KR101753650B1 - 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101753650B1
KR101753650B1 KR1020150190497A KR20150190497A KR101753650B1 KR 101753650 B1 KR101753650 B1 KR 101753650B1 KR 1020150190497 A KR1020150190497 A KR 1020150190497A KR 20150190497 A KR20150190497 A KR 20150190497A KR 101753650 B1 KR101753650 B1 KR 101753650B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
shape
magnetic patch
magnetic
controller
Prior art date
Application number
KR1020150190497A
Other languages
English (en)
Inventor
김의정
고정호
Original Assignee
주식회사 한화
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 한화 filed Critical 주식회사 한화
Priority to KR1020150190497A priority Critical patent/KR101753650B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101753650B1 publication Critical patent/KR101753650B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/01—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the shape of the antenna or antenna system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0086—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices having materials with a synthesized negative refractive index, e.g. metamaterials or left-handed materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

본 발명은 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 모터 구동 축과 연결되어 모터에 의해 회전하며, 메타 물질로 구성되는 메타 물질 안테나, 상기 메타 물질 안테나를 둘러싸는 탄성 절연체 및 상기 탄성 절연체의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착되는 제1 자성 패치;로 구성되는 제 1 변형 링과 상기 제1 변형 링을 내측에 삽입하고, 내측 둘레에 제2 자성 패치가 다수개 부착되는 제2 변형 링을 포함하여, 상기 제1 자성 패치와 상기 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기, 극성 및 모터의 회전에 따른 상기 제1 자성 패치의 배열에 따라 상기 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 한다.

Description

안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법{ANTENNA SHAPE CONTROLLER, META MATERIAL ANTENNA SHAPE CONTROLLING DEVICE AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유도 미사일의 목적과 상황에 따라 안테나 형상을 제어할 수 있는 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이더(RADAR : Radio Detection And Ranging)는 인간의 가시거리 한계를 초월하여 원거리에 있는 물체의 존재를 탐지하는 센서로서, 기상 여건이나 주야에 관계없이 전천후 기능으로 단거리부터 수평선 너머 지구반대 편의 장거리 물체까지 탐지할 수 있는 고유한 신호의 특성이 있기 때문에 기존의 광학 수단을 이용한 방식과는 완전히 다른 전자파 센서이다.
이러한 레이더는 전자파를 이용하여 원거리의 표적을 볼 수 있는 전천후 전자의 눈으로서 항공 운항 및 관제, 지구 및 우주탐사, 기상관측, 선박 항해, 자동차 속도 측정 및 충돌 방지 등의 민수용뿐만 아니라 조기경보, 항만감시, 대공방어, 미사일 유도통제 등의 군사용 안테나로 사용된다.
주로 표적을 탐지하기 위한 레이더 안테나는 한국공개특허 제2007-0016691호 개시된 바와 같은 구성으로 이동하는 물체에 일정시간 전파를 송신하고, 물체에서 반사되는 전파를 수신함으로써 송신과 수신 간의 시간을 계산하여 물체까지의 상대거리를 검출하며, 수신된 신호의 주파수 성분으로부터 그 상대속도 등을 계산하여 감지한다. 그러나, 상기와 같은 종래 레이더 안테나를 사용하여 표적을 탐지하는 방법은 동서남북 4 방향에만 안테나가 존재하므로 각각의 안테나 경계 영역에서는 수신 신호의 세기가 현저하게 떨어져 정확한 표적을 탐지하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 자연계에 존재하지 않는 특성을 구현하기 위해 빛의 파장보다 매우 작은 크기로 만든 금속이나 유전물질로 설계된 메타 원자(Meta Atom)의 주기적인 배열로 이루어진 메타 물질로 이루어진 플렉서블한 메타 물질 안테나에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 유도 미사일과 표적의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하고, 도출된 안테나 빔 패턴에 따라 안테나 형상 파라미터를 도출하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 도출된 자성 패치별 자성의 세기와 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 토대로 자성의 세기 및 모터 회전을 조절하여 안테나 형상을 제어하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기는 모터 구동 축과 연결되어 모터에 의해 회전하며, 메타 물질로 구성되는 메타 물질 안테나; 상기 메타 물질 안테나를 둘러싸는 탄성 절연체; 및 상기 탄성 절연체의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착되는 제1 자성 패치;로 구성되는 제 1 변형 링과 상기 제1 변형 링을 내측에 삽입하고, 내측 둘레에 제2 자성 패치가 다수개 부착되는 제2 변형 링을 포함하여, 상기 제1 자성 패치와 상기 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기, 극성 및 모터의 회전에 따른 상기 제1 자성 패치의 배열에 따라 상기 메타 물질 안테나의 형상을 변형시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 변형 링은 일정 간격으로 이격된 상태에서 상기 제2 변형 링의 내측에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에 있어서, 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집하는 정보 수집부; 수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출하는 공간 정보 도출부; 도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하는 빔 패턴 도출부;도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 형상 파라미터 도출부; 및 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성의 세기, 극성 및 모터 회전을 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 제어부;를 포함한다.
