KR101674141B1 - Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same - Google Patents
Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101674141B1 KR101674141B1 KR1020150124423A KR20150124423A KR101674141B1 KR 101674141 B1 KR101674141 B1 KR 101674141B1 KR 1020150124423 A KR1020150124423 A KR 1020150124423A KR 20150124423 A KR20150124423 A KR 20150124423A KR 101674141 B1 KR101674141 B1 KR 101674141B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dielectric resonator
- coaxial line
- circularly polarized
- polarized antenna
- axis radius
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 14
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 101710195281 Chlorophyll a-b binding protein Proteins 0.000 description 1
- 101710143415 Chlorophyll a-b binding protein 1, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 101710181042 Chlorophyll a-b binding protein 1A, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 101710091905 Chlorophyll a-b binding protein 2, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 101710095244 Chlorophyll a-b binding protein 3, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 101710127489 Chlorophyll a-b binding protein of LHCII type 1 Proteins 0.000 description 1
- 101710184917 Chlorophyll a-b binding protein of LHCII type I, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- 101710102593 Chlorophyll a-b binding protein, chloroplastic Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
- H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나는 내부가 중공된 타원통이 비스듬히 절단됨에 따라 반고리 형상으로 형성되는 유전체 공진기; 및 상기 유전체 공진기에 전원을 공급하는 급전 동축선로를 포함한다.The circularly polarized antenna of the asymmetric circular-shaped antenna according to an embodiment of the present invention includes: a dielectric resonator formed in a semicircular shape as the hollow cylindrical hollow cylinder is obliquely cut; And a power supply coaxial line for supplying power to the dielectric resonator.
Description
본 발명의 실시예들은 안테나 및 그 제조 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 안테나는 무선통신에서 통신의 목적을 달성하기 위해 공간에 효율적으로 전파를 방사하거나 또는 전파에 의해 효율적으로 기전력을 유지시키기 위해 공중에 가설한 도선으로서, 송수신을 위해 전자파를 공간으로 보내거나 받기 위한 장치이다.Generally, an antenna is a wire installed in the air to efficiently radiate radio waves to a space to achieve a purpose of communication in radio communication or to maintain an electromotive force by radio waves efficiently, and to transmit or receive an electromagnetic wave to or from a space Lt; / RTI >
이러한 안테나 중, 다중경로 페이딩을 완화시키고자 위성 통신 시스템, 네비게이션 시스템 등 대부분의 현대 무선통신 시스템에서 원형편파용 안테나를 많이 이용하고 있다. 뿐만 아니라 레이더 시스템에서도 복잡한 구조로부터 더 많은 정보를 획득하기 위하여 원형편파 안테나가 사용되고 있다. Among these antennas, circularly polarized antennas are widely used in most modern wireless communication systems, such as satellite communication systems and navigation systems, in order to mitigate multipath fading. In addition, radar systems use circularly polarized antennas to obtain more information from complex structures.
이에 따라, 각 시스템에 적합한 원형편파용 안테나에 대한 연구가 집약적으로 이루어지고 있다. 특히, 유전체 공진기를 이용한 안테나는 가격이 저렴하고, 급전이 쉬우면서 고효율이라는 장점 때문에 많이 이용되고 있다.As a result, studies on an antenna for a circular polarization suitable for each system have been intensively studied. In particular, an antenna using a dielectric resonator is widely used because of its low cost, easy feeding, and high efficiency.
현재까지 원형편파용 유전체 공진기 안테나는 이중급전 구조 또는 다층 구조를 이용하거나 기생 소자를 설치하는 방법 등으로 구현되어 왔다.Up to now, a dielectric resonator antenna for circular polarization has been implemented by using a dual feed structure, a multi-layer structure or a method of installing a parasitic element.
그러나, 이러한 방법들은 급전 구조를 복잡하게 하거나 안테나의 크기를 증가시키는 문제가 발생한다.However, these methods have a problem of complicating the feed structure or increasing the size of the antenna.
따라서, 방사 소자 자체에서 원형편파 특성이 유도되는 단일 급전 원형편파 안테나에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to study a single feeding circularly polarized antenna in which the circularly polarized characteristic is induced in the radiating element itself.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0105292호(발명의 명칭: 이중대역 원형편파 안테나, 공개일자: 2008년 12월 4일)가 있다.
A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0105292 (entitled: Dual Band Circularly Polarized Antenna, Published on Dec. 4, 2008).
본 발명의 일 실시예는 비대칭 반고리 형상의 유전체 공진기를 이용하여 원형편파 안테나를 구현함으로써, 원형편파의 특성을 유도하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나 및 그 제조 방법을 제공한다.
An embodiment of the present invention provides an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna for inducing the characteristics of a circularly polarized wave by implementing a circularly polarized antenna using a dielectric resonator having an asymmetric circular shape, and a method of manufacturing the circularly polarized antenna.
본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나는 내부가 중공된 원통이 비스듬히 절단됨에 따라 반고리 형상으로 형성되는 유전체 공진기; 및 상기 유전체 공진기에 신호를 여기하는 급전 동축선로를 포함한다.The circularly polarized antenna of the asymmetric circular shape of the antenna according to an embodiment of the present invention includes: a dielectric resonator formed in a semicircular shape as a hollow cylinder is obliquely cut; And a power supply coaxial line for exciting a signal to the dielectric resonator.
상기 유전체 공진기는 상기 반고리 형상을 가지고, 서로 다른 길이의 절단면을 구비하는 본체부; 및 상기 본체부의 절단면 사이에 형성되되, 상기 원통의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 홈 형태로 형성되는 공진부를 포함할 수 있다.Wherein the dielectric resonator has a body portion having the semicircular shape and having cut surfaces of different lengths; And a resonator formed between the cut surfaces of the main body and formed in a groove shape corresponding to a circle having a center point at a position spaced apart from the center of the cylinder.
상기 공진부는 상기 공진부의 중심점을 기준으로 제2 장축 반지름과 제2 단축 반지름을 가질 수 있다.The resonance part may have a second major axis radius and a second minor axis radius based on a center point of the resonance part.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은 상기 제2 장축 반지름과 상기 제2 단축 반지름의 길이 비율에 따라 조정 가능할 수 있다.The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna may be adjustable according to the length ratio of the second major axis radius to the second minor axis radius.
상기 본체부는 상기 원통의 중심점을 기준으로 제1 장축 반지름과 제1 단축 반지름을 가질 수 있다.The body portion may have a first major axis radius and a first minor axis with respect to a center point of the cylinder.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은 상기 제1 장축 반지름과 상기 제1 단축 반지름의 길이 비율에 따라 조정 가능할 수 있다.The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna may be adjustable according to the length ratio of the first major axis radius and the first minor axis radius.
상기 급전 동축선로는 상기 본체부의 절단면에 수직으로 형성될 수 있다.The power supply coaxial line may be formed perpendicular to the cut surface of the main body.
상기 급전 동축선로는 상기 본체부의 절단면 중 상대적으로 길이가 긴 절단면에 수직으로 형성될 수 있다.The power supply coaxial line may be formed perpendicular to a cut surface having a relatively long length in the cut surface of the main body.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은 상기 급전 동축선로가 상기 공진부로부터 상기 본체부의 바깥쪽 모서리 방향으로 이격된 길이에 따라 조정 가능할 수 있다.The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna may be adjustable according to the length of the feeding coaxial line spaced apart from the resonance part in the outer edge direction of the main body part.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성은 상기 본체부와 상기 급전 동축선로의 높이 비율에 따라 조정 가능할 수 있다.The reflection coefficient characteristic of the circularly polarized antenna may be adjustable according to a height ratio between the main body and the feed coaxial line.
본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 방법은 원통 모양의 유전체 공진기를 준비하는 단계; 상기 유전체 공진기를 비스듬한 방향으로 직선 절단하는 단계; 상기 유전체 공진기의 절단면을 포함하여 상기 유전체 공진기를 원형 절단하여 공진부를 형성하는 단계; 및 상기 유전체 공진기의 직선 절단면에 급전 동축선로를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a circularly polarized antenna having an asymmetric ring shape, the method comprising: preparing a cylindrical dielectric resonator; Straightening the dielectric resonator in an oblique direction; Forming a resonance part by circularly cutting the dielectric resonator including the cut surface of the dielectric resonator; And forming a feed coaxial line on a straight cut surface of the dielectric resonator.
상기 공진부를 형성하는 단계는 상기 원통의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 부분을 원형 절단하여 홈 형태로 상기 공진부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the resonance part may include forming the resonance part in a groove shape by circularly cutting a part corresponding to a circle having a center point at a position apart from the center point of the cylinder.
상기 직선 절단하는 단계는 상기 유전체 공진기를 45도 방향으로 직선 절단하는 단계를 포함할 수 있다.The straight-line cutting step may include straight-cutting the dielectric resonator in a 45-degree direction.
상기 급전 동축선로를 형성하는 단계는 상기 급전 동축선로를 준비하는 단계; 및 상기 급전 동축선로를 상기 공진부로부터 이격된 위치에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
The forming of the feed coaxial line may include: preparing the feed coaxial line; And disposing the feed coaxial line at a position spaced apart from the resonator.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비대칭 반고리 형상의 유전체 공진기를 이용하여 원형편파 안테나를 구현함으로써, 원형편파의 특성을 유도할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by implementing a circularly polarized antenna using a dielectric resonator having an asymmetric circular shape, the characteristics of the circularly polarized wave can be derived.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체부 및 공진부 각각의 장축 및 단축 반지름의 비율을 최적화하여 유전체 공진기를 구현함으로써, 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나가 특정 주파수(X-band)에서 동작하도록 유도 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by implementing the dielectric resonator by optimizing the ratio of the major axis and the minor axis radius of each of the main body portion and the resonance portion, it is possible to induce a circularly polarized antenna having an asymmetric semicircular shape to operate at a specific frequency (X- can do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비대칭 구조의 반고리 형상을 가지는 유전체 공진기와 상기 유전체 공진기를 급전 시키기 위한 급전 동축선로를 잘려진 단면에 위치 시킴으로써, 소형 및 경량화된 원형편파 안테나를 구현할 수 있으며, 나아가 제조 비용 및 시간 또한 감소할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a dielectric resonator having an asymmetrical shape of a semicircular structure and a power supply coaxial line for feeding the dielectric resonator are disposed on a cut section, thereby realizing a compact and lightweight circularly polarized antenna. Further, Cost and time can also be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나를 설명하기 위해 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유전체 공진기의 몸체부의 제1 장축 및 제1 단축 반지름의 길이 비율에 따른 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유전체 공진기의 공진부의 제2 장축 및 제2 단축 반지름의 길이 비율에 따른 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 급전 동축선로의 위치에 따른 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 급전 동축선로의 높이에 따른 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 10.6 GHz 에서의 원형편파 안테나의 시간에 따라 변화하는 전계 분포를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 시뮬레이션 및 측정된 반사계수 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 시뮬레이션 및 측정된 이득 특성 및 축비의 특성을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 10.6GHz 에서의 X-Z 평면, Y-Z 평면에서의 복사패턴을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 공정도이다.1 is a plan view illustrating an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3A and 3B are diagrams illustrating reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics of an antenna according to length ratios of a first major axis and a first minor axis radius of a body portion of a dielectric resonator according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics of the antenna according to length ratios of the second major axis and second minor axis radius of the resonator of the dielectric resonator according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are graphs showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics according to positions of a power supply coaxial line in an embodiment of the present invention.
6A and 6B are diagrams showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics according to heights of a power supply coaxial line in an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing an electric field distribution of a circularly polarized antenna at 10.6 GHz, which changes with time in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating simulation and measured reflection coefficient characteristics of an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing simulation and measured gain characteristics and axial ratio characteristics of an asymmetric circularly polarized circular antenna according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a radiation pattern in an XZ plane and a YZ plane at 10.6 GHz of an asymmetric circularly polarized antenna of an asymmetrical semicircular shape according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 12 to 15 are views illustrating a manufacturing process of an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나를 설명하기 위해 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a plan view illustrating an asymmetric circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention. It is a perspective.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나(100)는 유전체 공진기(110), 및 급전 동축선로(120)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, an asymmetrical circularly polarized
상기 유전체 공진기(110)는 내부가 중공된 원통이 비스듬히 절단됨에 따라 반고리 형상으로 형성된다.The
즉, 상기 원통의 내부에는 다른 원통 모양의 빈 공간이 존재하는데, 상기 원통이 비스듬히 절단되면서 상기 빈 공간 또한 비스듬하게 절단되어 반고리 형상의 유전체 공진기(110)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 원통과 상기 원통의 내부에 비스듬히 절단된 공간의 형상은 모두 타원의 형태로 형성될 수 있다.In other words, another cylindrical hollow space exists inside the cylinder, and the cylindrical hollow is cut obliquely, and the empty space is also obliquely cut to form a ring-shaped
다시 말해, 상기 유전체 공진기(110)는 내부에 비스듬히 절단된 타원형의 홈이 형성됨에 따라, 전체 형상이 반고리 모양인 형태로 구현될 수 있다.In other words, since the
상기 유전체 공진기(110)는 본체부(112) 및 공진부(114)를 포함할 수 있다.The
상기 본체부(112)는 절단면을 가지는 반고리 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 절단면은 두 개의 절단면으로 이루어질 수 있다. 상기 두 개의 절단면은 그 길이가 서로 다르게 형성될 수 있다. 상기 원통의 중심점과 상기 중공된 부분의 중심점이 서로 다른 상태에서 상기 원통이 비스듬하게 절단되기 때문이다.The
상기 본체부(112)는 상기 원통의 중심점을 기준으로 제1 장축 반지름(r1)과 제1 단축 반지름(r2)을 가질 수 있다. 즉, 상기 본체부(112)는 호의 길이를 연장하여 원형으로 나타내게 되면 타원형의 모양을 가질 수 있다.The
본 실시예에서는 상기 제1 장축 및 제1 단축 반지름(r1, r2)이 가지는 길이 비율(ratio1)을 다르게 적용할 수 있고, 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3dB 이하 축비 대역은 상기 제1 장축 반지름(r1)과 상기 제1 단축 반지름(r2)의 길이 비율(ratio1)을 어떻게 적용하느냐에 따라 조정될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제1 장축 및 단축 반지름(r1, r2)의 길이 비율(ratio1)은 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3dB 이하 축비 대역을 결정할 수 있는 파라미터 역할을 할 수 있다.In the present embodiment, the length ratio r1 of the first major axis and the first minor axis r1 and r2 may be differently applied, and a reflection coefficient band of -10 dB or less and a reflection coefficient band of 3 dB or less The axial ratio band may be adjusted depending on how the length ratio (ratio1) between the first major axis radius r1 and the first minor axis radius r2 is applied. In other words, the length ratio (ratio1) of the first major axis and minor axis radius (r1, r2) serves as a parameter capable of determining a reflection coefficient band of less than -10 dB and an axial ratio of less than 3 dB of the circularly
본 실시예에서는 상기 획득된 각 비율(ratio1)별 복수의 측정값 중에서, 상기 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3 dB 이하 축비 대역이 X-band 대역에 속하는 최적의 측정값을 파악하여 상기 최적의 측정값에 해당하는 제1 장축 및 제1 단축 반지름(r1, r2)의 길이 비율(ratio1)을 선별하고, 상기 선별된 비율(ratio1)을 상기 몸체부(112)에 적용시킬 수 있다.In the present embodiment, among the plurality of measured values for each ratio (ratio1) obtained, the optimum measured value belonging to the X-band band is recognized in the reflection coefficient band of less than -10 dB and the axial ratio band of less than 3 dB, The length ratio ratio1 of the first major axis and the first minor axis r1 and r2 corresponding to the measured value may be selected and the selected ratio ratio1 may be applied to the
상기 공진부(114)는 상기 본체부(112)의 절단면 사이에 형성될 수 있다. 이때, 상기 공진부(114)는 상기 원통의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 홈 형태로 형성될 수 있다.The
즉, 상기 공진부(114)는 상기 원통의 중심점으로부터 편심되어, 상기 본체부(112)의 두 개의 절단면 중 하나의 절단면 쪽으로 가깝게 홈 모양으로 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 유전체 공진기(110)는 상기 공진부(114)를 사이에 둔 비대칭적인 구조의 반고리 형상으로 구현될 수 있다.That is, the
상기 공진부(114)는 상기 공진부(114)의 호를 연장하여 가상의 원형으로 나타냈을 때 그 중심점을 기준으로 제2 장축 반지름(r3)과 제2 단축 반지름(r4)을 가질 수 있다. 즉, 상기 공진부(114)는 상기와 같이 가상의 원형으로 나타내게 되면 타원형의 모양을 가질 수 있다.The
본 실시예에서는 상기 제2 장축 및 제2 단축 반지름(r3, r4)이 가지는 길이 비율(ratio2)을 다르게 적용할 수 있고, 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3dB 이하 축비 대역은 상기 제2 장축 반지름(r3)과 상기 제2 단축 반지름(r4)의 길이 비율(ratio2)을 어떻게 적용하느냐에 따라 조정될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제2 장축 및 단축 반지름(r3, r4)의 길이 비율(ratio2)은 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3 dB 이하 축비 대역을 결정할 수 있는 파라미터 역할을 할 수 있다.In this embodiment, the length ratio r2 of the second major axis and the second minor axis r3 and r4 may be differently applied, and a reflection coefficient band of -10 dB or less and a reflection coefficient band of 3 dB or less The axial ratio band can be adjusted according to how the ratio of the lengths of the second major axis radius r3 and the second minor axis radius r2 is applied. In other words, the length ratio ratio2 of the second major axis and minor axis radius r3 and r4 serves as a parameter capable of determining a reflection coefficient band of less than -10 dB and an axial ratio of less than 3 dB of the circularly polarized
본 실시예에서는 상기 획득된 각 비율(ratio2)별 복수의 측정값 중에서, 상기 안테나의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3 dB 이하 축비 대역이 X-band 대역에 속하는 최적의 측정값을 파악하여 상기 최적의 측정값에 해당하는 제2 장축 및 제2 단축 반지름(r3, r4)의 길이 비율(ratio2)을 선별하고, 상기 선별된 비율(ratio2)을 상기 공진부(114)에 적용시킬 수 있다.In this embodiment, among the plurality of measurement values for each of the obtained ratios (ratio2), an optimal measured value in which the reflection coefficient band of -10 dB or less and the axial ratio band of 3 dB or less belongs to the X-band band is grasped, The
한편, 상기 유전체 공진기(110)는 직사각 형태(또는 원형, 다각형 등의 다양한 형태)로 설치된 접지면(101)의 상부에 맞닿아 설치될 수 있다.The
이때, 상기 접지면(101)은 비교적 크고 평평한 표면을 가질 수 있고, 구리, 금 또는 알루미늄 등과 같은 전도성 물질로 형성된 표면을 가질 수 있다.At this time, the
상기 급전 동축선로(120)는 상기 유전체 공진기(110)를 급전시킨다. 즉, 상기 급전 동축선로(120)는 상기 유전체 공진기(110)의 잘려진 표면에 위치 함으로써 상기 원형편파 안테나(100)를 급전 시킬 수 있다.The feed
이를 위해, 상기 급전 동축선로(120)는 상기 본체부(112)의 절단면에 수직으로 형성될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 상기 급전 동축선로(120)는 상기 본체부(112)의 절단면 중 상대적으로 길이가 긴 절단면에 수직으로 형성될 수 있다.For this purpose, the feed
이때, 상기 급전 동축선로(120)는 상기 공진부(115)와 접하는 본체부(112) 안쪽 모서리로부터 상기 본체부(112)의 바깥쪽 모서리 방향으로 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 급전 동축선로(120)는 도시된 바와 같이, 상기 본체부(112)의 절단면을 이루는 모서리 중 상기 공진부(115)와 연결되는 모서리로부터 일정 거리(dp)만큼 떨어진 위치에 형성될 수 있다.The power supply
여기서, 상기 급전 동축선로(120)의 이격 거리(dp)는 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역 및 3 dB 이하 축비 대역을 결정하는 파라미터로 사용될 수 있다. Here, the spacing dp of the feed
따라서, 본 실시예에서는 상기 급전 동축선로(120)의 이격 거리(dp)에 따른 상기 원형편파 안테나(100)를 시뮬레이션 함으로써, 최적의 반사계수 대역폭 및 축비 대역폭에 해당하는 이격 거리(dp)를 가지도록 상기 급전 동축선로(120)를 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, in the present embodiment, by simulating the circularly
또한, 상기 급전 동축선로(120)는 상기 본체부(112)의 높이(h)를 기준으로 그보다 낮거나 높을 수 있고 또한 같을 수도 있다.The power supply
본 실시예에서는 상기 급전 동축선로(120)의 높이(hp)를 상기 본체부(112)의 높이(h)보다 같거나 낮게 형성할 수 있으며, 바람직하게는 상기 급전 동축선로(120)의 높이(hp)를 상기 본체부(112)의 높이(h)와 같은 값으로 형성할 수 있다.The height hp of the power supply
이때, 상기 급전 동축선로(120)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 접지면(101)을 기준으로 일정 높이를 가지며 형성될 수 있으며, 이때 상기 본체부(112)의 위쪽 모서리로부터 상기 본체부(112)의 아래쪽 모서리 방향으로 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 급전 동축선로(120)는 도시된 바와 같이, 상기 본체부(112)의 절단면을 이루는 모서리 중 상기 절단면의 상측 모서리로부터 일정 거리만큼 떨어진 위치에 형성될 수 있다.The power supply
여기서, 상기 급전 동축선로(120)의 높이(hp) 역시 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역을 결정하는 파라미터로 사용될 수 있다. 즉, 상기 급전 동축선로(120)의 높이(hp)에 따라 상기 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하 반사계수 대역이 달라질 수 있다.Here, the height hp of the power supply
따라서, 본 실시예에서는 상기 급전 동축선로(120)의 높이(hp)에 따른 상기 원형편파 안테나(100)를 시뮬레이션 함으로써, 최적의 반사계수 대역에 해당하는 높이(hp)를 가지도록 상기 급전 동축선로(120)를 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, in the present embodiment, the circularly
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본체부 및 공진부 각각의 장축 및 단축 반지름의 비율을 최적화하여 유전체 공진기를 구현함으로써, 상기 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나(100)가 X-band 대역에 속하는 최적의 반사계수 대역을 제공하도록 할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the dielectric resonator is optimized by optimizing the ratio of the major axis and the minor axis radius of each of the main body portion and the resonance portion, so that the asymmetric circularly polarized
이하에서 설명하고자 하는 안테나는 통상적으로 반사계수가 -10 dB 이하에 해당되는 주파수 대역에서 축비가 3 dB 이하인 경우에 원형편파 특성을 나타낸다.
An antenna to be described below generally exhibits a circular polarization characteristic when the axial ratio is 3 dB or less in a frequency band corresponding to a reflection coefficient of -10 dB or less.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유전체 공진기의 몸체부의 제1 장축 및 제1 단축 반지름의 길이 비율에 따른 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics of an antenna according to length ratios of a first major axis and a first minor axis radius of a body portion of a dielectric resonator according to an embodiment of the present invention.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 몸체부(도 1 및 도 2의 "112" 참조)의 제1 장축 및 제1 단축 반지름(도 1의 "r1","r2" 참조)의 길이 비율(ratio1)이 0.5인 경우, 0.67인 경우, 그리고 0.8인 경우의 총 3가지 경우를 비교하여 상기 반사계수 및 상기 원형편파 특성을 시뮬레이션 하였다. 참고로, 본 시뮬레이션에서는 상기 제1 장축 반지름의 길이를 7.5 mm로 미리 설정하였다.3A and 3B, in an embodiment of the present invention, the first major axis and the first minor axis radius ("r1", "r2" in FIG. 1) of the body portion Quot ;, and the ratio of the lengths (ratio1) of 0.5, 0.67, and 0.8 was compared to simulate the reflection coefficient and the circular polarization characteristic. For reference, in this simulation, the length of the first major axis radius is preset to 7.5 mm.
상기 시뮬레이션 된 결과, 상기 길이 비율이 증가할수록 -10 dB 이하의 반사계수 대역과 3 dB 이하의 축비 대역이 하향화되었다.As a result of the simulation, as the length ratio increases, a reflection coefficient band of less than -10 dB and an axial ratio of less than 3 dB are downsized.
이를 통해, 상기 길이 비율이 0.67일 경우가 원형편파 안테나(100)의 -10 dB 이하의 반사계수 대역 및 3 dB 이하의 축비 대역이 X-band 대역에 속할 수 있는 최적의 조건임을 확인하였다.
As a result, it was confirmed that when the length ratio is 0.67, the reflection coefficient of less than -10 dB and the axial ratio of less than 3 dB of the circularly
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유전체 공진기의 공진부의 제2 장축 및 제2 단축 반지름의 길이 비율에 따른 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.4A and 4B are diagrams showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics of the antenna according to length ratios of the second major axis and second minor axis radius of the resonator of the dielectric resonator according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 공진부(도 1 및 도 2의 "114" 참조)의 제2 장축 및 제2 단축 반지름(도 1의 "r3","r4" 참조)의 길이 비율(ratio2)이 0.6인 경우, 0.9인 경우, 그리고 1.2인 경우의 총 3가지 경우를 비교하여 상기 반사계수 및 상기 원형편파 특성을 시뮬레이션 하였다. 참고로, 본 시뮬레이션에서는 상기 제2 장축 반지름의 길이를 3 mm로 미리 설정하였다.As shown in Figs. 4A and 4B, in one embodiment of the present invention, the second major axis and the second minor axis radius ("r3" in Fig. 1, the reflection coefficient and the circular polarization characteristic were simulated by comparing three cases in which the ratio ratios (ratios 2) of 0.6, 0.9, and 1.2 were compared. For reference, in this simulation, the length of the second major axis radius is preset to 3 mm.
상기 시뮬레이션 된 결과, 상기 길이 비율이 증가할수록 -10 dB 이하의 반사계수 대역폭과 3 dB 이하의 축비 대역폭이 고주파수 대역으로 이동하였다. 또한, 상기 제2 장축 및 제2 단축 반지름의 길이 비율 변화가 안테나의 -10 dB 이하의 반사계수 대역 및 3 dB 이하의 축비 대역에 미치는 영향이 상기 제1 장축 및 제1 단축 반지름의 길이 비율 변화보다 덜 민감하였다.As a result of the simulation, the reflection coefficient bandwidth of less than -10 dB and the axial ratio bandwidth of less than 3 dB have shifted to the high frequency band as the length ratio increases. The influence of the change in length ratio of the second major axis and the second minor axis on the reflection coefficient band of -10 dB or less and the axial ratio band of 3 dB or less of the antenna is influenced by the ratio of the length of the first major axis and the minor axis of the first minor axis Were less sensitive.
따라서, 본 발명인 원형편파 안테나는 안테나 자체의 크기 증가 없이, 상기 안테나 공진부의 장축과 단축 비를 조정함으로써, -10 dB 이하의 반사계수 대역 및 3 dB 이하의 축비 대역을 조정할 수 있다.
Therefore, the circularly polarized antenna of the present invention can adjust the reflection coefficient band of -10 dB or less and the axial ratio of 3 dB or less by adjusting the long axis and the short axis ratio of the antenna resonance part without increasing the size of the antenna itself.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 급전 동축선로의 위치에 따른 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.5A and 5B are graphs showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics according to positions of a power supply coaxial line in an embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 급전 동축선로(도 2의 "120" 참조)의 위치(dp)가 공진부(도 1 및 도 2의 "114" 참조)로부터 0 mm인 경우, 2 mm인 경우, 그리고 4 mm인 경우의 총 3가지 경우를 비교하여 시뮬레이션 하였다.Referring to Figs. 5A and 5B, in the embodiment of the present invention, the position dp of the feed coaxial line (see "120 " in Fig. 2) 2 mm, and 4 mm in the case of 0 mm, 0 mm, 0 mm, 2 mm, and 4 mm, respectively.
상기 시뮬레이션 된 결과, dp가 0 mm 일 때는 12.3 GHz 부근에서 3 dB 이하의 축비 특성을 보이지만, 시뮬레이션 된 대부분의 주파수 대역에서 반사계수 특성이 -10 dB 이하를 만족시키지 못했다. dp가 4 mm 일 때는 X-band 대역에서 -10 dB 이하의 반사계수 특성을 만족하지만, 3 dB 이하의 축비 대역폭이 좁았다. dp가 2 mm 일 때는 -10 dB 반사계수 대역폭이 24.2%(9.37-11.95 GHz)로 상기 X-band 대역에 해당하며, 가장 넓은 3 dB 이하의 축비 대역폭에 해당하였다.
As a result of simulation, when the dp is 0 mm, the axial ratio characteristic is less than 3 dB in the vicinity of 12.3 GHz, but the reflection coefficient characteristic does not satisfy -10 dB or less in most simulated frequency bands. When the dp is 4 mm, the reflection coefficient characteristics of -10 dB or less in the X-band are satisfied, but the axial ratio bandwidth of 3 dB or less is narrow. When the dp is 2 mm, the -10 dB reflection coefficient bandwidth is 24.2% (9.37-11.95 GHz), corresponding to the X-band band, and corresponds to the largest axial bandwidth of 3 dB or less.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 급전 동축선로의 높이에 따른 반사계수 특성 및 축비 특성을 나타낸 도면이다.6A and 6B are diagrams showing reflection coefficient characteristics and axial ratio characteristics according to heights of a power supply coaxial line in an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 급전 동축선로(도 2의 "120" 참조)의 높이(hp)가 3.5 mm인 경우, 4.5 mm인 경우, 그리고 5.5 mm인 경우의 총 3가지 경우를 비교하여 시뮬레이션 하였다. 참고로, 본 시뮬레이션에서는 유전체 공진기(도 1 및 도 2의 "110" 참조)의 높이를 4.5 mm로 미리 설정하였다.6A and 6B, in the embodiment of the present invention, when the height (hp) of the feed coaxial line (see 120 in FIG. 2) is 3.5 mm, 4.5 mm, and 5.5 mm were compared and simulated. For reference, the height of the dielectric resonator (see "110" in Figs. 1 and 2) was preset to 4.5 mm in this simulation.
상기 시뮬레이션 된 결과, hp가 3.5 mm 일 때는 대부분의 주파수 대역에서 반사계수 특성이 -10 dB 이하를 만족시키지 못했고, hp가 4.5 mm 일 때와 5.5 mm 일 때는 X-band 대역에서 -10 dB 이하의 반사계수 특성을 만족시켰다. 한편, hp가 상기 총 3가지의 경우에 모두 3 dB 이하의 축비 특성을 보였다.The simulated results show that the reflection coefficient of less than -10 dB in most frequency bands when hp is 3.5 mm and less than -10 dB in the X-band when hp is 4.5 mm and 5.5 mm Reflection coefficient characteristics were satisfied. On the other hand, all three cases of hp showed an axial ratio of 3 dB or less.
즉, 상기 급전 동축선로의 높이는 축비 특성 보다 반사계수 특성에 보다 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.That is, the height of the feed coaxial line has a greater effect on the reflection coefficient characteristic than the axial ratio characteristic.
따라서, 상기 급전 동축선로의 높이를 상기 공진기 유전체의 높이와 동일하게 함으로써, 본 발명인 원형편파 안테나의 제작이 편리해질 수 있다.
Therefore, by making the height of the feed coaxial line equal to the height of the resonator dielectric, the manufacture of the circularly polarized antenna of the present invention can be made convenient.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 10.6 GHz 에서의 원형편파 안테나의 시간에 따라 변화하는 전계 분포를 나타낸 도면이다.7 is a graph showing an electric field distribution of a circularly polarized antenna at 10.6 GHz, which changes with time in an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 시간(t)이 0인 경우, T/4인 경우, 2T/4인 경우, 그리고 3T/4인 경우의 총 4가지 경우를 비교하여 상기 안테나 표면의 전계 분포 특성을 시뮬레이션 하였다. Referring to FIG. 7, in one embodiment of the present invention, four cases are compared when the time t is 0, when T / 4, when 2T / 4, and when 3T / 4 And electric field distribution characteristics of the antenna surface were simulated.
상기 시뮬레이션 된 결과, t=0일 때, 상기 안테나 표면에서의 전계의 합(Etotal)의 방향은 왼쪽 위에서 오른쪽 아래를 향했다. t=T/4일 때, 상기 전계의 합은 왼쪽 아래에서 오른쪽 위 방향으로 t=0일 때의 전계의 합과 수직을 이뤘다. t=2T/4일 때, 상기 전계의 합은 오른쪽 아래에서 왼쪽 위를 향했고, t=3T/4일 때, 상기 전계의 합은 오른쪽 위에서 왼쪽 아래를 향했으며 t=2T/4일 때의 전계의 합과 수직을 이뤘다.As a result of the simulation, when t = 0, the direction of the sum of the electric fields at the antenna surface (Etotal) is directed from the upper left to the lower right. When t = T / 4, the sum of the electric fields is perpendicular to the sum of the electric fields when t = 0 from the lower left to the upper right direction. When t = 2T / 4, the sum of the electric fields was directed from the lower right to the upper left, and when t = 3T / 4, the sum of the electric fields was from right to upper left and t = 2T / Of the total.
즉, 상기 t가 증가함에 따라 상기 전계의 합의 방향은 반시계 방향으로 90도 씩 회전했다. 이를 통해, 본 발명인 원형편파 안테나가 우편파(RHCP) 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
That is, as the t increases, the direction of the sum of the electric fields is rotated counterclockwise by 90 degrees. As a result, it can be confirmed that the circularly polarized antenna of the present invention has a post-wave (RHCP) characteristic.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 시뮬레이션 및 측정된 반사계수 특성을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating simulation and measured reflection coefficient characteristics of an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 원형편파 안테나의 반사계수를 측정 및 시뮬레이션 하였다.As shown in FIG. 8, the reflection coefficient of the circularly polarized antenna was measured and simulated.
상기 측정 및 시뮬레이션 된 결과, 상기 안테나의 측정 및 시뮬레이션 된 -10 dB 이하의 반사계수 대역폭은 각각 29.14%(9.41-12.62 GHz)와 24.2%(9.37-11.95 GHz)였다.As a result of the measurements and simulations, the measured and simulated reflection coefficient bandwidths of the antenna below -10 dB were 29.14% (9.41-12.62 GHz) and 24.2% (9.37-11.95 GHz), respectively.
이를 통해, 상기 원형편파 안테나는 X-band 대역에 해당하는 반사계수 대역폭을 제공함을 파악할 수 있다.
Thus, it can be understood that the circularly polarized antenna provides a reflection coefficient bandwidth corresponding to the X-band.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 시뮬레이션 및 측정된 이득 특성 및 축비의 특성을 나타낸 도면이다. 상기 축비 및 이득은 +Z축 방향(θ=0°)에서 시뮬레이션 및 측정 되었다.9 is a graph showing simulation and measured gain characteristics and axial ratio characteristics of an asymmetric circularly polarized circular antenna according to an embodiment of the present invention. The axial ratios and gains were simulated and measured in the + Z axis direction ([theta] = 0 [deg.]).
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 원형편파 안테나의 축비 및 이득을 측정 및 시뮬레이션 하였다.Referring to FIG. 9, in an embodiment of the present invention, the axial ratio and gain of the circularly polarized antenna are measured and simulated.
상기 측정 및 시뮬레이션 된 결과, 상기 안테나의 측정 및 시뮬레이션 된 3 dB 이하의 축비 대역폭은 각각 5.71%(10.37-10.98 GHz) 및 6.85%(10.15-10.87 GHz)였다. 또한, 상기 측정된 우편파(RHCP) 이득은 3 dB 축비 대역폭 내에서, 4.17 dBic에서 4.78 dBic로 분포하였다.As a result of the measurements and simulations, the measured and simulated 3 dB or less axial bandwidth of the antenna was 5.71% (10.37-10.98 GHz) and 6.85% (10.15-10.87 GHz), respectively. In addition, the measured RHCP gain was distributed at 4.7 dBic at 4.17 dBic within a 3 dB axial bandwidth.
이를 통해, 상기 원형편파 안테나는 해당 주파수 내에서 우편파(RHCP) 특성을 갖는 원형편파 안테나로 동작함을 알 수 있다.
Accordingly, it can be seen that the circularly polarized antenna operates as a circularly polarized antenna having a post-wave (RHCP) characteristic within the frequency.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 10.6 GHz 에서의 X-Z 평면, Y-Z 평면에서의 복사패턴을 나타낸 도면이다.10 is a view showing a radiation pattern in an X-Z plane and a Y-Z plane at 10.6 GHz of an asymmetrical circularly polarized antenna of an asymmetrical semicircular shape according to an embodiment of the present invention.
상기 측정 및 시뮬레이션 된 결과, 안테나는 +Z축 방향으로 지향성 특성을 보이며, 우편파(RHCP) 이득이 좌편파(LHCP) 이득보다 20 dB 이상 높았다. 측정된 HPBW는 상기 X-Z 평면과 상기 Y-Z 평면에서 각각 104도, 118도였다.As a result of the measurements and simulations, the antenna showed directivity in the + Z axis direction, and the RHCP gain was 20 dB higher than the LHCP gain. The measured HPBW was 104 degrees and 118 degrees in the X-Z plane and the Y-Z plane, respectively.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 안테나는 추후 X-band 통신 시스템 분야에서 원형편파 안테나로써 활용 가능할 수 있다.
Accordingly, the antenna fabricated according to one embodiment of the present invention can be utilized as a circularly polarized antenna in the future in the field of X-band communication system.
이하에서는, 도 11 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 11 to 15, a method of manufacturing an asymmetric circular-shaped circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention will be described.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이고, 도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나의 제조 공정도이다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an asymmetrical circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention. FIGS. 12 to 15 illustrate a method of manufacturing an asymmetric circularly polarized antenna according to an embodiment of the present invention, Fig.
먼저, 도 11 및 도 12를 참조하면, 단계(1110)에서 원통 모양의 유전체 공진기(110)를 준비한다.11 and 12, in
여기서, 상기 유전체 공진기(110)는 알루미나(99%)와 같은 물질로 형성될 수 있다.Here, the
다음으로, 도 11 및 도 13을 참조하면, 단계(1120)에서 상기 유전체 공진기(110)를 비스듬한 방향으로 직선 절단한다. 예를 들어, 상기 유전체 공진기(110)를 45도 방향으로 직선 절단한다.Next, referring to FIGS. 11 and 13, at
여기서, 상기 유전체 공진기(110)는 상기 45도 방향으로 직선 절단됨에 따라, 가장 바람직한 실시예로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 상기 유전체 공진기(110)는 다양한 각도의 방향으로 직선 절단될 수 있다.Here, the
다음으로, 도 11 및 도 14를 참조하면, 단계(1130)에서 상기 유전체 공진기(110)에 공진부(114)를 형성한다. 이를 위해, 상기 유전체 공진기(110)의 절단면을 포함하여 상기 유전체 공진기(110)를 원형 절단하여 공진부(114)를 형성한다.Next, referring to FIGS. 11 and 14, a
이때, 상기 원통의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 부분을 원형 절단하여 반원의 홈 형태로 상기 공진부(114)를 형성할 수 있다.At this time, the portion corresponding to a circle having a center point at a position distant from the center of the cylinder may be circularly cut to form the
이에 따라, 상기 유전체 공진기(110)는 서로 다른 길이의 절단면을 가지는 반고리 모양의 본체부(112)와 상기 본체부(112)의 절단면에 홈 형태의 상기 공진부(114)를 포함할 수 있다.Accordingly, the
한편, 다른 실시예로서, 상기 단계(1130)을 수행한 후에 상기 단계(1120)을 수행할 수도 있다. 다시 말해, 상기 유전체 공진기(110)를 원형 절단을 통해 원통 모양으로 먼저 천공한 후, 비스듬한 방향으로 직선 절단할 수도 있다.Meanwhile, as another embodiment, the
다음으로, 도 11 및 도 15를 참조하면, 단계(1140)에서 상기 유전체 공진기(110)의 직선 절단면에 급전 동축선로(120)를 형성한다. 이를 위해, 먼저 상기 급전 동축선로(120)를 준비하고, 이어서 상기 급전 동축선로(120)를 상기 공진부(114)로부터 상기 유전체 공진기(110)의 바깥쪽 모서리 방향으로 이격된 위치에 수직으로 배치한다.11 and 15, in
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비대칭 구조의 반고리 형상을 가지는 상기 유전체 공진기(110)와 상기 유전체 공진기(110)에 상기 급전 동축선로(120)를 형성함으로써, 소형 및 경량화된 원형편파 안테나를 구현할 수 있으며, 나아가 제조 비용 및 시간 또한 감소할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the feed
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.
101 : 접지면
110 : 유전체 공진기
112 : 몸체부
114 : 공진부
120 : 급전 동축선로
r1 : 제1 장축 반지름
r2 : 제1 단축 반지름
r3 : 제2 장축 반지름
r4 : 제2 단축 반지름101: ground plane
110: dielectric resonator
112:
114:
120: power supply coaxial line
r1: 1st major axis radius
r2: First short radius
r3: 2nd major axis radius
r4: 2nd short radius
Claims (14)
상기 유전체 공진기에 신호를 여기하는 급전 동축선로
를 포함하고,
상기 유전체 공진기는
상기 반고리 형상을 가지고, 서로 다른 길이의 절단면을 구비하는 본체부; 및
상기 본체부의 절단면 사이에 형성되되, 상기 원통의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 홈 형태로 형성되는 공진부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
A dielectric resonator in which a hollow cylinder is formed in a semicircular shape as it is obliquely cut; And
A power supply coaxial line for exciting a signal to the dielectric resonator,
Lt; / RTI >
The dielectric resonator
A body portion having the semicircular shape and having cut surfaces of different lengths; And
And a resonance part formed between the cut surfaces of the main body and formed in a groove shape corresponding to a circle having a center point at a position spaced from the center of the cylinder,
And a circularly polarized antenna having an asymmetrical semicircular shape.
상기 공진부는
상기 공진부의 중심점을 기준으로 제2 장축 반지름과 제2 단축 반지름을 가지는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
The method according to claim 1,
The resonator
And has a second major axis radius and a second minor axis radius based on a center point of the resonance part.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은
상기 제2 장축 반지름과 상기 제2 단축 반지름의 길이 비율에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
The method of claim 3,
The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna are
And the second short axis radius is adjustable according to a length ratio of the second major axis radius and the second minor axis radius.
상기 본체부는
상기 원통의 중심점을 기준으로 제1 장축 반지름과 제1 단축 반지름을 가지는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
The method according to claim 1,
The main body
And a first short axis radius and a first short axis radius with respect to a center point of the cylinder.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은
상기 제1 장축 반지름과 상기 제1 단축 반지름의 길이 비율에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
6. The method of claim 5,
The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna are
And the second short axis is adjustable according to a length ratio of the first long axis radius to the first short axis radius.
상기 급전 동축선로는
상기 본체부의 절단면에 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
The method according to claim 1,
The feed coaxial line
Wherein the circularly polarized antenna is formed perpendicular to the cut surface of the body portion.
상기 급전 동축선로는
상기 본체부의 절단면 중 상대적으로 길이가 긴 절단면에 수직으로 형성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
8. The method of claim 7,
The feed coaxial line
Wherein the cut-off surface of the main body is formed perpendicular to a cut surface having a relatively long length.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성 및 축비 특성은
상기 급전 동축선로가 상기 공진부로부터 상기 본체부의 바깥쪽 모서리 방향으로 이격된 길이에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
8. The method of claim 7,
The reflection coefficient characteristic and the axial ratio characteristic of the circularly polarized antenna are
Wherein the power supply coaxial line is adjustable in accordance with a length of the resonant portion in a direction away from an outer edge of the main body portion.
상기 원형편파 안테나의 반사계수 특성은
상기 본체부와 상기 급전 동축선로의 높이 비율에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나.
8. The method of claim 7,
The reflection coefficient characteristic of the circularly polarized antenna is
And the power supply coaxial line is adjustable in accordance with a height ratio between the main body and the power supply coaxial line.
상기 유전체 공진기를 비스듬한 방향으로 직선 절단하는 단계;
상기 유전체 공진기의 절단면을 포함하여 상기 유전체 공진기를 원형 절단하여 공진부를 형성하는 단계; 및
상기 유전체 공진기의 직선 절단면에 급전 동축선로를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 공진부를 형성하는 단계는
상기 원통 모양의 유전체 공진기의 중심점으로부터 이격된 위치에 중심점을 가지는 원에 대응되는 부분을 절단하여 홈 형태로 상기 공진부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나 제조 방법.
Preparing a cylindrical dielectric resonator;
Straightening the dielectric resonator in an oblique direction;
Forming a resonance part by circularly cutting the dielectric resonator including the cut surface of the dielectric resonator; And
Forming a feed coaxial line on a straight cut surface of the dielectric resonator
Lt; / RTI >
The step of forming the resonant portion
And cutting the portion corresponding to a circle having a center point at a position spaced apart from a center point of the cylindrical dielectric resonator, thereby forming the resonance portion in a groove shape.
상기 유전체 공진기를 비스듬한 방향으로 직선 절단하는 단계;
상기 유전체 공진기의 절단면을 포함하여 상기 유전체 공진기를 원형 절단하여 공진부를 형성하는 단계; 및
상기 유전체 공진기의 직선 절단면에 급전 동축선로를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 직선 절단하는 단계는
상기 유전체 공진기를 45도 방향으로 직선 절단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나 제조 방법.
Preparing a cylindrical dielectric resonator;
Straightening the dielectric resonator in an oblique direction;
Forming a resonance part by circularly cutting the dielectric resonator including the cut surface of the dielectric resonator; And
Forming a feed coaxial line on a straight cut surface of the dielectric resonator
Lt; / RTI >
The straight cutting step
Cutting the dielectric resonator in a direction of 45 degrees
Wherein the circularly polarized antenna has an asymmetric semicircular shape.
상기 유전체 공진기를 비스듬한 방향으로 직선 절단하는 단계;
상기 유전체 공진기의 절단면을 포함하여 상기 유전체 공진기를 원형 절단하여 공진부를 형성하는 단계; 및
상기 유전체 공진기의 직선 절단면에 급전 동축선로를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 급전 동축선로를 형성하는 단계는
상기 급전 동축선로를 준비하는 단계; 및
상기 급전 동축선로를 상기 공진부로부터 상기 유전체 공진기의 바깥쪽 모서리 방향으로 이격된 위치에 배치하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 반고리 형상의 원형편파 안테나 제조 방법.Preparing a cylindrical dielectric resonator;
Straightening the dielectric resonator in an oblique direction;
Forming a resonance part by circularly cutting the dielectric resonator including the cut surface of the dielectric resonator; And
Forming a feed coaxial line on a straight cut surface of the dielectric resonator
Lt; / RTI >
The step of forming the feed coaxial line
Preparing the feed coaxial line; And
Disposing the feed coaxial line at a position spaced apart from the resonator in an outer corner of the dielectric resonator
Wherein the circularly polarized antenna has an asymmetric semicircular shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150124423A KR101674141B1 (en) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150124423A KR101674141B1 (en) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101674141B1 true KR101674141B1 (en) | 2016-11-08 |
Family
ID=57527916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150124423A KR101674141B1 (en) | 2015-09-02 | 2015-09-02 | Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101674141B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109193125A (en) * | 2018-08-01 | 2019-01-11 | 南通大学 | Single feedback circularly polarized dielectric resonator antenna |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246837A (en) * | 2000-12-15 | 2002-08-30 | Alps Electric Co Ltd | Circularly polarized wave antenna |
-
2015
- 2015-09-02 KR KR1020150124423A patent/KR101674141B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246837A (en) * | 2000-12-15 | 2002-08-30 | Alps Electric Co Ltd | Circularly polarized wave antenna |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Matthew T. K. TAM 외 1명 "Compact Circular Sector and Annular Sector Dielectric Resonator Antennas", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 47, NO. 5 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109193125A (en) * | 2018-08-01 | 2019-01-11 | 南通大学 | Single feedback circularly polarized dielectric resonator antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5357275B2 (en) | Planar slot antenna and manufacturing method | |
| EP2692016B1 (en) | Wireless communications device including side-by-side passive loop antennas and related methods | |
| JP5357274B2 (en) | Planar antenna and related methods | |
| KR101872460B1 (en) | Broadband dual-polarized antenna | |
| JP7168752B2 (en) | slotted patch antenna | |
| US20120299795A1 (en) | Miniaturized Ultra-Wideband Multifunction Antenna Via Multi-Mode Traveling-Waves (TW) | |
| US20130201070A1 (en) | Wireless communications device having loop waveguide transducer with spaced apart coupling points and associated methods | |
| US20110148729A1 (en) | Log periodic antenna | |
| KR101728470B1 (en) | Dual band circularly polarized antenna using artificial magnetic conductor | |
| US20130201066A1 (en) | Wireless communications device having loop antenna with four spaced apart coupling points and reflector and associated methods | |
| Zhang et al. | Wideband circularly polarized antennas for satellite communications | |
| US20130201065A1 (en) | Wireless communications device having loop antenna with four spaced apart coupling points and associated methods | |
| CN105144483B (en) | Circular polarized antenna | |
| KR101674141B1 (en) | Circularly polarized semi-eccentric annular antenna and manufacturing method for the same | |
| JP6592829B2 (en) | Broadband circularly polarized planar antenna and antenna device | |
| JP2005191781A (en) | Dual frequency patch antenna | |
| JP2009158997A (en) | Circularly polarized line antenna | |
| JP6311512B2 (en) | Integrated antenna device | |
| CN204407478U (en) | Communication antenna, antenna system and communication equipment | |
| CN204407481U (en) | Communication antenna, antenna system and communication equipment | |
| CN105990647B (en) | Communication antenna, antenna system and communication device | |
| CN109713441B (en) | Antenna unit and array antenna | |
| JP2006094352A (en) | Circularly polarized array antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20150902 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20160518 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20161028 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20161102 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20161103 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190905 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190905 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200925 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230620 Start annual number: 8 End annual number: 8 |