KR20210036322A - A Fixed Radar Antenna Apparatus Capable of Extending a Structure and Function - Google Patents

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KR20210036322A
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임재열
김정환
조대영
김영미
이동율
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주식회사 산엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to a structure and performance extension-type fixed radar antenna apparatus and, more particularly, to a structure and performance extension-type fixed radar antenna apparatus, which can expand a structure and performance according to uses by adjusting a phase while extending the structure from a basic unit. The structure and performance extension-type fixed radar antenna apparatus comprises: at least two antenna modules (RM1, RM2) which can be coupled to each other; and a radar signal processing processor (14) which processes signals transmitted from secondary phase shifters (13a, 13b) for controlling the phases of antenna units (11_1 to 11_M) disposed in the respective antenna modules (RM1, RM2). The at least two antenna modules (RM1, RM2) are independently operable while being coupled to each other to be separated.

Description

구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치{A Fixed Radar Antenna Apparatus Capable of Extending a Structure and Function} Structure and performance extension type fixed radar antenna device {A Fixed Radar Antenna Apparatus Capable of Extending a Structure and Function}

본 발명은 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치에 관한 것이고, 구체적으로 기본 단위로부터 구조를 확장시키면서 위상을 조절하는 것에 의하여 용도에 따라 구조 및 성능의 확장이 가능한 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a structure and performance extension type fixed radar antenna device, and more specifically, to a structure and performance extension type fixed radar antenna device capable of extending the structure and performance according to the use by adjusting the phase while extending the structure from the basic unit. will be.

레이더 장치는 정해진 방향으로 전송된 빔이 물체에 반사되어 형성되는 반사 빔을 수신하여 탐지 대상의 위치를 탐지한다. 예를 들어 선박에 장착된 레이더 장치로 물표를 탐지하기 위하여 레이더가 다양한 방향으로 전송될 수 있다. 전송된 레이더가 물표에서 반사가 되면 레이더 장치의 수신기가 이를 탐지할 수 있고, 이에 의하여 물표의 방향 또는 위치가 확인될 수 있다. 이와 같은 기능을 가지는 레이더 장치는 고정 방식 또는 회전 방식으로 작동될 수 있고, 회전 방식은 작동 구조가 단순하나 회전축의 마모 및 부식이 발생한다는 단점을 가진다. 이와 반대로 고정식 레이더 장치는 구조 및 제어는 복잡하지만 회전축 등이 사용되지 않아 회전 방식에서 발생되는 문제인 회전축 마모와 부식에 따른 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.The radar device detects a location of a target to be detected by receiving a reflected beam formed by reflecting a beam transmitted in a predetermined direction to an object. For example, radar can be transmitted in various directions in order to detect targets with a radar device mounted on a ship. When the transmitted radar is reflected from the target, the receiver of the radar device can detect it, and thereby the direction or position of the target can be confirmed. A radar device having such a function can be operated in a fixed method or a rotating method, and the rotating method has a disadvantage in that the operation structure is simple, but wear and corrosion of the rotating shaft occur. On the contrary, the structure and control of the fixed radar device is complicated, but the rotation shaft is not used, so it is not affected by wear and corrosion of the rotation shaft, which is a problem that occurs in the rotation method.

다양한 구조를 가지는 선박용 안테나 장치가 이 분야에서 개시되어 있고, 예를 들어 특허공개번호 제10-2000-0017917호는 둠 구조를 가지는 회전형 안테나 장치에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 제10-2015-0042559호는 블라인드 영역의 표시가 가능한 회전 안테나 장치에 대하여 개시한다. 이와 같은 회전형 안테나 구조는 단순한 구조를 가지나 회전축의 마모와 같은 단점이 있다. 또한 레이더에 따라서 안테나를 적용할 때 용도에 따라 빔 폭과 수직, 수평 방향 안테나 회전 범위에 따라 제어 축을 바꿔야 하는 문제점이 있다. 하지만 고정 안테나의 경우 간단한 배치/제어 방법만 변경함으로써 레이더 용도에 따라 확장 적용이 유리하다. 그러나 선행기술은 이와 같은 구조를 가진 고정식 안테나 장치에 대하여 개시하지 않는다. Ship antenna devices having various structures are disclosed in this field, and Patent Publication No. 10-2000-0017917, for example, discloses a rotary antenna device having a doom structure. In addition, Patent Publication No. 10-2015-0042559 discloses a rotating antenna device capable of displaying a blind area. Such a rotating antenna structure has a simple structure, but has disadvantages such as abrasion of the rotating shaft. In addition, when applying an antenna according to a radar, there is a problem in that the control axis needs to be changed according to the beam width and the vertical and horizontal antenna rotation range according to the purpose. However, in the case of a fixed antenna, it is advantageous to expand application according to the radar use by changing only a simple arrangement/control method. However, the prior art does not disclose a fixed antenna device having such a structure.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention has the following objects to solve the problems of the prior art.

선행기술 1: 특허공개번호 제10-2000-0017917호(주식회사 테크메이트, 2001년10월31일 공개) 선박용 레이더의 안테나 장치Prior Art 1: Patent Publication No. 10-2000-0017917 (Techmate Co., Ltd., published on October 31, 2001) Antenna device for ship radar 선행기술 2: 특허공개번호 제10-2015-0042559호(삼성중공업 주식회사, 2015년04월21일 공개) 선박용 레이더 장치 및 그 운용 방법Prior Art 2: Patent Publication No. 10-2015-0042559 (Samsung Heavy Industries Co., Ltd., published on April 21, 2015) Ship radar device and its operation method

본 발명의 목적은 용도 또는 목적에 따라 구조 및 기능 확장이 가능한 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a structure and performance extension fixed radar antenna device capable of expanding the structure and function according to the use or purpose.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치는 서로 결합 가능한 적어도 두 개의 안테나 모듈; 각각의 안테나 모듈에 배치된 안테나 유닛의 위상을 제어하는 2차 위상 변위기에서 전송되는 신호를 처리하는 레이더 신호 처리 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 안테나 모듈은 서로 분리 가능하도록 결합되면서 독립적으로 작동 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, a structure and performance expansion type fixed radar antenna device includes at least two antenna modules that can be coupled to each other; Including a radar signal processing processor for processing a signal transmitted from the second phase shifter that controls the phase of the antenna unit disposed in each antenna module, the at least two antenna modules are independently operated while being coupled to be separated from each other It is possible.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 두 개의 안테나 모듈은 동일한 방향에 대하여 서로 다른 영역을 탐지한다.According to another suitable embodiment of the present invention, at least two antenna modules detect different areas for the same direction.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 두 개의 안테나 모듈은 하나의 안테나 탐지 모듈로 동작하여 성능을 향상시킨다.According to another suitable embodiment of the present invention, at least two antenna modules operate as one antenna detection module to improve performance.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 두 개의 안테나 모듈은 수직/수평 방향으로 빔을 제어할 수 있도록 한다.According to still another suitable embodiment of the present invention, at least two antenna modules allow for controlling the beam in the vertical/horizontal direction.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 적어도 두 개의 안테나 모듈은 좌우 또는 상하로 서로 결합되는 다각형 구조가 된다.According to another suitable embodiment of the present invention, at least two antenna modules have a polygonal structure that is coupled to each other left and right or up and down.

본 발명에 따른 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치는 구조 및 제어가 간단하면서 용도에 따라 성능 확장이 가능하고 이로 인하여 각각의 목적에 적합하도록 레이더 구조를 설계하여 설치하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 동일 또는 유사한 모듈을 서로 연결하여 구조 및 기능을 확장시키는 것에 의하여 제어가 간단하다. 또한 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치는 다양한 목적을 가진 레이더에 적용되어 각각의 목적에 적합하도록 작동될 수 있다. The structure and performance expansion type fixed radar antenna device according to the present invention has a simple structure and control, and can be expanded according to a purpose. Accordingly, it is possible to design and install a radar structure suitable for each purpose. In addition, control is simple by connecting the same or similar modules according to the present invention to each other to expand the structure and function. In addition, the fixed radar antenna device according to the present invention may be applied to a radar having various purposes and operated to suit each purpose.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 적용 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 다른 적용 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 또 다른 적용 예를 도시한 것이다. 1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a structure and performance extension type fixed radar antenna device according to the present invention.
2A and 2B illustrate an embodiment of an operation structure of a fixed radar antenna device according to the present invention.
3 shows an example of application of the fixed radar antenna device according to the present invention.
4 shows another example of application of the fixed radar antenna device according to the present invention.
5 shows another example of application of the fixed radar antenna device according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. In the following, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so if they are not necessary for the understanding of the invention, they will not be described repeatedly, and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be understood as being excluded from the embodiment of.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치의 실시 예를 도시한 것이다. 1A and 1B are diagrams illustrating an embodiment of a structure and performance extension fixed radar antenna device according to the present invention.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치는 서로 결합 가능한 적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2); 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)에 배치된 안테나 유닛(11_1 내지 11_M)의 위상을 변위하는 2차 위상 변위기(13a, 13b); 적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)의 합성된 신호를 처리하는 레이더 신호 처리 프로세서(14)를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)은 서로 분리 가능하도록 결합되면서 독립적으로 작동 가능하다.1A and 1B, a structure and performance expansion type fixed radar antenna device includes at least two antenna modules RM1 and RM2 that can be coupled to each other; Secondary phase shifters 13a and 13b for displacing the phases of the antenna units 11_1 to 11_M disposed in each of the antenna modules RM1 and RM2; Including a radar signal processing processor 14 that processes the synthesized signal of at least two antenna modules (RM1, RM2), and the at least two antenna modules (RM1, RM2) can be independently operated while being coupled to be separated from each other Do.

안테나 장치는 다양한 구조의 선박에 설치될 수 있고, 고정 안테나 방식으로 작동될 수 있다. 안테나 장치는 전체적으로 사각형 박스 형상이 될 수 있고, 각각 서로 정해진 방향으로 레이더 신호를 송신하여 물표를 탐지할 수 있다. 레이더 신호는 펄스 신호 또는 연속 신호가 될 수 있지만 바람직하게 주파수 변조 연속 레이더 신호(Frequency Modulation Continuous Wave Radar Signal: FMCW)가 될 수 있고, 안테나 장치는 FMCW 도플러 레이더 방식으로 작동될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 안테나 장치는 주로 중소형 선박에 설치되어 물표를 탐지할 수 있고, 낮은 출력을 가질 수 있다. 그러므로 펄스 도플러 레이더 방식에 비하여 FMCW 레이더 방식이 전체 시스템 설계 및 작동에 유리하다. 다만 본 발명에 따른 안테나 장치는 설치되는 선박의 종류 또는 용도에 따라 다양한 방식으로 작동될 수 있고, 안테나 장치의 작동 방식 또는 구조에 의하여 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 하나의 방향을 탐지하는 안테나 모듈(RM1, RM2)이 실시 예로 제시되지만 본 발명에 따른 안테나 장치는 360도 전-방향 탐지 구조를 가지는 것으로 이해되어야 한다. The antenna device may be installed on a ship of various structures, and may be operated in a fixed antenna manner. The antenna device may have a rectangular box shape as a whole, and each may detect targets by transmitting radar signals in a predetermined direction to each other. The radar signal may be a pulse signal or a continuous signal, but preferably may be a frequency modulation continuous wave radar signal (FMCW), and the antenna device may be operated in an FMCW Doppler radar method, but is not limited thereto. . Antenna devices are mainly installed on small and medium-sized ships to detect targets and have low power. Therefore, compared to the pulsed Doppler radar method, the FMCW radar method is more advantageous in the design and operation of the entire system. However, the antenna device according to the present invention may be operated in various ways depending on the type or use of the ship to be installed, and is not limited by the operating method or structure of the antenna device. In the following description, antenna modules RM1 and RM2 for detecting one direction are presented as examples, but it should be understood that the antenna device according to the present invention has a 360-degree omni-directional detection structure.

적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)은 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 평면 구조를 가지면서 정해진 하나의 방향으로 레이더 신호를 전송하여 반사파로부터 물표를 탐지할 수 있다. 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)은 동일한 방향으로 배열된 다수 개의 안테나 유닛(11_1 내지 11_M) 및 각각의 안테나 유닛(11_1 내지 11_M)의 위상을 조절하는 1차 위상 변위기(12_1 내지 12_M)를 포함할 수 있다. 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)은 동일하거나 서로 다른 개수의 안테나 유닛(11_1 내지 11_M) 및 1차 위상 변위기(12_1 내지 12_M)(L과 M은 동일하거나 서로 다른 자연수가 됨)를 가질 수 있다. The at least two antenna modules RM1 and RM2 may have the same or similar structure, and may detect targets from reflected waves by transmitting a radar signal in one predetermined direction while having, for example, a planar structure. Each of the antenna modules RM1 and RM2 includes a plurality of antenna units 11_1 to 11_M arranged in the same direction and a first-order phase shifter 12_1 to 12_M for adjusting the phase of each of the antenna units 11_1 to 11_M. Can include. Each of the antenna modules RM1 and RM2 may have the same or different number of antenna units 11_1 to 11_M and primary phase shifters 12_1 to 12_M (L and M are the same or different natural numbers). have.

각각의 안테나 모듈(RM1, RM)은 서로 결합되어 하나의 평면 구조를 형성할 수 있고, 서로 다른 방향에 대하여 동일하거나, 서로 다른 평면 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어 서로 다른 네 방향에 대하여 모두 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)로 감시를 하거나, 하나의 방향에 대하여 네 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)로 탐지를 하면서 다른 방향에 대하여 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)로 탐지할 수 있다. 이와 같이 안테나 장치는 서로 다른 방향에 대하여 동일하거나 또는 서로 다른 탐지 구조를 가질 수 있다. Each of the antenna modules RM1 and RM may be combined with each other to form a single planar structure, and may form the same or different planar structures for different directions. For example, monitoring with two antenna modules (RM1, RM2) in all four different directions, or two antenna modules in the other direction while detecting with four antenna modules (RM1, RM2) in one direction. It can be detected with (RM1, RM2). In this way, the antenna device may have the same or different detection structures for different directions.

서로 다른 안테나 모듈(RM1, RM2)은 1차 위상 변위기(12_1 내지 12_L 및 12_1 내지 12_M)에 의하여 위상이 조절되고, 2차 위상 변위기(13a, 13b)에 의하여 추가적으로 위상이 조절됨으로 인하여 도 1a와 같이 각각 하나의 안테나처럼 동작될 수 있다. 또한 2차 위상 변위기(13a, 13b)에서 출력된 신호를 합치지 않고 독립적으로 레이더 신호 처리 프로세서(14)에 전달하고 처리함으로써 도 1b와 같이 두 안테나 모듈(RM1, RM2)은 독립적으로 동작하여 두 개 이상의 범위에서 물표 탐지가 가능하다. 서로 다른 안테나 모듈(RM1, RM2)은 다양한 구조로 결합되어 작동이 제어될 수 있다. The different antenna modules RM1 and RM2 are phase adjusted by the first phase shifters 12_1 to 12_L and 12_1 to 12_M, and the phase is additionally adjusted by the second phase shifters 13a and 13b. As shown in 1a, each can be operated like one antenna. In addition, the two antenna modules RM1 and RM2 operate independently as shown in Fig. 1b by independently transmitting and processing the signals output from the second phase shifters 13a and 13b to the radar signal processing processor 14 without combining them. Target detection is possible in more than one range. The different antenna modules RM1 and RM2 may be combined in various structures to control the operation.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다. 2A and 2B show an embodiment of an operation structure of a fixed radar antenna device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 신호 처리 유닛(21)은 탐지를 위한 레이더 신호를 발생시켜 전송 가능한 형태로 만들 수 있으며, 위에서 설명된 레이더 신호 처리 프로세서와 유사한 기능을 가진다. 신호 처리 유닛(21)은 송신/수신 처리 유닛(22)과 레이더 신호를 송수신이 가능하도록 연결될 수 있다. 송신/수신 처리 유닛(22)은 안테나 모듈(RM1, RM2)로 전송되는 신호를 생성하여 전송 가능한 형태로 만들 수 있다. 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)로 송신되는 레이더 신호는 위상 제어 유닛(24)에 의하여 제어된 1차 위상 변위 유닛(251, 252)과 2차 위상 변위 유닛(231, 232)에 의하여 위상이 변위되어 설정된 방향으로 전송된다. 또한 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)을 통하여 송신된 레이더 탐지 신호의 반사파는 1차 위상 변위 유닛(251, 252)과 2차 위상 변위 유닛(231, 232)에 의하여 설정된 방향에서 1 또는 2 안테나 모듈(RM1, RM2)에 의하여 수신될 수 있다. 그리고 두 신호가 합성되며 송신/수신 처리 유닛(22)을 경유하여 신호 처리 유닛(21)으로 전송되어 처리됨으로써 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)이 하나의 유닛처럼 동작이 가능하게 된다.Referring to FIG. 2A, the signal processing unit 21 may generate a radar signal for detection and make it in a transmittable form, and have a function similar to that of the radar signal processing processor described above. The signal processing unit 21 may be connected to the transmission/reception processing unit 22 to enable transmission and reception of radar signals. The transmit/receive processing unit 22 may generate a signal transmitted to the antenna modules RM1 and RM2 to form a transmittable form. The radar signals transmitted to each of the antenna modules RM1 and RM2 are phase shifted by the first phase shift units 251 and 252 and the second phase shift units 231 and 232 controlled by the phase control unit 24. It is displaced and transmitted in a set direction. In addition, the reflected wave of the radar detection signal transmitted through each antenna module (RM1, RM2) is 1 or 2 antennas in the direction set by the first phase shift units 251, 252 and the second phase shift units 231, 232. It may be received by the modules RM1 and RM2. Then, the two signals are synthesized and transmitted to the signal processing unit 21 via the transmission/reception processing unit 22 to be processed, so that each of the antenna modules RM1 and RM2 can operate as one unit.

도 2b를 참조하면, 위와 같이 신호 처리 유닛(21)은 탐지를 위한 레이더 신호를 발생시켜 전송 가능한 형태로 만들 수 있으며, 위에서 설명된 레이더 신호 처리 프로세서와 유사한 기능을 가진다. 신호 처리 유닛(21)은 각각의 1 송신/수신 처리 유닛(221)과 2 송신/수신 처리 유닛(222)과 레이더 신호를 송수신이 가능하도록 연결될 수 있다. 1, 2 송신/수신 처리 유닛(221, 222)은 각각 1, 2 안테나 모듈(RM1, RM2)로 전송되는 신호를 생성하여 전송 가능한 형태로 만들 수 있으며, 이 때 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)에서 신호가 구분될 수 있도록 처리를 할 수 있다. 그리고 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)로 전송되는 신호는 위상 제어 유닛(24)에 의해 제어된 1차 위상 변위 유닛(251, 252)과 2차 위상 변위 유닛(231, 232)에 의해 위상이 변위되어 설정된 방향으로 전송된다. 이 때 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)에 해당되는 1차 위상 변위 유닛(251, 252), 2차 위상 변위 유닛(231, 232)은 다른 방향으로 위상이 변위될 수 있으며, 동일한 방향으로도 위상이 변위될 수 있다. 또한 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)을 통하여 송신된 레이더 탐지 신호의 반사파는 1차 위상 변위 유닛(251, 252)과 2차 위상 변위 유닛(231, 232)에 의하여 설정된 동일한 방향 또는 서로 다른 방향에서 1 또는 2 안테나 모듈(RM1, RM2)에 의하여 수신될 수 있다. 이 때 1차 위상 변위 유닛(251, 252) 또는 2차 위상 변위 유닛(231, 232)은 서로 다른 안테나 모듈(RM1, RM2)로부터 송신된 신호를 제거하는 필터를 포함할 수 있다. 그리고 각각 1, 2 송신/수신 처리 유닛(221, 222)을 경유하여 신호 처리 유닛(21)으로 전송되어 처리됨으로써 각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)이 독립적인 유닛으로 동작이 가능하게 된다.Referring to FIG. 2B, as described above, the signal processing unit 21 may generate a radar signal for detection and make it in a transmittable form, and have a function similar to that of the radar signal processing processor described above. The signal processing unit 21 may be connected to each of the 1 transmission/reception processing unit 221 and the 2 transmission/reception processing units 222 to transmit and receive radar signals. The 1st and 2nd transmission/reception processing units 221 and 222 may generate signals transmitted to the 1st and 2nd antenna modules (RM1 and RM2), respectively, and make them in a transmittable form. ) Can be processed so that the signal can be distinguished. In addition, the signals transmitted to each of the antenna modules RM1 and RM2 are phase shifted by the first phase shift units 251 and 252 and the second phase shift units 231 and 232 controlled by the phase control unit 24. It is displaced and transmitted in a set direction. At this time, the first phase shift units 251 and 252 and the second phase shift units 231 and 232 corresponding to each of the antenna modules RM1 and RM2 may be phase shifted in different directions, and may also be shifted in the same direction. The phase can be displaced. In addition, the reflected wave of the radar detection signal transmitted through each of the antenna modules (RM1, RM2) is the same or different directions set by the first phase shift units (251, 252) and the second phase shift units (231, 232). It may be received by 1 or 2 antenna modules RM1 and RM2. In this case, the first phase shift units 251 and 252 or the second phase shift units 231 and 232 may include filters for removing signals transmitted from different antenna modules RM1 and RM2. In addition, each of the antenna modules RM1 and RM2 can operate as independent units by being transmitted to and processed by the signal processing unit 21 via the 1st and 2nd transmission/reception processing units 221 and 222, respectively.

제시된 실시 예에서 서로 다른 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)에 의한 탐지 구조에 대하여 설명이 되었지만 다수 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)이 배치될 수 있고, 안테나 장치는 그에 적합한 구조를 가질 수 있다. In the present embodiment, a detection structure by two different antenna modules RM1 and RM2 has been described, but a plurality of antenna modules RM1 and RM2 may be disposed, and the antenna device may have a structure suitable therefor.

도 3은 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 적용 예를 도시한 것이다. 3 shows an example of application of the fixed radar antenna device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 서로 다른 두 개의 안테나 모듈의 측면이 서로 연결될 수 있고, 각각의 안테나 유닛(11_1 내지 11_M)은 서로 결합이 가능한 안테나 프레임(31a, 31b)에 설치될 수 있다. 각각의 안테나 프레임(31a, 31b)은 서로 결합 가능한 측면 또는 상하면에 설치된 결합 유닛(32)을 가질 수 있고, 전체적으로 평면 구조가 될 수 있다. 서로 다른 안테나 프레임(31a, 31b)은 홈과 돌기 방식으로 또는 슬라이딩 방식으로 서로 결합이 될 수 있다. 그리고 각각의 안테나 프레임(31a, 31b)의 뒤쪽에 2차 위상 변위기(13a, 13b)가 배치될 수 있다. 2차 위상 변위기(13a, 13b)는 안테나 프레임(31a, 31b)에 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 위에서 설명된 것처럼 안테나 프레임(31a, 31b)에 1차 위상 변위기가 안테나 유닛과 함께 일체로 결합될 수 있다. 이와 같은 구조로 안테나 프레임(31a, 31b)이 분리 가능한 유닛과 일체로 형성되는 유닛으로 이루어지는 것에 의하여 구조 및 기능 확장이 용이하면서 제조 및 설치가 간단해지도록 한다. Referring to FIG. 3, side surfaces of two different antenna modules may be connected to each other, and each of the antenna units 11_1 to 11_M may be installed on antenna frames 31a and 31b capable of being coupled to each other. Each of the antenna frames 31a and 31b may have a coupling unit 32 installed on a side or upper and lower surfaces that can be coupled to each other, and may have a flat structure as a whole. The different antenna frames 31a and 31b may be coupled to each other in a groove and protrusion method or a sliding method. In addition, secondary phase shifters 13a and 13b may be disposed behind each of the antenna frames 31a and 31b. The second phase shifters 13a and 13b may be detachably coupled to the antenna frames 31a and 31b, and as described above, the first phase shifters are integrated with the antenna units in the antenna frames 31a and 31b. Can be combined. With this structure, the antenna frames 31a and 31b are made of a unit integrally formed with a detachable unit, so that the structure and function can be easily expanded while manufacturing and installation are simplified.

서로 다른 안테나 프레임(31a, 31b)에 의하여 각각의 안테나 모듈이 형성될 수 있고, 안테나 프레임(31a, 31b)이 하나의 방향에 대하여 좌우로 연결이 되는 경우 수평 방향의 물표에 대해 정밀 탐지가 가능하고, 안테나 유닛(11_1 내지 11_M)의 개수에 의하여 빔 폭이 결정된다.Each antenna module may be formed by different antenna frames 31a and 31b, and when the antenna frames 31a and 31b are connected left and right in one direction, precise detection of a target in the horizontal direction is possible. And, the beam width is determined by the number of antenna units 11_1 to 11_M.

안테나 프레임(31a, 31b)은 다양한 구조로 서로 연결될 수 있고, 각각의 안테나 프레임(31a, 31b)의 다양한 위치에 결합 유닛(32)이 형성될 수 있다. The antenna frames 31a and 31b may be connected to each other in various structures, and the coupling units 32 may be formed at various positions of each of the antenna frames 31a and 31b.

도 4는 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치의 다른 적용 예를 도시한 것이다.4 shows another example of application of the fixed radar antenna device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 안테나 프레임(31a, 31b)은 서로 상하로 연결될 수 있고, 결합 유닛은 각각이 안테나 프레임(31a, 31b)의 상하에 형성될 수 있다. 그리고 상하로 연결된 안테나 프레임(31a, 31b)에 위상 제어 유닛(33)이 연결될 수 있고, 위상 제어 유닛(33)에 의하여 각각의 안테나 프레임(31a, 31b)에 배치된 2차 위상 변위기(13a)로 안테나로 송/수신되는 신호의 위상이 2차에 걸쳐 조절될 수 있다. 이를 통하여 수직방향으로 정밀도가 높은 탐지가 가능하며, 수평 방향의 물표만을 탐지할 수 있는 안테나가 수평/수직 방향의 물표를 모두 탐지할 수 있는 용도로 사용 가능하다. 예를 들어 일반적인 선박용 회전형 레이더 안테나의 경우 360도 회전하며 전방향의 물표를 탐지하지만 공중의 물표를 탐지하지 못한다. 하지만 도 4의 구조로 수직 방향으로 안테나 빔을 제어하게 되어 공중의 물표도 탐지가 가능하게 된다. 또한 서로 결합되는 안테나 프레임(31a, 31b)의 개수 또는 결합 방식에 따라 안테나 장치의 정밀도 또는 탐지 영역이 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들어 도 5를 참조하면, 네 개의 안테나 프레임(31a, 31b, 31c, 31d)이 서로 좌우로 또는 상하로 결합될 수 있다. 그리고 좌우 측면 또는 상하면에 결합 유닛이 형성될 수 있다. 각각의 안테나 프레임(31a, 31b, 31c, 31d)에 2차 위상변위기(13a, 13b)가 연결될 수 있고, 2차 위상변위기(13a, 13b)에 위상 제어 유닛(33)이 연결될 수 있다. 위상 제어 유닛(33)에 의하여 각각의 안테나 프레임(13a, 13b, 13c, 13d)에 배치된 안테나 유닛에서 송/수신되는 신호의 방향을 결정될 수 있다. 제시된 실시 예에서 서로 다른 안테나 프레임(31a, 31b)이 좌우로 연결되는 경우 수평 빔 폭이 조절되고, 이에 비하여 상하로 연결되는 경우 수직 방향으로 신호를 송/수신할 수 있는 것으로 설명이 되었지만 수직 빔 폭 설정 또는 탐지 영역 또는 탐지 목적에 따라 다양하게 설정이 될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. Referring to FIG. 4, the antenna frames 31a and 31b may be connected vertically to each other, and the coupling units may be formed above and below the antenna frames 31a and 31b, respectively. In addition, the phase control unit 33 may be connected to the antenna frames 31a and 31b connected up and down, and a second phase shifter 13a disposed on each of the antenna frames 31a and 31b by the phase control unit 33 ), the phase of the signal transmitted/received to the antenna can be adjusted over the second order. Through this, high-precision detection in the vertical direction is possible, and an antenna capable of detecting only the target in the horizontal direction can be used for the purpose of detecting both the target in the horizontal/vertical direction. For example, in the case of a general marine rotary radar antenna, it rotates 360 degrees and detects omnidirectional targets, but cannot detect targets in the air. However, since the antenna beam is controlled in the vertical direction with the structure of FIG. 4, targets in the air can be detected. In addition, the precision or detection area of the antenna device may be appropriately adjusted according to the number or combination method of the antenna frames 31a and 31b coupled to each other. For example, referring to FIG. 5, four antenna frames 31a, 31b, 31c, and 31d may be coupled to each other horizontally or vertically. And coupling units may be formed on the left and right sides or upper and lower surfaces. Secondary phase shifters 13a and 13b may be connected to each of the antenna frames 31a, 31b, 31c, and 31d, and the phase control unit 33 may be connected to the second phase shifters 13a and 13b. . The phase control unit 33 may determine a direction of a signal transmitted/received from an antenna unit disposed in each of the antenna frames 13a, 13b, 13c, and 13d. In the present embodiment, when different antenna frames 31a and 31b are connected left and right, the horizontal beam width is adjusted. It may be set in various ways according to the width setting or detection area or detection purpose, and is not limited to the presented embodiment.

본 발명에 따른 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치는 구조 및 제어가 간단하면서 용도에 따라 성능 확장이 가능하고 이로 인하여 각각의 목적에 적합하도록 레이더 구조를 설계하여 설치하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 동일 또는 유사한 모듈을 서로 연결하여 구조 및 기능을 확장시키는 것에 의하여 제어가 간단하다. 또한 본 발명에 따른 고정 레이더 안테나 장치는 다양한 목적을 가진 선박에 적용되어 각각의 목적에 적합하도록 작동될 수 있다. The structure and performance expansion type fixed radar antenna device according to the present invention has a simple structure and control, and can be expanded according to a purpose. Accordingly, it is possible to design and install a radar structure suitable for each purpose. In addition, control is simple by connecting the same or similar modules according to the present invention to each other to expand the structure and function. In addition, the fixed radar antenna device according to the present invention can be applied to ships having various purposes and operated to suit each purpose.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. The present invention has been described in detail above with reference to the presented embodiments, but those of ordinary skill in this field will be able to make various modifications and modifications without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiments. . The present invention is not limited by such modifications and modifications, but is limited by the claims appended below.

11_1 내지 11_M: 안테나 유닛 12_1 내지 12_M: 1차 위상 변위기
13a, 13b: 2차 위상 변위기 14: 레이더 신호 처리 프로세서
21: 신호 처리 유닛 22: 송신/수신 처리 유닛
24: 위상 제어 유닛 31a, 31b, 31c, 31d: 안테나 프레임
32: 결합 유닛 33: 위상 제어 유닛
221, 222: 1, 2 송신/수신 처리 유닛 231, 232: 2차 위상 변위 유닛
251, 252: 1차 위상 변위 유닛 M1, RM2: 1, 2 안테나 모듈11_1 to 11_M: antenna unit 12_1 to 12_M: first-order phase shifter
13a, 13b: second-order phase shifter 14: radar signal processing processor
21: signal processing unit 22: transmission/reception processing unit
24: phase control unit 31a, 31b, 31c, 31d: antenna frame
32: coupling unit 33: phase control unit
221, 222: 1, 2 transmit/receive processing unit 231, 232: second phase shift unit
251, 252: 1st phase shift unit M1, RM2: 1, 2 antenna modules

Claims (1)

서로 결합 가능한 적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2);
적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)은 동일한 방향으로 배열된 다수의 안테나 유닛(11_1 내지 11_M) 각각의 위상을 제어하는 1차 위상 변위기(12_1 내지 12_M); 및
각각의 안테나 모듈(RM1, RM2)에 배치된 안테나 유닛(11_1 내지 11_M)의 위상을 제어하는 2차 위상 변위기(13a, 13b)에서 전송되는 신호를 처리하는 레이더 신호 처리 프로세서(14)를 포함하고,
적어도 두 개의 안테나 모듈(RM1, RM2)의 각각은 서로 분리 가능하도록 좌우 또는 상하 방향으로 결합된 안테나 프레임(31a, 31b)에 평면 구조로 배치되고,
1차 위상 변위기(12_1 내지 12_M)는 각각의 안테나 프레임(31a, 31b)에 일체로 결합되고, 2차 위상 변위기(13a, 13b)는 안테나 프레임(31a, 31b)의 뒤쪽에 분리 가능하도록 결합되어 각각의 안테나(RM1, RM2)로 송수신이 되는 신호가 2차에 걸쳐 조절이 되어 수평 또는 수직 방향의 물표의 탐지가 가능한 것을 특징으로 하는 구조 및 성능 확장형 고정 레이더 안테나 장치. At least two antenna modules RM1 and RM2 coupleable to each other;
The at least two antenna modules RM1 and RM2 may include first-order phase shifters 12_1 to 12_M for controlling the phases of each of the plurality of antenna units 11_1 to 11_M arranged in the same direction; And
Includes a radar signal processing processor 14 that processes signals transmitted from the secondary phase shifters 13a and 13b that control the phases of the antenna units 11_1 to 11_M disposed in each of the antenna modules RM1 and RM2. and,
Each of the at least two antenna modules RM1 and RM2 is disposed in a planar structure on the antenna frames 31a and 31b coupled in the left and right or up and down directions so as to be separated from each other,
The first phase shifters 12_1 to 12_M are integrally coupled to each of the antenna frames 31a and 31b, and the second phase shifters 13a and 13b are detachable at the rear of the antenna frames 31a and 31b. A structure and performance extension fixed radar antenna device, characterized in that signals that are combined and transmitted and received through each of the antennas (RM1, RM2) are adjusted in two steps to detect a target in a horizontal or vertical direction.
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