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KR101727492B1 - Antenna with adjustable beam radiation direction - Google Patents

Antenna with adjustable beam radiation direction Download PDF

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KR101727492B1
KR101727492B1 KR1020150191295A KR20150191295A KR101727492B1 KR 101727492 B1 KR101727492 B1 KR 101727492B1 KR 1020150191295 A KR1020150191295 A KR 1020150191295A KR 20150191295 A KR20150191295 A KR 20150191295A KR 101727492 B1 KR101727492 B1 KR 101727492B1
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KR
South Korea
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conductor
antenna
lower conductor
parallel
radiation
Prior art date
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Active
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KR1020150191295A
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Korean (ko)
Inventor
정영배
Original Assignee
한밭대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 급전부와 방사부를 포함하되, 상기 방사부는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 상부 도전체와 그 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하며, 또한 상기 하부 도전체는 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체 및 상기 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하여 구성함으로써, 빔 지향 방향을 용이하게 조절할 수 있고 부엽에 의한 방사를 줄일 수 있는 안테나에 관한 것이다.
본 발명은 송수신하고자 하는 전자기 신호를 급전하는 급전부; 및 상기 전자기 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 수신하는 방사부를 포함하여 구성되며, 상기 방사부는, 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 개구를 형성하는 상부 도전체; 및 상기 상부 도전체의 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하여 구성되고, 상기 하부 도전체는, 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체; 및 상기 평행 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 평행 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나를 개시한다.The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an antenna including a feed part and a radiating part, the radiating part including a top conductor which is upwardly raised at a first angle with respect to a predetermined horizontal plane and a bottom conductor And the lower conductor includes a parallel lower conductor parallel to the horizontal plane and a protruding conductor positioned at the end of the lower conductor and protruding from the upper surface of the lower conductor, The present invention relates to an antenna capable of easily adjusting a directing direction and reducing radiation by side lobes.
The present invention relates to a feeder for feeding electromagnetic signals to be transmitted and received; And a radiator for radiating the electromagnetic signal to the outside or receiving the electromagnetic signal from the outside, wherein the radiator comprises: an upper conductor forming an upward opening with a first angle with respect to a predetermined horizontal plane; And a lower conductor positioned below the upper conductor, wherein the lower conductor comprises: a parallel lower conductor parallel to the horizontal plane; And a protruding conductor positioned at an end of the parallel lower conductor and protruding from the upper surface of the parallel lower conductor.

Description

빔 지향 방향 조절이 가능한 안테나 {Antenna with adjustable beam radiation direction}Antenna with adjustable beam radiation direction < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 급전부와 방사부를 포함하되, 상기 방사부는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 상부 도전체와 그 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하며, 또한 상기 하부 도전체는 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체 및 상기 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하여 구성함으로써, 빔 지향 방향을 용이하게 조절할 수 있고 부엽에 의한 방사를 줄일 수 있는 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an antenna including a feed part and a radiating part, the radiating part including a top conductor which is upwardly raised at a first angle with respect to a predetermined horizontal plane and a bottom conductor And the lower conductor includes a parallel lower conductor parallel to the horizontal plane and a protruding conductor positioned at the end of the lower conductor and protruding from the upper surface of the lower conductor, The present invention relates to an antenna capable of easily adjusting a directing direction and reducing radiation by side lobes.

무선 통신 서비스가 폭넓게 활용되고 관련 기술이 발달하면서, 다양한 규격을 충족시키기 위한 여러 형태의 안테나들이 개발되고 있다. 이때, 상기 여러 형태의 안테나들은 각기 장단점을 가지게 되므로, 적용하고자 하는 시스템의 규격에 따라 적절한 안테나를 선택하거나 변형하여 사용되고 있다.Background of the Invention As wireless communication services are widely used and related technologies are developed, various types of antennas are being developed to meet various specifications. At this time, since the various types of antennas have advantages and disadvantages, appropriate antennas are selected or modified according to the standard of the system to be applied.

