KR102324394B1 - Antenna beam steering multiple layer structure - Google Patents

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KR102324394B1
KR102324394B1 KR1020200054526A KR20200054526A KR102324394B1 KR 102324394 B1 KR102324394 B1 KR 102324394B1 KR 1020200054526 A KR1020200054526 A KR 1020200054526A KR 20200054526 A KR20200054526 A KR 20200054526A KR 102324394 B1 KR102324394 B1 KR 102324394B1
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antenna
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KR1020200054526A
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유종경
최광식
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한국항공우주산업 주식회사
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

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Abstract

The present invention relates to an antenna beam steering multilayered structure combined onto a surface part of a moving body so as to be opposed to a directional antenna placed in the surface part. The antenna beam steering multilayered structure includes: a first coupling part combined with the surface part such that one side is exposed to the outside; a second coupling part placed apart in an inward direction of the surface part to be combined with the surface part such that one side is opposed to the other side of the first coupling layer; and a steering layer placed between the first and second coupling layers such that a transmitted and received antenna beam can be steered. The steering layer includes a dielectric layer including a plastic dielectric, a metallic pattern and an RF element. Therefore, the antenna beam steering multilayered structure can improve the complexity of design as well as reduce maintenance costs and can improve quality through a reduction in the scattering of radio waves.

Description

안테나 빔 조향 다층 구조체{ANTENNA BEAM STEERING MULTIPLE LAYER STRUCTURE} ANTENNA BEAM STEERING MULTIPLE LAYER STRUCTURE

본 발명은 안테나 빔 조향 다층 구조체에 관한 것으로, 보다 상세히는 이동체의 표면부 상에 결합되어 내부에 배치된 지향성 안테나에서 송수신되는 안테나 빔을 조향하는 안테나 빔 조향 다층 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-layered antenna beam steering structure, and more particularly, to a multi-layered antenna beam steering structure coupled to a surface portion of a mobile body to steer an antenna beam transmitted/received from a directional antenna disposed therein.

모든 항공기는 항공기의 안전한 비행을 위해 지상 관제소와 음성 및 데이터 통신을 수행하기 위하여 안테나를 구비하고 있으며, 일반적으로 항공기는 FM 라디오 통신을 위해 꼬리 날개 상단에 설치되는 폴(pole) 형태 안테나 또는 항공기의 꼬리 날개와 같은 형상으로 이루어지고, 항공기의 배면에 부착되는 블레이드(blade) 안테나를 사용하고 있다. All aircraft are equipped with an antenna to perform voice and data communication with the ground control station for safe flight of the aircraft. In general, aircraft are equipped with a pole-type antenna installed on the top of the tail wing for FM radio communication or the It is made in the same shape as a tail wing and uses a blade antenna attached to the rear of the aircraft.

외부에 돌출되는 안테나의 경우 공력특성이 약해지거나 감소되는 경우 비행안전 및 전투력에 위험을 초래할 수 있게 되는 바, 따라서 폴이나 블레이드 형태의 안테나는 안테나가 항공기 외부로 돌출되어 있어 공력 특성에 많은 영향을 주게 됨으로써 상기한 바와 같은 문제점으로부터 자유스러울 수 없으며, 내구성 또한 약한 문제점을 가지고 있다. In the case of an externally protruding antenna, if the aerodynamic characteristics are weakened or reduced, it can cause a risk to flight safety and combat power. Therefore, the pole or blade type antenna has a large effect on the aerodynamic characteristics because the antenna protrudes to the outside of the aircraft. By giving it cannot be free from the above-mentioned problems, durability also has a weak problem.

최근에는 이러한 문제들을 해결하기 위해 최근 항공기 상에 안테나를 인쇄하는 형태의 컨포멀 안테나(conformal antenna)가 개발되어 사용되고 있다. 이때 상기 컨포멀 안테나는 도체로 구성된 구조체 표면의 일부분을 레이돔(radome)으로 대체하고 레이돔에 안테나를 인쇄하는 형태를 지니기 때문에, 동작 주파수에서 입력 임피던스가 낮아 안테나 정합이 어렵고 안테나 복사 특성이 저하되는 단점을 가진다.Recently, in order to solve these problems, a conformal antenna in the form of printing an antenna on an aircraft has been developed and used. At this time, since the conformal antenna has a form of replacing a part of the surface of the structure composed of a conductor with a radome and printing the antenna on the radome, it is difficult to match the antenna at the operating frequency due to low input impedance, and antenna radiation characteristics are lowered. have

이에 따라 한국등록특허공보 제10-1092752호("입력 임피던스를 향상시키기 위한 컨포멀 안테나 구조")에서는 도체로 구성된 구조체 표면의 일부분을 레이돔(Radome)으로 대체하고 레이돔에 안테나를 인쇄하는 기술이 개시되어 있다. 도 1을 참조하여 위 기술을 간략히 설명하자면, 해당 문헌에서는 항공기의 수직 핀(10) 부분에 안테나를 삽입하기 위한 도체공간을 형성하되, 상부를 레이돔(21)으로 덮은 형태로 안테나 삽입공간부(20)가 형성되고, 상기 레이돔(21) 상에 모노폴 안테나(31) 및 다이폴 안테나(32)를 포함하는 안테나 복사부(30)가 인쇄된 기술이 개시되어 있다.Accordingly, in Korean Patent Publication No. 10-1092752 (“Conformal antenna structure for improving input impedance”), a technology for replacing a part of the surface of a structure composed of a conductor with a radome and printing an antenna on the radome is disclosed. has been To briefly describe the above technology with reference to FIG. 1, in the document, a conductor space for inserting the antenna is formed in the vertical pin 10 part of the aircraft, but the antenna insertion space part ( 20) is formed, and the antenna radiation unit 30 including the monopole antenna 31 and the dipole antenna 32 is printed on the radome 21 is disclosed.

다만, 위 기술을 통해 상술한 종래기술의 문제점을 해결할 수는 있으나, 컨포멀 안테나는 표면 형상을 고려하여 안테나를 설계하므로 복잡도가 높은 단점이 있다. 이와 더불어 컨포멀 안테나는 항공기의 운용 중에 발생되는 표면 변화에 따른 안테나 빔의 특성 변화에 취약하고, 유지보수 비용 또한 과도하게 발생되는 문제점이 발생되었다. However, although the above-mentioned problems of the prior art can be solved through the above technique, the conformal antenna has a disadvantage in that the complexity is high because the antenna is designed in consideration of the surface shape. In addition, the conformal antenna is vulnerable to the change in the characteristics of the antenna beam according to the surface change that occurs during the operation of the aircraft, and the maintenance cost is also excessively generated.

KR 10-1092752 B1("입력 임피던스를 향상시키기 위한 컨포멀 안테나 구조", 2011.12.09. 공고)KR 10-1092752 B1 ("Conformal antenna structure for improving input impedance", 2011.12.09. Announcement)

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유지보수가 보다 용이하면서 표면 형상을 고려한 안테나 설계의 복잡도를 개선하도록 지향성 안테나와 함께 사용되는 안테나 빔 조향 다층 구조체를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an antenna beam steering multilayer structure used with a directional antenna to improve the complexity of antenna design considering the surface shape while easier maintenance will do

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이동체의 표면부의 내부에 배치되는 지향성 안테나와 대향하도록 상기 표면부 상에 결합되는 안테나 빔 조향 다층 구조체에 있어서, 일면이 외부에 노출되도록 상기 표면부와 결합되는 제1체결층; 일면이 상기 제1체결층의 타면과 대면하도록 표면부의 내부 방향으로 이격 배치되어 상기 표면부와 결합되는 제2체결층; 및 송수신되는 안테나 빔을 조향하도록 상기 제1체결층 및 제2체결층 사이에 배치되는 조향층;을 포함하고, 상기 조향층은, 플라스틱 유전체를 포함하는 유전체층 및 금속성 패턴과 RF소자를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an antenna beam steering multilayer structure coupled on the surface portion to face the directional antenna disposed inside the surface portion of the movable body, wherein the surface portion is exposed to the outside. a first fastening layer coupled to; a second fastening layer disposed to be spaced apart in an inner direction of the surface portion so that one surface faces the other surface of the first fastening layer and coupled to the surface portion; and a steering layer disposed between the first fastening layer and the second fastening layer to steer the transmitted and received antenna beam, wherein the steering layer may include a dielectric layer including a plastic dielectric and a metallic pattern and an RF device. have.

또한, 상기 제1체결층 및 제2체결층은 각각의 중심부에 중공부가 형성되고, 상기 조향층의 일부가 상기 제1체결층의 중공부 상에 배치되고, 상기 조향층의 다른 일부가 상기 제2체결층의 중공부 상에 배치될 수 있다.In addition, the first fastening layer and the second fastening layer each have a hollow portion formed in the center thereof, a part of the steering layer is disposed on the hollow portion of the first fastening layer, and another portion of the steering layer is formed in the first fastening layer. It may be disposed on the hollow part of the two fastening layers.

또한, 상기 조향층은 상기 제1체결층의 중공부 상에 배치되는 제1조향층, 상기 제2체결층의 중공부 상에 배치되는 제2조향층 및 상기 제1조향층과 제2조향층 사이에 배치되는 제3조향층을 포함하되, 상기 제3조향층의 직경이 상기 제1조향층의 직경 또는 제2조향층의 직경 보다 크게 형성될 수 있다.The steering layer may include a first steering layer disposed on the hollow portion of the first fastening layer, a second steering layer disposed on the hollow portion of the second fastening layer, and the first steering layer and the second steering layer. A third steering layer may be disposed therebetween, wherein a diameter of the third steering layer may be larger than a diameter of the first steering layer or a diameter of the second steering layer.

또한, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체는, 상기 제1체결층, 제2체결층 및 조향층을 서로 고정하는 결합부재;를 더 포함하고, 상기 제1체결층 및 제2체결층 상에 삽입홀이 형성되고, 상기 제3조향층 상에 관통홀이 형성되되, 상기 삽입홀과 관통홀이 서로 연통되어 상기 결합부재가 삽입될 수 있다.In addition, the antenna beam steering multilayer structure of the present invention further includes a coupling member for fixing the first fastening layer, the second fastening layer and the steering layer to each other, and is inserted on the first fastening layer and the second fastening layer. A hole is formed, and a through hole is formed on the third steering layer, and the insertion hole and the through hole communicate with each other so that the coupling member can be inserted.

또한, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체는, 상기 표면부와 제1체결층의 외부면을 함께 덮어 마감하는 마감층;을 더 포함하고, 상기 마감층은, 도장재료를 칠하거나 필름을 코팅하여 형성될 수 있다.In addition, the antenna beam steering multilayer structure of the present invention further includes; a finishing layer covering and finishing the surface portion and the outer surface of the first fastening layer together, wherein the finishing layer is coated with a coating material or a film can be formed.

또한, 상기 제1체결층 또는 제2체결층은 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE(Polytetrafluoroethylene), 경질 PU(Polyurethane) 폼, PP(Polypropylene) 폼, PS(Polystyrene) 폼 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.In addition, the first fastening layer or the second fastening layer is made of at least one of GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE (Polytetrafluoroethylene), rigid PU (Polyurethane) foam, PP (Polypropylene) foam, PS (Polystyrene) foam. may include.

또한, 상기 유전체층은 Quartz, PTFE, 경질 PU 폼, PP 폼, PS 폼 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.In addition, the dielectric layer may include at least one of Quartz, PTFE, rigid PU foam, PP foam, and PS foam.

또한, 상기 조향소자층은 전도성 잉크 또는 구리 박막으로 이루어진 금속성 패턴을 포함할 수 있다.In addition, the steering element layer may include a conductive ink or a metallic pattern made of a copper thin film.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의한 안테나 빔 조향 다층 구조체는, 안테나 및 레이더를 기체 외부 표면에 노출시키지 않고 빔의 특성을 변화하도록 제공되어, 안테나 소자의 외부 노출이 극감하여 유지보수 비용이 감소됨과 더불어, 유지보수 절차가 간소화되고 적용 안정성이 향상되는 장점이 있다.The antenna beam steering multilayer structure according to the present invention as described above is provided to change the characteristics of the beam without exposing the antenna and the radar to the exterior surface of the aircraft, so that the external exposure of the antenna element is dramatically reduced, thereby reducing the maintenance cost In addition, there is an advantage in that the maintenance procedure is simplified and the application stability is improved.

아울러 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체는, 광대역 전파 특성, 기생 소자, 메타 물질 및 재료 단위구조체 배열 등과 함께 사용될 수 있고, 기존 설치된 지향성 안테나와의 호환성도 높은 장점이 있다.In addition, the antenna beam steering multilayer structure of the present invention can be used with broadband propagation characteristics, parasitic elements, meta-materials and material unit structures, etc., and has a high compatibility with existing installed directional antennas.

아울러 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체는, 이동체의 표면과 동일 위치에 연속적으로 제작됨에 따라, 미관상 제품 마감이 개선되어 품질이 향상되는 장점과, 불 연속적인 면에 의해 전파의 산란을 줄여 안테나 특성의 저해를 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, as the antenna beam steering multilayer structure of the present invention is continuously manufactured at the same position as the surface of the moving body, the aesthetic product finish is improved and the quality is improved, and the antenna characteristics by reducing the scattering of radio waves by the discontinuous surface It has the advantage of preventing the inhibition of

도 1은 종래기술에 따른 컨포멀 안테나 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 빔 전송시스템을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향층을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장층을 포함하는 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법을 도시한 도면.
1 is a view showing a conformal antenna structure according to the prior art;
2 is a schematic diagram illustrating an antenna beam transmission system according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing an antenna beam steering multi-layer structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a steering layer according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a multi-layered antenna beam steering structure including a paint layer according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an antenna beam steering multi-layer structure according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing a method of installing an antenna beam steering multi-layer structure according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, an antenna beam steering multilayer structure according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.

이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.If there is no other definition in the technical terms and scientific terms used at this time, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention is unnecessary in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be blurry will be omitted.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체에 관한 것으로, 도 2는 안테나 빔 전송시스템을 도시한 개략도를, 도 3은 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 단면도를, 도 4는 조향층을 도시한 사시도를, 도 5는 도장층을 포함하는 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 단면도를 각각 나타낸다.2 to 5 relate to an antenna beam steering multi-layer structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an antenna beam transmission system, Figure 3 is a cross-sectional view showing the antenna beam steering multi-layer structure, 4 is a perspective view illustrating a steering layer, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a multi-layered antenna beam steering structure including a paint layer.

도 2를 참조하면, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체(100)는, 항공기 등과 같은 이동체(10)의 표면부(11) 상에 형성될 수 있다. 그리고 상기 안테나 빔 조향 다층 구조체(100)을 기준으로 한 상기 이동체(10)의 내부에는, 상기 안테나 빔 조향 다층 구조체(100)를 향한 방향으로 전파를 송수신하는 지향성 안테나(30)가 배치될 수 있다. 이때 상기 지향성 안테나(30)는 지상국(20)과 전파를 송수신할 수 있으며, 이때 지상국(20)은 지상에 고정된 안테나 뿐만 아니라 다른 이동체 상에 형성된 안테나 또는 위성 안테나 등 다양한 형태일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the antenna beam steering multilayer structure 100 of the present invention may be formed on the surface portion 11 of a mobile body 10 such as an aircraft. In addition, a directional antenna 30 for transmitting and receiving radio waves in a direction toward the antenna beam steering multi-layered structure 100 may be disposed inside the movable body 10 with respect to the antenna beam steering multi-layered structure 100 . . In this case, the directional antenna 30 may transmit and receive radio waves to and from the ground station 20 , and in this case, the ground station 20 may have various types such as antennas or satellite antennas formed on other moving objects as well as antennas fixed on the ground.

도 3을 참조하면, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체(100)는, 상기 표면부(11) 상에 형성된 중공 상에 고정 결합될 수 있으며, 제1체결층(110), 제2체결층(120) 및 조향층(130)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제1체결층(110) 및 상기 제2체결층(120)의 외면은, 상기 표면부(11)의 중공 내면 상에 고정 결합될 수 있다. 여기서 체결층(110,120)의 내면 및 외면 측 방향과 이동체의 내부(inside) 및 외부(Outside) 방향을 구분하기, 이동체의 내부 및 외부 방향은 상측 및 하측으로 정의한다. Referring to FIG. 3, the antenna beam steering multilayer structure 100 of the present invention may be fixedly coupled to the hollow formed on the surface portion 11, and a first fastening layer 110, a second fastening layer ( 120 ) and a steering layer 130 . In this case, the outer surfaces of the first fastening layer 110 and the second fastening layer 120 may be fixedly coupled to the hollow inner surface of the surface portion 11 . Here, the inner and outer directions of the fastening layers 110 and 120 and the inner and outer directions of the movable body are divided, and the inner and outer directions of the movable body are defined as upper and lower sides.

상기 표면부(11)는 상하로 일정한 두께를 가지며, 상기 제1체결층(110)은 상기 표면부(11)의 내면의 상단 측에 외면이 결합되고, 상기 제2체결층(120)은 상기 표면부(11)의 내면의 하단 측에 외면이 결합될 수 있다. 그리고 상기 제1체결층(110)과 제2체결층(120)은 상하방향으로 서로 이격 배치되도록 형성되어 사이에 공간이 형성되고, 상기 제1체결층(110)과 제2체결층(120) 사이에 조향층(130)이 고정 결합될 수 있다. 아울러 상기 제1체결층(110)의 상면은 상기 표면부(11)의 상면과 연장된 형태로 형성될 수 있으며, 상기 표면부(11)가 곡률인 경우 상기 제1체결층(110)의 상면은 해당 곡률에서 연장되는 형태로 형성될 수 있다. 여기서 상기 제1체결층(110) 또는 제2체결층(120)은, GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE(Polytetrafluoroethylene), 경질 PU(Polyurethane) 폼, PP(Polypropylene) 폼, PS(Polystyrene) 폼 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있으며, 상기 표면부의 재질과 동일하거나 동일 소재를 포함하도록 구성될 수도 있다. The surface portion 11 has a constant thickness vertically, the outer surface of the first fastening layer 110 is coupled to the upper end of the inner surface of the surface portion 11, and the second fastening layer 120 is the The outer surface may be coupled to the lower end of the inner surface of the surface portion 11 . In addition, the first fastening layer 110 and the second fastening layer 120 are formed to be spaced apart from each other in the vertical direction to form a space therebetween, and the first fastening layer 110 and the second fastening layer 120 . The steering layer 130 may be fixedly coupled therebetween. In addition, the upper surface of the first fastening layer 110 may be formed to extend to the upper surface of the surface portion 11 , and when the surface portion 11 has a curvature, the upper surface of the first fastening layer 110 . may be formed in a shape extending from the corresponding curvature. Here, the first fastening layer 110 or the second fastening layer 120 is GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE (Polytetrafluoroethylene), rigid PU (Polyurethane) foam, PP (Polypropylene) foam, PS (Polystyrene) ) may include one or more materials of the foam, and may be the same as the material of the surface portion or may be configured to include the same material.

