KR102528126B1 - 안테나 요소 및 안테나 어레이 - Google Patents

안테나 요소 및 안테나 어레이 Download PDF

Info

Publication number
KR102528126B1
KR102528126B1 KR1020207023387A KR20207023387A KR102528126B1 KR 102528126 B1 KR102528126 B1 KR 102528126B1 KR 1020207023387 A KR1020207023387 A KR 1020207023387A KR 20207023387 A KR20207023387 A KR 20207023387A KR 102528126 B1 KR102528126 B1 KR 102528126B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiating elements
group
supply line
elements
antenna element
Prior art date
Application number
KR1020207023387A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200103842A (ko
Inventor
메란 포어모우자비
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20200103842A publication Critical patent/KR20200103842A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102528126B1 publication Critical patent/KR102528126B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • 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
    • H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/12—Resonant antennas
    • H01Q11/14—Resonant antennas with parts bent, folded, shaped or screened or with phasing impedances, to obtain desired phase relation of radiation from selected sections of the antenna or to obtain desired polarisation effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은, 전력을 공급하기 위한 공급 라인(2); 상기 공급 라인(2)의 제1 측에 배치된 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소; 및 상기 공급 라인(2)의 제2 측에 배치된 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소;를 가진 안테나 요소(1a; 1b; 1c)에 관한 것으로, 상기 방사 요소들은 공급 라인(2)과 직렬로 결합되어 공급 라인(2)으로부터 전력을 공급받고, 전자기 방사선을 방출하도록 형성되며, 이때 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는, 방사 요소들의 공간 치수들의 배열에 있어서, 그리고/또는 인접한 방사 요소들의 거리들(x)의 배열에 있어서, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소와 상이하다.

Description

안테나 요소 및 안테나 어레이
본 발명은 안테나 요소 및 안테나 어레이에 관한 것이다.
레이더 장치들은 객체들의 상대 속도들의 정확한 결정과, 적합한 변조법을 사용할 경우에는 추가로 객체들의 거리 또는 각도 위치의 정확한 결정도 가능하게 한다. 이런 이유에서, 레이더 장치들은 자동차 분야에 널리 보급되어 있다.
기가헤르츠 범위에서는 전형적으로 패치 안테나들(patch antenna)이 사용된다. 상기 패치 안테나들은 매우 간단하면서도 비용 효과적으로 고주파 기판들 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 레이더 방사선의 파장의 대략 절반의 길이를 가진 금속 표면이 공진기로서 이용된다.
방사 요소는 예컨대 개별 패치일 수 있다. 그러나 종종 레이더 빔들(radar beam)의 더 나은 집속, 다시 말해 협폭의 로브들(lobe)을 가진 개선된 지향 특성이 필요하다. 그러므로 패널 안테나들(panel antenna) 내에서 복수의 패치가 결합된다. 상기 유형의 안테나 어레이 내에서 모든 패치는, 전력(electric power)을 패치들 내로 공급하는 하나의 공통 소스(source)와 결합된다. 이 경우, 결합은 출력 분배 네트워크(power divider network)에 의해 병렬로 또는 직렬로도 수행될 수 있다.
US 2007/0279303 A1호로부터, 직렬로 전력이 공급되는 상기 유형의 안테나 요소들을 위한 안테나 구조가 개시되어 있다. 방사 특성의 개선을 위해, 상기 공보에서는 안테나 요소들 간의 거리들 또는 안테나 요소들의 치수들을 변동시키는 방법을 제안하고 있다. 예컨대 연속하는 안테나 요소들 간의 거리가 하나의 공통 공급 라인(supply line)의 단부쪽으로 갈수록 증가할 수 있다.
전형적으로, 안테나 요소들 내지 안테나들은, 방출되는 레이더 방사선의 메인 로브(main lobe) 내지 주 방출 방향이 기판에 대해 수직으로 연장되도록 형성된다. 그러나 일부 용례에서는, 주 방출 방향이 기판에 대해 수직으로 연장되는 것이 아니라 소정의 각도를 형성하도록, 안테나들의 지향 특성을 조정하는 것이 바람직할 수 있다. 특히 차량의 후미 영역 또는 모서리 영역들에 배치된 레이더 장치들의 경우, 상기와 같은 지향 특성의 조정이 바람직할 수 있다.
강력한 지향 효과를 달성하기 위한 공지된 메커니즘 중 하나는 위상 배열 안테나(phased-array antenna)이다. 이는 하나의 행렬 내에 배치된 복수의 개별 방사체를 구비한 위상 제어식 그룹 안테나이며, 이 경우 개별 방사체의 위상 각도가 조정될 수 있다. 적합한 제어를 통해, 송신 에너지는 의도한 방향으로 보강 간섭(constructive interference)을 통해 증폭될 수 있고, 바람직하지 않은 방향들로는 상쇄 간섭(destructive interference)을 통해 감소하거나 소멸될 수 있다.
그러나 위상 배열 안테나들은 각각의 개별 방사체의 위상 조정을 위해 상대적으로 복잡한 메커니즘들을 요구한다. 그로 인해, 상기 유형의 안테나들은 전형적으로 비교적 비용 집약적으로 복잡하게 제조될 수 있다. 따라서, 위상 배열 기술은 주로 군사 분야에서 이용되며, 자동차에 적용하기 위한 사용 가능성은 오히려 한정적이다.
따라서, 수직 방향과 상이한 지향 효과를 갖는 경제적인 안테나들에 대한 수요가 존재한다.
본 발명은 특허 청구항 제1항의 특징들을 갖는 안테나 요소와, 특허 청구항 제10항의 특징들을 갖는 안테나 어레이를 제공한다.
바람직한 실시예들은 각각의 종속 청구항들의 대상이다.
제1 양태에 따라서, 본 발명은 전력을 공급하기 위한 공급 라인을 포함하는 안테나 요소에 관한 것이다. 본원의 안테나 요소는 추가로, 공급 라인의 제1 측에 배치된 제1 그룹의 방사 요소를 포함한다. 또한, 본원의 안테나 요소는 공급 라인의 제2 측에 배치된 제2 그룹의 방사 요소를 포함한다. 방사 요소들은 공급 라인과 직렬로 결합되어, 공급 라인으로부터 전력을 공급받는다. 방사 요소들은 추가로, 전기 방사선을 방출하도록 형성된다. 제1 그룹의 방사 요소는, 방사 요소들의 공간 치수들의 배열에 있어서, 그리고/또는 인접한 방사 요소들의 거리들의 배열에 있어서 제2 그룹의 방사 요소들과 상이하다.
제2 양태에 따라서, 본 발명은 공동으로 전력을 공급받는 복수의 안테나 요소를 포함하는 안테나 어레이에 관한 것이다.
공간 치수들 또는 거리들의 배열들이 상이한 방사 요소들의 이용을 통해, 이미 단일 안테나 요소에 대해 원하는 지향 효과가 달성될 수 있다. 그 요인은 방출되는 레이더 파들의 보강 간섭 및 상쇄 간섭에 있다. 방사 요소들은 공급 라인의 양측에 서로 상이하게 배열되어 있기 때문에, 전체적으로 기판의 수직 방향과는 상이한 메인 로브가 형성된다. 따라서, 고감도 안테나가 제공될 수 있다.
추가로, 레이더 빔의 성형을 위한 추가 조치들이 이용될 수 있으며, 특히 방사 출력에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 핀들(pin) 및 리액티브 소자들(reactive element)이 이용될 수 있다. 본원의 안테나 요소는 추가로, 위상 배열 안테나에 비해 조밀한 구조를 특징으로 하는데, 그 이유는 추가 위상 분할기(phase splitter)가 생략될 수 있기 때문이다. 이는 특히, 가용 공간 영역이 최적으로 활용되어야 하는 자동차 분야에서 바람직하다.
위상 분할기에 의한 추가 위상 제어가 불필요하기 때문에, 기설정된 지향 특성을 갖는 매우 비용 효과적인 안테나가 제공될 수 있다.
공간 치수들이란, 직사각형 패치들 또는 방사 요소들의 경우, 상응하는 방사 요소의 폭 및 길이를 의미할 수 있다. 직사각형이 아닌 형태로 형성되어 있는 방사 요소들의 경우, 공간 치수들이란 예컨대 방사 요소들의 지름 또는 표면적을 의미할 수 있다.
공간 치수들의 배열이란, 공급 라인을 따르는 치수들의 시퀀스를 의미한다. 따라서, 상이한 배열들이란 바람직하게, 방사 요소들이 공급 라인의 양측에 서로 오프셋되어 배치되어 있을 뿐만 아니라, 적어도 어느 한 위치에서 일측의 방사 요소들의 거리들 또는 치수들의 시퀀스가 타측의 방사 요소들의 거리들 또는 치수들의 상응하는 시퀀스와 일치할 수 없다는 점도 의미한다.
바람직하게, 안테나 요소는, 기판상에 평평하게 배치된 패널 안테나이다.
방사 요소들의 치수들 내지 크기들 및 거리들의 적절한 선택을 통해, 폭넓은 각도 범위에서 충분히 높은 방사 출력이 달성될 수 있다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라, 치수들 및/또는 거리들의 배열은 돌프-쳬비셰프 배열(Dolph-Tschebyscheff array), 균일 배열(uniform array) 및/또는 2항 배열(binomial array)를 포함한다.
본원 안테나 요소의 한 개선예에 따라, 제1 그룹 및/또는 제2 그룹의 방사 요소의 방사 요소들은 슬롯형 패치(slotted patch)로서 형성된다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라, 방사 요소들은 스트립 라인들(stripline)을 통해 공급 라인과 결합된다. 그러나 또 다른 실시예들에 따라서, 방사 요소들은 용량성 커플링들 및/또는 슬롯 커플링들을 통해서도 공급 라인과 결합될 수 있다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라, 안테나 요소는 다이폴 안테나 요소(dipole antenna element)로서 형성된다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라, 공급 라인 및/또는 방사 요소들은 스트립 요소들로서 형성된다. 따라서, 안테나 요소는 특히 스트립 라인 안테나 요소(microstrip antenna element)일 수 있다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라서, 제1 그룹의 방사 요소는 공급 라인을 따라 제2 그룹의 안테나 요소에 대해 오프셋되어 배치된다.
본원 안테나 요소의 일 실시예에 따라서, 양측에 있는 방사 요소들 간의 거리가 일정할 수 있거나, 동일한 배열을 가질 수 있는 한편, 치수들의 배열은 서로 상이하다.
본원 안테나 요소의 또 다른 한 실시예에 따라서, 양측에 있는 방사 요소들의 치수들은 일정할 수 있거나, 동일한 배열을 가질 수 있는 한편, 양측에 대해, 다시 말해 제1 그룹의 방사 요소와 제2 그룹의 방사 요소에 대해 연속하는 안테나 요소들 간의 거리들의 배열은 서로 상이하다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라서, 제1 그룹의 방사 요소 중 적어도 하나의 방사 요소는, 폭에 있어서 그리고/또는 제1 그룹의 방사 요소 중 인접한 방사 요소까지의 거리에 있어서, 제2 그룹의 방사 요소의 모든 방사 요소와 상이하다.
본원 안테나 요소의 한 바람직한 개선예에 따라서, 치수들 및/또는 거리들의 배열은, 방출되는 전자기 방사선의 방사 최대치가 수직 방향과 상이한 방사 방향으로 발생하는 방식으로 선택된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 요소의 개략적 상면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 요소에 대한 방사 각도의 함수로서 방사 출력을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 요소의 개략적 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 어레이의 개략적 상면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 안테나 어레이에 대한 방사 각도의 함수로서 방사 출력을 나타낸 그래프이다.
모든 도면에서, 동일하거나 기능이 동일한 요소들 및 장치들에는 동일한 도면부호들이 부여된다.
도 1에는 안테나 요소(1a)의 일례가 도시되어 있다. 안테나 요소(1a)는, (미도시한) 기판상에 형성된 패널 안테나 요소로서 형성된다. 안테나 요소(1a)는 레이더 송신기 유닛으로서, 또는 레이더 수신기 유닛으로서 형성될 수 있다. 안테나 요소(1a)는 안테나 어레이의 요소일 수도 있다.
안테나 요소(1a)는, 스트립 라인으로서 형성되어 직선으로 연장되는 공급 라인(2)을 포함한다. 그러나 본 발명은 이러한 구성으로 제한되지 않는다. 따라서 공급 라인(2)이 반드시 직선으로 연장되지 않아도 된다.
평평하게 형성된 공급 라인(2)은, 공급 라인(2)의 제1 측 또는 좌측, 및 공급 라인(2)의 제2 측 또는 우측에 배치된 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)을 포함한다. 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)은 공급 라인(2)과 직접 연결되거나 결합되는 패치들로서 형성된다.
그러나 본 발명은 상기 유형의 구성으로 제한되지 않는다. 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)은 커플링 요소들, 가령 공급 라인(2)과 연결된 스트립 요소들을 통해 공급 라인과 결합될 수 있다. 또 다른 실시예들에 따라, 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)은 용량성 커플링들 및/또는 슬롯 커플링들을 통해서도 공급 라인(2)과 결합될 수 있다.
공급 라인(2)을 통해 전력이 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46) 내로 공급된다. 그로 인해, 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)은 전자기파 및 바람직하게는 레이더 방사선을 방출하도록 여기된다. 특히 안테나 요소(1a)는 기가헤르츠 범위의 레이더 파를 방출하도록, 특히 자동차 분야에 보급되어 있는 77기가헤르츠 주파수 대역에서 작동하도록 형성될 수 있다.
방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)은 공급 라인(2)의 좌측 내지 제1 측에서의 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)와 공급 라인(2)의 우측 내지 제2 측에서의 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)로 분할될 수 있다. 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36) 및 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)는 각각 공급 라인(2)과 직렬로 결합된다.
도 1에 도시된 구성에서 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)는, 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)의 폭들의 배열에 있어서, 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)와 상이하다. 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)의 방사 요소들(31 내지 36)뿐만 아니라, 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)의 방사 요소들(41 내지 46)도 직사각형으로 형성되며, 공급 라인(2)에 대해 직교하는 방향으로 측정되는 동일한 길이(z)를 각각 갖는다. 추가로, 연속하는 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46) 간의 거리들(x)은 각각 동일하다. 이 거리들(x)은 바람직하게, 방출되는 레이더 방사선의 파장에 상응한다.
제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)의 방사 요소들(31 내지 36)의 폭들(D)은 각각 고정되어 있다. 여기서, 폭들(D)은 공급 라인(2)에 대해 평행하게 측정된다. 따라서, 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)는 균일 배열된 폭을 갖는다.
제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)의 방사 요소들(41 내지 46)의 폭들(D1 내지 D6)은 돌프-쳬비셰프 배열을 따른다. 따라서, 폭들(D1 내지 D6)의 비는 쳬비셰프 다항식의 비에 상응한다. 또 다른 한 실시예에 따라서, 폭들(D1 내지 D6)은 임의의 다른 배열, 가령 2항 배열을 따른다. 적합한 배열들의 선택을 통해 안테나 요소(1a)의 방사 특성이 조정될 수 있다.
또 다른 실시예들에 따라 추가로 또는 그 대안으로, 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46)의 길이들(z)이 변할 수 있다. 바람직하게는, 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)의 길이들(z)의 배열은 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)의 길이들(z)의 배열과 상이하다.
또 다른 실시예들에 따라 추가로 또는 그 대안으로, 연속하는 방사 요소들(31 내지 36; 41 내지 46) 간의 거리들(x)이 변할 수 있다. 바람직하게는, 제1 그룹(3)의 방사 요소(31 내지 36)의 거리들(x)의 배열은 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46)의 거리들(x)의 배열과 상이하다.
도 2에는, 도 1에 도시된 안테나 요소(1a)의 방사 출력이 방위각(θ)의 함수로서 도시되어 있다. 여기서 볼 수 있듯이, 방사 특성은 0도와 상이한 각도에서 최대치를 가지며, 다시 말해 주 방사 방향은 기판에 대해 수직으로 연장되지 않는다. 그로 인해, 안테나 요소(1a)는 특히 자동차 분야에서, 가령 전방 또는 후방의 에지 또는 모서리 영역에 적용하기에 매우 적합하다.
도 2에서 추론되는 것처럼, 주 방사 방향은 약 25도의 방위각에서 달성될 수 있다. 추가로, 방사선 패턴의 높은 안정성이 달성될 수 있으며, 방사 방향 및 방사 출력은 약 3기가헤르츠의 대역 범위에서 실질적으로 일정하게 유지된다. 더 나아가, 방사 방향이 변경된 후에도, 약 90도 폭의 큰 각도 범위에서 높은 방사 출력이 달성될 수 있다. 추가로, 고도 평면(elevation plane)에서 우수한 사이드 로브 레벨(side lobe level)이 달성될 수 있으며, 이때 76.5기가헤르츠의 주파수를 중심으로 3기가헤르츠 폭의 대역 범위에서는 실질적으로 주 방사 방향의 변화가 발생하지 않는다.
도 3에는, 본 발명의 또 다른 한 실시예에 따른 안테나 요소(1b)가 도시되어 있다. 안테나 요소(1b)는 제1 그룹(8)의 방사 요소(81 내지 84)를 가지며, 이때 방사 요소들(81 내지 84)의 폭들(v1 내지 v4)은 2항 배열을 따른다. 방사 요소들(81 내지 84)은 각각 슬롯형 방사 요소들로서 형성된다. 안테나 요소(1b)는 추가로, 제2 그룹(9)의 방사 요소(91 내지 95)를 포함하며, 이때 폭들(u1 내지 u5)은 돌프-쳬비셰프 배열을 따른다. 연속하는 방사 요소들(81 내지 84; 91 내지 95) 간의 거리들(x)은 각각 일정하다.
제1 그룹(8) 및 제2 그룹(9)의 방사 요소들은, 그에 상응하게 위상을 조정하기 위해, 상이한 폭들을 기반으로 서로에 대해 약간 오프셋되어 배치된다.
바람직하게 방사 요소들의 폭은, 도 1에 도시된 안테나 요소(1a)의 제2 그룹(4)의 방사 요소(41 내지 46) 및 도 3에 도시된 안테나 요소(1b)의 제1 그룹(8) 및 제2 그룹(9)의 방사 요소의 경우처럼, 각각 공급 라인(2)의 에지쪽으로 갈수록 감소한다.
도 4에는 하나의 안테나 어레이(7)가 도시되어 있다. 이 안테나 어레이는 6개의 안테나 요소(1c)를 가지며, 이들 안테나 요소는 각각, 2항 배열된 폭들(d1 내지 d6)을 가진 제1 그룹(5)의 방사 요소(51 내지 56) 및 일정한 폭들(d)을 가진 제2 그룹(6)의 방사 요소(61 내지 65)를 포함한다.
안테나 요소들(1c)은 각각 쌍을 이루어 제1 내지 제6 스트립 라인(21 내지 26)을 통해 제7 및 제8 스트립 라인(27, 28)과 연결되며, 상기 제7 및 제8 스트립 라인은 제9 스트립 라인(29)과 결합된다. 제9 스트립 라인(29)을 통해서는 전기 에너지가 개별 안테나 요소들(1c)의 각각의 스트립 라인들(2) 내로 결합될 수 있다. 제1 내지 제6 스트립 라인(21 내지 26)의 상이하게 선택된 길이들을 통해, 개별 안테나 요소들(1c) 간의 위상차가 달성될 수 있고, 이를 통해 적합한 방사 특성이 달성될 수 있다.
도 4에 도시된 안테나 요소들(1c) 대신, 불규칙하게 배열된 방사 요소들을 가진 임의의 안테나 요소들, 특히 도 1 및 도 3에 도시된 안테나 요소들(1a, 1b)이 사용될 수 있다.
도 5에는, 도 4에 도시된 안테나 어레이(7)의 방사 출력이 방위각(θ)의 함수로서 도시되어 있다. 방사 특성은 -45도의 값에서 최대치를 갖는다. 더 나아가, 달성 가능한 최대치는, 동일하게 배열된 방사 요소들을 가진 안테나 요소들을 사용하는 경우보다 훨씬 더 뚜렷하게 나타난다.

Claims (17)

  1. 전력을 공급하기 위한 공급 라인(2); 및
    공급 라인(2)의 제1 측의 기판 상에 배치되는 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소; 및 공급 라인(2)의 제2 측의 기판 상에 배치되는 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소;
    를 가진 안테나 요소(1a; 1b; 1c)로서,
    상기 방사 요소들은 공급 라인(2)과 직렬로 결합되어 공급 라인(2)으로부터 전력을 공급받고, 전자기 방사선을 방출하도록 형성되고,
    방출되는 전자기 방사선의 방사 최대치가 기판에 대해 수직하지 않게 발생하는, 안테나 요소에 있어서,
    제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소의 거리는 돌프-쳬비셰프 배열로 배열되고,
    제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소의 거리는 2항 배열로 배열되어, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 거리는 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 거리와 상이하게 배열되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  2. 제1항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소들 및 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 방사 요소들 중 하나 또는 둘 모두는 슬롯형 패치들로서 형성되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  3. 제1항에 있어서, 방사 요소들은 스트립 라인들, 용량성 커플링들 및 슬롯 커플링들 중 적어도 하나를 통해 공급 라인(2)과 결합되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  4. 제1항에 있어서, 안테나 요소(1a; 1b; 1c)는 다이폴 안테나 요소(1a; 1b; 1c)로서 형성되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  5. 제1항에 있어서, 공급 라인(2) 및 방사 요소들은 스트립 요소들로서 형성되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  6. 제1항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는 공급 라인(2)을 따라서 제2 그룹(4; 6; 9)의 안테나 요소에 대해 오프셋되어 배치되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  7. 제1항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소 중 적어도 하나의 방사 요소는, 폭(D, D1 내지 D6; u1 내지 u5, v1 내지 v4; d, d1 내지 d6) 및 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소 중 인접한 방사 요소까지의 거리(x) 중 하나 또는 둘 모두에 있어서, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 모든 방사 요소와 상이한, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  8. 복수의 안테나 요소를 가진 안테나 어레이(7)로서,
    각각의 안테나 요소는,
    전력을 공급하기 위한 공급 라인(2); 및
    공급 라인(2)의 제1 측의 기판 상에 배치되는 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소; 및 공급 라인(2)의 제2 측의 기판 상에 배치되는 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소;
    를 포함하고,
    상기 방사 요소들은 공급 라인(2)과 직렬로 결합되어 공급 라인(2)으로부터 전력을 공급받고, 전자기 방사선을 방출하도록 형성되고,
    방출되는 전자기 방사선의 방사 최대치가 기판에 대해 수직하지 않게 발생하는, 안테나 요소에 있어서,
    제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소의 거리는 돌프-쳬비셰프 배열로 배열되고,
    제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소의 거리는 2항 배열로 배열되어, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 거리는 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 거리와 상이하게 배열되는, 안테나 어레이(7).
  9. 제1항에 있어서, 공급 라인(2)은 제1 방향으로 연장되고, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되고, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소는 제1 방향에 수직한 제3 방향으로 연장되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  10. 제1항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8) 및 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소는, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소 중 적어도 하나의 방사 요소가 (a) 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소 중 적어도 하나의 방사 요소보다 공급 라인(2)의 일단부에 더 가깝고, (b) 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소 중 적어도 하나의 다른 방사 요소보다 공급 라인(2)의 일단부에 더 멀도록, 공급 라인(2)의 동일한 세그먼트를 따라 분포되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  11. 제1항에 있어서, 기판은 고주파 기판인, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  12. 전력을 공급하기 위한 공급 라인(2); 및
    공급 라인(2)의 제1 측의 기판 상에 배치되는 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소; 및 공급 라인(2)의 제2 측의 기판 상에 배치되는 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소;
    를 가진 안테나 요소(1a; 1b; 1c)로서,
    상기 방사 요소들은 공급 라인(2)과 직렬로 결합되어 공급 라인(2)으로부터 전력을 공급받고, 전자기 방사선을 방출하도록 형성되고,
    제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는 방사 요소의 공간 치수의 분포, 인접한 방사 요소의 거리의 배열 중 하나 또는 둘 모두에 있어서 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소와 상이하여, 방출되는 전자기 방사선의 방사 최대치가 기판에 대해 수직하지 않게 발생하고,
    제1 그룹(3; 5; 8) 및 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소 중 적어도 하나의 공간 치수 및 거리의 배열 중 하나 또는 둘 모두는 돌프-쳬비셰프 배열 및 2항 배열 중 하나 또는 둘 모두를 포함하고,
    제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는 방사 요소의 거리 배열은, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소는 방사 요소 중 바로 인접한 방사 요소의 각각의 쌍의 각각의 거리가 서로 상이하고, 각각의 거리는 각각의 쌍의 각각의 방사 요소 사이를 분리하는 거리인, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  13. 제12항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소 사이를 분리하는 거리는 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소 사이를 분리하는 거리와 상이한, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  14. 제12항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8)의 방사 요소의 거리는 돌프-쳬비셰프 배열로 배열되는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  15. 제14항에 있어서, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 거리는, 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소의 바로 인접한 방사 요소 각각의 쌍의 각각의 거리가 서로 다른 2항 배열이며, 각각의 거리는 각각의 쌍의 각각의 방사 요소 사이를 분리하는 거리인, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  16. 제12항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8) 및 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소 중 적어도 하나의 공간 치수의 배열은 2항 배열을 포함하는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).
  17. 제12항에 있어서, 제1 그룹(3; 5; 8) 및 제2 그룹(4; 6; 9)의 방사 요소 중 적어도 하나의 거리의 배열은 2항 배열을 포함하는, 안테나 요소(1a; 1b; 1c).













KR1020207023387A 2018-01-18 2018-11-22 안테나 요소 및 안테나 어레이 KR102528126B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018200758.6A DE102018200758A1 (de) 2018-01-18 2018-01-18 Antennenelement und Antennenarray
DE102018200758.6 2018-01-18
PCT/EP2018/082296 WO2019141412A1 (de) 2018-01-18 2018-11-22 Antennenelement und antennenarray

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200103842A KR20200103842A (ko) 2020-09-02
KR102528126B1 true KR102528126B1 (ko) 2023-05-03

Family

ID=64477148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207023387A KR102528126B1 (ko) 2018-01-18 2018-11-22 안테나 요소 및 안테나 어레이

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11476589B2 (ko)
EP (1) EP3741007B1 (ko)
JP (1) JP7022218B2 (ko)
KR (1) KR102528126B1 (ko)
CN (1) CN111615776B (ko)
DE (1) DE102018200758A1 (ko)
WO (1) WO2019141412A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018200758A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Antennenelement und Antennenarray
CN114336003B (zh) * 2020-09-30 2024-01-30 华为技术有限公司 一种天线及其制备方法、毫米波传感器和终端
TWI749987B (zh) * 2021-01-05 2021-12-11 友達光電股份有限公司 天線結構及陣列天線模組
KR20220100367A (ko) * 2021-01-08 2022-07-15 한국전자통신연구원 커패시티브 결합 콤라인 마이크로스트립 배열 안테나 및 그 제조방법
TWI765755B (zh) * 2021-06-25 2022-05-21 啟碁科技股份有限公司 天線模組與無線收發裝置
CN116722349B (zh) * 2023-08-11 2023-10-24 南京隼眼电子科技有限公司 天线结构及雷达设备

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1529361A (en) * 1975-02-17 1978-10-18 Secr Defence Stripline antenna arrays
GB1529541A (en) * 1977-02-11 1978-10-25 Philips Electronic Associated Microwave antenna
GB1566772A (en) * 1977-09-15 1980-05-08 Standard Telephones Cables Ltd Microstrip antenna radiators
JPS5481757A (en) * 1977-12-13 1979-06-29 Matsumoto Tadashi Flat type slot antenna
CA1133120A (en) * 1978-05-22 1982-10-05 Peter S. Hall Stripline antennae with phase-shifting slotted strip
US5309409A (en) * 1982-10-28 1994-05-03 Westinghouse Electric Corp. Target detection system
FR2667730B1 (fr) * 1990-10-03 1993-07-02 Bretagne Ctre Rgl Tra Antenne.
JP3306592B2 (ja) * 1999-05-21 2002-07-24 株式会社豊田中央研究所 マイクロストリップアレーアンテナ
JP2001111332A (ja) * 1999-10-08 2001-04-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc マイクロストリップアレーアンテナ
KR20020019711A (ko) * 2000-09-06 2002-03-13 민경식 전자기결합 크로스 다이폴 어레이 광대역 원편파 안테나
US7705782B2 (en) * 2002-10-23 2010-04-27 Southern Methodist University Microstrip array antenna
KR100508959B1 (ko) * 2004-06-28 2005-08-17 (주)더블유엘호스트 후방신호를 억압하는 배열안테나 설계 방법과 그에 따른 배열안테나 장치
JP2006109425A (ja) * 2004-09-08 2006-04-20 Nagoya Institute Of Technology マイクロストリップアレーアンテナ
DE102004044120A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-16 Robert Bosch Gmbh Antennenstruktur für seriengespeiste planare Antennenelemente
GB0622411D0 (en) * 2006-11-10 2006-12-20 Quintel Technology Ltd Phased array antenna system with electrical tilt control
JP5091044B2 (ja) * 2008-07-31 2012-12-05 株式会社デンソー マイクロストリップアレーアンテナ
JP4743279B2 (ja) * 2009-01-07 2011-08-10 株式会社デンソー マイクロストリップアレーアンテナ
JP2010226165A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Toyota Central R&D Labs Inc アレーアンテナ装置
WO2016085964A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-02 View, Inc. Window antennas
JP5660857B2 (ja) * 2010-11-10 2015-01-28 富士通テン株式会社 アンテナ
KR101277894B1 (ko) * 2011-05-23 2013-06-21 주식회사 에이스테크놀로지 레이더 배열 안테나
US8502733B1 (en) * 2012-02-10 2013-08-06 CBF Networks, Inc. Transmit co-channel spectrum sharing
US9806419B2 (en) * 2012-09-20 2017-10-31 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Array antenna device
US20160056539A1 (en) * 2013-03-22 2016-02-25 Denso Corporation Antenna apparatus
JP5586755B1 (ja) * 2013-08-20 2014-09-10 株式会社フジクラ アンテナ
KR20150022067A (ko) * 2013-08-21 2015-03-04 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
CN103618130B (zh) * 2013-10-18 2015-08-26 中国电子科技集团公司第十研究所 嵌入式智能蒙皮天线
JP6232946B2 (ja) * 2013-11-07 2017-11-22 富士通株式会社 平面アンテナ
KR102083185B1 (ko) * 2014-01-16 2020-03-02 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
KR102063826B1 (ko) * 2014-01-23 2020-01-08 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
WO2015118586A1 (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 日本電気株式会社 アンテナ装置
JP5788548B2 (ja) * 2014-03-03 2015-09-30 株式会社フジクラ マイクロストリップアンテナ
CN105914454A (zh) * 2015-02-24 2016-08-31 松下知识产权经营株式会社 阵列天线装置
KR101971548B1 (ko) * 2015-04-14 2019-04-24 엘지이노텍 주식회사 레이더 시스템의 안테나 장치
CN205248443U (zh) * 2015-11-11 2016-05-18 珠海加中通科技有限公司 一种可变定向波束双阵列合成微带阵列天线
WO2017150043A1 (ja) * 2016-03-03 2017-09-08 三井金属鉱業株式会社 銅張積層板の製造方法
TWI628858B (zh) * 2016-07-12 2018-07-01 中華電信股份有限公司 電子切換波束方向陣列天線
DE102018200758A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Robert Bosch Gmbh Antennenelement und Antennenarray
US11333798B2 (en) * 2018-07-06 2022-05-17 The Regents Of The University Of Michigan Compound metaoptics for amplitude and phase control of wavefronts
TWI747457B (zh) * 2020-08-24 2021-11-21 智易科技股份有限公司 用於抑制旁波瓣的增益的天線

Also Published As

Publication number Publication date
CN111615776B (zh) 2023-12-15
WO2019141412A1 (de) 2019-07-25
CN111615776A (zh) 2020-09-01
JP7022218B2 (ja) 2022-02-17
JP2021510986A (ja) 2021-04-30
EP3741007A1 (de) 2020-11-25
US11476589B2 (en) 2022-10-18
DE102018200758A1 (de) 2019-07-18
EP3741007B1 (de) 2023-02-15
KR20200103842A (ko) 2020-09-02
US20210005978A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102528126B1 (ko) 안테나 요소 및 안테나 어레이
US8810468B2 (en) Beam shaping of RF feed energy for reflector-based antennas
US20170201024A1 (en) Radar array antenna
US10020594B2 (en) Array antenna
JP2009089212A (ja) レーダ装置用アンテナ
US20140078005A1 (en) Radar array antenna using open stubs
KR20090117945A (ko) 금속벽을 구비한 패치안테나
US10756446B2 (en) Planar antenna structure with reduced coupling between antenna arrays
JP6788685B2 (ja) アンテナ装置
JP6486734B2 (ja) アレーアンテナ装置
JP2001111336A (ja) マイクロストリップアレーアンテナ
US11611153B2 (en) Antenna for suppressing the gain of side lobes
US20140145909A1 (en) Antenna and Array Antenna
KR20180105484A (ko) 마이크로스트립 패치 배열 안테나
US11139576B2 (en) Planar multipole antenna
Chang et al. A K-band series-fed microstip array antenna with low sidelobe for anticollision radar application
KR101803208B1 (ko) 단일 방사체 다중 급전을 이용한 빔조향 안테나
Kolak et al. A low profile 77 GHz three beam antenna for automotive radar
CN111276799B (zh) 一种雷达天线装置和优化方法
KR101698125B1 (ko) 방사 이득 향상을 위한 다이폴 안테나 및 다이폴 안테나 어레이
CN113823891B (zh) 天线模组、毫米波雷达以及车辆
JP3364829B2 (ja) アンテナ装置
Abhishek et al. Design of beam steering antenna for 5G at 28GHz using butler matrix
KR102398347B1 (ko) 양호한 격리도 특성을 가지는 다중 대역 기지국 안테나
JP7401254B2 (ja) アンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right