KR102414218B1 - Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance - Google Patents
Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance Download PDFInfo
- Publication number
- KR102414218B1 KR102414218B1 KR1020210033752A KR20210033752A KR102414218B1 KR 102414218 B1 KR102414218 B1 KR 102414218B1 KR 1020210033752 A KR1020210033752 A KR 1020210033752A KR 20210033752 A KR20210033752 A KR 20210033752A KR 102414218 B1 KR102414218 B1 KR 102414218B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coaxial line
- coaxial
- coupling part
- arm
- radiator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
- H01Q11/10—Logperiodic antennas
- H01Q11/105—Logperiodic antennas using a dielectric support
-
- 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
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
본 실시예들은 동축선 다발 및 수평 배치된 발룬을 통해 전송선을 교차하지 않고 안테나의 높이를 줄이고, 급전 구조에 추가된 매칭 스터브를 이용하여 광대역폭으로 동작 가능한 시뉴어스 안테나를 제공한다.The present embodiments reduce the height of an antenna without crossing a transmission line through a coaxial bundle and a horizontally arranged balun, and provide a sequential antenna capable of wide bandwidth operation by using a matching stub added to a feeding structure.
Description
본 발명이 속하는 기술 분야는 시뉴어스 안테나에 관한 것이다. The technical field to which the present invention pertains relates to a sequential antenna.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information for the present embodiment and does not constitute the prior art.
주파수 독립 안테나 중 가장 많이 사용되는 스파이럴 안테나(spiral antenna)는 이중 선형 편파를 만들 수 없으나, 시뉴어스 안테나(sinuous antenna)는 이중 선형 편파를 만들 수 있다.A spiral antenna, which is the most used among frequency independent antennas, cannot make a double linear polarization, but a sinuous antenna can make a double linear polarization.
시뉴어스 안테나가 이중 선형 편파를 방사하기 위해서 일반적인 2 개의 팔을 갖는 구조(2-arm)가 아닌 4 개의 팔을 갖는 구조(4-arm) 설계가 필요하다.In order for the sinus antenna to radiate double linearly polarized waves, it is necessary to design a structure with four arms (4-arm) rather than a structure with two arms (2-arm).
본 발명의 실시예들은 시뉴어스 안테나에서 동축선 다발 및 수평 배치된 발룬을 통해 전송선을 교차하지 않고 안테나의 높이를 줄이는 데 발명의 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention have a main object of the present invention to reduce the height of the antenna without crossing the transmission line through the coaxial bundle and the horizontally arranged balun in the sequential antenna.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 시뉴어스 안테나에 있어서, 유전체; 상기 유전체에 형성된 방사체; 및 상기 방사체에 연결된 급전 구조를 포함하며, 상기 급전 구조는, 상기 방사체에 연결된 복수의 동축선을 갖는 동축선 다발; 상기 동축선 다발에 연결되며 상기 복수의 동축선이 교차되지 않도록 연결된 결합부; 및 상기 결합부에 연결되어 상기 방사체를 기준으로 수평하게 위치하는 발룬을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나를 제공한다.According to one aspect of the present embodiment, in the sequential antenna, the dielectric; a radiator formed on the dielectric; and a feeding structure connected to the radiator, wherein the feeding structure includes: a coaxial bundle having a plurality of coaxial wires connected to the radiator; a coupling part connected to the coaxial line bundle and connected so that the plurality of coaxial lines do not intersect; and a balun connected to the coupling unit and positioned horizontally with respect to the radiator.
상기 방사체는 제1 시뉴어스 팔, 제2 시뉴어스 팔, 제3 시뉴어스 팔, 및 제4 시뉴어스 팔을 포함할 수 있다.The radiator may include a first, second, third, and fourth sequential arm.
