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KR102660419B1 - 레이더 장치 - Google Patents

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KR102660419B1
KR102660419B1 KR1020160047841A KR20160047841A KR102660419B1 KR 102660419 B1 KR102660419 B1 KR 102660419B1 KR 1020160047841 A KR1020160047841 A KR 1020160047841A KR 20160047841 A KR20160047841 A KR 20160047841A KR 102660419 B1 KR102660419 B1 KR 102660419B1
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Abstract

본 실시예들은, 레이더 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외부로부터 안테나를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 가지면서도, 이로 인해 레이더 장치 내부에서 만들어지는 반사파에 의해 타겟 감지 성능이 저하되는 것을 방지해줄 수 있는 내부 반사파 영향 저감 구조를 갖는 레이더 장치에 관한 것이다.

Description

레이더 장치{RADAR DEVICE}
본 실시예들은 레이더 장치에 관한 것이다.
레이더 장치는 주변의 타겟을 감지하기 위한 센서로서, 민간 분야, 군사 분야 등의 각 분야에 많이 사용되고 있다.
이러한 레이더 장치는 차량, 항공기 등에 탑재되어 다양한 응용 기술과도 융합되어 활용되고 있다.
일 예로, 레이더 장치가 차량에 탑재되는 경우, 레이더 장치는 차량의 전방 차량, 보행자 등의 주변 장애물을 감지하고, 레이더 장치를 탑재된 차량의 제어 시스템은 레이더 장치의 감지 결과를 활용하여 차량이 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다. 다른 예로서, 차량에 탑재된 레이더 장치는 차량의 선행 차량의 감지하고, 차량 내 제어 시스템은 레이더 장치의 감지 결과를 활용하여 차량이 선행 차량을 추종하게 하는 제어를 수행할 수도 있다.
이러한 레이더 장치가 타겟에 대한 정확한 감지를 수행하기 위해서는, 레이더 장치에서 정상적인 송신신호가 방사되어야 하고, 방사된 송신신호가 타겟에 반사된 반사파가 수신 안테나에 정상적으로 도달해야만 한다.
하지만, 레이더 장치에 포함된 안테나(송신 안테나, 수신 안테나)에 작은 흠이 생기거나 오염 물 또는 먼지가 붙는 경우, 비정상적인 안테나 형상 또는 빔 패턴이 될 수 있다.
이로 인해, 레이더 장치에서 정상적인 송신신호가 방사되지 못하거나, 방사된 송신신호가 타겟에서 반사된 반사파가 수신 안테나에 정상적으로 도달하지 못하여, 타겟 감지 성능이 크게 떨어질 수 있다.
본 실시예들의 목적은, 외부로부터 안테나를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 갖는 레이저 장치를 제공하는 데 있다.
본 실시예들의 다른 목적은, 외부로부터 안테나를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 가지면서도, 이로 인해 레이더 장치 내부에서 만들어지는 반사파에 의해 타겟 감지 성능이 저하되는 것을 방지해줄 수 있는 내부 반사파 영향 저감 구조를 갖는 레이더 장치를 제공하는 데 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은, 미리 정해진 송신편파각도의 송신편파신호를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나와, 미리 정해진 수신편파각도의 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나와, 송신 안테나 및 수신 안테나를 수납하는 하부 하우징과 상부 덮개를 포함하는 레이더 장치를 제공할 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 송신 안테나와 상부 덮개 사이에는, 제1 송신 측 유전체, 제1 송신 측 스트립 컨덕터, 송신 측 강자성체, 제2 송신 측 스트립 컨덕터 및 제2 송신 측 유전체가 순서대로 적층될 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 수신 안테나와 상부 덮개 사이에는, 제1 수신 측 유전체, 제1 수신 측 스트립 컨덕터, 수신 측 강자성체, 제2 수신 측 스트립 컨덕터 및 제2 수신 측 유전체가 순서대로 적층될 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 송신 안테나의 송신편파각도와 수신 안테나의 수신편파각도는 90도 차이가 날 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은, 미리 정해진 송신편파각도의 송신편파신호를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나와, 송신 안테나 상에 위치하는 송신 측 스트립 컨덕터와, 송신 측 스트립 컨덕터 상에 위치하는 송신 측 강자성체와, 미리 정해진 수신편파각도의 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나와, 수신 안테나 상에 위치하는 수신 측 강자성체와, 수신 측 강자성체 상에 위치하는 수신 측 스트립 컨덕터와, 송신 안테나, 송신 측 스트립 컨덕터, 송신 측 강자성체, 수신 안테나, 수신 측 강자성체 및 수신 측 스트립 컨덕터를 수납하는 하부 하우징과 상부 덮개를 포함하는 레이더 장치를 제공할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 미리 정해진 송신편파각도의 송신편파신호를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나와, 미리 정해진 수신편파각도의 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나와, 송신 안테나 및 수신 안테나 상에 위치하는 상부 덮개를 포함하는 레이더 장치를 제공할 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 송신 안테나의 송신편파각도와 수신 안테나의 수신편파각도는 90도 차이가 날 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 송신편파신호를 송출하는 적어도 하나의 송신 안테나와, 송신 안테나 상에 위치하는 상부 덮개를 포함하는 레이더 장치를 포함할 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 상부 덮개를 통해 레이더 장치의 외부로 방사되는 신호의 편파각도는 송신 안테나에서 송출되는 송신편파신호의 송신편파각도와 다를 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 실시예들은, 송신편파신호를 송출하는 적어도 하나의 송신 안테나와, 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나와, 송신 안테나 및 수신 안테나 상에 위치하는 상부 덮개를 포함하는 레이더 장치를 제공할 수 있다.
이러한 레이더 장치에서, 상부 덮개를 통해 레이더 장치의 내부로 들어오는 신호의 편파각도는 수신 안테나에 도달한 수신편파신호의 수신편파각도와 다를 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, 외부로부터 안테나를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 갖는 레이저 장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 외부로부터 안테나를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 가지면서도, 이로 인해 레이더 장치 내부에서 만들어지는 반사파에 의해 타겟 감지 성능이 저하되는 것을 방지해줄 수 있는 내부 반사파 영향 저감 구조를 갖는 레이더 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 레이더 장치가 차량에 탑재된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 레이더 장치를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 레이더 장치의 내부 반사 저감을 위해 함께 사용되는 2가지 구성(스트립 컨덕터 및 강자성체)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 레이더 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 레이더 장치의 구조적인 특징을 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 제2 실시예에 따른 레이더 장치의 반사 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 11은 제2 실시예에 따른 레이더 장치의 구현 예시들이다.
도 12는 제3 실시예에 따른 레이더 장치를 나타낸 도면이다.
도 13은 제4 실시예에 따른 레이더 장치를 나타낸 도면이다.
도 14은 제4 실시예에 따른 레이더 장치의 구조적인 특징을 나타낸 도면이다.
도 15는 제4 실시예에 따른 레이더 장치의 반사 저감 효과를 나타낸 도면이다.
도 16은 제5 실시예에 따른 레이더 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)가 차량에 탑재된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)는 차량 등에 탑재되어 자신의 전방에 있는 타겟(Target)의 존재 여부 또는 위치를 감지하거나 타겟(Target)과 거리를 감지할 수 있다.
이러한 레이더 장치(100)는 차량뿐만 아니라 각종 교통 수단(예: 자동차, 기차, 전철, 항공기 등)의 전면, 후면 및 측면 등 중에 그 어떠한 위치에도 탑재될 수 있다.
이러한 레이더 장치(100)의 감지 대상이 되는 타겟은 주변에 있는 임의의 대상(예: 차량, 사람, 물체 등)일 수도 있고 특정 대상일 수도 있다.
이러한 레이더 장치(100)는 전자파 형태의 송신신호(St)를 방사하고, 방사된 송신신호(St)가 타겟에 맞고 돌아오는 수신신호(Sr)를 수신하며, 수신된 수신신호(Sr)를 토대로, 타겟(Target)의 존재 여부 또는 위치를 감지하거나 타겟(Target)과 거리를 감지할 수 있다.
아래에서는, 레이더 장치(100)가 타겟(Target)의 존재 여부 또는 위치를 감지하거나 타겟(Target)과 거리를 감지하는 프로세스를 타겟 감지 프로세스라고 기재한다.
이러한 타겟 감지 프로세서는 수신신호(Sr)에 대한 신호 검출 처리, 검출된 수신신호(Sr)에 대한 신호 처리 및 신호 분석 처리 등을 포함할 수 있다.
본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)는 송신신호(St)를 방사하기 위하여 적어도 하나의 송신 안테나를 포함하고, 수신신호(Sr)를 수신하기 위하여 적어도 하나의 수신 안테나를 포함할 수 있다.
여기서, 송신 안테나 및 수신 안테나는 다양한 안테나 구조 및 안테나 형상 등으로 설계될 수 있으며, 일 예로, 다수의 안테나 소자로 이루어진 배열 안테나(Array Antenna) 형태로 설계될 수 있으며, 또는 마이크로스트립 안테나(Microstrip Antenna) 형태 또는 패치 안테나(Patch Antenna) 형태로 설계될 수 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 적어도 하나의 송신 안테나(ANT_TX)와, 적어도 하나의 수신 안테나(ANT_RX)와, 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)를 수납하는 하부 하우징(DH)과 상부 덮개(UC) 등을 포함할 수 있다.
송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)는 하부 하우징(DH)에 수납되는 인쇄회로기판(PCB) 상에 마운팅 될 수 있다.
상부 덮개(UC)는, 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)에 흠이 생기거나, 오염 물 또는 먼지 등이 붙는 것을 방지해줄 수 있다.
따라서, 상부 덮개(UC)는, 비정상적인 안테나 형상이 되거나 비정상적인 빔 패턴이 되는 것을 방지해주어 안테나 성능을 유지시켜줄 수 있다. 이러한 상부 덮개(UC)는 "레이돔(Radome)"이라고도 한다.
전술한 바와 같이, 상부 덮개(UC)는, 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)를 외부로부터 보호하는 역할만을 해야 할 뿐, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신신호(St)가 외부로 송신되는 것에 장애가 되거나, 외부에서 들어오는 수신신호(Sr)가 수신 안테나(ANT_RX)에 정상적으로 전달되는 것에 장애가 되어서는 안 된다.
예를 들어, 상부 덮개(UC)는, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신신호(St)를 투과시킬 뿐, 내 측면에서 반사시켜 송신신호(St)가 외부로 방사되는 것을 막아서도 안 된다.
또한, 상부 덮개(UC)는, 외부에서 들어오는 수신 신호(Sr)를 투과시켜서 수신 안테나(ANT_RX)에 잘 전달되도록 해야만 할 뿐, 외부에서 들어오는 수신 신호(Sr)를 외 측면에서 반사시켜 외부에서 들어오는 수신 신호(Sr)가 수신 안테나(ANT_RX)로 전달되는 것을 막아서도 안 된다.
또한, 상부 덮개(UC)는, 상부 덮개(UC)는 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)에서 반사된 신호를 외부로 내보내서도 안 된다.
도 2에 예시된 제1 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 상부 덮개(UC)를 더 구비함으로써, 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX)를 외부로부터 보호함으로써, 안테나 손상 방지 측면에서는 타겟 감지 성능을 높여줄 수 있다.
하지만, 안테나 손상 방지 측면에서 구비된 상부 덮개(UC)로 인해, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신신호(St)가 외부로 송신되는 것에 장애가 되거나, 외부에서 들어오는 수신신호(Sr)가 수신 안테나(ANT_RX)에 정상적으로 전달되는 것에 장애가 되는 부작용(Side Effect)이 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신신호(St)가 상부 덮개(UC)의 내 측면에서 반사되어, 상부 덮개(UC)에서 송신 안테나(ANT_TX) 방향으로 향하는 신호(R1)가 송신 안테나(ANT_TX)로 전달될 수 있다.
이에 따라, 송신신호(St)가 정상적으로 레이더 장치(100)의 외부로 송신되지 못하여 타겟 감지 성능이 저하될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신신호(St)가 상부 덮개(UC)의 내 측면에서 반사되어, 상부 덮개(UC)에서 수신 안테나(ANT_RX) 방향으로 향하는 신호(R2)가 수신 안테나(ANT_RX)로 전달될 수 있다.
이에 따라, 수신 안테나(ANT_RX)는, 타겟에서 반사된 수신신호(Sr)가 아닌 레이더 장치(100)의 내부에서 반사된 신호(R2)를 수신하게 되어, 타겟 감지 오류를 발생시킬 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 타겟에서 반사된 수신신호(Sr)가 레이더 장치(100)의 내부로 들어와 수신 안테나(ANT_RX)에서 반사되어, 수신 안테나(ANT_RX)에서 상부 덮개(UC) 방향을 향하는 신호(R3)가 상부 덮개(UC)를 투과할 수도 있다.
이 경우, 타겟에서 반사된 수신신호(Sr)가 레이더 장치(100)의 내부로 들어왔다가 다시 반사되어 외부로 방사됨으로써, 수신 안테나(ANT_RX)는 잘못된 수신신호(Sr)를 다시 수신할 수도 있게 되어, 타겟 감지 오류가 발생할 수 있다.
아래에서는, 안테나 손상 방지 측면에서 구비된 상부 덮개(UC)에 의해 발생할 수 있는 부작용(Side Effect)을 줄여줄 수 있는 구조를 갖는 레이더 장치(100)의 실시예들을 설명한다.
먼저, 레이더 장치(100)의 내부 반사 저감을 위해 함께 사용되는 2가지 구성(스트립 컨덕터 및 강자성체)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 레이더 장치(100)의 내부 반사 저감을 위해 함께 사용되는 2가지 구성(스트립 컨덕터 및 강자성체)의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)에서 사용되는 스트립 컨덕터(Strip Conductor)는 정해진 편파특성을 가질 수 있다.
이러한 스트립 컨덕터는, 자신의 편파특성에 해당하는 편파각도와 90도(Degree) 차이를 갖는 신호만을 투과시킨다.
따라서, 스트립 컨덕터의 편파특성에 해당하는 편파각도와 90도(Degree) 차이를 가지지 않는 신호는 스트립 컨덕터를 투과하지 못하고 스트립 컨덕터에 부딪혀 손실되거나 사라질 수 있다.
즉, 스트립 컨덕터의 편파특성에 해당하는 편파각도와 90도의 편차 차이를 갖는 신호만이 스트립 컨덕터를 정상적으로 투과할 수 있다.
이러한 현상은 90도 편파 차이를 갖는 신호는 서로 영향을 끼치지 않는 "직교 편파(Orthogonal Polarization) 원리"에 기인한다. 여기서, 직교 편파(Orthogonal Polarization)는 수직 편파와 수평 편파 등이 서로 직교 관계에 있다는 것을 의미한다.
도 3에 예시된 스트립 컨덕터는, 일 예로, +45도의 편파각도에 해당하는 편파특성을 갖는다.
따라서, 직교 편파(Orthogonal Polarization) 원리에 의해, -45도 편파 신호(+135도 편차 신호와 동일)는, 스트립 컨덕터의 편파특성에 해당하는 편파각도인 +45도와 90도의 편차 차이를 가지게 되어, 스트립 컨덕터를 정상적으로 투과할 수 있다.
하지만, -45도 편파 신호(+135도 편차 신호와 동일)가 아닌 다른 편파 신호는 스트립 컨덕터의 편파특성에 해당하는 편파각도인 +45도와 90도의 편차 차이를 가지지 못하여, 스트립 컨덕터를 정상적으로 투과하지 못하고 손실 또는 소실될 수 있다.
본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)에서 사용되는 스트립 컨덕터(Strip Conductor)는 그 두께가 매우 얇게 되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)에서 사용되는 강자성체는 λ/4의 두께를 갖는다. 여기서, λ는 신호 파장일 수 있다.
본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)에서 사용되는 강자성체는, 일 예로, 페라이트(Ferrite)일 수 있다.
여기서, 페라이트(Ferrite)는, 자성을 띠거나 자기장에 작용하는 세라믹스에 해당하며, 자성을 띠는 산화철 화합물을 총칭하는 것일 수도 있다. 이러한 페라이트(Ferrite)는, 자화되는 정도에 따라 크게 소프트 페라이트와 하드 페라이트 2종류로 나뉠 수 있다.
이러한 강자성체는, 일 예로, 이방성(Anisotropy) 물질 또는 비등방성(Anti-isotropic) 물질로 되어 있을 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예들에 따른 레이더 장치(100)에서 사용되는 λ/4의 두께를 갖는 강자성체는, 입력된 편파신호는 편파각도가 +45도 추가되어 출력된다.
예를 들어, λ/4의 두께를 갖는 강자성체에 입력된 편파신호가 -45도일 때, λ/4의 두께를 갖는 강자성체에서 출력되는 편파신호의 편파각도는 -45도에서 +45도가 더해진 0도(수직각도)가 된다. 즉, 강자성체는 수직각도의 편파신호를 출력한다.
이와 같이, 페라이트 등의 강자성체가 λ/4의 두께를 갖는 이방성(Anisotropy) 물질 또는 비등방성(Anti-isotropic) 물질을 되어 있는 경우, 편파신호는 λ/4의 두께를 갖는 강자성체를 통과하면서 편파각도가 +45도만큼 변화하게 된다. 이러한 현상을 "편광 위상 쉬프트(Polarization Phase Shift) 현상"이라고 한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 스트립 컨덕터 및 강자성체의 특성을 활용하여, 안테나 손상 방지 측면에서 구비된 상부 덮개(UC)에 의해 발생할 수 있는 부작용(Side Effect)을 저감 또는 방지해줄 수 있다.
도 5는 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 적어도 하나의 송신 안테나(ANT_TX)와, 적어도 하나의 수신 안테나(ANT_RX)와, 송신 안테나(ANT_TX)를 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 도 2에서와 같이, 수신 안테나(ANT_RX)를 수납하는 하부 하우징(DH)과 상부 덮개(UC) 등을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 송신 안테나(ANT_TX) 각각은 미리 정해진 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 출력할 수 있다.
도 5는, 설명의 편의를 위해, 레이더 장치(100)가 1개의 송신 안테나(ANT_TX)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 레이더 장치(100)는 2개 이상의 송신 안테나(ANT_TX)를 포함할 수도 있다.
한편, 레이더 장치(100)가 2개 이상의 송신 안테나(ANT_TX)를 포함하는 경우, 2개 이상의 송신 안테나(ANT_TX) 각각은 감지 거리 및/또는 감지 각도 등에 의해 정의되는 감지 영역 크기가 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
또한, 2개 이상의 송신 안테나(ANT_TX) 각각은 동일한 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 출력할 수도 있고, 경우에 따라서, 서로 다른 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 출력할 수도 있다.
적어도 하나의 수신 안테나(ANT_RX) 각각은 미리 정해진 수신편파각도(θr)의 수신편파신호(Sr)를 수신할 수 있다.
도 5는, 설명의 편의를 위해, 레이더 장치(100)가 1개의 수신 안테나(ANT_RX)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 레이더 장치(100)는 2개 이상의 수신 안테나(ANT_RX)를 포함할 수도 있다.
한편, 레이더 장치(100)가 2개 이상의 수신 안테나(ANT_RX)를 포함하는 경우, 2개 이상의 수신 안테나(ANT_RX) 각각은 동일한 수신편파각도(θr)의 수신편파신호(Sr)를 수신할 수도 있고, 경우에 따라서, 서로 다른 송신편파각도(θt)의 수신편파신호(Sr)를 수신할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 각 송신 안테나(ANT_TX)와 상부 덮개(UC) 사이에는, 제1 송신 측 유전체(510t), 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t), 송신 측 강자성체(530t), 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t) 및 제2 송신 측 유전체(550t) 등이 송신 안테나(ANT_TX)의 상면부터 순서대로 적층될 수 있다.
또한, 각 수신 안테나(ANT_RX)와 상부 덮개(UC) 사이에는, 제1 수신 측 유전체(510r), 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r), 수신 측 강자성체(530r), 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 및 제2 수신 측 유전체(550r) 등이 수신 안테나(ANT_RX)의 상면부터 순서대로 적층될 수 있다.
위에서 언급한 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t), 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t), 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r) 및 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 각각은 도 3을 참조하여 설명한 스트립 컨덕터와 동일 또는 유사한 특성(직교 편파 특성)을 갖는다.
그리고, 송신 측 강자성체(530t) 및 수신 측 강자성체(530r) 각각은 도 4를 참조하여 설명한 강자성체의 특성(편파 위상 쉬프트 특성)을 갖는다.
먼저, 송신 측 적층 구조를 설명한다.
송신 안테나(ANT_TX)는 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 송출한다.
송신 안테나(ANT_TX) 상에 제1 송신 측 유전체(510t)가 위치한다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)는, 제1 송신 측 유전체(510t) 상에 위치하며, 미리 정해진 제1 편파각도(θ1)의 편파 특성을 갖고, 제1 편파각도(θ1)와 90도(Degree) 차이가 나는 신호만을 통과시킬 수 있다.
송신 측 강자성체(530t)는, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t) 상에 위치하며, 입력된 신호의 편파각도를 + 45도만큼 변화시켜 출력할 수 있다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)는, 송신 측 강자성체(530t) 상에 위치하며, 미리 정해진 제2 편파각도(θ2)의 편파 특성을 갖고, 제2 편파각도(θ2)와 90도 차이가 나는 신호만을 통과시킬 수 있다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t) 상에는 제2 송신 측 유전체(550t)가 위치한다.
제2 송신 측 유전체(550t)를 거처 상부 덮개(UC)를 통해 외부로 신호가 방사된다.
다음으로, 수신 측 적층 구조를 설명한다.
상부 덮개(UC)의 아래에 제2 수신 측 유전체(550r)가 위치한다.
제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)는, 제2 수신 측 유전체(550r)의 아래에 위치하며, 미리 정해진 제4 편파각도(θ4)의 편파 특성을 갖고, 제4 편파각도(θ4)와 90도 차이가 나는 신호만을 통과시킬 수 있다.
수신 측 강자성체(530r)는, 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 아래에 위치하며, 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)를 통해, 입력된 신호의 편파각도를 + 45도만큼 변화시켜 출력할 수 있다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)는, 수신 측 강자성체(530r)의 아래에 위치하며, 미리 정해진 제3 편파각도(θ3)의 편파 특성을 갖고, 제3 편파각도(θ3)와 90도(Degree) 차이가 나는 신호만을 통과시킬 수 있다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)에서 출력되는 신호는, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r) 아래에 위치한 제1 수신 측 유전체(510r)을 통해 수신 안테나(ANT_RX)에 입력된다.
도 6은 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적인 특징을 나타낸 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 반사 저감 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)와 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)는 90도 차이가 난다.
송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)는 송신 안테나(ANT_TX)에서 송출되는 송신편파신호(St)의 편파각도를 의미한다.
수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)는 수신 안테나(ANT_RX)에 수신되는 수신편파신호(Sr)의 편파각도를 의미한다.
송신 측 강자성체(530t)와 수신 측 강자성체(530r)는 λ/4의 두께를 가질 수 있다.
송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)와 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는 90도 차이가 날 수 있다.
수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)와 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 90도 차이가 날 수 있다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)와 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 90도 차이가 날 수 있다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 동일할 수 있다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)와 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)는 45도 차이가 날 수 있다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제2 편파각도(θ2)는 45도 차이가 날 수 있다.
전술한 구조적 특성을 편파각도의 관계로 나타내면 다음의 수학식 1로 정리될 수 있다.
도 6을 참조하여 전술한 구조적 특성에 따라, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)가 송출되어 레이더 장치(100)의 외부로 방사되기까지의 레이더 장치(100)의 내부에서의 신호 흐름을 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 7b는 여러 가지 각도 성분을 나타낸 도면이다.
송신 안테나(ANT_TX)는 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 송출한다.
송신 안테나(ANT_TX)에서 송출된 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)는 제1 송신 측 유전체(510t)를 통해 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)로 입력된다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)는, 제1 송신 측 유전체(510t)를 통해 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)가 입력되면, 자신의 제1 편파각도(θ1)와 송신편파신호(St)의 송신편파각도(θt)가 90도 차이가 나면 그대로 통과시키고, 그렇지 않으면 통과시키지 않는다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는, 송신편파각도(θt)와 90도 차이가 나도록 설정되어 있기 때문에, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)를 통과한 신호의 편파각도는 송신편파각도(θt)가 된다.
송신 측 강자성체(530t)는 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)에서 출력된 신호를 입력 받아, 입력된 신호의 편파각도인 θt를 +45도만큼 변화시켜 출력할 수 있다.
송신 측 강자성체(530t)에서 출력되는 신호의 편파각도는, 송신편파신호(St)의 송신편파각도(θt)에 +45도가 더해진 "θt+45도"가 된다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)는, 송신 측 강자성체(530t)에서 출력되는 신호를 입력 받아, 입력된 신호의 편파각도(θt+45)가 자신의 제2 편파각도(θ2)와 90도 차이가 나면, 송신 측 강자성체(530t)에서 출력되어 입력된 신호를 그대로 출력하고, 그렇지 않으면 출력하지 않는다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)는, "θt+45도"와 90도 차이가 나도록 설정되어 있기 때문에, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)에서 출력되는 신호는 θt+45도의 편파각도를 갖는다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)에서 출력되는 신호는 제2 송신 측 유전체(550t)를 거처 상부 덮개(UC)를 통해 외부로 방사된다.
이렇게 방사되는 신호는 θt+45도의 편파각도를 갖는다.
만약, 제2 송신 측 유전체(550t)를 통과한 신호가 상부 덮개(UC)에서 반사되면, 반사파는 θt+45도의 편파각도를 갖는다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)는, "θt+45도"와 90도 차이가 나도록 설정되어 있기 때문에, 상부 덮개(UC)에서 반사된 반사파는, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)를 통과한다.
제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)를 통과한 반사파는 송신 측 강자성체(530t)를 통과하면서 +45도만큼 편파각도가 변하게 된다.
따라서, 송신 측 강자성체(530t)를 통과한 반사파는 θt+90도가 된다.
제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는, 송신편파각도(θt)와 90도 차이가 나도록 설정되어 있기 때문에, 송신 측 강자성체(530t)를 통과한 반사파는 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)를 통과하지 못한다.
따라서, 반사파가 송신 안테나(ANT_TX)에 도달하지 못한다. 이로 인해, 반사파에 의한 타겟 감지 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 6을 참조하여 전술한 구조적 특성에 따라, 레이더 장치(100)에서 방사된 전자파가 타겟에서 반사되어 레이더 장치(100)의 내부로 들어오는 경우, 레이더 장치(100)의 내부로 들어온 신호가 수신 안테나(ANT_RX)까지 도달하는 신호 흐름을 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다.
송신 안테나(ANT_TX)가 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 송출하여 외부로 θt+45도의 편파각도를 갖는 신호(전자파)가 방사되고, 이 신호가 타겟에 반사되어 상부 덮개(UC)를 거쳐 레이더 장치(100)의 내부로 들어온다고 가정할 때, 레이더 장치(100)의 내부로 들어온 신호는 제2 수신 측 유전체(550r)를 거쳐 제2 수신 측 유전체(550r)의 아래에 위치한 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)에 입력된다.
제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 “θt+45도"와 90도 차이가 나도록 설정되어 있기 때문에, 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)는, θt+45도의 편파각도를 갖는 입력 신호를 그대로 통과시킬 수 있다.
제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)를 통과한 신호는 수신 측 강자성체(530r)를 통해 +45도만큼 편파각도가 변하여 출력된다.
이에 따라, 수신 측 강자성체(530r)에서 출력되는 신호는, "θt+90도"가 된다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)는, 수신 측 강자성체(530r)에서 출력되는 신호를 입력 받는다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)와 45도 차이를 가지기 때문에, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 “θ4-45도"에 해당한다. 여기서, “θ4-45도"는 “θt (=θt+45도-45도)"에 해당한다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)에 입력되는 신호의 편파각도(θt+90도)와 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3=θt)는 90도 차이가 난다.
따라서, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)에 입력되고 "θt+90도"의 편파각도를 갖는 신호는 그대로 통과한다.
제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)를 통과한 신호는 제1 수신 측 유전체(510r)을 거쳐서 수신 안테나(ANT_RX)에 입력된다.
송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)와 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)는 90도 차이가 나기 때문에, 즉, "θt=θr-90도" 이기 때문에, 수신 안테나(ANT_RX)에 입력되는 신호의 편파각도인 θt+90도는, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)와 동일하다.
만약, 수신 안테나(ANT_RX)에서, 수신편파각도(θr), 즉, θt+90도의 편파각도를 갖는 신호가 반사되는 경우, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 θt와 동일하기 때문에, θt+90도의 편파각도를 갖는 반사파는 제3 편파각도(θ3)의 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)을 통과한다.
그리고, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)을 통과한 반사파는, 수신 측 강자성체(530r)를 통과하면서, 편파각도가 θt+90도에서 θt+135도(=θt-45도)로 변한다.
제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 θt+135도(=θt-45도)에 해당하기 때문에, 수신 측 강자성체(530r)를 통과한 반사파는, 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)를 통과하지 못한다.
따라서, 레이더 장치(100)의 내부로 들어온 반사파가 다시 반사되어 외부로 방사되는 현상을 방지할 수 있게 되어, 타겟 감지 성능을 향상시켜줄 수 있다.
전술한 바에 따르면, 상부 덮개(UC)에서 송신 안테나(ANT_TX) 방향으로 향하는 신호(R1)가 송신 안테나(ANT_TX)로 전달되지 않는다.
상부 덮개(UC)에서 수신 안테나(ANT_RX) 방향으로 향하는 신호(R2)가 수신 안테나(ANT_RX)로 전달되지 않는다.
송신 안테나(ANT_TX) 또는 수신 안테나(ANT_RX)에서 반사되어 상부 덮개(UC) 방향을 향하는 신호(R3)가 상부 덮개(UC)를 투과하지 못한다.
도 8 내지 도 11은 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구현 예시들이다.
도 8 내지 도 11에 예시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구현 예시들은, 도 6을 참조하여 설명한 구조적인 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 모두 만족한다.
도 8에 예시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)는 +45도이고, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)가 -45도이다.
도 8을 참조하면, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는 -45도이고, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 +45도이다.
도 8을 참조하면, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 수평각도이다.
즉, 도 8에서는, θt=+45도(=-135도), θ1=-45도(=+135도), θ2=0도, θr=-45도(=+135도), θ3=+45도(=-135도), θ4=0도이다.
따라서, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 만족한다.
도 9에 예시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)가 -45도이고, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)가 +45도이고, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는 +45도이고, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 -45도이고, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 수직각도이다.
즉, 도 9에서는, θt=-45도(=+135도), θ1=+45도(=-135도), θ2=0도, θr=+45도(=-135도), θ3=-45도(=+135도), θ4=90도이다.
따라서, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 만족한다.
도 10에 예시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)가 수직각도이고, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)가 수평각도이고, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는 수평각도이고, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 수직각도이고, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)의 제2 편파각도(θ2)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 제4 편파각도(θ4)는 +45도이다.
즉, 도 10에서는, θt=수직각도(=+90도=-90도), θ1=수평각도(=0도=-180도=+180도), θ2=+45도(-135도), θr=수평각도(=0도=-180도=+180도), θ3=수직각도(=+90도=-90도), θ4=+45도(-135도)이다.
따라서, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 만족한다.
도 11에 예시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)가 수평각도이고, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)가 수직각도이고, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 제1 편파각도(θ1)는 수직각도이고, 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)의 제3 편파각도(θ3)는 수평각도이고, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t) 및 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 각각의 제2 편파각도(θ2)는 -45도이다.
즉, 도 11에서는, θt=수평각도(=0도=-180도=+180도), θ1=수직각도(=+90도=-90도), θ2=-45도(+135도), θr=수직각도(=+90도=-90도), θ3=수평각도(=0도=-180도=+180도), θ4=-45도(+135도)이다.
따라서, 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 만족한다.
도 5 내지 도 11에 도시된 제2 실시예에 따른 레이더 장치(100)에서, 제1 송신 측 유전체(510t)와 제1 수신 측 유전체(510r)는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고, 송신 측 강자성체(530t)와 수신 측 강자성체(530r)는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고, 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고, 제2 송신 측 유전체(550t)와 제2 수신 측 유전체(550r)는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층될 수 있다.
이와 같은 적층 구조를 갖는 제3 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 도 12에서 나타낸다.
도 12는 제3 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 제3 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 송신 안테나(ANT_TX) 및 수신 안테나(ANT_RX) 상에 도 5의 제1 송신 측 유전체(510t)와 제1 수신 측 유전체(510r)가 일체화 된 제1 유전체 층(510)이 위치할 수 있다.
이러한 제1 유전체 층(510) 상에, 제1 송신 층 스트립 컨덕터(520t)와 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)가 송신 안테나 영역과 수신 안테나 영역 각각에 위치할 수 있다.
제1 송신 층 스트립 컨덕터(520t)와 제1 수신 측 스트립 컨덕터(520r)가 적층된 영역 상에, 도 5의 송신 측 강자성체(530t)와 수신 측 강자성체(530r)가 일체화 된 강자성체 층(530)이 위치할 수 있다.
이러한 강자성체 층(530) 상에, 도 5의 제2 송신 측 스트립 컨덕터(540t)와 제2 수신 측 스트립 컨덕터(540r)가 일체화 된 제2 스트립 컨덕터 층(540)가 위치할 수 있다.
제2 스트립 컨덕터 층(540) 상에, 도 5의 제2 송신 측 유전체(550t)와 제2 수신 측 유전체(550r)가 일체화 된 제2 유전체 층(550)이 위치할 수 있다.
제3 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 도 6을 참조하여 설명한 구조적 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ3=θr+90도, θ1=θ3+90도, θ2=θ4=θ1+45도)을 그대로 만족한다.
도 13은 제4 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 제4 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 미리 정해진 송신편파각도(θt)의 송신편파신호(St)를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나(ANT_TX)와, 송신 안테나(ANT_TX) 상에 위치하는 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)와, 송신 측 스트립 컨덕터 상에 위치하는 송신 측 강자성체(530t)와, 미리 정해진 수신편파각도(θr)의 수신편파신호(Sr)를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나(ANT_RX)와, 수신 안테나(ANT_RX) 상에 위치하는 수신 측 강자성체(530r)와, 수신 측 강자성체(530r) 상에 위치하는 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 제4 실시예에 따른 레이더 장치(100)는,도 2에 도시된 바와 같이, 송신 안테나(ANT_TX), 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t), 송신 측 강자성체(530t), 수신 안테나(ANT_RX), 수신 측 강자성체(530r) 및 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)를 수납하는 하부 하우징(DH)과 상부 덮개(UC)를 포함할 수 있다.
한편, 송신 안테나(ANT_TX)와 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t) 사이와, 송신 측 강자성체(530t)와 상부 덮개(UC) 사이에는, 유전체 층 역할을 하는 에어 층(Air Layer)이 존재할 수 있다.
또한, 상부 덮개(UC)와 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 사이와, 수신 측 강자성체(530r)와 수신 안테나(ANT_RX) 사이에는, 유전체 층 역할을 하는 에어 층(Air Layer)이 존재할 수 있다.
도 14은 제4 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 구조적인 특징을 나타낸 도면이고, 도 15는 제4 실시예에 따른 레이더 장치(100)의 반사 저감 효과를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)와 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)는 90도 차이가 난다.
도 14를 참조하면, 송신 안테나(ANT_TX)의 송신편파각도(θt)와 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 편파각도(θ1)는 90도 차이가 난다.
또한, 수신 안테나(ANT_RX)의 수신편파각도(θr)와 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 편파각도(θ4)는 45도 차이가 난다.
또한, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 편파각도(θ1)와 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 편파각도(θ4)는 45도 차이가 난다.
이러한 구조적인 특징으로 수학식 2로 정리할 수 있다.
송신 측 강자성체(530t) 및 수신 측 강자성체(530r) 각각은 λ/4의 두께를 가질 수 있다.
전술한 바와 같은 구조적인 특징(θt=θr-90도, θ1=θt+90도, θ4=θr-45도)에 따라, 송신 안테나(ANT_TX)에서 송신편파신호(St)가 송출되어, 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t) 및 송신 측 강자성체(530t)를 거쳐 레이더 장치(100)의 외부로 방사될 수 있다.
레이더 장치(100)의 외부로 방사된 신호의 편파각도는, "θt+45도"이다.
한편, 송신 측 강자성체(530t)를 통해 출력되는 신호가 상부 덮개(UC)의 내측면에서 반사되면, 반사된 반사파는 "θt+45도"의 편파각도를 갖는다.
이러한 반사파는 송신 측 강자성체(530t)를 통과한 이후, +45도만큼 편파각도가 변화된다.
이렇게 변화된 편파각도는 "θt+90도"가 된다.
따라서, 송신 측 강자성체(530t)를 통과한 반사파의 편파각도(θt+90도)와 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)의 편파각도(θ1= θt+90도)가 90도 차이가 나지 않아, 송신 측 강자성체(530t)를 통과한 반사파는 제1 송신 측 스트립 컨덕터(520t)를 통과하지 못한다.
따라서, 레이더 장치(100)의 내부에서의 반사파가 송신 안테나(ANT_TX)에 도달하지 못한다.
한편, 레이더 장치(100)의 외부로 방사된 신호가 외부의 타겟에 의해 반사된 반사파는, 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r) 및 수신 측 강자성체(530r)를 거쳐서 수신 안테나(ANT_RX)에 수신될 수 있다.
레이더 장치(100)의 외부로 방사된 신호가 외부의 타겟에 의해 반사된 반사파의 편파각도(θt+45도)가 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 편파각도(θ4)와 90도 차이가 나기 때문이다.
수신 안테나(ANT_RX)가 수신한 신호(즉, 수신편파신호(Sr))의 편파각도는 θt+90도(=θr-90도+90도)이고, 이는, 수학식 2에 따르면, 수신편파신호(Sr)의 수신편파각도(θr)와 동일해진다.
수신 측 강자성체(530r)를 통과한 반사파(θt+45도의 편파각도)는, 수신 안테나(ANT_RX)에서 반사되면, 수신 측 강자성체(530r)를 다시 통과한다.
이에 따라, 수신 측 강자성체(530r)를 통과한 반사파는 +45도만큼 편파각도가 변하여, θt+90도의 편파각도를 갖는다.
제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 편파각도(θ4)는, 수학식 2를 이용하면, θt+45도(=θr-45도=θt+90도-45도)가 된다.
따라서, 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)의 편파각도(θ4=θt+45도)와, 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)에 입력된 반사파의 편파각도(θt+90도)가 90도 차이가 나지 않아, 제4 수신 측 스트립 컨덕터(540r)를 통과하지 못한다.
따라서, 레이더 장치(100)의 외부의 타겟에서 반사된 반사파가 레이더 장치(100)의 내부에서 다시 반사되더라도 외부로 방사되지 않음으로써, 잘못된 신호가 타겟에 의해 재 반사되어 레이더 장치(100)의 내부로 다시 들어오는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 제5 실시예에 따른 레이더 장치(100)를 나타낸 도면이다.
도 16에 예시된 제5 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 도 15의 제4 실시예에 따른 레디어 장치(100)의 송신 측 강자성체(530t) 및 수신 측 강자성체(530r)가 일체화 되어 적층된 구조를 가질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예들에 의하면, 외부로부터 안테나(ANT_TX, ANT_RX)를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 갖는 레이저 장치(100)를 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 외부로부터 안테나(ANT_TX, ANT_RX)를 보호해줄 수 있는 덮개 구조를 가지면서도, 이로 인해 레이더 장치 내부에서 만들어지는 반사파에 의해 타겟 감지 성능이 저하되는 것을 방지해줄 수 있는 내부 반사파 영향 저감 구조(적층 구조)를 갖는 레이더 장치(100)를 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 레이더 장치
ANT_TX: 송신 안테나
ANT_RX: 수신 안테나
PCB: 인쇄회로기판
UC: 상부 덮개
DH: 하부 하우징
510t: 제1 송신 측 유전체
520t: 제1 송신 측 스트립 컨덕터
530t: 송신 측 강자성체
540t: 제2 송신 측 스트립 컨덕터
550t: 제2 송신 측 유전체
510r: 제1 수신 측 유전체
520r: 제1 수신 측 스트립 컨덕터
530r: 수신 측 강자성체
540r: 제2 수신 측 스트립 컨덕터
550r: 제2 수신 측 유전체

Claims (19)

  1. 미리 정해진 송신편파각도의 송신편파신호를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나;
    미리 정해진 수신편파각도의 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나; 및
    상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나를 수납하는 하부 하우징과 상부 덮개를 포함하고,
    상기 송신 안테나와 상기 상부 덮개 사이에는, 제1 송신 측 유전체, 제1 송신 측 스트립 컨덕터, 송신 측 강자성체, 제2 송신 측 스트립 컨덕터 및 제2 송신 측 유전체가 순서대로 적층되고,
    상기 수신 안테나와 상기 상부 덮개 사이에는, 제1 수신 측 유전체, 제1 수신 측 스트립 컨덕터, 수신 측 강자성체, 제2 수신 측 스트립 컨덕터 및 상기 제2 수신 측 유전체가 순서대로 적층되는 레이더 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송신 측 유전체와 상기 제1 수신 측 유전체는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고,
    상기 송신 측 강자성체와 상기 수신 측 강자성체는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되고,
    상기 제2 송신 측 유전체와 상기 제2 수신 측 유전체는 일체화 되어 동일한 레이어에 적층되는 레이더 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도와 상기 수신 안테나의 수신편파각도는 90도 차이가 나는 레이더 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송신 측 강자성체와 상기 수신 측 강자성체는 λ/4의 두께를 갖는 레이더 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터는 미리 정해진 제1 편파각도의 편파 특성을 갖고, 상기 제1 편파각도와 90도(Degree) 차이가 나는 신호만을 통과시키고,
    상기 송신 측 강자성체는 입력된 신호의 편파각도를 + 45도만큼 변화시켜 출력하고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터는 미리 정해진 제2 편파각도의 편파 특성을 갖고, 상기 제2 편파각도와 90도 차이가 나는 신호만을 통과시키고,
    상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터는, 미리 정해진 제4 편파각도의 편파 특성을 갖고, 상기 제4 편파각도와 90도 차이가 나는 신호만을 통과시키고,
    상기 수신 측 강자성체는 입력된 신호의 편파각도를 + 45도만큼 변화시켜 출력하고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터는 미리 정해진 제3 편파각도의 편파 특성을 갖고, 상기 제3 편파각도와 90도(Degree) 차이가 나는 신호만을 통과시키는 레이더 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도와 상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도는 90도 차이가 나고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도와 상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 90도 차이가 나고
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도와 상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 90도 차이가 나고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터의 제4 편파각도는 동일하고,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도와 상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도는 45도 차이가 나고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도는 45도 차이가 나는 레이더 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도가 +45도이고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도가 -45도이고,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도는 -45도이고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 +45도이고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터의 제4 편파각도는 수평각도인 레이더 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도가 -45도이고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도가 +45도이고,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도는 +45도이고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 -45도이고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터의 제4 편파각도는 수직각도인 레이더 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도가 수직각도이고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도가 수평각도이고,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도는 수평각도이고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 수직각도이고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터의 제2 편파각도와 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터의 제4 편파각도는 +45도인 레이더 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도가 수평각도이고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도가 수직각도이고,
    상기 제1 송신 측 스트립 컨덕터의 제1 편파각도는 수직각도이고,
    상기 제1 수신 측 스트립 컨덕터의 제3 편파각도는 수평각도이고,
    상기 제2 송신 측 스트립 컨덕터 및 상기 제2 수신 측 스트립 컨덕터 각각의 제2 편파각도는 -45도인 레이더 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상부 덮개에서 상기 송신 안테나 방향으로 향하는 신호가 상기 송신 안테나로 미 전달되고,
    상기 상부 덮개에서 상기 수신 안테나 방향으로 향하는 신호가 상기 수신 안테나로 미 전달되고,
    상기 송신 안테나 또는 상기 수신 안테나에서 반사되어 상기 상부 덮개 방향을 향하는 신호가 상기 상부 덮개를 미 투과하는 레이더 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나는 상기 하부 하우징에 수납되는 인쇄회로기판 상에 마운팅 되는 레이더 장치.
  13. 미리 정해진 송신편파각도의 송신편파신호를 출력하는 적어도 하나의 송신 안테나;
    상기 송신 안테나 상에 위치하는 송신 측 스트립 컨덕터;
    상기 송신 측 스트립 컨덕터 상에 위치하는 송신 측 강자성체;
    미리 정해진 수신편파각도의 수신편파신호를 수신하는 적어도 하나의 수신 안테나;
    상기 수신 안테나 상에 위치하는 수신 측 강자성체;
    상기 수신 측 강자성체 상에 위치하는 수신 측 스트립 컨덕터; 및
    상기 송신 안테나, 상기 송신 측 스트립 컨덕터, 상기 송신 측 강자성체, 상기 수신 안테나, 상기 수신 측 강자성체 및 상기 수신 측 스트립 컨덕터를 수납하는 하부 하우징과 상부 덮개를 포함하되,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도와 상기 수신 안테나의 수신편파각도는 90도 차이가 나는 레이더 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 송신편파각도와 상기 송신 측 스트립 컨덕터의 편파각도는 90도 차이가 나고,
    상기 수신 안테나의 수신편파각도와 상기 수신 측 스트립 컨덕터의 편파각도는 45도 차이가 나고,
    상기 송신 측 스트립 컨덕터의 편파각도와 상기 수신 측 스트립 컨덕터의 편파각도는 45도 차이가 나는 레이더 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 송신 측 강자성체와 상기 수신 측 강자성체는 λ/4의 두께를 갖는 레이더 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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