WO2023022332A1 - 디아이싱 장치를 구비하는 안테나 - Google Patents

디아이싱 장치를 구비하는 안테나 Download PDF

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WO2023022332A1
WO2023022332A1 PCT/KR2022/006723 KR2022006723W WO2023022332A1 WO 2023022332 A1 WO2023022332 A1 WO 2023022332A1 KR 2022006723 W KR2022006723 W KR 2022006723W WO 2023022332 A1 WO2023022332 A1 WO 2023022332A1
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layer
antenna
reflector
heating
reflective layer
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PCT/KR2022/006723
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최근호
황종욱
황성호
조성만
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(주)인텔리안테크놀로지스
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/02—Arrangements for de-icing; Arrangements for drying-out ; Arrangements for cooling; Arrangements for preventing corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal

Definitions

  • the embodiments below relate to an antenna having a deicing device.
  • An antenna means a conversion device for transmitting or receiving electromagnetic waves into space.
  • the antenna radiates the AC voltage modulated by the transmitter into the air as electromagnetic waves. function to convert.
  • the radio wave When a radio wave is received by an antenna, the radio wave is reflected and collected on the surface of a reflector having a size corresponding to the frequency of the radio wave. Thereafter, the reflected and collected radio waves are received by the receiver. Therefore, it is important to maintain the surface state of the reflector in order to accurately collect radio waves to the receiver.
  • the reflector serves to collect the radiated radio waves, maintaining the surface state of the reflector is also important.
  • Korean Patent Registration No. 10-1757681 discloses a satellite communication antenna capable of receiving multi-band signals.
  • An object according to an embodiment is to provide an antenna capable of maintaining a surface state of a reflector by melting snow or ice accumulated on the reflector.
  • An object according to an embodiment is to provide an antenna having good durability while maintaining a surface state of a reflector.
  • An antenna may include a reflector, a transceiver positioned on one side of the reflector, and a support placed on the other side of the reflector and spaced apart from the installation point of the reflector.
  • the reflective plate includes a reflective layer that reflects electromagnetic waves, a heating layer located on the lower surface of the reflective layer and generating heat to be transferred to the upper part of the reflective layer, and a heating layer located on the lower surface of the heating layer and generating heat from the heating layer. It may include a heat insulating layer to prevent transmission to the bottom.
  • the reflector may further include a reinforcing layer located on a lower surface of the heat insulating layer and increasing strength of the antenna.
  • the reflector may further include a first holding layer located on a lower surface of the reinforcement layer and maintaining strength and shape of the reinforcement layer.
  • the reflector is located on the upper surface of the reflective layer and the lower surface of the first holding layer, and is located on the upper protective layer and lower protective layer to prevent corrosion and discoloration of the antenna, and is located on the upper surface of the upper protective layer to prevent external force.
  • the antenna may further include an upper second holding layer preventing shape deformation of the antenna and a lower second holding layer located on a lower surface of the lower protective layer and preventing shape deformation of the antenna due to external force.
  • the heating layer may include a heating wire unit covering an entire area of a lower surface of the reflective layer, and the heating wire unit may include a plurality of heating wires having a concentric circle shape.
  • the heating layer may include a heating wire part covering an entire area under the reflective layer, and the heating wire part may include a plurality of compartments including a heating wire.
  • the heating wire unit may further include an additional heating wire corresponding to the heating wire, and the additional heating wire may be spaced apart from the corresponding heating wire to one side.
  • the antenna may further include a control unit that is electrically connected to the heating layer and controls heat generation of the heating layer, wherein the control unit includes a sensor for measuring the air temperature and a processing unit for calculating data measured from the sensor. can do.
  • the antenna according to an embodiment may maintain the surface state of the reflector by melting snow or ice accumulated on the reflector.
  • the antenna according to one embodiment maintains the surface state of the reflector and has good durability.
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a reflector of an antenna according to an exemplary embodiment.
  • 2B is a cross-sectional view of a reflector of an antenna according to an exemplary embodiment.
  • 3A is a plan view of a reflector including a heating layer of an antenna according to an exemplary embodiment.
  • 3B is a plan view of a reflector including a heating layer of an antenna according to an exemplary embodiment including a heating wire part of a different shape.
  • FIG. 4 shows a control unit of an antenna according to an embodiment including a hot wire unit of another type.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna 100 according to an embodiment
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a reflector 1 of the antenna 100 according to an embodiment
  • FIG. 2B is a view of the antenna 100 according to an embodiment.
  • a cross-sectional view of the reflector 1 is a plan view of the reflector 1 including the heating layer 12 of the antenna 100 according to an embodiment
  • FIG. It is a plan view of a reflector including a heating layer of an antenna according to
  • FIG. 4 shows a control unit of an antenna according to an embodiment including a heating wire unit of another type.
  • the antenna 100 may include a reflector 1, a transceiver 2 positioned on one side of the reflector 1, and a support 3 positioned on the other side of the reflector 1.
