KR101826315B1 - Curved shape conformal antenna - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡면형 컨포멀 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랫폼이 평면형이 아닌 곡면형 구조일 때 이에 적용가능한 전기적 성능이 개선된 곡면형 컨포멀 안테나에 관한 것으로서, 안테나가 형성될 동체부분에 안테나를 삽입하기 위한 도체공간을 형성하는 안테나 삽입공간부; 상기 안테나 삽입공간부의 상부를 안테나가 형성될 동체의 표면을 따라 덮은 형태로 구성되며 곡면형으로 구부러진 레이돔부; 및 상기 삽입공간부와 레이돔부의 사이에 형성되며 곡면형으로 구부러진 모노폴 패치 안테나부로 구성된다.The present invention relates to a curvilinear conformal antenna, and more particularly to a curvilinear conformal antenna with improved electrical performance, which is applicable when the platform is a non-planar curvilinear structure, An antenna insertion space for forming a conductor space for inserting an antenna; A radome portion bent in a curved shape and configured to cover an upper portion of the antenna insertion space portion along a surface of a body to be formed with an antenna; And a monopole patch antenna portion formed between the insertion space portion and the radome portion and curved in a curved shape.
Description
본 발명은 곡면형 컨포멀 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면형이 아닌 곡면형 구조의 플랫폼에 적용가능한 전기적 성능이 개선된 곡면형 컨포멀 안테나에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curved conformal antenna, and more particularly, to a curved conformal antenna having improved electrical performance applicable to a platform having a non-planar curved structure.
최근 항공기 및 미사일 등에 해당하는 고속 플랫폼에 장착되는 무지향성 안테나는 기존의 외부로 돌출된 블레이드 안테나에서 플랫폼 형상 일체형의 컨포멀 안테나로 대체되도록 개발되고 있다. 플랫폼 형상 일체형의 컨포멀 안테나의 경우에는 돌출된 높이 감소로 인하여 고속 플랫폼의 공기저항을 줄이며, 또한 레이다 유효 반사면적(RCS) 저감으로 스텔스 기능을 향상시키는 장점이 있다.Recently, omnidirectional antennas mounted on high-speed platforms such as aircraft and missiles have been developed to be replaced by conventional convex antennas with a platform shape integrated with an outwardly protruding blade antenna. In the case of a conformal antenna with an integrated platform shape, it is advantageous to reduce the air resistance of the high-speed platform due to the reduced height, and to improve the stealth function by reducing the effective reflection area (RCS) of the radar.
그러나 현재까지는 컨포멀 무지향성 안테나의 개발 단계가 미미한 수준이며 실제적으로 운용되고 있는 안테나는 블레이드 타입을 주로 사용하고 있고 컨포멀 무지향성 안테나를 플랫폼 형상이 평면형이 아닌 곡면형인 구조에 적용할 경우 전기적 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다.However, until now, the developmental stage of the conformal omnidirectional antenna is negligible, and the actually used antenna is mainly used for the blade type, and when the conformal omnidirectional antenna is applied to a curved surface structure in which the platform shape is not a planar shape, Is lowered.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 곡면형 구조의 플랫폼에 적용가능 하며 전기적 성능이 개선된 곡면형 컨포멀 안테나를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above problems, and it is an object of the present invention to provide a curvilinear conformal antenna which is applicable to a curved surface type platform and has improved electrical performance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 곡면형 컨포멀 안테나는 안테나가 형성될 동체부분에 안테나를 삽입하기 위한 도체공간을 형성하는 안테나 삽입공간부; 상기 안테나 삽입공간부의 상부를 안테나가 형성될 동체의 표면을 따라 덮은 형태로 구성되며 곡면형으로 구부러진 레이돔부; 및 상기 삽입공간부와 레이돔부의 사이에 형성되며 곡면형으로 구부러진 모노폴 패치 안테나부로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a curved conformal antenna including: an antenna insertion space part for forming a conductor space for inserting an antenna into a body part where an antenna is to be formed; A radome portion bent in a curved shape and configured to cover an upper portion of the antenna insertion space portion along a surface of a body to be formed with an antenna; And a monopole patch antenna portion formed between the insertion space portion and the radome portion and curved in a curved shape.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 안테나 삽입공간부는, 상기 모노폴 패치 안테나부의 중앙에 전기를 공급하는 급전부; 및 상기 모노폴 매치 안테나부의 구부러진 부분의 양쪽 끝에 형성되는 복합유전체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the antenna insertion space includes: a feeding part for supplying electricity to the center of the monopole patch antenna part; And a composite dielectric portion formed on both ends of the bent portion of the monopole-matched antenna portion.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 급전부는, 모노폴 패치 안테나부의 임피던스 매칭을 위해 링형태의 유전체에 의해 감싸지는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the power feeder is wrapped by a ring-shaped dielectric for impedance matching of the monopole patch antenna.
본 발명에서 제시하는 곡면형 컨포멀 안테나는 곡면형 구조의 플랫폼에 적용가능 하며 전기적 성능이 개선된 효과가 있다.The curvilinear conformal antenna of the present invention is applicable to a curved platform and has an improved electrical performance.
