KR102351449B1 - broadband jamming signal transmission antenna - Google Patents

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KR102351449B1
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박슬기
주형준
강은정
임태흥
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한화시스템(주)
홍익대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is a broadband jamming signal transmission antenna to increase efficiency and performance. According to the present invention, the broadband jamming signal transmission antenna includes a conductive pattern of an array element, which is divided into both left and right sides by an inclined slot having a width gradually decreasing from the upper center to the lower part is formed, formed on one surface of a dielectric substrate and allows a plurality of array elements of such a Vivaldi antenna to be arranged and installed on a ground plane toward the outside, wherein one side of the conduction pattern includes a ground post extending from one conductive pattern to the ground plane; a power supply post electrically connected to the ground by a first matching post extending from the one conductive pattern to the ground plane and having the other separated conductive pattern extending from the other conductive pattern toward the ground plane while being separated from the ground, and a second matching post extending from the other pattern to the ground plane to be electrically connected. The separated conductive pattern comprises: a plurality of slots or notches formed on both left and right edges to extract a broadband characteristic, respectively, horizontally or at a predetermined angle to the horizontal; and a parasitic loop conductive pattern installed on the opposite side of the dielectric substrate.

Description

광대역 재밍신호 송신안테나 {broadband jamming signal transmission antenna}Broadband jamming signal transmission antenna

본 발명은 광대역 재밍신호 송신안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전투기, 함정 등의 군사적 플랫폼에 탑재되는 전자전용 전자공격 시스템 등에서 사용되어 적의 레이다로부터 이 시스템이 탑재된 플랫폼의 위치 탐지를 방해하기 위한 전자교란용으로 사용될 수 있는 광대역 재밍신호 송신안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband jamming signal transmission antenna, and more particularly, it is used in an electronic-only electronic attack system mounted on military platforms such as fighters and ships, etc. to prevent the detection of the position of the platform on which this system is mounted from the enemy's radar. It relates to a wideband jamming signal transmitting antenna that can be used for electromagnetic disturbance.

현대 무기 시스템에서 다수가 전자화되어 원격지에서 전자적 감지 장비를 이용하여 상대방을 인식하고, 공격, 방어 활동을 하는 경우가 많다. 따라서 전자전은 현대전의 핵심적 부분을 이루게 된다. In modern weapon systems, many of them are electronic, and in many cases, they use electronic sensing equipment at a remote location to recognize the opponent, attack, and defend. Therefore, electronic warfare forms a core part of modern warfare.

전자전은 적이 사용하는 전자적 스펙트럼을 결정하고 역이용하거나 무력화시키는 동시에 우군의 전력을 보호하는 활동 또는 적의 전자적 스펙트럼을 통제하기 위해 전자기 및 지향성 에너지를 사용하는 제반 군사 활동을 말한다.Electronic warfare refers to activities that determine, reverse exploit or neutralize the electronic spectrum used by the enemy while protecting the power of friendly forces or all military activities that use electromagnetic and directed energy to control the electronic spectrum of the enemy.

이런 전자전 활동은 크게 상대의 레이더나 교란 장비를 무력화 시키는 전자공격(ECM : Electronic Counter Measure), 교란장비나 탐지장비로부터 송신되는 전파를 감청해 정보화 하는 전자지원(ESM : Electronic Support Measure), 적의 ECM과 ESM으로부터 아군의 정보와 탐지, 교란장비를 보호하는 전자보호(ECCM : Electronic Counter-Counter Measures)의 3가지 카테고리로 구분될 수 있으며, 재밍(Jamming)은 이 가운데 전자 공격에 해당한다. These electronic warfare activities largely include electronic attack (ECM) that neutralizes the opponent's radar or jamming equipment, electronic support (ESM: Electronic Support Measure) that intercepts radio waves transmitted from jamming equipment or detection equipment and converts them into information, and the enemy's ECM. It can be divided into three categories: Electronic Counter-Counter Measures (ECCM), which protects information, detection, and jamming equipment of friendly forces from ESM, and jamming is an electronic attack among them.

전자공격(ECM)은 강력한 전자파 적의 레이더와 유사한 대역의 전자파를 방사하여 무력화시키거나, 레이더 상에 허상을 만들어서 물리적인 공격을 방해하거나 통신을 교란시키는 등 적의 감시, 공격, 통신 활동을 방해하는 행위를 통칭하며 일반적으로 재밍(Jamming)이라고 한다. 재밍은 고주파(RF:radio frequency) 에너지를 방사하여 특정 주파수 전파의 사용을 어렵게 하는 교란 행위의 형태나, 허위 정보를 전송하도록 하는 기만 행위의 형태로 이루어질 수 있다.Electromagnetic attack (ECM) is an act of obstructing the enemy's monitoring, attack, and communication activities, such as by emitting electromagnetic waves in a band similar to that of the enemy's radar to neutralize them, or by creating virtual images on the radar to interfere with physical attacks or disrupt communication. is commonly referred to as jamming. Jamming may be performed in the form of a disturbance that makes it difficult to use a specific frequency radio wave by radiating radio frequency (RF) energy, or a form of deception that transmits false information.

전자 공격 초기의 재밍의 목적은 주로 적이 아군 항공기를 피격하는 데 필요한 일련의 절차들인 킬체인을 방해, 약화, 기만하는 것으로서, 킬체인을 이루는 요소들을 식별하여 취약점을 이용하는 것이 핵심이 된다. The purpose of jamming in the early stages of an electronic attack is to disrupt, weaken, and deceive the kill chain, which is a series of procedures necessary for the enemy to attack friendly aircraft.

위에서 보듯이 재밍은 고주파 에너지 방사를 통해 이루어지므로 이를 수행할 고주파 방사기로서의 송신장치 즉, 안테나가 필요하다. 재밍을 적절히 하기 위해서는 전자전의 전자 공격이 가지는 특성에 맞는 안테나가 필요하고, 어느 경우든 효율성 혹은 이득을 높일 수 있는 안테나가 필요하게 된다. As shown above, since jamming is performed through high-frequency energy radiation, a transmitter as a high-frequency radiator to perform this operation, that is, an antenna is required. In order to properly jamming, an antenna suitable for the characteristics of an electronic attack in electronic warfare is required, and in any case, an antenna capable of increasing efficiency or gain is required.

가령, 재밍 송신 시스템에 사용되는 안테나는 적의 레이다 운용 주파수가 다양하게 사용될 수 있기 때문에 이런 상황에 전반적으로 대응하기 위해 광대역 특성을 가지는 것이 필요하다. For example, an antenna used in a jamming transmission system needs to have wideband characteristics in order to cope with this situation as a whole because the enemy's radar operating frequency can be used in various ways.

기존의 광대역 송신 안테나로서 도1 및 도2에 도시된 것과 같은 광대역 혼 안테나, LDPA(Log Periodic Dipole Antenna) 등이 사용될 수 있다. As a conventional wideband transmission antenna, a wideband horn antenna as shown in FIGS. 1 and 2 , a Log Periodic Dipole Antenna (LDPA), or the like may be used.

그런데, 기존에 사용되는 재밍 송신 안테나는 기본적으로 광대역 특성을 도출 하였지만, 재밍 송신 시스템의 고이득 특성 구현을 위해 적용되는 배열 안테나에 배열 요소(element) 혹은 소자로 사용하기에는 안테나의 크기가 큰 문제점이 있다. 즉, 혼 안테나의 경우 부피가 크고 제작과정이 복잡하다는 단점이 있으며, LPDA는 부피가 크고 내구성이 약하다는 문제점이 있었다.However, the conventional jamming transmission antenna basically derives broadband characteristics, but the size of the antenna is too large to be used as an array element or element in an array antenna applied to implement a high-gain characteristic of a jamming transmission system. have. That is, the horn antenna has a disadvantage that it is bulky and a manufacturing process is complicated, and the LPDA has a problem that it is bulky and has weak durability.

특히, 생존성을 높이고 다기능을 구현하기 위해 근래에 재밍이 많이 요청되고 이용되는 전투기 항전장비의 하나로서 재밍 송신용 안테나를 제작하는 경우 안테나의 크기를 줄이는 것은 가장 중요한 관건이 될 수 있고, 광대역을 달성하기 위한 배열 안테나에서 다수의 어레이 요소를 상호 거리를 줄여 조밀하게 설치될 필요가 있고 이를 위해 개별 어레이 요소는 크기가 줄어들 필요가 있는데, 종래의 혼 안테나나 LDPA는 부피 혹은 크기로 인해 이런 안테나의 어레이 요소(element) 혹은 어레이 소자로 사용하기에 부적합한 측면이 있다. In particular, when manufacturing an antenna for jamming transmission as one of the fighter avionics equipment that is frequently requested and used in recent years to increase survivability and implement multifunctionality, reducing the size of the antenna can be the most important factor, and In an array antenna to achieve this, a plurality of array elements need to be installed densely by reducing the mutual distance, and for this, individual array elements need to be reduced in size. There are aspects that are unsuitable for use as an array element or array element.

이에 따라 배열 안테나가 광대역 특성을 가지도록 하기 위해 캐비티 구조를 삽입하거나 광대역 특성을 가진 안테나들을 결합한 복합구조로 대역폭을 개선하는 방법이 모색되고, 이를 적용한 설계가 이루어지고 있으나 여전히 광대역 안테나 부피가 크고 제조과정이 복잡하고, 후술하는 비발디 안테나의 경우에도 비용이 비싸지는 등의 단점이 있다.Accordingly, in order to make the array antenna have broadband characteristics, a method for improving bandwidth by inserting a cavity structure or combining antennas with broadband characteristics is sought, and designs are being applied to this, but the wideband antenna is still bulky and manufactured The process is complicated, and even in the case of a Vivaldi antenna, which will be described later, there are disadvantages such as high cost.

근래에 배열(array) 안테나에서 널리 사용되는 광대역 어레이 요소는 1979 년 Gibson이 처음 제안한 "테이퍼 슬롯 안테나"라고도 하는 비발디(Vivaldi) 안테나이다 (PJ Gibson, "The Vivaldi Aerial", Proc. 9th European Microwave Conference, 1979, pp. 101-105. ). 이 요소는 처음부터 광범위하게 연구된 플레어 슬롯 구조로 구성되어 있으며, 우수한 광대역 스캔 성능, 10:1 이상의 대역폭 달성, 표준 RF 인터페이스에 대한 직접 연결로 알려져 있다. A broadband array element widely used in array antennas in recent years is the Vivaldi antenna, also called "taper slot antenna", first proposed by Gibson in 1979 (PJ Gibson, "The Vivaldi Aerial", Proc. 9th European Microwave Conference) , 1979, pp. 101-105.). The element consists of a flared slot structure that has been extensively studied from the ground up, and is known for its excellent wideband scan performance, achieving greater than 10:1 bandwidth, and direct connection to standard RF interfaces.

그러나 이러한 비발디 안테나의 어레이 요소에는 두 가지 주요 단점이 있다. 여전히 요소가 크고, 일반적으로 고기능 발휘를 위해 작동 대역은 크기가 몇 개의 파장대역으로 공통 모드 지원이 부족하고, 우수한 성능을 위해 인접한 요소 간의 전기 연결이 필요하기 때문에 모듈방식 제작이 어렵다. However, the array elements of these Vivaldi antennas have two main drawbacks. The elements are still large, and the operating band is usually several wavelength bands in size for high performance, which lacks common mode support, and the electrical connection between adjacent elements is required for good performance, making modular fabrication difficult.

비발디 안테나의 개선형은 1988 년 Gazit가 소개한 AVA(Antipodal Vivaldi Antenna)이다(E. Gazit“Improved design of the Vivaldi antenna,” Proc. IEEE Microw., Antennas Propag., vol. 135, pp. 89, 1988). AVA는 지수형 테이퍼가 있는 슬롯 라인 구조로 전환되는 마이크로 스트립 라인으로 구성된다. 이 요소는 오프셋 핀으로 인해 높은 크로스 폴라리제이션 레벨을 구현할 수 있다. An improved version of the Vivaldi antenna is the Antipodal Vivaldi Antenna (AVA) introduced by Gazit in 1988 (E. Gazit “Improved design of the Vivaldi antenna,” Proc. IEEE Microw., Antennas Propag., vol. 135, pp. 89, 1988). AVA consists of microstrip lines that are converted to slot line structures with exponential tapers. This element can achieve high cross polarization levels due to the offset pin.

세 번째 핀을 추가한 새로운 개선형이 Langely, Hall 및 Newman에 의해 도입된 BAVA (Balanced Antipodal Vivaldi Antenna)이다. (JD Langely et al, "Balanced Antipodal Vivaldi Antenna for wide bandwidth phased arrays,”IEEE Proceeding of Microwave and Antenna Propagations, Vol. 143, No. 2 Apr. 1996, pp. 97-102.). A new improvement with the addition of a third pin is the Balanced Antipodal Vivaldi Antenna (BAVA) introduced by Langely, Hall and Newman. (JD Langely et al, “Balanced Antipodal Vivaldi Antenna for wide bandwidth phased arrays,” IEEE Proceeding of Microwave and Antenna Propagations, Vol. 143, No. 2 Apr. 1996, pp. 97-102.).

최근 Elsallal과 Schaubert는 이중 및 단일 편광 어레이에서 BAVA 요소의 성능을 이해하고 개선하기 위해 광범위한 수치 연구를 수행하였다. (MW Elsallal 및 DH Schaubert,“Parameter Study of Single Isolated Element and Infinite Arrays of Balanced Antipodal Vivaldi Antennas, ”2004 Antenna Applications Symposium, Allerton Park, Monticello, Ill., pp. 45-69, 2004 년 9 월 15-17 일.) 및 (MW Elsallal 및 DH Schaubert,“Reduced-Height Array of Balanced Antipodal Vivaldi Antennas (BAVA) with Greater than Octave Bandwidth,”Antenna Applications Symposium, Allerton Park, Monticello, Ill., pp. 226-242, 2005 년 9 월 21-23 일.). 이 연구는 어레이의 대역폭을 크게 제한하는 원하는 대역 전체에서 발생하는 임피던스 이상을 보여준다. 그들의 연구는 미국 특허 출원 공개 200802111726 (DmBAVA-MAS) 및 박사 논문 (MW Elsallal, "Doubly-Mirrored Balanced Antipodal Vivaldi Antenna (DmBAVA) for High Performance Arrays of Electrically Short, Modular Elements", Electrical and Computer Engineering, Univ. of Massachusetts, February)에 설명 된대로 E(전계) 및 H(자계) 평면의 요소 미러링 및 핀 레이어에 슬롯 배치와 같이 대역폭 개선을 위해 이상 현상을 충분히 제어 할 수 있는 솔루션을 제공한다. Recently, Elsallal and Schaubert performed extensive numerical studies to understand and improve the performance of BAVA elements in double and single polarization arrays. (MW Elsallal and DH Schaubert, “Parameter Study of Single Isolated Element and Infinite Arrays of Balanced Antipodal Vivaldi Antennas,” 2004 Antenna Applications Symposium, Allerton Park, Monticello, Ill., pp. 45-69, 15-17 September 2004. I.) and (MW Elsallal and DH Schaubert, “Reduced-Height Array of Balanced Antipodal Vivaldi Antennas (BAVA) with Greater than Octave Bandwidth,” Antenna Applications Symposium, Allerton Park, Monticello, Ill., pp. 226-242, 2005 September 21-23.). This study reveals an impedance anomaly that occurs across the desired band, which greatly limits the bandwidth of the array. Their work was published in US Patent Application Publication 200802111726 (DmBAVA-MAS) and in a doctoral dissertation (MW Elsallal, "Doubly-Mirrored Balanced Antipodal Vivaldi Antenna (DmBAVA) for High Performance Arrays of Electrically Short, Modular Elements", Electrical and Computer Engineering, Univ. of Massachusetts, February) provide a solution with sufficient control over anomalies for bandwidth improvement, such as mirroring elements in the E (electric field) and H (magnetic field) planes and placing slots in the pin layer.

BAVA와 유사한 개발형은 J. J Lee (Lee, JJ, et al., "Wide Band Bunny-Ear Radiating Element,"Antennas and Propagation Society International Symposium, AP-S Digest, pp)가 개발한 토끼 귀(Bunny Ear) 형태의 방사 요소다(USP 5,428,364). 이 요소는 접지면의 좁은 슬롯에서 방사 구멍의 넓은 슬롯으로 전환되는 테이퍼 슬롯 라인이 각면에 인쇄 된 유전체 슬래브로 구성된다. 슬롯 라인의 접지면은 핀 모양으로 되어 있으며, 접지면에는 좁은 핀이 있고 구멍에는 넓은 핀이 있다. 이 요소는 넓은 대역폭을 달성하고 높이가 낮으며 모듈식이지만 요소에 발룬(balun)이 내장되어 있어야 제조 비용과 복잡성이 증가한다. A development similar to BAVA is the Bunny Ear developed by J. J Lee (Lee, JJ, et al., "Wide Band Bunny-Ear Radiating Element," Antennas and Propagation Society International Symposium, AP-S Digest, pp). ) in the form of a radiating element (USP 5,428,364). The element consists of a dielectric slab printed on each side with a tapered slot line that transitions from a narrow slot in the ground plane to a wider slot in the radiating hole. The ground plane of the slot line is pin-shaped, with a narrow pin in the ground plane and a wide pin in the hole. The element achieves a wide bandwidth, is low in height, and is modular, but requires a balun to be built into the element to increase manufacturing cost and complexity.

도3은 반얀트리 안테나(Banyantree antenna)의 일 실시예에 따른 어레이 요소의 정면 및 측면을 함께 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a front and a side view together of an array element according to an embodiment of a Banyantree antenna.

송신 신호 방사를 위한 어레이 요소 패턴은 토끼 귀 형태와 비슷하며, 반얀트리 안테나는 광대역 특성이 우수하고, 당연히 혼 안테나나 LPDA 보다 부피가 작으며, D듀얼 폴라라이제이션(Ddual polarization) 구현이 용이하다는 장점이 있어 소형화된 기기의 재밍신호 송신안테나로 사용하기에 적합하다. Array element pattern for transmitting signal radiation is similar to rabbit ear shape, Banyan Tree antenna has excellent broadband characteristics, is naturally smaller in volume than horn antenna or LPDA, and D-dual polarization is easy to implement. It has advantages and is suitable for use as a jamming signal transmission antenna for miniaturized devices.

이런 안테나의 특성은 개별 어레이 요소를 이루는 잎파리 모양의 도체 패턴의 Ri 및 Ro로 각각 표시되는 상부 곡선(내측 곡선)을 규정하는 함수와 하부 곡선(외측 곡선)을 규정하는 함수의 영향을 받게 되며, 경사 슬랏의 아래의 P1(x1, y1) 점에서 위의 P2(x2, y2) 점을 잇는 곡선의 함수 f(x)는 아래의 식과 같이 주어질 수 있다. The characteristics of such an antenna are affected by a function defining an upper curve (inner curve) and a lower curve (outer curve), respectively, denoted by Ri and Ro of the leaf-shaped conductor pattern constituting individual array elements, The function f(x) of the curve connecting the lower P 1 (x 1 , y 1 ) point of the gradient slot to the upper P 2 (x 2 , y 2 ) point can be given as the following equation.

f(x)= C1eRx + C2 이때, C1=(y2-y1)/(erRx2-eRx1), C2=(y2eRx2-y1eRx1)/(eRx2-eRx1)f(x)= C 1 e Rx + C 2 where C 1 =(y 2 -y 1 )/(e rRx2 -e Rx1 ), C 2 =(y 2 e Rx2 -y 1 e Rx1 )/(e Rx2 -e Rx1 )

그러나, 이런 형태의 안테나도 여전히 개별 어레이 요소의 이득 특성 등 성능 개선의 여지가 있으며, 도전 패턴을 유전체 기판이 앞뒤로 덮고 있는 형태는 제작이 번거롭고 복잡할 수 있다. However, even with this type of antenna, there is still room for improvement in performance such as gain characteristics of individual array elements, and a form in which a conductive pattern is covered with a dielectric substrate back and forth may be cumbersome and complicated to manufacture.

US 20110057852 A1 : modular wideband antenna arrayUS 20110057852 A1 : modular wideband antenna array

The Banyan Tree Antenna Array(by Steven S. Holland, Student Member, IEEE, and Marinos N. Voubakis, Member, IEEE, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 59, NO 11, NOVEMBER 2011)The Banyan Tree Antenna Array (by Steven S. Holland, Student Member, IEEE, and Marinos N. Voubakis, Member, IEEE, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 59, NO 11, NOVEMBER 2011)

본 발명은 상술한 기존의 재밍을 위한 송신 안테나에 비해 간단한 구성과 작은 크기를 가지고, 이득 특성이 개선된 광대역 소형의 전자전 재밍 송신장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a compact wideband electronic warfare jamming transmitter with improved gain characteristics and a simpler configuration and smaller size than the conventional jamming antenna described above.

본 발명은 또한, 제작에 있어서 간단하고 비용을 줄일 수 있는 구성을 가지는 광대역 소형의 전자전 재밍 송신장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a broadband compact electronic warfare jamming transmitter having a configuration that is simple in manufacturing and can reduce costs.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 The present invention for achieving the above object

유전체 기판의 일 면에 중앙 상부에서 하부로 가면서 폭이 줄어드는 경사 슬랏에 의해 좌우 양쪽으로 분리되는 비발디 안테나의 어레이 요소의 도전 패턴이 도전층 인쇄 등을 통해 도전막으로 형성되고 이런 비발디 안테나의 어레이 요소 복수개가 그라운드 평면에서 외측을 향해 세워지는 형태로 배열 설치되고, 분리된 일측 도전 패턴은 경사 슬랏에 의해 상부 곡선이 규정되며, 도전 패턴에서 그라운드 평면으로 연장되는 접지포스트 및 접지포스트와 이격되어 상기 일측 도전 패턴에서 그라운드 평면으로 연장되는 제1 매칭포스트(matching post)에 의해 그라운드와 전기적으로 연결되고, 분리된 타측 도전 패턴은 경사 슬랏에 의해 상부 곡선이 규정되며, 도전 패턴에서 그라운드 평면쪽으로 연장되되 그라운드와 분리되어 급전선과 결합되는 급전포스트와 이 급전포스트와 이격되어 상기 타측 패턴에서 그라운드 평면으로 연장되어 전기적으로 접속되는 제2 매칭포스트(matching post)를 가지는 광대역 재밍 송신 안테나에 있어서, On one surface of the dielectric substrate, the conductive pattern of the array element of the Vivaldi antenna, which is separated to the left and right by an inclined slot that decreases in width from the top to the bottom, is formed as a conductive film through conductive layer printing, etc., and such an array element of the Vivaldi antenna A plurality of the conductive patterns are arranged and installed in a form that stands out from the ground plane, and the upper curve is defined by an inclined slot of the separated conductive pattern, and the one side is spaced apart from the ground post and the ground post extending from the conductive pattern to the ground plane. The conductive pattern is electrically connected to the ground by a first matching post extending from the conductive pattern to the ground plane, and the separated other conductive pattern has an upper curve defined by an inclined slot, and extends from the conductive pattern toward the ground plane and is extended to the ground. In the broadband jamming transmission antenna having a feed post separated from and coupled to a feed line, and a second matching post spaced apart from the feed post and electrically connected to the ground plane from the other side pattern,

상기 도전층 인쇄 등을 통해 형성된 도전 패턴에는 광대역 특성을 도출하기 위해 좌우 양쪽 가장자리에(좌우로 분리된 좌측 도전 패턴의 좌측 및 분리된 우측 도전 패턴의 우측 가장자리에) 각각 수평하거나 수평과 일정 각도를 가지는 하나 이상의 슬랏 혹은 노치가 형성되고, In the conductive pattern formed through the conductive layer printing, etc., in order to derive broadband characteristics, horizontally or at a certain angle with the horizontal Branches are formed with one or more slots or notches,

유전체 기판의 반대 면에는 기생 루프 도전 패턴이 설치되는 것을 특징으로 한다. A parasitic loop conductive pattern is installed on the opposite surface of the dielectric substrate.

본 발명에서 반대 면의 기생 루프 도전 패턴은 일 면의 도전 패턴의 상단과 양 측단을 포괄하는 사각 루프 형태로 이루어질 수 있고, 사각형 외에도 원형이나 다른 다각형, 폐곡선 형태를 이룰 수 있다.In the present invention, the parasitic loop conductive pattern of the opposite surface may be formed in the form of a square loop covering the upper end and both ends of the conductive pattern of one surface, and in addition to the square, it may form a circle or other polygonal, closed curve shape.

본 발명에서 슬랏은 직자각형의 좁은 틈으로 이루어지는 것일 수 있다.In the present invention, the slot may be formed of a rectangular narrow gap.

본 발명에서 비달디 안테나 어레이 요소 복수개는 그라운드 평면에 행렬 형태로 배열되는 것일 수 있다.In the present invention, a plurality of Vidaldi antenna array elements may be arranged in a matrix form on a ground plane.

본 발명에 따르면 재밍을 위한 송신 안테나를 제작함에 있어서 간단한 구성과 작은 크기를 가지면서도 이득 특성을 개선하여 효율과 성능 증대를 가져올 수 있다. According to the present invention, in manufacturing a transmission antenna for jamming, efficiency and performance can be increased by improving gain characteristics while having a simple configuration and small size.

본 발명에 따르면, 기존의 제작 과정을 거의 바꾸지 않고 비용의 유의미한 증가도 없도록 하면서도 재밍신호 송신안테나의 효율과 성능을 유의미하게 개선하는 효과를 가질 수 있다. According to the present invention, it is possible to have the effect of significantly improving the efficiency and performance of the jamming signal transmitting antenna while hardly changing the existing manufacturing process and not significantly increasing the cost.

본 발명에서는 특히, 매칭포스트를 구비한 잎 모양 비발디 안테나 혹은 반얀트리 안테나의 어레이 요소에서 기판 후면에 기생 루프를 더 설치하고, 다이폴을 담당하는 양 측 도전 패턴의 측단에 복수의 슬롯을 형성하여 광대역 주파수 범위를 커버할 수 있도록 하고, 고감도 커플링이 이루어질 수 있도록 하여, 소형화 되었음에도 광대역 특성을 가지며, 특히 2 내지 6 GHz의 광대역 주파수 대역에서 높은 이득 특성을 가지도록 하고, 또한 이러한 개별 어레이 요소를 좌우 폭방향으로 다수를 배치하여 어레이 안테나로 확장하여 낮은 반사계수 혹은 낮은 전압정재파비를 가지도록 함으로써 출력에서 고효율을 달성할 수 있다. In the present invention, in particular, in the array element of the leaf-shaped Vivaldi antenna or Banyan tree antenna having a matching post, a parasitic loop is further installed on the back side of the substrate, and a plurality of slots are formed at the side ends of the conductive patterns on both sides for the dipole to form a broadband By allowing the frequency range to be covered and high-sensitivity coupling can be made, it has wideband characteristics even though it is miniaturized, and has high gain characteristics, especially in the wideband frequency band of 2 to 6 GHz, and also controls these individual array elements. By arranging a plurality in the width direction and extending it to an array antenna to have a low reflection coefficient or a low voltage standing wave ratio, high efficiency can be achieved in output.

도1 및 도2는 기존의 광대역 특성을 가지는 재밍용 송신 안테나의 예로써 각각 혼 안테나(HORN ANTENNA) 및 LPDA를 나타내는 개념도,
도3은 반얀트리 안테나(Banyantree antenna)의 일 실시예에 따른 어레이 요소의 정면 및 측면을 함께 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재밍용 송신안테나 어레이 요소를 특징을 적시한 부분적 확대도와 함께 나타내는 개념적 사시도,
도5는 도4의 어레이 요소의 배면에 형성된 기생 루프를 나타내는 배면도,
도6은 도4와 같은 실시예에서 일정 주파수 구간의 몇 가지 주파수에서 측정한 전면 방향 이득과 시뮬레이션에 의한 전면 방향 이득 특성 곡선을 나타내는 그래프,
도7은 도4와 같은 실시예에서 일정 주파수 구간에 있어서 측정 및 시뮬레이션에 의한 반사 계수의 크기 변화를 나타내는 그래프,
도8은 매칭포스트를 가지는 반얀트리 안테나의 어레이 요소에 의한 주파수변화에 따른 반사 계수와, 그 어레이 모듈에 슬롯을 형성하거나 후면 기생 루프를 형성한 경우 각각에서의 주파수 변화에 따른 반사 계수를 함께 표시하는 비교그래프,
도9는 본 발명의 어레이 요소(모듈) 복수개가 그라운드 기판에 좌우 폭방향으로 배열된 상태를 나타내는 사시도,
도10은 도9와 비슷하게 어레이 모듈 복수개가 폭방향으로 위상배열된 것을 나타내는 개념도,
도11은 도9와 같은 위상 배열을 이루는 안테나에서 주변부에 있는 어레이 요소에서의 배열을 이루는 갯수와 측정 및 시뮬레이션 여부를 달리하면서 얻어진 능동 전압 정재파비를 나타내는 그래프,
도12는 도9와 같은 위상 배열을 이루는 안테나에서 중앙부에 있는 어레이 요소에서의 배열을 이루는 갯수와 측정 및 시뮬레이션 여부를 달리하면서 얻어진 능동 전압 정재파비를 나타내는 그래프이다.
1 and 2 are conceptual diagrams showing a horn antenna (HORN ANTENNA) and an LPDA, respectively, as examples of a transmission antenna for jamming having a conventional wideband characteristic;
3 is a view showing a front and a side view together of an array element according to an embodiment of a Banyantree antenna.
4 is a conceptual perspective view showing a transmission antenna array element for jamming according to an embodiment of the present invention together with a partially enlarged view showing the characteristics;
Fig. 5 is a rear view showing a parasitic loop formed on the rear surface of the array element of Fig. 4;
6 is a graph showing a front-direction gain measured at several frequencies in a predetermined frequency section and a front-direction gain characteristic curve by simulation in the same embodiment as in FIG. 4;
Figure 7 is a graph showing the change in the magnitude of the reflection coefficient by measurement and simulation in a certain frequency section in the embodiment as in Figure 4;
8 shows the reflection coefficient according to the frequency change by the array element of the Banyan Tree antenna having the matching post, and the reflection coefficient according to the frequency change in each case when a slot is formed in the array module or a rear parasitic loop is formed. comparison graph,
9 is a perspective view showing a state in which a plurality of array elements (modules) of the present invention are arranged in the left and right width directions on a ground substrate;
10 is a conceptual diagram showing that a plurality of array modules are arranged in phase in the width direction similar to FIG. 9;
11 is a graph showing the active voltage standing wave ratio obtained by varying the number of arrays in the array elements in the periphery in the antenna forming the phased array as in FIG. 9 and whether measurement and simulation are performed;
12 is a graph showing the active voltage standing wave ratio obtained by varying the number of array elements in the central part of the antenna constituting the phase array as shown in FIG. 9 and whether measurement and simulation are performed.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples with reference to the drawings.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재밍용 송신안테나 어레이 요소를 나타내는 개념적 사시도 및 그 일 부분들에 대한 확대도이며, 도5는 그 어레이 요소의 후면 루프를 나타내는 배면도이다. 4 is a conceptual perspective view showing a transmission antenna array element for jamming according to an embodiment of the present invention and an enlarged view of parts thereof, and FIG. 5 is a rear view showing a rear loop of the array element.

여기서는 직사각형 유전체 기판(10)에 중앙 상부에서 하부로 가면서 폭이 줄어드는 경사 슬랏(tapered slot: 15)에 의해 좌우 양쪽으로 분리되는 비발디 안테나의 어레이 요소의 도전 패턴(fins: 21, 23)이 인쇄 등의 방법으로 형성되어 어레이 요소가 만들어진다. 이 도전 패턴(21, 23)은 안테나의 전자 방사를 위한 다이폴에 해당되는 것으로 볼 수 있다.Here, the conductive patterns (fins: 21, 23) of the array elements of the Vivaldi antenna separated on the left and right by a tapered slot (15), which decreases in width from the upper center to the lower part, are printed on the rectangular dielectric substrate (10). is formed by the method of the array element is made. The conductive patterns 21 and 23 may be considered to correspond to dipoles for electromagnetic radiation of the antenna.

이런 비발디 안테나의 어레이 요소가 그라운드 평면(50)에서 외측을 향해 세워지는 형태로 설치된다. 경사 슬랏(15) 혹은 갭에 의해 좌우로 분리된 일측 도전 패턴(grounded fin: 21)은 경사 슬랏에 의해 상부 곡선(내측 곡선)이 규정되며, 이 도전 패턴에서 그라운드 평면(50)으로 연장되는 접지포스트(31) 및 이 접지포스트와 이격되어 상기 일측 도전 패턴에서 그라운드 평면으로 연장되는 제1 매칭포스트(matching post:33) 혹은 제1 단락포스트(shorting post: 33)에 의해 그라운드와 전기적으로 연결된다.The array elements of this Vivaldi antenna are installed in a form that is erected outward from the ground plane 50 . An upper curve (inner curve) is defined by an inclined slot 15 or a one-sided conductive pattern (grounded fin 21) separated to the left and right by a gap, and the ground extending from this conductive pattern to the ground plane 50 It is electrically connected to the ground by the post 31 and a first matching post 33 or a first shorting post 33 spaced apart from the ground post and extending from the one conductive pattern to the ground plane. .

경사 슬랏(15)으로 분리된 타측 도전 패턴(excited fin: 23)은 경사 슬랏(tapered slot)에 의해 상부 곡선이 규정되며, 타측 도전 패턴(23)에서 그라운드 평면 쪽으로 연장되되 그라운드와 전기적으로 이격되어 급전선, 가령 표준 고주파 인터페이스(standard RF interface)과 결합되는 급전포스트(35)와 이 급전포스트와 이격되며 상기 타측 도전 패턴(23)에서 그라운드 평면(50)으로 연장되어 전기적으로 접속되는 제2 매칭포스트 혹은 단락포스트(matching post or shorting post: 37)를 가진다.The other conductive pattern (excited fin: 23) separated by the inclined slot (15) has an upper curve defined by an inclined slot (tapered slot), and extends from the other conductive pattern (23) toward the ground plane and is electrically separated from the ground. A feed line, for example, a feed post 35 coupled to a standard RF interface, and a second matching post spaced apart from the feed post and extending from the other conductive pattern 23 to the ground plane 50 and electrically connected Or have a matching post or shorting post (37).

이러한 도전 패턴들의 급전 및 접지 형태는 일반적인 비발디 안테나의 경우와 다른 특징을 이루게 되며, 밸런스 언밸런스 조절 기능을 어레이 요소 내에 일체화하여 전체 안테나 구조를 단순화하고 전파 방사를 위한 안테나 크기를 소형화하는데 기여할 수 있다. The form of feeding and grounding of these conductive patterns is different from that of a general Vivaldi antenna, and by integrating the balance unbalance control function in the array element, it can contribute to simplifying the overall antenna structure and reducing the size of the antenna for radio wave radiation.

또한, 이런 본 발명의 실시예에서는 기존 비발디 안테나를 이루는 어레이 요소와 달리, 경사 슬롯(15)에 의해 좌우로 분리된 도전 패턴에는 광대역 특성을 도출하기 위해 좌우 양쪽 가장자리에 각각 수평과 일정 각도를 가지는 복수 개, 여기서는 5개의 좁은 폭의 직사각형의 슬랏(slot: 25)이 형성된다.In addition, in this embodiment of the present invention, unlike the array elements constituting the existing Vivaldi antenna, the conductive pattern separated left and right by the inclined slot 15 has a horizontal and a certain angle on both left and right edges to derive a broadband characteristic, respectively. A plurality, here five narrow, rectangular slots 25 are formed.

그리고, 도5의 기판 후면에 형성된 특징적 기생 루프(40)는 도전 패턴의 일종이며 전면의 도전 패턴과 마찬가지로 인쇄 등을 이용하여 도전막으로 형성할 수 있다. 여기서 기생 루프는 전면 도전 패턴의 상단과 좌우 측단을 포괄하는 직사각형 일정 폭의 도선 패턴으로 이루어지며 대칭, 균형을 이루도록 형성되지만, 이런 실시예가 기생 루프의 조건을 한정하는 것은 아니다. 따라서 기생 루프는 원형이나 다른 다각형이나 임의의 폐곡선 형태를 가지는 것도 가능하다. In addition, the characteristic parasitic loop 40 formed on the rear surface of the substrate of FIG. 5 is a kind of conductive pattern and may be formed as a conductive film by printing or the like, similarly to the front conductive pattern. Here, the parasitic loop is formed to be symmetrical and balanced with a rectangular conducting wire pattern having a predetermined width covering the top and left and right side ends of the front conductive pattern, but this embodiment does not limit the conditions of the parasitic loop. Therefore, the parasitic loop may have a circular or other polygonal shape or any closed curve shape.

이들 슬랏(25)이나 기생 루프(40)의 추가 형성은 이득(gain)을 향상시키기 위한 것이다. The additional formation of these slots 25 or parasitic loops 40 is to improve the gain.

도4 및 도5에 표시된 어레이 요소 내의 파라메터 값은 다음의 표와 같이 주어질 수 있다. The parameter values in the array elements shown in Figs. 4 and 5 can be given as in the following table.

Figure 112021062474235-pat00001
Figure 112021062474235-pat00001

여기서 안테나의 어레이 요소는 TLY-5 기판으로서 비유전율 εr = 2.2, 손실 탄젠트 tanδ = 0.0009의 것을 사용하고, 다이폴 역할을 하는 비발디 안테나의 어레이 요소를 이루는 도전 패턴은 인쇄를 통해 후막의 도전패턴으로 이루어진다. 기판은 직사각형 판재로 너비 39.4mm, 높이 119mm, 두께 1.6mm의 것을 사용하고 있다.Here, the array element of the antenna is a TLY-5 substrate with a relative dielectric constant ε r = 2.2 and a loss tangent tan δ = 0.0009. is done The substrate is a rectangular plate with a width of 39.4mm, a height of 119mm, and a thickness of 1.6mm.

도6은 도4와 같은 실시예에서 일정 주파수 구간의 몇 가지 주파수에서 측정한 전면 방향 이득과 시뮬레이션에 의한 전면 방향 이득 특성 곡선을 나타내는 그래프이며, 도7은 도4와 같은 실시예에서 일정 주파수 구간에 있어서 측정 및 시뮬레이션에 의한 반사 계수의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing a front-direction gain measured at several frequencies in a constant frequency section and a front-direction gain characteristic curve by simulation in the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a constant frequency section in the embodiment shown in FIG. It is a graph showing the change in the magnitude of the reflection coefficient by measurement and simulation.

시뮬레이션 및 직접 측정에 의한 전면 방향 이득의 값은 주파수 3 내지 6 기가헬즈 대역에서 -0.6dBi 보다 큰 것을 확인할 수 있고, 반사 계수(reflection coefficient)는 동일한 3 내지 6기가헬즈 주파수 대역에서 -10dB 이하가 됨을 확인할 수 있다. 이때 전압 정재파비는 3기가헬즈 이상에서 1.5: 1 이하의 값을 가진다.It can be confirmed that the value of the front gain by simulation and direct measurement is greater than -0.6 dBi in the frequency 3 to 6 gigaheltz band, and the reflection coefficient is -10 dB or less in the same 3 to 6 gigaheltz frequency band. can be verified. At this time, the voltage standing wave ratio has a value of 1.5:1 or less at 3 gigaheltz or more.

도8은 매칭포스트를 가지는 비발디 안테나(반얀트리 안테나)의 어레이 요소에 의한 주파수변화에 따른 반사 계수와, 그 어레이 모듈에 슬롯을 형성하거나 후면 기생 루프를 형성한 경우 각각에서의 주파수 변화에 따른 반사 계수를 함께 표시하는 비교그래프이다.8 is a reflection coefficient according to a frequency change by an array element of a Vivaldi antenna (Banyan tree antenna) having a matching post, and a reflection according to a frequency change in each case when a slot is formed in the array module or a rear parasitic loop is formed. It is a comparison graph that displays coefficients together.

주파수 특성을 나타내는 프렉션널 대역폭(fractional bandwidth)은 통상 주파수 곡선의 대역폭을 그 대역폭의 중심주파수로 나누어 얻은 값이며, 여기서 인쇄를 통해 형성한 단순 도전 패턴에서의 프렉션널 대역폭 및 단순 도전 패턴에 슬롯을 추가 형성한 도전 패턴에서의 프렉션널 대역폭은 각각 12%, 35%의 값을 가지고, 배면 기생 루프를 가지는 도전 패턴에서의 프렉션널 대역폭은 66%로 나타남을 볼 수 있다.The fractional bandwidth representing the frequency characteristic is a value obtained by dividing the bandwidth of the frequency curve by the center frequency of the bandwidth, where the fractional bandwidth in the simple conductive pattern formed through printing and the slot in the simple conductive pattern It can be seen that the fractional bandwidth in the additionally formed conductive pattern has values of 12% and 35%, respectively, and the fractional bandwidth in the conductive pattern having the rear parasitic loop is 66%.

도9는 본 발명의 어레이 요소(모듈) 복수개가 그라운드 기판에 좌우 폭방향으로 배열된 상태를 나타내는 사시도이며, 도10은 도9와 비슷하게 어레이 모듈 복수개가 폭방향으로 위상배열된 것을 나타내는 개념도로 D. M. Pozar의 "A relation between the active input impedance and the active element pattern of a phased array" (IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 51, no. 9, pp. 2486-2489, Sept. 2003)에서 참고한 것이다. 9 is a perspective view showing a state in which a plurality of array elements (modules) of the present invention are arranged in the left and right width directions on a ground substrate, and FIG. 10 is a conceptual diagram showing that a plurality of array modules are arranged in phase in the width direction similar to FIG. Reference is made from Pozar's "A relation between the active input impedance and the active element pattern of a phased array" ( IEEE Trans. Antennas Propag. , vol. 51, no. 9, pp. 2486-2489, Sept. 2003). .

도10과 같이 어레이 요소가 위상배열된 안테나에서 N번째 요소에서의 전체 터미널 전압 Vn은 아래의 식과 같이 주어질 수 있다.In the antenna in which the array elements are phased as shown in FIG. 10 , the total terminal voltage V n at the N-th element may be given by the following equation.

Vn=Vn ++Vn -=Vn ++∑SmVn + (여기서 ∑는 m이 1에서 N까지에 대한 합산을 의미한다)V n =V n + +V n - =V n + +∑S m V n + (where ∑ means the sum of m from 1 to N)

이때의 능동 반사계수Γ와 능동 전압정재파비(Active VSWR)는 아래의 식들에 의해 규정될 수 있다.At this time, the active reflection coefficient Γ and the active voltage standing wave ratio (Active VSWR) may be defined by the following equations.

Figure 112021062474235-pat00002
Figure 112021062474235-pat00002

Figure 112021062474235-pat00003
Figure 112021062474235-pat00003

이런 배열을 확장시키기 위해서는 경계조건(boundary condition)이 시뮬레이션 내에서 주기적 구조를 가지는 것으로 설정되고 분석되어야 한다.To extend this arrangement, boundary conditions must be established and analyzed to have a periodic structure in the simulation.

도11은 도9와 같은 위상 배열을 이루는 안테나에서 주변부에 있는 어레이 요소에서의 배열을 이루는 갯수와 측정 및 시뮬레이션 여부를 달리하면서 얻어진 능동 전압 정재파비를 나타내는 그래프이고, 도12는 도9와 같은 위상 배열을 이루는 안테나에서 중앙부에 있는 어레이 요소에서의 배열을 이루는 갯수와 측정 및 시뮬레이션 여부를 달리하면서 얻어진 능동 전압 정재파비를 나타내는 그래프이다.11 is a graph showing the active voltage standing wave ratio obtained by varying the number of array elements in the periphery of the antenna constituting the phase arrangement as in FIG. 9 and whether measurement and simulation are performed, and FIG. 12 is the same phase as in FIG. It is a graph showing the active voltage standing wave ratio obtained by varying the number of array elements in the array element in the center of the array antenna and whether measurement or simulation is performed.

능동 전압정재파비(Active VSWR)는 여기서 중앙 어레이 요소에서 증가하고, 어레이 요소의 숫자가 많아짐에 따라 감소함을 볼 수 있다.It can be seen here that the active voltage standing wave ratio (Active VSWR) increases in the central array element and decreases as the number of array elements increases.

이상의 도면들과 그와 연관된 실험 결과를 통해 정리하면, 본 발명의 어레이 요소를 가진 광대역 재밍신호 송신안테나가 매칭포스트, 도전 패턴에 설치되는 슬랏들, 배면의 기생 루프(parasitic loop)를 통해 적용 주파수 대역폭을 확장시킴을 확인할 수 있고, 실시예와 같은 파라미터들을 가진 조건에서 전면 방향 이득의 값은 주파수 3 내지 6 기가헬즈 대역에서 -0.6dBi 보다 큰 것을 확인할 수 있고, 반사 계수(reflection coefficient)는 동일한 3 내지 6기가헬즈 주파수 대역에서 -10dB 이하가 됨을 확인할 수 있다. 이때 전압 정재파비는 3기가헬즈 이상에서 1.5: 1 이하의 값을 가지는 것을 볼 수 있다. .Summarizing through the above drawings and related experimental results, the broadband jamming signal transmission antenna having the array element of the present invention applies the frequency applied through the matching post, the slots installed in the conductive pattern, and the parasitic loop on the back side. It can be confirmed that the bandwidth is extended, and it can be seen that the value of the front-direction gain is greater than -0.6 dBi in the frequency 3 to 6 gigaheltz band under the conditions with the same parameters as in the embodiment, and the reflection coefficient is the same It can be seen that the frequency band is -10dB or less in the 3 to 6 gigaheltz frequency band. At this time, it can be seen that the voltage standing wave ratio has a value of 1.5:1 or less at 3 gigaheltz or more. .