상기 동축선 다발은 상기 제1 시뉴어스 팔에 연결된 제1 동축선, 상기 제2 시뉴어스 팔에 연결된 제2 동축선, 상기 제3 시뉴어스 팔에 연결된 제3 동축선, 및 상기 제4 시뉴어스 팔에 연결된 제4 동축선을 포함할 수 있다.The coaxial bundle includes a first coaxial line coupled to the first senior arm, a second coaxial line coupled to the second senior arm, a third coaxial line coupled to the third senior arm, and the fourth sequential arm and a fourth coaxial line connected to the arm.
상기 결합부는 제1 결합부 및 제2 결합부를 포함하며, 상기 복수의 동축선이 원 회전 방향으로 상기 제1 동축선, 상기 제2 동축선, 상기 제3 동축선, 상기 제4 동축선 순서로 배치될 때, 상기 제1 결합부는 상기 제1 동축선과 상기 제3 동축선을 직선으로 연결하고, 상기 제2 결합부는 상기 제1 동축선 또는 상기 제3 동축선을 우회하여 상기 제2 동축선과 상기 제4 동축선에 연결될 수 있다.The coupling part includes a first coupling part and a second coupling part, and the plurality of coaxial lines are in the order of the first coaxial line, the second coaxial line, the third coaxial line, and the fourth coaxial line in a circular rotation direction. When disposed, the first coupling part connects the first coaxial line and the third coaxial line in a straight line, and the second coupling part bypasses the first coaxial line or the third coaxial line to the second coaxial line and the third coaxial line It may be connected to the fourth coaxial line.
상기 발룬은 제1 포트 및 제2 포트를 갖는 2-포트로 동작하며, 상기 제1 포트는 상기 제1 결합부에 연결되고, 상기 제2 포트는 상기 제2 결합부에 연결될 수 있다.The balun may operate as a two-port port having a first port and a second port, wherein the first port may be connected to the first coupling unit, and the second port may be connected to the second coupling unit.
상기 제1 결합부는 상기 제1 동축선과 만나는 영역 또는 상기 제3 동축선과 만나는 영역이 상기 방사체에 수평하게 연장된 제1 매칭 스터브를 포함할 수 있다.The first coupling part may include a first matching stub in which a region meeting the first coaxial line or a region meeting the third coaxial line extends horizontally to the radiator.
상기 제2 결합부는 상기 제2 동축선과 만나는 영역 및 상기 제4 동축선과 만나는 영역의 폭이 수평하게 확장된 구조로 형성될 수 있다.The second coupling part may be formed in a structure in which widths of a region meeting the second coaxial line and a region meeting the fourth coaxial line are horizontally expanded.
상기 제2 결합부는 상기 제2 결합부의 양측면에 연결되어 상기 방사체에 수평하게 연장된 제2 매칭 스터브 및 제3 매칭 스터브를 포함할 수 있다.The second coupling part may include a second matching stub and a third matching stub connected to both sides of the second coupling part and extending horizontally to the radiator.
상기 제2 매칭 스터브 및 상기 제3 매칭 스터브는 대칭 구조로 형성될 수 있다.The second matching stub and the third matching stub may have a symmetrical structure.
상기 제2 매칭 스터브 및 상기 제3 매칭 스터브는 상호 평행하게 배치될 수 있다.The second matching stub and the third matching stub may be disposed parallel to each other.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면 동축선 다발 및 수평 배치된 발룬을 통해 전송선을 교차하지 않고 시뉴어스 안테나의 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, there is an effect that the height of the sequential antenna can be reduced without crossing the transmission line through the coaxial bundle and the horizontally arranged balun.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as if they were described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나를 예시한 도면이다.
도 2는 기존의 시뉴어스 안테나의 급전 구조를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 동축선 다발을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 급전 구조를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 발룬을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 급전 구조에 따른 반사손실을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 매칭 스터브를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 매칭 스터브에 따른 반사손실을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a feeding structure of a conventional sequential antenna.
