KR200408700Y1 - 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 포물면 반사판과 원통형 반사판 테를 일체형으로 구현하여 침수 및 전파의 누설을 방지하고, 원형 도파관으로 된 피더와 회전형 모드 트랜스듀서를 사용하여 수직편파, 수평편파, 좌회전 편파, 우회전 편파 등 다양한 편파를 조정하여 사용할 수 있는 개선된 접시형 반사판 안테나를 개시한다. 이러한 본 고안의 안테나는 반사판 테와 포물면 반사판이 일체로 된 일체형 반사판; 개구면을 갖는 원형 도파관으로, 다양한 편파의 전파를 급전하기 위한 원형 피더; 원형 피더의 개구면에 삽입되는 유전체 혼; 유전체 혼의 종단에 위치하여 원형 피더로부터 급전된 전파를 상기 반사판측으로 반사하기 위한 부반사판; ±90˚ 회전가능 하게 되어 편파를 조정하고, 구형 도파관과 원형 피더 사이에서 모드를 변환하기 위한 회전형 모드 트랜스듀서; 및 안테나 소자들을 기구적으로 지지하기 위한 안테나 지지부재를 포함하여 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 수직편파나 수평편파를 사용할 수 있고, 회전형 모드 트랜스듀서와 원형 피더 사이에 선형편파를 회전형 편파로 변환하기 위한 폴라라이저가 더 구비하여 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 좌회전 편파나 우회전 편파를 사용할 수 있도록 된 것이다.

접시형 안테나, 침수, 편파 선택, 원형 도파관 피더, 폴라라이저

Description

마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나{ PARABOLIC REFLECTOR ANTENNA FOR MICROWAVE }

도 1은 본 고안에 따른 접시형 반사판 안테나를 도시한 도면,

도 2는 본 고안에 따른 안테나에 사용되는 모드 트랜스듀서를 도시한 도면,

도 3은 본 고안에 따른 안테나에 사용되는 폴라 라이저와 모드 트랜스듀서를 도시한 도면,

도 4는 종래의 접시형 반사판 안테나를 도시한 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 일체형 반사판 1a: 반사판 테

1b: 포물면 반사판 2: 원형 피더

3: 유전체 혼 4: 부반사판

5: 방설카바 6: 전파흡수체

7: 피더 고정 후렌지 8: 트랜스듀서 고정 후렌지

9: 회전형 모드 트랜스듀서 9a: 구형도파관 결합 후렌지

9b: 임피던스정합용 변성기

10: 함체 10a: 함체 개폐기

11: 체결구 11a: 앙각가이드 홀

11b: 앙각조정 볼트 12: 지지용 파이프

13: 고무바킹 14: 폴라라이저

본 고안은 마이크로웨이브 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사판 테와 포물면 반사판이 일체형으로 이루어지고 원형 피더를 이용하여 다양한 편파를 사용할 수 있는 접시형(parabolic) 반사판 안테나에 관한 것이다.

일반적으로, 접시형 반사판 안테나는 반사판의 형태가 포물면을 갖고 중앙부분에서 피드 혼으로 급전하는 방식의 안테나로서 마이크로웨이브용 안테나에 주로 사용된다.

종래의 접시형 반사판 안테나는 도 4에 도시된 바와 같이, 포물면 반사판(41)과, 반사판 테(42), 방설카바(43), 및 구형 피드 혼(44)으로 이루어진다. 이때 종래에는 포물면 반사판(41)과 반사판 테(42)를 별도로 제작한 후 볼트 등으로 체결하여 제작하였기 때문에 제작공정이 복잡하고, 접합부위를 통해 침수(습)현상이 발생됨과 아울러 방수처리를 하더라도 전파가 누설되어 부엽 특성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 종래에는 도 4에 도시된 바와 같이 구부러진 형태의 구형 피드 혼(44)을 사용하였기 때문에 도파관에 의한 차폐손실이 커서 효율이 저하되 고, 수직편파나 수평편파, 좌회전 편파나 우회전 편파 조정이 불가능한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 포물면 반사판과 원통형 반사판 테를 일체형으로 구현하여 침수 및 전파의 누설을 방지하고, 원형 도파관으로 된 피더와 회전형 모드 트랜스듀서를 사용하여 수직편파, 수평편파, 좌회전 편파, 우회전 편파 등 다양한 편파를 조정하여 사용할 수 있는 개선된 접시형 반사판 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 반사판 테와 포물면 반사판이 일체로 되어 전파를 전방으로 반사하는 일체형 반사판; 개구면을 갖는 원형 도파관으로, 상기 일체형 반사판의 중앙부분에 설치되어 다양한 편파의 전파를 급전하기 위한 원형 피더; 상기 원형 피더의 개구면에 삽입되는 유전체 혼; 상기 원형 피더의 전방, 유전체 혼의 종단에 위치하여 상기 원형 피더로부터 급전된 전파를 상기 반사판측으로 반사하기 위한 부반사판; 수직, 수평으로 ±90˚ 회전가능 하게 되어 편파를 조정하고, 송수신기측 구형 도파관과 상기 원형 피더 사이에서 모드를 변환하기 위한 회전형 모드 트랜스듀서; 및 상기 일체형 반사판을 기구적으로 지지하기 위한 안테나 지지부재를 포함하여 상기 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 수직편파나 수평편파를 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안테나는 상기 회전형 모드 트랜스듀서와 상기 원형 피더 사이에 선형편파를 회전형 편파로 변환하기 위한 폴라라이저가 더 구비되어 상기 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 좌회전 편파나 우회전 편파를 사용할 수 있도록 된 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 접시형 반사판 안테나를 도시한 도면으로서, 도 1a는 평면도이고, 도 1b는 정면도, 도 1c는 후면도, 도 1d는 체결구의 세부 도면이다. 도 2는 본 고안에 따른 안테나에 사용되는 모드 트랜스듀서를 도시한 도면으로서 (가)는 정면도, (나)는 평면도, (다)는 후면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 안테나에 사용되는 폴라라이저와 모드 트랜스듀서를 도시한 도면으로서 (가)는 정면도, (나)는 평면도(내부도), (다)는 후면도이다.

본 고안에 따른 접시형 반사판 안테나는 도 1에 도시된 바와 같이, 전파흡수체(6)가 부착된 원통형의 반사판 테(1a)와 포물면의 반사판(1b)이 일체형 금속판으로 되어 있는 일체형 반사판(1)과, 원형 피더(2), 유전체 혼(3), 금속 부반사판(4), 방설카바(5), 고정 후렌지(7,8), 회전형 모드 트랜스듀서(9), 함체(10)로 구성되어 체결구(11)를 통해 지지용 파이프(12)에 설치할 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 고안에 따른 안테나는 금속판으로 포물면 반사판(1b)을 구성하되 포 물면 반사판(1b)의 주위에 반사판 테(1a)를 일체형으로 구성한 후, 원형 도파관으로 된 피더(2)를 고정 후렌지(7)로 반사판 중앙에 고정하고, 여기에 회전형 모드 트랜스듀서(9)를 수직 수평으로 ±90˚ 회전가능하게 한 후, 고정 후렌지(8)로 고정하게 하고, 모드 트랜스듀서(9)와 피드 접속부위에 고무바킹(13)을 삽입하여 방수 처리한 것이다. 그리고 원형 도파관 피더(2) 전단에 유전체 혼(3)을 부착하고, 유전체 혼(3)의 최전단에 금속박판으로 된 부반사판(4)을 부착하여 후렌지(9a)에서 인입한 고주파가 포물면 반사판(1b)쪽으로 반사하여 포물면 반사판(1b)에서 다시 전방향 방설카바(5)를 통과하여 공간으로 복사되게 구성한 것이다.

안테나 후면에는 경우에 따라 송수신장치를 탑제 가능하게 함체(10)를 부착하고, 이 함체(10)에 체결구(11)를 부착하여 금속 파이프(12)로 설치하기 용이하게 하고, 또 수직으로 앙각 조정 가능하게 볼트 구멍(11a)을 반달모양의 장공형으로 구성하여 수평, 수직방향으로 조정 가능하게 한 것이다.

도 1을 참조하면, 일체형 반사판(1)은 반사판 테(1a)와 포물면 반사판(1b)이 하나의 금속판에 의해 일체로 제작되어 있고, 원통형 반사판 테(1a)에는 부엽특성을 향상시키기 위해 전파를 흡수하는 전파흡수체(6)가 부착되어 있다. 이러한 일체형 반사판(1)은 포물면 반사판(1b)에 의해 전파를 전방으로 반사하고, 반사판 테(1a)에 의해 불요파를 흡수한다.

원형 피더(2)는 포물면 반사판(1b)의 중앙부분에 수평방향으로 설치되어 송신기측으로부터 급전된 전파를 개구면으로 방사하는데, 원형 피더(2)의 개구면에는 유전체 혼(3)이 삽입되어 있다. 그리고 유전체 혼(3)의 종단부에 피더측으로 볼록 하게 경사를 갖는 금속 부반사판(4)이 부착되어 원형 피더(2)로부터 방사된 전파를 다시 포물면 반사판(1b)측으로 반사시킨다.

함체(10)는 포물면 반사판(1b)의 후면에 부착되어 회전형 모드 트랜스듀서(9)등과 같은 안테나 소자들과 송수신장치 등을 실장할 수 있는데, 함체(10)의 일면에는 유지보수를 위하여 함체 개폐기(10a)가 구현되어 있어 운영자가 함체(10)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

회전형 모드 트랜스듀서(9)는 함체(10)에 내장되어 송신기측의 구형 도파관과 원형 피더(2) 사이에서 원형 도파관 모드를 구형 도파관 모드로(TE₁₁->TE₁₀) 혹은 구형 도파관 모드를 원형 도파관 모드로 변환하고, 반사판 테(1b)의 전면에는 방설카바(5)가 부착되어 비바람으로부터 안테나를 보호한다.

이러한 안테나는 지지용 파이프(12)에 체결구(11)를 통해 체결되는데, 도 1d에 도시된 바와 같이 체결구(11)에는 안테나 설치시 반사판의 앙각 방향 기울기를 조절할 수 있도록 된 반달모양의 장공(앙각 가이드홀:11a)이 형성되어 있어, 앙각조정 볼트(11b)를 풀고 기울기를 조정한 후 앙각조정 볼트(11b)를 조여 안테나를 고정하도록 되어 있다. 안테나의 수평방향(방위각 방향)은 체결구(11) 전체를 회전시켜 조정할 수 있다.

또한 본 고안의 원형 피더(2)는 고정 후렌지(7)에 의해 반사판(1b)에 고정되어 있고, 회전형 모드 트랜스듀서(9)는 도 2에 도시된 바와 같이, 고정 후렌지(8)에 의해 원형 피더(2)와 연결된다. 이때 원형 피더(2)와 접속되는 고정 후렌지(8) 측에는 방수를 위하여 고무바킹(13)이 삽입되어 있다. 즉, 회전형 모드 트랜스듀서(9)는 수직/수평방향으로 ±90˚ 회전되어 편파를 조정한 후 고정형 후렌지(8)로 고정하게 되어 있고, 피더(2)와 접속부위는 고무바킹(13)에 의해 방수처리되어 있다.

따라서 본 고안의 안테나에서는 회전형 모드 트랜스듀서(9)를 고정하는 후렌지(8)의 볼트를 풀고, 모드 트랜스듀서(9)를 수직/수평방향으로 ±90˚ 회전시켜 수직편파 급전 방식을 수평편파 급전 방식으로 혹은 수평 편파 급전 방식을 수직 편파 급전 방식으로 자유롭게 변환할 수 있다.

한편, 좌회전 편파나 우회전 편파를 사용하고자 할 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 피더(2)와 회전형 모드 트랜스듀서(9) 사이에 폴라라이저(14)를 삽입하여 함께 사용한다.

도 3을 참조하면, 원형 피더(2)와 회전형 모드 트랜스듀서(9) 사이에 폴라라이저(14)가 삽입되어 있는데, 폴라라이저(14)의 양단에는 결합을 위한 후렌지(14a,14b)가 형성되어 있고, 원형 피더측의 후렌지(14a)에는 방수를 위한 고무바킹(13)이 삽입되어 있다. 그리고 회전형 모드 트랜스듀서(9)의 내부에는 임피던스 정합용 변성기(9b)가 1개 또는 2개 삽입되어 전송효율을 높이게 구성되어 있다.

도 3의 방식에서 좌회전 편파나 우회전 편파의 조정은 도 2에서와 마찬가지로 고정 후렌지(8)의 볼트를 풀고, 회전형 모드 트랜스듀서(9)를 수직/수평방향으로 ±90˚ 회전시켜 좌회전 편파나 우회전 편파를 자유롭게 선택할 수 있다

이와 같이 구성되는 본 고안의 안테나에서 수직편파나 수평편파를 사용하고자 할 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 모드 트랜스듀서(9)를 원형 피더(2)와 바로 연결하여 사용하고, 좌회전 편파나 우회전 편파를 사용하고자 할 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 원형 피더(2)와 모드 트랜스듀서(9) 사이에 폴라라이저(14)를 사용한다.

그리고 원형 피더(2)에서 방사된 수직편파, 수평편파, 좌회전 편파 혹은 우회전 편파는 부반사판(4)에서 포물면 반사판(1b)측으로 반사된 후 다시 공간으로 방사된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 안테나는 포물면 반사판과 원통형 반사판 테를 일체형의 금속판으로 구성하여 접합부를 없애 침수 및 전파의 누설을 방지하고, 원형 도파관으로 된 피더와 회전형 모드 트랜스듀서를 사용하여 수직편파, 수평편파, 좌회전 편파, 우회전 편파 등 다양한 편파를 조정하여 사용할 수 있다.

이러한 본 고안의 안테나는 전파복사 효율을 20% 이상 상승하게 함과 아울러 1개의 안테나로 수직편파, 수평편파, 좌회전 편파, 우회전 편파 등 4종의 편파 안테나를 구현할 수 있다.

Claims (5)

1. 반사판 테와 포물면 반사판이 일체로 되어 전파를 전방으로 반사하는 일체형 반사판;

   개구면을 갖는 원형 도파관으로, 상기 일체형 반사판의 중앙부분에 설치되어 다양한 편파의 전파를 급전하기 위한 원형 피더;

   상기 원형 피더의 개구면에 삽입되는 유전체 혼;

   상기 원형 피더의 전방, 유전체 혼의 종단에 위치하여 상기 원형 피더로부터 급전된 전파를 상기 반사판측으로 반사하기 위한 부반사판;

   수직, 수평으로 ±90˚ 회전가능 하게 되어 편파를 조정하고, 송수신기측 구형 도파관과 상기 원형 피더 사이에서 모드를 변환하기 위한 회전형 모드 트랜스듀서; 및

   상기 일체형 반사판을 기구적으로 지지하기 위한 안테나 지지부재를 포함하여

   상기 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 수직편파나 수평편파를 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 안테나는

   상기 회전형 모드 트랜스듀서와 상기 원형 피더 사이에 선형편파를 회전 편파로 변환하기 위한 폴라라이저가 더 구비되어

   상기 모드 트랜스듀서의 회전에 따라 좌회전 편파나 우회전 편파를 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부반사판은

   상기 원형 도파관에 부착된 유전체 혼의 전면에 금속박판을 부착하여 구현된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일체형 반사판은

   상기 포물면 반사판과 상기 반사판 테를 동일 금속판으로 성형하여 침습 및 전파 누설을 방지하게 한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전형 모드 트랜스듀서는

   고정 후렌지의 볼트를 풀고 회전시켜 편파를 조정하고, 다시 상기 고정 후렌지의 볼트를 조여 고정하도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 접시형 반사판 안테나.

Images