KR20210039277A - Super light Antenna Apparatus having low Permittivity and, Super Small Synthetic Aperture Radar System for Drone Mounting therewith - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 실시예는 저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상게하게는 기생패치와 방사패치 사이에 저유전율 초경량의 지지대가 형성된 안테나 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a low dielectric constant ultra-light antenna device and a drone-mounted ultra-compact composite aperture radar system having the same, and more seriously, an antenna having a low dielectric constant ultra-light weight support between a parasitic patch and a radiation patch, and provided with the same. It relates to a drone-mounted microscopic composite aperture radar system.
합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, 이하 SAR)는 일반적으로 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이동하는 동안, 여러 차례 지표로 빔을 방사하고 반사되어 수신된 신호에서 감지되는 도플러 주파수의 상대적 변화 특성을 이용하여 지표의 고분해능 정밀 이미지를 획득할 수 있는 레이더를 의미한다.Synthetic Aperture Radar (SAR) is generally mounted on airplanes or satellites and radiates beams to the ground several times while moving, using the characteristics of relative changes in the Doppler frequency detected in the received signal. It means a radar that can acquire high-resolution, precise images of the surface.
SAR은 극초단파 영역의 초고주파를 활용하기 때문에 아지랑이, 가랑비, 눈, 구름, 연기 등의 기후 환경에 영향을 받지 않고, 육상 지형이나 바다를 관측할 수 있으며, 스스로 관측에 사용하는 에너지원을 전파하는 능동시스템이기 때문에 밤과 낮에 상관없이 이미지를 얻을 수 있다.Since SAR utilizes ultra-high frequencies in the microwave range, it is not affected by the climatic environment such as haze, drizzle, snow, clouds, and smoke, and can observe terrestrial topography or sea, and is an active propagating energy source used for self-observation. Because it is a system, images can be obtained regardless of night or day.
현재 SAR은 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이용되므로, 무인 이동체에 탑재되어 이용할 수 있도록 초경량 소형으로 제작할 수 있는 영상 레이더 장치가 필요하다.Currently, since the SAR is mounted on an airplane or an artificial satellite and used, an image radar device that can be manufactured in an ultra-lightweight and compact size is required so that it can be mounted on an unmanned mobile vehicle and used.
본 발명은 기생패치와 방사패치 사이에 저유전율 초경량의 지지대가 형성된 안테나 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an antenna having a low dielectric constant ultra-lightweight support between a parasitic patch and a radiation patch, and a drone-mounted ultra-compact composite aperture radar system having the same.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified of the present invention may be additionally considered within a range that can be easily deduced from the following detailed description and effects thereof.
본 발명의 일 실예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나로서 상기 안테나는 제1 안테나 또는 제2 안테나 안테나로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하며, 상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것이 가능하다. A drone-mounted low dielectric constant ultralight antenna device according to an exemplary embodiment of the present invention is an antenna for a drone-mounted synthetic aperture radar (SAR) system, wherein the antenna is an upper substrate as a first antenna or a second antenna antenna, and the upper layer And a lower substrate disposed in parallel with the substrate, and a support formed between the upper substrate and the lower substrate, and the support may be formed of a material having a low dielectric constant between the upper and lower substrates.
일 실시 예로서, 상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것이 가능하다. In one embodiment, the upper substrate may serve as a parasitic patch and a radome, and the lower substrate may serve as a radiation patch and a feeder.
일 실시 예로서, 상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다. As an embodiment, the support may be formed in a stacked structure so that the interval between the parasitic patch and the radiation patch is constant.
일 실시 예로서, 상기 지지대는 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하는 것이 가능하다. As an embodiment, the support can maintain a weight of 80g to 110g and a thickness of 1mm to 3mm.
일 실시 예로서, 상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것이 가능하다. As an embodiment, the support may have a dielectric constant of 1.7 to 2.7.
일 실시 예로서, 상기 안테나는 500MHz의 광대역 특성을 만족하는 마이크로스트립 패치 안테나인 것이 가능하다. As an embodiment, the antenna may be a microstrip patch antenna that satisfies a broadband characteristic of 500 MHz.