3 is a diagram illustrating a coaxial bundle of a sinus antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a feeding structure of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a balun of a sinus antenna according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a return loss according to a feeding structure of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a matching stub of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a return loss according to a matching stub of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may be unnecessarily obscure as it is obvious to those skilled in the art with respect to related known functions, the detailed description thereof will be omitted, and some embodiments of the present invention will be described. It will be described in detail with reference to exemplary drawings.
안테나의 입력 임피던스, 방사패턴, 편파, 이득 등의 안테나 특성이 넓은 주파수 범위에서 거의 일정한 주파수 독립 안테나 (Frequency Independent Antenna)는 UWB (Ultra Wide Band), 방향탐지 등 여러가지 응용분야에서 사용된다. 주파수 독립 안테나는 40:1 이상의 비대역폭(fractional bandwidth)을 가질 수 있다. A frequency independent antenna, in which the antenna characteristics such as input impedance, radiation pattern, polarization, and gain are almost constant in a wide frequency range, is used in various applications such as UWB (Ultra Wide Band) and direction finding. The frequency independent antenna may have a fractional bandwidth of 40:1 or more.
주파수 독립 안테나 중 가장 최근에 개발된 시뉴어스 안테나는 이중 선형 편파를 가질 수 있다. Among the frequency independent antennas, the most recently developed sequential antenna may have a double linear polarization.
주파수에 무관한 특성을 위해서는 자기상보(self-complementary) 구조가 필요하다. 자기상보 2 개의 팔을 가진 주파수 독립 안테나들의 경우 이론적으로 188 Ω의 입력 임피던스를 가진다.For frequency-independent characteristics, a self-complementary structure is required. In the case of frequency independent antennas with self-complementary two arms, the theoretical input impedance is 188 Ω.
일반적으로 이러한 구조의 방사체에 급전을 위해 불균형 신호(unbalanced signal)를 균형 신호(balanced signal)로 변환하고, 50 Ω의 입력단의 임피던스를 안테나의 입력 임피던스에 맞게 변환할 수 있는 발룬이 필요하다.In general, a balun capable of converting an unbalanced signal into a balanced signal and converting an impedance of an input terminal of 50 Ω to match the input impedance of the antenna is required to feed a radiator having such a structure.
일반적으로 주파수 독립 방사체들은 급전을 위해 수직으로 발룬(balun)을 연결한다. 이러한 방식은 안테나 높이가 곧 발룬의 길이가 되므로, 안테나 크기가 커지게 된다. 방사체가 4 개의 팔을 갖는 구조로 형성되 2-포트가 필요하므로, 필연적인 전송선로의 교차점을 만들어 커플링을 발생시키게 된다. 이는 포트 간 격리도에 문제를 야기시킨다. In general, frequency independent radiators connect a balun vertically for power supply. In this way, since the height of the antenna becomes the length of the balun, the size of the antenna increases. Since the radiator is formed in a structure with four arms and requires a 2-port, coupling is generated by making an inevitable intersection of transmission lines. This causes problems with port-to-port isolation.
높은 주파수 대역에서 동작하기 위해서는 일반적으로 방사체의 최소 반지름이 작아야 한다. 최소 반지름이 작을수록 포트의 전송선로 간에 커플링이 발생해 포트 간 격리도에 문제를 야기한다. In order to operate in a high frequency band, in general, the minimum radius of the radiator should be small. The smaller the minimum radius, the more coupling occurs between the transmission lines of the ports, causing problems in the isolation between ports.
