격 콤 라인 배열 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
제안한 방사소자를 이용한 콤라인 배열안테나는 앞서 소개한 그림 2와 같은 구조로, 제안한 방사소자를 이용한 콤라인 배열안테나의 성능을 기존의 스텁형 방사소자 콤라인 배열안테나의 성능과 비교하기 위하여 2종의 콤라인 배열안테나를 설계 제작한다.
제안한 방사소자를 이용한 콤라인 배열안테나에서 교차편파 전류성분이 작은 폭이 좁은 스텁형 방사소자는 그대로 사용하고, 교차편파 성분이 큰 경우 제안한 방패형 방사소자를 적용하여 배열안테나를 설계한다. 제안한 방사소자의 컨덕턴스는 기존의 방사소자와 같이 단위셀 해석을 통하여 식(2)로부터 얻는다. -20 dB의 SLL을 가지는 테일러 가중치 분포에 따른 방사 컨덕턴스 크기에 맞게 도 6과 같은 제반 사항을 갖는 방사소자들이 배치된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 79GHz에서의 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 7(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 방사 패턴(Prop.)과 종래기술에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 7(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 방사 패턴(Prop.)과 종래기술에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 7(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 이득, 빔폭, 사이드로브 레벨을 종래기술과 비교한 표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭한 후의 S-파라미터를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 8(a)는 종래기술에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭 후 S-파라미터를 나타내는 그래프이고, 도 8(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭 후 S-파라미터를 나타내는 그래프이다.
종래기술에 따른 콤라인 배열안테나의 -10 dB 대역폭은 78.11 - 79.41 GHz로 측정되었고, 본 발명의 일 실시예에 따른 콤라인 배열안테나의 -10 dB 대역폭은 76.52- 79.54 GHz로 측정되었다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 별 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 9(a)는 종래기술에 따른 yz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이고, 도 9(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 yz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 9(c)는 종래기술에 따른 xz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이고, 도 9(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 xz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이다.
앞서 설명된 바와 같이, 종래기술의 스텁형 방사소자와 제안하는 방패형 방사소자로 구성된 콤 라인 배열 안테나 급전 라인과 방사 소자의 연결부 폭이 방사 소자에 따라 변경되는 것이 아니라 좁은 폭으로 일정하게 유지되어, 방사소자를 급전선에서 형성되는 정재파에 최대크기가 되는 부분에 정확하게 위치할 수 있어, 배열안테나의 방사소자간 여기되는 전류 위상차를 최소화할 수 있다. 또한, 제안한 방사소자는 급전선 근처 부분의 면적이 최소화되어 교차편파 전류가 가장 많이 존재하는 부분이 없어져서 교차편파 성분이 기존 구조에 비하여 낮아진다. 따라서, 제안하는 방패형 방사소자를 통하여 배열 구성 시 방사소자 간 위상차를 줄일 뿐만 아니라 교차편파 성분을 최소화 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 파장 간격으로 설계한 홈이 파여진 방패형 방사소자를 갖는 콤 라인 배열 안테나를 나타내는 도면이다.
도 10(a)는 종래기술에 따른 한 파장 간격의 스텁형 방사소자를 갖는 콤 라인 배열 안테나의 구조를 나타내는 도면이고, 도 10(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 파장 간격의 방패형 방사소자를 갖는 콤 라인 배열 안테나의 구조를 나타내는 도면이고, 도 10(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 파장 간격의 홈이 파여진 방패형 방사소자를 갖는 콤 라인 배열 안테나의 구조를 나타내는 도면이다.
제안하는 방패형 방사소자를 반 파장 간격의 지그재그 형태로 위아래로 급전선 주변에 배치하여 가중치 분포를 주어 방사 전력이 작은 방사소자는 기존의 방사 소자 그대로 사용하고 배열의 안테나의 가장자리에서 중앙으로 가면서 방사 전력이 큰 제안하는 방사소자를 사용하여 배열안테나 구조를 설계한다. 이러한 구조는 교차편파를 형성하는 위쪽과 아래쪽 방사소자의 횡 방향 전류 성분이 서로 상쇄되어 가중치 분포의 목표치를 만족하는 낮은 사이드 로브 레벨이 나타난다.
