KR20080072733A - 주파수 스캐닝 안테나 - Google Patents

주파수 스캐닝 안테나

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Abstract

본 발명의 실시예들은 지상 목표물들을 검출하고 모니터링하는 데 사용하기 위해 무선 주파수 에너지를 송수신하기 위한 주파수 스캐닝 안테나들에 관한 것이다. 일 배열에서, 주파수 스캐닝 안테나는 무선 주파수 빔을 안테나 구조에 대해 복수의 상이한 각도로 조종할 수 있는데, 안테나 구조는 적어도 2개의 어레이 안테나; 및 상기 2개의 어레이 안테나에 대한 에너지의 입력을 제어하기 위한 제어기를 포함하고, 상기 안테나 구조가 상기 2개의 어레이 안테나 중 하나를 이용하여 빔을 제1 각도로 조종하고, 상기 2개의 어레이 안테나 중 다른 하나를 이용하여 빔을 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 조종할 수 있도록 상기 어레이 안테나들이 상기 안테나 구조 내에 배치된다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서는 안테나 구조를 형성하도록 둘 이상의 어레이 안테나가 배열되며, 안테나 구조의 각각의 어레이 안테나에 대한 피드는 증가된 전체 스캔 영역을 생성하기 위해 개별 스캔 영역들이 조합될 수 있도록 조정된다.

Description

주파수 스캐닝 안테나{FREQUENCY SCANNING ANTENNA}
본 발명은 주파수 스캐닝 안테나에 관한 것으로서, 구체적으로는 지상 목표물들을 검출하고 모니터링하는 데 사용하기에 특히, 그러나 배타적은 아니게, 적합한 주파수 스캐닝 안테나에 관한 것이다.
주파수 스캐닝 안테나는 물체의 존재에 대해 소정 영역에 걸쳐 스캐닝하기 위해 레이더 시스템에서 사용된다. 공지된 바와 같이, 이러한 주파수 스캐닝 어레이는 다양한 주파수의 입력 신호들에 응답하여 빔을 각도 평면에서 조종할 수 있다. 주파수 스캐닝 어레이의 구체적인 예는 미국 특허 번호 US4868574에 설명된 바와 같은 S자 도파관, 및 미국 특허 번호 US3290688에 설명된 바와 같은 진행파 와이어 안테나를 포함한다.
빔을 조종하기 위한 대안적인 메카니즘은 공간에서 물리적으로 이동하는 안테나를 포함하는 기계 장치들, 또는 복사선이 송수신될 때 복사선을 조종하도록 배열된 위상 안테나 어레이들을 포함한다. 기계적인 레이더 시스템들의 문제는 이들의 동작이 물리 컴포넌트들 및 관련된 제어 및 이동 부품들에 의존한다는 것이다. 이러한 부품 목록은 비싸며, 비례하여 큰 전원을 필요로 할 수 있다.
하나의 공지된 전자 장치들의 그룹은 다양한 위상 시프트를 신호들에 적용하여 송수신 빔들을 효과적으로 조종하는 위상 안테나 어레이들이다. 이러한 전자 장치들은 RF 센서 및 통신 시스템들에서 일반적으로 사용되는데, 이는 이들이 안테나의 물리적인 이동을 필요로 하지 않고 빔을 하나의 위치에서 다음 위치로 빠르게 이동시킬 수 있기 때문이다. 이러한 장치들을 포함하는 레이더 시스템들은 목표물의 위치에 대한 매우 정확한 측정치를 제공할 수 있지만, 이러한 타입의 전자 장치들의 문제는 빔의 적절한 제어가 종종 여러 전자 컴포넌트 어레이를 필요로 하여, 레이더 시스템의 물리적 크기, 복잡성 및 비용을 증가시킨다는 점이다.
주파수 스캐닝 어레이는 미국 특허 US4868574에 설명된 바와 같이 다른 평면에서 회전하는 이동 부품들과 조합되었다. 그러나, 이러한 조합의 문제는 통상의 기계 스캐닝 시스템의 크기 및 비용 단점을 초래하고, 성능 면에서 위상 안테나 시스템보다 정확하지 않다는 것이다.
