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KR101874741B1 - Feed horn assembly of small parabolic antenna for multimode monopulse using tm01 mode coupler - Google Patents

Feed horn assembly of small parabolic antenna for multimode monopulse using tm01 mode coupler Download PDF

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KR101874741B1
KR101874741B1 KR1020170035991A KR20170035991A KR101874741B1 KR 101874741 B1 KR101874741 B1 KR 101874741B1 KR 1020170035991 A KR1020170035991 A KR 1020170035991A KR 20170035991 A KR20170035991 A KR 20170035991A KR 101874741 B1 KR101874741 B1 KR 101874741B1
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KR
South Korea
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signal
mode
feed horn
order mode
circular waveguide
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KR1020170035991A
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권건섭
허종완
황기민
조현욱
김승호
Original Assignee
국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 TM01 모드 신호를 이용하여 추적용 신호를 생성하는 고차모드 커플러를 이용함으로써, 광대역에서 패턴규격 및 교차 편파규격을 만족하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 대한 것이다.
본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체는, 신호를 수신하는 급전혼(32)과, 상기 급전혼(32)으로부터 출력된 원형편파 신호를 이용하여 통신용 신호(TE11 mode)와 추적용 신호(TM01 mode)를 동시에 생성하는 원형도파관(33)과, 복수의 슬롯(34ba)과 H 평면 T접속(H-plane TEE)이 형성되고, 상기 원형도파관(33)에서 수신된 신호 중에서 상기 추적용 신호를 커플링하는 고차모드 커플러(34)와, 송수신신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하는 직교모드 편파기(35)를 포함한다.
The present invention relates to a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler that meets a pattern standard and a cross polarization specification in a wide band by using a high-order mode coupler that generates a tracking signal using a TM01 mode signal. will be.
The feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a higher order mode coupler according to the present invention includes a feeding horn 32 for receiving a signal and a signal for communication using a circular polarized signal outputted from the feeding horn 32 A circular waveguide 33 for simultaneously generating a TE11 mode and a tracking signal TM01 mode and a plurality of slots 34ba and an H plane TEE connection are formed in the circular waveguide 33, A high-order mode coupler 34 for coupling the tracking signal among the received signals, and an orthogonal mode polarizer 35 for separating the transmission signal and the reception signal from the transmission signal.

Description

고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체{FEED HORN ASSEMBLY OF SMALL PARABOLIC ANTENNA FOR MULTIMODE MONOPULSE USING TM01 MODE COUPLER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a feeding horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler,

본 발명은 다중모드 모노펄스 위성 추적을 위한 위성통신 안테나의 급전혼 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TM01 모드 신호를 이용하여 추적용 신호를 생성하는 고차모드 커플러를 이용함으로써, 광대역에서 패턴규격 및 교차 편파규격을 만족하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 대한 것이다.The present invention relates to a feed horn assembly for a satellite communication antenna for tracking a multimode monopulse satellite, and more particularly, to a high-order mode coupler for generating a tracking signal using a TM01 mode signal, To a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a higher order mode coupler that meets the cross polarization specification.

레이다 시스템에서 유래된 모노펄스 추적 시스템은 이동하는 플랫폼에서 지향하고자 하는 목표물의 위치를 정확히 파악하고 이를 추적할 수 있도록 한다.The monopulse tracking system, derived from the radar system, allows the mobile platform to pinpoint and track the position of the target that it is aiming at.

흔히 사용되는 다중 혼(multi horn) 모노펄스 추적 시스템은 복수의 혼을 안테나에 배치하고, 이를 이용하여 생성된 널 패턴(null pattern)을 추출한다.A commonly used multi-horn monopulse tracking system places a plurality of horns on an antenna and uses them to extract a null pattern generated.

그러나, 상기와 같이 다중 혼 모노펄스 추적 시스템은 복수의 혼을 안테나에 장착해야 하는 공간적인 제약 사항으로 인하여, 안테나 패턴(co-pol 및 cross-pol)의 요구 규격을 만족시키기 어렵다. However, as described above, the multi-horn monopulse tracking system is difficult to satisfy the requirements of the antenna pattern (co-pol and cross-pol) due to the space constraints of mounting the plurality of horns on the antenna.