많이 사용되고 있는 안테나 중 하나로서 혼 안테나(horn antenna)를 들 수 있다. 도 1(a)에서는 통상적인 혼 안테나(horn antenna)의 형상을 예시하고 있다. 혼 안테나는 구조적 특성상 효율이 높고, 빔폭과 이득(gain)을 조절하는데 유리하다는 장점을 가지는 반면, 도 1(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 혼의 개구부(aperture) 방향으로 상하/좌우로 대칭되는 방사 패턴을 가지고 있어 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절하기 어려우며, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사가 커질 수 있다는 문제를 가진다.One of the most commonly used antennas is a horn antenna. 1 (a) illustrates a typical shape of a horn antenna. The horn antenna is advantageous in that it has a high efficiency in structural characteristics and is advantageous in controlling the beam width and gain. On the other hand, as shown in FIG. 1 (b) Pattern, it is difficult to control the direction of the main lobe, and there is a problem that the radiation by side lobes can be increased.

이와 관련하여 대한민국 공개특허 제10-2012-0021538호(2012.03.09.)에서는 전자기 밴드갭(Electromagnetic Band Gap, EBG) 구조를 이용하여 부엽에 의한 방사를 억제하는 구성을 개시하고 있으나, 이러한 구조는 복잡한 제조 공정을 요구하게 되어 제조 단가가 크게 높아질 수 있고, 나아가 제품 간의 특성 편차가 커질 수 있다는 문제점이 나타날 수 있다.In this connection, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0021538 (Mar. 3, 2012) discloses a structure for suppressing radiation by side lobes using an electromagnetic band gap (EBG) structure, A complicated manufacturing process is required, so that the manufacturing cost may be greatly increased, and further, there may arise a problem that the characteristic deviation between the products may become large.

나아가, 최근 배열 안테나(array antenna)를 사용하는 시스템이 늘어나면서, 기판과 집적되어 배열 안테나를 용이하게 구현할 수 있는 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide, SIW) 구조 등 다양한 형태의 안테나 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능한 안테나에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다.Recently, as the number of systems using an array antenna increases, various types of antenna structures and specifications such as a substrate integrated waveguide (SIW) structure that can be easily integrated with a substrate to implement an array antenna can be used An antenna that can be easily applied is being actively studied.

이에 따라, 혼 안테나의 장점을 가지면서도 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절할 수 있으면서도, 부엽(side lobe)에 의한 방사를 억제할 수 있으며, 나아가 기판 집적 도파관(SIW) 구조 등 다양한 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능한 안테나에 대한 요구가 지속되고 있으나, 이에 대한 적절한 해결책이 아직 제시되지 못하고 있는 실정이다.Accordingly, it is possible to control the direction of the main lobe while maintaining the advantage of the horn antenna, and to suppress the radiation by the side lobe. Furthermore, various structures and specifications such as the substrate integrated waveguide (SIW) However, there is still no adequate solution to this problem.

대한한국 공개특허 제10-2012-0021538호Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0021538

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 혼 안테나가 가지는 고효율 및 빔폭/이득의 조절 등의 장점을 가지면서도 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절할 수 있고, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사를 억제할 수 있으며, 나아가, 다양한 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능한 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a horn antenna capable of adjusting the direction of a main lobe while controlling the high efficiency and the beam width / gain of the horn antenna, and it is an object of the present invention to provide an antenna which can suppress radiation due to side lobes and can be easily applied to various structures and specifications.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 안테나는 송수신하고자 하는 전자기 신호를 급전하는 급전부; 및 상기 전자기 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 수신하는 방사부를 포함하여 구성되며, 상기 방사부는, 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 개구를 형성하는 상부 도전체; 및 상기 상부 도전체의 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하여 구성되고, 상기 하부 도전체는, 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체; 및 상기 평행 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 평행 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna including a feeder for feeding electromagnetic signals to be transmitted and received; And a radiator for radiating the electromagnetic signal to the outside or receiving the electromagnetic signal from the outside, wherein the radiator comprises: an upper conductor forming an upward opening with a first angle with respect to a predetermined horizontal plane; And a lower conductor positioned below the upper conductor, wherein the lower conductor comprises: a parallel lower conductor parallel to the horizontal plane; And a protruded conductor positioned at an end of the parallel lower conductor and protruding from the upper surface of the parallel lower conductor.

이때, 상기 방사부는, 상기 방사부의 측면에 상부 도전체와 상기 하부 도전체를 연결하는 도전체를 구비하지 않는 개방 구조를 가질 수 있다.At this time, the radiating portion may have an opening structure that does not include a conductor connecting the upper conductor and the lower conductor to the side surface of the radiating portion.

