KR20110126895A - 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈은 안테나를 통한 송출을 위한 고출력 전자파가 입력되는 사각 도파관; 상기 사각 도파관의 출력단에 사각 도파관과 일체로 연결되며, 사각 도파관에 입력된 고출력 전자파를 복수의 갈래로 분기하는 전계평면 전력분배기인 복수의 분기도파관; 및 상기 복수의 분기도파관의 각 출력단에 복수의 분기도파관과 일체로 연결되며, 복수의 분기도파관에 의해 분기된 고출력 전자파를 각각 송출하는 사각관 형태의 복수의 단위배열 안테나를 포함하고, 상기 복수의 단위배열 안테나의 각 사각관 구조체의 내부 공간에는 원형편파를 발생시키기 위한 계단형 격벽 구조체가 각각 설치된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 단위배열 안테나의 개구면 확장을 위한 전계평면 전력분배기인 분기도파관의 물리적 길이를 동일하게 함으로써, 주파수에 따른 단위배열 안테나의 위상이 같으면서 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있으며, 표적에 대한 고출력 전자파의 효과를 증대시키고, 안테나의 크기를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

Description

고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈{The Circular Polarized Split Waveguide Antenna Module for High Power Microwave Radiation}

본 발명은 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈에 관한 것으로서, 특히 단위배열 안테나의 개구면 확장을 위한 전계평면 전력분배기인 분기도파관의 물리적 길이를 동일하게 함으로써, 주파수에 따른 단위배열 안테나의 위상이 같으면서 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있으며, 표적에 대한 고출력 전자파의 효과를 증대시키고, 안테나의 크기를 소형화할 수 있는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈에 관한 것이다.

종래의 분기도파관 안테나(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 고출력 전자파를 방사시키기 위해 사각도파관(20)에서 전계평면 전력분배기인 분기도파관(2)이 개구면이 확장된 안테나(3)로 연결되는 구조를 가진다. 그러나, 이와 같은 종래 분기도파관 안테나(1)의 경우, 각각의 안테나에 연결되는 분기도파관(2)의 물리적 길이 차이로 인해 주파수에 따른 각 안테나(3)의 위상이 차이가 나게 되므로, 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있는 위상배열안테나의 복사소자로서는 부적합하다.

임의의 방향에 위치한 표적에 대한 고출력 전자파의 효과를 증대시키기 위해서는 선형편파가 아닌 원형편파의 전자파를 방사시켜야 한다. 도 2는 종래의 원형편파기(10,11)가 장착된 위상배열안테나를 도시한다. 종래의 원형편파를 발생시키는 원형편파기(10,11)는 안테나 전면에 45°로 기울어진 평행 도체판(10)을 배열하거나, 다중 기판위에 금속띠를 45°로 배치한 구조체(11)로 구성되므로, 안테나의 길이방향으로 크기가 커지는 문제점이 있고, 또한 위상배열안테나 배열개수 변화에 따라 원형편파기를 다시 설계해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이상과 같은 종래 분기도파관 안테나 구조에 있어서의 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 단위배열 안테나의 개구면 확장을 위한 전계평면 전력분배기인 분기도파관의 물리적 길이를 동일하게 함으로써, 주파수에 따른 단위배열 안테나의 위상이 같으면서 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있어 표적에 대한 고출력 전자파의 효과를 증대시킬 수 있는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 원형편파기와 분기도파관 안테나를 일체형으로 연결함으로써, 배열 확장에 따른 원형편파기의 재설계의 문제점을 해소할 수 있고, 배열 확장이 용이하며, 안테나의 크기를 소형화할 수 있고, 조립성 및 교체성을 향상시킬 수 있는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈은,

안테나를 통한 송출을 위한 고출력 전자파가 입력되는 사각 도파관;

상기 사각 도파관의 출력단에 사각 도파관과 일체로 연결되며, 사각 도파관에 입력된 고출력 전자파를 복수의 갈래로 분기하는 전계평면 전력분배기인 복수의 분기도파관; 및

상기 복수의 분기도파관의 각 출력단에 복수의 분기도파관과 일체로 연결되며, 복수의 분기도파관에 의해 분기된 고출력 전자파를 각각 송출하는 사각관 형태의 복수의 단위배열 안테나를 포함하고,

상기 복수의 단위배열 안테나의 각 사각관 구조체의 내부 공간에는 원형편파를 발생시키기 위한 계단형 격벽 구조체가 각각 설치되는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 바람직하게는 상기 사각 도파관으로부터 상기 복수의 단위배열 안테나의 각 단위배열 안테나까지의 물리적 길이는 모두 동일하게 설계된다.

또한, 상기 분기도파관 및 단위배열 안테나는 각각 4개로 구성된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 단위배열 안테나의 개구면 확장을 위한 전계평면 전력분배기인 분기도파관의 물리적 길이를 동일하게 함으로써, 주파수에 따른 단위배열 안테나의 위상이 같으면서 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있으며, 원형편파기와 분기도파관 안테나를 일체형으로 연결함으로써, 안테나의 크기를 소형화하고 원형편파 발생을 통해 표적에 대한 고출력 전자파의 효과를 증대시키는 장점이 있다.

도 1은 종래의 분기도파관 안테나의 구조를 보여주는 도면.
도 2는 종래의 원형편파기가 장착된 위상배열안테나의 구조를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈에 있어서, 분기도파관의 물리적 길이가 동일한 고출력 분기도파관 안테나 모듈의 개념을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈에 있어서, 계단형 격벽 구조체가 포함된 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈의 개념을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈을 다수개 중첩하여 구성한 위상배열 안테나의 구조를 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈을 나타낸 것으로서, 도 3은 분기도파관의 물리적 길이가 동일한 고출력 분기도파관 안테나 모듈(40)의 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 계단형 격벽 구조체가 포함된 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈의 구조를 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈(4)은, 안테나를 통한 송출을 위한 고출력 전자파가 입력되는 사각 도파관(20)과, 그 사각 도파관(20)의 출력단에 사각 도파관(20)과 일체로 연결되며, 사각 도파관(20)에 입력된 고출력 전자파를 복수의 갈래로 분기하는 전계평면 전력분배기인 복수의 분기도파관(5) 및 그 복수의 분기도파관(5)의 각 출력단에 복수의 분기도파관(5)과 일체로 연결되며, 복수의 분기도파관(5)에 의해 분기된 고출력 전자파를 각각 송출하는 사각관 형태의 복수의 단위배열 안테나(7)를 포함하고, 상기 복수의 단위배열 안테나(7)의 각 사각관 구조체의 내부 공간에는 원형편파를 발생시키기 위한 계단형 격벽 구조체(6)가 각각 설치된다.

여기서, 바람직하게는 상기 사각 도파관(20)으로부터 상기 복수의 단위배열 안테나(7)의 각 단위배열 안테나(7)까지의 물리적 길이는 모두 동일하게 설계된다.

또한, 상기 분기도파관(5) 및 단위배열 안테나(7)는 각각 4개로 구성된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈(4)은, 사각 도파관(20)이 전계평면 전력분배기인 분기도파관(5)를 통해 4개의 안테나로 구성된 단위배열 안테나(7)와 연결되는 구조이다. 또한, 본 발명의 안테나 모듈은 고출력 전자파를 안테나 개구면에서 정전파괴 없이 자유공간으로 방사하기 위하여 분기도파관(5)에서 단위배열 안테나(7)까지 안테나 개구면의 넓이가 확장되는 구조를 갖는다.

한편, 도 5는 이상과 같은 본 발명의 고출력 원형편파용 분기도파관 안테나 모듈(4)이 4×4 배열로 구성된 위상배열안테나(400)를 보여주는 도면이다.

단위배열 안테나(7)가 16×16 배열로 구성되어 있으며, 원형편파기와 분기도파관 안테나가 일체형으로 연결된 구조로, 배열 확장에 따른 원형편파기의 재설계의 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 안테나 모듈로 조립되는 구조이므로, 배열 개수가 큰 위상배열안테나의 조립 및 운용 시 고장난 안테나의 행과 열을 교체하는 종래의 위상배열안테나와는 달리, 고장난 단위배열 안테나의 모듈만 교체하므로, 배열안테나 교체에 대한 비용을 줄이고, 배열 확장이 용이하므로, 교체성과 조립성을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈은, 도파관 주파수 대역을 만족하면서, 선형편파에 비해 효과적인 원형편파를 발생시키므로, 표적에 대한 효과를 극대화 시킬 수 있는 고출력 위상배열안테나를 개발할 수 있다.

또한, 안테나 개구면 확장을 위한 분기도파관 구조의 물리적 길이를 동일하게 함으로써, 주파수에 따른 단위배열 안테나의 위상이 같으면서, 도파관 주파수 대역 전체를 사용할 수 있는 광대역 특성을 구현할 수 있다.

또한, 원형편파 발생을 위한 계단형 격벽 구조인 편파기가 일체형으로 연결된 안테나 모듈을 이용하여, 기존의 편파기에 비해 소형화된 구조로 제작될 수 있다. 또한 위상배열안테나 적용 시 배열확장이 용이하도록 안테나 모듈로 개발하여, 위상배열안테나의 조립 및 운용 시 조립성과 교체성을 향상 시킬 수 있다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

4...(본 발명)고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈
5...분기도파관 6...계단형 격벽 구조체
7...단위배열 안테나 20...사각 도파관
400...위상배열 안테나

Claims (4)

1. 안테나를 통한 송출을 위한 고출력 전자파가 입력되는 사각 도파관;
   상기 사각 도파관의 출력단에 사각 도파관과 일체로 연결되며, 사각 도파관에 입력된 고출력 전자파를 복수의 갈래로 분기하는 전계평면 전력분배기인 복수의 분기도파관; 및
   상기 복수의 분기도파관의 각 출력단에 복수의 분기도파관과 일체로 연결되며, 복수의 분기도파관에 의해 분기된 고출력 전자파를 각각 송출하는 사각관 형태의 복수의 단위배열 안테나를 포함하고,
   상기 복수의 단위배열 안테나의 각 사각관 구조체의 내부 공간에는 원형편파를 발생시키기 위한 계단형 격벽 구조체가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사각 도파관으로부터 상기 복수의 단위배열 안테나의 각 단위배열 안테나까지의 물리적 길이는 모두 동일하게 설계되는 것을 특징으로 하는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분기도파관 및 단위배열 안테나는 각각 4개로 구성된 것을 특징으로 하는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   고출력 전자파를 안테나 개구면에서 정전파괴 없이 자유공간으로 방사하기 위하여 상기 분기도파관에서 상기 단위배열 안테나까지 안테나 개구면의 넓이가 확장되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고출력 원형편파 발생용 분기도파관 안테나 모듈.

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