만약, 지상에 고정된 위치에 설치되는 대형 기지국에 적용되는 대형 기지국 안테나라면, 단일 혼 조립체에 기본모드신호 이외의 고차모드(higher mode)신호를 생성하여 이로부터 널 패턴(null pattern)을 추출할 수 있다. If a large base station antenna is applied to a large base station installed at a fixed position on the ground, a higher mode signal other than the basic mode signal is generated in a single horn assembly and a null pattern is extracted therefrom .

상기 대형 기지국 안테나는 광대역의 비콘신호를 수신하고자 많은 슬롯이 장착된 고차모드 커플러를 이용한다.The large base station antenna uses a high-order mode coupler with many slots to receive a broadband beacon signal.

그러나, 차량과 같이 이동하는 플랫폼에서는 상기 대형 기지국 안테나에서와 같이, 복수의 혼을 설치할 수도 없고, 복수의 슬롯이 장착된 고차모드 커플러를 이용하는데에도 제약이 있는 문제점이 있었다. However, in a mobile platform such as a vehicle, a plurality of horns can not be installed as in the case of the large base station antenna, and there is also a problem in using a high-order mode coupler having a plurality of slots.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '모노펄스 추적용 링 포커스 안테나 및 그 급전혼'에 관한 기술이 개시되어 있다.On the other hand, the following prior art document discloses a technique relating to a ring focus antenna for monopulse tracking and its feeding horn.

KR 10-2010-0114570 AKR 10-2010-0114570 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 지상에서 이동하는 플랫폼에 적용되고, 소형화 및 경량화가 가능하면서도, 고차모드 커플러 및 안테나 패턴(co-pol 및 cross-pol)의 요구 규격을 동시에 만족할 수 있는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high-order mode coupler and antenna pattern (co-pol and cross-pol) And to provide a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler that can be satisfied at the same time.

본 발명의 다른 목적은, 빠른 속도와 높은 정확도를 가지면서도, 광대역에서 패턴 규격 및 교차 편파 규격을 만족하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler that satisfies pattern specifications and cross polarization specifications in a wide band at a high speed and high accuracy.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체는, 신호를 수신하는 급전혼과, 상기 급전혼으로부터 출력된 원형편파 신호를 이용하여 통신용 신호(TE11 mode)와 추적용 신호(TM01 mode)를 동시에 생성하는 원형도파관과, 복수의 슬롯과 H 평면 T접속(H-plane TEE)이 형성되고, 상기 원형도파관에서 수신된 신호 중에서 상기 추적용 신호를 커플링하는 고차모드 커플러와, 송수신신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하는 직교모드 편파기를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler, comprising: a feed horn for receiving a signal; And a H-plane TEE (H-plane TEE) connection is formed between a plurality of slots and a signal for generating a tracking signal (TM01 mode) A high-order mode coupler for coupling the signal and an orthogonal mode polarizer for separating the transmission signal and the reception signal in the transmission and reception signals.

상기 원형도파관의 내경은 상기 급전혼으로부터 수신된 신호로부터 상기 통신용 신호(TE11 mode)와 상기 추적용 신호(TM01 mode)가 생성되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.The inner diameter of the circular waveguide is determined such that the communication signal TE11 mode and the tracking signal TM01 mode are generated from the signal received from the feed horn.

상기 고차모드 커플러는, 상기 원형도파관으로 입력된 신호를 상기 고차모드 커플러의 내부로 유입되도록 상기 원형도파관의 둘레방향을 따라 형성되는 한 쌍의 슬롯이 서로 대칭되게 마주보도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The high-order mode coupler is formed such that a pair of slots formed along the circumferential direction of the circular waveguide are symmetrically opposed to each other so that a signal input to the circular waveguide is introduced into the high-order mode coupler.

상기 슬롯은 상기 원형도파관의 둘레방향을 따라 장변을 갖는 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.And the slot is formed in a rectangular shape having long sides along the circumferential direction of the circular waveguide.

상기 고차모드 커플러는, 내부가 중공으로 형성되는 하우징과, 상기 원형도파관으로부터 신호가 유입되고, 상기 직교모드 편파기로 출력하며, 그 내부에 상기 슬롯이 형성되는 제1포트와, 상기 하우징의 내부에서 구형도파관의 신호(TE10 mode)로 변경되어 구형도파관으로 출력되는 제2포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.A first port in which a signal is input from the circular waveguide and output to the orthogonal mode polarizer and in which the slot is formed; And a second port that is changed to a signal of a spherical waveguide (TE10 mode) and output to a spherical waveguide.

상기 고차모드 커플러에서, 상기 슬롯은 상기 통신용 신호(TE11 mode)와 상기 추적용 신호(TM01 mode) 중에서 추적용 신호만을 선택하고, H 평면 T접속을 이용하여 상기 추적용 신호를 구형 도파관으로 추출시키는 것을 특징으로 한다.In the high-order mode coupler, the slot selects only a tracking signal from the communication signal (TE11 mode) and the tracking signal (TM01 mode), and extracts the tracking signal into a spherical waveguide using an H plane T connection .

상기 직교모드 편파기는 셉텀 편파기인 것을 특징으로 한다.The orthogonal mode polarizer is characterized by being a septum polarizer.

상기 급전혼의 전단에는 반사판 안테나의 부반사판의 후면을 결합되는 부반사판 지지대가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.And a sub-reflector support for coupling the rear surface of the sub-reflector of the reflector antenna is further provided at a front end of the feed horn.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 따르면, 지상에서 이동하는 플랫폼에 적합한 급전혼조립체를 구현함으로써, 광대역 특성을 만족하면서 기존 TE21 모드를 사용하는 모노펄스 추적 시스템보다 소형화 및 경량화된 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다.According to the feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using the high-order mode coupler of the present invention having the above configuration, a feed horn assembly suitable for a platform moving on the ground is realized, It is possible to provide a monopulse tracking system that is smaller and lighter than the monopulse tracking system used.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체가 적용된 반사판형 안테나 장치를 도시한 전면사시도 및 후면사시도.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체를 도시한 사시도 및 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 적용되는 고차모드 커플러를 도시한 사시도, 절개사시도 및 단면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체를 이용하여 신호합성과정을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체가 적용된 반사판형 안테나 장치의 기본모드(합패턴) 및 고차모드(차패턴)의 방사패턴을 측정한 결과값을 도시한 그래프.
1A and 1B are a front perspective view and a rear perspective view showing a reflection plate type antenna apparatus to which a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention is applied.
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a sectional view of a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention;
FIGS. 3A through 3C are a perspective view, an exploded perspective view, and a cross-sectional view illustrating a high-order mode coupler applied to a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention;
4A to 4C are schematic views illustrating a signal synthesizing process using a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention.
5 is a graph illustrating a result of measuring a radiation pattern of a basic mode (sum pattern) and a higher-order mode (difference pattern) of a reflection plate type antenna device to which a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high- FIG.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1a와 도 1b를 통하여 본 발명의 급전혼 조립체가 적용된 반사판 안테나(1)를 살펴보면, 반사판 안테나(1)는 주반사판(10), 부반사판(20) 및 급전혼 조립체(30)를 포함한다.1A and 1B, a reflector antenna 1 according to the present invention includes a main reflector 10, a sub reflector 20, and a feed horn assembly 30, .

상기 반사판 안테나(1)는 외부로부터 상기 주반사판(10)으로 신호가 입사되면, 상기 입사된 신호를 상기 부반사판(20)으로 반사한다. 이때, 상기 부반사판(20)은 상기 주반사판(10)으로부터 수신된 신호를 상기 급전혼 조립체(30)로 입사시킨다. 여기서, 상기 급전혼 조립체(30)로 입사한 신호는 추적용 신호 및 통신용 신호 중 적어도 하나가 포함된 신호일 수 있다.The reflector antenna 1 reflects the incident signal to the sub reflector 20 when a signal is incident on the main reflector 10 from the outside. At this time, the auxiliary reflector 20 allows the signal received from the main reflector 10 to enter the feed horn assembly 30. Here, the signal input to the feed horn assembly 30 may be a signal including at least one of a tracking signal and a communication signal.

또한, 상기 반사판 안테나(1)는 ITU-RR AP.8 방사패턴을 만족하고, 고차모드 신호도 생성할 수 있다.In addition, the reflector antenna 1 satisfies the ITU-RR AP.8 radiation pattern and can generate a high-order mode signal.

도 2a 및 도 2b에는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체가 도시되어 있다.2A and 2B show a feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high-order mode coupler according to the present invention.

급전혼 조립체(30)는 부반사판 지지대(31), 급전혼(32), 원형도파관(33), 고차모드 커플러(34) 및 센텀 편파기(35)가 상기 부반사판(20)으로부터 순차적으로 형성된다.The feed horn assembly 30 is formed by sequentially forming the auxiliary reflector support 31, the feed horn 32, the circular waveguide 33, the high-order mode coupler 34 and the Centameric wave retarder 35 from the sub- do.

상기 고차모드 커플러(34)는 도시되지는 않았지만 구형 도파관 (Rectangular Waveguide)을 더 포함할 수 있다.The high-order mode coupler 34 may further include a rectangular waveguide (not shown).

부반사판 지지대(31)는 상기 부반사판(20)의 후면에 결합되어, 상기 부반사판(20)이 상기 급전혼 조립체(30)의 선단에 위치하면서, 상기 주반사판(10)과 대향된 위치에 위치하도록 한다.The auxiliary reflector support 31 is coupled to the rear surface of the auxiliary reflector 20 so that the auxiliary reflector 20 is positioned at the front end of the feed horn assembly 30 and is opposed to the main reflector 10 .

급전혼(32)은 주름모양의 혼의 형태로 형성될 수 있다. 상기 급전혼(32)은 상기 부반사판(20)으로부터 상기 급전혼(32)으로 입사된 신호의 모드 변환을 수행하여 원형편파를 출력한다. 즉, 상기 급전혼(32)에 의해 입사신호가 모드 변환됨으로써, 본 발명의 급전혼 조립체(30)의 각 구성요소에 적합한 신호로 변환하는 것으로서, 각 구성 요소들의 물리적 특성(예를 들어, 원형 도파관의 내경 등)에 적합하도록 신호가 가지는 주파수, 파장 등과 같은 신호의 특성이 정해진 상태로 변화되도록 신호를 변환한다.The feeding horn 32 may be formed in the form of a wrinkled horn. The feeding horn 32 performs a mode conversion of a signal input from the auxiliary reflection plate 20 to the feed horn 32 to output a circularly polarized wave. That is, by converting the incident signal by the feed horn 32 into a signal suitable for each component of the feed hinge assembly 30 of the present invention, the physical characteristics (for example, The inner diameter of the waveguide, etc.), the signal is changed so that the characteristics of the signal such as the frequency, the wavelength, and the like change in a predetermined state.

상기 급전혼(32)은 E 평면(E-plane)과 H 평면(H-plane)이 대칭으로 형성되어, 송신대역과 수신대역 모두 안테나 패턴의 요구 규격 등과 같은 전기적 성능을 만족하는 광대역 특성을 가지도록 하는데, 예컨대, 상기 급전혼(32)은 넓은 주파수 대역을 갖는 X 대역(예컨대, 7 ~ 8 GHz)의 특성을 만족하도록 한다.The feeding horn 32 is formed by symmetrically forming the E plane and the H plane so that both the transmission band and the reception band have broadband characteristics satisfying the electrical performance such as the specifications of the antenna pattern For example, the feed horn 32 satisfies the characteristic of the X band (for example, 7 to 8 GHz) having a wide frequency band.

원형도파관(33)은 상기 급전혼(32)에서 모드변환된 신호를 수신한다. The circular waveguide 33 receives the mode-converted signal from the feed horn 32.

상기 원형도파관(33)의 내경은 통신용 신호인 기본모드(TE11 mode) 신호와 추적용 신호인 고차모드(TM01 mode) 신호가 동시에 발생할 수 있도록 정의될 수 있다.The inner diameter of the circular waveguide 33 can be defined such that a basic mode (TE11 mode) signal, which is a communication signal, and a high-order mode (TM01 mode) signal, which is a tracking signal, can occur at the same time.

고차모드 커플러(34)는 상기 원형도파관(33)에서 발생한 기본모드 신호(TE11 mode) 및 고차모드 신호(TM01 mode)가 입력된다.The high-order mode coupler 34 receives the fundamental mode signal TE11 mode and the high-order mode signal TM01 mode generated in the circular waveguide 33.

상기 고차모드 커플러(34)는 그 내부에 복수의 슬롯(34ba)과 H 평면 T접속(H-plane TEE)이 형성되는데, 상기 고차모드 커플러(34)의 구성은 도 3a 내지 도 3c에 상세히 도시되어 있다.The high-order mode coupler 34 has a plurality of slots 34ba and an H-plane TEE connection therein. The configuration of the high-order mode coupler 34 is shown in detail in FIGS. 3A to 3C. .

상기 고차모드 커플러(34)는 하우징(34a)과, 상기 하우징(34a)의 내부에 상기 원형도파관(33)에 연결되는 제1포트(34b), 구형도파관에 연결되는 제2포트(34c) 및 더미포트(34e)가 형성된다.The high-order mode coupler 34 includes a housing 34a, a first port 34b connected to the circular waveguide 33 in the housing 34a, a second port 34c connected to the rectangular waveguide, A dummy port 34e is formed.

하우징(34a)은 상기 고차모드 커플러(34)의 외형을 형성한다. 상기 하우징(34a)의 내부는 중공의 공간으로 형성된다. 또한 상기 하우징(34a)의 내부에는 상기 반사판 안테나(1)를 통하여 송수신되는 신호가 출입하는 복수의 포트(34b)(34c)(34e)가 형성될 수 있다.The housing 34a forms the outer shape of the high-order mode coupler 34. [ The inside of the housing 34a is formed as a hollow space. In addition, a plurality of ports 34b, 34c, and 34e through which signals transmitted and received through the reflector antenna 1 may enter and exit may be formed in the housing 34a.

제1포트(34b)는 상기 원형도파관(33)과 연결되도록 형성된다. 상기 제1포트(34b)를 통하여 상기 원형도파관(33)으로부터 출력된 신호가 상기 고차모드 커플러(34)의 내부로 입력된다.The first port 34b is formed to be connected to the circular waveguide 33. A signal output from the circular waveguide 33 through the first port 34b is input into the high-order mode coupler 34. [

상기 제1포트(34b)의 내벽에는 복수의 슬롯(34ba)이 형성된다. 상기 슬롯(34ba)은 서로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 슬롯(34ba)에서는 고차모드 신호(TM01 mode) 커플링이 수행되므로, 고차모드 신호로 TE21 모드를 사용하는 급전혼 조립체보다 상기 원형도파관(33)의 내경을 감소시킬 수 있어서, 소형화, 경량화된 급전혼 조립체(30)의 구현이 가능해진다.A plurality of slots 34ba are formed in the inner wall of the first port 34b. The slots 34ba are preferably symmetrical to each other. Since the coupling of the higher order mode signal TM01 mode is performed in the slot 34ba, the inner diameter of the circular waveguide 33 can be reduced more than the feed horn assembly using the TE21 mode as the higher order mode signal, The feed horn assembly 30 can be realized.

여기서, 신호가 커플링된다는 것은 상기 원형도파관(33)에 생성된 여러 개의 신호중 물리적 구조를 이용하여 어느 하나의 신호를 선택해서 통과시킨다는 의미이다. 예를 들어, 동작하는 모드가 서로 다른 통신용 신호와 추적용 신호중에 상기 슬롯(34ba)을 이용하여 추적용 신호만을 선택하여 통과시킬 수 있다. Here, the fact that the signal is coupled means that one of the signals generated in the circular waveguide 33 is selected and passed through the physical structure. For example, only the signal for tracking can be selected and passed through the slot 34ba among the signals for communication and the signals for tracking which are different in the operating mode.

상기 커플링은 상기 슬롯(34ba)의 형상에 의해 다양하게 수행될 수 있다. 본 발명에서 상기 슬롯(34ba)은 상기 제1포트(34b)의 둘레방향을 따라 장변이 형성되는 직사각형의 형태로 형성될 수 있다. 상기 슬롯(34ba)이 직사각형으로 형성되어 있어서, X 대역에 적합한 커플링을 수행할 수 있다. 상기 슬롯(34ba)의 크기는 실험에 의해 결정되거나, 수식에 의해 도출될 수 있다.The coupling may be variously performed depending on the shape of the slot 34ba. In the present invention, the slot 34ba may be formed in a rectangular shape having long sides along the circumferential direction of the first port 34b. Since the slot 34ba is formed in a rectangular shape, coupling suitable for the X band can be performed. The size of the slot 34ba may be determined experimentally or may be derived from a formula.

또한, 상기 슬롯(34ba)을 통하여 상기 제1포트(34b)로 유입된 신호는 상기 하우징(34a)의 내부에 전달되는 통로도 된다. 상기 제1포트(34b)에 서로 대칭되면서 마주보도록 형성된 슬롯(34ba)를 통하여, 상기 제1포트(34b)로 유입된 신호가 좌우(도 3a, 도 3b 기준)로 전달된 후, 상기 하우징(34a)의 내부를 통과하여 상기 제1포트(34b)의 반대편에 형성된 제2포트(34c)로 전달될 수 있다.Also, a signal introduced into the first port 34b through the slot 34ba may be a passage that is transmitted to the inside of the housing 34a. A signal input to the first port 34b is transmitted to the left and right (refer to FIG. 3A and FIG. 3B) through the slot 34ba formed to face the first port 34b while being symmetrical with each other, 34a through the second port 34c formed on the opposite side of the first port 34b.

제2포트(34c)는 구형도파관(미도시)에 연결된다. 상기 원형도파관(33) 내의 동위상의 고차모드(TM01 mode) 신호를 커플링하여, 상기 구형도파관의 신호(TE10 mode)로 변경할 수 있다. 상기 고차모드 커플러(34)로부터 변경된 상기 구형도파관의 신호(TE10 mode)를 이용하여 모노펄스 추적에 이용할 수 있다. 상기 구형 도판관을 통과한 신호(TE10 mode)는 LNA(Low Noise Amplifier)까지 전달되어 모노펄스 추적에 이용될 수 있다. The second port 34c is connected to a spherical waveguide (not shown). (TM01 mode) signal of the same phase in the circular waveguide 33 may be coupled to the signal of the spherical waveguide (TE10 mode). And can be used for monopulse tracking by using the TE10 mode signal of the spherical waveguide changed from the higher order mode coupler 34. [ The signal (TE10 mode) passing through the rectangular plate pipe is transmitted to the LNA (Low Noise Amplifier) and can be used for monopulse tracking.

상기 하우징(34a)의 중간에는 상기 제1포트(34b)로부터 제2포트(34c)로 신호를 분리되어 전달되는 바, 상기 원형도파관(33)의 길이방향으로 관통공(34d)이 형성된다. 이에 따라, 상기 고차모드 커플러(34)에는 H평면 T접속이 형성된다.A signal is transmitted from the first port 34b to the second port 34c in the middle of the housing 34a and the through hole 34d is formed in the longitudinal direction of the circular waveguide 33. [ Accordingly, the high-order mode coupler 34 is formed with an H plane T connection.

또한, 상기 하우징(34a)의 일측에는 더미포트(34e)가 형성된다.A dummy port 34e is formed at one side of the housing 34a.

셉텀 편파기(35)는 상기 고차모드 커플러(34)로부터 고차모드 신호(TM01 mode)가 제거된 기본모드 신호(TE11 mode)가 입력된다.The septum polarizer 35 receives the basic mode signal TE11 mode from which the higher-order mode signal TM01 mode is removed from the higher-order mode coupler 34. [

상기 셉텀 편파기(35)는 직교모드편파분리기(orthomode transducer, OMT)의 한 종류로, 상기 반사판 안테나(1)가 외부와 송수신하는 신호를 외부로 송출하는 송신신호와 외부로부터 입력되는 수신신호로 분리할 수 있다. 따라서, 상기 셉텀 편파기(35)는 하나의 반사판 안테나(1)를 사용하여 신호를 송수신함에 있어서, 송신신호와 수신신호의 간섭을 방지하는 역할을 수행한다.The septum polarizer 35 is a type of orthomode transducer (OMT), and is a transmission signal for transmitting a signal transmitted / received from / to the outside to the outside and a reception signal Can be separated. Therefore, the septum polarizer 35 serves to prevent interference between a transmission signal and a reception signal in transmitting and receiving signals using one reflector antenna 1. [

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체는 도 4a 내지 도 4c와 같은 신호합성 과정이 수행된다.The feeding horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using the high-order mode coupler according to the present invention having the above-described structure performs the signal combining process as shown in Figs. 4A to 4C.

도 4a와 같이, 소스 혼을 상하/좌우로 이동하여 신호를 상기 급전혼 조립체(30)에 인가하면, 상기 원형도파관(33)의 내부에서 생성된 고차모드(TM01 mode) 신호의 전기장은 상기 원형도파관(33)의 중심에서 가장자리 방향으로 방사형태로 형성되고, 자기장은 상기 원형도파관(33)의 둘레방향으로만 형성된다. 4A, when the source horn is moved up and down, left and right, and a signal is applied to the feed horn assembly 30, the electric field of the TM01 mode signal generated inside the circular waveguide 33 becomes the circular Is formed radially in the direction of the edge from the center of the waveguide (33), and the magnetic field is formed only in the circumferential direction of the circular waveguide (33).

따라서, 상기 제1포트(34b)에 형성된 슬롯(34ba)을 이용하여 고차모드(TM01 mode) 신호를 커플링할 수 있다.Accordingly, a high-order mode (TM01 mode) signal can be coupled using the slot 34ba formed in the first port 34b.

이에, 상기 고차모드 커플러(34)는 H 평면 T접속(H-plane Magic Tee)으로 전자기장이 유도되며 동위상을 갖는 고차모드(TM01 mode) 신호를 구형도파관의 신호(TE10 mode)로 합성하여 추적용 신호를 생성한다(도 4c 참조).The high-order mode coupler 34 combines a high-order mode (TM01 mode) signal having an in-phase electromagnetic field induced by an H-plane mag- netic Tee and a TE10 mode signal of a spherical waveguide (See FIG. 4C).

도4b에는 소스 혼의 전계 방향에 따른 상기 원형도파관(33) 내부에서 발생하는 고차모드 신호(TM01)의 전계모습이 도시되어 있다. 이로부터 소스 혼이 수평 편파이고 수평축으로 이동할 때, 또한 소스 혼이 수직 편파이고 수직축을 따라 이동할 때만 상기 슬롯(34ba) 부근의 전계가 동위상이 되어, 상기 고차모드 커플러(34)의 제2포트(34c)로 출력됨을 알 수 있다.4B shows an electric field of the high-order mode signal TM01 generated inside the circular waveguide 33 along the direction of the electric field of the source horn. From which the electric field in the vicinity of the slot 34ba is in phase when the source horn is horizontally polarized and moves in the horizontal axis and only when the source horn is vertically polarized and moves along the vertical axis, (34c).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체에 따르면, 도 5와 같이 안테나 방사패턴 규격을 만족하면서 동시에 기본모드 신호(합 신호)의 지향방향으로 고차모드 신호(차 신호)의 null 패턴이 생성되는 소형화 및 경량화된 모노펄스 추적 안테나를 제공할 수 있다.As described above, according to the feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using the high-order mode coupler of the present invention, it is possible to satisfy the antenna radiation pattern standard as shown in FIG. 5, It is possible to provide a miniaturized and lightweight monopulse tracking antenna in which a null pattern of a higher-order mode signal (difference signal) is generated.

또한, 본 발명은 지상에서 이동하는 플랫폼에도 적합한 급전혼조립체로 인하여, 보다 빠르고, 높은 정확도를 갖는 모노펄스 추적 시스템을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a monopulse tracking system with faster and higher accuracy due to the feed horn assembly, which is also suitable for platforms moving on the ground.

1 : 반사판 안테나
10 : 주반사판
20 : 부반사판
30 : 급전혼 조립체
31 : 부반사판 조립체
32 : 급전혼
33 : 원형 도파관
34 : 고차모드 커플러
34a : 하우징
34b : 제1포트
34ba : 슬롯
34c : 제2포트
34d : 관통공
34e : 더미포트
35 : 셉텀 편파기
1: reflector antenna
10: Main reflector
20:
30: feed horn assembly
31: auxiliary reflector assembly
32: Feeding horn
33: Circular waveguide
34: Higher order mode coupler
34a: Housing
34b:
34ba: Slot
34c: second port
34d: Through hole
34e: dummy port
35: Septum deflector

Claims (8)

신호를 수신하는 급전혼과,
상기 급전혼으로부터 출력된 원형편파 신호를 이용하여 통신용 신호(TE11 mode)와 추적용 신호(TM01 mode)를 동시에 생성하는 원형도파관과,
복수의 슬롯과 H 평면 T접속(H-plane TEE)이 형성되고, 상기 원형도파관에서 수신된 신호 중에서 상기 추적용 신호를 커플링하는 고차모드 커플러와,
송수신신호에서 송신신호와 수신신호를 분리하는 직교모드 편파기를 포함하고,
상기 고차모드 커플러는, 상기 원형도파관으로 입력된 신호를 상기 고차모드 커플러의 내부로 유입되도록 상기 원형도파관의 둘레방향을 따라 형성되는 한 쌍의 슬롯이 서로 대칭되게 마주보도록 형성되며,
상기 고차모드 커플러는, 내부가 중공으로 형성되는 하우징과, 상기 원형도파관으로부터 신호가 유입되고, 상기 직교모드 편파기로 출력하며, 그 내부에 상기 슬롯이 형성되는 제1포트와, 상기 하우징의 내부에서 구형도파관의 신호(TE10 mode)로 변경되어 구형도파관으로 출력되는 제2포트를 포함하고,
상기 하우징의 중간에는 상기 원형도파관의 길이방향으로 상기 하우징을 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 관통공의 폭은 상기 제1포트의 외경보다 크게 형성되고,
상기 제2포트의 폭방향은 상기 원형도파관의 길이방향과 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.
A feeding horn for receiving a signal,
A circular waveguide for simultaneously generating a communication signal (TE11 mode) and a tracking signal (TM01 mode) using the circular polarization signal output from the feed horn,
A high-order mode coupler in which a plurality of slots and an H-plane TEE are formed and coupling the tracking signal among the signals received by the circular waveguide;
And an orthogonal mode polarizer for separating the transmission signal and the reception signal from the transmission / reception signal,
Wherein the high-order mode coupler is formed such that a pair of slots formed along a circumferential direction of the circular waveguide are symmetrically opposed to each other so that a signal input to the circular waveguide is introduced into the high-order mode coupler,
A first port in which a signal is input from the circular waveguide and output to the orthogonal mode polarizer and in which the slot is formed; (TE10 mode) of the spherical waveguide and outputting the signal to the spherical waveguide,
Wherein a through hole is formed in the middle of the housing to penetrate the housing in the longitudinal direction of the circular waveguide, the width of the through hole is larger than the outer diameter of the first port,
And the width direction of the second port is perpendicular to the longitudinal direction of the circular waveguide. The feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using the high order mode coupler.
제1항에 있어서,
상기 원형도파관의 내경은 상기 급전혼으로부터 수신된 신호로부터 상기 통신용 신호(TE11 mode)와 상기 추적용 신호(TM01 mode)가 생성되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.
The method according to claim 1,
Wherein the inner diameter of the circular waveguide is determined such that the communication signal TE11 mode and the tracking signal TM01 mode are generated from the signal received from the feed horn. Feeding horn assembly.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슬롯은 상기 원형도파관의 둘레방향을 따라 장변을 갖는 직사각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.
The method according to claim 1,
Wherein the slot is formed in a rectangular shape having long sides along the circumferential direction of the circular waveguide.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고차모드 커플러에서,
상기 슬롯은 상기 통신용 신호(TE11 mode)와 상기 추적용 신호(TM01 mode) 중에서 추적용 신호만을 선택하고,
H 평면 T접속을 이용하여 상기 추적용 신호를 구형 도파관으로 추출시키는 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.
The method according to claim 1,
In the higher order mode coupler,
The slot selects only the tracking signal from the communication signal (TE11 mode) and the tracking signal (TM01 mode)
Wherein the tracking signal is extracted as a spherical waveguide using a H plane T connection. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 직교모드 편파기는 셉텀 편파기인 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.
The method according to claim 1,
Wherein the orthogonal mode polarizer is a septum polarizer. ≪ RTI ID = 0.0 > 15. < / RTI > A feed horn assembly for a small monopulse satellite communication antenna using a high order mode coupler.
제1항에 있어서,
상기 급전혼의 전단에는 반사판 안테나의 부반사판의 후면을 결합되는 부반사판 지지대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고차모드 커플러를 이용한 소형 모노펄스 위성통신 안테나용 급전혼 조립체.


The method according to claim 1,
Wherein the feed horn further comprises a sub reflector support coupled to a rear surface of a sub reflector of the reflector antenna at a front end of the feed horn.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101557781B1 (en) * 2015-03-04 2015-10-06 국방과학연구소 Feed horn assembly of parabolic antenna for multimode monopulse

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