여기서, 상기 급전부와 상기 방사부는 서로 결합되거나 분리될 수 있는 체결 구조를 가질 수 있다.Here, the feeding part and the radiating part may have a fastening structure that can be coupled to or separated from each other.

이때, 상기 방사부의 상부 도전체 또는 하부 도전체 중 하나 또는 전부를 다른 구조, 치수 또는 형상의 상부 도전체 또는 하부 도전체로 교체함으로써, 방사 특성을 조절할 수도 있다.At this time, the radiation characteristic may be controlled by replacing one or all of the upper conductor or the lower conductor of the radiating portion with the upper conductor or the lower conductor having another structure, dimension or shape.

또한, 상기 급전부는 기판 집적 도파관 구조를 포함할 수 있다.In addition, the power feeder may include a substrate integrated waveguide structure.

이때, 상기 방사부를 복수개 포함하여 배열 안테나를 형성할 수도 있다.At this time, an array antenna including a plurality of the radiation units may be formed.

본 발명에 따르면, 급전부와 방사부를 포함하되, 상기 방사부는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 상부 도전체와 그 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하며, 또한 상기 하부 도전체는 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체 및 상기 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하여 구성함으로써, 혼 안테나가 가지는 고효율 및 빔폭/이득의 조절 등의 장점을 가지면서도 주엽의 지향 방향을 조절할 수 있고, 또한 부엽에 의한 방사를 억제할 수 있으며, 나아가, 다양한 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능한 안테나를 제공할 수 있다.According to the present invention, there is provided a plasma display panel including a power supply part and a radiating part, wherein the radiating part includes an upper conductor which is upwardly raised at a first angle with respect to a predetermined horizontal plane and a lower conductor located at a lower part thereof, And a protruding conductor which is positioned at a terminating end of the lower conductor and has a shape protruding from the upper surface of the lower conductor. Thus, the high efficiency and the beam width / It is possible to provide an antenna which can control the direction of the main lobe while suppressing the radiation by the side lobe and can be easily applied to various structures and specifications.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 혼 안테나의 예시도이다.
도 2는 통상의 SIW 혼 안테나의 구조도이다.
도 3은 통상의 SIW 혼 안테나의 방사 패턴 특성 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴 특성 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 탈부착 구조의 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is an exemplary view of a horn antenna according to the prior art.
2 is a structural view of a typical SIW horn antenna.
3 is a graph showing radiation pattern characteristics of a typical SIW horn antenna.
4 is a structural view of an antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating radiation pattern characteristics of an antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary view illustrating a detachable structure of an antenna according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another Is used.

본 발명은, 종래 기술에 따른 혼 안테나의 경우 구조적 특성상 효율이 높고, 빔폭과 이득(gain)을 조절하는데 유리하다는 장점을 가지는 반면, 혼의 개구면(aperture) 방향으로 상하/좌우로 대칭되는 방사 패턴을 가지고 있어 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절하기 어려우며, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사가 커질 수 있다는 문제점에 착안하여, 급전부와 방사부를 포함하되, 상기 방사부는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 상부 도전체와 그 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하며, 또한 상기 하부 도전체는 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체 및 상기 하부 도전체의 종단에 위치하여 상기 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하여 구성함으로써, 혼 안테나가 가지는 고효율 및 빔폭/이득의 조절 등의 장점을 가지면서도 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절할 수 있고, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사를 억제할 수 있으며, 나아가, 다양한 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능한 안테나를 개시하는 것을 특징으로 한다.The horn antenna according to the related art has a high efficiency due to its structural characteristics and is advantageous in controlling the beam width and gain while the horn antenna according to the related art has an advantage in that the radiation pattern symmetrical in the direction of the aperture of the horn The present invention has been made to solve the problem that the direction of the main lobe is difficult to control and that the radiation by the side lobe can be increased, and includes a feeding part and a radiating part, And a bottom conductor positioned beneath the top conductor, the bottom conductor including a parallel bottom conductor parallel to the horizontal plane, and a bottom conductor positioned at the end of the bottom conductor, And the protruding conductor having a shape protruding from the upper surface of the lower conductor, so that the high efficiency and the beam width / gain of the horn antenna An antenna which can control the direction of the main lobe while suppressing radiation due to side lobes and can easily be applied to various structures and specifications .

