KR102033311B1

KR102033311B1 - 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR102033311B1
Application number: KR1020130142930A
Authority: KR
Inventors: 김성주; 신철민
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: KR20150059392A; CN104659463A

Abstract

스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법을 공개한다. 본 발명은 RF 모듈로부터 인가되는 에너지를 전달하는 복수개의 전송 선로가 형성된 필름형 유전체를 포함하는 급전부, 필름형 유전체의 하부에 형성되어 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 하단부, 필름형 유전체의 상부에 형성되어 하단부와 함께 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 상단부, 및 상단부에 복수개의 전송 선로 각각에 대응하여 형성되어 복수개의 전송 선로를 통해 인가되는 에너지를 전파로서 외부로 방사하는 방사부를 포함한다.

Description

스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법{MICROSTRIPLINE-FED SLOT ARRAY ANTENNA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 차량용 레이더에 적용 가능한 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

레이더는 전파 송신하고, 표적에 반사된 반사파를 수신 신호로 수신하여 표적 차량과의 거리, 속도, 각도를 탐지 및 추적하는 센서로서 종래에는 주로 군사용으로만 사용되었으나, 최근에는 차량용으로 그 활용 범위를 넓히고 있다.

레이더의 활용 범위가 높아짐에 따라 전파를 송신하기 위한 안테나 설계 기술 또한 활용 조건에 따라 다양하게 개발되고 있다.

도1 은 종래의 안테나의 일예로 동축 슬롯 안테나를 나타낸다.

도1 의 종래의 동축 슬롯 안테나는 미국 등록 특허 제5546096호(Traveling-wave feeder type coaxial slot antenna, 1996.08.13 등록)에 개시된 안테나로서, 중심 도체(1b)와 외각도체(1a) 및 슬롯(2a, 2b)로 구성된다. 중심도체(1b)와 슬롯(2a, 2b)이 서로 전자기적 결합에 의하여 에너지를 전달함으로써, 슬롯(2a, 2b)으로부터 전파가 방사되는 특성을 갖는다. 도1 의 동축 슬롯 안테나는 기존 동축 케이블의 외각 도체(1a)에 슬롯(2a, 2b)을 구현하면 되므로 비교적 제작이 쉽다는 장점이 있다. 또한 슬롯(2a, 2b)을 특정 각도로 기울여서 구현하여 방사되는 전파의 편파를 조정할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 종래의 동축 슬롯 안테나는 상대적으로 낮은 주파수(GHz대역 이하)에서는 쉬운 구현이 가능하다. 그러나 차량용 레이더 전파는 77GHz 의 밀리미터파 대역의 주파수가 주로 이용된다. 동축 슬롯 안테나는 주파수가 높아 파장의 길이가 짧은 밀리미터파 대역에서는 구현의 어려움이 있다. 또한 밀리미터파 대역에서 사용되는 동축 케이블의 경우 상당히 고가이므로 제조 단가가 상승한다. 뿐만 아니라 복수개의 슬롯을 배열하여 배열안테나를 구성할 경우, 배열된 방사패턴의 부엽레벨 준위를 낮추기 위하여 각 슬롯에서 방사되는 양을 조절하여야 된다. 그러나 각 슬롯에서 방사되는 에너지의 양을 조절하기 상대적으로 어렵다는 단점을 가지고 있다.

도2 는 종래의 안테나의 다른 예로 배열 안테나를 나타낸다.

도2 의 배열 안테나(100)는 미국 등록 특허 제 8253636호(Improvements relating to antenna arrays, 2012.08.28 등록)에 개시된 안테나로서, 상부도체(104), 하부도체(120), 도체벽(120, 118), 급전선(122)로 구성된다. 급전도체(122)는 상부도체(104)와 하부도체(114)와 이격되며 벽(120, 118)과 연결된다. 에너지는 급전도체(122)로부터 상부도체(104)에 구성된 방사슬롯(102a~102p)에 전자기 결합에 의하여 급전된다. 방사슬롯(102a~102p)으로부터 방사되는 전파는 배열특성에 의해 결합되어 특정한 방사패턴을 구현한다. 도2 의 배열 안테나(100)는 밀리미터대역과 같은 높은 주파수대역에서 동작하기 접합한 배열안테나라는 특징을 갖는다. 그러나 도2 의 배열 안테나(100)는 슬롯들(102a~102p)이 급전선과 수직되게 배열되도록 구성된다. 차량용 레이더는 일반적으로 45도 기울어진 편파를 요구하는데 도2 의 배열 안테나(100)는 45도가 아닌 급전선과 같은 방향의 편파를 가지므로 차량용 레이더에 적합하지 않다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 차량용 전방 레이더에 적합한 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나는 RF 모듈로부터 인가되는 에너지를 전달하는 복수개의 전송 선로가 형성된 필름형 유전체를 포함하는 급전부; 상기 필름형 유전체의 하부에 형성되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 하단부; 상기 필름형 유전체의 상부에 형성되어 상기 하단부와 함께 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 상단부; 및 상기 상단부에 상기 복수개의 전송 선로 각각에 대응하여 형성되어 상기 복수개의 전송 선로를 통해 인가되는 에너지를 전파로서 외부로 방사하는 방사부; 를 포함한다.

상기 하단부는 상기 필름형 유전체의 하부에 이격되어 형성되어 접지 전원을 인가받는 하부금속판; 및 상기 필름형 유전체의 하부면과 상기 하부금속판 사이에 상호 이격되어 배치되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 복수개의 하부금속벽; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 상단부는 상기 필름형 유전체의 상부에 이격되어 형성되는 상부금속판; 상기 필름형 유전체의 상부면과 상기 상부금속판 사이에 상호 이격되어 배치되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 복수개의 상부금속벽; 및 상기 상부금속판의 상부면에 배치되는 덮개금속판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방사부는 상기 복수개의 전송 선로 각각에 대응하는 위치로 상기 상부금속판에 형성되어 상기 전파를 방사하는 복수개의 슬롯; 및 상기 복수개의 슬롯 각각에 대응하는 위치로 상기 덮개금속판에 형성되어 상기 복수개의 슬롯 중 대응하는 슬롯에서 방사되는 전파를 모아주는 복수개의 상부 슬롯; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 슬롯 각각은 방사하고자 하는 전파의 방사량에 따라 상기 복수개의 전송 선로 중 대응하는 전송 선로의 중앙과 상기 슬롯의 중앙 사이의 이격 거리 또는 상기 슬롯의 폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 슬롯 각각은 대응하는 상기 전송 선로와 45도 각도로 기울여져서 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 전송 선로 각각은 상기 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나의 임피던스를 가변하기 위해 상기 복수개의 전송 선로 각각의 패턴을 변경하여 형성되는 임피던스 변환기; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나의 제조 방법에 있어서, 접지 전압을 인가받는 하부금속판이 형성되는 단계; 상기 하부 금속판의 상부면에 서로 이격되어 배치되는 복수개의 하부금속벽이 형성되는 단계; 서로 이격되어 배치된 상기 하부금속벽의 사이의 상부에 각각 배치되는 복수개의 전송 선로가 형성된 필름형 유전체가 상기 하부금속벽의 상부면에 배치되는 단계; 상기 필름형 유전체의 상부면에 상기 하부금속벽의 배치 위치에 대응하여 복수개의 상부금속벽이 형성되는 단계; 상기 상부금속벽의 상부면에 배치되고, 상기 복수개의 전송 선로 각각에 대응하는 위치로 형성되어, 상기 복수개의 전송 선로 중 대응하는 전송 선로로 공급된 에너지를 전파로서 외부로 방출하는 복수개의 슬롯이 형성된 상부금속판이 배치되는 단계; 및 상기 복수개의 슬롯 각각에 대응하는 형태 및 방향을 갖는 복수개의 상부 슬롯이 형성된 덮개금속판이 배치되는 단계; 를 포함한다.

상기 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나는 상기 하부금속판, 상기 상부금속판, 상기 하부금속벽, 상기 상부금속벽, 상기 덮개금속판, 상기 복수개의 슬롯 및 상기 복수개의 상부 슬롯이 프레스 공정으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 및 이의 제조 방법은 금속판 및 금속벽을 프레스 공정을 이용하여 가공하여 결합할 수 있으므로, 공정이 단순하고, 안테나 이득을 향상 시킬 수 있고, 밀리터리파 대역에서 전송 선로 및 유전체에 의한 손실을 최소화 할 수 있으며, 전송선로 중앙과 슬롯의 중앙에 이격 거리 또는 슬롯의 폭을 조절하여 각 슬롯의 방사량을 조절할 수 있어서, 방사 패턴의 특성 중 부엽레벨을 낮추기에 용이하다. 또한 슬롯을 45도 기울여 배치함에 따라 레이더용 안테나에 적합한 편파 특성을 확보한다. 그러므로 77GHz 대의 밀리터리파 대역을 사용하는 차량용 전방 레이더에 적합한 안테나를 제공할 수 있다.

도1 은 종래의 안테나의 일예로 동축 슬롯 안테나를 나타낸다.
도2 는 종래의 안테나의 다른 예로 배열 안테나를 나타낸다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나를 나타낸다.
도4 내지 도8 은 도3 의 단위 방사 소자의 각 레이어별 구성을 나타낸다.
도9 는 도4 내지 도8 에 도시된 단위 방사 소자의 각 레이어를 중첩 투영하여 나타낸 도면이다.
도10 은 전송 선로의 두께를 조절하여 안테나의 임피던스를 조절하는 일 예를 나타낸다.
도11 은 전송 선로와 슬롯의 배치 위치의 변화를 나타낸다.
도12 는 도11 의 전송 선로와 슬롯의 배치 위치의 변화에 따른 전파 방사량의 변화를 시뮬레이션한 그래프를 나타낸다.
도13 및 도14 는 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나에서 단위 방사 소자의 전파 방사 패턴을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나를 나타낸다.

상기한 바와 같이 배열 안테나는 슬롯의 배열 특성에 따라 방사 패턴이 결정되므로, 레이더의 전파를 원하는 방향에 집중하여 주고 받을 수 있다. 차량용 레이더를 위한 배열안테나의 편파는 맞은 편에서 다가오는 레이더와의 간섭을 최소화하기 위하여 45도 편파로 구현되는 것이 바람직하다. 그리고 차량용 레이더에 사용되는 77GHz 주파수 대역은 밀리미터대역에 해당되며 높은 주파수와 짧은 파장의 길이로 인하여 낮은 주파수대역에 비하여 전송선로의 구현에 있어 저손실이 필요하며, 레이더의 요구사항에 맞는 높은 이득이 필요하다. 이에 본 발명은 도3 에 도시한 바와 같이, 스트립라인 구조의 전송선로를 이용하고, 전송선로의 상단에 기설정된 길이와 간격 및 위치를 갖는 45도 기울어진 슬롯을 복수개 배열하며, 슬롯의 상단에 다른 슬롯이 배치되어 차량용 레이더에 적합한 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)를 제공한다.

도3 에 도시된 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)는 복수개의 배열 안테나(510, 520 530)를 구비한다. 각각의 배열 안테나는 동일한 방향(도3 에서는 y 방향)으로 인접하여 평행하게 배치된다. 복수개의 배열 안테나(510, 520 530)가 인접하게 배치되어 구성되는 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)의 세부 구성을 살펴보기 위해서 본 발명에서는 단위 방사 소자(100)를 설정하고, 단위 방사 소자(100)의 구성을 이하 도4 내지 도8 에서 설명한다.

도4 내지 도8 은 도3 의 단위 방사 소자의 각 레이어별 구성을 나타낸다.

먼저 도4 를 참조하면, 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)에서 단위 방사 소자(100)의 하단부는 하부금속판(110)이 형성되고, 하부금속판(110)의 상부면에 기설정된 간격으로 서로 이격되어 배치되는 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)으로 구성된다. 여기서 하부금속판(110)는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)에 접지 전원을 공급하기 위해 구비되는 하부접지면으로서의 역할을 수행한다. 접지복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)은 복수개의 배열 안테나(510 ~ 530) 각각을 구별하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 하부금속판(110)과 그 상부에 위치할 구성품간의 간격을 확보하기 위한 목적으로 구비된다. 또한 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)은 상부에 위치하는 구성품(예를 들면 도4 의 복수개의 전송선로(210a ~ 210c)) 간의 전기적 격리도를 확보하기 위한 목적으로 형성된다.

이후 도5 에 도시된 바와 같이 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)의 상부에 필름형 유전체(200)가 배치되며, 필름형 유전체(200)상에 복수개의 전송선로(210a ~ 210c)가 형성된다. 복수개의 전송 선로(210a ~ 210c)는 각각 복수개의 배열 안테나(510 ~ 530)에 대응하여 구비되며, 전파를 송신하고자 하는 RF모듈로부터 실제 전파의 방사가 발생하는 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)까지 에너지를 전달하는 역할을 한다. 복수개의 전송선로(210a ~ 210c)가 형성된 필름형 유전체(200)는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)의 급전부를 형성한다.

복수개의 전송 선로(210a ~ 210c)가 형성되면, 도6 에 도시된 바와 같이, 필름형 유전체(200)의 상부면, 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)에 대응하는 위치에 복수개의 상부금속 벽(130a ~ 130d)이 형성된다. 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d) 또한 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)과 유사하게 복수개의 배열 안테나(510 ~ 530) 각각을 구별하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 필름형 유전체(200)와 그 상부에 위치할 구성품간의 간격을 확보하기 위한 목적으로 구비되며, 필름형 유전체(200) 상에 형성된 복수개의 전송선로(210a ~ 210c) 사이의 전기적 격리도를 확보하기 위한 목적으로 형성된다. 즉 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)과 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d)은 복수개의 전송선로(210a ~ 210c) 사이의 전기적 격리도를 확보하여 복수개의 배열 안테나(510 ~ 530) 각각을 구별하고, 전송선로(210a ~ 210c)가 상부 또는 하부의 구조물에 의한 영향을 받지 않도록 공간을 확보하는 지지대의 역할을 수행한다.

그리고 도7 에서 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d) 상단에는 상부 금속판(300)이 배치된다. 하부금속판(110), 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)과 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d) 및 상부 금속판(300)이 복수개의 전송선로(210a ~ 210c) 각각을 위한 스트립라인 구조를 형성한다. 즉 스트립라인 내부는 복수개의 하부금속벽(120a ~ 120d)과 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d)에 의해 복수개의 전송선로(210a ~ 210c) 주위가 이격되어, 공기로 채워지게 된다. 이렇게 복수개의 전송선로(210a ~ 210c) 주위가 공기로 채워지면, 즉 스트립라인의 내부 매질이 공기로 형성되면, 유전체의 손실이 적어 밀리터리파 대역에서 활용이 가능하다. 또한 도파관에 비해 제작이 용이하며, 전송 선로의 두께를 조절함으로써, 안테나의 임피던스를 용이하게 조절할 수 있다.

한편 상부금속판(300) 상에는 복수개의 배열 안테나(510, 520 530)에 대응하는 개수로 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)이 형성된다. 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)은 도7 에 도시된 바와 같이 기설정되는 일정한 길이와 폭을 가지며, 대응하는 전송 선로(210a ~ 210c)의 진행 방향과 45도 각도로 기울여져 형성된다. 이는 상기한 바와 같이 차량용 레이더에서 배열안테나의 편파는 맞은 편에서 다가오는 레이더와의 간섭을 최소화하기 위하여 45도 편파로 구현되는 것이 바람직하기 때문이다. 복수개의 슬롯(310a ~ 310c) 각각은 전송 선로로 전달되는 에너지의 일부를 외부로 방사하기 위해 구현된다. 이때 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)이 전송 선로(210a ~ 210c)에 대비하여 형성된 위치 또는 폭에 따라 각 슬롯의 전파 방사량을 조절할 수 있다.

도8 에서는 상부금속판(300)의 상단에 덮개금속판(400)이 형성되었다. 덮개금속판(400)에는 기설정된 길이와 폭을 갖는 복수개의 상부 슬롯(410)이 형성된다. 복수개의 상부 슬롯(410a ~ 410c) 각각은 복수개의 슬롯(310a ~ 310c) 중 대응하는 슬롯이 상부금속판(300)에 형성된 위치에 대응하여 형성된다. 또한 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)이 형성된 방향에 대응하여 전송 선로(210a ~ 210c)의 진행 방향과 45도 각도로 기울여져서 형성된다. 복수개의 상부 슬롯(410a ~ 410c)은 상부금속판(300)과 함께 캐비티(Cavity)를 형성하여 복수개의 슬롯(310a ~ 310c) 중 대응하는 슬롯에서 방사된 전파를 모아주는 역할을 수행하여 전체 배열 안테나의 이득을 향상시킨다.

도6 및 도8 에서 추가되는 복수개의 상부금속벽(130a ~ 130d), 상부 금속판(300) 및 덮개금속판(400)을 구성하고, 상부 금속판(300) 및 덮개금속판(400)에 형성되는 복수개의 슬롯(310a ~ 310c) 및 복수개의 상부 슬롯(410a ~ 410c)은 방사부를 형성한다.

도4 내지 도8 은 단위 방사 소자(100)의 레이어별 구성을 나타내지만 다른 한편으로는 도4 내지 도8 에서 도시된 각 구성 요소들을 순차적으로 형성함에 따른 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나 제조 방법을 나타낸다. 즉 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나의 제조 방법은 도4 내지 도8 에 도시된 구성 요소들을 순차적으로 배치함으로써 제조할 수 있다.

도9 는 도4 내지 도8 에 도시된 단위 방사 소자의 각 레이어를 중첩 투영하여 나타낸 도면이다.

도9 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)는 각각의 단위 방사 소자(100)에서 스트립라인의 내부 매질이 공기로 형성되고, 전송 선로(210a ~ 210c)와 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)이 일부 영역에서 중첩되도록 배치된다. 그리고 복수개의 상부 슬롯(410a ~ 410c)은 상기한 바와 같이 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)에 대응하여 배치된다.

도10 은 전송 선로의 두께를 조절하여 임피던스를 조절하는 일 예를 나타낸다.

상기에서 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나(500)의 전송 선로(210a ~ 210c)의 두께를 조절함으로써, 임피던스를 조절할 수 있음을 설명하였다. 도9 에서는 이러한 전송 선로(210a ~ 210c)의 두께에 따라 임피던스가 가변되는 특성을 이용하여 전송 선로(210a ~ 210c)의 패턴 형태를 현형하여 임피던스 변환기(211)를 구현한 일예를 나타낸다. 도9 에 도시된 임피던스 변환기(211)은 1/4 파장 임피던스 변환기로서, 복수개의 전송 선로(210a ~ 210c)와 대응하는 복수개의 슬롯(310a ~ 310c) 사이의 임피던스를 정합 시키기 위해 사용될 수 있다.

도11 은 전송 선로와 슬롯의 배치 위치의 변화를 나타내며, 도12 는 도11 의 전송 선로와 슬롯의 배치 위치의 변화에 따른 전파 방사량의 변화를 시뮬레이션한 그래프를 나타낸다.

도11 의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나는 복수개의 전송 선로(210a ~ 210c)에 대한 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)의 위치를 변경하여 구성할 수 있다. 복수개의 슬롯(310a ~ 310c)의 위치가 변경되면, 복수개의 단위 방사 소자(100) 각각에서 방사되는 전파의 방사량이 가변된다. 복수개의 단위 방사 소자(100) 각각에서 방사되는 전파의 방사량은 도11 의 (a)와 같이 슬롯의 중앙이 대응하는 전송 선로의 중앙에 배치되는 경우에 최대의 방사량을 방출할 수 있으며, (b)와 같이 슬롯의 중앙이 대응하는 전송 선로의 중앙에서 멀어지면, 도12 에 도시된 바와 같이 방사량이 점차로 감소하게 된다.

도13 및 도14 는 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나에서 단위 방사 소자의 전파 방사 패턴을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.

도13 은 단위 방사 소자의 전파 방사 패턴을 3D로 시뮬레이션한 결과를 나타내고, 도14 는 2D로 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 도13 및 14 에 도시된 바와 같이 본 발명의 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나는 차량용 레이더에 적합한 편파 특성을 보이며, 고이득을 구현할 수 있다. 또한 방사량의 조절이 용이하며, 밀리터리파에서도 손실을 최소화 할 수 있다.

. 또한 하부금속판, 상부금속판, 하부금속벽, 상부금속벽, 덮개금속판, 복수개의 슬롯 및 복수개의 상부 슬롯을 프레스 공정을 이용하여 가공한 후 결합하여 구현 가능하므로, 공정이 단순하여 저비용으로 생산할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

RF 모듈로부터 인가되는 에너지를 전달하는 복수개의 전송 선로가 형성된 필름형 유전체를 포함하는 급전부;
상기 필름형 유전체의 하부에 형성되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 하단부;
상기 필름형 유전체의 상부에 형성되어 상기 하단부와 함께 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 상단부; 및
상기 상단부에 상기 복수개의 전송 선로 각각에 대응하여 형성되어 상기 복수개의 전송 선로를 통해 인가되는 에너지를 전파로서 외부로 방사하는 방사부; 를 포함하고,
상기 하단부는
상기 필름형 유전체의 하부에 이격되어 형성되어 접지 전원을 인가받는 하부금속판; 및
상기 필름형 유전체의 하부면과 상기 하부금속판 사이에 상호 이격되어 배치되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 복수개의 하부금속벽; 을 포함하고,
상기 상단부는
상기 필름형 유전체의 상부에 이격되어 형성되는 상부금속판;
상기 필름형 유전체의 상부면과 상기 상부금속판 사이에 상호 이격되어 배치되어 상기 복수개의 전송 선로 각각을 전기적으로 상호 격리시키는 복수개의 상부금속벽; 및
상기 상부금속판의 상부면에 배치되는 덮개금속판;을 포함하고,
상기 방사부는
상기 복수개의 전송 선로 각각에 대응하는 위치로 상기 상부금속판에 형성되어 상기 전파를 방사하는 복수개의 슬롯; 및
상기 복수개의 슬롯 각각에 대응하는 위치로 상기 덮개금속판에 형성되어 상기 복수개의 슬롯 중 대응하는 슬롯에서 방사되는 전파를 모아주는 복수개의 상부 슬롯; 을 포함하며,
상기 복수개의 상부 슬롯은 상기 상부금속판과 함께 캐비티(Cavity)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나.
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제1 항에 있어서, 상기 복수개의 슬롯 각각은
방사하고자 하는 전파의 방사량에 따라 상기 복수개의 전송 선로 중 대응하는 전송 선로의 중앙과 상기 슬롯의 중앙 사이의 이격 거리 또는 상기 슬롯의 폭 중 적어도 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나.
제1 항에 있어서, 상기 복수개의 슬롯 각각은
대응하는 상기 전송 선로와 45도 각도로 기울여져서 형성되는 것을 특징으로 하는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나.
제1 항에 있어서, 상기 복수개의 전송 선로 각각은
상기 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나의 임피던스를 가변하기 위해 상기 복수개의 전송 선로 각각의 패턴을 변경하여 형성되는 임피던스 변환기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립라인 급전 슬롯 배열 안테나.
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