  • the support 3 may position the reflector 1 spaced apart from the installation point of the antenna 100 on the ground or on a ship.
  • the reflector 1 facing the open space reflects radio waves passing through the open space and incident on the reflector 1 so that the transceiver 2 can transmit and receive radio waves.
  • the curved surface of the reflector 1 may be designed to accurately reflect radio waves to the transceiver 2, and may also be designed to collect radio waves radiated from the transceiver 2.
  • snow (S) may accumulate on the surface of the reflector (1) facing the open space, and even the snow (S) repeats melting and solidification, and ice firmly fixed on the surface of the reflector (1) ( S) can be
  • the reflector 1 of the antenna 100 may include a heating layer 12 to melt accumulated snow (S) or ice (S). That is, the reflector 1 of the antenna 100 according to an embodiment can maintain a surface state designed to accurately reflect radio waves despite weather conditions such as snowfall. That is, the antenna gain can be maintained regardless of bad weather.
  • the heating layer 12 of the antenna 100 according to this embodiment is different from a radar dome in that it melts accumulated snow (S).
  • the reflector 1 of the antenna 100 includes a reflective layer 11 for reflecting electromagnetic waves, a heating layer 12 located on the lower surface of the reflective layer 11, and a heat insulating layer located on the lower surface of the heating layer 12. (13) may be included.
  • the reflective layer 11 is a conductive layer that reflects radio waves of wireless communication, and may include a material such as aluminum or carbon.
  • materials containing carbon include carbon fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as CFRP).
  • the reflective layer 11 includes CFRP as a main material
  • CFRP the thermal expansion coefficient of CFRP converges to 0
  • thermal deformation of the reflective layer is minimized even if the temperature of the reflective layer increases due to heat transferred from the heating layer 12. can do.
  • the reflective layer 11 includes aluminum as a main material
  • aluminum has excellent thermal conductivity but has a higher thermal expansion coefficient than CFRP, so heat is quickly transferred to the eyes S on the surface of the reflector 1, It can be melted, but thermal deformation may be greater than that of the reflective layer 11 including CFRP as a main material.
  • an antenna installed in an extremely cold region without much snowfall does not require high-temperature heat, so materials for rapid heat conduction may be employed instead.
  • materials for rapid heat conduction may be employed instead.
  • a person skilled in the art can select one of several conductive materials with different coefficients of thermal expansion depending on the desired specifications and purpose of the antenna.
  • the heating layer 12 may generate heat or the like generated when a current passes through a resistor. Since the heating layer 12 is located on the lower surface of the reflective layer 11, generated heat can be conducted to the reflective layer 11. The temperature of the reflective layer 11 rises through this heat, and accordingly, snow (S) or ice (S) on the upper surface of the reflective layer 11 can be melted.
  • the heating layer 12 will be described in more detail below.
  • the heat insulating layer 13 allows heat generated in the heating layer 12 to be intensively transferred to the reflective layer 11 located above the heating layer 12 . This is to transfer heat only to the top where the reflective layer 11 is located, since there is no need to transfer heat to the lower side of the antenna 100 .
  • the antenna 100 is installed facing the open space, and the reflective layer 11 faces the open space. Therefore, during snowfall, snow (S) accumulates only on the top of the reflector (1), such as the reflective layer (11), and does not accumulate on the bottom of the reflector (1). Accordingly, there is no need to transfer heat to the lower portion of the reflector 1 . That is, the heat insulating layer 13 prevents unnecessary heat conduction and allows heat to be transferred only to the top of the reflector 1, thereby helping effective deicing.
  • the material of the heat insulating layer 13 may include a material including glass fibers, for example, a core mat.
  • Glass fiber refers to a material made by thinly plucking glass like a fiber, and is a material that has excellent insulation properties and is easy to process. Therefore, it is advantageous to use as an insulator.
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • a fine strand of glass fiber is called a filament, and it is called a strand, yarn, or yarn cloth according to the degree of organization.
  • the wool (wool) or mat (mat) is called a ball of cotton using glass fibers.
  • FIG. 2B a cross-sectional view of the reflector 1 of the antenna 100 according to an exemplary embodiment is shown.
  • the reflector 1 of the antenna 100 according to an embodiment shown in FIG. 2B is obtained by stacking additional layers on the reflector 1 of the antenna 100 according to the embodiment shown in FIG. 2A.
  • the reflector 1 of the antenna 100 includes a reinforcement layer 14 that increases the strength of the antenna 100 and a first retention layer 15 that maintains the strength and shape of the reinforcement layer 14 , Upper and lower protective layers 16 that prevent corrosion and discoloration of the antenna 100, and upper and lower second retaining layers 17 that prevent deformation of the antenna 100 due to external force are further included selectively or in combination. can do.
  • the reinforcement layer 14 of the antenna 100 may be positioned on the lower surface of the heat insulating layer 13 . However, it may be located in a place other than the lower part of the heat insulating layer 13. As described above, this may serve to increase the overall strength of the antenna 100.
  • the reinforcement layer 14 may be implemented as a honeycomb structure.
  • the honeycomb structure refers to a lattice structure composed of empty spaces in the shape of a hexagonal column, and can efficiently support weight with a small amount of material.
  • the first holding layer 15 of the antenna 100 may be positioned on the lower surface of the reinforcement layer 14 .
  • the stacking position is not limited thereto. As described above, this may serve to maintain the strength and shape of the reinforcement layer 14 .
  • the shape of the antenna 100 is prevented from being deformed and the surface state of the reflective layer 11 is maintained.
  • the first holding layer 15 of the antenna 100 may include a material including glass fibers.
  • the material including glass fibers may specifically include glass fibers in a mat or cross form.
  • the upper protective layer 16 of the antenna 100 may be located on the upper surface of the reflective layer 11, and the lower protective layer 16 of the antenna 100 according to an embodiment may have a first retainer. It may be located on the lower surface of layer 15.
  • the stacking position is not limited thereto.
  • the upper protective layer and the lower protective layer 16 can prevent corrosion and discoloration of the antenna 100 . That is, by placing the upper protective layer 16 and the lower protective layer 16, which are layers containing a material such as a gel coat, to prevent durability deterioration due to moisture or sunlight.
  • the reflector 1 of the antenna 100 may include an upper protective layer 16 and a lower protective layer 16 selectively or both.
  • the gel coat is a liquid paint in the form of a thermosetting gel made by dispersing a pigment, a thixotropic agent, etc. in an unsaturated polyester resin.
  • an accelerator and a curing agent are added thereto, the double bonds in the molecule become insoluble and fluorinated by polymerization, and thus good mechanical, electrical, water resistance, weather resistance, oil resistance and acid resistance are strengthened. Therefore, it is a paint widely used for coating.
  • the upper second holding layer 17 of the antenna 100 may be located on the upper surface of the upper protective layer 16, and the lower second holding layer of the antenna 100 according to an embodiment ( 17) may be located on the lower surface of the lower protective layer 16.
  • the stacking position is not limited thereto.
  • the upper second holding layer 17 and the lower second holding layer 17 may include a material including glass fiber or carbon.
  • CFRP or GFRP may be included in the upper second holding layer 17 and the lower second holding layer 17 .
  • CFRP and GFRP have excellent strength. Accordingly, shape deformation such as surface deformation of the reflective layer 11 due to thermal expansion may be prevented together with the reinforcement layer 14 .
  • the reflector 1 of the antenna 100 includes a heating layer 12 capable of melting ice S on the reflective layer 11 and a heat insulating layer 13 allowing heat to be transferred only in one direction. ), and additionally, by including selectively or all of the above-mentioned layer structure, the strength of the antenna 100 may be improved, durability may be improved, or discoloration may be prevented.
  • a heating layer 12 of an antenna 100 is shown. As described above, the heating layer 12 may be located under the reflective layer 11 and may be located above the heat insulating layer 13 .
  • the heating layer 12 of the antenna may include a heating wire unit 120 .
  • the hot wire unit 120 may include hot wires 121 , current may flow through the hot wire, and heat may be generated as the current flows through the hot wire having resistance.
  • the heating wire unit 120 of the antenna 100 covers the entire area of the lower surface of the reflective layer 11 and may include a plurality of heating wires 121 having a concentric circle shape.
  • Each of the concentric circle-shaped hot wires 121 may be connected in parallel with each other. Accordingly, even when one of the concentric hot wires 121 is disconnected, current can still flow through the other hot wires 121 .
  • Intervals between the concentric hot wires may be determined in consideration of the intensity of power supplying power to the hot wire unit 120 to the extent understood by those skilled in the art.
  • sections of the hot wires 221, 222, 223, and 224 of the antenna 100 according to an embodiment including a hot wire unit 220 of a different shape and additional hot wires 221', 222', and 223 ', 224') is shown.
  • the heating layer 12 of the antenna 100 is a heating wire unit 220 covering the entire lower portion of the reflective layer 11, and includes a plurality of compartments including the heating wires 221, 222, 223, and 224.
  • additional hot wires 221', 222', 223', and 224' corresponding to the hot wires may be further included in case the existing hot wires 221, 222, 223, and 224 are disconnected.
  • the additional heating wires 221', 222', 223', and 224' may be similarly applied to the heating wire unit 120 including the heating wire having a concentric circle shape.
  • the heating wire unit 220 of the heating layer 12 may include four heating wire sections 221 , 222 , 223 , and 224 . This may be configured in the form of dividing into 4 parts based on the central axis of the heating layer 12 . Each compartment may include a plurality of arc-shaped hot wires 221 , 222 , 223 , and 224 based on the central axis of the heating layer 12 .
  • Hot wires 221, 222, 223, and 224 may be formed. By including the hot wire connected in a zigzag shape in this way, even if the hot wire unit 220 is compartmentalized, it is possible to cover the entire area of the lower surface of the reflective layer 11 .
  • the heating wire unit 120 of the heating layer 12 may include additional heating wires 221', 222', 223', and 224' corresponding to the heating wires.
  • the additional hot wires 221', 222', 223', and 224' are positioned to correspond to the hot wires 221, 222, 223, and 224. That is, it may be installed apart from one side.
  • the antenna 100 according to one embodiment having the heating wire parts 120 and 220 has been mainly described, but the heating layer of the antenna according to another embodiment is not limited thereto and may be configured in various forms.
  • the reflector may include a plate-shaped heat generating layer having the same size as the reflective layer, and may include a heat generating layer crossing the center and circumference of the reflector in a zigzag pattern.
  • an antenna 100 further including a controller 4 according to an exemplary embodiment is shown.
  • the controller 4 is electrically connected to the heating layer 12 of the reflector 1 and can control heat generation of the heating layer 12 .
  • the control unit 4 of the antenna 100 may include a sensor 41 that measures air temperature and a processing unit 42 that calculates data measured by the sensor 41 . Using this processing unit 42 , the degree of heat generation of the heating layer 12 may be adjusted according to the needs of the user.
  • electricity may be supplied to the heating layer 12 only when the temperature is below a specific temperature.
  • the amount of heat generated may be controlled by adjusting the current supplied to the heating layer through the processing unit 42 .
  • FIG. 4 two wires from the processing unit 42 are shown connected to one compartment, which shows a wire connected to the heating wire and a wire connected to the additional heating wire, respectively.
  • the controller 4 of the antenna 100 according to an embodiment is not limited thereto. That is, the processing unit 42 can be individually connected to every compartment.

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Abstract

일 실시예에 따른 안테나는 반사판, 상기 반사판의 일측에 위치한 송수신기 및 상기 반사판의 타측에 위치하고 상기 반사판을 설치 지점으로부터 이격되게 위치시키는 지지대를 포함하고, 상기 반사판은 전자기파를 반사시키는 반사층, 상기 반사층의 하부 면에 위치하고, 상기 반사층의 상부로 전달하기 위한 열을 발생시키는 발열층 및 상기 발열층의 하부 면에 위치하고 상기 발열층에서 발생한 열이 상기 발열층의 하부로 전달되는 것을 막는 단열층을 포함한다.

Description

디아이싱 장치를 구비하는 안테나
아래의 실시예들은 디아이싱 장치를 구비하는 안테나에 관한 것이다.
안테나는 전자기파를 공간으로 전달하거나 받기 위한 변환 장치를 의미하고, 안테나는 송신할 때는 송신기에 의해 변조된 교류전압을 전자기파로서 대기 중에 방사하고, 반대로 수신할 때는 전자기파를 송수신기에 의해 평가된 교류전압으로 변환시키는 기능을 수행한다.
안테나에 전파가 수신될 때, 전파의 주파수에 대응하는 크기의 반사판의 표면에 전파가 반사되어 모인다. 이후 반사되어 모인 전파는 수신부에 의하여 수신된다. 따라서 수신부로 전파를 정확하게 모으기 위하여 반사판의 표면 상태 유지가 중요하다.
마찬가지로 안테나가 전파를 송신하는 때에도 반사판은 방사되는 전파를 모아주는 역할을 하기 때문에, 반사판의 표면 상태 유지는 역시 중요하다.
대한민국 등록 특허공보 제10-1757681호는 다중대역 신호 수신이 가능한 위성 통신용 안테나를 개시한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시예에 따른 목적은 반사판 위에 쌓인 눈 또는 얼음을 녹임으로써 반사판의 표면 상태를 유지할 수 있는 안테나를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 반사판의 표면 상태를 유지함과 동시에 내구성이 좋은 안테나를 제공하는 것이다.
실시예에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 안테나는 반사판, 상기 반사판의 일측에 위치한 송수신기 및 상기 반사판의 타측에 위치하고 상기 반사판을 설치 지점으로부터 이격되게 위치시키는 지지대를 포함할 수 있다.
상기 반사판은 전자기파를 반사시키는 반사층, 상기 반사층의 하부 면에 위치하고 상기 반사층의 상부로 전달하기 위한 열을 발생시키는 발열층 및 상기 발열층의 하부 면에 위치하고 상기 발열층에서 발생한 열이 상기 발열층의 하부로 전달되는 것을 막는 단열층을 포함할 수 있다.
또한 상기 반사판은 상기 단열층의 하부 면에 위치하고, 상기 안테나의 강도를 높이는 강화층을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 반사판은 상기 강화층의 하부 면에 위치하고, 상기 강화층의 강도 및 형태를 유지시키는 제1 유지층을 더 포함할 수 있다.
또한 상기 반사판은 상기 반사층의 상부 면 및 상기 제1 유지층의 하부 면에 위치하고 상기 안테나의 부식 및 변색을 방지하는 상부 보호층 및 하부 보호층, 상기 상부 보호층의 상부 면에 위치하고 외력에 대한 상기 안테나의 형상 변형을 방지하는 상부 제2 유지층 및 상기 하부 보호층의 하부 면에 위치하고 외력에 대한 상기 안테나의 형상 변형을 방지하는 하부 제2 유지층을 더 포함할 수 있다.
상기 발열층은, 상기 반사층 하부 면의 전면적을 커버하는 열선부를 포함할 수 있고, 상기 열선부는 복수 개의 동심원 형태를 갖는 열선을 포함할 수 있다.
또한 상기 발열층은, 상기 반사층 하부의 전면적을 커버하는 열선부를 포함할 수 있고, 상기 열선부는 열선을 구비하는 복수 개의 구획들을 포함할 수 있다.
상기 열선부는 상기 열선에 대응하는 부가 열선을 더 포함할 수 있고, 상기 부가 열선은 대응하는 상기 열선에 대해 일측으로 이격할 수 있다.
상기 안테나는 상기 발열층에 전기적으로 연결되고 상기 발열층의 발열을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 기온을 측정하는 센서 및 상기 센서로부터 측정된 데이터를 통해 연산하는 처리 유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나는 반사판 위에 쌓인 눈 또는 얼음을 녹임으로써 반사판의 표면 상태를 유지할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나는 반사판의 표면 상태를 유지함과 동시에 내구성이 좋다.
일 실시예에 따른 안테나의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 안테나의 사시도이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 안테나의 반사판의 단면도이다.
도 2b은 일 실시예에 따른 안테나의 반사판의 단면도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 안테나의 발열층을 포함하는 반사판의 평면도이다.
도 3b는 다른 형태의 열선부를 포함하는 일 실시예에 따른 안테나의 발열층을 포함하는 반사판의 평면도이다.
도 4은 다른 형태의 열선부를 포함하는 일 실시예에 따른 안테나의 제어부를 나타낸다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 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 권리범위가 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.
도 1은 일 실시예에 따른 안테나(100)의 사시도이고, 도 2a는 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)의 단면도이고, 도 2b은 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)의 단면도이고, 도 3a는 일 실시예에 따른 안테나(100)의 발열층(12)을 포함하는 반사판(1)의 평면도이고, 도 3b는 다른 형태의 열선부를 포함하는 일 실시예에 따른 안테나의 발열층을 포함하는 반사판의 평면도이고, 도 4은 다른 형태의 열선부를 포함하는 일 실시예에 따른 안테나의 제어부를 나타낸다.
다시 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 사시도가 나타난다. 일 실시예에 따른 안테나(100)는 반사판(1), 반사판(1)의 일측에 위치한 송수신기(2) 및 반사판(1)의 타측에 위치한 지지대(3)를 포함할 수 있다.
지지대(3)는 지면 또는 선박 등의 안테나(100) 설치 지점에서, 설치 지점으로부터 반사판(1)을 이격되게 위치시킬 수 있다. 개방된 공간을 향하는 반사판(1)은 개방된 공간을 지나 반사판(1)에 입사되는 전파를 반사시켜서 송수신기(2)가 전파를 송신 및 수신할 수 있게 한다. 이 반사판(1)의 곡면은 전파를 송수신기(2)로 정확하게 반사시키기 위하여 설계될 수 있고, 또한 송수신기(2)로부터 방사되는 전파를 모아주기 위하여 설계될 수 있다.
다만, 기상 환경에 따라 개방된 공간을 향하는 반사판(1)의 표면에 눈(S)이 쌓일 수 있고, 심지어 눈(S)은 융해와 응고를 반복하며 반사판(1) 표면에 단단히 고정된 얼음(S)이 될 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 후술할 것과 같이 발열층(12)을 포함할 수 있어서, 쌓인 눈(S) 또는 얼음(S)을 녹일 수 있다. 즉 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 강설과 같은 기상현상에도 불구하고 전파를 정확하게 반사시키기 위해 설계된 표면 상태를 유지할 수 있다. 즉 악천후에 관계없이 안테나 게인을 유지할 수 있게 된다.
이러한 일 실시예에 따른 안테나(100)의 발열층(12)은 쌓인 눈(S)을 녹이게 한다는 점에서 레이더 돔과 차이가 있다.
도 2a를 참조하면 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)의 단면도가 도시된다. 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 전자기파를 반사시키는 반사층(11), 반사층(11)의 하부 면에 위치한 발열층(12) 및 발열층(12)의 하부 면에 위치한 단열층(13)을 포함할 수 있다.
반사층(11)은 무선 통신의 전파를 반사하는 도전층이고, 알루미늄 또는 카본과 같은 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어 카본을 포함하는 재료에는 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하, CFRP라 함)이 있다.
예를 들어 반사층(11)이 CFRP를 주 재료로 포함하는 경우에는, CFRP의 열 팽창 계수가 0에 수렴하기 때문에 발열층(12)으로부터 전달된 열로 반사층의 온도가 올라가더라도 반사층의 열변형을 최소화할 수 있다.
예를 들어 반사층(11)이 알루미늄을 주 재료로 포함하는 경우에는, 알루미늄은 열전도성이 뛰어나지만 열팽창 계수는CFRP에 비하여 크기 때문에, 반사판(1) 표면의 눈(S)에 빠르게 열을 전달하여 녹일 수 있으나, CFRP를 주 재료로 포함하는 반사층(11)보다는 열변형이 더 클 수 있다.
그에 따라 강설량이 많지 않고 극심하게 추운 지역에 설치되는 안테나에는, 고온의 열이 필요 없어서 대신에 빠른 열전도를 위한 재료가 채택될 수 있다. 통상의 기술자는 안테나에 대해 원하는 스펙 및 목적에 따라 서로 다른 열팽창 계수를 가진 여러 도전성 재료 중 하나를 선택할 수 있다.
발열층(12)은 전류가 저항을 지나면서 생기는 열 등을 발생시킬 수 있다. 발열층(12)은 반사층(11)의 하부 면에 위치해 있기 때문에, 발생한 열을 반사층(11)에 전도시킬 수 있다. 이 열을 통해서 반사층(11)의 온도는 올라가게 되고, 그에 따라 반사층(11) 상부 표면의 눈(S) 또는 얼음(S)을 녹일 수 있다. 발열층(12)에 대해서는 이하에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
단열층(13)은 발열층(12)에서 발생한 열이 발열층(12) 상부에 위치한 반사층(11)으로 집중적으로 전달될 수 있게 한다. 이는 안테나(100)의 아래쪽으로는 열을 전달할 필요가 없기 때문에, 반사층(11)이 있는 상부로만 열을 전달하기 위함이다.
구체적으로 설명하면, 안테나(100)는 개방된 공간을 향하게 설치되고, 반사층(11)이 개방된 공간을 향하게 된다. 따라서 강설 시, 눈(S)은 반사층(11)과 같은 반사판(1)의 상부에만 쌓이게 되고, 반사판(1)의 하부에는 쌓이지 않는다. 따라서 반사판(1)의 하부로 열을 전달할 필요가 없다. 즉 단열층(13)은 불필요한 열전도를 막고 반사판(1)의 상부로만 열이 전달될 수 있게 하여 효과적인 디아이싱에 도움을 줄 수 있다.
한편 단열층(13)의 재료는 유리 섬유를 포함한는 재료, 예를들면 코어 매트(core mat) 등을 포함할 수 있다. 유리 섬유는 유리를 섬유처럼 가늘게 뽑은 물질을 말하는 것으로, 단열성이 뛰어나고 가공이 쉬운 물질이다. 그리하여 단열재로 이용하기 유리한 것이다.
특히 유리 섬유 강화 플라스틱(이하 GFRP라 함)처럼, 플라스틱과 함께 가공되는 경우에는 강도 또한 높아지게 된다.
한편, 유리 섬유 미세한 가닥을 필라멘트(filament)라고 하고, 이를 더 조직화 한 정도에 따라 스트랜드(strand), 얀(yarn), 얀 크로스(yarn cloth)라고 한다. 한편 유리 섬유 이용하여 솜 형태로 뭉친 것을 울(wool) 또는 매트(mat)라고 한다.
도 2b를 참조하면 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)의 단면도가 도시된다. 도 2b에 도시된 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 도 2a에 도시된 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)에 추가적인 층들이 적층 된 것이다.
즉, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 안테나(100)의 강도를 높이는 강화층(14), 강화층(14)의 강도 및 형태를 유지시키는 제1 유지층(15), 안테나(100)의 부식과 변색을 방지하는 상부 및 하부 보호층(16), 외력에 대한 안테나(100)의 변형을 방지하는 상부 및 하부 제2 유지층(17)을 선택적 또는 복합적으로 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 강화층(14)은 단열층(13)의 하부 면에 위치할 수 있다. 다만, 단열층(13)의 하부가 아닌 다른 곳에도 위치할 수 있다. 상술한 바와 같이 이는 안테나(100)의 전체적인 강도를 높이는 역할을 할 수 있다.
또한 강화층(14)은 허니컴 구조로 구현될 수 있다. 구체적으로, 허니컴 구조는 육각형 기둥 모양의 빈 공간으로 이루어진 격자 구조를 말하는 것으로, 적은 재료를 가지고 효율적으로 중량을 지지할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 제1 유지층(15)은 강화층(14)의 하부 면에 위치할 수 있다. 하지만 적층 위치는 이에 제한되지 않는다. 상술한 바와 같이 이는 강화층(14)의 강도 및 형태를 유지시키는 역할을 할 수 있다.
특히, 발열층(12)에서 발생된 열이 반사층(11)등의 다른 층을 열 팽창시키게 되는 경우, 안테나(100)의 형태가 변형되는 것을 방지하여, 반사층(11)등의 표면 상태를 유지할 수 있게 한다.
이때, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 제1 유지층(15)은 유리 섬유를 포함하는 재료를 포함할 수 있다. 유리 섬유를 포함한 재료는 구체적으로 매트 또는 크로스 형태의 유리 섬유를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 상부 보호층(16)은 반사층(11)의 상부 면에 위치할 수 있고, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 하부 보호층(16)은 제1 유지층(15)의 하부 면에 위치할 수 있다. 하지만 적층 위치는 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이 상부 보호층 및 하부 보호층(16)은 안테나(100)의 부식 및 변색을 방지할 수 있다. 즉 겔 코트(gal coat)와 같은 물질을 포함하는 층인 상부 보호층(16) 및 하부 보호층(16)을 위치시킴으로써, 수분 또는 햇빛에 의한 내구 열화를 방지하기 위한 것이다. 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은 상부 보호층(16)과 하부 보호층(16)을 선택적으로 또는 모두 포함할 수 있다.
겔코트에 대해 구체적으로 설명하면, 이는 불포화 폴리에스테르 수지에 안료, 요변제 등을 분산시켜 만든 열경화성 젤 상의 액상 도료이다. 이에 촉진제와 경화제를 첨가하면 분자 내 2중결합이 중합반응에 의한 불용 및 불화가 되어, 그에 따라 양호한 기계적, 전기적, 내수성, 내후성, 내유성 및 내산성이 강하게 된다. 그래서 코팅용으로 많이 사용되는 도료이다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 상부 제2 유지층(17)은 상부 보호층(16)의 상부 면에 위치할 수 있고, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 하부 제2 유지층(17)은 하부 보호층(16)의 하부 면에 위치할 수 있다. 하지만 적층 위치는 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이 이는 외력에 대해 안테나(100)의 형상 변형을 방지하는 역할을 한다. 상부 제2 유지층(17) 및 하부 제2 유지층(17)은 유리 섬유 또는 카본을 포함하는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, CFRP 또는 GFRP를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, CFRP 및 GFRP는 뛰어난 강도를 가진다. 따라서, 열 팽창 등으로 인한 반사층(11) 표면 변형 등의 형상 변형을 강화층(14)과 함께 막을 수 있다.
결론적으로 일 실시예에 따른 안테나(100)의 반사판(1)은, 반사층(11) 위의 얼음(S)을 녹일 수 있는 발열층(12)과 일 방향으로만 열이 전달되게 하는 단열층(13)을 포함할 수 있고, 추가적으로 상술한 층 구조를 선택적으로 또는 모두 포함으로써 안테나(100)의 강도 향상, 내구 향상 또는 변색 방지를 꾀할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 발열층(12)이 나타난다. 발열층(12)은 상술한 바와 같이 반사층(11) 밑에 위치할 수 있고 단열층(13) 위에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나의 발열층(12)은 열선부(120)를 포함할 수 있다. 열선부(120)는 열선들(121)을 포함할 수 있고, 이 열선에는 전류가 흐를 수 있고, 그 전류가 저항이 있는 열선에 흐르면서 열이 발생할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 안테나(100)의 열선부(120)는 반사층(11) 하부 면의 전면적을 커버하며 복수 개의 동심원 형태를 갖는 열선들(121)을 포함할 수 있다.
각각의 동심원 형태의 열선들(121)은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 따라서 어느 한 동심원 형태의 열선(121)이 단선되는 경우라도 여전히 다른 열선(121)에는 전류가 흐를 수 있게 된다.
각각의 동심원 형태의 열선들 사이의 간격은 통상의 기술자에게 이해되는 한도에서, 열선부(120)에 전력을 공급하는 전원의 세기를 고려하여 정해질 수 있다.
도 3b를 참조하면 다른 형태의 열선부(220)를 포함하는 일 실시예에 따른 안테나(100)의 열선(221, 222, 223, 224)의 구획들 및 부가 열선(221', 222', 223', 224')이 도시된다.
즉 일 실시예에 따른 안테나(100)의 발열층(12)은 반사층(11) 하부의 전면적을 커버하는 열선부(220)로써 열선(221, 222, 223, 224)을 구비하는 복수 개의 구획들을 포함할 수 있고, 기존 열선(221, 222, 223, 224)이 단선되는 것을 대비하여 열선에 대응하는 부가 열선(221', 222', 223', 224')을 더 포함할 수 있다. 이러한 부가 열선(221', 222', 223', 224')은 동심원 형태의 열선을 포함하는 열선부(120)에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 3b에 도시된 것과 같이 발열층(12)의 열선부(220)는 4개의 열선(221, 222, 223, 224) 구획을 포함할 수 있다. 이는 발열층(12)의 중심축을 기준으로 4등분하는 형태로 구성될 수 있다. 각각의 구획은 발열층(12)의 중심축을 기준으로 하는 복수 개의 원호 형태의 열선(221, 222, 223, 224)을 포함할 수 있다.
즉 발열층(12)의 중심에서부터 각 구획에 해당되는 영역에서 원호를 그린 후, 각 구획의 경계에 닿으면 발열층(12)의 바깥 방향으로 일부 연장 후, 다시 원호를 그리는 것을 반복하는 방식으로 열선(221, 222, 223, 224)이 형성될 수 있다. 이렇게 지그재그 형태로 이어지는 열선을 포함함으로써, 열선부(220)가 구획화 되어있더라도 반사층(11) 하부 면의 전면적을 커버할 수 있게 된다.
도 3b에 도시된 것과 같이 발열층(12)의 열선부(120)는 열선에 대응하는 부가 열선(221', 222', 223', 224')을 포함할 수 있다. 부가 열선(221', 222', 223', 224')은 열선(221, 222, 223, 224)에 대응되게 위치한다. 즉 일측으로 이격되어 설치될 수 있다.
이를 통해 열선(221, 222, 223, 224)이 단선되더라도 해당 구획의 대응하는 부가 열선(221', 222', 223', 224')이 발열함으로써 여전히 반사층(11) 전면적에 열을 전달할 수 있게 된다.
한편, 본원에서는 열선부(120,220)를 가지는 일 실시예에 따른 안테나(100)를 중심으로 설명했지만, 다른 실시예에 따른 안테나의 발열층은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있다.
구체적으로, 반사판은 반사층과 동일한 크기를 가진 플레이트 형태의 발열층을 포함할 수 있고, 반사판의 중심부와 원주 쪽을 지그재그로 가로지르는 형태의 발열층을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(4)를 더 포함하는 안테나(100)가 도시된다. 제어부(4)는 반사판(1)의 발열층(12)에 전기적으로 연결되고, 발열층(12)의 발열을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 안테나(100)의 제어부(4)는 기온을 측정하는 센서(41) 및 센서(41)로부터 측정된 데이터를 통해 연산하는 처리 유닛(42)을 포함할 수 있다. 이 처리 유닛(42)을 이용하여 사용자의 필요에 따라 발열층(12)의 발열 정도 등을 조절할 수 있다.
예를 들면, 센서(41)로 기온을 측정한 후 특정 온도 이하인 경우에만 발열층(12)에 전기를 공급할 수 있다. 또한 처리 유닛(42)을 통해 발열층에 공급하는 전류를 조절하여, 발열량을 제어할 수 있다.
도 4에는 처리 유닛(42)으로부터 2개의 전선이 하나의 구획에 연결된 것으로 도시되어 있고, 이는 열선에 연결되는 전선 및 부가 열선에 연결되는 전선을 각각 도시한 것이다. 하지만 일 실시예에 따른 안테나(100)의 제어부(4)는 이에 제한되지 않는다. 즉 처리 유닛(42)은 모든 구획에 개별적으로 연결될 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 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 반사판;
    상기 반사판의 일측에 위치한 송수신기; 및
    상기 반사판의 타측에 위치하고, 상기 반사판을 설치 지점으로부터 이격되게 위치시키는 지지대;
    를 포함하고,
    상기 반사판은,
    전자기파를 반사시키는 반사층;
    상기 반사층의 하부 면에 위치하고, 상기 반사층의 상부로 전달하기 위한 열을 발생시키는 발열층; 및
    상기 발열층의 하부 면에 위치하고, 상기 발열층에서 발생한 열이 상기 발열층의 하부로 전달되는 것을 막는 단열층;
    을 포함하는,
    안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사판은,
    상기 단열층의 하부 면에 위치하고, 상기 안테나의 강도를 높이는 강화층;
    을 더 포함하는,
    안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사판은,
    상기 강화층의 하부 면에 위치하고, 상기 강화층의 강도 및 형태를 유지시키는 제1 유지층;
    을 더 포함하는,
    안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사판은,
    상기 반사층의 상부 면 및 상기 제1 유지층의 하부 면에 위치하고, 상기 안테나의 부식 및 변색을 방지하는, 상부 보호층 및 하부 보호층;
    상기 상부 보호층의 상부 면에 위치하고, 외력에 대한 상기 안테나의 형상 변형을 방지하는 상부 제2 유지층; 및
    상기 하부 보호층의 하부 면에 위치하고, 외력에 대한 상기 안테나의 형상 변형을 방지하는 하부 제2 유지층;
    을 더 포함하는,
    안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발열층은, 상기 반사층 하부 면의 전면적을 커버하는 열선부를 포함하고,
    상기 열선부는,
    복수 개의 동심원 형태를 갖는 열선을 포함하는,
    안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발열층은, 상기 반사층 하부의 전면적을 커버하는 열선부를 포함하고,
    상기 열선부는, 열선을 구비하는 복수 개의 구획들을 포함하는,
    안테나.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 열선부는, 상기 열선에 대응하는 부가 열선을 더 포함하고,
    상기 부가 열선은,
    대응하는 상기 열선에 대해 일측으로 이격하는,
    안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안테나는,
    상기 발열층에 전기적으로 연결되고, 상기 발열층의 발열을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    기온을 측정하는 센서; 및
    상기 센서로부터 측정된 데이터를 통해 연산하는 처리 유닛
    을 포함하는,
    안테나.
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