KR20030049022A - 방향성이 향상된 피드혼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개구면에 디렉터를 구비시켜 방향성을 개선하고 그 결과 사이즈 증가없이도 신호대잡음비를 향상시킬 수 있는 방향성이 향상된 피드혼에 관한 것으로, 본 발명에 의한 피드혼은 원형의 도파관과, 기단이 상기 도파관에 결합되고 그 기단으로부터 선단을 향하여 넓어지는 혼과, 상기 혼의 개구면을 덮어 혼을 보호하기 위한 피드혼캡과, 상기 피드혼캡의 인쇄되는 하나 이상의 도체선으로 이루어진 디렉터로 이루어진다.

Description

방향성이 향상된 피드혼{FEED HORN HAVING IMPROVED DIRECTIVITY}

본 발명은 위성방송수신용의 피드혼 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 혼의 개구면에 디렉터를 구비시킴으로서 방향성을 개선하고 그로부터 신호대잡음비를 향상시킨 방향성이 향상된 피드혼에 관한 것이다.

전자기혼(electromagnetic horn)은 전자기나팔이라고도 하는 것으로, 음성증폭에 주로 쓰이는 메가폰(megaphone)과 마찬가지로 네모 또는 원형의 도파관의 끝을 원뿔형으로 넓힌 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 도파관(11)과, 상기 도파관(11)에 이어지며 원뿔형태의 개구부(12)로 이루어진다.

상기와 같은 전자기혼에서 개구부(12)의 끝면을 개구면이라하는데, 이 개구면이 클수록 지향성을 날카로워진다. 또한 수신용으로 사용할 경우에는 수신되는 전력도 커진다. 그러나, 이와 반대로 개구부(12)의 각도가 너무 크면 접속도로부터 존송되는 전파의 위상이 동상(同相)이 되지 않기 때문에, 전계가 약해지고 지향성의 폭은 넓어진다.

이러한 전자기혼은 예를 들어 위성방송수신시스템의 LNB에 연결되는 피드혼안테나(Feeder horn antenna)로 사용되는데, 보통 위성방송수신호를 수신하는 파라볼라안테나의 반사방향에 피드혼을 설치하여, 상기 파라볼라안테나의 반사판에 반사된 신호를 모아 후단에 케이블로 연결되는 저잡음주파수변환기(LNB)에 인가하는 기능을 행한다.

이런, 위성방송용 피드혼은 종래에 도 2에 도시한 바와 같이, 개구부를 물결모양혼(corrugated horn)(22)으로 구성하여, 최종 개구면의 구경을 크게하여 방향성을 높혀왔다.

그런데, 개구면의 구경이 커지면 방향성은 높아지지만, 반대로 기구물의 크기면에서 제약을 받게된다. 따라서, 지금까지는 기구물의 크기가 많이 크기 않은 선에서 최대한 방향성을 높힐 수 있도록 혼을 설계하였기 때문에, 안테나의 방향성에는 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 개구면에 디렉터를 구비시켜 방향성을 개선하고 그 결과 사이즈 증가없이도 신호대잡음비를 향상시킬 수 있는 방향성이 향상된 피드혼을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 피드혼의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 종래 피드혼의 구조를 보인 사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 피드혼 구조를 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 의한 피드혼의 일실시예를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

41 : 도파관

42 : 피드혼

43 : 피드혼캡

44 : 디렉터

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명에 의한 피드혼 안테나는

원형의 도파관과,

기단이 상기 도파관에 결합되고 그 기단으로부터 선단을 향하여 넓어지는 혼과,

상기 혼의 개구면을 덮어 혼을 보호하기 위한 피드혼캡과,

상기 피드혼캡의 인쇄되는 하나 이상의 도체선으로 이루어진 디렉터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 본 발명에 의한 피드혼은 상기 디렉터를 이루는 도체선의 길이가 자유공간 파장의 0.4 ~ 0.45 배인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디렉터는 혼의 개구면에서 자유공간 파장의 0.3 ~ 0.4 배 되는 위치에 구현되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 피드혼의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

기본적으로, 본 발명은 공중파 안테나에 많이 사용되는 야기안테나(yagi-uda)의 원리를 이용한 것이다

일반적으로, 야기안테나는 라디에이터(radiator)로 전파를 방사하고, 리플렉터(reflector)로 방사된 전파를 반대 방향으로 반사하고, 디렉터(director)를 통해 방사된 전파와 반사된 전파를 한방향으로 집결시켜 방향성을 높히는 것이다. 이때, 디렉터(director)의 개수가 커질수록 방향성은 커진다.

즉, 본 발명은 피드혼에 디렉터 개념을 도입하여, 방향성을 향상시키고자 한 것으로서, 도 3은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 피드혼 안테나의 사시도이다.

본 발명은 혼부(32)의 상부에 디렉터(33)를 위치시킨 것으로서, 상기 다이렉터(33)는 자유공간 파장의 0.4 ~ 0.45 배의 길이를 갖는 도체선이며, 상기 다이렉터(33)의 위치는 피드혼의 상면에서 보았을 때, 원형의 혼부(32)의 정 중앙에 놓이며, 측면에서 보았을때, 혼부(32)로부터 소정 거리 떨어진 공중에 위치한다.

이때, 혼부(32)의 개구면에서 상기 디렉터(33)의 높이차는 대략 자유공간 파장의 0.3 ~ 0.4 배이다.

상기 디렉터(33)는 파라볼라 안테나의 반사판에서 반사된 전파를 한 방향으로 집결시켜 방향성을 높히는 것으로서, 상기 디렉터(33)의 갯수가 많아질 수 록 방향성은 더 커진다.

이상과 같이 디렉터(33)를 혼부(32)의 개구면 중앙에서 소정 높이에 위치시키기 위해서, 본 발명은 방수를 목적으로 혼부(32)의 상부를 덮는 피드혼캡에 디렉터(33)를 인쇄한다.

도 4는 본 발명에 의한 피드혼 안테나의 일실시예를 보인 단면도로서, 본 발명에 의한 피드혼 안테나는 원형의 도파관(41)과, 기단이 상기 도파관(41)에 결합되고 그 기단으로부터 선단을 향하여 넓어지는 형태를 갖는 혼부(42)와, 상기 혼부(42)의 개구면을 덮어 혼을 보호하기 위한 피드혼캡(43)과, 상기 피드혼캡(43)의 안쪽면 또는 겉면에 인쇄되는 하나 이상의 도체선으로 이루어진 디렉터(44)로 구성된다.

상기 피드혼캡(43)은 보통 피드혼(42)의 내부에 물이 들어가는 것을 방지하기 위해서, 부도체인 플라스틱등으로 이루어진 것으로, 본 발명에서는 상기 피드혼캡(43)을 이용하여 개구면의 중앙부에서 소정 높이 도체선을 위치시키게 된다.

상기 디렉터(44)는 혼부(42)의 개구면에서 정중앙부에 위치하며, 혼부(42)의 개구면과의 높이를 L41이라 하고, 디렉터(44)로 구현된 도체선의 길이를 L42라 할때, L41은 자유공간을 통해 전달되는 신호 파장의 0.3 ~ 0.4 배 범위이며, L42는 0.4 ~ 0.45 배 범위이다.

따라서, 상기 디렉터(44)가 상기 설정 높이에 위치할 수 있도록 피드혼캡(43)을 제작하여야 한다.

도 5는 기존 구조의 피드혼과 본 발명에 의한 피드혼 안테나의 게인 패턴(gain pattern)을 비교한 것이다.

상기 도 5에 도시된 바와 같이, 0도에서 본 발명에 따른 피드혼의 게인이 약 0.8dB 가량 높은 것을 알 수 있으며, 또한, 안테나의 게인패턴 모양도 더 첨예해 짐을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 피드혼은 방수목적으로 제공되는 피드혼캡에 도체선을 인쇄하여, 개구면의 상부 일정 높이에 디렉터로서 기능하는 도체선을 위치시킴으로서, 피드혼의 방향성을 향상시키고, 그 결과 안테나의 신호대잡음지를 더 개선할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원형의 도파관과,

   기단이 상기 도파관에 결합되고 그 기단으로부터 선단을 향하여 넓어지는 혼부와,

   상기 혼부의 개구면을 덮는 피드혼캡과,

   상기 피드혼캡에 인쇄되는 하나 이상의 도체선으로 이루어진 디렉터로 이루어지는 것을 특징으로 방향성이 향상된 피드혼.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디렉터의 길이는 자유공간에서 진행하는 신호파장의 0.4 ~ 0.45 배인 것을 특징으로 하는 방향성이 향상된 피드혼.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 디렉터는

   혼부의 개구면에서 자유공간에서 진행하는 신호 파장의 0.3 ~ 0.4 배 범위의 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 방향성이 향상된 피드혼.