KR20140119562A - 레이더 배열 안테나 - Google Patents

Abstract

레이더 배열 안테나가 개시된다. 레이더 배열 안테나는 급전점과 전기적으로 결합되는 급전 라인; 및 상기 급전 라인과 결합되고 복수의 모서리 중 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단된 사각 형상을 가지는 복수의 패치 방사체를 포함하여 구성된다.

Description

레이더 배열 안테나{Rada array antenna}

본 발명은 레이더 배열 안테나에 관한 것이다.

레이더는 전자파를 원거리에 있는 물체나 목표물에 보내 그 반사파를 수신 및 분석함으로써 목표물까지의 거리, 방향 목표물 주변의 정보를 검출하는 장치이다.

레이더는 전자파의 직진성과 반사 특성을 이용한 것으로서 어둠, 비, 눈 등에 의하여 시계가 가려져도 그 영향을 받지 않고 탐지가 가능하며, 근래에는 차량에서 다양한 정보를 수집할 때도 레이더가 사용되고 있다.

레이더용 안테나로는 다양한 종류의 안테나가 사용되나, 대표적으로 사용되는 안테나 종류 중 하나는 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나이다.

마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나는 메인 급전 선로에 마이크로스트립 패치가 결합된 구조이다.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나는 급전 선로(110) 및 다수의 패치 방사체(120)를 포함하여 구성된다. 또한, 도 1에 도시된 레이더 배열 안테나는 유전체 기판상에 형성될 수 있다. 급전 선로(110)는 급전점과 전기적으로 결합되며, 급전점을 통해 제공되는 급전신호가 제공된다.

급전 선로(110)에 제공된 급전 신호는 다수의 패치 방사체(120)에 제공된다. 급전 선로(110)의 폭에 의해 다수의 패치 방사체(120)에 의해 제공되는 전력이 조절될 수 있다.

도 1에 도시된 레이더 배열 안테나의 패치 방사체의 급전 구조는 수직 또는수평 방향과 같은 단방향으로의 편파를 가지도록 하기 위해 급전 선로(110)상에 일직선으로 배열되도록 배치된다.

그러나, 종래의 레이더 배열 안테나의 패치 방사체의 급전 구조는 단방향 수직 편파를 형성할 수는 있으나, 패치 길이 방향(배열 방향)에 따른 45도에 따른 편파를 형성하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 패치 길이 방향(배열 방향)에 따른 45도 편파를 형성할 수 있는 레이더 배열 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레이더 배열 안테나가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 급전점과 전기적으로 결합되는 급전 라인; 및 상기 급전 라인과 결합되고 모서리 중 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단된 사각 형상을 가지는 복수의 패치 방사체를 포함하는 레이더 배열 안테나가 제공될 수 있다.

상기 패치 방사체는 대향하는 복수의 면이 상기 급전 라인에 결합되고, 상기 급전 라인에 결합된 면의 모서리 중 적어도 하나가 절단된다.

ㄷ상기 패치 방사체의 절단된 모서리는 상호 대칭 구조이다.

상기 급전 라인은 상기 급전점의 수평 또는 수직 방향으로 신장되되, 상기 패치 방사체와 각각 결합되는 급전 라인의 폭 및 길이는 불규칙하게 형성될 수 있다.

상기 패치 방사체의 일면의 중앙부가 상기 급전 라인에 결합된다.

상기 패치 방사체는 수직 길이가 수평 길이보다 긴 직사각형 형상이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나를 제공함으로써, 45도 편파를 가지도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 마이크로스트립 패치를 이용한 배열 안테나를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체를 확대하여 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체의 급전 구조에 따른 편파 방향을 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체를 확대하여 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 방사체의 급전 구조에 따른 편파 방향을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 배열 안테나는 복수의 급전 라인(210)과 복수의 패치 방사체(220)를 포함하여 구성된다. 도 2에 도시된 레이더 배열 안테나는 유전체 기판상에 형성될 수 있다. 이때, 레이더 배열 안테나가 형성된 유전체 기판에 대향하는 면에는 접지면이 형성될 수 있다.

급전 라인(210)은 급전점과 전기적으로 결합되며, 급전점을 통해 제공되는 급전 신호가 해당 급전 라인(210)으로 제공된다. 또한, 급전 라인을 통해 제공된 급전 신호는 해당 급전 라인(210)을 통해 급전 라인(210) 각각에 결합된 복수의 패치 방사체(220)로 각각 제공될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 급전 라인(210)은 급전점을 기준으로 수평 또는 수직 방향으로 신장되어 형성되고, 급전 라인(210)의 폭 및 길이는 적절한 전력이 각 패치 방사체(220)에 제공될 수 있도록 불규칙하게 형성될 수 있다.

패치 방사체(220)는 급전 라인(210)에 결합되며, 모서리 중 대각선으로 대향되는 복수의 모서리가 절단된 사각 형태를 가진다. 또한, 패치 방사체(220)는 도 2에 도시된 바와 같이 배열 구조로 형성된다. 각각의 패치 방사체(220)는 신호를 방사하고 수신하는 기능을 수행한다. 이때, 패치 방사체(220)를 통해 방사 또는 수신되는 신호의 주파수는 패치 방사체(220)의 사이즈에 의해 결정될 수 있다.

배열 구조에 포함되는 패치 방사체(220)의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 당연하다.

도 3을 참조하여 패치 방사체(220)의 급전 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

각 패치 방사체(220)는 도 3에 도시된 바와 같이, 모서리 중 일부가 절단된 사각 형상으로, 패치 방사체(220)의 복수의 면이 급전 라인(210)과 결합되도록 형성된다. 또한, 급전 라인(210)과 결합되는 패치 방사체(220)의 복수의 면은 상호 대향하는 면이고, 이로 인해, 복수의 패치 방사체(220)가 급전 라인(210)을 통해 단방향으로 신장되는 형태로 배치 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 패치 방사체(220)의 급전 라인(210)과 결합되는 면의 모서리 중 적어도 하나의 모서리가 절단된 사각 형상으로, 절단된 모서리는 각각 상호 대칭 구조로 대향되는(대각선 방향으로 대향되는) 모서리가 절단되어 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 패치 방사체가 급전 라인과 결합되고 모서리 중 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단된 사각 형상을 형성하게 되며, 각 패치 방사체(220)는 수직 또는 수평 방향으로의 단방향 편파가 아닌 45도 편파를 가지게 된다. 패치 방사체(220)가 단일 패치인 경우(즉, 어레이 구조가 아닌 경우) 45도 편파를 가지기 위해서는 패치 방사체는 수직 길이 및 수평 길이가 동일한 정사각형을 형성하고, 정사각형 형상에서 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단되는 경우 45도 편파를 발생하게 된다.

그러나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 패치 방사체(220)가 어레이 구조인 경우, 패치 방사체(220)는 수직 길이가 수평 길이보다 긴 직사각형 형상이더라도 급전 라인을 통해 인가되는 전류가 반사되는 전류에 상쇄되어 45도 편파가 발생하게 된다.

예를 들어, 패치 방사체(220)가 도 1에 도시된 바와 같이 배열되는 경우, 패치 방사체(220)가 배열된 구조에 따른 단방향 편파가 발생하게 된다. 이때, 패치 방사체(220)를 대각선을 기준으로 대향하는 모서리를 절단시키는 경우, 180도 위상차를 갖는 편파가 발생하게 된다. 이로 인해, 결과적으로 대각선으로 대향된 모서리가 절단된 사각 형상의 패치 방사체(220)는 45도 편파를 가지게 된다.

도 4에는 패치 방사체(220)의 편파 방향이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 패치 방사체(220)를 통해 45도 편파를 가지도록 하기 위해, 급전 라인(210)와 당해 급전 라인(210)에 결합되는 패치 방사체(220)의 각 면의 중앙부가 결합되도록 형성하고, 급전 라인(210)과 결합되는 패치 방사체(220)의 각 면의 모서리 중 어느 하나를 편파 방향에 따라 절단한 사각 구조로 형성시킨다. 이와 같이, 패치 방사체(220)의 모서리를 대칭 구조로 절단시킴으로써 급전 라인(210)을 통해 급전되는 전류가 절단된 방향으로 편향되게 되어 결과적으로 도 4에 도시된 바와 같은 45도 편파를 가지도록 할 수 있다.

본 발명의 레이더 배열 안테나는 메인 급전 선로 및 분기 방향에 구애받지 않고 확장될 수 있으며 차량 및 선박 등에서 다양한 탐지 용도로 활용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

210: 급전 라인
220: 패치 방사체

Claims (6)

1. 급전점과 전기적으로 결합되는 급전 라인; 및
   상기 급전 라인과 결합되고 모서리 중 대각선 방향으로 대향하는 복수의 모서리가 절단된 사각 형상을 가지는 복수의 패치 방사체를 포함하는 레이더 배열 안테나.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 패치 방사체는 대향하는 복수의 면이 상기 급전 라인에 결합되고, 상기 급전 라인에 결합된 면의 모서리 중 적어도 하나가 절단되는 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 패치 방사체의 절단된 모서리는 상호 대칭 구조인 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 급전 라인은 상기 급전점의 수평 또는 수직 방향으로 신장되되,
   상기 패치 방사체와 각각 결합되는 급전 라인의 폭 및 길이는 불규칙하게 형성되는 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 패치 방사체의 일면의 중앙부가 상기 급전 라인에 결합되는 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
   
6. 제1 항에 있어서,
   상기 패치 방사체는 수직 길이가 수평 길이보다 긴 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는 레이더 배열 안테나.
   
   

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