일 실시 예로서, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것이 가능하다. As an embodiment, the first antenna and the second antenna may form any one of an HH polarized antenna, a VV polarized antenna, an HV polarized antenna, a VH polarized antenna, and an HHVV polarized antenna.
상기 편파 안테나는 기저판과 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 구비한 차폐부; 상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 일측에 형성되는 상기 제1 안테나 및 상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 타측에 형성되는 상기 제2 안테나를 구비하는 것이 가능하다. The polarized antenna may include a shield having a base plate and a shielding wall formed perpendicular to the base plate; The first antenna horizontally adjacent to the base plate and formed on one side of the shielding portion to be vertically adjacent to the shielding wall, and the second antenna formed on the other side of the shielding portion horizontally adjacent to the base plate and vertically adjacent to the shielding wall It is possible to have an antenna.
본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템은 제1 안테나 또는 제2 안테나는 로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하는 안테나 장치 및 상기 안테나가 탑재되는 무인 이동체를 포함하고, 상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성된다.In the drone-mounted ultra-compact composite aperture radar system according to another embodiment of the present invention, the first antenna or the second antenna is an upper substrate, a lower substrate disposed in parallel with the upper substrate, and formed between the upper substrate and the lower substrate. An antenna device including a supporting base and an unmanned moving body on which the antenna is mounted, and the support is formed of a material having a low dielectric constant between the upper and lower substrates.
일 실시예로서, 상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것이 가능하다.In one embodiment, the upper substrate may serve as a parasitic patch and a radome, and the lower substrate may serve as a radiation patch and a feeder.
일 실시예로서, 상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다.In one embodiment, the support may be formed in a stacked structure so that the interval between the parasitic patch and the radiation patch is constant.
일 실시예로서, 상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것이 가능하다.As an embodiment, the support may have a dielectric constant of 1.7 to 2.7.
일 실시예로서, 상기 합성 개구 레이더 시스템은 군수용으로 3Kg 미만으로 형성되는 것이 가능하다.As an embodiment, the composite aperture radar system may be formed with less than 3Kg for military use.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용하여 광대역의 특성을 갖는 고성능 초경량 안테나 장치 제작이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a high-performance, ultra-lightweight antenna device having a broadband characteristic by using a drone-mounted low-k ultra-lightweight antenna device.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고성능 초경량 안테나 장치를 이용하여 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템의 제작이 가능하다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a drone-mounted ultra-compact composite aperture radar system using a high-performance ultra-light antenna device.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 드론 탑재형 고성능 초경량 편파 안테나의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 예시한 도면이다.
도 4는은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 다양한 편파 안테나를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a drone-mounted low dielectric constant ultra-lightweight antenna device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded view of a drone-mounted high-performance ultra-light polarization antenna using a low dielectric constant ultra-light antenna device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a low dielectric constant ultra-light antenna device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating various polarized antennas using a drone-mounted low dielectric constant ultra-light antenna device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments to be posted below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the posting of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In the present specification, terms such as "first" and "second" are used to distinguish one component from other components, and the scope of rights is not limited by these terms. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In this specification, the identification code (for example, a, b, c, etc.) is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step is clearly in context. Unless a specific order is specified, it may occur differently from the specified order. That is, each of the steps may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In this specification, expressions such as "have", "may have", "include" or "may include" indicate the presence of a corresponding feature (eg, a number, a function, an action, or a component such as a part). Points, and does not exclude the presence of additional features.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.In addition, the term'~ unit' described herein refers to software or hardware components such as field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and'~ unit' performs certain roles. However,'~ part' is not limited to software or hardware. The'~ unit' may be configured to be in an addressable storage medium, or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example,'~ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data structures and variables. Components and functions provided in the'~ units' may be combined into a smaller number of elements and'~ units', or may be further separated into additional elements and'~ units'.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치 및 이를 구비한 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템을 상세히 설명한다. Hereinafter, a low dielectric constant ultra-light antenna device according to an embodiment of the present invention and a drone-mounted ultra-compact composite aperture radar system having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치의 구성도를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 드론 탑재형 고성능 초경량 편파 안테나의 분해도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 예시한 도면이고, 도 4는은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치를 이용한 다양한 편파 안테나를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a configuration diagram of a drone-mounted low dielectric constant ultra-lightweight antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of a drone-mounted high-performance ultra-light polarization antenna using the low dielectric constant ultralight antenna device of FIG. 3 is a diagram illustrating a low dielectric constant ultralight antenna device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating various polarization antennas using a drone-mounted low dielectric constant ultralight antenna device according to an embodiment of the present invention. It is a drawing shown.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 무인 이동체에 탑재되어 이미지를 획득하는 장치이다.The drone-mounted low dielectric constant ultra-lightweight antenna device according to an embodiment of the present invention is a device mounted on an unmanned moving object to acquire an image.
합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, 이하 SAR)는 일반적으로 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이동하는 동안, 여러 차례 지표로 빔을 방사하고 반사되어 수신된 신호에서 감지되는 도플러 주파수의 상대적 변화 특성을 이용하여 지표의 고분해능 정밀 이미지를 획득할 수 있는 레이더를 의미한다.Synthetic Aperture Radar (SAR) is generally mounted on airplanes or satellites and radiates beams to the ground several times while moving, using the characteristics of relative changes in the Doppler frequency detected in the received signal. It means a radar that can acquire high-resolution, precise images of the surface.
SAR는 극초단파 영역의 초고주파를 활용하기 때문에 아지랑이, 가랑비, 눈, 구름, 연기 등의 기후 환경에 영향을 받지 않고, 육상 지형이나 바다를 관측할 수 있으며, 스스로 관측에 사용하는 에너지원을 전파하는 능동시스템이기 때문에 밤과 낮에 상관없이 이미지를 얻을 수 있다.Since SAR utilizes ultra-high frequencies in the microwave range, it is not affected by the climatic environment such as haze, drizzle, snow, clouds, and smoke, and can observe terrestrial topography or sea, and is an active propagating energy source used for self-observation. Because it is a system, images can be obtained regardless of night or day.
무인 이동체는 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 이동체이다.An unmanned vehicle is an airplane or helicopter-shaped vehicle that can fly and manipulate by induction of radio waves without a pilot.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치는 국방 감시정찰, 민수 방재, 교통감시 분야에서 활용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the drone-mounted low dielectric constant ultra-light antenna device may be used in the fields of defense surveillance and reconnaissance, civil disaster prevention, and traffic surveillance, but is not limited thereto.
제1 안테나(100-1)는 수평편파(H-pol) 안테나로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서 제1 안테나(100-1)는 수평편파(H-pol) 안테나로 설명한다.The first antenna 100-1 may be implemented as a horizontally polarized (H-pol) antenna, but is not limited thereto. Hereinafter, the first antenna 100-1 will be described as a horizontally polarized (H-pol) antenna.
제2 안테나(100-2)는 수직편파(V-pol) 안테나로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이하에서 제2 안테나(100-2)는 수직편파(V-pol) 안테나로 설명한다.The second antenna 100-2 may be implemented as a vertically polarized (V-pol) antenna, but is not limited thereto. Hereinafter, the second antenna 100-2 will be described as a vertically polarized (V-pol) antenna.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 안테나(100-1) 및 제2 안테나(100-2)는 송신 또는 수신 모듈에 의해 신호를 송신 또는 수신하며, 적층 방향에 따라 수평 또는 수직으로 신호를 전송할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first antenna 100-1 and the second antenna 100-2 transmit or receive signals by a transmission or reception module, and transmit or receive signals horizontally or vertically according to the stacking direction. Can be transmitted.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 탑재형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템용 안테나는 H-pol 안테나(100-1) 또는 V-pol 안테나(100-2)로서 상층기판(110)과 상층기판(110)과 나란히 배치되는 하층기판(120), 및 상층기판(110)과 하층기판(120) 사이에서 유전율이 낮은 재질로서 형성된다. 지지대(130)는 상층기판(110) 및 하층기판(120) 사이에서 유전율이 낮고 초경량인 재질로 형성된다. According to an embodiment of the present invention, the antenna for a drone-mounted synthetic aperture radar (SAR) system is an H-pol antenna 100-1 or a V-pol antenna 100-2. ) And the
여기서, 상층기판(110)은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 하층기판(120)은 방사패치 및 급전부 역할을 하며, 지지대(130)는 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것이 가능하다.Here, the
기생패치(110)는 안테나의 대역폭을 개선하기 위해 이용되며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
레이돔은 레이더와 돔의 두 가지를 합성한 말로서, 레이더 안테나의 덮개를 의미한다. 따라서, 상층기판(110)은 덮개로서 역할을 수행할 수 있다.Radome is a combination of radar and dome, which means the cover of the radar antenna. Accordingly, the
지지대(130)의 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하고, 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
지지대(130)의 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하고, 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
여기서, 지지대(130)는 광대역을 구현하기 위해 낮은 유전율로 구현되며, 유전율이 낮을수록 효율이 더 좋으며 대역폭이 넓을 수 있다. 따라서, 지지대(130)는 1.7 내지 2.7의 유전율을 형성함에 따라 안테나 이득과 효율 및 대역폭을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Here, the
지지대(130)는 1mm 내지 3mm의 두께를 유지함에 따라 600MHz 이상의 대역폭을 확보하여 유지할 수 있으며, 이에 따라 더 많은 데이터를 송수신할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 지지대(130)는 상층 기판(110)과 하층 기판(120) 사이의 공간폭을 일정하게 유지하도록 할 수 있다.As the
또한, 지지대(130)는 80g 내지 110g의 무게로 구현되어 상층 기판(110)과 하층 기판(120)의 사이에서 위치함에 따라 상층 기판(100)과 하층 기판(120) 사이의 두께가 1mm 내지 3mm로 유지되도록 구현할 수 있으며, 무게가 가벼운 안테나로 구현되어 고성능 초경량의 안테나를 형성할 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 100g 이하의 무게와 3mm 이하의 두께를 유지하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 소정의 오차 범위 내에서 100g의 무게와 3mm의 두께를 유지하고 2.2의 유전율을 갖도록 형성되는 것이다. According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 안테나 패턴이 배치될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 폼(Foam)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 폼(Foam)은 일정한 형태나 크기를 통해 모양을 잡아주는 역할을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
폼(Foam)은 유전율이 낮고 가벼운 물질로 형성될 수 있으며, H-pol 안테나(100-1)와 V-pol 안테나(100-2)가 일정 거리를 지속적으로 유지할 수 있도록 도와줄 수 있다.Foam may be formed of a light material having a low dielectric constant, and may help the H-pol antenna 100-1 and the V-pol antenna 100-2 to continuously maintain a predetermined distance.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 상층 기판(110) 및 하층 기판(120) 사이에 위치하며, 소정의 간격으로 이격되어 적층되거나, 간격 없이 접촉되어 적층될 수 있다. 지지대(130)는 유전체로 이루어질 수 있으며, 직사각형으로 형성될 수 있다. 지지대(130)는 상층 기판(110) 및 하층 기판(120) 사이 빈 공간에 공기 대신 형성될 수 있으며, 이에 따라 송신 이득 및 광대역 특성을 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지대(130)는 공기와 유전율이 비슷한 폼(Foam)으로 형성될 수 있으며, 스티로폼, 우레탄 등으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)를 이용하여 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것이 가능하다. As shown in FIG. 3, HH polarized antenna, VV polarized antenna, HV polarized antenna, VH polarized using H-pol antenna 100-1 and V-pol antenna 100-2 according to an embodiment of the present invention. It is possible to form either an antenna or an HHVV polarized antenna.
상기 편파 안테나는 기저판(220)과 기저판(220)에 수직으로 형성된 차폐벽(210)을 구비한 차폐부(200)와, 기저판(220)에 수평 인접하고, 차폐벽(210)과 수직 인접하도록 차폐부(200)의 일측에 형성되는 V-pol 안테나(100-2) 및 기저판(220)에 수평 인접하고, 차폐부(200)의 타측에서 차폐벽(210)과 수직 인접하도록 형성되는 H-pol 안테나(100-1)를 구비하는 것이 가능하다. The polarized antenna has a
여기서, 차폐부(200)를 형성하는 차폐벽(210)과 기저부(220)는 일체형인 것이 바람직하며, 각각의 편파 안테나는 송신과 수신 기능을 분리하기 위하여 독립적인 급전포트를 가지며 금속재질의 차폐벽(210)으로 고정이 되도록 설계되었다. Here, it is preferable that the shielding
또한 차폐부(200)는 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)와 고정 결합할 수 있도록 기저부(220)의 양 끝단에서 복수의 홈부가 형성되는 것이 바람직하며, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 기저부(220)와 접촉하는 부위의 끝단에 형성되는 홈부에 대응된다. In addition, the shielding
본 발명의 다른 실시예에 따른 저유전율 초경량 안테나 장치를 포함하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 시스템은 상기 어느 하나의 편파 안테나를 포함하고, 군수용으로 3Kg 미만인 것이 가능하다. A drone-mounted ultra-compact synthetic aperture radar (SAR) system including a low dielectric constant ultra-light antenna device according to another embodiment of the present invention includes any one of the above polarization antennas, and may be less than 3Kg for military use.
상기 드론 탑재형 초소형 SAR 시스템이 개발될 경우 국방 감시정찰, 민수 방재, 교통감시 분야에서 활용될 수 있다. When the drone-mounted micro SAR system is developed, it can be used in the fields of defense surveillance and reconnaissance, civil disaster prevention, and traffic surveillance.
상기 4종의 편파 안테나는 지향성 특성을 가지는 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하여, 빔 폭 및 이득 규격을 만족하는 간격에 맞게 배열 후 전송선로의 진폭 특성을 조정하여 낮은 부엽을 갖도록 설계되었다. The four polarization antennas are designed to have low side lobes by designing microstrip patch antennas having directional characteristics, arranging them according to intervals satisfying the beam width and gain standards, and adjusting the amplitude characteristics of the transmission line.
HH편파(Horizontal - Horizontal Polarization) 안테나는 수평편파 안테나 및 수평편파 안테나로 형성되고, VV편파(Vertical - Vertical Polarization) 안테나는 수직편파 안테나 및 수직편파 안테나로 형성되고, HV편파(Horizontal - Vertical Polarization) 안테나는 수평편파 안테나 및 수직편파 안테나로 형성되고, VH편파(Vertical - Horizontal Polarization) 안테나는 수직편파 안테나 및 수평편파 안테나로 형성된다.HH polarization (Horizontal-Horizontal Polarization) antenna is formed of a horizontal polarization antenna and a horizontal polarization antenna, VV polarization (Vertical-Vertical Polarization) antenna is formed of a vertical polarization antenna and a vertical polarization antenna, HV polarization (Horizontal-Vertical Polarization) The antenna is formed of a horizontal polarization antenna and a vertical polarization antenna, and the VH polarization (Vertical-Horizontal Polarization) antenna is formed of a vertical polarization antenna and a horizontal polarization antenna.
상기 HH편파(Horizontal - Horizontal Polarization) 안테나는 방위방향에서 낮은 부엽을 가져야 하고, 상기 VV편파(Vertical - Vertical Polarization) 안테나는 고각방향에서 낮은 부엽을 갖도록 설계되었다. The HH polarization (Horizontal-Horizontal Polarization) antenna should have a low side lobe in the azimuth direction, and the VV polarization (Vertical-Vertical Polarization) antenna is designed to have a low side lobe in the elevation direction.
본 발명에 따르면, 첫째 무게 200g 미만의 송/수신 다중편파 안테나 제작가능하며, 둘째 송신이득 18dB 이상 확보 가능하고, 셋째 광대역 특성 600MHz 이상 확보 가능하다. According to the present invention, first, it is possible to manufacture a transmission/reception multi-polarized antenna having a weight of less than 200g, secondly, a transmission gain of 18dB or more can be secured, and a third broadband characteristic of 600MHz or more can be secured.
본 발명에 따르면, 마이크로스트립 패치 안테나 제작 시 광대역 특성 (500MHz)을 만족하기 위하여 방사패치(100)와 기생패치(120) 적층구조 설계 시 방사패치(100)와 기생패치(120) 사이의 공간폭(d)가 크면 클수록 유리하다. 또한 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 전체 면적에서 간격 d가 일정하게 유지되어야 한다. According to the present invention, the space width between the radiation patch 100 and the
이론적으로 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이는 공기(유전율 1)만 존재하게 적층구조를 가져야 하는데 d를 일정하게 유지하기 어려운 단점이 있다. Theoretically, it is necessary to have a stacked structure such that only air (dielectric constant 1) exists between the
본 발명의 일 실시예에서는 H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2)의 무게를 경량화하면서 광대역 성능을 만족시키기 위하여, 유전율이 낮은 재질의 가벼운 foam을 제작하여 기생패치(110)와 방사패치(120) 사이에 지지대(130)로 사용하였다. 이를 통하여 간격 d를 일정하게 유지하여 광대역 특성을 만족하면서, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 각각의 무게는 약 100g 정도로 고성능 초경량 안테나 장치 제작이 가능하였다.In an embodiment of the present invention, in order to reduce the weight of the H-pol antenna 100-1 and the V-pol antenna 100-2 while satisfying the broadband performance, a light foam made of a material having a low dielectric constant is prepared to provide a parasitic patch. It was used as a support (130) between (110) and the radiation patch (120). Through this, while maintaining a constant interval d to satisfy the broadband characteristics, the weight of each of the H-pol antenna 100-1 and the V-pol antenna 100-2 was about 100 g, and it was possible to manufacture a high-performance ultra-light antenna device.
본 발명의 일 실시예에 따르면, H-pol 안테나(100-1) 및 V-pol 안테나(100-2) 사이에 차폐벽을 포함하며, 급전 구조를 형성한다.According to an embodiment of the present invention, a shielding wall is included between the H-pol antenna 100-1 and the V-pol antenna 100-2, and a power supply structure is formed.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나 장치는 소정 두께를 갖는 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 다중대역 주파수를 모두 수신하는 특성을 갖도록 급전부에 발룬 또는 광대역 매칭 기법을 이용할 수 있다. 안테나 장치는 그 평면 형상이나 종류가 한정되는 것은 아니며, 다중대역의 특성을 갖는 플레이트 형상의 안테나라면 모두 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the antenna device may be formed in a plate shape having a predetermined thickness, and a balun or a broadband matching technique may be used in the feeder to have a characteristic of receiving all multi-band frequencies. The antenna device is not limited in its planar shape or type, and any plate-shaped antenna having multi-band characteristics can be used.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나 장치의 요구 규격은 CDR 기준으로 중량 0.2kg 이하, 운용 주파수 X-band, 안테나 이득 15 dBi 이상, 안테나 빔 폭 거리 방향 25도 이상, 방위 방향 10도 이상으로 설계되는 것이 바람직하며 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the required standard of the antenna device is 0.2 kg or less in weight based on CDR, an operating frequency X-band, an antenna gain of 15 dBi or more, an antenna beam width distance direction of 25 degrees or more, and an azimuth direction of 10 degrees or more. It is desirable to be designed and is not limited thereto.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.Even if all the components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined into one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, as long as it is within the scope of the object of the present invention, one or more of the components may be selectively combined and operated. In addition, although all the components may be implemented as one independent hardware, a program module that performs some or all functions combined in one or more hardware by selectively combining some or all of the components. It may be implemented as a computer program having In addition, such a computer program is stored in a computer readable media such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and is read and executed by a computer, thereby implementing an embodiment of the present invention. The computer program recording medium may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to describe, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100-1: H-pol 안테나
100-2: V-pol 안테나
110: 기생패치
120: 방사패치
130: 지지대
200: 차폐부
210: 차폐벽
220: 기저판100-1: H-pol antenna
100-2: V-pol antenna
110: Parasitic patch
120: radiation patch
130: support
200: shield
210: shielding wall
220: base plate
Claims (13)
상기 안테나는 제1 안테나 또는 제2 안테나로서 상층기판, 상기 상층기판과 나란히 배치되는 하층기판, 및 상기 상층기판과 상기 하층 기판 사이에 형성되는 지지대를 포함하며,
상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.As an antenna device for a drone-mounted synthetic aperture radar (SAR) system,
The antenna includes an upper substrate as a first antenna or a second antenna, a lower substrate disposed in parallel with the upper substrate, and a support formed between the upper substrate and the lower substrate,
The support is a drone-mounted low dielectric constant ultra-lightweight antenna device, characterized in that formed of a material having a low dielectric constant between the upper and lower substrates.
상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치. The method of claim 1
The upper substrate serves as a parasitic patch and a radome, and the lower substrate serves as a radiation patch and a feeder.
상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 2,
The support is a drone-mounted low dielectric constant ultralight antenna device, characterized in that formed in a stacked structure so that the interval between the parasitic patch and the radiation patch is constant.
상기 지지대는 80g 내지 110g의 무게와 1mm 내지 3mm의 두께를 유지하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 1,
The support is a drone-mounted low dielectric constant ultra-lightweight antenna device, characterized in that maintaining a weight of 80g to 110g and a thickness of 1mm to 3mm.
상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 2,
Drone-mounted low dielectric constant ultralight antenna device, characterized in that the dielectric constant of the support is formed of 1.7 to 2.7.
상기 안테나는 500MHz의 광대역 특성을 만족하는 마이크로스트립 패치 안테나인 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 1,
The antenna is a microstrip patch antenna that satisfies a broadband characteristic of 500MHz.
상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나는 HH 편파 안테나, VV 편파 안테나, HV 편파 안테나, VH 편파 안테나, HHVV 편파 안테나 중 어느 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 1,
The first antenna and the second antenna form one of an HH polarized antenna, a VV polarized antenna, an HV polarized antenna, a VH polarized antenna, and an HHVV polarized antenna.
상기 편파 안테나는
기저판과 상기 기저판에 수직으로 형성된 차폐벽을 구비한 차폐부;
상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 일측에 형성되는 상기 제1 안테나; 및
상기 기저판에 수평 인접하고, 상기 차폐벽과 수직 인접하도록 상기 차폐부의 타측에 형성되는 상기 제2 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 저유전율 초경량 안테나 장치.The method of claim 7,
The polarized antenna is
A shield having a base plate and a shielding wall formed perpendicular to the base plate;
The first antenna horizontally adjacent to the base plate and formed on one side of the shielding portion so as to be vertically adjacent to the shielding wall; And
And the second antenna formed on the other side of the shield so as to be horizontally adjacent to the base plate and vertically adjacent to the shielding wall.
상기 안테나가 탑재되는 무인 이동체를 포함하고,
상기 지지대는 상기 상층기판 및 하층기판 사이에 유전율이 낮은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.An antenna device including an upper substrate as a first antenna or a second antenna, a lower substrate disposed in parallel with the upper substrate, and a support formed between the upper substrate and the lower substrate; And
It includes an unmanned moving body on which the antenna is mounted,
The support is a drone-mounted microscopic composite aperture radar system, characterized in that formed of a material having a low dielectric constant between the upper and lower substrates.
상기 상층기판은 기생패치 및 레이돔 역할을 하고, 상기 하층기판은 방사패치 및 급전부 역할을 하는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.The method of claim 9,
The upper substrate serves as a parasitic patch and a radome, and the lower substrate serves as a radiation patch and a feeder.
상기 지지대는 상기 기생패치와 상기 방사패치 사이의 간격이 일정하게 되도록 적층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.The method of claim 10,
The support is a drone-mounted microscopic composite aperture radar system, characterized in that formed in a stacked structure such that the interval between the parasitic patch and the radiation patch is constant.
상기 지지대의 유전율은 1.7 내지 2.7로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.The method of claim 10,
Drone-mounted microscopic composite aperture radar system, characterized in that the dielectric constant of the support is formed from 1.7 to 2.7.
상기 합성 개구 레이더 시스템은,
군수용으로 3Kg 미만으로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 탑재형 초소형 합성 개구 레이더 시스템.The method of claim 9,
The composite aperture radar system,
Drone-mounted microscopic composite aperture radar system, characterized in that it is formed in less than 3Kg for military use.
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