본 실시예는 동축선 다발과 발룬을 이용한 구조를 통해 낮은 안테나 높이를 형성하고, 동축선 다발과 발룬의 연결부에 매칭 스터브(matching stub)를 추가해 20 GHz까지 동작할 수 있는 급전 구조를 제시한다.This embodiment provides a power feeding structure capable of operating up to 20 GHz by forming a low antenna height through a structure using a coaxial bundle and a balun, and adding a matching stub to the connection between the coaxial bundle and the balun.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나를 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
시뉴어스 안테나(1)는 유전체(10), 유전체(20)에 형성된 방사체(20), 및 방사체(20)에 연결된 급전 구조(30)를 포함한다.The
방사체(20)는 4 개의 팔을 갖는 구조로 형성되며, 제1 시뉴어스 팔, 제2 시뉴어스 팔, 제3 시뉴어스 팔, 및 제4 시뉴어스 팔을 포함할 수 있다.The
급전 구조(30)는 방사체에 연결된 복수의 동축선을 갖는 동축선 다발(31), 동축선 다발(31)에 연결되며 복수의 동축선이 교차되지 않도록 연결된 결합부(32), 및 결합부(32)에 연결되어 방사체를 기준으로 수평하게 위치하는 발룬을 포함한다.The
시뉴어스 안테나를 설계하는 다양한 곡률이 있다. 시뉴어스 곡률은 반경의 로그에 대한 사인 곡선으로 표현될 수 있다. 전체 곡선에 포함된 셀은 반경의 사인 곡선 함수 또는 다른 진동 함수로 정의될 수 있다. 하나의 셀은 출발 지점부터 중간 지점까지의 제1 곡선, 중간 지점부터 도착 지점까지의 제2 곡선을 포함할 수 있다. 제1 곡선과 제2 곡선이 왕복하는 각을 각 폭으로 볼 수 있다. 팔에 포함된 셀은 도체로 구현되므로 선이 확장된 일종의 두께를 갖는다. 셀의 외각 방향으로 돌출된 각을 회전각으로 볼 수 있다. 셀은 팔의 중심선에서 각 폭과 회전각을 합친 각만큼 돌출하게 된다. 팔은 구획된 원형 영역에 맞춰 왜곡되고 구부러진 지그재그 형상과 유사하다.There are many different curvatures for designing a sequential antenna. The sequential curvature can be expressed as a sinusoid of the logarithm of the radius. Cells included in the overall curve can be defined as a sinusoidal function of radius or other oscillation function. One cell may include a first curve from the starting point to the midpoint, and a second curve from the midpoint to the arrival point. An angle at which the first curve and the second curve reciprocate may be viewed as each width. The cell contained in the arm is implemented as a conductor, so the line has a kind of expanded thickness. An angle protruding in the direction of the outer shell of the cell can be viewed as a rotation angle. The cell protrudes from the centerline of the arm by the sum of its width and rotation angle. The arm resembles a zigzag shape that is distorted and bent to fit into a demarcated circular area.
도 2는 기존의 시뉴어스 안테나의 급전 구조를 예시한 도면이다. 도 2의 (a)는 시뉴어스 안테나 급전부이고, 도 2의 (b)는 2-포트 발룬이고, 도 2의 (c)는 연결 방식을 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a feeding structure of a conventional sequential antenna. Figure 2 (a) is a sequence antenna feeding unit, Figure 2 (b) is a two-port balun, Figure 2 (c) is a diagram illustrating a connection method.
이중 선형 편파를 만들기 위해서는 4 개의 팔을 갖는 방사체 구조의 설계가 필요하고 이러한 구조는 높은 입력 임피던스를 가져 입력 임피던스 변환을 위한 발룬이 필요할 뿐만 아니라 급전 구조의 크기가 커지는 주 요인이 된다. In order to make a double linear polarization wave, it is necessary to design a radiator structure having four arms, and this structure has a high input impedance, so a balun for input impedance conversion is required, and the size of the feeding structure is increased.
이중 선형 편파 동작을 위해서는 시뉴어스 안테나의 4 개의 팔은 서로 대칭하는 팔끼리 쌍을 이뤄 급전된다. 이러한 4 개의 팔을 갖는 안테나 구조는 2-포트 발룬을 통한 급전 구조가 연결되면 수직 형태로 급전되므로, 안테나 높이를 증가시키고 필연적인 전송선의 교차를 만들게 된다. For dual linear polarization operation, the four arms of the sinus antenna are fed in pairs that are symmetrical to each other. This four-armed antenna structure is fed vertically when the feeding structure through the two-port balun is connected, thereby increasing the antenna height and creating an inevitable crossing of transmission lines.