이하에서는, 먼저 통상적인 혼 안테나의 구조 및 특성을 설명한 후, 이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and characteristics of a typical horn antenna will be described first, and then, exemplary embodiments of an antenna according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 이하에서는 주로 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide, SIW) 구조를 가지는 안테나를 예로 들어 설명하겠으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an antenna having a substrate integrated waveguide (SIW) structure will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

먼저, 도 2에서는 통상적인 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 가지는 평판형 혼 안테나(horn antenna)의 구조를 예시하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 혼 안테나는 전자기 신호를 송수신하기 위한 개구부(aperture)를 가지며, 이때 도 2(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 개구부의 방향을 기준으로 상하 또는 좌우로 대칭되는 방사 패턴을 가지게 되어 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절하기 어렵다는 구조적인 문제점을 가진다.First, FIG. 2 illustrates the structure of a planar horn antenna having a conventional substrate integrated waveguide (SIW) structure. As shown in FIG. 2, the horn antenna has an aperture for transmitting and receiving an electromagnetic signal. At this time, as can be seen from FIG. 2 (b), the horn antenna radiates upwardly or downwardly symmetrically It is difficult to adjust the direction of the main lobe.

또한, 도 3에서는 에서는 통상적인 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 가지는 평판형 혼 안테나(horn antenna)의 방사 특성을 보여 주고 있다. 보다 구체적으로, 도 3(a)에서는 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 가지는 평판형 혼 안테나(horn antenna)의 방사 특성을 시뮬레이션 하기 위한 모델링(주파수는 27.425GHz)을 예시하고 있으며, 도 3(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 x축 방향으로 개구부(aperture)의 방향이 위치하고 있다는 것을 알 수 있다.In addition, FIG. 3 shows the radiation characteristics of a planar horn antenna having a conventional substrate integrated waveguide (SIW) structure. More specifically, FIG. 3 (a) illustrates modeling (frequency is 27.425 GHz) for simulating the radiation characteristics of a planar horn antenna having a SIW structure, and FIG. 3 , It can be seen that the direction of the aperture is located in the x-axis direction.

또한, 도 3(b)에서는 x-z 평면에서의 앙각(elevation angle) 방향 방사 패턴을 도시하고 있으며, 도 3(c)에서는 3차원(3D) 입체 방사 패턴을 도시하고 있다. 도 3(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 주엽(main lobe)의 지향 방향은 앙각이 상향되지 않고 통상의 혼 안테나에서의 빔의 지향 방향과 일치한다는 점을 확인할 수 있고, 이때 부엽(side lobe)에서의 이득(gain)의 최대치는 -9.7dB로 산출되었음을 알 수 있다. 3 (b) shows a radiation pattern in an elevation angle direction in the x-z plane, and FIG. 3 (c) shows a three-dimensional (3D) stereoscopic radiation pattern. As can be seen from FIG. 3 (b), it can be seen that the direction of the main lobe is not upside-down but coincides with the direction of the beam in the normal horn antenna, It can be seen that the maximum value of the gain is calculated to be -9.7 dB.

덧붙여, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 혼 안테나의 상측 도전체와 하측 도전체의 사이에 급전 구조를 포함하는 기판을 배치하여, 기판 집적 도파관 (SIW) 구조를 가지는 혼 안테나 형태로 구현할 수도 있으며, 이러한 경우 배열 안테나를 보다 효율적으로 구성할 수 있게 된다. 2, a horn antenna having a substrate integrated waveguide (SIW) structure may be realized by disposing a substrate including a feed structure between the upper conductor and the lower conductor of the horn antenna In this case, the array antenna can be configured more efficiently.

이에 대하여, 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)의 구조를 도시하고 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)는, 송수신하고자 하는 전자기 신호를 급전하는 급전부(110) 및 상기 전자기 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 수신하는 방사부(120)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 방사부(120)는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 개구를 형성하는 상부 도전체(130) 및 상기 상부 도전체(130)의 하부에 위치하는 하부 도전체(140)를 포함하여 구성되고, 나아가 상기 하부 도전체(140)는, 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체(142) 및 상기 평행 하부 도전체(142)의 종단에 위치하여 상기 평행 하부 도전체(142)의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체(144)를 포함하여 구성될 수 있다.In contrast, FIG. 4 shows the structure of the antenna 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the antenna 100 according to an embodiment of the present invention includes a feeding part 110 for feeding electromagnetic signals to be transmitted and received, and a radiating part 110 for radiating the electromagnetic signal to the outside or receiving the electromagnetic signal from the outside The radiator 120 may include an upper conductor 130 forming an upward opening at a first angle with respect to a predetermined horizontal plane, And the lower conductor 140 includes a parallel lower conductor 142 and a parallel lower conductor 142 that are parallel to the horizontal plane, And a protruded conductor 144 positioned at the end of the parallel lower conductor 142 and protruding from the upper surface of the parallel lower conductor 142.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)는 통상의 혼 안테나가 가지는 고효율 및 빔폭/이득의 조절 등의 장점을 가지면서도 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절할 수 있고, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사를 억제할 수 있으며, 나아가, 다양한 구조 및 규격에 대해서도 쉽게 적용이 가능해지는 장점을 가질 수 있다.Accordingly, the antenna 100 according to an embodiment of the present invention has advantages such as high efficiency and control of the beam width / gain of a conventional horn antenna, and can control the direction of the main lobe, it is possible to suppress radiation caused by side lobes and to be easily applicable to various structures and specifications.

아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)의 각 구성 부분 별로 나누어 보다 자세하게 살핀다.In the following, each component of the antenna 100 according to an embodiment of the present invention is divided and examined in detail.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)는 송수신하고자 하는 전자기 신호를 급전하는 급전부(110) 및 상기 전자기 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 수신하는 방사부(120)를 포함하여 구성된다.First, an antenna 100 according to an embodiment of the present invention includes a feeder 110 for feeding electromagnetic signals to be transmitted and received, and a radiation unit 120 for radiating the electromagnetic signal to the outside or receiving radiation from the outside do.

이때, 상기 급전부(110)는 상기 안테나와 연결되는 전자 회로 모듈(미도시) 등에서 처리되어 송신하고자 하는 전자기 신호를 상기 방사부(120)로 전달하거나, 외부로부터 송신되어 상기 방사부(120)에서 수신한 전자기 신호를 전자 회로 모듈(미도시) 등으로 전달하는데 사용될 수 있다. The power feeder 110 may include an electromagnetic wave transmission unit for transmitting an electromagnetic signal to be transmitted to the radiation unit 120 or an external signal transmitted from the radiation unit 120, To an electronic circuit module (not shown) or the like.

도 4에서는 상기 급전부(110)를 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 포함하는 평판 형상의 구조로 예시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판이 제거되고 공기나 다른 매질이 사용될 수도 있으며, 나아가 상기 방사부(120)에 전자기 신호를 적절하게 전달하거나 전달받을 수 있는 구조라면 특별한 제한없이 다양한 구조가 적용될 수 있다.4, the feeding part 110 is illustrated as a plate-like structure including a substrate integrated waveguide (SIW) structure. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the substrate may be removed and air or another medium may be used And various structures may be applied without any particular limitation as long as the electromagnetic signal can be appropriately transmitted or received to the radiation unit 120. [

다음으로, 상기 방사부(120)는 상기 급전부(110)로부터 전달받은 전자기 신호를 소정의 방사 패턴에 따라 외부로 방사하거나, 외부로부터 수신된 전자기 신호를 상기 급전부(110)로 전달하게 된다. Next, the radiation unit 120 radiates the electromagnetic signal received from the feeder 110 according to a predetermined radiation pattern or transmits the electromagnetic signal received from the outside to the feeder 110 .

이때, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 방사부(120)는 소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 개구를 형성하는 상부 도전체(130) 및 상기 상부 도전체(130)의 하부에 위치하는 하부 도전체(140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 나아가 상기 하부 도전체(140)는 상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체(142) 및 상기 평행 하부 도전체(142)의 종단에 위치하여 상기 평행 하부 도전체(142)의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체(144)를 포함하여 구성되도록 함으로써, 통상의 혼 안테나와 달리 주엽(main lobe)의 지향 방향을 효율적으로 조절할 수 있고, 또한 부엽(side lobe)에 의한 방사를 효과적으로 억제할 수 있게 된다.4, the radiation unit 120 includes an upper conductor 130 forming an opening upward at a first angle with respect to a predetermined horizontal plane, And the lower conductor 140 may include a lower conductor 142 parallel to the horizontal plane and a lower conductor 142 parallel to the horizontal plane. And the protruded conductor 144 located at the terminating end and having a shape protruding from the upper surface of the parallel bottom conductor 142. Thus, unlike a normal horn antenna, the direction of the main lobe can be efficiently And it is also possible to effectively suppress radiation by side lobes.

보다 구체적으로, 도 4에서 설계자는 요구되는 안테나의 규격에 따라 상부 도전체(130)가 소정의 수평면과 이루는 제1 각도(도 4의 Θ) 또는 상부 도전체(130)의 길이(도 4의 L1)를 적절하게 선택할 수 있고, 또한 평행 하부 도전체(142)의 길이, 돌출 도전체(144)의 길이(L2) 및 높이(h3) 등을 조절함으로써 안테나의 주엽(main lobe)의 지향 방향, 빔폭(beamwidth) 등을 효과적으로 제어할 수 있으며, 나아가 부엽(side lobe)의 방사 특성도 적절하게 제어할 수 있다.4, the designer determines whether the top conductor 130 has a first angle (? In Fig. 4) or a length of the top conductor 130 (Fig. 4 And the length L2 and the height h3 of the protruded conductor 144 are adjusted so that the direction of the main lobe of the antenna The beam width, and the like can be effectively controlled, and the radiation characteristics of the side lobe can be appropriately controlled.

특히, 상기 돌출 도전체(144)는 안테나(100)에서 방사되는 전자기 신호의 진행 방향에 위치하게 되는 바, 상기 전자기 신호의 전파 특성을 조절하는데 효과적으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 전자기 신호가 방사되는 영역이 변화함으로써 빔폭이 변화하고 빔의 지향 방향도 변화할 수 있으며, 나아가 상기 돌출 도전체(144)는 안테나 외부 영역으로 흐르는 표면 전류를 억제함으로써 부엽(side lobe)에 의한 후방 방사 등 부엽에 의한 방사 특성을 효과적으로 제어할 수 있게 된다. In particular, the protruded conductor 144 is positioned in the traveling direction of the electromagnetic signal radiated from the antenna 100, and can be effectively used to control the propagation characteristics of the electromagnetic signal. Accordingly, the beam width changes and the direction of the beam can be changed by changing the region where the electromagnetic signal is radiated. Further, the protruding conductor 144 suppresses the surface current flowing to the area outside the antenna, It is possible to effectively control the radiation characteristics by the side lobes such as the back radiation by the light source.

또한, 도 4에서는 상기 돌출 도전체(144)의 형상이 사각형 단면을 가지는 경우로 예시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 원형, 삼각형 등 다양한 형상의 돌출 도전체(144)가 사용될 수도 있다.4, the protruding conductor 144 has a rectangular cross-section. However, the present invention is not limited thereto. In addition, the protruding conductor 144 having various shapes such as a circle, a triangle, .

이에 따라, 상기 돌출 도전체(144)의 형상, 길이(L2), 높이(h3) 등을 적절하게 선택함으로써 주엽(main lobe)의 지향 방향, 빔폭 및 부엽(side lobe)의 방사 레벨 등을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.Accordingly, by appropriately selecting the shape, the length L2, and the height h3 of the protruded conductor 144, it is possible to effectively and efficiently control the direction of the main lobe, the beam width, and the radiation level of the side lobe, It becomes possible to control.

나아가, 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)가 평판 형상의 수정된 혼 안테나 구조를 가지는 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 본 발명의 기술적 특성이 적용될 수 있는 구조라면 얼마든지 다양한 형태로 구현될 수 있다.In addition, FIG. 4 illustrates a case where the antenna 100 according to an embodiment of the present invention has a flat horn antenna structure, but the present invention is not necessarily limited thereto. In addition, Can be implemented in various forms as long as the structure can be applied.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에서, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 방사부(120)는 상기 방사부(120)의 측면(즉, 상부 도전체(130)와 하부 도전체(140)를 연결하는 면)에 상기 상부 도전체(130)와 상기 하부 도전체(140)를 연결하는 도전체를 구비하지 않는 개방 구조를 가질 수도 있으며, 이러한 경우 상기 상부 도전체(130)와 상기 하부 도전체(140)가 분리된 구조에 따라 상기 상부 도전체(130)와 상기 하부 도전체(140)의 치수, 형상 등의 변경에 따른 안테나 방사 특성의 개선 효과를 보다 효과적으로 극대화시킬 수도 있다.4, the radiation unit 120 may be disposed on the side surface of the radiation unit 120 (that is, on the side surfaces of the upper conductor 130 and the lower conductor 130) The upper conductor 130 and the lower conductor 140 may have an open structure that does not include the conductor connecting the upper conductor 130 and the lower conductor 140 to the upper conductor 130 ) And the lower conductor 140 are separated from each other, it is possible to more effectively maximize the effect of improving the radiation characteristics of the antenna according to the change in dimensions, shape, etc. of the upper conductor 130 and the lower conductor 140 It is possible.

도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)의 방사 패턴 특성 그래프를 예시하고 있다. 보다 구체적으로 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에 대한 27.425GHz 주파수 대역에서의 방사 패턴 시뮬레이션 결과(이때 h1 = 2.2, h2 = 1.5, St = 0.508, L1 = 6, L2 = 3, L3 = 13을 적용)를 보여주고 있다. FIG. 5 illustrates a radiation pattern characteristic graph of the antenna 100 according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram illustrating a radiation pattern simulation result for the antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention in a frequency band of 27.425 GHz where h1 = 2.2, h2 = 1.5, St = 0.508, L1 = 3, and L3 = 13).

보다 구체적으로, 도 5(a)에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에 대한 x-z 평면에서의 앙각 방향 방사 패턴을 도시하고 있으며, 도 5(b)에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에 대한 3차원(3D) 입체 방사 패턴을 도시하고 있다. 도 5(a) 및 도 5(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 주엽(main lobe)의 지향 방향은 앙각이 약 38.3도인 방향으로 형성되어 있어, 통상의 혼 안테나에서의 빔의 지향 방향과 대비할 때 효과적으로 주엽(main lobe)의 지향 방향을 조절할 수 있음을 확인할 수 있다. 나아가, 이때 부엽(side lobe)에서의 이득(gain)의 최대치는 -16.0dB로, 도 3에서 산출된 부엽에서의 이득의 최대치(-9.7dB)와 비교할 때, 부엽(side lobe)의 방사 레벨 등을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있다.5 (a) shows an elevation direction radiation pattern in the xz plane for the antenna 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5 (b) Dimensional (3D) three dimensional radiation pattern for the antenna 100 according to the present invention. 5 (a) and 5 (b), the direction of the main lobe is formed in the direction of an elevation angle of about 38.3 degrees. When the direction of the main lobe is compared with the direction of the beam in the normal horn antenna It can be seen that the direction of the main lobe can be effectively controlled. Further, the maximum gain of the side lobe at this time is -16.0 dB, which is lower than the maximum value (-9.7 dB) of the side lobes calculated in FIG. 3, and the radiation level of the side lobe And the like can be effectively suppressed.

또한, 도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에서의 탈부착 구조를 예시하고 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)에서 급전부(110)와 방사부(120)가 서로 결합되거나 분리될 수 있는 체결 구조를 구비하도록 함으로써, 상기 안테나(100)가 사용되는 용도에 따라 요구되는 주엽(main lobe)의 지향 방향, 빔폭(beamwidth), 부엽(side lobe)의 방사 특성 등에 따라, 다양한 구조, 치수 및 형상의 방사부(120) 중 적절한 하나를 선택하여 안테나를 구성할 수 있게 된다.6 illustrates an attachment / detachment structure of the antenna 100 according to an embodiment of the present invention. That is, the antenna 100 according to the embodiment of the present invention has a fastening structure in which the feeding part 110 and the radiation part 120 can be coupled to or separated from each other, Dimension and shape according to the direction of the main lobe, beamwidth, side lobe, and the like required according to the shape and size of the antenna, .