이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. In the above, the present invention has been described through limited examples, but these are only illustratively described to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples.

가령 여기서 설명한 실시예의 파라메터는 타겟 주파수 대역을 가령 2~6기가헬즈로 할 때 적합하게 이루어진 것이며 동작 주파수 대역이 0.5 내지 2 기가헬즈, 6 내지 18기가헬즈, 18 내지 40 기가헬즈로 달라지면 그에 따른 파라메터 수치를 도출하여 어레이 요소 스케일을 증감할 수 있다. For example, the parameters of the embodiment described herein are suitably made when the target frequency band is, for example, 2 to 6 gigaheltz, and when the operating frequency band is changed to 0.5 to 2 gigaheltz, 6 to 18 gigaheltz, and 18 to 40 gigaheltz, the corresponding parameters Array element scale can be increased or decreased by deriving a numerical value.

따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes or application examples based on the present invention, and it is natural that such modifications or application examples belong to the appended claims.

10: 기판 15: 경사 슬랏(tapered slot)
21, 23: 도전 패턴 25: 슬랏(slot)
31: 접지포스트 33: 제1 매칭포스트
35: 급전포스트 37: 제2 매칭포스트
40: 기생 루프(parasitic loop) 50: 그라운드 평면
10: substrate 15: tapered slot
21, 23: conductive pattern 25: slot
31: ground post 33: first matching post
35: feeding post 37: second matching post
40: parasitic loop 50: ground plane

Claims (5)

유전체 기판의 일 면에 중앙 상부에서 하부로 가면서 폭이 줄어드는 경사 슬랏(tapered slot)에 의해 좌우 양쪽으로 분리되는 어레이 요소의 도전 패턴(grounded fin, excited fin)이 형성되고, 상기 어레이 요소 복수 개가 그라운드 평면에서 외측을 향해 세워지는 형태로 배열 설치되고, 분리된 도전 패턴 가운데 일측 도전 패턴(grounded fin)은 상기 일측 도전 패턴에서 상기 그라운드 평면으로 연장되는 접지포스트 및 상기 접지포스트와 이격되고 상기 일측 도전 패턴에서 상기 그라운드 평면으로 연장되는 제1 매칭포스트(matching post)에 의해 그라운드와 전기적으로 연결되고, 타측 도전 패턴(excited fin)은 상기 타측 도전 패턴에서 상기 그라운드 평면 쪽으로 연장되되 그라운드와 분리되는 급전포스트와, 상기 급전포스트와 이격되면서 상기 타측 도전 패턴에서 상기 그라운드 평면으로 연장되어 전기적으로 그라운드와 접속되는 제2 매칭포스트(matching post)를 가지는 광대역 재밍신호 송신안테나에 있어서,
분리된 상기 도전 패턴에는 광대역 특성을 도출하기 위해 좌우 양쪽 가장자리에 각각 수평하거나 수평과 일정 각도를 가지는 복수 개의 슬랏 혹은 노치가 형성되고,
상기 유전체 기판의 반대 면에는 기생 루프 도전 패턴이 설치되고, 상기 기생 루프 도전 패턴은 상기 일 면의 도전 패턴의 상단과 양 측단을 포괄하는 사각 루프 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 재밍신호 송신안테나.
A conductive pattern (grounded fin, excited fin) of an array element is formed on one surface of the dielectric substrate, which is separated from left and right by a tapered slot that decreases in width from the top to the bottom in the center, and the plurality of array elements are grounded One conductive pattern (grounded fin) among the separated conductive patterns is arranged and installed to stand outward in a plane. is electrically connected to the ground by a first matching post extending to the ground plane in In the broadband jamming signal transmission antenna having a second matching post spaced apart from the feeding post and extending from the other conductive pattern to the ground plane and electrically connected to the ground,
In the separated conductive pattern, a plurality of slots or notches are formed on both left and right edges, respectively, horizontally or having a predetermined angle with the horizontal in order to derive a broadband characteristic,
A parasitic loop conductive pattern is installed on the opposite surface of the dielectric substrate, and the parasitic loop conductive pattern is formed in a rectangular loop shape covering the upper end and both sides of the conductive pattern on the one surface.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 기생 루프 도전 패턴은 원형의 일정폭의 도선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 재밍신호 송신안테나.
The method of claim 1,
The parasitic loop conductive pattern is a broadband jamming signal transmitting antenna, characterized in that it is made of a circular wire of a constant width.
제 1 항에 있어서,
상기 슬랏은 좌우 방향 수평으로 좁은 폭의 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 재밍신호 송신안테나.
The method of claim 1,
The slot is a broadband jamming signal transmission antenna, characterized in that formed in a horizontally narrow rectangle in the left and right directions.
제 1 항에 있어서,
상기 어레이 요소 복수 개는 상기 그라운드 평면에 적어도 1열을 가진 행렬 형태로 배열 설치되는 것임을 특징으로 하는 광대역 재밍신호 송신안테나.
The method of claim 1,
The plurality of array elements are arranged in a matrix form having at least one column on the ground plane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115332788A (en) * 2022-08-16 2022-11-11 西安电子科技大学 Low-profile three-frequency flat high-gain resonant cavity antenna

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070066886A (en) * 2005-12-23 2007-06-27 한양대학교 산학협력단 Wideband antenna using notch and stub, and communication apparatus with that
KR20090065882A (en) * 2007-12-18 2009-06-23 전남대학교산학협력단 Compact band-notched ultra wideband antenna
KR20100087545A (en) * 2009-01-28 2010-08-05 전남대학교산학협력단 Compact band-notched ultra wideband antenna
US20110057852A1 (en) 2009-08-03 2011-03-10 University of Massachutsetts Modular Wideband Antenna Array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070066886A (en) * 2005-12-23 2007-06-27 한양대학교 산학협력단 Wideband antenna using notch and stub, and communication apparatus with that
KR20090065882A (en) * 2007-12-18 2009-06-23 전남대학교산학협력단 Compact band-notched ultra wideband antenna
KR20100087545A (en) * 2009-01-28 2010-08-05 전남대학교산학협력단 Compact band-notched ultra wideband antenna
US20110057852A1 (en) 2009-08-03 2011-03-10 University of Massachutsetts Modular Wideband Antenna Array

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The Banyan Tree Antenna Array(by Steven S. Holland, Student Member, IEEE, and Marinos N. Voubakis, Member, IEEE, IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 59, NO 11, NOVEMBER 2011)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115332788A (en) * 2022-08-16 2022-11-11 西安电子科技大学 Low-profile three-frequency flat high-gain resonant cavity antenna
CN115332788B (en) * 2022-08-16 2024-02-02 西安电子科技大学 Low-profile three-frequency flat high-gain resonant cavity antenna

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