한편, xz-평면(수평면) 빔폭을 넓히기 위해 윗면 또는 아랫면에만 방사소자를 한 파장 간격으로 위치한 배열안테나를 설계할 수 있다. 여기서 한 파장은 급전선 내 한 파장을 말하며 공기 중에서의 파장보다 짧아 그레이팅 로브가 발생하지 않는다. 앞서 설계한 반 파장 간격 배열 안테나는 방사소자들 간 교차편파를 형성하는 전류 성분 방향이 서로 반대가 되면서 배열하면 교차편파가 상쇄되었으나 한 파장 간격 배열 시에는 방사소자가 급전선 한쪽에만 배치되어 동일편파 이득이 배열로 증가할 때 교차편파 이득도 증가한다. 따라서, 추가로 제안하는 방사소자는 앞서 제안한 방사소자에 홈을 파서 방사소자 내의 교차 편파를 형성하는 전류 성분이 대폭 감소시킨다. 그러면 가중치 분포 배열 안테나에서 방사 전력이 큰 방사소자를 위해 필요한 부분에 추가로 제안한 방사 소자가 배치되고 한 파장 배열 시에도 반 파장 배열 안테나의 교차편파 이득 정도의 교차편파만 나타나게 된다.
한 파장 간격으로 배열 안테나를 설계하면 방사소자들이 동일편파를 형성하는 전류 성분의 방향을 일치시키기 위해 급전 라인의 한쪽으로만 배치된다. 한 파장 간격으로 설계 시 xz-평면(수평면)에서 빔폭이 넓어진다. 그러나 yz-평면에서 빔폭이 좁아지며, 급전 라인이 길어져 손실이 커지고, 방사 소자에서 교차 편파를 형성하는 전류 성분의 방향이 일치하여 교차 편파가 커지게 된다. 따라서, 개별 방사소자의 교차 편파를 줄이기 위해 도 11(c)의 홈이 파여진 방패형 방사소자를 이용하였다.
도 3에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로스트립 콤라인 배열안테나는 유전 기판, 유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인, 급전 라인을 따라 반 파장 간격으로 배열되어있는 복수의 방사소자, 임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기 및 접지면을 포함한다. 여기서, 복수의 방사소자(#1, #2, ..., #i-1, #i, #i+1, #N)는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖고, 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 포함한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈이 파여진 방패형 방사소자를 다른 방사소자들과 비교한 도면이다.
도 4(a)는 종래기술에 따른 스텁형 방사소자를 나타내고, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 방패형 방사소자를 나타내며, 도 4(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 4(c)의 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자는 도 4(b)의 방패형 방사소자 형태에서 상단에 홈을 판 구조로서, 홈의 길이는 방사 소자 전체 길이의 2/3, 홈의 두께는 0.1 mm로 일정하게 되어있다.
xz-평면(수평면) 빔폭을 넓히기 위해 윗면 또는 아랫면에만 방사소자를 한 파장 간격으로 위치한 배열안테나를 설계할 수 있다. 여기서 한 파장은 급전선 내 한 파장을 말하며 공기 중에서의 파장보다 짧아 그레이팅 로브가 발생하지 않는다. 앞서 설계한 반 파장 간격 배열 안테나는 방사소자들 간 교차편파를 형성하는 전류 성분 방향이 서로 반대가 되면서 배열하면 교차편파가 상쇄되었으나 한 파장 간격 배열 시에는 방사소자가 급전선 한쪽에만 배치되어 동일편파 이득이 배열로 증가할 때 교차편파 이득도 증가한다. 따라서, 추가로 제안하는 방사소자는 앞서 제안한 방사소자에 홈을 파서 방사소자 내의 교차 편파를 형성하는 전류 성분이 대폭 감소시킨다. 그러면 가중치 분포 배열 안테나에서 방사 전력이 큰 방사소자를 위해 필요한 부분에 추가로 제안한 방사 소자가 배치되고 한 파장 배열 시에도 반 파장 배열 안테나의 교차편파 이득 정도의 교차편파만 나타나게 된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 홈이 파여진 방패형 방사소자의 전류분포를 방패형 방사소자와 비교한 도면이다.
도 12(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 방패형 방사소자의 전류분포를 나타내고, 도 12(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 급전 라인의 중앙에 위치한 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자의 전류분포를 나타낸다.
방패형 방사소자 상단의 홈으로 인해 전체적으로 교차 편파를 형성하는 횡 방향 전류 성분이 줄어든 것이 확인된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 파장 간격 안테나 제반 사항을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 6(a)는 종래기술에 따른 한 파장 간격 안테나 제반 사항을 복수의 스텁형 방사소자 별로 나타낸 표이고, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 파장 간격 안테나 제반 사항을 복수의 방패형 방사소자 별로 나타낸 표이며, 도 6(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 한 파장 간격 안테나 제반 사항을 복수의 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자 별로 나타낸 표이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 79GHz에서의 방사 패턴을 종래기술과 비교한 도면이다.
도 14(a)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Prop.), 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Prop.2) 및 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 14(b)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Prop.), 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Prop.2) 및 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 yz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 14(c)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Prop.), 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Prop.2) 및 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 동일 편파 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 14(d)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Prop.), 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Prop.2) 및 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 79 GHz 에서 xz-평면의 교차 편파 방사 패턴(Conv.)을 비교한 그래프이다.
도 14(e)는 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 이용한 한 파장 간격으로 설계한 콤 라인 배열 안테나(제안하는 설계2)에 따른 이득, 빔폭, 사이드로브 레벨을 방패형 방사소자를 이용한 한 파장 간격으로 설계한 콤 라인 배열 안테나(제안하는 설계1)와 스텁형 방사소자를 이용한 한 파장 간격으로 설계한 콤 라인 배열 안테나(기존 설계)와 비교한 표이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭한 후의 S-파라미터를 종래기술과 비교한 도면이다.
도 15(a)는 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭 후 S-파라미터를 나타내는 그래프이고, 도 15(b)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭 후 S-파라미터를 나타내는 그래프이며, 도 15(c)는 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 임피던스 변환기를 이용하여 매칭 후 S-파라미터를 나타내는 그래프이다.
스텁형 방사소자에 따른 콤라인 배열안테나의 -10 dB 대역폭은 77.32 - 79.38 GHz로 측정되었고, 방패형 방사소자에 따른 콤라인 배열안테나의 -10 dB 대역폭은 77.4 - 79.46 GHz로 측정되었으면, 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자에 따른 콤라인 콤라인 배열안테나의 -10 dB 대역폭은 78.64 - 79.17 GHz로 측정되었다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 78-80GHz에서의 방사 패턴을 비교한 도면이다.
도 16(a)는 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 yz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이고, 도 16(b)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 yz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이며, 도 15(c)는 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 yz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 16(d)는 종래기술(스텁형 방사소자)에 따른 xz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이고, 도 16(e)는 본 발명의 일 실시예(방패형 방사소자)에 따른 xz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이며, 도 16(f)는 본 발명의 또 다른 실시예(상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자)에 따른 xz-평면에서의 주파수별 방사 패턴을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 밀리미터파 대역에서 SLL이 낮은 새로운 마이크로스트립 콤라인 배열안테나를 제안하였다. 배열안테나는 방사소자 폭에 따라 방사 컨덕턴스가 조절되는 기존 콤라인 방사소자와 제안하는 방사소자로 구성되었다. 방사 컨덕턴스가 작은 기존 방사소자가 배열 가장자리에 배치되고 방사 컨덕턴스가 큰 제안한 방사소자가 중앙부 배치되어 목표치에 낮은 SLL에 도달한다. 제안한
Figure 112020047868740-pat00010
마이크로스트립 배열안테나는 79 GHz의 설계 주파수로 유전체 기판 위에 설계 및 구현되었고, SLL이 낮아 레이다의 명확한 목표물 탐지를 위한 레이다 안테나로 적합할 것이다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 유전 기판;
    유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인 -급전 라인은 정재파가 급전 라인에 형성되도록 개방 종단됨-;
    급전 라인을 따라 반 파장 간격으로 수직 배열되어있는 복수의 방사소자 -복수의 방사 소자는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖는 방패형 방사소자를 포함함-;
    임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기; 및
    유전 기판의 상면에 형성되는 접지면
    을 포함하고,
    복수의 방사소자는,
    복수의 방사소자 중 가장자리에 있는 방사 전력이 가장 작은 방사소자는 스텁형 방사소자를 사용하고,
    콤 라인 배열 안테나의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 순차적으로 방사전력이 증가하도록 방사소자의 폭의 넓이를 증가시키는 방패형 방사소자를 사용하며,
    방패형 방사소자는 급전 라인과 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되도록 가장 큰 교차편파 성분이 나타나는 하단의 급전 라인과의 연결부를 깎은 방패형 구조이고,
    미리 설정된 사이드로브 레벨을 가지는 가중치 분포를 만족하는 사이드 로브 레벨이 나타나도록 교차편파 성분을 형성하는 방사소자의 상단과 하단의 횡 방향 전류 성분이 서로 상쇄되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    복수의 방사소자를 급전 라인에서 형성되는 정재파에 최대크기가 되는 부분에 위치하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    배열 안테나의 복수의 방사소자 간 여기되는 전류 위상차를 최소화하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    교차편파 성분이 최소화되도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되어, 가장 큰 교차편파 성분이 존재하는 부분에서의 교차편파 성분이 상쇄되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포가 되도록 반 파장 간격의 지그재그 형태로 급전 라인 주변에 위아래로 배치하는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 유전 기판;
    유전 기판의 상면에 형성되는 하나의 급전 라인;
    급전 라인을 따라 한 파장 간격으로 수직 배열되어있는 복수의 방사소자 -복수의 방사 소자는 스텁형 방사소자 및 급전 라인에 연결된 부분의 폭이 미리 정해진 최소값을 갖고, 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 포함함-;
    임피던스 매칭을 위해 급전 라인의 끝단에 배치되는 임피던스 변환기; 및
    유전 기판의 상면에 형성되는 접지면
    을 포함하고,
    복수의 방사소자는,
    복수의 방사소자 중 가장자리에 있는 방사 전력이 가장 작은 방사소자는 스텁형 방사소자를 사용하고,
    콤 라인 배열 안테나의 가장자리에서 중앙으로 갈수록 순차적으로 방사전력이 증가하도록 방사소자의 폭의 넓이를 증가시키고, 방사전력이 가장 큰 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 사용하며,
    상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자는 급전 라인과 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되도록 가장 큰 교차편파 성분이 나타나는 하단의 급전 라인과의 연결부를 깎은 방패형 구조이고,
    미리 설정된 사이드로브 레벨을 가지는 가중치 분포를 만족하는 사이드 로브 레벨이 나타나도록 교차편파 성분을 형성하는 방사소자의 상단과 하단의 횡 방향 전류 성분이 서로 상쇄되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    한 파장 간격으로 배열되어 그레이팅 로브가 발생하지 않고, 복수의 방사 소자가 급전 라인 한쪽에만 배치되어 증가되는 교차편파 이득을 감소 시키기 위해 상단에 홈이 파여진 방패형 방사소자를 포함하는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  10. 제8항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    복수의 방사소자를 급전 라인에서 형성되는 정재파에 최대크기가 되는 부분에 위치하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    배열 안테나의 복수의 방사소자 간 여기되는 전류 위상차를 최소화하도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  12. 제8항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    교차편파 성분이 최소화되도록 급전 라인과 복수의 방사소자의 연결부 폭이 미리 정해진 최소값으로 유지되어, 가장 큰 교차편파 성분이 존재하는 부분에서의 교차편파 성분이 상쇄되는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  13. 제8항에 있어서,
    복수의 방사소자는,
    설계목표 SLL을 가지는 가중치 분포가 되도록 반 파장 간격의 지그재그 형태로 급전 라인 주변에 위아래로 배치하는
    차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나.
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020200056580A 2020-05-12 2020-05-12 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나 KR102287476B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200056580A KR102287476B1 (ko) 2020-05-12 2020-05-12 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200056580A KR102287476B1 (ko) 2020-05-12 2020-05-12 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102287476B1 true KR102287476B1 (ko) 2021-08-06

Family

ID=77314988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200056580A KR102287476B1 (ko) 2020-05-12 2020-05-12 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102287476B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120130612A (ko) * 2011-05-23 2012-12-03 주식회사 에이스테크놀로지 오픈 스터브를 이용한 레이더 배열 안테나
KR20160084880A (ko) * 2015-01-06 2016-07-15 블루웨이브텔(주) 중장비 차량용 근거리 패치배열 레이더 안테나

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120130612A (ko) * 2011-05-23 2012-12-03 주식회사 에이스테크놀로지 오픈 스터브를 이용한 레이더 배열 안테나
KR20160084880A (ko) * 2015-01-06 2016-07-15 블루웨이브텔(주) 중장비 차량용 근거리 패치배열 레이더 안테나

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8174450B2 (en) Broadband micropatch antenna system with reduced sensitivity to multipath reception
Juyal et al. A Novel High-Gain Printed Antenna Configuration Based on $\text {T}{\text {M} _ {12}} $ Mode of Circular Disc
KR102430247B1 (ko) 커패시티브 결합 콤라인 마이크로스트립 배열 안테나
Floc’h et al. Broadband quasi-Yagi antenna for WiFi and WiMax applications
Li et al. Design of Leaky-Wave Antenna With Wide-Angle Backfire-to-Forward Beam Scanning Based on Generalized Pattern Synthesis
KR20200110069A (ko) 마이크로스트립 배열 안테나
KR102287476B1 (ko) 차량용 레이더 마이크로스트립 콤 라인 배열 안테나
US2894261A (en) Antenna array
KR101768802B1 (ko) 마이크로스트립 안테나
Podilchak et al. Modulated strip-line leaky-wave antenna using a printed grating lens and a surface-wave source
Olaimat Comparison between rectangular and circular patch antennas array
KR102120455B1 (ko) 광각 특성을 갖는 차량용 레이더 안테나
Purnomo et al. Developing basic configuration of triangle array antenna for circularly polarized-synthetic aperture radar sensor application
Xu et al. Low-profile Conical Beam Array Antenna Based on Concentric Annular Planar Inverted-F Antenna Elements
Legay et al. Planar resonant series-fed arrays
Shirazi et al. Wide-band series-fed patch antenna array with low side lobes
Nechaev et al. Planar center-fed leaky-wave antenna arrays for millimeter wave systems
Vilenskiy et al. Beam steering performance of wideband cavity-backed patch antenna array element
Tiwari et al. A leaky-wave antenna with improved directivity and scanning range
Poveda-García et al. Millimeter-wave substrate-integrated waveguide based leaky-wave antenna with broadbeam radiation at broadside
RU2773254C1 (ru) Модифицированная антенна Вивальди
Almutawa et al. Gain enhancement of a wideband Fabry-Pérot cavity antenna using sparse array feed
Wahyu et al. Design of an edge-slotted waveguide antenna array for ground-controlled interception radar
Fallah-Rad et al. Gain enhancement in linear and circularly polarised microstrip patch antennas using shorted metallic patches
Adamson et al. Behaviour of characteristic modes on patch antennas in multilayered media

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant