KR102680262B1

KR102680262B1 - Waveguide leaky-wave antenna

Info

Publication number: KR102680262B1
Application number: KR1020230027937A
Authority: KR
Inventors: 서동근
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2023-03-02
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2024-06-28

Abstract

도파관 누설파 안테나는 길이 방향으로 연장된 사각기둥 형태의 도파관, 상기 도파관의 제1 면 상에서 상기 제1 면에 평행하고 상기 길이 방향에 수직인 방향으로 연장되어 상기 도파관의 제2 면과 제3 면 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 포스트, 및 상기 도파관의 내부에서 상기 도파관의 제2 면과 제3 면 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 포스트를 포함하고, 상기 도파관을 통해 진행하는 진행파가 상기 도파관의 제1 면을 통해 누설파로 방사된다.The waveguide leakage wave antenna is a waveguide in the form of a rectangular pillar extending in the longitudinal direction, on a first side of the waveguide, extending in a direction parallel to the first side and perpendicular to the longitudinal direction, and extending on the second and third sides of the waveguide. It includes a plurality of first posts connected between the plurality of first posts, and a plurality of second posts connected between the second and third surfaces of the waveguide inside the waveguide, and a traveling wave traveling through the waveguide is It radiates as a leakage wave through the first side of the waveguide.

Description

Waveguide leakage wave antenna {WAVEGUIDE LEAKY-WAVE ANTENNA}

본 발명은 도파관 누설파 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진행파의 누설량을 향상시켜 안테나 길이를 소형화할 수 있는 도파관 누설파 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a waveguide leaky wave antenna, and more specifically, to a waveguide leaky wave antenna that can reduce the antenna length by improving the amount of leakage of a traveling wave.

누설파 안테나는 진행파 구조에서 자유 공간으로 단위길이당 조금씩 전력이 결합되는 기구를 갖는다. 도파관을 이용한 도파관 누설파 안테나는 가늘게 형성되어 전파를 방사하기 위한 소형화된 안테나를 필요로 하는 체계에 장착될 수 있다. A leaky wave antenna has a mechanism in which power is combined little by little per unit length into free space in a traveling wave structure. A waveguide leaky wave antenna using a waveguide is formed to be thin and can be installed in a system that requires a miniaturized antenna to radiate radio waves.

하지만, 도파관 누설파 안테나는 진행파에 대해 감쇄상수 분포가 정해져 있어서 안테나 길이가 길어지는 단점이 있다. 또한, 도파관 누설파 안테나는 주빔을 제외한 부엽 이득 값, 반대방향의 이득 값이 크게 발생하는 단점이 있어서 안테나와 결합되는 시스템에 영향을 주어 시스템에 문제를 일으킬 수 있다. 그리고 도파관 누설파 안테나의 주빔의 각도는 도파관으로부터 비스듬하게 틀어져 있어서 안테나를 수직 또는 수평으로 위치시키지는 못하여 활용이 불편한 단점이 있다. However, the waveguide leaky wave antenna has a disadvantage in that the antenna length becomes longer because the attenuation constant distribution for the traveling wave is determined. In addition, the waveguide leaky wave antenna has a disadvantage in that the sidelobe gain value excluding the main beam and the gain value in the opposite direction are large, which may affect the system combined with the antenna and cause problems in the system. In addition, the angle of the main beam of the waveguide leaky wave antenna is slanted from the waveguide, so the antenna cannot be positioned vertically or horizontally, making it inconvenient to use.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 진행파의 누설량을 향상시켜 안테나 길이를 소형화할 수 있고, 반사파 및 부엽의 발생을 억제할 수 있고, 주빔(누설파)의 각도를 도파관에 수직 방향으로 증가시킬 수 있는 도파관 누설파 안테나를 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to improve the leakage amount of the traveling wave, thereby minimizing the antenna length, suppressing the generation of reflected waves and side lobes, and increasing the angle of the main beam (leakage wave) in the direction perpendicular to the waveguide. The aim is to provide a waveguide leaky wave antenna.

본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나는 길이 방향으로 연장된 사각기둥 형태의 도파관, 상기 도파관의 제1 면 상에서 상기 제1 면에 평행하고 상기 길이 방향에 수직인 방향으로 연장되어 상기 도파관의 제2 면과 제3 면 사이에 연결되어 있는 복수의 제1 포스트, 및 상기 도파관의 내부에서 상기 도파관의 제2 면과 제3 면 사이에 연결되어 있는 복수의 제2 포스트를 포함하고, 상기 도파관을 통해 진행하는 진행파가 상기 도파관의 제1 면을 통해 누설파로 방사된다.A waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention includes a waveguide in the form of a square pillar extending in the longitudinal direction, extending in a direction parallel to the first surface and perpendicular to the longitudinal direction on a first surface of the waveguide. A plurality of first posts connected between the second and third sides of the waveguide, and a plurality of second posts connected between the second and third sides of the waveguide inside the waveguide, A traveling wave traveling through the waveguide is radiated as a leakage wave through the first surface of the waveguide.

상기 복수의 제2 포스트 각각은 상기 도파관의 내부에서 상기 도파관의 제1 면에 평행하고 상기 길이 방향에 수직인 방향으로 연장될 수 있다.Each of the plurality of second posts may extend within the waveguide in a direction parallel to the first surface of the waveguide and perpendicular to the longitudinal direction.

상기 복수의 제2 포스트 각각은 사각기둥 또는 원통 형태로 형성되어 있을 수 있다. Each of the plurality of second posts may be formed in a square pillar or cylindrical shape.

상기 복수의 제2 포스트는 상기 도파관의 길이 방향으로 배열될 수 있다.The plurality of second posts may be arranged in the longitudinal direction of the waveguide.

상기 복수의 제2 포스트가 상기 도파관 내부에서 배열되는 배열 방향은 상기 도파관의 길이 방향에 대해 비스듬하게 올라가는 방향일 수 있다.The arrangement direction in which the plurality of second posts are arranged inside the waveguide may be an upward direction at an angle with respect to the longitudinal direction of the waveguide.

상기 복수의 제2 포스트의 배치 위치는 상기 진행파의 진행 방향으로 갈수록 상기 도파관 내부에서 점차 높아질 수 있다. The arrangement positions of the plurality of second posts may gradually become higher inside the waveguide as the traveling wave travels.

상기 복수의 제1 포스트와 상기 복수의 제2 포스트 사이의 간격은 상기 진행파의 진행 방향으로 갈수록 점차 감소할 수 있다.The gap between the plurality of first posts and the plurality of second posts may gradually decrease in the direction in which the traveling wave travels.

상기 도파관의 길이 방향으로 상기 복수의 제2 포스트 사이의 간격은 상기 진행파의 진행 방향으로 갈수록 점차 증가할 수 있다. The gap between the plurality of second posts in the longitudinal direction of the waveguide may gradually increase in the direction in which the traveling wave travels.

상기 복수의 제2 포스트는 상기 도파관의 길이 방향으로 상기 복수의 제1 포스트의 간격과 동일한 간격으로 배열될 수 있다.The plurality of second posts may be arranged at intervals equal to the spacing of the plurality of first posts in the longitudinal direction of the waveguide.

상기 복수의 제2 포스트의 개수는 상기 복수의 제1 포스트의 개수보다 작을 수 있다. The number of second posts may be smaller than the number of first posts.

상기 도파관의 제1 면은 상기 진행파가 상기 누설파로 방사될 수 있도록 개방되어 있을 수 있다. The first surface of the waveguide may be open so that the traveling wave can be radiated as the leakage wave.

상기 도파관의 제1 면은 상기 길이 방향으로 연장되는 4개의 면 중 하나이고, 상기 도파관의 제2 면과 제3 면은 상기 도파관의 길이 방향으로 연장되는 4개의 면 중에서 상기 제1 면과 모서리를 공유하는 2개의 면일 수 있다. The first side of the waveguide is one of the four sides extending in the longitudinal direction, and the second and third sides of the waveguide are one of the four sides extending in the longitudinal direction of the waveguide. It could be two sides that are shared.

본 발명의 다른 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나는 길이 방향으로 연장된 사각기둥 형태이고, 진행파가 누설파로 방사될 수 있도록 제1 면이 개방되어 있는 도파관, 및 상기 도파관의 내부에서 상기 도파관의 제1 면에 평행하고 상기 길이 방향에 수직인 방향으로 연장되어 상기 도파관의 제2 면과 제3 면 사이에 연결되어 있는 복수의 포스트를 포함한다. A waveguide leaky wave antenna according to another embodiment of the present invention is in the form of a square pillar extending in the longitudinal direction, a waveguide whose first side is open so that a traveling wave can be radiated as a leakage wave, and a first side of the waveguide inside the waveguide. It includes a plurality of posts parallel to one side and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction and connected between the second and third sides of the waveguide.

상기 복수의 포스트는 상기 도파관의 길이 방향으로 배열되고, 상기 복수의 포스트가 상기 도파관 내부에서 배열되는 배열 방향은 상기 도파관의 길이 방향에 대해 비스듬하게 올라가는 방향일 수 있다.The plurality of posts are arranged in the longitudinal direction of the waveguide, and the arrangement direction in which the plurality of posts are arranged inside the waveguide may be an upward direction at an angle with respect to the longitudinal direction of the waveguide.

상기 복수의 포스트의 배치 위치는 상기 진행파의 진행 방향으로 갈수록 상기 도파관 내부에서 점차 높아질 수 있다. The arrangement positions of the plurality of posts may gradually become higher inside the waveguide as the traveling wave travels.

상기 도파관의 길이 방향으로 상기 복수의 포스트 사이의 간격은 상기 진행파의 진행 방향으로 갈수록 점차 증가할 수 있다.The gap between the plurality of posts in the longitudinal direction of the waveguide may gradually increase in the direction in which the traveling wave travels.

본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나는 진행파의 누설량을 향상시켜 안테나 길이를 소형화할 수 있고, 반사파 및 부엽의 발생을 억제할 수 있으며, 주빔(누설파)의 각도를 도파관에 수직 방향으로 증가시킬 수 있다.The waveguide leakage wave antenna according to an embodiment of the present invention can reduce the length of the antenna by improving the amount of leakage of the traveling wave, suppress the generation of reflected waves and side lobes, and change the angle of the main beam (leakage wave) in a direction perpendicular to the waveguide. can be increased.

도 1은 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나의 내부 구조를 설명하기 위하여 도 2의 III-III 선을 따라 절단한 단면을 나타낸다.
도 4는 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 전기장 분포를 나타낸다.
도 5는 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 3D 방사 패턴을 나타낸다.
도 6은 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 1D 방사 패턴을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 전기장 분포를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 3D 방사 패턴을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 1D 방사 패턴을 나타낸다. 1 shows a waveguide leaky wave antenna according to a comparative example.
Figure 2 shows a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III of FIG. 2 to explain the internal structure of a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the electric field distribution in the waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1.
FIG. 5 shows a 3D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1.
FIG. 6 shows a 1D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1.
Figure 7 shows the electric field distribution in a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a 3D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows a 1D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna 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 attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The invention may be implemented 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 explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals 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 is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나를 나타낸다.1 shows a waveguide leaky wave antenna according to a comparative example.

도 1을 참조하면, 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(10)는 도파관(11) 및 도파관(11)의 제1 면(11A) 상에 위치하는 복수의 제1 포스트(post)(12)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the waveguide leakage wave antenna 10 according to the comparative example includes a waveguide 11 and a plurality of first posts 12 located on the first surface 11A of the waveguide 11. Includes.

도파관(11)은 단면이 사각형이고 내부에 캐비티(cavity)가 형성되어 있고 길이 방향(DL)으로 연장된 사각기둥 형태일 수 있다. 도파관(11)의 제1 면(11A)은 진행파의 누설을 위하여 개방(제거)되어 있다. 즉, 누설파는 도파관(11)의 제1 면(11A)을 통해 방사될 수 있다. 제1 면(11A)은 도파관(11)의 길이 방향(DL)으로 연장되는 4개의 면 중 하나일 수 있다. The waveguide 11 may have a square cross-section, have a cavity formed therein, and may be in the form of a square pillar extending in the longitudinal direction (DL). The first surface 11A of the waveguide 11 is open (removed) to prevent leakage of traveling waves. That is, the leakage wave may be radiated through the first surface 11A of the waveguide 11. The first surface 11A may be one of four surfaces extending in the longitudinal direction DL of the waveguide 11.

복수의 제1 포스트(12) 각각은 도파관(11)의 제1 면(11A) 상에서 도파관(11)의 제1 면(11A)에 평행하고 도파관(11)의 길이 방향(DL)에 수직인 방향으로 연장되어 도파관(11)의 제2 면(11B)과 제3 면(11C) 사이에 연결되어 있다. 도파관(11)의 제2 면(11B)과 제3 면(11C)은 도파관(11)의 길이 방향(DL)으로 연장되는 4개의 면 중에서 제1 면(11A)과 모서리를 공유하는 2개의 면이다. 복수의 제1 포스트(12) 각각은 사각기둥 또는 원통 형태로 형성될 수 있다. 복수의 제1 포스트(12)는 도파관(11)의 길이 방향(DL)으로 미리 정해진 간격(12D)으로 배열될 수 있다. 복수의 제1 포스트(12) 사이의 간격(12D)은 진행파의 진행 방향(도 4의 WAVE 참조)으로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 제1 포스트(12) 사이의 간격(12D)은 진행파의 진행 방향과 무관하게 일정할 수도 있다. Each of the plurality of first posts 12 is parallel to the first surface 11A of the waveguide 11 on the first surface 11A of the waveguide 11 and is oriented perpendicular to the longitudinal direction DL of the waveguide 11. It extends and is connected between the second side (11B) and the third side (11C) of the waveguide 11. The second surface 11B and the third surface 11C of the waveguide 11 are two surfaces that share edges with the first surface 11A among the four surfaces extending in the longitudinal direction DL of the waveguide 11. am. Each of the plurality of first posts 12 may be formed in a square pillar or cylindrical shape. The plurality of first posts 12 may be arranged at predetermined intervals 12D in the longitudinal direction DL of the waveguide 11. The gap 12D between the plurality of first posts 12 may gradually increase in the direction in which the traveling wave travels (see WAVE in FIG. 4). Depending on the embodiment, the spacing 12D between the plurality of first posts 12 may be constant regardless of the direction in which the traveling wave travels.

이하, 도 2 및 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에 대하여 설명한다.Hereinafter, a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나의 내부 구조를 설명하기 위하여 도 2의 III-III 선을 따라 절단한 단면을 나타낸다.Figure 2 shows a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III of FIG. 2 to explain the internal structure of a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)는 도파관(110), 도파관(110)의 제1 면(11A) 상에 위치하는 복수의 제1 포스트(120) 및 도파관(110)의 내부에 위치하는 복수의 제2 포스트(130)를 포함한다.Referring to Figures 2 and 3, the waveguide leakage wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention includes a waveguide 110 and a plurality of first posts located on the first surface 11A of the waveguide 110 ( 120) and a plurality of second posts 130 located inside the waveguide 110.

도파관(110)은 단면이 사각형이고 내부에 캐비티가 형성되어 있고 길이 방향(DL)으로 연장된 사각기둥 형태일 수 있다. 도파관(110)의 제1 면(110A)은 진행파가 누설파로 방사될 수 있도록 개방(제거)되어 있다. 즉, 누설파는 도파관(110)의 제1 면(110A)을 통해 방사될 수 있다. 제1 면(110A)은 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 연장되는 4개의 면 중 하나일 수 있다. The waveguide 110 may have a square cross-section, have a cavity formed therein, and may be in the form of a square pillar extending in the longitudinal direction (DL). The first surface 110A of the waveguide 110 is open (removed) so that the traveling wave can be radiated as a leakage wave. That is, the leakage wave may be radiated through the first surface 110A of the waveguide 110. The first surface 110A may be one of four surfaces extending in the longitudinal direction DL of the waveguide 110.

복수의 제1 포스트(120) 각각은 도파관(110)의 제1 면(110A) 상에서 도파관(110)의 제1 면(110A)에 평행하고 도파관(110)의 길이 방향(DL)에 수직인 방향으로 연장되어 도파관(110)의 제2 면(110B)과 제3 면(110C) 사이에 연결되어 있다. 도파관(110)의 제2 면(110B)과 제3 면(110C)은 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 연장되는 4개의 면 중에서 제1 면(110A)과 모서리를 공유하는 2개의 면이다. 복수의 제1 포스트(120) 각각은 사각기둥 또는 원통 형태로 형성될 수 있다. 복수의 제1 포스트(120)는 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 미리 정해진 간격(120D)으로 배열될 수 있다. 복수의 제1 포스트(120) 사이의 간격(120D)은 진행파의 진행 방향(도 7의 WAVE 참조)으로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 실시예에 따라, 복수의 제1 포스트(120) 사이의 간격(120D)은 진행파의 진행 방향과 무관하게 일정할 수도 있다. Each of the plurality of first posts 120 is parallel to the first surface 110A of the waveguide 110 on the first surface 110A of the waveguide 110 and is oriented perpendicular to the longitudinal direction DL of the waveguide 110. It extends and is connected between the second side (110B) and the third side (110C) of the waveguide 110. The second surface 110B and the third surface 110C of the waveguide 110 are two surfaces that share edges with the first surface 110A among the four surfaces extending in the longitudinal direction (DL) of the waveguide 110. am. Each of the plurality of first posts 120 may be formed in a square pillar or cylindrical shape. The plurality of first posts 120 may be arranged at predetermined intervals 120D in the longitudinal direction DL of the waveguide 110. The gap 120D between the plurality of first posts 120 may gradually increase in the direction in which the traveling wave travels (see WAVE in FIG. 7). Depending on the embodiment, the spacing 120D between the plurality of first posts 120 may be constant regardless of the direction in which the traveling wave travels.

복수의 제2 포스트(130) 각각은 도파관(110)의 내부에서 도파관(110)의 제1 면(110A)에 평행하고 도파관(110)의 길이 방향(DL)에 수직인 방향으로 연장되어 도파관(110)의 제2 면(110B)과 제3 면(110C) 사이에 연결되어 있다. 복수의 제2 포스트(130) 각각은 사각기둥 또는 원통 형태로 형성되어 있을 수 있다. Each of the plurality of second posts 130 is parallel to the first surface 110A of the waveguide 110 inside the waveguide 110 and extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction DL of the waveguide 110 to form a waveguide ( It is connected between the second side (110B) and the third side (110C) of 110). Each of the plurality of second posts 130 may be formed in a square pillar or cylindrical shape.

복수의 제2 포스트(130)는 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 복수의 제1 포스트(120)의 간격(120D)과 동일한 간격으로 배열될 수 있다. 즉, 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 복수의 제2 포스트(130) 사이의 간격은 복수의 제1 포스트(120)의 간격(120D)과 동일하게 진행파의 진행 방향(도 7의 WAVE 참조)으로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 복수의 제2 포스트(130)의 개수는 복수의 제1 포스트(120)의 개수보다 작을 수 있다. 실시예에 따라, 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 복수의 제2 포스트(130) 사이의 간격은 진행파의 진행 방향과 무관하게 일정할 수도 있다. 도파관(110)의 길이 방향(DL)으로 복수의 제2 포스트(130) 사이의 간격은 복수의 제1 포스트(120)의 간격(120D)과 서로 다를 수 있다. The plurality of second posts 130 may be arranged at intervals equal to the spacing 120D of the plurality of first posts 120 in the longitudinal direction DL of the waveguide 110. That is, the spacing between the plurality of second posts 130 in the longitudinal direction DL of the waveguide 110 is the same as the spacing 120D of the plurality of first posts 120 in the direction of travel of the traveling wave (WAVE in FIG. 7 (see ), it may gradually increase. The number of second posts 130 may be smaller than the number of first posts 120. Depending on the embodiment, the spacing between the plurality of second posts 130 in the longitudinal direction DL of the waveguide 110 may be constant regardless of the direction in which the traveling wave travels. The spacing between the plurality of second posts 130 in the longitudinal direction DL of the waveguide 110 may be different from the spacing 120D between the plurality of first posts 120 .

복수의 제1 포스트(120)와 복수의 제2 포스트(130) 사이의 간격(130D)은 진행파의 진행 방향으로 갈수록 점차 감소할 수 있다. 다시 말해, 복수의 제2 포스트(130)의 배치 위치는 진행파의 진행 방향으로 갈수록 도파관(110) 내부에서 점차 높아지고, 복수의 제2 포스트(130)가 도파관(110) 내부에서 배열되는 배열 방향(130DL)은 도파관(110)의 길이 방향(DL)에 대해 비스듬하게 올라가는 방향일 수 있다. The gap 130D between the first plurality of posts 120 and the plurality of second posts 130 may gradually decrease in the direction in which the traveling wave travels. In other words, the arrangement position of the plurality of second posts 130 gradually becomes higher inside the waveguide 110 as the traveling wave moves, and the arrangement direction in which the plurality of second posts 130 are arranged inside the waveguide 110 ( 130DL) may be an upward direction obliquely with respect to the longitudinal direction DL of the waveguide 110.

진행파의 진행 방향으로 갈수록 도파관(110) 내부에서 복수의 제2 포스트(130)의 배치 위치가 점차 높아짐에 따라 진행파의 누설량이 향상될 수 있다. 진행파의 누설량이 향상되므로 도파관(110)의 길이를 줄일 수 있고, 이에 따라 도파관 누설파 안테나(100)가 소형화될 수 있다. As the arrangement position of the plurality of second posts 130 inside the waveguide 110 gradually increases in the direction in which the traveling wave travels, the amount of leakage of the traveling wave may be improved. Since the leakage amount of the traveling wave is improved, the length of the waveguide 110 can be reduced, and thus the waveguide leakage wave antenna 100 can be miniaturized.

또한, 복수의 제2 포스트(130)가 도파관(110) 내부에 배치됨에 따라 감쇄상수가 조정될 수 있고, 누설파의 진행 방향(각도)이 조정될 수 있다. 복수의 제2 포스트(130)는 진행파가 도파관(110)의 끝단에 도달하기 전에 거의 대부분을 누설(방사)시킬 수 있으며, 이에 따라 도파관(110) 끝에서의 반사파 발생을 억제할 수 있으며, 반사파에 의한 부엽의 발생이 억제될 수 있다. Additionally, as the plurality of second posts 130 are disposed inside the waveguide 110, the attenuation constant can be adjusted and the direction (angle) in which the leakage wave travels can be adjusted. The plurality of second posts 130 can leak (radiate) most of the traveling wave before it reaches the end of the waveguide 110, thereby suppressing the generation of reflected waves at the end of the waveguide 110, and The development of side lobes can be suppressed.

이하, 도 4 내지 9를 참조하여 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(10)와 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)의 특성에 대하여 비교 설명한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 9, the characteristics of the waveguide leaky wave antenna 10 according to the comparative example of FIG. 1 and the waveguide leaky wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention will be compared and described.

도 4는 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 전기장 분포를 나타낸다. 도 5는 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 3D 방사 패턴을 나타낸다. 도 6은 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 1D 방사 패턴을 나타낸다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 전기장 분포를 나타낸다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 3D 방사 패턴을 나타낸다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나에서의 1D 방사 패턴을 나타낸다. FIG. 4 shows the electric field distribution in the waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1. FIG. 5 shows a 3D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1. FIG. 6 shows a 1D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to the comparative example of FIG. 1. Figure 7 shows the electric field distribution in a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention. Figure 8 shows a 3D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention. Figure 9 shows a 1D radiation pattern in a waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention.

도 4에 예시한 바와 같이, 도 1의 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(10)에서는 진행파(WAVE)가 도파관(11)을 통해 진행하면서 개방된 제1 면(11A)을 통해 누설되어 누설파의 방사 패턴이 형성된다. 이때, 진행파(WAVE)가 도파관(11)의 끝단까지 진행하면서 누설되지 못한 일부는 도파관(11)의 끝단에서 반사되어 반사파(RW)를 형성하며, 반사파(RW)에 의한 부엽(Sidelobe)이 발생된다. As illustrated in FIG. 4, in the waveguide leakage wave antenna 10 according to the comparative example of FIG. 1, the traveling wave (WAVE) travels through the waveguide 11 and leaks through the open first surface 11A. A radiation pattern of waves is formed. At this time, as the traveling wave (WAVE) progresses to the end of the waveguide 11, the part that does not leak is reflected from the end of the waveguide 11 to form a reflected wave (RW), and a sidelobe is generated by the reflected wave (RW). do.

반면, 도 7에 예시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)에서는 진행파(WAVE)가 도파관(110)을 통해 진행할 때 복수의 제2 포스트(130)에 의해 진행파(WAVE)의 거의 대부분이 누설파로 방사될 수 있다. 이에 따라, 반사파에 의한 부엽이 거의 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)에서는 복수의 제2 포스트(130)에 의해 누설파의 진행 방향이 도파관(110)의 길이 방향(DL)에 대해 더욱 수직으로 가깝게 조정된다. On the other hand, as illustrated in FIG. 7, in the waveguide leakage wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention, when the traveling wave (WAVE) travels through the waveguide 110, the traveling wave (WAVE) is transmitted by the plurality of second posts 130. Almost all of WAVE) can be radiated as leakage waves. Accordingly, side lobes due to reflected waves rarely occur. In addition, in the waveguide leaky wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention, the direction of travel of the leakage wave is adjusted to be more vertically closer to the longitudinal direction DL of the waveguide 110 by the plurality of second posts 130. do.

도 5 및 6은 도파관(11)의 크기가 700mm×82mm×82mm인 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(10)의 방사 패턴을 시뮬레이션한 것으로, 최대 이득은 15.1dBi, 주빔(누설파) 각도는 45도, 부엽은 3.2dBi, 반대방향 이득은 -2.4dBi이다.Figures 5 and 6 simulate the radiation pattern of the waveguide leaky wave antenna 10 according to a comparative example in which the size of the waveguide 11 is 700 mm × 82 mm × 82 mm, the maximum gain is 15.1 dBi, and the main beam (leakage wave) angle is is 45 degrees, the side lobe is 3.2dBi, and the opposite direction gain is -2.4dBi.

도 8 및 9는 도파관(110)의 크기가 506mm×82mm×82mm인 본 발명의 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)의 방사 패턴을 시뮬레이션한 것으로, 최대 이득은 13.7dBi, 주빔(누설파) 각도는 60도, 부엽은 -2dBi, 반대방향 이득은 -9.8dBi이다. Figures 8 and 9 simulate the radiation pattern of the waveguide leaky wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention in which the size of the waveguide 110 is 506 mm × 82 mm × 82 mm, the maximum gain is 13.7 dBi, and the main beam (leakage wave ) The angle is 60 degrees, the side lobe is -2dBi, and the opposite direction gain is -9.8dBi.

본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나(100)는 진행파의 누설량을 향상시켜 안테나 길이를 소형화할 수 있고, 반사파 및 부엽의 발생을 억제할 수 있으며, 주빔(누설파)의 각도를 도파관에 수직 방향으로 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.The waveguide leakage wave antenna 100 according to an embodiment of the present invention can improve the amount of leakage of the traveling wave to miniaturize the antenna length, suppress the generation of reflected waves and side lobes, and change the angle of the main beam (leakage wave) to the waveguide. It can be seen that it can be increased in the vertical direction.

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 invention described so far are merely illustrative of the present invention, and are used only for the purpose of explaining the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims. That is not the case. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 비교 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나
100: 본 발명의 실시예에 따른 도파관 누설파 안테나
11, 110: 도파관
12, 120: 복수의 제1 포스트
130: 복수의 제2 포스트10: Waveguide leaky wave antenna according to comparative example
100: Waveguide leaky wave antenna according to an embodiment of the present invention
11, 110: waveguide
12, 120: 1st post of revenge
130: Second post of revenge

Claims

A waveguide in the form of a square pillar extending in the longitudinal direction;
a plurality of first posts extending on a first side of the waveguide in a direction parallel to the first side and perpendicular to the longitudinal direction and connected between a second side and a third side of the waveguide; and
Comprising a plurality of second posts connected between the second and third surfaces of the waveguide inside the waveguide,
A waveguide leaky wave antenna in which a traveling wave traveling through the waveguide is radiated as a leakage wave through a first surface of the waveguide.

According to claim 1,
Each of the plurality of second posts extends inside the waveguide in a direction parallel to the first surface of the waveguide and perpendicular to the longitudinal direction.

According to clause 2,
A waveguide leakage wave antenna in which each of the plurality of second posts is formed in a square pillar or cylindrical shape.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna wherein the plurality of second posts are arranged in the longitudinal direction of the waveguide.

According to clause 4,
A waveguide leaky wave antenna in which the plurality of second posts are arranged inside the waveguide in an upward direction obliquely with respect to the longitudinal direction of the waveguide.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna in which the arrangement positions of the plurality of second posts gradually become higher inside the waveguide as the traveling direction of the traveling wave progresses.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna in which the gap between the plurality of first posts and the plurality of second posts gradually decreases in the direction in which the traveling wave travels.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna in which the gap between the plurality of second posts in the longitudinal direction of the waveguide gradually increases in the direction in which the traveling wave travels.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna wherein the plurality of second posts are arranged at intervals equal to the spacing of the plurality of first posts in the longitudinal direction of the waveguide.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna wherein the number of the second plurality of posts is smaller than the number of the first plurality of posts.

According to claim 1,
A waveguide leaky wave antenna wherein the first surface of the waveguide is open so that the traveling wave can be radiated as the leakage wave.

According to claim 11,
The first side of the waveguide is one of the four sides extending in the longitudinal direction, and the second and third sides of the waveguide are one of the four sides extending in the longitudinal direction of the waveguide. A two-sided shared waveguide leaky wave antenna.

A waveguide in the form of a rectangular pillar extending in the longitudinal direction, the first side of which is open so that the traveling wave can be radiated as a leakage wave;
a plurality of first posts extending on the first surface in a direction parallel to the first surface and perpendicular to the longitudinal direction and connected between second and third surfaces of the waveguide; and
A waveguide leakage wave comprising a plurality of second posts extending inside the waveguide in a direction parallel to the first side of the waveguide and perpendicular to the longitudinal direction and connected between the second side and the third side of the waveguide. antenna.

According to claim 13,
The plurality of second posts are arranged in the longitudinal direction of the waveguide, and the arrangement direction in which the plurality of second posts are arranged inside the waveguide is a direction obliquely upward with respect to the longitudinal direction of the waveguide.

According to claim 13,
A waveguide leaky wave antenna in which the arrangement positions of the plurality of second posts gradually become higher inside the waveguide as the traveling direction of the traveling wave increases.

According to claim 13,
A waveguide leaky wave antenna in which the gap between the plurality of second posts in the longitudinal direction of the waveguide gradually increases in the direction in which the traveling wave travels.