도 1a는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도
도 1b는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도
도 1c는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도
도 2a는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도
도 2b는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도
도 2c는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도
도 3a는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도
도 3b는 컨포멀 안테나의 공진 특성 비교도
도 3c는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도
도 3d는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도1A is a structural view of a conventional planar type conformal antenna
1B is an illustration of a radiation pattern of a conventional planar structure conformal antenna
1C shows a radiation pattern field distribution diagram of a conventional planar type conformal antenna.
2A is a structural view of a conventional curved conical antenna.
Fig. 2B is an exemplary radiation pattern of a conventional curved conformational conformal antenna. Fig.
2C is a diagram showing a radiation pattern field distribution diagram of a conventional curved conformational conformal antenna
3A is a structural view of a curvilinear conforma antenna according to the present invention
FIG. 3B is a graph showing resonance characteristics of the conformal antenna
3C is a radiation pattern example of a curved conformational antenna according to the present invention
FIG. 3D shows a radiation pattern field distribution diagram of a curvilinear conformal antenna according to the present invention
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우만이 아니라, 다른 부분을 통해 “간접적으로 연결”되는 경우도 포함하여 어떤 부분이 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함 할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as being "connected" to another element, it is intended to be understood that it is not limited to a "directly connected" element, When " comprising ", it is understood that this does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary, it may include other elements.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
먼저 도 1a는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도이고, 도 1b는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도이며, 도 1c는 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도이다. 도 1a, 1b, 1c에 도시된 바와 같이 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나는 모노폴 패치 안테나부(3)와 레이돔부(2) 그리고 안테나 삽입공간부(1)로 이루어지며 안테나 높이가 6mm일 경우에, 도 1b 및 도 1c와 같은 방사패턴과 방사패턴 필드 분포도를 나타낸다. 도 1b 및 도 1c를 통해서 알 수 있듯이 도 1a와 같은 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나는 안테나 이득이 3.97dB로 나타난다.1B is a diagram illustrating a radiation pattern of a conventional planar type conformal antenna, and FIG. 1C is a diagram showing a radiation pattern field distribution of a conventional planar type conformal antenna. FIG. 1A is a plan view of a conventional planar type conformal antenna, to be. 1A, 1B, and 1C, the conventional planar type conformal antenna includes a monopole
도 2a는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도이며, 도 2b는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도이고, 도 2c는 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 경우는 상기 종래의 평면형 구조의 컨포멀 안테나와 구조는 동일하나 모노폴 패치 안테나부(30)와 및 레이돔부(20) 및 안테나 삽입공간부(10)의 형상이 모두 곡면형으로 구부러져 있다는 차이점이 있다. 상기와 같은 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 경우에는 안테나의 높이가 6mm일 경우 도 2b 및 도 2c와 같은 방사패턴 및 방사패턴 필드 분포도가 나타나는데 도 2b 및 도 2c를 통해 알 수 있듯이 방사패턴 필드 분포도에서 성능왜곡 현상이 발견되며 안테나 이득이 1.59dB으로 나타난다. 안테나의 구성에는 변화가 없으나 안테나의 전체적인 구조가 구부러짐에 따라 왜곡현상이 나타나고 안테나의 성능이 저하됨을 알 수 있다.FIG. 2B is a view showing a radiation pattern of a conventional curved conformational antenna, FIG. 2C is a sectional view of a conventional radiation pattern of a curved conformational antenna, FIG. Field distribution. As shown in FIG. 2A, in the case of the conventional curved surface type conformal antenna, the structure of the conventional planar type conformal antenna is the same as that of the conventional planar type, but the monopole
도 3a는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 구조도이다. 본 발명에서 제안하는 곡면형 구조의 컨포멀 안테나는 먼저 안테나가 형성될 동체부분에 안테나를 삽입하기 위한 도체공간을 형성하는 안테나 삽입공간부(100)3A is a structural view of a curvilinear conformal antenna according to the present invention. The conformal antenna of the curved surface structure proposed in the present invention includes an antenna
상기 안테나 삽입공간부(100)의 상부를 안테나가 형성될 동체의 표면을 따라 덮은 형태로 구성되며 곡면형으로 구부러진 레이돔부(200) 및 상기 삽입공간부(100)와 레이돔부(200)의 사이에 형성되며 곡면형으로 구부러진 모노폴 패치 안테나부(300)로 구성된다. 상기 모노폴 패치 안테나부(300)는 수직 접지 안테나 및 공진형 안테나로써 무지향성 방사패턴을 형성하고 전계분포가 수직으로 형성되는 특징을 가진다. 상기 레이돔부(200)는 전파의 투과를 향상시키기 위해 바람직하게 전기절연체이며 이음매가 없는 일체의 것일 수 있다. 또한 내부반사가 적고 상기 모노폴 패치 안테나부(300)를 풍압으로부터 보호하기 위한 적절한 강도를 가지는 재질로 구성될 수 있다.The upper part of the antenna
상기와 같은 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 왜곡현상 및 안테나의 성능저하를 개선하기 위해 상기 안테나 삽입공간부(100)는 상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 임피던스 매칭을 위해 링형태의 유전체에 의해 감싸지며 상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 중앙에 전기를 공급하는 급전부(110)와 상기 모노폴 매치 안테나부(300)의 구부러진 부분의 양쪽 끝에 형성되는 복합유전체부(120)를 더 포함하여 구성된다. 상기 급전부(110)를 둘러싸는 유전체의 재질은 테프론, 세라믹, 유리, 에폭시, 아크릴, 합성수지 등과 같은 다양한 유전체가 쓰일 수 있으며 이는 상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 임피던스 매칭에 따라 달라질 수 있다. 또한 상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 구부러진 부분의 양쪽 끝에 형성되는 복합유전체부(120) 역시 복합유전체의 유전율과 투자율을 고려하여 다양한 복합유전체가 쓰일 수 있다.In order to improve the distortion of the curvilinear conformational antenna and the deterioration of the performance of the antenna, the antenna
도 3c는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 예시도이고, 도 3d는 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나의 방사패턴 필드 분포도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이 안테나 높이가 6mm인 곡면형 구조의 컨포멀 안테나를 구성할 경우 도 2b 및 도 2c에 도시된 종래의 곡면형 구조의 컨포멀 안테나에서 나타나는 왜곡현상과 성능 저하가 도 3c 및 도 3d에 도시된 것처럼 개선됨을 알 수 있다. 도 3b는 컨포멀 안테나의 공진특성 비교도이다. 도 3b에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 곡면형 구조의 컨포멀 안테나는 종래의 평면형 컨포멀 안테나에 비해서는 반사손실 및 공진특성이 떨어지나 종래의 곡면형 컨포멀 안테나에 비해서는 반사손실 및 공진특성이 개선된 것을 확인할 수 있다. 또한 안테나 이득도 종래의 곡면형 컨포멀 안테나가 1.59dB이었던 것에 비해 본 발명에 따른 곡면형 컨포멀 안테나는 2.67dB로 개선된 것을 확인할 수 있다.FIG. 3C is a view illustrating a radiation pattern of a curvilinear conformal antenna according to the present invention, and FIG. 3D is a radiation pattern field distribution diagram of a curvilinear conformal antenna according to the present invention. 3A and 3B, when a curvilinear conformational antenna having an antenna height of 6 mm is constituted, the distortion phenomenon and the performance deterioration of the conventional curvilinear conformational antenna shown in Figs. 2B and 2C are shown in Fig. 3C And as shown in FIG. 3D. Fig. 3B is a comparative view of the resonance characteristics of the conformal antenna. As shown in FIG. 3B, the curved conformational antenna according to the present invention has lower reflection loss and resonance characteristics than conventional planar conformal antennas. However, compared to conventional curved conformal antennas, Can be confirmed. Also, the antenna gain is improved to 2.67 dB compared to that of the conventional curved conformal antenna of 1.59 dB, while the curved conformal antenna of the present invention is improved to 2.67 dB.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시 예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. May be constructed by selectively or in combination. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 안테나 삽입공간부
110 : 급전부
120 : 복합유전체부
200 : 레이돔부
300 : 모노폴 패치 안테나부100: antenna insertion space part
110: Feeding part
120: composite dielectric portion
200:
300: Monopole patch antenna part
Claims (3)
안테나가 형성될 동체부분에 안테나를 삽입하기 위한 도체공간을 형성하는 안테나 삽입공간부(100);
상기 안테나 삽입공간부(100)의 상부를 안테나가 형성될 동체의 표면을 따라 덮은 형태로 구성되며 곡면형으로 구부러진 레이돔부(200); 및
상기 삽입공간부(100)와 레이돔부(200)의 사이에 형성되며 곡면형으로 구부러진 모노폴 패치 안테나부(300)를 포함하되,
상기 안테나 삽입공간부(100)는,
상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 중앙에 전기를 공급하는 급전부(110); 및
상기 모노폴 패치 안테나부(300)의 구부러진 부분의 양쪽 끝에 형성되는 복합유전체부(120);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형 컨포멀 안테나.
1. A curved conformal antenna mounted on a high speed platform such as an aircraft or a missile,
An antenna insertion space part (100) for forming a conductor space for inserting an antenna into a body part where an antenna is to be formed;
A radome portion 200 bent in a curved shape and configured to cover an upper portion of the antenna insertion space portion 100 along a surface of a body to be formed with an antenna; And
And a monopole patch antenna unit 300 formed between the insertion space part 100 and the radome unit 200 and curved in a curved shape,
The antenna insertion space part (100)
A feeding part 110 for supplying electricity to the center of the monopole patch antenna part 300; And
A composite dielectric portion 120 formed at both ends of the bent portion of the monopole patch antenna portion 300;
Wherein the antenna comprises:
상기 급전부(110)는,
모노폴 패치 안테나부(300)의 임피던스 매칭을 위해 링형태의 유전체에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 곡면형 컨포멀 안테나.The method according to claim 1,
The power feeder 110,
And is wrapped by a ring-shaped dielectric for impedance matching of the monopole patch antenna unit (300).
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