KR102459972B1 - High power dual polarized t-loaded log-periodic dipole array antenna - Google Patents

High power dual polarized t-loaded log-periodic dipole array antenna Download PDF

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KR102459972B1
KR102459972B1 KR1020210091798A KR20210091798A KR102459972B1 KR 102459972 B1 KR102459972 B1 KR 102459972B1 KR 1020210091798 A KR1020210091798 A KR 1020210091798A KR 20210091798 A KR20210091798 A KR 20210091798A KR 102459972 B1 KR102459972 B1 KR 102459972B1
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박영주
윤상운
임태흥
추호성
박슬기
박주래
이철수
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국방과학연구소
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Abstract

A high power dual polarized T-loaded log-periodic dipole array antenna includes: a rod-shaped feed line frame extended in a first direction; and a plurality of T-loaded parts of a T shape extended in a second direction from the feed line frame and extended in the first direction by splitting into both sides at an end portion. An extension length of the plurality of T-loaded parts in the first direction and an extension length in the second direction are determined at a predetermined geometric ratio corresponding to a position where the T-loaded parts are connected to the feed line frame.

Description

고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나{HIGH POWER DUAL POLARIZED T-LOADED LOG-PERIODIC DIPOLE ARRAY ANTENNA}HIGH POWER DUAL POLARIZED T-LOADED LOG-PERIODIC DIPOLE ARRAY ANTENNA

본 발명은 대수 주기 다이폴 어레이(Log-Periodic Dipole Array, 이하 LPDA) 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 T-로드 형상을 활용하여 소형화한 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a Log-Periodic Dipole Array (LPDA) antenna, and more particularly, to a high-power dual polarization T-rod LPDA antenna that is miniaturized using a T-rod shape.

최근 전자전에서 적의 항공기나 소형 무인기의 RF 신호를 무력화시키기 위한 고출력 송신 재머에 대한 관심이 증대되고 있다. 전자전에 사용되는 재머는 넓은 운용 주파수 대역에 대응하기 위해 광대역 특성의 안테나와 정확한 빔조향을 위해 배열안테나 시스템을 필요로 한다. 기존의 전자전용 재머는 저주파수 대역에서 이득이 낮게 나타나며, 단일 편파에 대해서만 고각 및 방위각 조향이 가능한 한계를 가지고 있다.Recently, interest in high-power transmission jammers for neutralizing RF signals of enemy aircraft or small unmanned aerial vehicles in electronic warfare is increasing. Jammers used in electronic warfare require a wide-band antenna to cope with a wide operating frequency band and an array antenna system for accurate beam steering. Existing electronic jammers have a low gain in a low frequency band, and have a limit in which elevation and azimuth steering are possible only for a single polarized wave.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 T-로드 형상을 활용하여 소형화한 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a miniaturized high-power dual polarization T-rod LPDA antenna using a T-rod shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나는 제1 방향으로 연장되는 막대 형상의 급전선로 프레임, 및 상기 급전선로 프레임으로부터 제2 방향으로 연장되고 끝부분에서 양측으로 갈라져 상기 제1 방향으로 연장되는 T 형상의 복수의 T-로드부를 포함하고, 상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이는 T-로드부가 상기 급전선로 프레임에 연결되는 위치에 대응하여 미리 정해진 기하비로 정해진다.A high-power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna according to an embodiment of the present invention includes a rod-shaped feed line frame extending in a first direction, and a second direction from the feed line frame and extending from the end to both sides and a plurality of T-rod parts that are split and extend in the first direction, wherein an extension length of the plurality of T-rods in the first direction and an extension length in the second direction of the plurality of T-rods are the T-rod parts of the feed line It is determined by a predetermined geometric ratio corresponding to the position connected to the frame.

상기 복수의 T-로드부의 위치가 높아질수록 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이가 줄어들 수 있다. As the positions of the plurality of T-rods increase, an extension length of the T-rod part in the first direction and an extension length of the T-rod part in the second direction may decrease.

상기 기하비는 0.8일 수 있다. The geometric ratio may be 0.8.

상기 급전선로 프레임 및 상기 복수의 T-로드부는 직육면체 금속 막대 구조로 이루어질 수 있다.The feed line frame and the plurality of T-rods may have a rectangular metal rod structure.

상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향으로 연장된 부분과 상기 제2 방향으로 연장된 부분은 동일한 두께로 형성될 수 있다.A portion extending in the first direction and a portion extending in the second direction of the plurality of T-rods may be formed to have the same thickness.

상기 급전선로 프레임의 두께는 상기 복수의 T-로드부의 두께와 동일할 수 있다.A thickness of the feed line frame may be the same as a thickness of the plurality of T-rods.

상기 급전선로 프레임과 상기 복수의 T-로드부로 이루어진 구조가 쌍을 이루어 단일 편파 특성을 갖는 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 형성하고, 상기 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나 2개가 직교하는 방향으로 교차하여 배치되어 이중 편파 특성을 갖는 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 형성할 수 있다.The structure of the feed line frame and the plurality of T-rods is paired to form a single polarization log periodic dipole array antenna having a single polarization characteristic, and the two single polarization log periodic dipole array antennas intersect in an orthogonal direction. arranged to form a dual polarization log periodic dipole array antenna having dual polarization characteristics.

상기 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나가 평면상에서 45도 회전하여 미리 정해진 간격으로 배열될 수 있다.The dual polarization log-periodic dipole array antenna may be rotated 45 degrees on a plane and arranged at predetermined intervals.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나는 급전선로 프레임과 복수의 T-로드부로 이루어진 구조가 쌍을 이루어 형성된 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나 2개가 직교하는 방향으로 교차하여 배치되어 이중 편파 특성을 갖는 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 포함하고, 상기 급전선로 프레임은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 금속 막대 형상이고, 상기 복수의 T-로드부 각각은 상기 급전선로 프레임으로부터 제2 방향으로 연장되고 끝부분에서 양측으로 갈라져 상기 제1 방향으로 연장되는 T 형상이다. A high-power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna according to another embodiment of the present invention is a single polarization log periodic dipole array antenna formed by pairing a structure consisting of a feed line frame and a plurality of T-rods in a direction perpendicular to each other and a dual polarization log periodic dipole array antenna disposed to cross and having a double polarization characteristic, wherein the feed line frame has a rectangular metal rod shape extending in a first direction, and each of the plurality of T-rods is the feed line frame It has a T-shape extending in the second direction from the side and extending in the first direction by splitting at both sides at the end.

상기 복수의 T-로드부는 직육면체 금속 막대 구조로 이루어질 수 있다.The plurality of T-rods may have a rectangular parallelepiped structure.

상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이는 T-로드부가 상기 급전선로 프레임에 연결되는 위치에 대응하여 미리 정해진 기하비로 정해질 수 있다.An extension length of the plurality of T-rods in the first direction and an extension length in the second direction may be determined by a predetermined geometric ratio corresponding to a position where the T-rods are connected to the feed line frame.

상기 복수의 T-로드부의 위치가 높아질수록 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이가 줄어들 수 있다. As the positions of the plurality of T-rods increase, an extension length of the T-rod part in the first direction and an extension length of the T-rod part in the second direction may decrease.

상기 기하비는 0.8일 수 있다.The geometric ratio may be 0.8.

상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향으로 연장된 부분과 상기 제2 방향으로 연장된 부분은 동일한 두께로 형성되고, 상기 급전선로 프레임의 두께는 상기 복수의 T-로드부의 두께와 동일할 수 있다.The portion extending in the first direction and the portion extending in the second direction of the plurality of T-rods may be formed to have the same thickness, and the thickness of the feed line frame may be the same as the thickness of the plurality of T-rods have.

T-로드 형상을 활용하여 LPDA 안테나를 소형화할 수 있으며, 이러한 LPDA 안테나는 넓은 주파수 대역에 대응하기 위한 광대역 특성과 고출력의 에너지를 견디기 위한 내구성과 내열성 그리고 정확한 빔조향을 위한 고지향성 특성을 가질 수 있고, 전자전용 송신 재머로 활용될 수 있다. The LPDA antenna can be miniaturized by utilizing the T-rod shape, and this LPDA antenna has broadband characteristics to respond to a wide frequency band, durability and heat resistance to withstand high-output energy, and high directivity characteristics for accurate beam steering. and can be used as an electronic-only transmission jammer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나에 포함되는 단일 편파 LPDA 안테나를 나타내는 사시도이다.
도 4는 단일 편파 LPDA 안테나의 기하비(geometric ratio)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나의 반사계수 및 전면 방향 이득을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나의 주파수에 따른 방사 패턴을 나타낸다.
도 7 및 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 평면상에 배열한 구조를 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 4×4로 배열한 경우의 방사 패턴을 나타낸다.1 is a perspective view illustrating a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view illustrating a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a single polarization LPDA antenna included in a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram for explaining a geometric ratio of a single polarization LPDA antenna.
5 is a graph illustrating a reflection coefficient and a front gain of a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.
6 shows a radiation pattern according to frequency of a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are exemplary views showing a structure in which a high-power dual polarization T-load LPDA antenna is arranged on a plane according to an embodiment of the present invention.
9 shows a radiation pattern when the high-power dual polarization T-load LPDA antenna is arranged in a 4×4 configuration according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하, 도 1 내지 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나의 구조에 대하여 설명한다. Hereinafter, a structure of a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 나타내는 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나에 포함되는 단일 편파 LPDA 안테나를 나타내는 사시도이다. 도 4는 단일 편파 LPDA 안테나의 기하비(geometric ratio)를 설명하기 위한 예시도이다.1 is a perspective view illustrating a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention. 2 is a side view illustrating a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view illustrating a single polarization LPDA antenna included in a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention. 4 is an exemplary diagram for explaining a geometric ratio of a single polarization LPDA antenna.

도 1 내지 4를 참조하면, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)는 급전선로 프레임(110) 및 T-로드부(120)를 포함한다. 1 to 4 , the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 includes a feed line frame 110 and a T-rod unit 120 .

급전선로 프레임(110)은 수직 방향(제1 방향)으로 연장되는 막대 형상으로 형성되며, 급전선로 프레임(110)의 내부에는 급전 신호를 전달하는 급전선이 배치되어 있을 수 있다. 급전선로 프레임(110)의 끝단 높이가 X일 때 급전선이 연결되는 급전부(feed point)는 급전선로 프레임(110)의 끝단에 위치할 수 있다. 즉, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)에 대한 급전은 가장 짧은 T-로드부(120)가 위치하는 급전선로 프레임(110)의 최상단에서 이루어질 수 있다. The feed line frame 110 is formed in a bar shape extending in a vertical direction (first direction), and a feed line for transmitting a feed signal may be disposed inside the feed line frame 110 . When the height of the end of the feed line frame 110 is X, the feed point to which the feed line is connected may be located at the end of the feed line frame 110 . That is, the power feeding to the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 may be made at the uppermost end of the feed line frame 110 in which the shortest T-rod unit 120 is located.

T-로드부(120)는 급전선로 프레임(110)으로부터 수평 방향(제2 방향)으로 연장되고 끝부분에서 양측으로 갈라져 수직 방향(제1 방향)으로 연장되는 T 형상으로 형성될 수 있다. T-로드부(120)의 수평 방향으로 연장되는 부분과 수직 방향으로 연장되는 부분은 동일한 두께(d)로 형성될 수 있다. 급전선로 프레임(110)의 두께도 T-로드부(120)의 두께(d)와 동일하게 형성될 수 있다. The T-rod unit 120 may be formed in a T-shape extending from the feed line frame 110 in a horizontal direction (second direction) and extending in a vertical direction (first direction) by being split from both sides at an end portion. A portion extending in a horizontal direction and a portion extending in a vertical direction of the T-rod unit 120 may be formed to have the same thickness d. The thickness of the feed line frame 110 may also be formed to be the same as the thickness d of the T-rod part 120 .

급전선로 프레임(110)에는 다수의 T-로드부(120)가 연결되어 있으며, 하나의 T-로드부(120)는 급전선로 프레임(110)으로부터 수평 방향으로 연장되어 형성되고, 다른 하나의 T-로드부(120)는 다른 높이에서 급전선로 프레임(110)으로부터 반대의 수평 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 다수의 T-로드부(120)는 서로 다른 높이에서 급전선로 프레임(110)의 좌측 방향과 우측 방향에 교대로 연결되어 있을 수 있다. A plurality of T-rod units 120 are connected to the feed line frame 110 , and one T-rod unit 120 is formed extending from the feed line frame 110 in the horizontal direction, and the other T-rod unit 120 is formed to extend from the feed line frame 110 . - The rod part 120 may be formed to extend in the opposite horizontal direction from the feed line frame 110 at different heights. That is, the plurality of T-rods 120 may be alternately connected to the left and right directions of the feed line frame 110 at different heights.

하나의 급전선로 프레임(110)과 이에 연결된 다수의 T-로드부(120)로 이루어진 구조가 쌍을 이루어 도 3에 예시한 단일 편파 특성을 갖는 단일 편파 LPDA 안테나를 형성할 수 있다. 이때, 2개의 급전선로 프레임(110)은 정해진 간격(g)으로 이격되어 있으며, 서로 다른 급전선로 프레임(110)에 연결되고 동일한 높이에 위치하는 T-로드부(120)는 서로 반대의 수평 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. A single polarization LPDA antenna having a single polarization characteristic illustrated in FIG. 3 may be formed by pairing a structure including a single feed line frame 110 and a plurality of T-rods 120 connected thereto. At this time, the two feed line frames 110 are spaced apart by a predetermined interval g, and the T-rod unit 120 connected to different feed line frames 110 and located at the same height is opposite to each other in the horizontal direction. It can be formed by extending to .

이러한 단일 편파 LPDA 안테나 2개가 직교하는 방향으로 교차하여 배치되어 도 1에 예시한 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)를 형성함으로써 이중 편파 특성을 구현할 수 있다. 즉, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)는 4개의 급전선로 프레임(110)과 4개의 급전선로 프레임(110) 각각으로부터 연장되는 복수의 T-로드부(120)로 구성될 수 있다. 4개의 급전선로 프레임(110)은 정해진 간격(g)으로 서로 이격되어 있을 수 있다.The dual polarization characteristic can be implemented by forming the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 illustrated in FIG. 1 by disposing two single polarization LPDA antennas crossed in an orthogonal direction. That is, the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 may be composed of four feed line frames 110 and a plurality of T-rods 120 extending from each of the four feed line frames 110 . The four feed line frames 110 may be spaced apart from each other at a predetermined interval g.

고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 복수의 T-로드부(120)의 수평 방향의 연장 길이와 수직 방향의 연장 길이는 T-로드부(120)가 급전선로 프레임(110)에 연결되는 위치에 대응하여 미리 정해진 기하비(geometric ratio)로 정해질 수 있다. 기하비는 0.8로 설계될 수 있으며, 기하비 0.8에 따라 T-로드부(120)의 위치가 높아질수록 T-로드부(120)의 수평 방향의 연장 길이와 수직 방향의 연장 길이가 줄어들 수 있다. 도 4에 예시한 바와 같이, 복수의 T-로드부(120) 중에서 가장 아래에 위치하는 제1 T-로드부의 수평 방향 연장 길이(l1)에 비해 바로 위에 위치하는 제2 T-로드부의 수평 방향 연장 길이(l2)는 기하비 0.8 비율로 줄어들 수 있다. 그리고 제1 T-로드부의 수직 방향 연장 길이(tl1)에 비해 제2 T-로드부의 수직 방향 연장 길이(tl2)는 기하비 0.8 비율로 줄어들 수 있다. 이러한 방식으로 급전선로 프레임(110)의 끝단에 위치하는 마지막 T-로드부까지 수평 방향 연장 길이와 수직 방향 연장 길이가 정해질 수 있다. T-로드부(120)가 급전선로 프레임(110)에 연결되는 위치의 간격도 높이에 따라 기하비 0.8 비율로 줄어들 수 있다. The horizontal extension length and the vertical extension length of the plurality of T-rod units 120 of the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 are the T-rod unit 120 connected to the feed line frame 110 . It may be determined by a predetermined geometric ratio (geometric ratio) corresponding to the position to be. The geometric ratio may be designed to be 0.8, and as the position of the T-rod part 120 increases according to the geometric ratio of 0.8, the horizontal extension length and the vertical extension length of the T-rod part 120 may decrease. . As illustrated in FIG. 4 , compared to the horizontal extension length l 1 of the first T-rod part located at the bottom among the plurality of T-rod parts 120 , the second T-rod part located directly above the horizontal The direction extension length l 2 may be reduced by a geometric ratio of 0.8. In addition, compared to the vertical extension length tl 1 of the first T-rod part, the vertical extension length tl 2 of the second T-rod part may be reduced by a geometric ratio of 0.8. In this way, the horizontal extension length and the vertical extension length to the last T-rod part located at the end of the feed line frame 110 may be determined. The spacing between the positions at which the T-rod unit 120 is connected to the feed line frame 110 may also be reduced by a geometric ratio of 0.8 according to the height.

이러한 구조의 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)는 2GHz에서 5GHz까지 광대역 특성을 가질 수 있다. 그리고 T-로드부(120)의 구조에 의해 전기적 길이는 유지하면서 물리적 길이를 줄일 수 있고, 이에 따라 전체 안테나 너비(w) 및 높이(h)를 줄여서 소형화할 수 있다. 다시 말해, T 형태의 T-로드부(120)에 의해 일반적인 LPDA 안테나의 방사 소자의 너비를 감소시킬 수 있고, 짧은 방사 소자의 길이에 T형 구조물이 추가되면서 전기적인 길이는 일반적인 LPDA의 방사 소자와 동일하게 유지하면서 물리적인 크기를 감소시킬 수 있다. 작아진 크기를 통하여 안테나의 배열 간격을 좁힐 수 있고, 좁아진 배열 간격을 통하여 고주파수에서 나타나는 그레이팅 로브(Grating lobe)를 줄일 수 있다. The high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 having this structure may have broadband characteristics from 2 GHz to 5 GHz. In addition, by the structure of the T-rod unit 120 , the physical length can be reduced while maintaining the electrical length, and thus the overall antenna width w and height h can be reduced to reduce the size. In other words, the width of the radiating element of a general LPDA antenna can be reduced by the T-shaped T-rod unit 120 , and the electrical length of the general LPDA radiating element is reduced while the T-shaped structure is added to the length of the short radiating element. It is possible to reduce the physical size while maintaining the same as Through the reduced size, the spacing of the antenna array can be narrowed, and the grating lobes appearing at high frequencies can be reduced through the narrowed spacing.

한편, 급전선로 프레임(110)과 T-로드부(120)는 도체 성분의 직육면체 막대 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 급전선로 프레임(110)과 T-로드부(120) 전체는 직육면체 금속 막대를 서로 연결하여 이루어진 구조일 수 있다. 직육면체 금속 막대 구조는 고출력 안테나에 적용되었을 때 변형에 의한 안테나 손상을 방지할 수 있으므로, 유전체 변형으로 인한 안테나 손상을 고려할 필요가 없다.Meanwhile, the feed line frame 110 and the T-rod unit 120 may have a cuboidal bar structure made of a conductor component. That is, the entire feed line frame 110 and the T-rod unit 120 of the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 may have a structure formed by connecting a rectangular parallelepiped metal bar to each other. Since the rectangular metal rod structure can prevent antenna damage due to deformation when applied to a high-power antenna, there is no need to consider antenna damage due to dielectric deformation.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나의 반사계수 및 전면 방향 이득을 나타내는 그래프이다.5 is a graph illustrating a reflection coefficient and a front gain of a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)는 배열 구조에서 상호간섭 특성을 고려했을 때 2GHz에서 5GHz 대역의 광대역 특성을 가질 수 있다. 2GHz에서 5GHz 대역에서 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 반사계수(실선)는 -9.7dB 미만이고, 전면 방향 이득(점선)은 -2dBi 이상이다. Referring to FIG. 5 , the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 may have broadband characteristics in the 2 GHz to 5 GHz band when considering the mutual interference characteristics in the arrangement structure. The reflection coefficient (solid line) of the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 in the 2 GHz to 5 GHz band is less than -9.7 dB, and the front gain (dashed line) is -2 dBi or more.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나의 주파수에 따른 방사 패턴을 나타낸다. 6 shows a radiation pattern according to frequency of a high-power dual polarization T-load LPDA antenna according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 방사 패턴에서 주파수 2GHz에서 전면 방향 이득이 -2dBi, 주파수 3GHz에서 전면 방향 이득이 2.6dBi, 주파수 4GHz에서 전면 방향 이득이 2.6dBi, 주파수 5GHz에서 전면 방향 이득이 5.4dBi로 나타남을 볼 수 있다. Referring to FIG. 6 , in the radiation pattern of the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100, the front gain is -2 dBi at a frequency of 2 GHz, the front gain is 2.6 dBi at a frequency of 3 GHz, and the front gain is 2.6 dBi at a frequency of 4 GHz , it can be seen that the front-direction gain is 5.4 dBi at a frequency of 5 GHz.

도 7 및 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 평면상에 배열한 구조를 나타내는 예시도이다.7 and 8 are exemplary views showing a structure in which a high-power dual polarization T-load LPDA antenna is arranged on a plane according to an embodiment of the present invention.

도 7에 예시한 바와 같이, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)를 평면상(top view)에서 미리 정해진 간격으로 배열할 수 있다. 도 8은 도 7의 사시도이다. 여기서는 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 방사 패턴과 빔 조향 성능을 확인하기 위하여 39.5mm 간격으로 4×4 배열로 확장하였다. 이때, 제한된 공간에 효율적으로 배치하기 위하여 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)는 평면상에서 45도 회전하여 정사각 배열된다. As illustrated in FIG. 7 , the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 may be arranged at predetermined intervals in a top view. 8 is a perspective view of FIG. 7 ; Here, in order to check the radiation pattern and beam steering performance of the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100, it was expanded to a 4×4 array with an interval of 39.5 mm. At this time, in order to efficiently arrange in a limited space, the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 is rotated by 45 degrees on the plane to be squarely arranged.

이러한 4×4로 배열된 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 방사 패턴에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다.The radiation pattern of the high-power dual polarization T-load LPDA antenna 100 arranged in such a 4×4 will be described with reference to FIG. 9 .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나를 4×4로 배열한 경우의 방사 패턴을 나타낸다.9 shows a radiation pattern when the high-power dual polarization T-load LPDA antenna is arranged in a 4×4 configuration according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)를 4×4로 배열하고 신호 위상 조절을 통해 10도 조향하였을 때 배열 방사 패턴을 나타내고 있다. Referring to FIG. 9 , an array radiation pattern is shown when the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 is arranged in 4×4 and steered by 10 degrees through signal phase adjustment.

4×4로 배열된 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)의 주파수에 따른 전면 방향 이득은 주파수 2GHz에서 11.7dBi, 주파수 3GHz에서 15.2dBi, 주파수 4GHz에서 14.2dBi, 주파수 5GHz에서 17.4dBi로 나타났다. 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나(100)를 다수 배열함으로써 전면 방향 이득이 더욱 향상됨을 알 수 있다.The frequency-dependent frontal gain of the high-power dual polarization T-rod LPDA antenna 100 arranged in 4×4 was 11.7 dBi at a frequency of 2 GHz, 15.2 dBi at a frequency of 3 GHz, 14.2 dBi at a frequency of 4 GHz, and 17.4 dBi at a frequency of 5 GHz. . It can be seen that the front direction gain is further improved by arranging a plurality of double polarized T-load LPDA antennas 100 .

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The drawings and detailed description of the described invention referenced so far are merely exemplary of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. it is not Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 고출력 이중 편파 T-로드 LPDA 안테나
110: 급전선로 프레임
120: T-로드부100: high power dual polarization T-rod LPDA antenna
110: feed line frame
120: T-rod portion

Claims (14)

제1 방향으로 연장되는 직육면체 금속 막대 구조의 급전선로 프레임; 및
직육면체 금속 막대 구조이고, 상기 급전선로 프레임으로부터 제2 방향으로 연장되고 끝부분에서 양측으로 갈라져 상기 제1 방향으로 연장되는 T 형상의 복수의 T-로드부를 포함하고,
상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이는 T-로드부가 상기 급전선로 프레임에 연결되는 위치에 대응하여 미리 정해진 기하비로 정해지고,
상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향으로 연장된 부분의 두께와 상기 제2 방향으로 연장된 부분의 두께와 상기 급전선로 프레임의 두께는 모두 동일하고, 상기 복수의 T-로드부의 위치가 높아질수록 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이만 줄어드는 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.a feeding line frame having a rectangular parallelepiped metal bar structure extending in a first direction; and
It has a rectangular parallelepiped metal bar structure, and includes a plurality of T-shaped T-rods extending in the second direction from the feed line frame and extending in the first direction by splitting at both sides at the end,
An extension length of the plurality of T-rods in the first direction and an extension length in the second direction are determined by a predetermined geometric ratio corresponding to a position where the T-rods are connected to the feed line frame,
A thickness of a portion extending in the first direction, a thickness of a portion extending in the second direction, and a thickness of the feed line frame of the plurality of T-rods are the same, and the positions of the plurality of T-rods are higher A high-power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna in which only the extension length in the first direction and the extension length in the second direction of the T-rod part are reduced. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 기하비는 0.8인 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.The method of claim 1,
wherein the geometric ratio is 0.8. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 급전선로 프레임과 상기 복수의 T-로드부로 이루어진 구조가 쌍을 이루어 단일 편파 특성을 갖는 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 형성하고,
상기 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나 2개가 직교하는 방향으로 교차하여 배치되어 이중 편파 특성을 갖는 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 형성하는 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.The method of claim 1,
A structure consisting of the feed line frame and the plurality of T-rods is paired to form a single polarized log-periodic dipole array antenna having a single polarization characteristic,
A high-power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna in which the two single polarization log periodic dipole array antennas are disposed to cross in an orthogonal direction to form a dual polarization log periodic dipole array antenna having a double polarization characteristic. 제7 항에 있어서,
상기 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나가 평면상에서 45도 회전하여 미리 정해진 간격으로 배열되는 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.8. The method of claim 7,
A high power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna in which the dual polarization log periodic dipole array antenna is rotated 45 degrees on a plane and arranged at predetermined intervals. 급전선로 프레임과 복수의 T-로드부로 이루어진 구조가 쌍을 이루어 형성된 단일 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나 2개가 직교하는 방향으로 교차하여 배치되어 이중 편파 특성을 갖는 이중 편파 대수 주기 다이폴 어레이 안테나를 포함하고,
상기 급전선로 프레임은 제1 방향으로 연장되는 직육면체 금속 막대 구조이고,
상기 복수의 T-로드부 각각은 직육면체 금속 막대 구조이고 상기 급전선로 프레임으로부터 제2 방향으로 연장되고 끝부분에서 양측으로 갈라져 상기 제1 방향으로 연장되는 T 형상이고,
상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향으로 연장된 부분의 두께와 상기 제2 방향으로 연장된 부분의 두께와 상기 급전선로 프레임의 두께는 모두 동일하고, 상기 복수의 T-로드부의 위치가 높아질수록 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이만 줄어드는 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.Two single-polarized log-periodic dipole array antennas formed by pairing a structure consisting of a feed line frame and a plurality of T-rods are arranged to cross in an orthogonal direction, and include a double-polarized log-periodic dipole array antenna having a double polarization characteristic,
The feed line frame is a rectangular metal rod structure extending in the first direction,
Each of the plurality of T-rods has a cuboidal metal rod structure and is of a T shape extending in the second direction from the feed line frame and extending in the first direction by splitting on both sides at the end,
A thickness of a portion extending in the first direction, a thickness of a portion extending in the second direction, and a thickness of the feed line frame of the plurality of T-rods are the same, and the positions of the plurality of T-rods are higher. A high-power dual polarization T-rod log periodic dipole array antenna in which only the extension length in the first direction and the extension length in the second direction of the T-rod part are reduced. 삭제delete 제9 항에 있어서,
상기 복수의 T-로드부의 상기 제1 방향의 연장 길이와 상기 제2 방향의 연장 길이는 T-로드부가 상기 급전선로 프레임에 연결되는 위치에 대응하여 미리 정해진 기하비로 정해지는 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.10. The method of claim 9,
The length of the plurality of T-rods extending in the first direction and the extension length in the second direction is a high-power double polarization T-rod that is determined by a predetermined geometric ratio corresponding to a position where the T-rod unit is connected to the feed line frame. Log Periodic Dipole Array Antenna. 삭제delete 제11 항에 있어서,
상기 기하비는 0.8인 고출력 이중 편파 T-로드 대수 주기 다이폴 어레이 안테나.12. The method of claim 11,
wherein the geometric ratio is 0.8. 삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070020272A (en) * 2004-06-04 2007-02-20 앤드류 코포레이션 Directed dipole antenna
KR20130064972A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 광운대학교 산학협력단 Gain enhancement and size reduction for lpda antennas
KR20150064826A (en) * 2013-12-04 2015-06-12 주식회사 굿텔 Log periodic antenna system of cross type

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070020272A (en) * 2004-06-04 2007-02-20 앤드류 코포레이션 Directed dipole antenna
KR20130064972A (en) * 2011-12-09 2013-06-19 광운대학교 산학협력단 Gain enhancement and size reduction for lpda antennas
KR20150064826A (en) * 2013-12-04 2015-06-12 주식회사 굿텔 Log periodic antenna system of cross type

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