이에 따라, 상기 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 방사부(120)의 상부 도전체(130) 또는 하부 도전체(140) 중 하나 또는 전부(도 6의 (A) 부분)를 다른 구조, 치수 또는 형상의 상부 도전체(130) 또는 하부 도전체(140)로 교체함으로써, 주엽(main lobe)의 지향 방향, 빔폭(beamwidth), 부엽(side lobe)의 방사 특성 등 안테나의 방사 특성을 효율적으로 조절할 수 있게 된다.6, one or all of the upper conductor 130 or the lower conductor 140 of the radiation portion 120 may have different structures, dimensions, or shapes, as shown in FIG. The radiation characteristics of the antenna, such as the direction of the main lobe, the beamwidth, and the radiation characteristics of the side lobe, can be efficiently adjusted by replacing the upper conductor 130 or the lower conductor 140 of the shape of the main lobe .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나(100)는 앞서 살핀 바와 같이 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 가지는 급전부(110)를 포함하여 구성될 수 있으며, 나아가 상기 기판 집적 도파관(SIW) 구조를 가지는 급전부(110)와 함께 복수의 방사부(120)를 포함하여 배열 안테나를 효율적으로 구성할 수도 있다.In addition, the antenna 100 according to an embodiment of the present invention may include a feeding part 110 having a substrate integrated waveguide (SIW) structure as described above. Further, the antenna integrated waveguide (SIW) structure And the plurality of radiation parts 120 together with the feeding part 110 having the antenna 110 may be configured efficiently.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to illustrate the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 안테나
110 : 급전부
120 : 방사부
130 : 상부 도전체
140 : 하부 도전체
142 : 평행 하부 도전체
144 : 돌출 도전체100: Antenna
110: Feeding part
120:
130: upper conductor
140: lower conductor
142: parallel bottom conductor
144: protruding conductor

Claims (6)

송수신하고자 하는 전자기 신호를 급전하는 급전부; 및
상기 전자기 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 수신하는 방사부를 포함하여 구성되며,
상기 방사부는,
소정의 수평면을 기준으로 제1 각도를 이루어 상향하는 개구를 형성하는 상부 도전체; 및
상기 상부 도전체의 하부에 위치하는 하부 도전체를 포함하여 구성되고,
상기 하부 도전체는,
상기 수평면과 평행을 이루는 평행 하부 도전체; 및
상기 급전부에서 급전된 전자기 신호가 방사되는 방향의 상기 평행 하부 도전체 종단에 위치하여 상기 평행 하부 도전체의 상면보다 돌출하는 형상을 가지는 돌출 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.A feeding part for feeding electromagnetic signals to be transmitted and received; And
And a radiator for radiating the electromagnetic signal to the outside or receiving the electromagnetic signal from the outside,
The radiating portion includes:
An upper conductor forming an opening upward at a first angle relative to a predetermined horizontal plane; And
And a lower conductor located below the upper conductor,
Wherein the lower conductor comprises:
A parallel bottom conductor parallel to the horizontal plane; And
And a protruded conductor positioned at a terminating end of the parallel lower conductor in a direction in which the electromagnetic signal fed from the feeding part radiates, and protruding from the upper surface of the parallel lower conductor. 제1항에 있어서,
상기 방사부는,
상기 방사부의 측면에 상부 도전체와 상기 하부 도전체를 연결하는 도전체를 구비하지 않는 개방 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나.The method according to claim 1,
The radiating portion includes:
And an opening structure not including a conductor connecting the upper conductor and the lower conductor to a side surface of the radiating portion. 제1항에 있어서,
상기 급전부와 상기 방사부는 서로 결합되거나 분리될 수 있는 체결 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the feeding part and the radiating part have a fastening structure that can be coupled to or separated from each other. 제3항에 있어서,
상기 방사부의 상부 도전체 또는 하부 도전체 중 하나 또는 전부를 다른 구조, 치수 또는 형상의 상부 도전체 또는 하부 도전체로 교체함으로써, 방사 특성을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 안테나.The method of claim 3,
Wherein the radiation characteristic is adjustable by replacing one or all of the upper or lower conductors of the radiating portion with a top conductor or a bottom conductor of different structure, dimension or shape. 제1항에 있어서,
상기 급전부는 기판 집적 도파관 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.The method according to claim 1,
Wherein the power feeder comprises a substrate integrated waveguide structure. 제5항에 있어서,
상기 방사부를 복수개 포함하여 배열 안테나를 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나.6. The method of claim 5,
And an array antenna including a plurality of the radiation parts.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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