KR20240056046A - 피드혼 - Google Patents

Abstract

피드혼이 개시된다. 동축 도파관을 사용하는 다중대역 안테나에 구비되는 피드혼에 있어서, 반사판의 일 측에 구비되고, 제1대역신호를 통과시키는 제1도파관, 및 상기 제1도파관과 같은 축을 공유하고 상기 제1도파관보다 큰 직경을 가지고 제2대역신호를 통과시키는 제2도파관을 포함하는 동축 도파관, 및 상기 동축 도파관의 일 측에 구비되는 부반사판과 상기 동축 도파관 사이에 구비되고, 상기 동축 도파관의 축을 기준으로 방사형으로 돌출되는 유전체를 포함하여 구성된다.

Description

피드혼{FEEDHORN}

아래의 실시예들은 피드혼에 관한 것이다.

위성통신 서비스가 점점 증가함에 따라 단일대역 안테나의 성능을 넘어서는 다중대역 안테나의 개발 필요성이 증가하고 있다. 하지만 다중대역 안테나는, 동축 구조의 도파관을 사용함에 따라 피드혼(FeedHorn)의 크기가 비대해지고, 이는 VSAT안테나와 같은 소형 안테나에 적용되기에는 한계점이 존재하였다. 또한, 다중대역 안테나는 단일대역 안테나에 비해 안테나 이득, 축비, 정합특성 등 안테나 성능이 떨어진다는 단점이 있다.

한편, 한국등록특허공보 제10-1757681호는 다중대역 신호 수신이 가능한 위성 통신 용 안테나를 개시한다. 여기에 개시된 안테나는 복수 개의 피드 혼들을 주 반사판 에 고정되게 설치한 상태에서 부 반사판의 배향을 조절함으로써 서로 다른 밴드를 송수신하도록 구성된다.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

실시예의 목적은, 위성규격을 만족하면서도 다중대역의 신호를 송수신 가능하고, 단일대역의 안테나 이상의 성능을 확보 가능한 피드혼을 제공하는 것이다.

실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예에 따른 피드혼을 개시한다. 동축 도파관을 사용하는 다중대역 안테나에 구비되는 피드혼에 있어서, 반사판의 일 측에 구비되고, 제1대역신호를 통과시키는 제1도파관, 및 상기 제1도파관과 같은 축을 공유하고 상기 제1도파관보다 큰 직경을 가지고 제2대역신호를 통과시키는 제2도파관을 포함하는 동축 도파관, 및 상기 동축 도파관의 일 측에 구비되는 부반사판과 상기 동축 도파관 사이에 구비되고, 상기 동축 도파관의 축을 기준으로 방사형으로 돌출되는 유전체를 포함하여 구성된다.

일 측에 따르면, 상기 유전체는, 표면에 미세 돌기가 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 유전체는, 상기 동축 도파관에서 상기 부반사판이 위치한 방향으로 갈수록 상기 동축 도파관의 축으로부터의 거리가 변화할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 부반사판의 일 측에 부반사판 돌출부가 구비되고, 상기 유전체가 상기 부반사판 돌출부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 유전체와 상기 부반사판 돌출부 사이에는 제1공기층이 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 제2도파관 내부에 제1슬롯이 형성되고, 상기 유전체에 구비되고, 상기 제1슬롯의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 상기 제1슬롯에 삽입되어 상기 유전체를 고정시키는 도파관고정부를 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 도파관고정부는, 상기 동축 도파관의 반경방향으로 돌출되고, 단부가 상기 제1도파관의 외주면까지 형성되는 반경방향돌출부를 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 도파관고정부와 상기 제1도파관 사이에는 제2공기층이 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 제1도파관의 외주면에는 제2대역신호 억제부가 형성될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 제2대역신호 억제부는, 복수의 돌출요소들을 포함하고, 상기 돌출요소들은 상기 제1도파관 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출될 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 부반사판 내부에 제2슬롯이 형성되고,

상기 유전체에 구비되고, 상기 제2슬롯의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 상기 제2슬롯에 삽입되어 상기 유전체를 고정시키는 부반사판고정부를 포함할 수 있다.

일 측에 따르면, 상기 부반사판의 외곽에는 상기 유전체의 미세 돌기에서 발생하는 스필오버 성분 및 교차 편파 레벨의 상승을 상쇄하는 고차모드 억제부가 구비될 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 실시예들에 따르면, 피드혼은, 위성규격을 만족하면서도 다중대역의 신호를 송수신 가능하고, 단일대역의 안테나 이상의 성능을 확보 가능하다.

일 실시예에 따른 피드혼의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 피드혼의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 제2대역신호 억제부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 미세 돌기가 형성되지 않은 유전체, 및 고차모드 억제부가 형성되지 않은 부반사판과, 미세 돌기가 형성된 유전체, 및 고차모드 억제부가 형성된 부반사판의 조합 형상을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 미세 돌기가 형성되지 않은 유전체와 미세 돌기가 형성된 유전체에 따른 부반사판의 방사 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 4의 고차모드 억제부가 형성되지 않은 부반사판과 고차모드 억제부가 형성된 부반사판의 진폭을 나타낸 그래프이다.
도 7는 일 실시 예에 따른 부반사판 돌출부와 유전체 사이에 형성된 공기층의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 공기층이 형성됨에 따른 교차 편파 성분의 억제를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 도파관고정부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 피드혼의 제1대역신호와 제2대역신호의 패턴을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도면을 참조하여, 피드혼(10)에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시 예에 따른 다중대역 안테나의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 피드혼의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 제2대역신호 억제부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 미세 돌기가 형성되지 않은 유전체, 및 고차모드 억제부가 형성되지 않은 부반사판과, 미세 돌기가 형성된 유전체, 및 고차모드 억제부가 형성된 부반사판의 조합 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 미세 돌기가 형성되지 않은 유전체와 미세 돌기가 형성된 유전체에 따른 부반사판의 방사 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 6은 도 4의 고차모드 억제부가 형성되지 않은 부반사판과 고차모드 억제부가 형성된 부반사판의 진폭을 나타낸 그래프이고, 도 7는 일 실시 예에 따른 부반사판 돌출부와 유전체 사이에 형성된 공기층의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 공기층이 형성됨에 따른 교차 편파 성분의 억제를 나타낸 도면이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 도파관고정부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 피드혼의 제1대역신호와 제2대역신호의 패턴을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 동축 도파관(11)을 사용하는 다중대역 안테나(1)에 있어서, 피드혼(10)은 동축 도파관(11), 유전체(12)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 동축 도파관(11)은, 제1도파관(111), 및 제2도파관(112)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 제1도파관(111)은 반사판(14)의 일 측에 구비되고, 전자기파 형태의 제1대역신호(S1)를 통과시킨다. 또한, 제1대역신호(S1)는 26.5GHz 내지 40GHz 대역의 카 대역(KA-BAND)의 주파수를 뜻할 수 있으나, 반드시 이에 해당되는 것은 아니다.

일 실시 예에 따른 제2도파관(112)은 제1도파관(111)과 같은 축을 공유하고, 제1도파관(111)보다 큰 직경을 가지고 제2대역신호(S2)를 통과시킨다. 또한, 제2대역신호(S2)는 8GHz 내지 12GHz 대역의 엑스 대역(X-BAND)의 주파수를 뜻할 수 있으나, 반드시 이에 해당되는 것은 아니며 제1대역신호(S1)보다 상대적으로 낮은 대역의 주파수가 적용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 제2도파관(112)은, 제2도파관(112) 내부에 제1슬롯(1121)이 형성될 수 있다. 제1슬롯(1121)은 후술하는 유전체(12)의 도파관고정부(122)가 삽입될 수 있다. 제1슬롯(1121)은, 제2도파관(112)의 축 방향 내부에 형성되어, 유전체(12)가 제2도파관(112)에 고정될 수 있도록 하는 역할을 한다. 제1슬롯(1121)의 형상은 도면에 한정되지 않으며 유연하게 변경 가능하다.

일 실시 예에 따른 제1도파관(111)은 외주면에 제2대역신호(S2) 억제부(1111)가 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 제2대역신호(S2) 억제부(1111)는, 복수의 돌출요소(11111)들을 포함하고, 돌출요소(11111)들은 제1도파관(111) 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출될 수 있다. 여기서, 복수의 돌출요소(11111)들은 서로 돌출된 높이(또는 직경으로 볼 수 있음)는 차이를 두고 있으며 설계의 목적에 따라 변경될 수 있다. 또한, 복수의 돌출요소(11111)의 개수는 제한되지 않고 변경될 수 있으며, 길이 및 두께와 같은 형상 또한 설계의 방향에 따라 변경될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해, 제1도파관(111)에 의해 제1대역신호(S1)가 통과되고, 제2대역신호(S2)는 차단하는 등 불필요한 신호들을 억제할 수 있다.

도 3b을 참조하면, 제2대역신호(S2) 억제부(1111)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 7개의 돌출요소(11111)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 제2대역신호(S2) 억제부(1111)는, 7개의 돌출요소(11111)를 포함하여 구성될 때, -50db 이상의 감쇠가 가능하다. 상기와 같은 구성에 의해, 제2도파관(112)으로 제1대역신호(S1)의 유입이 억제됨으로써, 제2대역신호(S2)의 반사손실 및 삽입손실이 최소화되는 것을 확인할 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전체(12)는 동축 도파관(11)의 일 측에 구비되는 부반사판(13)과 동축 도파관(11) 사이에 구비되고, 동축 도파관(11)의 축을 기준으로 방사형으로 돌출된다. 여기서, 유전체(12)는, 동축 도파관(11)에서 부반사판(13)이 위치한 방향으로 갈수록 동축 도파관(11)의 축으로부터의 거리가 변화할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 방사형으로 돌출된 유전체(12)는, 표면에 미세 돌기(121)가 형성될 수 있다. 도 4의 (b)를 참조하면, 유전체(12)는, 동축 도파관(11)의 축을 기준으로 방사형으로 돌출된 형상을 가짐으로써, 동축 도파관(11)을 통해 전달되는 전자기파를 부반사판(13) 쪽으로 특정 방향으로 송신하거나, 특정 방향으로 유입되는 전자기파를 부반사판(13)을 통해 수신할 수 있다. 방사형으로 돌출된 유전체(12)의 표면에 미세 돌기(121)가 형성됨으로써, 기본모드 패턴방사 시, 고차모드 성분을 억제 가능하다. 미세 돌기(121)의 방향 및 위치는 안테나 패턴의 방향별 신호레벨을 확인 후 신호의 억제 또는 추가 방사가 필요한 방향을 확인하여 변경할 수 있다. 상기와 같은 구성에 의하면, 미세 돌기(121)는 고차모드 성분을 억제 또는 상쇄하는 효과를 가지므로, 단일대역 안테나와 유사한 성능을 낼 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 부반사판(13)은 외곽에 유전체(12)의 미세 돌기(121)에서 발생하는 스필오버 성분 및 교차 편파 레벨의 상승을 상쇄하는 고차모드 억제부(133)가 구비될 수 있다. 스필오버 성분을 미세 조정하기 위해서, 고차모드 억제부(133)의 형상 및 깊이는 유연하게 변경 가능하다.

유전체(12) 표면에 미세 돌기(121)가 형성되면, 안테나의 패턴의 방향 및 위상값이 변화하면서 스필오버 성분 및 교차 편파 레벨이 상승할 수 있다. 고차모드 억제부(133)를 부반사판(13)의 외곽에 구비함으로써, 상승분을 상쇄하여 일정 값 이하로 조절하는 것이 가능하다.

도 5의 (a)를 참조하면, 미세 돌기(121)가 형성되지 않은 유전체(12)가 적용된 부반사판(13)의 방사 패턴은 0도 영역에서 10db를 초과하고, -85도 이하, 및 85도 이상의 영역에서 고차모드 성분에 의해 스필오버 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이와 비교하여 도 5의 (b)를 참조하면, 미세 돌기(121)가 형성된 유전체(12)를 적용 시, 고차모드 성분을 억제하여 스필오버 현상을 최소화할 수 있음을 확인할 수 있다.

도 6의 (a)와 (b)는 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 고차모드 억제부(133)가 형성되지 않은 부반사판(13)과 고차모드 억제부(133)가 형성된 부반사판(13)의 진폭을 도시한 그래프이다. 도 6의 (a)와 (b)를 비교하면, 부반사판(13)에 고차모드 억제부(133)를 형성함으로써, 스필오버 성분 및 교차 편파 레벨의 상승을 상쇄하는 효과를 낼 수 있음을 확인할 수 있다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 부반사판(13)은, 일 측에 도체로 형성된 부반사판 돌출부(131)가 구비될 수 있다. 반사판(14)에 부반사판 돌출부(131)가 구비되는 경우에, 일 실시 예에 따른 유전체(12)는 부반사판 돌출부(131)를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

여기서, 일 실시 예에 따른 유전체(12)와 부반사판 돌출부(131) 사이에는 제1공기층(15)이 형성될 수 있다. 부반사판 돌출부(131) 부근에서는 제1도파관(111) 및 제2도파관(112)의 기본모드가 잘 여기되도록 하고, 고차모드를 억제하는 것이 필요하다. 예를 들어, 기본모드는 도 8에 도시한 바와 같이 +y방향으로 여기되는 TE11 모드일 수 있다.

또한, TE11 모드로 여기될 시, 제1공기층(15)이 형성된 유전체(12)는 일직선 형상으로 전계가 형성되는 동일 편파 성분(P1)만 방사시키고 곡선 형상으로 전계가 형성되는 외각 교차 편파 성분(P2)은 억제할 수 있다. 제1공기층(15)은 도체로 구성된 동축 도파관(11)과 유전체(12)의 큰 유전율 차이로 인해 발생할 수 있는 회전 성분을 완화시켜서 외각 교차 편파 성분(P2)을 억제하는 역할을 한다. 즉, 동축 도파관(11) 내부에 있던 전자기파가 유전체(12)에 직접적으로 입사될 경우, 매질과 매질 사이의 유전율이 급격하게 변화함으로 인해 전자기파가 회전하고, 불필요한 패턴 성분 또는 외각 교차 편파 성분(P2)이 발생할 수 있다. 외각 교차 편파 성분(P2)이 발생하게 되면, 전자기파의 대역폭이 좁아지게 되므로, 동축 도파관(11)을 사용함으로써 얻고자 하는 광대역의 전자기파 특성을 확보할 수 없다.

제1공기층(15)이 형성된 유전체(12)의 경우에는, 도체로 구성된 동축 도파관(11)의 단부, 유전체(12), 및 제1공기층(15)이 모두 공존하고 있는 면으로 전자기파가 입사하기 때문에, 제1공기층(15)이 전자기파의 회전과 외각 교차 편파 성분(P2)을 억제할 수 있다. 즉, 제1공기층(15)이 형성된 유전체(12)는 외각 교차 편파 성분(P2)를 억제함으로써, 전자기파의 광대역 특성을 확보 가능하다.

또한, 일 실시 예에 따른 제1공기층(15)의 폭은 제1대역신호(S1)의 λ/8, 제1공기층(15)의 길이는 제1대역신호(S1)의 λ/2 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유전체(12)는, 제1슬롯(1121)의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 제1슬롯(1121)에 삽입되어 유전체(12)를 고정시키는 도파관고정부(122)를 포함할 수 있다. 도파관고정부(122)는, 유전체(12)가 제1도파관(111)의 외경과 제2도파관(112)의 내경 사이에 삽입되어 고정될 수 있도록 돌출된 형상으로 형성된다. 여기서, 도파관 고정부의 일 면은 제2도파관(112)의 내경에 맞닿고, 타 면은 제1공기층(15)과 맞닿을 수 있다.

일 실시 예에 따른 도파관고정부(122)는, 동축 도파관(11)의 반경방향으로 돌출되고, 단부가 제1도파관(111)의 외주면까지 형성되는 반경방향돌출부(1221)를 포함할 수 있다. 반경방향돌출부(1221)는, 도파관고정부(122)가 동축 도파관(11)의 반경방향으로 흔들리지 않도록 단부가 제1도파관(111)의 외경에 맞닿을 수 있다. 여기서, 반경방향돌출부(1221)의 폭은 신호 영향 최소화를 위해, 제2대역신호(S2)의 λ/10 이하의 길이로 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 반경방향돌출부(1221)의 단부에는 제2대역신호(S2) 억제부(1111)의 돌출요소(11111)와 맞닿을 수 있도록 돌출요소(11111)가 수용되는 홈이 형성될 수 있다. 반경방향돌출부(1221)와 제2대역신호(S2) 억제부(1111)의 돌출요소(11111)가 따로 구비되게 되면, 억제 대역과 통과대역의 시프트 현상이 발생되므로, 반경방향돌출부(1221)와 돌출요소(11111)가 맞닿도록 구성하는 것이 바람직하다.

일 실시 예에 따른 도파관고정부(122)와 제1도파관(111) 사이에는 제2공기층(16)이 형성될 수 있다. 도파관고정부(122)에 반경방향돌출부(1221)가 구비되는 경우, 반경방향돌출부(1221)를 기준으로 부반사판(13)이 위치한 방향에는 제1공기층(15)이 형성되고, 반사판(14)이 위치한 방향으로는 제2공기층(16)으로 나뉘어지게 된다. 여기서, 제2공기층(16)의 폭 또한 제1공기층(15)의 폭과 동일하게, 제1대역신호(S1)의 λ/8로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 부반사판(13) 내부에 형성된 제2슬롯(132)과, 유전체(12)에 구비되고 제2슬롯(132)의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 제2슬롯(132)에 삽입되어 유전체(12)를 고정시키는 부반사판 고정부(123)를 포함할 수 있다. 제2슬롯(132)과 부반사판 고정부(123)는 유전체(12)와 부반사판(13)을 연결 고정시키고, 유전체(12)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.

이상과 같이 형성된 피드혼(10)이 구비된 안테나의 방사 패턴을 도 10의 카테시안 좌표계를 사용한 그래프를 통해 설명하도록 한다. 도 10의 (a))는 low band, 즉 제2대역신호(S2)의 협각(±20도)에서의 방사패턴을 나타낸 그래프이고, (b)는 제2대역신호(S2)의 전방향(±180도)에서의 방사패턴을 나타낸 그래프이고, (c)는 high band, 즉 제1대역신호(S1)의 협각(±20도)에서의 방사패턴을 나타낸 그래프이고, (d)는 제1대역신호(S1)의 전방향(±180도)에서의 방사패턴을 나타낸 그래프이다.

도 10의 (a)를 참조하면, 제2대역신호(S2)의 협각(±20도)에서 녹색의 주편파 패턴과 노란색의 교차편파 패턴은 검은색의WGS 규격(Wideband Global SATCOM certification) 마스크 조건 내에 위치하고 있음을 확인할 수 있고, (b)를 참조하면, 전방향(±180도)에서 보라색의 주편파 패턴과 녹색의 교차편파 패턴 역시 검은색의 WGS 규격 마스크 조건 내에 위치하고 있음을 확인할 수 있다. 참고적으로, WGS 규격 마스크는 아래쪽에 위치한 WGS 마스크와, 위쪽에 위치한 WGS Relaxation 마스크로 구분되며, WGS마스크 범위를 초과하더라도 WGS Relaxation마스크를 초과하지 않고, WGS마스크 범위를 초과한 값이 10%이하일 때 요구사항을 만족하는 것으로 규정하고 있다.

마찬가지로, 도 10의 (c)를 참조하면, 제1대역신호(S1)의 협각(±20도)에서 보라색의 주편파 패턴과 자주색의 교차편파 패턴이 검은색의WGS 규격 마스크 조건 내에 위치하고 있음을 확인할 수 있고, (d)를 참조하면, 전방향(±180도)에서 보라색의 주편파 패턴과 녹색의 교차편파 패턴이 검은색의 WGS 규격 마스크 조건 내에 위치하고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따른 피드혼(10)은, 제1대역신호(S1)과 제2대역신호(S2)를 동시에 송수신하는 동축 도파관(11)을 사용하면서도 제1대역신호(S1)과 제2대역신호(S2)의 방사 패턴 모두 WGS 규격에서 사용이 가능함을 확인할 수 있다.

실시예들에 따르면, 피드혼(10)은 미세 돌기(121)가 형성된 유전체(12)와 고차모드 억제부(133)가 구비된 부반사판(13)에 의해 고차모드를 억제하여 단일대역 안테나와 유사한 성능을 확보할 수 있다.

또한, 피드혼(10)은 도파관고정부(122)와 부반사판 고정부(123)의 구성을 통해 유전체(12)를 안정적으로 도파관과 부반사판(13) 사이에 결합 가능하다.

또한, 피드혼(10)은 공기층을 형성함으로써 기본모드 성능을 유지하고, 반사손실을 최소화하며 고차모드를 억제할 수 있다.

또한, 피드혼(10)은 제2대역신호(S2) 억제부(1111)의 구성을 통해 동축 도파관(11)에서의 불필요한 신호들을 억제할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1 다중대역 안테나
10 피드혼
11 동축 도파관
111 제1도파관
1111 제2대역신호 억제부
11111 돌출요소
112 제2도파관
1121 제1슬롯
12 유전체
121 미세 돌기
122 도파관고정부
1221 반경방향돌출부
123 부반사판고정부
13 부반사판
131 부반사판 돌출부
132 제2슬롯
133 고차모드 억제부
14 반사판
15 제1공기층
16 제2공기층
S1 제1대역신호
S2 제2대역신호
P1 동일 편파 성분
P2 교차 편파 성분

Claims (12)

1. 동축 도파관을 사용하는 다중대역 안테나에 구비되는 피드혼에 있어서,
   반사판의 일 측에 구비되고, 제1대역신호를 통과시키는 제1도파관, 및 상기 제1도파관과 같은 축을 공유하고 상기 제1도파관보다 큰 직경을 가지고 제2대역신호를 통과시키는 제2도파관을 포함하는 동축 도파관; 및
   상기 동축 도파관의 일 측에 구비되는 부반사판과 상기 동축 도파관 사이에 구비되고, 상기 동축 도파관의 축을 기준으로 방사형으로 돌출되는 유전체;
   를 포함하는, 피드혼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유전체는, 표면에 미세 돌기가 형성되는, 피드혼.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유전체는,
   상기 동축 도파관에서 상기 부반사판이 위치한 방향으로 갈수록 상기 동축 도파관의 축으로부터의 거리가 변화하는, 피드혼.
4. 제1항에 있어서,
   상기 부반사판의 일 측에 부반사판 돌출부가 구비되고, 상기 유전체가 상기 부반사판 돌출부를 감싸는 형상으로 형성된, 피드혼.
5. 제4항에 있어서,
   상기 유전체와 상기 부반사판 돌출부 사이에는 제1공기층이 형성되는, 피드혼.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2도파관 내부에 제1슬롯이 형성되고,
   상기 유전체에 구비되고, 상기 제1슬롯의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 상기 제1슬롯에 삽입되어 상기 유전체를 고정시키는 도파관고정부;
   를 포함하는, 피드혼.
7. 제6항에 있어서,
   상기 도파관고정부는, 상기 동축 도파관의 반경방향으로 돌출되고, 단부가 상기 제1도파관의 외주면까지 형성되는 반경방향돌출부를 포함하는, 피드혼.
8. 제6항에 있어서,
   상기 도파관고정부와 상기 제1도파관 사이에는 제2공기층이 형성되는, 피드혼.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1도파관의 외주면에는 제2대역신호 억제부가 형성되는, 피드혼.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2대역신호 억제부는, 복수의 돌출요소들을 포함하고,
    상기 돌출요소들은 상기 제1도파관 안쪽에서 바깥쪽으로 돌출되는, 피드혼.
11. 제1항에 있어서,
    상기 부반사판 내부에 제2슬롯이 형성되고,
    상기 유전체에 구비되고, 상기 제2슬롯의 크기와 대응되거나 작은 형상을 갖고 상기 제2슬롯에 삽입되어 상기 유전체를 고정시키는 부반사판고정부;
    를 포함하는, 피드혼.
12. 제1항에 있어서,
    상기 부반사판의 외곽에는 상기 유전체의 미세 돌기에서 발생하는 스필오버 성분 및 교차 편파 레벨의 상승을 상쇄하는 고차모드 억제부가 구비되는, 피드혼.

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