또한, 상기 정보 수집부는 위성 항법 정보로부터 유도 미사일의 위치 정보를 수집하고, 유도 미사일에 구비되는 다수개의 센서로부터 유도 미사일의 자세, 고도 및 회전 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세부 정보를 수집하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파라미터 도출부는 기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성과 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 안테나 제어부는, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어하는 자성 제어부; 및 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어하기 위해 상기 안테나 형상 제어기의 모터의 회전을 제어하는 모터 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자성 제어부는 상기 안테나 형상 제어기에 다수개 구비되는 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별로 자성의 세기를 각각 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자성 제어부는 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 동일하게 하는 경우, 메타 물질 안테나를 밀어내는 압력을 형성되고, 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 다르게 하는 경우, 메타 물질 안테나를 당기는 압력이 형성되어 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법은 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법에 있어서, 정보 수집부에 의해, 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집하는 단계: 공간 정보 도출부에 의해, 수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출하는 단계; 빔 패턴 도출부에 의해, 도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하는 단계; 형상 파라미터 도출부에 의해, 도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 단계; 및 안테나 제어부에 의해, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성의 세기 및 극성 및 모터 회전을 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 단계;를 포함한다.
또한, 도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 단계는, 기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성과 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성의 세기 및 극성 및 모터 회전을 제어하는 단계는, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어하는 단계; 및 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어하기 위해 상기 안테나 형상 제어기의 모터의 회전을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법은 유도 미사일과 표적의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하고, 도출된 안테나 빔 패턴에 따라 안테나 형상 파라미터를 도출하고, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상을 제어함으로써, 유도 미사일의 목적과 상황에 따라 유동적으로 안테나의 형상을 변형하여 정확한 표적을 탐지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 측면을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 정면을 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에서 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 다르게 한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에서 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 동일하게 한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 측면을 나타내는 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기의 정면을 나타내는 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기(10)는 크게 제1 변형 링(20), 제2 변형 링(30) 및 모터(40)를 포함한다.
제1 변형 링(20)은 메타 물질 안테나(21), 탄성 절연체(22) 및 제1 자성 패치(23)를 포함한다.
메타 물질 안테나(21)는 모터 구동 축과 연결되어 모터(40)에 의해 회전하고, 외부로부터 입력되는 자성에 의한 세기에 따라 형상이 변형된다.
이를 위해, 메타 물질 안테나(21)는 스펀지와 같이 플렉서블한 재질로 구성될 수 있다. 이때, 플렉서블한 재질은 자연계에 존재하지 않는 특성을 구현하기 위해 빛의 파장보다 매우 작은 크기로 만든 금속이나 유전물질로 설계된 메타 원자(Meta Atom)의 주기적인 배열로 이루어진 메타 물질로 이루어질 수 있다.
메타 물질 안테나(21)는 원통형, 직육면체 등과 같이 다양한 형상으로 구성될 수 있으나, 본 발명에서는 미사일의 형상에 적합하도록 원통형의 모양으로 이루어지는 것이 바람직하다.
탄성 절연체(22)는 메타 물질 안테나(21)를 둘러싸고 있다.
탄성 절연체(22)는 메타 물질 안테나(21)와 자성 패치(23,31)들간 전자기적 간섭 영향을 줄이기 위한 차폐 기능과 자기력을 제거할 때 메타 물질 안테나의 본래 모양으로 복구시킨다. 즉, 이후 설명되는 제1 자성 패치(23)와 제2 자성 패치(31) 간의 자성이 메타 물질 안테나(21)의 내부로 유입되지 않거나 자성이 인가되지 않으면, 메타 물질 안테나(21)는 본래의 모양으로 복구될 수 있다.
제1 자성 패치(23)는 탄성 절연체(22)의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착된다.
제1 자성 패치(23)는 입력되는 자성의 세기가 제어되어, 메타 물질 안테나(21)의 형상을 변형시킬 수 있다. 이때, 부착되는 간격이 좁을수록 메타 물질 안테나(21)로 유입되는 자성의 세기를 세밀하게 제어할 수 있다.
제1 자성 패치(23)는 메타 물질 안테나(21) 측면에 상하로도 부착될 수 있다. 이와 같이, 상하에 부착되는 경우 상하의 자성 세기를 달리하여 메타 물질 안테나(21)로 인가되는 세기가 제어되면 혼 타입과 같은 안테나 형상도 만들어 낼 수 있다.
제2 변형 링(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 변형 링(20)을 내측에 삽입한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 변형 링(20)은 일정 간격으로 이격된 상태에서 제2 변형 링(30)의 내측에 삽입되게 되는데 이는 메타 물질 안테나(21)의 형상이 늘어나거나 줄어들었을 때 이를 허용하기 위함이다.
제2 자성 패치(31)는 제2 변형 링(30)의 내측 둘레 즉, 제1 자성 패치(23)와 대응되는 위치에 다수개 부착된다.
제2 자성 패치(31)는 입력되는 자성의 세기 및 극성이 제어되어, 메타 물질 안테나(21)의 형상을 변형시킬 수 있다.
이때, 제2 자성 패치(31)는 제1 자성 패치(23)와의 극성을 동일하게 하는 경우, 서로 밀어내는 성질로 변하므로 메타 물질 안테나(21)를 밀어내는 압력이 형성되고, 제1 자성 패치와의 극성을 다르게 하는 경우, 서로 당기는 성질로 변하므로 메타 물질을 안테나(21)를 당기는 압력이 형성됨으로써, 메타 물질 안테나(21)의 형상에 영향을 줄 수 있다. 이에 대해서는 이후에 보다 자세하게 설명하기로 한다.
모터(40)는 모터 구동축을 중심으로 메타 물질 안테나를 회전시켜, 제1 자성 패치(23)의 배치를 변경시킨다. 예를 들어, 2개의 제2 자성 패치가 1개의 제1 자성 패치에 영향을 줄 수 있는 구조가 가능하게 됨으로써, 다양한 조합으로 자성의 세기를 제어할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에서 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 다르게 한 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에서 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 동일하게 한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기(10)를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치(100)는 크게 정보 수집부(110), 공간 정보 도출부(120), 빔 패턴 도출부(130), 형상 파라미터 도출부(140) 및 안테나 제어부(150)를 포함한다.
정보 수집부(110)는 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집한다.
정보 수집부(110)는 위성 항법 정보로부터 유도 미사일의 위치 정보를 수집하고, 유도 미사일에 구비되는 다수개의 센서로부터 유도 미사일의 자세, 고도 및 회전 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세부 정보를 수집한다.
공간 정보 도출부(120)는 수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출한다. 이때, 공간 정보는 표적과 미사일간의 거리 뿐만 아니라 표적의 개수, 표적의 부피 정보도 포함된다.
빔 패턴 도출부(130)는 도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출한다.
빔 패턴 도출부(130)는 표적과 유도 미사일이 원거리에 위치한 경우 메타 물질 안테나가 넓은 범위를 탐색하도록 FoV내 영역을 스캐닝하도록 운용되고, 표적과 유도 미사일이 근거리에 위치한 경우 정밀타격이 요구되므로 이에 적합하도록 펜슬 빔을 만들어 안테나 빔 패턴을 도출할 수 있다.
형상 파라미터 도출부(140)는 도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출한다.
형상 파라미터 도출부(140)는 기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성 그리고 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출한다. 이때, 파라미터 테이블은 수치해석이나 시뮬레이션 등을 통해 빔 폭에 따른 다양한 안테나 형상에 따른 환산 모델을 생성하고, 생성된 환산 모델에 대응되는 안테나 형상 파라미터 값을 기 저장하고 있는 테이블로, 빔 패턴 도출부(130)에서 도출된 안테나 빔 패턴에 상응하는 안테나 형상 파라미터 값을 제공한다.
안테나 제어부(150)는 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성 세기 및 모터 회전을 제어한다.
이를 위해, 안테나 제어부(150)는 자성 제어부(151) 및 모터 제어부(152)를 포함한다.
자성 제어부(151)는 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 안테나 형상 제어기(10)의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어한다.
자성 제어부(151)는 안테나 형상 제어기에 다수개 구비되는 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별로 자성의 세기를 각각 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시킬 수 있다.
자성 제어부(151)는 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 다르게 하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 메타 물질 안테나를 당기는 압력이 형성되고, 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 동일하게 하는 경우, 도 5 에 도시된 바와 같이 메타 물질 안테나를 밀어내는 압력을 형성되어, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시킬 수 있다.
모터 제어부(152)는 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어한다.
도 7은 본 발명에 따른 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법은 앞서 설명한 테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집한다(S100).
S100 단계는 위성 항법 정보로부터 유도 미사일의 위치 정보를 수집하고, 유도 미사일에 구비되는 다수개의 센서로부터 유도 미사일의 자세, 고도 및 회전 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세부 정보를 수집한다.
다음, 수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출한다(S200).
S200 단계는 공간 정보는 표적과 미사일간의 거리뿐만 아니라 표적의 개수, 표적의 부피 정보도 포함할 수 있다.
다음, 도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출한다(S300).
S300 단계는 표적과 유도 미사일이 원거리에 위치한 경우 메타 물질 안테나가 넓은 범위를 탐색하도록 FoV내 영역을 스캐닝하도록 운용되고, 표적과 유도 미사일이 근거리에 위치한 경우 정밀타격이 요구되므로 이에 적합하도록 펜슬 빔을 만들어 안테나 빔 패턴을 도출할 수 있다.
다음, 도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출한다(400).
S400 단계는 기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성 그리고 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출한다.
다음, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성 세기 및 모터 회전을 제어한다(S500).
S500 단계는 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어하고, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어하기 위해 상기 안테나 형상 제어기의 모터의 회전을 제어하여 메타 물질 안테나의 형상을 변형시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법은 유도 미사일과 표적의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하고, 도출된 안테나 빔 패턴에 따라 안테나 형상 파라미터를 도출하고, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 자성의 세기를 조절하여 안테나 형상을 제어함으로써, 유도 미사일의 목적과 상황에 따라 유동적으로 안테나의 형상을 변형하여 정확한 표적을 탐지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10 : 안테나 형상 제어기
100 : 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치
110 : 정부 수집부
120 : 공간 정보 도출부
130 : 빔 패턴 도출부
140 : 형상 파라미터 도출부
150 : 제어부

Claims (11)

  1. 모터 구동 축과 연결되어 모터에 의해 회전하며, 메타 물질로 구성되는 메타 물질 안테나;
    상기 메타 물질 안테나를 둘러싸는 탄성 절연체; 및
    상기 탄성 절연체의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착되는 제1 자성 패치;로 구성되는 제 1 변형 링과
    상기 제1 변형 링을 내측에 삽입하고, 내측 둘레에 제2 자성 패치가 다수개 부착되는 제2 변형 링을 포함하여,
    상기 제1 자성 패치와 상기 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기, 극성 및 모터의 회전에 따른 상기 제1 자성 패치의 배열에 따라 상기 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 변형 링은 일정 간격으로 이격된 상태에서 상기 제2 변형 링의 내측에 삽입되는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기.
  3. 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치에 있어서,
    위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집하는 정보 수집부;
    수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출하는 공간 정보 도출부;
    도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하는 빔 패턴 도출부;
    도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 형상 파라미터 도출부; 및
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기에 다수개 구비되는 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별로 자성의 세기, 극성 및 모터 회전을 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 메타 물질 안테나는 모터 구동 축과 연결되어 모터에 의해 회전하며, 메타 물질로 구성되고,
    상기 제1 자성 패치는 상기 메타 물질 안테나를 둘러싸는 탄성 절연체의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착되며,
    상기 제2 자성 패치는 상기 탄성 절연체를 내측에 삽입하는 제2 변형 링에 부착되며,
    상기 제1 자성 패치와 상기 제2 자성 패치는 상기 제어부에 의해 입력되는 자성의 세기, 극성 및 모터의 회전에 따른 상기 제1 자성 패치의 배열에 따라 상기 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정보 수집부는 위성 항법 정보로부터 유도 미사일의 위치 정보를 수집하고, 유도 미사일에 구비되는 다수개의 센서로부터 유도 미사일의 자세, 고도 및 회전 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 세부 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 파라미터 도출부는 기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성과 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출하는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 안테나 제어부는,
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어하는 자성 제어부; 및
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어하기 위해 상기 안테나 형상 제어기의 모터의 회전을 제어하는 모터 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자성 제어부는 상기 안테나 형상 제어기에 다수개 구비되는 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별로 자성의 세기를 각각 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자성 제어부는 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 동일하게 하는 경우, 메타 물질 안테나를 밀어내는 압력을 형성되고, 제1 자성 패치와 제2 자성 패치의 극성을 다르게 하는 경우, 메타 물질 안테나를 당기는 압력이 형성되어 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치.
  9. 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법에 있어서,
    정보 수집부에 의해, 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 수집하는 단계:
    공간 정보 도출부에 의해, 수집된 위성 항법 정보와 유도 미사일의 세부 정보를 토대로 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 도출하는 단계;
    빔 패턴 도출부에 의해, 도출된 표적과 유도 미사일 간의 공간 정보를 토대로 안테나 빔 패턴을 도출하는 단계;
    형상 파라미터 도출부에 의해, 도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 단계; 및
    안테나 제어부에 의해, 도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성의 세기 및 극성 및 모터 회전을 제어하여, 메타 물질 안테나의 형상을 변형시키는 단계;
    를 포함하며,
    상기 메타 물질 안테나는 모터에 의해 회전하며,
    상기 안테나 형상 제어기는 상기 메타 물질 안테나를 둘러싸는 탄성 절연체의 외측 둘레에 일정 간격으로 다수개 부착되는 제1 자성 패치와, 상기 제1 자성 패치와 일정 간격 이격되게 상기 탄성 절연체를 내측에 삽입한 제2 변형 링에 부착되는 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기, 극성 및 모터의 회전에 따른 상기 제1 자성 패치의 배열에 따라 상기 메타 물질 안테나의 형상이 변형되는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    도출된 안테나 빔 패턴을 토대로 안테나 형상 파라미터를 도출하는 단계는,
    기 설정된 파라미터 테이블에서 도출된 안테나 빔 패턴을 형성하기 위한 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치별 자성의 세기 및 극성과 모터의 회전 값을 포함하는 안테나 형상 파라미터를 도출하는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로 안테나 형상 제어기의 자성의 세기 및 극성 및 모터 회전을 제어하는 단계;
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치 및 제2 자성 패치에 입력되는 자성의 세기 및 극성을 제어하는 단계; 및
    도출된 안테나 형상 파라미터를 토대로, 상기 안테나 형상 제어기의 제1 자성 패치의 배열을 제어하기 위해 상기 안테나 형상 제어기의 모터의 회전을 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 형상 제어기를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 방법.

KR1020150190497A 2015-12-30 2015-12-30 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법 KR101753650B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190497A KR101753650B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190497A KR101753650B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101753650B1 true KR101753650B1 (ko) 2017-07-04

Family

ID=59357330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150190497A KR101753650B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101753650B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102084437B1 (ko) * 2019-08-19 2020-05-29 주식회사 한화 멀티 채널 메타 안테나 제어장치 및 이를 구비한 멀티 채널 메타 안테나
US11545759B2 (en) 2019-11-29 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for transmitting and receiving signal in a wireless communication system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012516119A (ja) * 2009-01-26 2012-07-12 ドレクセル・ユニバーシティー Ｍｉｍｏ系において再構成可能アンテナを選択するシステムおよび方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012516119A (ja) * 2009-01-26 2012-07-12 ドレクセル・ユニバーシティー Ｍｉｍｏ系において再構成可能アンテナを選択するシステムおよび方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102084437B1 (ko) * 2019-08-19 2020-05-29 주식회사 한화 멀티 채널 메타 안테나 제어장치 및 이를 구비한 멀티 채널 메타 안테나
US11545759B2 (en) 2019-11-29 2023-01-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for transmitting and receiving signal in a wireless communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109073348B (zh) 用于对埋藏物体进行探测、定位和图像获取的机载***和方法、表征底土成分的方法
KR950003795A (ko) 3차원 화상 밀리미터파 추적 및 안내 시스템
KR101753650B1 (ko) 안테나 형상 제어기, 이를 이용하는 메타 물질 안테나 형상 제어 장치 및 그 방법
WO2018138942A1 (ja) 送電設備監視装置、送電設備監視ユニット及び送電設備監視システム
Schartel et al. An experimental study on airborne landmine detection using a circular synthetic aperture radar
EP3173814A1 (en) System and method for detecting and visualizing targets by airborne radar
CN108369082B (zh) 武器和***物检测器和检测方法
US7372425B2 (en) Cruciform antenna comprising linear sub-antennas and associated processing
RU2344439C1 (ru) Вертолетный радиолокационный комплекс
RU2310884C1 (ru) Способ имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении
Schartel et al. A multicopter-based focusing method for ground penetrating synthetic aperture radars
WO2017169013A1 (ja) 端末装置、サーバ装置、情報処理方法及びプログラム
García-Fernández et al. SAFEDRONE project: development of a UAV-based high-resolution GPR system for IED detection
Schroeder et al. Stationary cassidian FM Passive Radar demonstrator for 24/7 operation and sensor cluster measurements
KR102618865B1 (ko) 3d 지도 작성 시스템
Bossi et al. Design of a robotic platform for landmine detection based on Industry 4.0 paradigm with data sensors integration
US20140077993A1 (en) Integrated system for combating improvised explosive devices
RU2615988C1 (ru) Способ и комплекс барьерного зенитного радиолокационного обнаружения малозаметных летательных аппаратов на базе сетей сотовой связи стандарта gsm
EP3526623B1 (en) Bistatic interferometric terrestrial radar with transponder
US20150287224A1 (en) Virtual tracer methods and systems
Sato et al. The development of the hand-held dual-sensor ALIS
KR20170000835A (ko) 포탄의 오폭이 방지되는 fmcw근접센서 탑재신관 및 이를 이용한 포탄고도 탐지방법
WO2019209275A1 (en) Passive altimeter system for a platform and method thereof
CN116125488A (zh) 目标追踪方法、信号融合方法、装置、终端和存储介质
RU2818398C1 (ru) Способ и устройство противодействия беспилотным летательным аппаратам

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant