KR102445040B1 - 교차로 레이더용 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교차로 레이더용 안테나 장치에 관한 것으로, 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 설치되는 교차로 레이더에 적용되어 근거리 영역의 사람과, 원거리 영역의 차량을 효율적으로 검출할 수 있도록 한 것이다.

Description

교차로 레이더용 안테나 장치{Antenna apparatus for intersection radar}
본 발명은 안테나에 관련한 것으로, 특히 교차로 레이더용 안테나 장치에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0003949호(2018.01.10)에서 교차로의 여러 방향에 설치된 복수개의 레이더 검지기를 통해 교차로의 차량을 검지하는 기술을 제안하고 있다. 이 기술은 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 레이더를 설치해 교차로의 차량을 감지하여 교차로의 교통 통제를 능동적으로 수행한다.
그런데, 교차로 레이더를 이용해 교차로의 차량을 감지하여 교차로의 교통 통제를 능동적으로 수행하기 위해서는 차량의 감지뿐만 아니라 교차로의 횡단보도에 대기하는 사람들에 대한 감지도 필요하다.
따라서, 본 발명자는 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 설치되는 교차로 레이더에 적용되어 근거리 영역의 사람과, 원거리 영역의 차량을 효율적으로 검출할 수 있는 교차로 레이더용 안테나 장치에 대한 연구를 하였다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0003949호(2018.01.10)
본 발명은 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 설치되는 교차로 레이더에 적용되어 근거리 영역의 사람과, 원거리 영역의 차량을 효율적으로 검출할 수 있는 교차로 레이더용 안테나 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 교차로 레이더용 안테나 장치가 지면 방향으로 특정 경사각을 이루는 근거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 상대적으로 넓으면서 일측으로 편향된 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현되는 근거리 송신 안테나부와; 근거리 송신 안테나부에 비해 지면 방향으로 더 높으면서 수평에 가까운 경사각을 이루는 원거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 상대적으로 좁은 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현되는 원거리 송신 안테나부와; 근거리 송신 안테나부에 의해 방사되어 근거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호와, 원거리 송신 안테나부에 의해 방사되어 원거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신하는 공용 수신 안테나부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 근거리 송신 안테나부가 복수의 비대칭 브렌치 구조의 근거리 송신 패치 안테나 쌍을 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 각 근거리 송신 패치 안테나가 중앙의 제1패치 안테나와; 제1패치 안테나 일측에 형성되되, 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되는 제2패치 안테나와; 제1패치 안테나 타측에 형성되되, 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되지 않고 독립적인 제3패치 안테나를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 원거리 송신 안테나부가 단일의 대칭 브렌치 구조의 원거리 송신 패치 안테나를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 원거리 송신 패치 안테나가 서로 커플링된 4개의 제4패치 안테나들을 포함한다.
본 발명은 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 설치되는 교차로 레이더에 적용되어 근거리 영역의 사람과, 원거리 영역의 차량을 효율적으로 검출할 수 있으므로, 교차로의 교통 통제를 능동적으로 수행하는데 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 근거리 송신 안테나부의 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 원거리 송신 안테나부의 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 공용 수신 안테나부의 방사 패턴을 예시한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치가 교차로에 설치되는 것을 예시한 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 검출 영역을 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 교차로 레이더용 안테나 장치(100)는 근거리 송신 안테나부(110)와, 원거리 송신 안테나부(120)와, 공용 수신 안테나부(130)를 포함한다.
근거리 송신 안테나부(110)는 지면 방향으로 특정 경사각을 이루는 근거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 상대적으로 넓으면서 일측으로 편향된 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현된다.
예컨대, 근거리 송신 안테나부(110)가 복수의 비대칭 브렌치 구조의 근거리 송신 패치 안테나(111) 쌍을 포함할 수 있다. 이 때, 각 근거리 송신 패치 안테나(111)가 제1패치 안테나(111a)와, 제2패치 안테나(111b)와, 제3패치 안테나(111c)를 포함할 수 있다.
제1패치 안테나(111a)는 중앙에 형성되고, 제2패치 안테나(111b)는 제1패치 안테나 일측에 형성되되, 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되고, 제3패치 안테나(111c)는 제1패치 안테나 타측에 형성되되, 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되지 않고 독립적으로 구현된다.
이에 따라, 중앙의 제1패치 안테나(111a)를 기준으로 좌우측의 제2패치 안테나(111b)와 제3패치 안테나(111c)의 위상이 비대칭을 이루게 되어 도 2 에 도시한 바와 같이 수평 방향으로 틸트된 방사 패턴을 형성하게 된다.
교차로 레이더용 안테나 장치(100)의 설치 위치는 도 5 에 도시한 바와 같이 왕복 도로의 한 중간이 아니라 인도쪽으로 치우쳐 있기 때문에 횡단보도의 사람을 검출하려면 근거리 송신 안테나부(110)가 수평방향으로 편향되어 틸트되어야 한다.
도 1 에 도시한 근거리 송신 패치 안테나(111) 쌍의 제1패치 안테나(111a)와, 제2패치 안테나(111b)와, 제3패치 안테나(111c)의 피딩의 길이와, 안테나열의 간격에 의한 커플링(coupling) 양 및 위상차에 의해 도 6 의 (a)에 도시한 바와 같이 근거리 송신 안테나부(110)가 방사하는 빔이 한쪽(제2패치 안테나(111b))으로 편향되어 틸트된다.
원거리 송신 안테나부(120)는 근거리 송신 안테나부(110)에 비해 지면 방향으로 더 높으면서 수평에 가까운 경사각을 이루는 원거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 상대적으로 좁은 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현된다.
예컨대, 원거리 송신 안테나부(120)가 단일의 대칭 브렌치 구조의 원거리 송신 패치 안테나(121)를 포함할 수 있다. 이 때, 원거리 송신 패치 안테나(121)가 서로 커플링된 4개의 제4패치 안테나(121a)들을 포함할 수 있다.
한편, 4개의 제4패치 안테나(121a)들은 2개씩 급전 라인이 커플링된 후 커플링된 급전 라인이 재 커플링되는 이중화 커플링된 급전 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 4개의 제4패치 안테나(121a)들이 동위상을 이루어 도 3 에 도시한 바와 같이 수평 방향으로 좁은 방사 패턴을 형성하게 된다.
한편, 4개의 제4패치 안테나(121a)들의 길이는 제1패치 안테나(111a)와, 제2패치 안테나(111b)와, 제3패치 안테나(111c)에 비해 상대적으로 길이가 길도록 구현되어, 원거리 영역으로 레이더 신호를 방사하게 된다.
공용 수신 안테나부(130)는 근거리 송신 안테나부(110)에 의해 방사되어 근거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호와, 원거리 송신 안테나부(120)에 의해 방사되어 원거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신한다.
예컨대, 공용 수신 안테나부(130)가 독립적인 급전 구조의 6개의 제5패치 안테나(131)들을 포함할 수 있다. 이 때, 6개의 제5패치 안테나(131)들 중 최외각 2개의 제5패치 안테나는 더미(dummy)일 수 있다.
한편, 제5패치 안테나(131)들의 형상은 모두 동일하고, 제1패치 안테나(111a)와, 제2패치 안테나(111b)와, 제3패치 안테나(111c) 및 제4패치 안테나(121a)에 비해 길이가 상대적으로 작도록 구현될 수 있다.
이에 따라, 공용 수신 안테나부(130)는 근거리 송신 안테나부(110)와 원거리 송신 안테나부(120)에 비해 넓이는 넓고 길이는 짧게 되어, 도 4 에 도시한 바와 같이 근거리 영역 및 원거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다.
교차로 레이더용 안테나 장치(100)가 교차로의 신호등 지주에 설치될 때, 근거리 영역을 향하도록 설치되어, 상대적으로 넓으면서 일측으로 편향된 수평 방향 방사 패턴을 형성하는 근거리 송신 안테나부(110)는 전면의 근거리 영역 방향으로 신호를 방사하여 근거리 영역의 사람들로부터 반사되는 신호를 수신한다.
한편, 상대적으로 좁은 수평 방향 방사 패턴을 형성하는 원거리 송신 안테나부(120)는 근거리 영역을 향하도록 설치되나, 안테나 구조 특성에 따라 근거리 영역으로 신호를 방사하지 않고, 위로 빔 틸트(beam tilt)되어 원거리 영역 방향으로 신호를 방사하여 원거리 영역의 차량들로부터 반사되는 신호를 수신한다.
한편, 근거리 영역을 향하도록 설치되는 공용 수신 안테나부(130)는 안테나 구조 특성에 따라 근거리 영역의 사람들로부터 반사되는 신호와, 원거리 영역 방향으로 신호를 방사하여 원거리 영역의 차량들로부터 반사되는 신호를 수신하고, 교차로 레이더의 제어 모듈(도면 도시 생략)에 의해 교차로의 교통 통제가 능동적으로 수행될 수 있다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 교차로의 신호등이 설치되는 지주에 설치되는 교차로 레이더에 적용되어 근거리 영역의 사람과, 원거리 영역의 차량을 효율적으로 검출할 수 있으므로, 교차로의 교통 통제를 능동적으로 수행하는데 도움을 줄 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 안테나 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 교차로 레이더용 안테나 장치
110 : 근거리 송신 안테나부
120 : 원거리 송신 안테나부
130 : 공용 수신 안테나부

Claims (5)

  1. 지면 방향으로 특정 경사각을 이루는 근거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 원거리 송신 안테나부에 비해 상대적으로 넓으면서 일측으로 편향된 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현되는 근거리 송신 안테나부와;
    근거리 송신 안테나부에 비해 지면 방향으로 더 높으면서 수평에 가까운 경사각을 이루는 원거리 영역으로 레이더 신호를 방사하되, 근거리 송신 안테나부에 비해 상대적으로 좁은 수평 방향 방사 패턴을 형성하도록 구현되는 원거리 송신 안테나부와;
    근거리 송신 안테나부에 의해 방사되어 근거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호와, 원거리 송신 안테나부에 의해 방사되어 원거리 영역으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신하는 공용 수신 안테나부를;
    포함하되,
    근거리 송신 안테나부는 복수의 비대칭 브렌치 구조의 근거리 송신 패치 안테나 쌍을 포함하고,
    각 근거리 송신 패치 안테나는 중앙의 제1패치 안테나와, 제1패치 안테나 일측에 형성되되 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되는 제2패치 안테나와, 제1패치 안테나 타측에 형성되되 제1패치 안테나와 급전 라인이 커플링되지 않고 독립적인 제3패치 안테나를 포함하는 교차로 레이더용 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    원거리 송신 안테나부가:
    단일의 대칭 브렌치 구조의 원거리 송신 패치 안테나를 포함하는 교차로 레이더용 안테나 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    원거리 송신 패치 안테나가:
    서로 커플링된 4개의 제4패치 안테나들을;
    포함하는 교차로 레이더용 안테나 장치.
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