도 4를 참조하면, 상기 조향층(130)은 상기 지향성 안테나(30)로 수신되거나, 상기 지향성 안테나(30)에서 송신되는 빔을 조향하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 조향층(130)은 플라스틱 유전체를 포함하는 유전체층(131) 및 금속성 패턴과 RF 능동소자 및 RF 수동소자를 포함하는 조향소자층(132)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 유전체층(131)은, Quartz, PTFE, 경질 PU 폼, PP 폼, PS 폼 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. 그리고 상기 조향소자층(132)은 전도성 잉크 또는 구리 박막으로 이루어진 금속성 패턴을 포함할 수 있다. 아울러 상기 유전체층(131) 및 조향소자층(132)은 다층으로 구성되어 순차적으로 적층결합될 수 있으며, 상기 조향층(130)은 기생소자(지향기 또는 반사기), 메타물질 및 단위구조체 배열 등을 응용하여 적용할 수 있어, 보다 폭 넓게 활용될 수 있는 장점이 있다. 그리고 상기 유전체층(131)은 저유전율의 플라스틱 유전체를 적용함에 따라 안테나의 빔 특성 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 4 , the steering layer 130 may be configured to steer a beam received by the directional antenna 30 or transmitted from the directional antenna 30 . In this case, the steering layer 130 may include a dielectric layer 131 including a plastic dielectric and a steering element layer 132 including a metallic pattern and an RF active element and an RF passive element. Here, the dielectric layer 131 may include one or more of Quartz, PTFE, rigid PU foam, PP foam, and PS foam. In addition, the steering element layer 132 may include a conductive ink or a metallic pattern made of a copper thin film. In addition, the dielectric layer 131 and the steering element layer 132 are composed of multi-layers and may be sequentially stacked and coupled, and the steering layer 130 is a parasitic element (director or reflector), metamaterial and unit structure arrangement, etc. It can be applied and applied, so it has the advantage that it can be used more widely. In addition, the dielectric layer 131 has an advantage in that the effect of the beam characteristic of the antenna can be minimized by applying a plastic dielectric having a low dielectric constant.

도 5를 참조하면, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체(100)는, 상기 표면부(11)의 상면과 상기 제1체결층(110)의 상면을 함께 덮어 마감하는 마감층(140)을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 마감층(140)은, 도장재료를 칠하거나 필름을 코팅하여 형성될 수 있으며, 이 외에도 주지된 다른 방법을 통해 외부로 노출되는 표면부(11)의 상면과 제1체결층(110)의 상면을 마감할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the antenna beam steering multilayer structure 100 of the present invention further includes a finishing layer 140 covering and closing the upper surface of the surface part 11 and the upper surface of the first fastening layer 110 together. may include At this time, the finishing layer 140 may be formed by painting a coating material or coating a film, and in addition to this, the upper surface of the surface portion 11 exposed to the outside through other well-known methods and the first fastening layer 110 . can finish the top surface of

도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체에 관한 것으로, 도 6은 안테나 빔 조향 다층 구조체를 도시한 단면도를, 도 7은 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법을 각각 나타낸다.6 and 7 relate to an antenna beam steering multi-layer structure according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the antenna beam steering multi-layer structure, and FIG. 7 is an installation method of the antenna beam steering multi-layer structure, respectively. indicates.

도 6을 참조하면, 본 발명의 안테나 빔 조향 다층 구조체(200)는, 이동체의 표면부(11) 상에 형성된 중공 상에 결합되되, 제1체결층(210), 제2체결층(220), 조향층(230) 및 결합부재(240)를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1체결층(210) 및 제2체결층(220)은 각각 상기 표면부(11)의 중공의 상단 및 하단 내면에 외면이 결합될 수 있다. 그리고 상기 제1체결층(210) 및 제2체결층(220)은 각각 중공이 형성되되, 서로 상하 방향으로 소정거리 이격되어 사이에 공간이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the antenna beam steering multilayer structure 200 of the present invention is coupled to the hollow formed on the surface portion 11 of the movable body, the first fastening layer 210 and the second fastening layer 220 . , a steering layer 230 and a coupling member 240 may be included. In this case, the outer surfaces of the first fastening layer 210 and the second fastening layer 220 may be coupled to the upper and lower inner surfaces of the hollow of the surface part 11 , respectively. In addition, the first fastening layer 210 and the second fastening layer 220 may each have a hollow formed therebetween, spaced apart from each other by a predetermined distance in the vertical direction to form a space therebetween.

상기 조향층(230)은, 상단부인 제1조향층(230a)이 상기 제1체결층(210)의 중공 상에 배치되고, 하단부인 제2조향층(230b)이 상기 제2체결층(220)의 중공 상에 배치되며, 중심부인 제3조향층(230c)이 상기 제1체결층(210)과 제2체결층(220) 사이의 공간 상에 배치될 수 있다. 이때 상기 제1조향층(230a), 제2조향층(240b) 및 제3조향층(230c)은 서로 상하로 적층 결합된 복수의 유전체층 및 조향소자층으로 구성될 수 있으며, 상기 제1조향층(230a)의 상면이 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 그리고 상기 제1체결층(210), 제2체결층(220) 및 제3조향층(230c)의 외경은 표면부(11)의 중공 내경과 대응할 수 있으며, 상기 제1조향층(230a) 및 제2조향층(230b)의 외경이 상기 제1체결층(210) 및 제2체결층(220) 각각의 내경과 대응할 수 있다. 이에 따라 상기 제3조향층(230c)의 외경이 상기 제1조향층(230a) 및 제2조향층(230b)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.In the steering layer 230 , the upper first steering layer 230a is disposed on the hollow of the first fastening layer 210 , and the lower second steering layer 230b is the second fastening layer 220 . ), and a third steering layer 230c serving as a center may be disposed in a space between the first fastening layer 210 and the second fastening layer 220 . In this case, the first steering layer 230a, the second steering layer 240b, and the third steering layer 230c may be composed of a plurality of dielectric layers and steering element layers stacked and bonded to each other, and the first steering layer The upper surface of the 230a may be formed to be exposed to the outside. In addition, outer diameters of the first fastening layer 210 , the second fastening layer 220 , and the third steering layer 230c may correspond to the hollow inner diameter of the surface portion 11 , and the first steering layer 230a and An outer diameter of the second steering layer 230b may correspond to an inner diameter of each of the first fastening layer 210 and the second fastening layer 220 . Accordingly, the outer diameter of the third steering layer 230c may be larger than the outer diameters of the first steering layer 230a and the second steering layer 230b.

상기 결합부재(240)는 상기 제1체결층(210), 제2체결층(220) 및 조향층(230)이 서로 고정되도록 결합할 수 있다. 이때 상기 결합부재(240)는 상기 제1체결층(210)을 관통하되, 상기 제3조향층(230c)의 외측을 관통하여 상기 제2체결층(220)으로 삽입되도록 형성될 수 있다. 이때 상기 결합부재(240)는 나사, 볼트, 리벳 등 다양한 형태일 수 있으며, 머리가 형성된 경우에는 상기 제1체결층(210) 상에 머리가 삽입되도록 보다 큰 홀이 형성될 수도 있다.The coupling member 240 may be coupled such that the first fastening layer 210 , the second fastening layer 220 , and the steering layer 230 are fixed to each other. In this case, the coupling member 240 may be formed to penetrate the first fastening layer 210 , but penetrate through the outside of the third steering layer 230c and be inserted into the second fastening layer 220 . At this time, the coupling member 240 may have various shapes such as screws, bolts, rivets, etc., and when the head is formed, a larger hole may be formed on the first fastening layer 210 to insert the head.

도 7-(a)를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법은, 표면부(11) 상의 중공에 상기 제2체결층(220)을 고정결합하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2체결층(220)은 제2삽입홀(221) 및 제2중공부(222)를 포함할 수 있으며, 상기 제2체결층(220)의 외면은 상기 표면부(11) 중공 하단부 내면에 고정되도록 설치될 수 있다. Referring to FIG. 7-( a ), the method of installing an antenna beam steering multilayer structure according to the present invention may include fixing and coupling the second fastening layer 220 to the hollow on the surface portion 11 . . In this case, the second fastening layer 220 may include a second insertion hole 221 and a second hollow part 222 , and the outer surface of the second fastening layer 220 is the hollow lower end of the surface part 11 . It may be installed to be fixed to the inner surface.

이어 도 7-(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법은, 상기 조향층(230)을 상기 제2체결층(220) 상에 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 제2조향층(230b)은 상기 제2체결층(220)의 제2중공부(222) 상에 삽입될 수 있으며, 상기 제3조향층(230c)의 외측에 상하로 관통 형성된 관통홀(H)이 상기 제2체결층(220)의 제2삽입홀(221)과 연통될 수 있다. 여기서 본 발명은 상기 조향층(230)을 별도의 전자부품과 전기적으로 접속하도록 연결할 수도 있으며, 상기 제3조향층(230c)의 외면을 상기 표면부(11) 중공의 중심부 내면에 고정할 수도 있다.Then, referring to FIG. 7-(b) , the method for installing the multilayered antenna beam steering structure according to the present invention may include installing the steering layer 230 on the second fastening layer 220 . . In this case, the second steering layer 230b may be inserted into the second hollow portion 222 of the second fastening layer 220 , and a through hole formed vertically through the outside of the third steering layer 230c. (H) may communicate with the second insertion hole 221 of the second fastening layer 220 . Here, according to the present invention, the steering layer 230 may be electrically connected to a separate electronic component, and the outer surface of the third steering layer 230c may be fixed to the inner surface of the hollow center of the surface portion 11 . .

도 7-(c)를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법은, 표면부(11) 상의 중공에 상기 제1체결층(210)을 고정결합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1체결층(210)은 상기 제1조향층(230a)과 상기 표면부(11) 중공의 상단부 내면 사이에 형성된 공간 상에 배치될 수 있으며, 상기 제1체결층(210)을 상기 제1표면부(11) 중공과 고정하는 작업이 추가적으로 이루어질 수도 있다. 이때 상기 제1체결층(210) 또한 제1삽입홀(211) 및 제1중공부(212)를 포함할 수 있으며, 상기 제1삽입홀(211)은 상기 관통홀(H) 및 제2삽입홀(221)과 연통되고, 상기 제1중공부(212)에는 상기 제1조향층(230a)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 7-(c) , the method of installing an antenna beam steering multilayer structure according to the present invention may include fixing and coupling the first fastening layer 210 to the hollow on the surface portion 11 . . The first fastening layer 210 may be disposed in a space formed between the first steering layer 230a and the inner surface of the hollow upper end of the surface portion 11, and the first fastening layer 210 may 1 The surface portion 11 hollow and fixing operation may be additionally made. In this case, the first fastening layer 210 may also include a first insertion hole 211 and a first hollow part 212 , and the first insertion hole 211 may include the through hole H and a second insertion hole 212 . It communicates with the hole 221 and the first steering layer 230a may be disposed in the first hollow part 212 .

도 7-(d)를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법은, 상기 결합부재(240)를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 결합부재(240)는, 연통된 상기 제1삽입홀(211), 관통홀(H) 및 제2삽입홀(221)을 순차적으로 관통할 수 있으며, 상단에 머리가 형성되는 경우에는 상기 제1삽입홀(211)의 상단이 보다 큰 직경으로 이루어져 머리가 삽입될 수도 있다.Referring to FIG. 7-( d ), the method of installing the multi-layered antenna beam steering structure according to the present invention may further include installing the coupling member 240 . In this case, the coupling member 240 may sequentially penetrate the first insertion hole 211, the through hole H, and the second insertion hole 221 that are in communication with each other. The upper end of the first insertion hole 211 may have a larger diameter so that the head may be inserted.

도 7-(e)를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 빔 조향 다층 구조체의 설치방법은, 마감층(250)을 통해 상기 표면부(11), 제1체결층(210) 및 제1조향층(230a)의 상면을 함께 마감하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 마감층(250)은 상술한 바와 같이 도장재료를 칠하거나 필름을 코팅하여 형성될 수 있으며, 본 발명은 불연속적인 면에 의한 전파의 산란을 줄여 지향성 안테나 특성의 저해를 방지할 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 7-( e ), in the method of installing the antenna beam steering multilayer structure according to the present invention, the surface portion 11 , the first fastening layer 210 and the first steering layer through the finishing layer 250 . It may include the step of finishing the upper surface of (230a) together. At this time, the finishing layer 250 may be formed by painting a coating material or coating a film as described above, and the present invention has the advantage of reducing the scattering of radio waves by discontinuous surfaces and preventing the deterioration of the directional antenna characteristics. There is this.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiment drawings, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims are said to be within the scope of the spirit of the present invention. will be.

H : 관통홀
10 : 이동체 11 : 표면부
20 : 지상국
30 : 지향성 안테나
100 : 안테나 빔 조향 다층 구조체
110 : 제1체결층
120 : 제2체결층
130 : 조향층
131 : 유전체층 132 : 조향소자층
140 : 도장층
200 : 안테나 빔 조향 다층 구조체
210 : 제1체결층
211 : 제1삽입홀 212 : 제1중공부
220 : 제2체결층
221 : 제2삽입홀 222 : 제2중공부
230 : 조향층 230a : 제1조향층
230b : 제2조향층 230c : 제3조향층
231 : 유전체층 232 : 조향소자층
240 : 결합부재
250 : 마감층
H: through hole
10: movable body 11: surface part
20: ground station
30: directional antenna
100: antenna beam steering multi-layer structure
110: first fastening layer
120: second fastening layer
130: steering layer
131: dielectric layer 132: steering element layer
140: paint layer
200: antenna beam steering multi-layer structure
210: first fastening layer
211: first insertion hole 212: first hollow part
220: second fastening layer
221: second insertion hole 222: second hollow part
230: steering layer 230a: first steering layer
230b: second steering layer 230c: third steering layer
231: dielectric layer 232: steering element layer
240: coupling member
250: finishing layer

Claims (8)

이동체의 표면부의 내부에 배치되는 지향성 안테나와 대향하도록 상기 표면부 상에 결합되는 안테나 빔 조향 다층 구조체에 있어서,
일면이 외부에 노출되도록 상기 표면부와 결합되는 제1체결층;
일면이 상기 제1체결층의 타면과 대면하도록 표면부의 내부 방향으로 이격 배치되어 상기 표면부와 결합되는 제2체결층; 및
송수신되는 안테나 빔을 조향하도록 상기 제1체결층 및 제2체결층 사이에 배치되는 조향층;
을 포함하고,
상기 조향층은,
플라스틱 유전체를 포함하는 유전체층 및 금속성 패턴과 RF소자를 포함하는 조향소자층을 포함하며,
상기 제1체결층 및 제2체결층은 각각의 중심부에 중공부가 형성되고,
상기 조향층은,
상기 제1체결층의 중공부 상에 배치되는 제1조향층, 상기 제2체결층의 중공부 상에 배치되는 제2조향층 및 상기 제1조향층과 제2조향층 사이에 배치되는 제3조향층을 포함하되,
상기 제3조향층의 직경이 상기 제1조향층의 직경 또는 제2조향층의 직경 보다 큰 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
In the antenna beam steering multilayer structure coupled on the surface portion to face the directional antenna disposed inside the surface portion of the movable body,
a first fastening layer coupled to the surface portion such that one surface thereof is exposed to the outside;
a second fastening layer disposed to be spaced apart in an inner direction of the surface portion so that one surface faces the other surface of the first fastening layer and coupled to the surface portion; and
a steering layer disposed between the first fastening layer and the second fastening layer to steer the transmitted and received antenna beam;
including,
The steering layer is
A dielectric layer including a plastic dielectric and a steering element layer including a metallic pattern and an RF element,
The first fastening layer and the second fastening layer have a hollow portion formed in the center of each,
The steering layer is
A first steering layer disposed on the hollow portion of the first fastening layer, a second steering layer disposed on the hollow portion of the second fastening layer, and a third steering layer disposed between the first steering layer and the second steering layer including a steering layer,
The antenna beam steering multilayer structure, characterized in that the diameter of the third steering layer is larger than the diameter of the first steering layer or the diameter of the second steering layer.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1체결층, 제2체결층 및 조향층을 서로 고정하는 결합부재;
를 더 포함하고,
상기 제1체결층 및 제2체결층 상에 삽입홀이 형성되고,
상기 제3조향층 상에 관통홀이 형성되되,
상기 삽입홀과 관통홀이 서로 연통되어 상기 결합부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
According to claim 1,
a coupling member for fixing the first fastening layer, the second fastening layer and the steering layer to each other;
further comprising,
Insertion holes are formed on the first fastening layer and the second fastening layer,
A through hole is formed on the third steering layer,
Antenna beam steering multilayer structure, characterized in that the insertion hole and the through hole communicate with each other to insert the coupling member.
제1항에 있어서,
상기 표면부와 제1체결층의 외부면을 함께 덮어 마감하는 마감층;
을 더 포함하고,
상기 마감층은, 도장재료를 칠하거나 필름을 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
According to claim 1,
a finishing layer covering and finishing the surface portion and the outer surface of the first fastening layer;
further comprising,
The finishing layer is an antenna beam steering multilayer structure, characterized in that it is formed by coating a coating material or coating a film.
제1항에 있어서,
상기 제1체결층 또는 제2체결층은,
GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE(Polytetrafluoroethylene), 경질 PU(Polyurethane) 폼, PP(Polypropylene) 폼, PS(Polystyrene) 폼 중 하나 이상의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
According to claim 1,
The first fastening layer or the second fastening layer,
Antenna beam steering multilayer structure comprising at least one of GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics), Quartz, PTFE (Polytetrafluoroethylene), rigid PU (Polyurethane) foam, PP (Polypropylene) foam, and PS (Polystyrene) foam.
제1항에 있어서,
상기 유전체층은,
Quartz, PTFE, 경질 PU 폼, PP 폼, PS 폼 중 하나 이상의 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
According to claim 1,
The dielectric layer is
Antenna beam steering multilayer structure comprising at least one of Quartz, PTFE, rigid PU foam, PP foam, and PS foam.
제1항에 있어서,
상기 조향소자층은,
전도성 잉크 또는 구리 박막으로 이루어진 금속성 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 빔 조향 다층 구조체.
According to claim 1,
The steering element layer,
Antenna beam steering multilayer structure comprising a metallic pattern made of conductive ink or copper thin film.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11274830A (en) * 1998-03-26 1999-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Airframe integrated antenna
KR101092752B1 (en) 2010-12-01 2011-12-09 한국항공우주산업 주식회사 The conformal antenna structure for a improving input impedance
KR101683679B1 (en) * 2016-05-23 2016-12-07 엘아이지넥스원 주식회사 Conformal Patch Type of Array Antenna

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