KR102451076B1 - 반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템 - Google Patents

반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템 Download PDF

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표성민
박주만
김기철
최증원
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 안테나의 물리적 크기를 조절하거나 기저 대역의 신호처리 연산량을 증가시키지 않는 상태에서, 모노 펄스 기울기를 효과적으로 조절하는 반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템을 위하여, 빔을 형성하는 급전 안테나, 및 각각 하나의 급전 안테나에 대응하는 복수의 반사 배열을 포함하고, 상기 복수의 반사 배열은 상기 급전 안테나의 반사 배열에 대한 초점 거리 축에 직교하는 x축 및 y축에 대하여 서로 대칭적으로 분할된 구조를 갖는 반사 배열 반사판을 포함하는, 모노 펄스 시스템을 제공한다.

Description

반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템{Monopulse System using Reflectarray Antenna}
본 발명의 실시예들은 반사 배열 안테나를 포함하는 모노 펄스 시스템에 관한 것이다.
모노 펄스 시스템은 동일한 4개의 안테나를 이용하여, 각 안테나에서 생성된 동일한 4개의 빔(방사)패턴으로 수신된 전자파 신호를 신호처리 혹은 도파관으로 구현된 모노 펄스 비교기 회로를 통해, 합(sum, S) 신호와 차(delta or difference, D) 신호의 비율로 구현된 모노 펄스 기울기(D/S)를 이용하여, 모노 펄스 기울기의 선형 구간에서 전자파 신호원의 위치를 추적한다.
기존의 모노 펄스 시스템의 모노 펄스 기울기를 조절하는 방법으로는 안테나의 크기 (혹은 단면적)을 증가시켜 방사 패턴의 빔폭을 조절하는 1번 방법과, 기저 대역의 신호처리부에서 합신호와 차신호의 비율을 조정하는 2번 방법 등이 존재한다. 그러나 상기 1번 방법은 사용하고자 하는 시스템의 크기, 무게, 부피 등의 제한으로 안테나의 크기가 제한되는 경우에 그 기술적 한계점을 가지고 있으며, 상기 2번 방법은 기저 대역에서 신호처리 연산 혹은 추가적인 알고리즘에 의하여, 연산 속도 지연, 기저 대역 연산에 의한 소모 전력 증가 및 시스템 발열 문제 등의 한계점을 가지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안테나의 물리적 크기를 조절하거나 기저 대역의 신호처리 연산량을 증가시키지 않는 상태에서, 모노 펄스 기울기를 효과적으로 조절하는 반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 빔을 형성하는 급전 안테나, 및 각각 하나의 급전 안테나에 대응하는 복수의 반사 배열을 포함하고, 상기 복수의 반사 배열은 상기 급전 안테나의 반사 배열에 대한 초점 거리 축에 직교하는 x축 및 y축에 대하여 서로 대칭적으로 분할된 구조를 갖는 반사 배열 반사판을 포함하는, 모노 펄스 시스템이 제공된다.
상기 반사 배열 반사판은 제1 반사 배열, 제2 반사 배열, 제3 반사 배열, 및 제4 반사 배열을 포함하고, 상기 x축 및 상기 y축에 대하여, 상기 제1 반사배열은 제1 사분면에 위치하고, 상기 제2 반사배열은 제2 사분면에 위치하고, 상기 제3 반사배열은 제3 사분면에 위치하고, 상기 제4 반사배열은 제4 사분면에 위치할 수 있다.
상기 제1 반사 배열 및 상기 제2 반사배열은 서로 상기 x축을 기준으로 대칭의 구조를 갖고, 상기 제3 반사 배열 및 상기 제4 반사 배열은 각각 상기 제2 반사 배열 및 상기 제1 반사 배열과 서로 상기 y축을 기준으로 대칭의 구조를 가질 수 있다.
상기 급전 안테나는 상기 제1 반사 배열에 대응하는 제1 안테나, 상기 제2 반사 배열에 대응하는 제2 안테나, 상기 제3 반사 배열에 대응하는 제3 안테나, 및 상기 제4 반사 배열에 대응하는 제4 안테나를 포함할 수 있다.
상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 제3 안테나, 및 상기 제4 안테나는 모서리의 일단이 서로 접하도록 구비되어, 상기 모서리의 일단이 상기 제1 반사 배열, 상기 제2 반사 배열, 상기 제3 반사 배열, 및 상기 제4 반사 배열이 서로 접하는 모서리의 일단을 지향할 수 있다.
상기 제1 반사 배열, 상기 제2 반사 배열, 상기 제3 반사 배열, 및 상기 제4 반사 배열은 각각 상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 제3 안테나, 및 상기 제4 안테나의 빔을 미리 설정된 지향 각도로 형성할 수 있다.
상기 제1 반사 배열에 의하여 형성되는 상기 제1 안테나의 빔의 상기 미리 설정된 지향 각도는 방위각 -45도 및 앙각 1.8도일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나의 물리적 크기를 조절하거나 기저 대역의 신호처리 연산량을 증가시키지 않는 상태에서, 모노 펄스 기울기를 효과적으로 조절할 수 있는 반사 배열 안테나 모노 펄스 시스템을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 대칭분할설계 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 합패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 차패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 기울기를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1 이나 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라, 일 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 그리고 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. 그리고 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소, 부, 블록 또는 모듈들 중간에 다른 영역, 구성 요소, 부, 블록 또는 모듈들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템은 급전 안테나(200) 및 반사 배열 반사판(100)을 포함할 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 모노 펄스 시스템은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있고 일부 구성요소가 생략될 수도 있다. 모노 펄스 시스템의 일부 구성요소는 복수의 장치로 분리될 수도 있고, 복수개의 구성요소들이 하나의 장치로 병합될 수도 있다.
급전 안테나(200)는 전자파를 송수신하는 장치일 수 있다. 급전 안테나(200)는 빔을 형성할 수 있다. 급전 안테나(200)는 반사 배열 반사판(100)을 향해 빔(방사)패턴의 전자파를 방사할 수 있다. 또한, 급전 안테나(200)는 반사 배열 반사판(100)으로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 반사 배열 반사판(100)으로부터 반사된 신호는 전자파일 수 있다.
반사 배열 반사판(100)은 유전체 기판과, 기판 하단 면의 접지면 금속, 및 기판 상단 면에 마이크로스트립 금속 패치를 포함하는 평면형의 반사 배열 반사판일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사 배열 반사판(100)은 두께 t의 유전체 기판을 포함할 수 있다. 또한, 반사 배열 반사판(100)의 일면의 길이는 L일 수 있다. 또한, 반사 배열 반사판(100)에는 복수의 금속 패치가 구비되어 반사 배열을 형성할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 급전 안테나(200)는 반사 배열 반사판(100)으로부터 초점거리(hd)만큼 이격된 곳에 급전을 위한 동일한 4개의 급전 안테나를 포함할 수 있다.
반사 배열 반사판(100)은 하단 면이 모두 금속으로 이루어진 유전체 기판에 동작 주파수의 반파장을 단위 구조로 같은 마이크로스트립 금속체를 반사체로 이용할 수 있다. 또한, 반사 배열 반사판(100)은 마이크로스트립 금속체를 배열함으로써, 반사를 통한 배열 이득을 통해 동작할 수 있다.
기존의 반사 배열 안테나 설계방법들은 급전 안테나의 빔폭, 급전안테나와 반사 배열 사이의 거리, 반사 배열의 크기, 반사 배열의 형태(원형배열, 정사각배열, 직사각배열 등) 및 반사 배열을 구성하는 단위 구조들의 형태에 주안점을 두었으나, 본 발명에서는 반사 배열의 단위구조들은 어떠한 형태가 사용되는가가 아닌, 안테나의 최고 이득과 빔폭을 형성하기 위한 수단으로 반사 위상각이 -180도에서 +180도 사이의 범위를 만족시키는 구성요소로만 활용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템 구조의 정면도이다. 기존 반사 배열의 설계 방법은 급전 안테나의 빔폭에 의해 결정되는 급전 안테나의 급전 위치와 반사 배열의 전체 크기로 반사 배열 안테나의 이득과 빔폭을 결정하고, 동일한 4개의 안테나를 사용하여 4개의 고유한 방사 패턴을 형성하는 방법이었다.
도 2에서 기존의 발명과 차별적인 점은 전체 반사 배열을 한꺼번에 설계하는 것이 아니라, 전체 반사 배열을 4개의 분면으로 나누고, 1사분면에 해당하는 반사 배열을 가장 먼저 설계하고, 1사분면은 2사분면의 y축대칭, 3 및 4사분면은 2 및 1사분면의 x축대칭의 반사 배열의 형태를 갖는 점이다.