높은 주파수에서 동작하는 상황에서 매우 높은 커플링을 만들어 포트 간 격리도 특성이 낮아지게 된다. 높은 주파수에서 동작할수록 안테나 cross-polarization gain의 발생을 방지하기 위해서는 R0가 매우 작아야 한다. R0가 작을수록 2-포트 발룬의 포트 간 간격이 줄어들어 커플링이 발생한다. 방사체-발룬 연결시 필연적인 교차점으로 커플링이 발생한다. In the situation of operating at a high frequency, it creates a very high coupling, and the isolation between ports is lowered. R 0 should be very small to prevent the occurrence of antenna cross-polarization gain as it operates at higher frequencies. As R 0 is smaller, the distance between ports of the two-port balun is reduced, resulting in coupling. Coupling occurs as an inevitable intersection point in the radiator-balun connection.
본 실시예에서는 이러한 문제를 완화하기 위해 동축선 다발(coaxial bundle) 및 방사체와 수평한 2-포트 발룬을 이용해 기존보다 안테나 높이를 줄이고 전송선의 교차를 피하는 구조를 제공한다. 동축선 다발 및 2-포트 발룬의 연결시 발생하는 리액턴스(reactance)를 완화해 20 GHz까지 동작이 가능하도록 하는 병렬 스터브 구조를 포함한다.In order to alleviate this problem, the present embodiment provides a structure that reduces the antenna height and avoids crossing the transmission lines by using a coaxial bundle and a two-port balun horizontal to the radiator. It includes a parallel stub structure that allows operation up to 20 GHz by mitigating the reactance that occurs when coaxial bundles and 2-port baluns are connected.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 동축선 다발을 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 급전 구조를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 발룬을 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 급전 구조에 따른 반사손실을 예시한 도면이다.Figure 3 is a diagram illustrating a coaxial bundle of a cynous antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a diagram illustrating a feeding structure of a cynous antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is It is a view illustrating a balun of the conducive antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a return loss according to the feeding structure of the conure antenna according to an embodiment of the present invention.
동축선 다발(31)은 제1 시뉴어스 팔에 연결된 제1 동축선(301), 제2 시뉴어스 팔에 연결된 제2 동축선(302), 제3 시뉴어스 팔에 연결된 제3 동축선(303), 및 제4 시뉴어스 팔에 연결된 제4 동축선(304)을 포함할 수 있다.The
결합부(32)는 제1 결합부(310) 및 제2 결합부(320)를 포함하며, 복수의 동축선이 원 회전 방향으로 제1 동축선(301), 제2 동축선(302), 제3 동축선(303), 제4 동축선(304) 순서로 배치될 때, 제1 결합부(310)는 제1 동축선(301)과 제3 동축선(303)을 직선으로 연결하고, 제2 결합부(320)는 제1 동축선(301) 또는 제3 동축선(303)을 우회하여 제2 동축선(302)과 제4 동축선(304)에 연결될 수 있다.The coupling part 32 includes a
발룬(33)은 테이퍼 발룬(tapered balun)이 적용될 수 있다. 발룬(33)은 제1 포트 및 제2 포트를 갖는 2-포트로 동작하며, 제1 포트는 제1 결합부에 연결되고, 제2 포트는 제2 결합부에 연결될 수 있다.A tapered balun may be applied to the balun 33 . The balun 33 may operate as a two-port having a first port and a second port, the first port being connected to the first coupling part, and the second port being connected to the second coupling part.
방사체-동축선 다발-발룬 순으로 결합되고, 반사손실(return loss) -10 dB 기준에서 제1 포트와 제2 포트는 8 GHz 이하에서 동작한다. 결합부에서 내부 컨덕터와 발룬이 전송선을 벗어나면서 리액턴스가 발생하기 때문이다.The radiator-coaxial bundle-balun is combined in the order, and the first port and the second port operate at 8 GHz or less based on a return loss of -10 dB. This is because reactance occurs as the inner conductor and balun leave the transmission line at the coupling part.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 매칭 스터브를 예시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 시뉴어스 안테나의 매칭 스터브에 따른 반사손실을 예시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a matching stub of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating a return loss according to a matching stub of a sequential antenna according to an embodiment of the present invention.
