KR860000332B1 - 안테나장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

안테나장치
제1도는 종래의 집속비임급전방식의 안테나장치의 설명도.
제2도는 종래의 호올절환방식의 안테나장치의 설명도.
제3도는 본원 발명의 일실시예의 안테나장치의 설명도.
제4도는 본원 발명의 다른 실시예의 안태나장치의 설명도.
제5도는 본원 발명을 글레고리안방식으로 한 실시예의 설명도.
제6도는 본원 발명의 또 다른 실시예의 안테나장치의 설명도.
본원 발명은 최소한 2개 이상의 주파수대로 사용하는 대형안테나에 있어서, 안테나의 1차방사게를 절환하여 다주파수대의 사용에 대처하는 안테나장치에 관한 것이다.
종래부터 위성통신용 안테나 또는 대형 전파망원경 등에 사용되어 온 안테나 형식은 제1도, 제2도에 나타낸 바와 같은 것이 있었다.
제1도는 집속비입근전게(Beam Wareguide System)을 1차방사계에 사용하여, 다주파수대에 대처하는 복수개의 호온을 갖는 안테나의 설명도이다. 제1도에 있어서, 제1(1a)도, 제1(1b)도, 제1(1c)도, 제1(1d)도는 각기 주파수대 fa, fb, fc, fd의 전파를 방사하는 호온을 나타낸다. (2)는 부반사경, (3)은 주반사경, (4a), (4b), (4c), (4d)는 각 대역의 급전장치, (6), (7)은 호온에서 방사된 전파가 최종적으로 부반사경(2), 주반사경(3)에 의해 반사되어서 공중으로 방사되는 광선, (8a), (8b), (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15)는 집속반사경이며 곡면경 또는 평면경으로 구성되어 있다. (16)은 주반사경(3)의 경축(鏡軸)을 나타낸다. 여기서는 4개의 대역의 주파수에서의 사용예에 대해서 설명한다. 먼저 fa의 주파수를 사용할 경우는 집속반사경(8a), (또는 8b)를 제거하고 호온(1a)에서 방사되는 전파를 집적 집속반사경(12)을 향해서 방사한다. 집속반사경(12)으로 반사된 전파는 집속반사경(13)을 향하고 그곳에서 반사된다. 이하 집속반사경(14), (15), 부반사경(2), 주반사경(3)으로 반사되어 반사광성(6), (7)로 되어서 공중으로 방사된다. 수신시는 상기와 반대의 순서로 호온(1a)까지 전파가 전송된다.
다음에 fb의 주파수를 사용할 경우는 집속반사경(8)을 (8a)처럼놓는다. 그렇게 하면, 호온(1b)에서 방사된는 전파는 집속반사경(9), (8a)에서 반사되어 집속반사경(12)을 향한다.
집속반사경(12) 이후의 반사는 상기 fa의 때와 마찬가지이며 최후로 주반사경(3)에서 광선(7)으로 되어 반사된다.
fc는 주파수사용시는 집속반사경(8)을 (8a)의 위치에 설정하고, 집속반사경(9)을 제거한다. 그렇게 하면 주파수 fc의 전파는 호온(1c)에서 집속반사경(10)을 탕해서 방사되며, 이후는 fb 때와 마찬가지의 경로를 거쳐 최종적으로 광선(7)으로 되어 주반사경(3)에서 방사된다.
fd는 주파수의 경우는 집속반사경(8)을 (8b)의 위치에 놓는다. 그렇게 하면 주파수 fd의 전파는 호온(1d)에서 집속반사경(11)을 탕해 방사되며, 이 집속반사경(11)에 의해 반사되어서 집속반사경(8b)을 탕한다. 이후의 전파의 경로는 fb 또는 fc 때와 마찬가지이며 최종적으로 광신(7)으로 되어 주반사경(3)에서 방사된다.
이 급전방식은 안태나의 앙각 Ee축 둘레회저니에 대해서 호온(1a)∼(1d), 급전장치(4a)∼(4c)가 고정한 채이므로 보수적용면(保守適用面)의 이점을 갖는 한편, 다수매의 집속반사경을 기계구조 등과 정합시켜서 배치시키는 일로 해서 구조가 복잡하고 대형의 구성으로 되는 결점을 갖는다.
한편, 비임급전계를 사용하지 않고 각 주파수 대역마다 1차방사기(여기서는 호온으로 나타낸다)를 절환하도록 한 방식이 제2도이다.
제2도에 있어서 (1a), (1b)는 호온, (2a), (2b)는 부반사경, (3)은 주반사경, (4a)(4b)는 급전장치, (5a), (5b), (6a), (6b), (7)은 각기 1차방사기(1a), (1b)에서 방사된 전파의 경로, (16)은 주반사경(3)의 경축, (17)은 호온축을 나타낸다.
지금 fa라는 주파수를 사용할 경우네는 부반사경을 (2a)처럼 (1a)에 호온에 대탕시켜, 호온(1a)으로부터의 전파는 (5a), (6a), (7)로 되어 부반사경(2), 주반사경(3)으로 반사되어 공중으로 방사된다. 한편, 수신시는 상기와 반대의 경로로 호온(1a)에 들어간다.
이것에 반하여, 주파수 fb를 사용할 경우에는 부반사경을 (2b)의 위치에, 호온(1b)에 대탕시키도록 이동시킨다.
이 급전방식은 호온축(17)이 주반사경(3)의 경축(16)에 대해서 변위하고(OFF Set하고) 있기 때문에 이른바 오프세트 형식의 안테나가 된다. 따라서 부반사경은 축대칭이 아닌 비회전대칭의 경면으로 되기 때문에 (주반사경이 축대칭 경면이라도 부반사경은 축대칭의 경면으로는 되지 않는다) 이 비대칭의 경면에 의해서 교차면파성분(交差面波成分)이 발생하며, 원편파사용시에 있어서 서로 직고하는 좌우 양편파의 비임이 서로 역방탕으로 기울어(Tilt) 이른바 Beam Separation을 야기시켜, 안태나의 지탕 정도(精度)의 열화와 더불어 이득 저하 등 안테나 성능 열화의 원인으로 된다. 또한 직선편파사용시에서의 안테나의 교차편파특서의 열화를 일으킨다.
본원발명은 이상의 결점을 감안하여, 비교적 소형이며 또한 오프세트형식에 기인하는 교차편파를 소거토록 한 1차방사계절환에 의해 다주파수대의 사용에 대처하는 주파수 공용 안테나를 제공하는 것이다.
다음에 본원 발명의 일실시예를 제3도에 의거하여 상세하게 설명한다.
제3도는 2주파공용의 경우이며, (1a), (1b)는 1차 방사기(여기서는 호온을 나타낸다), (2a), (2b)는 부반사경, (3)은 주반사경, (4a), (4b)는 급전장치, (6a), (6b), (7)은 호온(1a), (1b)에서 방사된 전파의 경로를 나타내는 광선, (9a), (9b), (12a), (12b)는 집속반사경, (16)은 주반사겨의경축, (18a), (18b)는 비임중심축을 나타낸다.
지금 제3도에 있어서 집속반사경(9a), (12a), 부반사경(2a)(2b) 각각에 입사하는 전파를 반사하는 전파의 이루는 각도를 가기 δ1,δ2,δ3각 반사경겨의 비임반경을 w1, w2, w3및 초점거리를 f1, f2, f3라고 하면, 이때 이들 비회전대칭의 경면계에서 발생하는 교차편파레벨 C는 다음 식으로 주어진다.
Figure kpo00001
단,
Figure kpo00002
Di ; 각 반사경의 직경이며 예를 들어 D1은 부반사경의, D2는 집속반사경(9a)의, D3는 집속반사경(12a)의 직경이다.
L ; 각 반사경의 에지레벨
R1; 각 반사경에 입사하는 파면의 곡률
Ri' ; 각 반사경에서 반사하는 파면의 곡률
e=2.71828
따라서, 이와 같은 계에 있어서 주파수 fa로 Di, fi, wi, δi를 적당히 선정함으로써 C=0, 즉 교차편파성분이 발생하지 않는 계로 할 수 있다. 이것은 종례 예의 제2도에서의 오프세트형식에 기인하는 교차편파를 집속비임급전계(이 예에서는 호온(1), 집속반사경(9)(12)의 조합)에서 발생하는 교차편파로 소거하는 것을 뜻하고 있다.
한편, 주파수 fa에 있어서, C=0과 같은 f1, f2, f3및 δ1,δ2,δ3가 정해진 계에 있어서, 주파수 fb에 있어서 호온치수를 바꿈으로써 C=0 또는 C
Figure kpo00003
0으로 하는 것은 가능하다.
지금 이와 같이 해서 주파수 fa로 결정한 경면계가, 각기 (1a), (9a), (12a), (3)으로 구성되다고 하면, 주파수 fb에 있어서 결정하는 경면계는 호온을 제외하고 (9a), (12a), (3)은 공통이다. 따라서, 주파수 fb를 방사하는 호온을, 주반사경(3)의 경축(16)을 중심으로 해서 호온(1a)의 호온축(17a)이 만드는 원주상에 배치해 놓으면(제3도의 실시예에서는 호온(1a)과 호온(1b)과는 대칭의 위치에 있다), 집속반삭경(9a)(12a) 및 부반사경(12a)을 경축 둘레로 180°회전시켜서 각기 (9b), (12b), (2b)의 위치에 설정하면, 주파수 fb의 경면계는 도면의 파선으로 나타낸 바와 같이 된다. 물론 지금의 설명에서는 호온(1a), (1b)를 고정하고, 집속반사경(9a), (12a), (2a)를 회전시키도록 했지만, 반대로 집속반사경(9a), (12a), (2a)를 고정하고, 호온(1a), (1b)를 경축(16)둘레로 회전시키는 것도 가능하다.
제4도는 4주파수 공용일 경우의 호온 배치의 일례를 나타낸 것으로, 4개의 주파수대에서 사용 가능한 것처럼 4개의 호온(1a), (1b), (1c), (1d)를 배치하고 있다. 그리고 이 예에 의하지 않고 더욱 많은 호온의 배치도 기계적인 정합(整合)을 취하면 가능하다.
제5도는 본원 발명을 글레고리안((Gregorian) 안테나방식으로서 적용한 예이다. 그리고, 도시를 생략했지만, 각 실시예와 마찬가지로 호온(1) 및 급전장치(4)는 복수계 설치되어 있다.
제6도는 본원 발명의 특별한 경우이며, 주반사경의 경축(16)과, 집속반사경(9a)(2)으로부터의 반사광선이 일치했을 경우이며, 이 경우는 부반사경(2)은 고정, 집속반사경(9a), (12a)만을 경축(16)둘레로 회전시켜 (9b), (12b)의 위치에 설정하면 된다.
물론 상술한 바와 같이 집속반사경(9a), (12a)를 고정하여, 호온(1b)을 경축(16)둘레로 회전시켜도 마찬가지이다. 이 경우는 1차방사계인 집속비임급전계뿐이며, 상술한 교차편파소 거의 조건을 충족시키고 있다.
이상처럼 1차방사계의 질환에 의해 다주파수대의 사용에 대처하는 안테나에 있어서, 호온의 오프세트화에 수반해서, 비회전대치의 부반사경을 사용하기 때문에 발생하는 교차편파를 적어도 2매의 집속반사경으로 이루어진 집속비임급전계에서 발생하는 교파편파로 소거함으로써 원편파사용시의 Beam Separation을 억제하고 그 결과, 안테나의 지탕정도의 열화·이득저하를 막는 것이다. 또한 직선편파 사용시의 안테나의 교차편파 특성이 양호해진다.
또 1차방사계의 절환에 의해 다주파수대의 사용에 대처하는 안태나에 있어서, 회전대칭의 부반사경을 사용할 경우, 교차편파소거 조건을 충족시키는 2매의 집속반사경으로 이루어진 집속비임급전게를 1차방사계로하여 비교적 수성이 간단하며 또한 소형의 안테나장치를 제공하는 것이다.

Claims (6)

  1. 도면에 표시하고 본문에 상술한 바와 같이 각기 다른 주파수대의 전파를 방사하는 복수개의 호온을 안태나축 둘레에 배설하고, 이들 호온을 절환 사용토록 한 오프세트 급전방식의 안테나장치에 있어서, 그 오프세트 겁전과 비호전 대칭의 부반사경에서 발생하는 교차편파를 최소한 2매의 집속반사경(9,12)으로 이루어진 집속비임급 전계에서 발생하는 교차편파로 소거시키는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
  2. 집속비임급 전계의 집속반사경(9,12)을 고정하고, 대상으로 하는 다수의 주파수 대용의 호온(1a,1b)군(群)중의 하나를 순차 절환하여 대향시키는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 안테나장치
  3. 대상으로 하는 다수의 주파수대용의 호온(1a,1b)군을 고정하고, 집속비임급전계의 집속반사경(9,12)계를 호온에 대향하도록 회전 이동시키는 동시에, 부반사경(2)도 그것에 대탕하도록 회전 이동시키는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 안테나장치.
  4. 1차방사계의 절환에 의해서 다주파수대에서의 사용에 대처하며, 회전대칭의 부반사경(2)을 갖는 안테나장치에 있어서, 집속반사경(8a-15)에서 발생하는 교차편파를 2매의 집속반사경(9,12)으로 소거하도록 구성한 집속비임급전계를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나장치.
  5. 집속비임급전계의 집속반사경(9,12)을 고정하고, 대상으로 하는 다수의 주파수대용 호온(1a,1b)군중의 하나를 순차 절환하여 대향시키는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 4기재의 안테나장치.
  6. 대상으로 하는 다수의 주파수대용 호온(1a,1b)군을 고정하고, 집속비임급전계의 집속반사경(9,12)계를 호온에 대향하도록 호전·이동시키는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 4기재의 안테나장치.
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