이러한 본 발명은 기존의 발명이 전체 반사 배열이 목적 방향이 한 개의 방사 패턴을 형성하는 것이라면, 본 발명의 대칭분할설계 방법은 모노 펄스 시스템에서 이용되는 1개의 급전 안테나 마다 발명자가 원하는 방향으로 빔을 형성할 수 있는 장점을 가지고 있다.
반사 배열 반사판(100)은 각각 하나의 급전 안테나에 대응하는 복수의 반사 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반사 배열 반사판(100)은 제1 반사 배열(110), 제2 반사 배열(120), 제3 반사 배열(130), 및 제4 반사 배열(140)을 포함할 수 있다. 또한, 급전 안테나(200)는 제1 반사 배열(110)에 대응하는 제1 안테나(210), 제2 반사 배열(120)에 대응하는 제2 안테나(220), 제3 반사 배열(130)에 대응하는 제3 안테나(230), 및 제4 반사 배열(140)에 대응하는 제4 안테나(240)를 포함할 수 있다.
복수의 반사 배열(110, 120, 130, 140)은 급전 안테나(200)의 반사 배열에 대한 초점 거리 축(z축)에 직교하는 x축 및 y축에 대하여 서로 대칭적으로 분할된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, x축 및 y축에 대하여, 제1 반사 배열(110)은 제1 사분면에 위치하고, 제2 반사 배열(120)은 제2 사분면에 위치하고, 제3 반사 배열(130)은 제3 사분면에 위치하고, 제4 반사 배열(140)은 제4 사분면에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반사 배열(110) 및 제2 반사 배열(120)은 서로 x축을 기준으로 대칭의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사 배열(110) 및 제2 반사 배열(120)은 서로 x축을 기준으로 대칭의 반사 배열 구조를 가질 수 있다.
또한, 제3 반사 배열(130) 및 제4 반사 배열(140)은 각각 제2 반사 배열(120) 및 제1 반사 배열(110)과 서로 y축을 기준으로 대칭의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 반사 배열(130)은 제2 반사 배열(120)과 서로 y축을 기준으로 대칭의 반사 배열 구조를 가질 수 있다. 또한, 제4 반사 배열(140)은 제1 반사 배열(110)과 서로 y축을 기준으로 대칭의 반사 배열 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 안테나(210), 제2 안테나(220), 제3 안테나(230), 및 제4 안테나(240)는 모서리의 일단이 서로 접하도록 구비될 수 있다. 또한, 제1 안테나(210), 제2 안테나(220), 제3 안테나(230), 및 제4 안테나(240)의 접하는 모서리의 일단이 제1 반사 배열(110), 제2 반사 배열(120), 제3 반사 배열(130), 및 제4 반사 배열(140)이 서로 접하는 모서리의 일단을 지향할 수 있다. 이 경우, 각 급전 안테나가 각 반사 배열의 모서리 끝단에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모노 펄스 시스템은 입출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스는 입출력 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 입력 장치는 키보드 또는 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치는 어플리케이션의 통신 세션을 표시하기 위한 디스플레이와 같은 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로 입출력 인터페이스는 터치스크린과 같이 입력과 출력을 위한 기능이 하나로 통합된 장치와의 인터페이스를 위한 수단일 수도 있다. 보다 구체적인 예로, 모노 펄스 시스템의 프로세서는 메모리에 로딩된 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리함에 있어서 외부 서버가 제공하는 데이터를 이용하여 구성되는 서비스 화면이나 컨텐츠가 입출력 인터페이스를 통해 디스플레이에 표시될 수 있다.
또한, 다른 실시예들에서 모노 펄스 시스템은 도 1의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상술한 입출력 장치 중 적어도 일부를 포함하도록 구현되거나 또는 내부 구성요소들에 전력을 공급하는 배터리 및 충전 장치, 각종 센서, 데이터베이스 등과 같은 다른 구성요소들을 더 포함할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 대칭분할설계 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 대칭분할설계에 따르면 1사분면에 해당하는 제1 반사 배열(110)과 4개의 급전 혼 안테나 중 1사분면에 할당된 빔과 가장 큰 연관성이 있는 제1 안테나(210)를 이용하여, 미리 설정된 방향으로 빔을 형성하는 반사배열을 설계할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 기존에는 제1 안테나(210)에서 방사된 빔(b)이 제1 반사 배열(110)에 반사되어 기본 설계 방향(b1)으로 형성되었으나, 본 발명에서는 제1 안테나(210)에서 방사된 빔(b)이 제1 반사 배열(110)에 반사되어 미리 설정된 방향(b2와 b3 사이의 방향)으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면 본 발명의 효과를 분석하기 위하여, 단일 급전 혼 안테나를 이용할 경우 반사 배열의 이득과 빔 폭이 도시되어 있다.
도 4의 얇은 실선(A)은 반사 배열의 종래의 기술로 설계한 경우를 나타내고, 점선(B)은 분할설계기법으로 반사배열을 설계한 경우를 나타내고, 두꺼운 실선(C)은 반사된 지향각을 조정하여 최적값을 갖는 경우를 나타내고, 각각 37 mm 초점거리에서 55도의 3dB 빔폭(반치각)을 갖는 혼 안테나 1개로 급전한 경우의 방사패턴을 나타낸다.
종래의 포물면 반사경 (parabolic reflector) 안테나의 단점을 보완하기 위한 평판형 반사배열의 경우(A), 앙각(theta, q)이 0도인 지점에서 최대 이득을 보여준다. 또한 반치각은 5.6도에 사이드로브의 레벨은 -18.6 dB의 성능을 가진다.
종래의 방식과 달리, 전체 반사배열은 4등분하여, 1개의 부분만을 설계하고, 대칭성을 이용하여 전체 반사배열을 구성하는 대칭분할설계 방법을 이용할 경우(B), 최대 이득은 유지되는 반면, 반치각이 4.9도로 감소하고, 또한 사이드로브 레벨이 -8.9 dB로 증가하여, 통신을 위한 시스템에서는 성능 열화와 같이 보인다. 마지막으로 모노펄스 기울기를 최적화하기 위하여, 빔의 지향각을 방위각(phi, f)이 -45도, 앙각(q) 1.8도로 설계한 분할된 반사배열을 대칭성을 이용하여 전체판을 구성하는 경우(C), 지향각이 방위각과 앙각이 각각 0도인 경우에 비해서도 방사패턴이 열화됨을 알 수 있다. 이렇게 열화된 방사패턴은 모노펄스 추적의 기울기를 구성하는 합패턴과 차패턴, 그리고 모노펄스 기울기의 특성을 개선한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 합패턴을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 시스템의 차패턴을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모노 펄스 기울기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 4에서 언급한 (A), (B) 그리고 본 발명의 실시예인 (C)에 의한 합패턴이 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 도 4에서 언급한 (A), (B) 그리고 본 발명 (C)에 의한 차패턴이 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 도 4에서 언급한 (A), (B) 그리고 본 발명 (C)에 의한 모노펄스 기울기가 도시되어 있다.
도 5 및 도 6은 각각 도 4에서 설계된 반사배열에서 37 mm 이격된 거리에 4개의 동일한 급전 혼 안테나를 배치하고, 각각의 안테나에서 들어온 4개의 독립된 전파신호를 각각 합한 신호, 그리고 앙각방향으로 추적각을 위해서는 (상단 2개 안테나의 신호합)에서 (하단 2개 안테나의 신호합)을 감하여 나온 신호 또는 방위각 방향으로 추적각을 위해서는 (좌측 2개의 안테나의 신호합)에서 (우측 2개 안테나의 신호합)을 감한 결과를 각각 정규화하고, 선형화한 결과를 도식한 것이다.
도 7은 도 5 및 도 6에서 도출된 결과에 따라 모노펄스 기울기(D/S)를 연산한 최종결과를 도식한 것이다. 도 4에서 언급한 종래 기술(A), 지향각을 조정하지 않은 대칭분할설계기술(B) 및 지향각을 최적화 조정한 대칭분할설계기술(C)이 적용된 경우, 모노펄스 시스템을 운용할 수 있는 선형화 구간이 각각 ±2.35도에서 약 4.7도 추적구간을 보인다.
분할설계기술이 적용된 경우(B), 선형구간은 ±2.19도로 4.38도의 추적범위가 형성된다. 이는 종래기술에 비해서 저하된 성능을 알 수 있다. 이러한 이유는 분할설계된 반사배열면의 지향방향이 방위각과 앙각이 모두 0도 이기 때문이다.
따라서, 본 발명의 분할설계방법을 이용하여(C), 분할설계된 부분 반사배열의 지향각도를 방위각 -45도, 앙각 1.8도로 지향할 때, 선형구간은 ±3.1도로 6.1도의 추적범위가 형성된다. 이는 한번에 설계하는 종래기술 4.7도에 비해서, 약 30% 증가된 선형구간을 보여준다. 예컨대, 본 발명의 계산은 FDTD기반의 상용 안테나 시뮬레이터를 사용하였으며, 합신호, 차신호 및 모노펄스 기울기는 안테나 시뮬레이터로부터 획득한 값을 매트랩을 이용하여 연산한 결과일 수 있다.
본 발명에 따르면, 대칭분할설계 방법으로 최적화된 부분반사배열은 결국 합신호와 차신호의 기울기를 감소시켜, 최종신호처리 결과인 모노펄스 기울기를 감소시킴으로써 선형 구간을 최대화하는 효과를 나타내었다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 반사 배열 반사판
200: 급전 안테나

Claims (7)

  1. 빔을 형성하는 급전 안테나; 및
    각각 하나의 급전 안테나에 대응하는 복수의 반사 배열을 포함하고, 상기 복수의 반사 배열은 상기 급전 안테나의 반사 배열에 대한 초점 거리 축에 직교하는 x축 및 y축에 대하여 서로 대칭적으로 분할된 구조를 갖는 반사 배열 반사판;
    을 포함하고,
    상기 반사 배열 반사판은 제1 반사 배열, 제2 반사 배열, 제3 반사 배열, 및 제4 반사 배열을 포함하고, 상기 x축 및 상기 y축에 대하여, 상기 제1 반사 배열은 제1 사분면에 위치하고, 상기 제2 반사 배열은 제2 사분면에 위치하고, 상기 제3 반사 배열은 제3 사분면에 위치하고, 상기 제4 반사 배열은 제4 사분면에 위치하고,
    상기 급전 안테나는 상기 제1 반사 배열에 대응하는 제1 안테나, 상기 제2 반사 배열에 대응하는 제2 안테나, 상기 제3 반사 배열에 대응하는 제3 안테나, 및 상기 제4 반사 배열에 대응하는 제4 안테나를 포함하고,
    상기 제1 반사 배열, 상기 제2 반사 배열, 상기 제3 반사 배열, 및 상기 제4 반사 배열은 각각 상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 제3 안테나, 및 상기 제4 안테나의 빔을 미리 설정된 지향 각도로 형성하는, 모노 펄스 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사 배열 및 상기 제2 반사 배열은 서로 상기 x축을 기준으로 대칭의 구조를 갖고,
    상기 제3 반사 배열 및 상기 제4 반사 배열은 각각 상기 제2 반사 배열 및 상기 제1 반사 배열과 서로 상기 y축을 기준으로 대칭의 구조를 갖는, 모노 펄스 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 제3 안테나, 및 상기 제4 안테나는 모서리의 일단이 서로 접하도록 구비되어, 상기 모서리의 일단이 상기 제1 반사 배열, 상기 제2 반사 배열, 상기 제3 반사 배열, 및 상기 제4 반사 배열이 서로 접하는 모서리의 일단을 지향하는, 모노 펄스 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사 배열에 의하여 형성되는 상기 제1 안테나의 빔의 상기 미리 설정된 지향 각도는 방위각 -45도 및 앙각 1.8도인, 모노 펄스 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100010766A (ko) * 2008-07-23 2010-02-02 주식회사 극동통신 추적레이다 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스급전기
KR20110060765A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서 배열 원형 편파 안테나 및 그 제조 방법
KR20130091912A (ko) * 2012-02-09 2013-08-20 연세대학교 산학협력단 다종의 반사부를 포함하는 리플렉트어레이 안테나 및 이의 설계 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100010766A (ko) * 2008-07-23 2010-02-02 주식회사 극동통신 추적레이다 모노펄스 안테나에 사용하는 다중모드 모노펄스급전기
KR20110060765A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서 배열 원형 편파 안테나 및 그 제조 방법
KR20130091912A (ko) * 2012-02-09 2013-08-20 연세대학교 산학협력단 다종의 반사부를 포함하는 리플렉트어레이 안테나 및 이의 설계 방법

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