<발명의 요약>
주파수 스캐닝 안테나와 관련하여, 특히 효율적인 안테나(복잡도가 비교적 낮고, 성능이 비교적 양호함)는 진행파 안테나이다. 이러한 진행파 안테나의 응용은 US5765098에 설명되어 있는데, 이 특허는 위성 시스템에서 신호들을 전송하기 위한 단일 안테나 어레이 및 신호들을 수신하기 위한 단일 안테나 어레이를 설명하고 있다. 그러나, 이러한 타입의 안테나의 문제는 주파수가 변경될 때 비교적 좁은 스캔 각도에 걸쳐서만 방사하여 안테나가 사용될 수 있는 스캔 영역을 제한한다는 점인데, 물론 이러한 단일 안테나 어레이는 높은 고도를 고려할 때 위성 시스템과 같은 응용에 완전히 적합할 수 있으며, 이는 비교적 작은 스캔 각도가 위성에 의한 수신 포인트에서 상당한 각도 크기로 변환되기 때문이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 발명자들은 무선 주파수 에너지를 송수신하기 위한 주파수 스캐닝 안테나 구조로서, 상기 안테나 구조는 무선 주파수 빔을 상기 안테나 구조에 대해 복수의 상이한 각도로 조종할 수 있으며, 상기 안테나 구조는
적어도 2개의 어레이 안테나; 및 상기 2개의 어레이 안테나에 대한 에너지의 입력을 제어하기 위한 제어기를 포함하고, 상기 안테나 구조가 상기 2개의 어레이 안테나 중 하나를 이용하여 빔을 제1 각도로 조종하고, 상기 2개의 어레이 안테나 중 다른 하나를 이용하여 빔을 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 조종할 수 있도록 상기 어레이 안테나들이 상기 안테나 구조 내에 배치되는 주파수 스캐닝 안테나 구조를 개발하였다.
따라서, 본 발명의 실시예들에서, 둘 이상의 어레이 안테나가 안테나 구조를 형성하도록 배열되며, 안테나 구조의 각각의 어레이 안테나에 대한 피드는 증가된 전체 스캔 영역을 생성하기 위해 개별 스캔 영역들이 조합될 수 있도록 조정된다. 하나의 배열에서, 안테나 구조는 복수의 불연속 각도 영역에 걸쳐 빔을 조종하도록 배열되고, 다른 배열에서는 연속 각도 영역에 걸쳐 빔을 조종하도록 배열된다. 편리하게도, 안테나 구조는 상기 2개의 어레이 안테나 중 하나를 이용하여 제1 각도 범위(제1 각도 영역)에 걸쳐 빔을 조종하고, 상기 2개의 어레이 안테나 중 다른 하나를 이용하여 제1 각도 영역과 상이한 제2 각도 범위(제2 각도 영역)에 걸쳐 빔을 조종하며, 개별 안테나 어레이들로 달성 가능한 것보다 큰 각도 크기의 스캔 영역을 집합적으로 제공할 수 있다.
편리하게도, 각각의 상기 어레이 안테나는 상기 에너지를 그에게 입력하기 위한 입력 수단을 포함하고, 제어기는 빔을 제1 및 제2 각도들로 조종하기 위하여 에너지를 각각의 어레이 안테나에 입력하도록 배열된다. 구체적으로, 각각의 입력 수단은 빔을 연속 또는 불연속 각도 영역에 걸쳐 조종하기 위해 에너지를 각각의 어레이 안테나에 입력하도록 배열된다. 일 배열에서, 입력 수단은 어레이 안테나의 단부들에 접속 가능하고, 빔을 조종하기 위해 복수의 상이한 주파수의 무선 주파수 에너지를 포함하는 신호들을 수신하도록 -전술한 것과 같은- 주파수 생성기와 연동한다.
바람직하게는, 제어기는 제1 및 제2 각도에 걸쳐 빔을 조종하기 위해 소정의 시퀀스에 따라 에너지를 입력하도록 배열되며, 상기 시퀀스는 예를 들어 제1 어레이 안테나의 제1 단부에 에너지를 입력하는 단계, 제2 어레이 안테나의 제1 단부에 에너지를 입력하는 단계, 제1 어레이 안테나의 제2 단부에 에너지를 입력하는 단계, 및 제2 어레이 안테나의 제2 단부에 에너지를 입력하는 단계를 포함한다.
안테나 구조 자체의 구성과 관련하여, 안테나 구조는 편리하게도 종축 및 상기 종축에 수직인 횡축에 의해 특성화될 수 있는데, 어레이 안테나들 중 제1 어레이 안테나는 횡축에 대해 제1 각도로 경사지고, 어레이 안테나들 중 제2 어레이 안테나는 횡축에 대해 제2 각도로 경사진다. 더욱이, 제1 및 제2 어레이 안테나들은 종축에 대해 대칭으로 배치되며, 어레이 안테나들 각각은 2개의 단부 및 2개의 측부를 포함한다. 일 배열에서, 제2 어레이 안테나의 일 측부는 제1 어레이 안테나의 일 측부에 실질적으로 연접하며, 다른 배열에서 제2 어레이 안테나의 일 단부는 제1 어레이 안테나의 일 단부에 실질적으로 연접한다. 스캔 영역의 크기는 2개의 어레이 안테나 간의 물리적 관계에, 구체적으로 각각의 어레이 안테나가 횡축에 대해 이루는 각도에 의존한다. 일 배열에서, 레이더 시스템의 각도 크기는 실질적으로 80도이지만, 안테나 구조 내의 어레이 안테나들의 다양한 배열에 따라 60도에서 100도, 120도 범위에 걸치는 다른 각도들도 가능하다. 또한, 안테나 구조는 셋 이상의 어레이 안테나를 포함하여, 레이더 시스템의 각도 크기를 더 증가시키도록 구성될 수 있다.
일 배열에서, 어레이 안테나들 각각은 메쉬 구조 및 유전체 기부를 포함한다. 각각의 메쉬 구조는 마이크로 회로 스트립(일반적으로 마이크로스트립이라 한다)으로서 구현되는 복수의 상호접속된 요소를 포함할 수 있으며, 편리하게도 지면에 의해 지지되는 대응 유전체 기부의 표면 상에 배치될 수 있다.
메쉬 구조는 편리하게도 요소들의 각각의 측부 및 단부의 길이에 의해 특성화될 수 있는데, 요소들 각각은 각각의 길이의 2개의 측부 및 2개의 단부를 포함하고, 측부들의 길이는 단부들의 길이보다 크다. 통상적으로, 측부들의 길이는 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 중간 주파수의 일 파장 정도이고, 단부들의 길이는 중간 주파수의 일 파장의 절반 정도이다. 각각의 메쉬 요소는 특성 폭을 가지며, 바람직한 배열에서 측부들의 메쉬 폭들은 메쉬의 중앙에서 메쉬의 각각의 단부까지 점차 감소한다. 임피던스는 메쉬 폭에 반비례하므로, 이것은 어레이 안테나 요소들의 임피던스, 따라서 결과적인 방사 패턴을 제어하는 편리한 수단을 제공한다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조하여 이루어지는, 단지 예시적으로 제공되는, 본 발명의 바람직한 실시예들의 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 레이더 시스템의 컴포넌트들을 나타내는 개략 블록도.
도 2a는 도 1에 도시된 안테나에서 사용되는 어레이 안테나의 일 실시예를 나타내는 개략도.
도 2b는 도 1에 도시된 안테나에서 사용되는 어레이 안테나의 다른 실시예를 나타내는 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 레이더 시스템에서 사용하기 위한 도 2a의 어레이 안테나를 포함하는 안테나 구조를 나타내는 개략적인 엔지니어링 도면.
도 4a는 소정의 출력 주파수에 대해 도 3의 안테나 구조로부터 방출되는 복사선을 나타내는 개략도.
도 4b는 소정의 출력 주파수에 대해 도 3의 안테나 구조로부터 방출되는 복사선을 나타내는 개략도.
도 5는 도 1에 도시된 레이더 시스템에서 사용하기 위한 도 2b의 어레이 안테나를 포함하는 안테나 구조를 나타내는 개략적인 엔지니어링 도면.
도 6은 도 5의 안테나 구조로부터 방출되는 복사선을 나타내는 개략도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 시스템의 컴포넌트들을 나타내는 개략 블록도.
도 8은 도 1에 도시된 레이더 시스템에서 사용하기 위한 도 2a 또는 도 2b의 어레이 안테나를 포함하는 대안적인 안테나 구조를 나타내는 개략적인 엔지니어링 도면.
본 발명의 여러 부품 및 컴포넌트는 둘 이상의 도면에서 나타나며, 명료화를 위해 도면들 전체에서 동일 참조 번호를 사용하여 동일 부품 및 컴포넌트를 참조한다. 또한, 소정의 부품들은 부품이 요소들의 시퀀스를 포함함을 지시하는 번호 및 하나 이상의 접미사(각각의 접미사는 시퀀스 내의 개별 요소를 지시함)를 통해 참조된다. 명료화를 위해, 시퀀스 자체에 대한 참조가 존재할 경우에는 접미사가 생략되지만, 시퀀스 내의 개별 요소들에 대한 참조가 존재할 때에는 접미사가 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 동작하는 레이더 시스템(1)을 나타내며, 레이더 시스템(1)은 전원(10), 제어기(12), 및 컴퓨터(14)를 포함하고, 전원 및 컴퓨터(10, 14)는 제어기(12)에 전력을 공급하고 동작을 제어하도록 배열된다. 제어기(12)는 마이크로프로세서 및 그에 의한 실행을 위한 한 세트의 명령(도시되지 않음)을 포함하고, RF 주파수 소스 또는 신호 생성기(16)가 지정된 주파수 FOUT의 RF 에너지를 출력하게 하는 제어 신호들을 효과적으로 생성하며, 이러한 출력 신호는 증폭기들(20)의 제어 하에 안테나(22)를 구동한다. 후술하는 바와 같이, RF 주파수 소스(16)는 안테나(22)가 상이한 각도 방향들로 빔들을 전송하여 레이더 시스템(1)을 초월하는 영역에 걸쳐 스캐닝하게 하는 주파수들의 범위 내의 신호들을 생성한다.
레이더 시스템(1)은 또한 물체들로부터 반사되는 복사 신호들을 수신하고 수신된 복사선을 증폭기 컴포넌트(20')를 통해 믹서(34)로 전달하는 수신 안테나(32)를 포함한다. 믹서(34)는 2개의 입력, 즉 RF 소스(16)에 접속되는 제1 입력, 및 수신 안테나(32)에 접속되는 제2 입력을 포함한다. 믹서(34)의 출력은 아날로그/디지털 변환기(ADC; 36)로 공급되어, 수신 신호의 분석을 수행하는 신호 프로세서(38)로의 입력을 위해 디지털화된 신호가 생성된다. 신호 프로세서(38)는 수신 신호들에 대한 스펙트럼 분석을 수행하는데, 이는 레이더 시스템과 외부(반사) 물체들 간의 범위가 신호 내에 주파수 정보로서 포함되기 때문이다.
전술한 것으로부터, 안테나들(22, 32)은 다양한 주파수의 입력 신호들에 응답하여 복사선을 송수신하며, 따라서 안테나들(22, 32)은 주파수 스캐닝 안테나 타입이라는 것을 이해할 것이다. 바람직한 실시예에서, 주파수 스캐닝 안테나는 적어도 2개의 어레이 안테나를 포함하는 진행파 안테나 구조로서 구현되는데, 그러한 하나의 어레이 안테나(200)가 도 2a에 도시되어 있다. 일 배열에서, 어레이 안테나는 메쉬 구조(201) 및 유전체 기부(203)를 포함하며, 메쉬 구조(201)에 에너지를 입력하기 위한 입력 수단(207)을 갖는다. 입력 수단(207)은 어레이 안테나(200)의 면에 대해 수직 배치되는 동축 피드들을 포함할 수 있지만, 이 분야의 전문가는 대안적인 피드들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2a에 도시된 배열에서, 각각의 메쉬 구조(201)는 지면 상에 지지되는 유전체 기부(203)의 표면 상에 배치되는 복수의 상호접속된 직사각 요소(209)를 포함한다. 각각의 직사각 요소(209)는 2개의 측부(213a, 213b) 및 2개의 단부(211a, 211b)를 포함하고, 측부들(213a, 213b)의 길이(L)는 단부들(211a, 211b)의 길이(S)보다 크다. 진행파 안테나의 동작의 기초가 되는 물리학은 공지되어 있으며, John Kraus에 의해 최초로 연구되었고, 미국 특허 US 3,290,688에 설명되어 있다. 측부들(213)의 길이(L)는 평균 캐리어 주파수들의 일 파장 정도이고, 단부들(211)의 길이(S)는 평균 캐리어 주파수들의 파장의 절반 정도라고만 말해 둔다. 미국 특허 US 3,290,688에서의 가르침으로부터, 직사각 및 평면이 아닌 다른 메쉬 구성들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 실시예들에 채택된 특정 구성과 관련하여, 전류가 피드(207)를 거쳐 메쉬 구조(201)를 통해 공급될 때, 단부들(211a, 211b)을 통과하는 전류들은 서로 동위상이다. 소정 소자(209)의 각각의 측부(213a)를 통해 흐르는 전류는 인접 요소(입력 217로 도시됨)의 단부(211a)로부터 수신되고, 2개의 전류 흐름으로 분할되는데, 이들 각각은 상이한 방향으로 흐르고 서로 위상이 다르다. 도 2a에도 도시된 바와 같이, 메쉬 구성 측부들(213a, 213b)의 폭은 메쉬의 중앙에서 메쉬의 각 단부까지 점차 감소하여, 어레이의 중심에서 그의 단부를 향해 측부들(213a, 213b)의 길이를 효과적으로 증가시킨다. 바람직한 배열에서, 안테나는 마이크로 회로 스트립으로 구현될 수 있다.
이제, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 구조(301)의 구성이 도 3 및 4를 참조하여 설명된다. 도 3은 도 2a 및 2b에 도시된 어레이 안테나(200a, 200b)의 형태로 각각 구현되는 2개의 안테나를 포함하는, 도 1에 도시된 레이더 시스템(1)의 개량을 나타내며, 안테나 구조(301)는 어레이 안테나(200a, 200b)의 각각의 피드들(I1, I2)에 대한 에너지의 입력을 제어하기 위한 제어기(12)로부터의 입력에 응답한다. 도 4a를 또한 참조하면, 2개의 평면 어레이 안테나(200a, 200b)가 구조(301) 내에 배치되어, 임의의 소정 무선 주파수에 대해, 안테나 구조(301)는 상이한 각도 영역들(401a, 401b) 내에 무선 주파수 에너지를 전송할 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 안테나 구조(301)는 종축(A1) 및 횡축(A2)에 의해 특성화될 수 있는데, 이는 평면 어레이 안테나(200a, 200b)의 배열을 설명하기 위한 편리한 기준 프레임을 제공한다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 제1 어레이 안테나(200a)는 횡축(A2)에 대해 각도 α로 경사지고, 제2 평면 어레이 안테나(200b)는 횡축(A2)에 대해 각도 β로 경사져 있다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 제2 어레이 안테나(200b)의 일 측부는 제1 어레이 안테나(200a)의 일 측부에 연접하며(도면에서 측부들은 축(A1)을 지시하는 점 상에 위치한다), 따라서 그쪽을 향해 볼 때, 어레이 안테나들(200b)은 인접한 세로 면들에 위치하게 된다.
도 4a에 도시된 개략도로부터 알 수 있듯이, 각각의 어레이 안테나(200a, 200b)의 방위-즉, 각도 α 및 β-는 안테나 구조(301)로부터 복사선이 방출되는 방향을 결정한다. 따라서, 각각의 어레이 안테나(200a, 200b)의 상대 위치를 변경함으로써, 각도 영역의 상이한 부분들이 소정의 출력 주파수(fOUT ,1)에 대해 스캐닝될 수 있다.
도 4b는 2개의 상이한 출력 주파수(fOUT ,1, fOUT ,2)에 대해 어레이 안테나들로부터 방출되는 복사선(401a-401d)을 나타내며, fOUT ,1 및 fOUT ,2의 값들의 적절한 선택은 안테나 구조(301)가 실질적으로 연속하는 영역을 커버하도록 복사선을 출력하여 단일 어레이 안테나, 또는 심지어 미국 특허 US 4,376,938에 설명된 것과 같은 동일 면에 배치된 2개의 어레이 안테나에 의해 가능한 것보다 큰 각도 영역을 스캐닝하게 한다는 것을 알 수 있다.
도 2a, 3, 4a 및 4b에 도시된 배열들은 어레이 안테나들(200a, 200b)이 각각의 어레이 안테나의 일 단부에 단일 피드(I1, I2)를 포함하는 배열과 관련된다. 그러나, 도 2b 및 5를 참조하면, 각각의 어레이 안테나는 그의 다른 단부에 추가 피드(I1,2, I2,2)를 포함할 수 있다. 그러면, 각각의 안테나(22a, 22b)는 소정 주파수(fOUT)에 대해 두 방향으로 복사선을 방출할 수 있는 것으로 간주될 수 있는데, 이는 어레이 안테나(200a)의 송수신 거동이 안테나에 에너지가 공급되는 방향에 의존하기 때문이다. 도 6을 참조하면, 각각의 어레이 안테나에 대해 2개의 입력 피드 포인트에 에너지를 공급함으로써, 복사선이 송수신될 수 있는 영역(R)이 효과적으로 배가됨을 알 수 있다.
위의 설명에서, 레이더 시스템(1)은 개별 송신 및 수신 안테나 구조(301, 303)를 포함하는 것을 가정된다. 그러나, 도 7을 참조하면, 레이더 시스템(1)은 대안으로 단일 안테나 구조(301), 및 이 분야에 공지된 바와 같이 안테나 구조(301)로부터 송수신되는 신호들을 효과적으로 결합하는 순환기(40)를 포함할 수 있다.
도 8은 안테나 구조(301) 내의 어레이 안테나들(200a, 200b)의 대안 구성을 나타내는데, 어레이 안테나들(200a, 200b) 각각은 각각의 지지 구조 상에 배치되고, 하나의 지지 구조의 외측 에지(231a)는 다른 지지 구조의 대응 외측 에지(231b)에 연접하여, 일반적으로 이등변 형상을 갖는 안테나 구조를 형성하며, 각각의 어레이 안테나의 지지 구조들이 서로 연접하므로, 레이더 시스템은 수신 안테나 구조(301)가 송신 안테나 구조(303)에 연접함으로써 도 3에 도시된 것에 비해 안테나 구조에 의해 점유되는 깊이의 관점에서 물리적으로 보다 작은 레이더 시스템을 생성하도록 제조될 수 있다. 적절한 지지 구조 상에 설치된 2개, 3개 또는 여러 개의 그러한 어레이 안테나를 포함하는 다른 구성들이 가능함을 이해할 것이다.
위의 실시예들은 본 발명의 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 추가 실시예들이 상상된다. 어느 하나의 실시예와 관련하여 설명되는 임의의 특징은 단독으로 또는 설명되는 다른 특징들과 조합하여 이용될 수 있으며, 또한 임의의 다른 실시예들 또는 임의의 다른 실시예들의 임의 조합의 하나 이상의 특징과 조합하여 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 위에 설명되지 않은 균등물들 및 변형들도 첨부된 청구범위에 정의되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용될 수 있다.

Claims (26)

  1. 무선 주파수 에너지를 송수신하기 위한 주파수 스캐닝 안테나 구조로서,
    상기 안테나 구조는 무선 주파수 빔을 상기 안테나 구조에 대해 복수의 상이한 각도로 조종할 수 있으며,
    상기 안테나 구조는
    적어도 2개의 어레이 안테나; 및
    상기 2개의 어레이 안테나에 대한 에너지의 입력을 제어하기 위한 제어기
    를 포함하고,
    상기 안테나 구조가 상기 2개의 어레이 안테나 중 하나를 이용하여 빔을 제1 각도로 조종하고, 상기 2개의 어레이 안테나 중 다른 하나를 이용하여 빔을 상기 제1 각도와 다른 제2 각도로 조종할 수 있도록 상기 어레이 안테나들이 상기 안테나 구조 내에 배치되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 구조는 빔을 복수의 불연속 각도 영역에 걸쳐 조종할 수 있는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 안테나 구조는 빔을 실질적으로 연속하는 각도 영역에 걸쳐 조종할 수 있는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 구조는 상기 2개의 어레이 안테나 중 하나를 이용하여 빔을 제1 각도 범위에 걸쳐 조종하고, 상기 2개의 어레이 안테나 중 다른 하나를 이용하여 빔을 제2 각도 범위에 걸쳐 조종할 수 있는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 각도 범위에 의해 제1 각도 영역이 정의되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제2 각도 범위에 의해 제2 각도 영역이 정의되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 각도 범위는 상기 제2 각도 범위와 다른 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각도 영역은 실질적으로 80도인 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 어레이 안테나는 상기 에너지를 그에게 입력하기 위한 입력 수단을 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 빔을 상기 제1 및 제2 각도로 조종하기 위해 에너지를 각각의 어레이 안테나에 입력하도록 배열되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  11. 제3항에 종속할 때의 제9항 또는 제10항에 있어서, 각각의 입력 수단은 상기 빔을 상기 실질적으로 연속하는 각도 영역에 걸쳐 조정하기 위해 에너지를 각각의 어레이 안테나에 입력하도록 배열되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  12. 제2항에 종속할 때의 제9항 또는 제10항에 있어서, 소정의 어레이 안테나에 대해, 상기 입력 수단은 상기 빔을 상기 불연속 각도 영역에 걸쳐 조정하기 위해 에너지를 2개의 위치에서 상기 어레이 안테나에 입력하도록 배열되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 수단은 상기 어레이 안테나의 단부들에 접속 가능한 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 수단은 상기 빔을 조종하기 위해 복수의 상이한 주파수의 무선 주파수 에너지를 포함하는 신호들을 수신하도록 신호 생성기와 연동하여 배열되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는 상기 빔을 상기 제1 및 제2 각도들에 걸쳐 조종하기 위해 소정의 시퀀스에 따라 에너지를 입력하도록 배열되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소정의 시퀀스는 에너지를 상기 제1 어레이 안테나의 제1 단부에 입력하는 단계; 에너지를 상기 제2 어레이 안테나의 제1 단부에 입력하는 단계; 에너지를 상기 제1 어레이 안테나의 제2 단부에 입력하는 단계; 및 에너지를 상기 제2 어레이 안테나의 제2 단부에 입력하는 단계를 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 구조는 종축 및 상기 종축에 수직인 횡축을 갖고, 상기 어레이 안테나들 중 제1 어레이 안테나는 상기 횡축에 대해 상기 제1 각도로 경사지고, 상기 어레이 안테나들 중 제2 어레이 안테나는 상기 횡축에 대해 상기 제2 각도로 경사지는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  18. 제17항에 있어서, 상기 어레이 안테나들 각각은 2개의 단부 및 2개의 측부를 포함하고, 상기 제2 어레이 안테나의 일 측부는 상기 제1 어레이 안테나의 일 측부에 실질적으로 연접하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 어레이 안테나들은 상기 종축에 대해 대칭으로 배치되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 어레이 안테나는 메쉬 구조 및 유전체 기부를 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  21. 제20항에 있어서, 각각의 메쉬 구조는 복수의 상호접속된 요소를 포함하고, 대응하는 상기 유전체 기부의 표면 상에 배치되는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  22. 제21항에 있어서, 상기 요소들 각각은 각각의 길이의 2개의 측부 및 2개의 단부를 포함하고, 상기 측부들의 길이는 상기 단부들의 길이보다 크고, 상기 측부들의 길이는 제1 주파수와 제2 주파수 사이의 중간 주파수의 일 파장 정도이고, 상기 단부들의 길이는 상기 중간 주파수의 일 파장의 절반 정도인 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 각각의 요소의 측부들은 폭을 갖고, 상기 어레이 안테나의 임피던스를 제어하기 위해, 상기 측부들의 폭은 상기 메쉬의 중심에서 상기 메쉬의 각각의 단부까지 점차 감소하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬 구조 내의 각각의 상기 요소는 직사각 요소를 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 어레이 안테나는 평면 어레이 안테나를 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 어레이 안테나는 마이크로 회로 스트립을 포함하는 주파수 스캐닝 안테나 구조.
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