급전 구조는 리액턴스 저감을 위한 매칭 스터브(matching stub)를 포함한다. The feeding structure includes a matching stub for reducing reactance.
제1 포트는 기존에 비해 전송선을 유지해 리액턴스를 저감한다.The first port maintains the transmission line compared to the existing one to reduce reactance.
제1 결합부(310)는 제1 동축선(301)과 만나는 영역 또는 제3 동축선(303)과 만나는 영역이 방사체에 수평하게 연장된 제1 매칭 스터브(341)를 포함할 수 있다.The
제2 포트는 기존에 비해 병렬로 매칭 스터브를 추가해 리액턴스를 저감한다.The second port reduces reactance by adding a matching stub in parallel compared to the existing one.
제2 결합부(320)는 제2 동축선(302)과 만나는 영역 및 제4 동축선(304)과 만나는 영역의 폭이 수평하게 확장된 구조로 형성될 수 있다.The
제2 결합부(320)는 제2 결합부(320)의 양측면에 연결되어 방사체에 수평하게 연장된 제2 매칭 스터브(342) 및 제3 매칭 스터브(343)를 포함할 수 있다.The
제2 매칭 스터브(342) 및 제3 매칭 스터브(343)는 대칭 구조로 형성될 수 있다. 제2 매칭 스터브(342) 및 제3 매칭 스터브(343)는 상호 평행하게 배치될 수 있다.The
높은 주파수 대역으로 갈수록 더 큰 리액턴스 저감이 가능하다. 2-포트 모두 20 GHz까지 동작 가능하다(발룬 대역폭: 0.5 GHz~).The higher the frequency band, the greater the reactance reduction. Both 2-ports can operate up to 20 GHz (balun bandwidth: 0.5 GHz~).
본 실시예에 따른 시뉴어스 안테나는 동축선 다발과 발룬의 연결로 기존의 수직으로 발룬을 연결하는 구조보다 안테나 크기를 작게 설계할 수 있다. 복수의 매칭 스터브를 통해 매우 넓은 주파수(~20 GHz) 동작이 가능하다. 급전 구조의 높이는 안테나의 애플리케이션에 영향이 크므로 적용 측면에 있어 유리하다. The sinus antenna according to the present embodiment can be designed to be smaller in size than the conventional structure in which the baluns are vertically connected by connecting the coaxial bundle and the balun. Multiple matching stubs allow for very wide frequency (~20 GHz) operation. The height of the feeding structure has a large influence on the application of the antenna, so it is advantageous in terms of application.
따라서, 기존의 일반적인 4 개의 팔을 갖는 시뉴어스 안테나의 급전 구조에 비해 성능, 크기 측면에서 매우 유리하며, 매우 넓은 대역폭을 갖는 UWB(Ultra Wide Band) 애플리케이션에 적용되기 유리할 것으로 기대된다.Therefore, it is very advantageous in terms of performance and size compared to the power feeding structure of the conventional four-armed sequential antenna, and is expected to be advantageously applied to UWB (Ultra Wide Band) applications having a very wide bandwidth.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present embodiments are for explaining the technical idea of the present embodiment, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.
1: 시뉴어스 안테나 10: 유전체
20: 방사체 30: 급전 구조
31: 동축선 다발 32: 결합부
33: 발룬 301: 제1 동축선
302: 제2 동축선 303: 제3 동축선
304: 제4 동축선 310: 제1 결합부
320: 제2 결합부 341: 제1 매칭 스터브
342: 제2 매칭 스터브 343: 제3 매칭 스터브1: Sequential Antenna 10: Dielectric
20: emitter 30: feed structure
31: coaxial bundle 32: coupling portion
33: balun 301: first coaxial line
302: second coaxial line 303: third coaxial line
304: fourth coaxial line 310: first coupling portion
320: second coupling part 341: first matching stub
342: second matching stub 343: third matching stub
Claims (10)
유전체;
상기 유전체에 형성된 방사체; 및
상기 방사체에 연결된 급전 구조를 포함하며,
상기 급전 구조는,
상기 방사체에 연결된 복수의 동축선을 갖는 동축선 다발;
상기 동축선 다발에 연결되며 상기 복수의 동축선이 교차되지 않도록 연결된 결합부; 및
상기 결합부에 연결되어 상기 방사체를 기준으로 수평하게 위치하는 발룬을 포함하며,
상기 방사체는 제1 시뉴어스 팔, 제2 시뉴어스 팔, 제3 시뉴어스 팔, 및 제4 시뉴어스 팔을 포함하고,
상기 동축선 다발은 상기 제1 시뉴어스 팔에 연결된 제1 동축선, 상기 제2 시뉴어스 팔에 연결된 제2 동축선, 상기 제3 시뉴어스 팔에 연결된 제3 동축선, 및 상기 제4 시뉴어스 팔에 연결된 제4 동축선을 포함하고,
상기 결합부는 제1 결합부 및 제2 결합부를 포함하고,
상기 복수의 동축선이 원 회전 방향으로 상기 제1 동축선, 상기 제2 동축선, 상기 제3 동축선, 상기 제4 동축선 순서로 배치될 때, 상기 제1 결합부는 상기 제1 동축선과 상기 제3 동축선을 직선으로 연결하고, 상기 제2 결합부는 상기 제1 동축선 또는 상기 제3 동축선을 우회하여 상기 제2 동축선과 상기 제4 동축선에 연결되며,
상기 제1 결합부는 상기 제1 동축선과 만나는 영역 또는 상기 제3 동축선과 만나는 영역이 상기 방사체에 수평하게 연장된 제1 매칭 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.In the sequential antenna,
dielectric;
a radiator formed on the dielectric; and
It includes a power feeding structure connected to the radiator,
The feeding structure is
a coaxial bundle having a plurality of coaxial wires connected to the radiator;
a coupling part connected to the coaxial line bundle and connected so that the plurality of coaxial lines do not intersect; and
and a balun connected to the coupling part and positioned horizontally with respect to the radiator;
The radiator includes a first senior arm, a second senior arm, a third senior arm, and a fourth senior arm,
The coaxial bundle includes a first coaxial line coupled to the first senior arm, a second coaxial line coupled to the second senior arm, a third coaxial line coupled to the third senior arm, and the fourth sequential arm a fourth coaxial line connected to the arm;
The coupling part includes a first coupling part and a second coupling part,
When the plurality of coaxial lines are arranged in the order of the first coaxial line, the second coaxial line, the third coaxial line, and the fourth coaxial line in a circular rotation direction, the first coupling portion is the first coaxial line and the A third coaxial line is connected in a straight line, and the second coupling part bypasses the first coaxial line or the third coaxial line and is connected to the second coaxial line and the fourth coaxial line,
The first coupling portion is a sequential antenna comprising a first matching stub extending horizontally to the radiator in a region meeting the first coaxial line or meeting the third coaxial line.
상기 발룬은 제1 포트 및 제2 포트를 갖는 2-포트로 동작하며,
상기 제1 포트는 상기 제1 결합부에 연결되고, 상기 제2 포트는 상기 제2 결합부에 연결되는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.According to claim 1,
The balun operates as a two-port having a first port and a second port;
The first port is connected to the first coupling part, and the second port is connected to the second coupling part.
상기 제2 결합부는 상기 제2 동축선과 만나는 영역 및 상기 제4 동축선과 만나는 영역의 폭이 수평하게 확장된 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.According to claim 1,
The second coupling portion is a sequential antenna, characterized in that the width of the region meeting the second coaxial line and the region meeting the fourth coaxial line is formed in a horizontally expanded structure.
상기 제2 결합부는 상기 제2 결합부의 양측면에 연결되어 상기 방사체에 수평하게 연장된 제2 매칭 스터브 및 제3 매칭 스터브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.8. The method of claim 7,
The second coupling part is connected to both sides of the second coupling part, and a second matching stub and a third matching stub extending horizontally to the radiator.
상기 제2 매칭 스터브 및 상기 제3 매칭 스터브는 대칭 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.9. The method of claim 8,
The second matching stub and the third matching stub are formed in a symmetrical structure.
상기 제2 매칭 스터브 및 상기 제3 매칭 스터브는 상호 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 시뉴어스 안테나.9. The method of claim 8,
The second matching stub and the third matching stub are arranged parallel to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210033752A KR102414218B1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210033752A KR102414218B1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102414218B1 true KR102414218B1 (en) | 2022-06-27 |
Family
ID=82247414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210033752A KR102414218B1 (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102414218B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658262A (en) | 1985-02-19 | 1987-04-14 | Duhamel Raymond H | Dual polarized sinuous antennas |
| KR20060099061A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-19 | 주식회사 케이엠더블유 | Wideband dipole antenna |
| KR101083050B1 (en) | 2010-09-15 | 2011-11-16 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus for compensating ladar signal and method thereof |
-
2021
- 2021-03-16 KR KR1020210033752A patent/KR102414218B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658262A (en) | 1985-02-19 | 1987-04-14 | Duhamel Raymond H | Dual polarized sinuous antennas |
| KR20060099061A (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-19 | 주식회사 케이엠더블유 | Wideband dipole antenna |
| KR101083050B1 (en) | 2010-09-15 | 2011-11-16 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus for compensating ladar signal and method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106848554A (en) | A kind of ultra wide bandwidth angle antenna array based on interdigitated coupled dipole unit | |
| CN114142207B (en) | Foldable large-spacing ultra-wideband low-profile tightly-coupled array antenna | |
| CN107516763A (en) | Patch antenna element and array | |
| US11777211B2 (en) | Impedance matching method for low-profile ultra-wideband array antenna | |
| CN106410366A (en) | Dual-polarized antenna | |
| KR101927708B1 (en) | Microstrip Balun-fed four-arm Sinuous Antenna | |
| WO2024164571A1 (en) | Omnidirectional circularly polarized antenna, cascaded antenna and antenna array | |
| CN114069257A (en) | Ultra-wideband dual-polarized phased array antenna based on strong coupling dipoles | |
| CN110867643B (en) | Wide-beam antenna, antenna array and radar using antenna array | |
| CN215070414U (en) | Low-frequency radiation unit for inhibiting pilot frequency scattering and base station antenna | |
| CN110571508A (en) | Broadband integrated antenna | |
| US20230327341A1 (en) | Antenna and communication device | |
| KR102414218B1 (en) | Feeding structure for ultra-wideband operation of sinuous antenna with four arms for low input impedance | |
| CN111224236B (en) | Broadband circularly polarized microstrip antenna array | |
| CN117096590A (en) | Multiband dual polarized antenna | |
| CN110911828A (en) | Broadband differential feed dual-polarized antenna adopting integrated six-port power divider | |
| CN115084872B (en) | Ultra-wide bandwidth scanning angle tight coupling phased array antenna | |
| CN206259479U (en) | A kind of dual polarized antenna | |
| CN111755831B (en) | Feed horn antenna | |
| CN109755738A (en) | A kind of polarized grid antenna | |
| Moulder | Novel implementations of ultrawideband tightly coupled antenna arrays | |
| CN212648494U (en) | Feed horn antenna | |
| CN110649372B (en) | Low-profile planar dual reflector antenna | |
| CN115332816A (en) | Reflective array antenna based on all-metal polarization torsion reflection unit | |
| CN211743384U (en) | Wide beam antenna, antenna array and radar applying antenna array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |