KR20170087778A - 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치 - Google Patents

안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 안테나 장치는, 레이더 시스템의 안테나 장치에 있어서, 복수의 방사체들; 및 상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 급전점으로부터 수신되는 신호를 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며, 상기 분배부는, 상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 복수의 급전 포트들과, 상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에서 분기되는 분기부를 포함한다.

Description

안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치{ANTENNA APPARATUS AND AUTOMOTIVE RADAR APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치에 관한 것으로, 특히 미세한 파워 배분을 통해 광각 빔을 형성할 수 있는 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이더 시스템이 다양한 기술분야에 적용되고 있다. 이 때 레이더 시스템이 차량에 탑재되어, 차량의 이동성을 향상시키고 있다. 이러한 레이더 시스템은 전자기파를 이용하여, 차량의 주변환경에 대한 정보를 탐지한다. 그리고 해당 정보가 차량의 이동에 이용됨에 따라, 차량 이동성의 효율이 향상될 수 있다. 이를 위해, 레이더 시스템은 안테나 장치를 구비한다. 즉 레이더 시스템은 안테나 장치를 통해 전자기파를 송수신한다. 이 때 안테나 장치는 다수개의 방사체들을 포함한다. 여기서, 방사체들은 일정한 사이즈 및 형상으로 형성된다.
그런데, 상기와 같은 레이더 시스템의 안테나 장치는, 방사체들의 성능이 균일하지 않은 문제점이 있다. 이는, 안테나 장치에서 방사체들의 위치에 따라, 손실율과 같은 환경 요인이 상이하게 발생하기 때문이다. 아울러, 상기와 같은 레이더 시스템의 안테나 장치는 일정 탐지 범위를 갖는 문제점이 있다. 이로 인하여, 레이더 시스템이 하나의 안테나 장치를 구비하여, 넓은 범위의 정보를 탐지하는 데 어려움이 있다. 또는 레이더 시스템이 다수개의 안테나 장치들을 구비하는 경우, 레이더 시스템의 사이즈가 확대되고, 비용이 증가할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 레이더 시스템의 동작 효율성을 향상시킬 수 있는 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는 다수 개의 방사체로 미세한 파워를 배분할 수 있는 급전부를 포함한 안테나 장치 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치를 제공한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 안테나 장치는, 레이더 시스템의 안테나 장치에 있어서, 복수의 방사체들; 및 상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 급전점으로부터 수신되는 신호를 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며, 상기 분배부는, 상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 복수의 급전 포트들과, 상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에서 분기되는 분기부를 포함한다.
또한, 상기 복수의 급전 선로들은, 일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향에서 수직한 타 방향으로 나란하게 배치된다.
또한, 상기 복수의 급전 포트들은, 상기 타 방향을 따라 배열되며, 순차적으로 연결된다.
또한, 상기 복수의 급전 포트들 각각은, 상기 타 방향으로 연장되는 제 1 연결부와, 상기 제 1 연결부에 연결되고, 상기 제 1 연결부로부터 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 급전 선로들에 각각 연결되는 제 2 연결부를 포함한다.
또한, 상기 분기부는, 상기 복수의 급전 포트 중 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 일단이 연결되고, 상기 복수의 급전 포트 중 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 타단이 연결된다.
또한, 상기 분기부는, 상기 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 1 연결점과, 상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 2 연결점을 연결하는 분기 선로를 더 포함한다.
또한, 상기 제 2 급전 포트는, 상기 복수의 급전 포트들 중 상기 급전점으로부터 가장 멀리 이격된 급전 포트이며, 상기 제 1 급전 포트는, 상기 제 2 급전 포트의 제 1 연결부와 직접 연결된 제 1 연결부를 포함하는 급전 포트이다.
또한, 상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 위상과 동일하다.
또한, 상기 상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 반전 위상을 가진다.
또한, 상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에는, 상기 제 2 연결부의 내측 방향으로 함몰된 슬릿이 형성된다.
또한, 레이더 시스템의 안테나 장치에 있어서, 복수의 방사체들; 및 상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 급전 포트와, 상기 급전 포트를 통해 급전점으로부터 수신되는 신호를 상기 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며, 상기 복수의 급전 선로들은, 일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향에서 수직한 타 방향으로 나란하게 배치되고, 상기 복수의 급전 포트들 각각은, 타 방향으로 연장되어 순차적으로 연결되는 제 1 연결부와, 상기 제 1 연결부에 연결되고, 상기 제 1 연결부로부터 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 급전 선로들에 각각 연결되는 제 2 연결부를 포함하며, 상기 복수의 급전 포트들 중 적어도 하나의 급전 포트의 제 2 연결부에는, 내측 방향으로 함몰된 슬릿이 형성된다.
또한, 상기 분배부는, 상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에서 분기되는 분기부를 더 포함한다.
또한, 상기 분기부는, 상기 복수의 급전 포트 중 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 일단이 연결되고, 상기 복수의 급전 포트 중 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 타단이 연결된다.
또한, 상기 분기부는, 상기 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 1 연결점과, 상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 2 연결점을 연결하는 분기 선로를 더 포함한다.
또한, 상기 제 2 급전 포트는, 상기 복수의 급전 포트들 중 상기 급전점으로부터 가장 멀리 이격된 급전 포트이며, 상기 제 1 급전 포트는, 상기 제 2 급전 포트의 제 1 연결부와 직접 연결된 제 1 연결부를 포함하는 급전 포트이다.
또한, 상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 위상과 동일하다.
또한, 상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 반전 위상을 가진다.
한편, 실시 예에 따른 차량용 레이더 장치는, 케이스; 상기 케이스 내에 수용되고, 안테나 장치를 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 안테나 장치는, 복수의 방사체들과, 상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 급전점으로부터 수신되는 신호를 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며, 상기 분배부는, 상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 복수의 급전 포트들과, 상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에 형성되어 해당 급전 포트로 공급되는 신호의 크기를 감소시키는 조정부를 포함한다.
또한, 상기 조정부는, 일단이 제 1 급전 포트에 일단이 연결되고, 타단이 제 2 급전 포트에 타단이 연결되며, 상기 제 1 급전 포트를 통해 공급되는 신호를 상기 제 2 급전 포트로 공급하고, 상기 제 2 급전 포트를 통해 공급되는 신호를 상기 제 1 급전 포트로 재공급하는 분기부를 포함한다.
또한, 상기 조정부는, 상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에 형성되며, 내측으로 함몰된 슬릿을 포함한다.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 과한 파워가 배분된 포트에 분기 라인을 추가하여, 필요 파워만을 해당 포트에 전달하고, 나머지 파워는 상기 분리 라인을 통해 다른 포트로 분리시킴으로써, 0.1 이하의 미세한 파워 배분이 가능하며, 이에 따라 안테나의 주엽과 부엽의 널(null)구간을 채워 빔 폭을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 하나의 안테나 장치에서, 다양한 탐지 거리들이 구현될 수 있으며, 이를 통해, 레이더 시스템이 하나의 안테나 장치를 구비하여, 원하는 탐지 범위를 확보할 수 있다. 바꿔 말하면, 레이더 시스템을 대형화하지 않고도, 레이더 시스템의 탐지 범위가 확장될 수 있다. 이에 따라, 레이더 시스템의 성능이 향상될 수 있다. 나아가, 레이더 시스템의 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 분기 라인에 슬릿을 추가하여 미스 매칭을 유도함으로써, 상기 분리 라인을 통해 전달되는 파워를 원하는 값으로 감소시킬 수 있으며, 상기 분리 라인을 통해 반사되어 나오는 파워의 유입을 차단하여 노이즈에 의한 성능 감소를 저감할 수 있다.
도 1은 일반적인 레이더 시스템의 안테나 장치를 도시하는 평면도이다.
도 2는 일반적인 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이더 시스템의 안테나 장치를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 감지 각도 별 이득을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 빔 폭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 레이더 장치를 도시하는 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 일반적인 레이더 시스템의 안테나 장치를 도시하는 평면도이다. 그리고 도 2는 일반적인 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다. 이 때 도 2는 도 1에서 도 2에서 ‘A’ 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 레이더 시스템의 안테나 장치(100)는 급전부(110)와 다수개의 방사체(150)들을 포함한다.
급전부(110)는 안테나 장치(100)에서 방사체(150)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(110)는 제어 모듈(도시되지 않음)에 연결된다. 그리고 급전부(110)는 제어 모듈로부터 신호를 수신하여, 방사체(150)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(110)에서, 급전점(120)이 정의된다. 즉 급전부(110)는, 급전점(120)을 통해 신호를 수신한다. 또한 급전부(110)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 급전부(110)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 급전부(110)는 다수개의 급전 선로(130)들과 분배부(140)를 포함한다.
급전 선로(130)들은 일 방향으로 연장된다. 그리고 급전 선로(130)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 여기서, 급전 선로(130)들은 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 그리고 각각의 급전 선로(130)에서 일 단부로부터 타 단부로, 신호가 전달된다.
분배부(140)는 급전점(120)으로부터 급전 선로(130)들로 신호를 공급한다. 이 때 분배부(140)는 급전 선로(130)들로 신호를 분배한다. 이러한 분배부(140)는 다수개의 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들을 포함한다. 여기서, 각각의 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)가 각각의 급전 선로(130)에 연결된다. 이 때 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 그리고 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들은 순차적으로 연결된다. 이를 통해, 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들에서, 순차적으로 신호가 전달된다.
방사체(150)들은 안테나 장치(100)에서 신호를 방사한다. 이 때 여기서, 방사체(120)들은 급전부(110)에 분산되어 배치된다. 그리고 방사체(120)들은 급전부(110)에 연결된다. 여기서, 방사체(120)들은 급전 선로(130)들에 연결된다. 이를 통해, 급전부(110)로부터 방사체(150)들로, 신호가 공급된다. 그리고 방사체(150)들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(150)들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일반적인 안테나 장치(100)에 따르면, 분배부(140)는 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들에 대응하여, 동일한 세기로 신호를 분배하지 않는다. 즉 분배부(140)는 급전 선로(130)들에, 분배되는 신호를 미세하게 조정할 수 없다. 구체적으로, 분배부(140)는 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들 중 일부에 비교적 높은 세기로 신호를 분배하고, 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들 중 나머지에 비교적 낮은 세기로 신호를 분배한다. 이는, 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들이 상호 나란하게 배열되어, 순차적으로 연결되기 때문이다. 즉 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들이 순차적으로 신호를 전달함에 따라, 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들에서 말단으로 갈수록 낮은 세기로 신호를 분배할 수 있다.
한편, 이러한 안테나 장치는, 상기 급전 포트(141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 및 148)들 중 최 말단에 배치된 급전 포트로는 안테나의 주엽과 부엽의 널 구간을 채워주기 위하여 미세한 신호만이 전달되어야 한다. 즉, 상기 급전 포트(141)에는 0.1 이하의 크기를 가지는 신호가 전달되어야 한다. 그러나, 상기와 같은 급전부의 구조에 의해서는 상기 급전 포트(141)에 상기 0.1 이하의 크기를 가지는 신호를 전달하는데 어려움이 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 레이더 모듈은 안테나장치(200), 신호처리부(20), 제어부(30)를 포함할 수 있다.
레이더 모듈은 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 동작을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 레이더 모듈은 전자기파를 통해 주변 환경에 대한 정보를 탐지하고, 물체의 동작에 의해 물체의 이동을 감지할 수 있다.
안테나장치(200)는 송신 안테나부(210)와 수신 안테나부(230)를 포함할 수 있다. 안테나장치(200)는 레이더 모듈의 무선 송수신 기능을 수행한다. 즉, 안테나장치(200)는 송신 신호를 공중으로 송신하고, 공중으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 송신 신호는 레이더 모듈에서 송출되는 무선 신호를 나타낸다. 그리고 수신 신호는 송신 신호가 타겟(target)에 의해 반사됨에 따라, 레이더 모듈로 유입되는 무선 신호를 나타낸다.
송신 안테나부(210)는 송신 신호를 공중으로 송신할 수 있고, 수신 안테나부(230)는 공중으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 실시예에서, 송신 안테나부(210)와 수신 안테나부(230)는 단거리용 안테나일수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
신호처리부(20)는 레이더 모듈의 무선 처리 기능을 수행할 수 있다. 이때, 신호처리부(20)는 송신 신호 및 수신 신호를 처리할 수 있다. 신호처리부(20)는 송신처리부(21)와 수신처리부(23)를 포함할 수 있다.
송신처리부(21)는 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 송신처리부(21)는 송신 안테나부(210)로 송신 신호를 출력할 수 있다. 송신처리부(23)는 발진부(미도시)를 구비할 수 있고, 예컨대 상기 발진부는 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator; VCO) 및 발진기(oscillator)를 포함할 수 있다.
수신처리부(23)는 수신 안테나부(230)로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 수신처리부(23)는 상기 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 수신처리부(23)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA; 도시되지 않음) 및 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter; ADC; 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기는 수신 신호를 저잡음 증폭할 수 있고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 데이터로 변환하여 수신 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(30)는 레이더 모듈을 구동시킬 수 있다. 제어부(30)는 차량 주행 중 레이더 모듈을 구동시킬 수 있다. 제어부(30)는 레이더 모듈을 제어하여, 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 감지 여부를 판단한다. 제어부(30)는 송신 데이터 및 수신 데이터를 처리한다. 제어부(30)는 송신처리부(210)를 제어하여 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 제어부(30)는 수신 처리부(23)를 제어하여, 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 제어부(30)는 송신 데이터와 수신 데이터를 동기화할 수 있다. 제어부(30)는 수신 데이터로 CFAR 연산, 트래킹 연산, 타겟 선택 연산 등을 수행하여, 타겟에 대한 각도 정보, 속도 정보 및 거리 정보를 추출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 레이더 시스템의 안테나 장치를 도시하는 평면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다. 이 때 도 5는 도 4에서 ‘B’ 영역을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 레이더 시스템의 안테나 장치(200)는 급전부(210)와 다수개의 방사체(250)들을 포함한다.
급전부(210)는 안테나 장치(200)에서 방사체(250)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(210)는 제어부(30)에 연결된다. 그리고 급전부(210)는 제어부(30)로부터 신호를 수신하여, 방사체(250)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(210)에서, 급전점(220)이 정의된다. 즉 급전부(210)는 급전점(220)을 통해 신호를 수신한다. 또한 급전부(210)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 급전부(210)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 급전부(210)는 급전 선로부(230)와 분배부(240)를 포함한다.
급전 선로부(230)는 방사체(250)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전 선로부(230)는 방사체(250)들에 연결된다.
이러한 급전 선로부(230)는 다수개의 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들을 포함한다. 이 때 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들은 일 방향으로 연장된다. 그리고 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 여기서, 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들은 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 그리고 각각의 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)에서 일 단부로부터 타 단부로, 신호가 전달된다.
예를 들면, 급전 선로부(230)는 여덟 개의 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들을 포함할 수 있다. 그리고 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들은 횡 축으로, 나란하게 배열될 수 있다.
여기서, 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들은 횡 축을 따라, 급전 선로 1(231), 급전 선로 2(232), 급전 선로 3(233), 급전 선로 4(234), 급전 선로 5(235), 급전 선로 6(236), 급전 선로 7(237) 및 급전 선로 8(238)로 정의될 수 있다.
또한, 급전점(220)을 중심으로, 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들이 나뉘어 배치될 수 있다. 여기서, 급전점(220)을 중심으로, 일 측에 급전 선로 1(231), 급전 선로 2(232), 급전 선로 3(233) 및 급전 선로 4(234)가 배치되고, 타 측에 급전 선로 5(235), 급전 선로 6(236), 급전 선로 7(237) 및 급전 선로 8(238)이 배치될 수 있다.
분배부(240)는 급전점(220)으로부터 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 분배하여 상기 급전 선로부(230)로 공급한다. 이 때 분배부(240)는 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들에 신호를 분배한다. 이러한 분배부(240)는 다수개의 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들을 포함한다. 여기서, 분배부(240)에서 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들의 개수는, 급전 선로부(230)에서 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들의 개수와 동일하다. 그리고 각각의 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)가 각각의 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)에 연결된다. 이 때 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 또한 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들은 순차적으로 연결된다. 이를 통해, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들에서, 순차적으로 신호가 전달된다.
예를 들면, 분배부(240)는 여덟 개의 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들을 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들은 횡 축으로, 나란하게 배열될 수 있다. 여기서, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들은 횡 축을 따라, 급전 포트 1(241), 급전 포트 2(242), 급전 포트 3(243), 급전 포트 4(244), 급전 포트 5(245), 급전 포트 6(246), 급전 포트 7(247) 및 급전 포트 8(248)로 정의될 수 있다. 또한 급전 포트 1(241), 급전 포트 2(242), 급전 포트 3(243), 급전 포트 4(244), 급전 포트 5(245), 급전 포트 6(246), 급전 포트 7(247) 및 급전 포트 8(248)는 급전 선로 1(231), 급전 선로 2(232), 급전 선로 3(233), 급전 선로 4(234), 급전 선로 5(235), 급전 선로 6(236), 급전 선로 7(237) 및 급전 선로 8(238)에 개별적으로 연결될 수 있다. 게다가, 급전점(220)을 중심으로, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248)들이 나뉘어 배치될 수 있다.
이 때 급전점(220)을 중심으로 일 측에, 급전 포트 1(241), 급전 포트 2(242), 급전 포트 3(243) 및 급전 포트 4(244)가 배치될 수 있다. 급전 포트 1(241)은 제 1 연결부(241a)와 제 2 연결부(241b)를 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트 2(242)는 제 1 연결부(242a), 제 2 연결부(242b) 및 분기부(242c)를 포함할 수 있다. 상기 분기부(242c)는 일단이 상기 급전포트 1(241)과 연결되고, 타단이 상기 급전포트 2(242)와 연결된다.
다시 말해서, 상기 분기부(242c)는 상기 급전 선로 1(231)로 공급되는 신호를 상기 급전 선로 2(232)로 전달하거나, 상기 급전 선로 2(232)를 통해 공급되는 신호를 상기 급전 선로 1(231)로 전달한다.
또한 급전 포트 3(243)는 제 1 연결부(243a)와 제 2 연결부(243b)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 4(244)는 제 1 연결부(244a)와 제 2 연결부(244b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(220)으로부터 타 방향의 역 방향을 따라, 급전 포트 4(244), 급전 포트 3(243), 급전 포트 2(242) 및 급전 포트 1(241) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 4(244)가 급전점(220)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 4(244)에서, 제 1 연결부(244a)가 급전점(220)에 연결되고, 급전점(220)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다.
그리고 급전 포트 4(244)에서, 제 2 연결부(244b)가 제 1 연결부(244a)에 연결되고, 제 1 연결부(244a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(244b)가 급전 선로 4(234)에 연결될 수 있다.
그리고 급전 포트 3(243)가 급전 포트 4(244)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 3(243)에서, 제 1 연결부(243a)가 급전 포트 4(244)의 제 1 연결부(244a)에 연결되고, 급전 포트 4(244)의 제 1 연결부(244a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 3(243)에서, 제 2 연결부(243b)가 제 1 연결부(243a)에 연결되고, 제 1 연결부(243a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(243b)가 급전 선로 3(233)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 2(242)가 급전 포트 3(243)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 2(242)에서, 제 1 연결부(242a)가 급전 포트 3(243)의 제 1 연결부(243a)에 연결되고, 급전 포트 3(243)의 제 1 연결부(243a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 2(242)에서, 제 2 연결부(242b)가 제 1 연결부(242a)에 연결되고, 제 1 연결부(242a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(242b)는 급전 선로 2(232)에 연결될 수 있다. 또한 급전 포트 2(242)에서, 분기부(242c)가 제 2 연결부(242b)에 연결되고, 제 2 연결부(242b)로부터 일 방향의 수직 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게, 상기 분기부(242c)는 상기 제 2 연결부(242b)에 일단이 연결되고, 타단이 상기 급전 포트 1(241)의 제 2 연결부(241b)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 분기부(242c)는 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 연결점(B)은 상기 급전 포트 2(242)에 연결되고, 상기 제 2 연결점(C)은 상기 급전 포트 1(241)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 상기 급전 선로 2(232)로 공급되는 신호의 일부는 상기 분기부(242c)에 의해 분기되어 상기 급전 선로 1(231)로 공급된다.
이를 위해, 상기 분기부(242c)는 상기 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 상호 연결하는 분기 선로를 포함하며, 그에 따라 상기 급전 포트 2(242)를 통해 급전 선로 2(232)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 1 급전 선로(231)로 공급하며, 또한 상기 급전 포트 1(241)을 통해 급전 선로 1(231)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 2 급전 선로(232)로 공급한다.
또한, 상기 급전 포트 1(241)의 제 1 연결부(241a)를 통해 공급되는 신호의 일부는 상기 제 2 연결점(C)에서 분기되어 상기 급전 선로 2(232)로 공급된다.
다시 말해서, 상기와 같이 상기 급전 선로 1(231)로 공급되는 신호의 일부가 상기 제 2 연결점(C)을 통해 분기가 이루어지도록 하고, 그에 따라 상기 분기된 신호의 크기만큼 상기 급전 선로 1(231)로 공급되는 신호의 크기가 감소되도록 한다.
한편, 상기 제 1 연결점(B)에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점(C)에 공급되는 신호의 위상과 동일하도록 한다. 다시 말해서, 상기 제 1 연결점(B)에 걸리는 파워의 위상은 상기 제 2 연결점(C)에 걸리는 파워의 위상과 동일하도록 한다.
아울러, 급전 포트 1(241)이 급전 포트 2(242)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 1(241)에서, 제 1 연결부(241a)가 급전 포트 2(242)의 제 1 연결부(242a)에 연결되고, 급전 포트 2(242)의 제 1 연결부(242a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 1(241)에서, 제 2 연결부(241b)가 제 1 연결부(241a)에 연결되고, 제 1 연결부(241a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(241b)가 제 1 급전 선로(231)에 연결될 수 있다.
한편, 급전점(220)을 중심으로 타 측에, 급전 포트 5(245), 급전 포트 6(246), 급전 포트 7(247) 및 급전 포트 8(248)이 배치될 수 있다. 급전 포트 5(245)는 제 1 연결부(245a)와 제 2 연결부(245b)를 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트 6(246)는 제 1 연결부(246a)와 제 2 연결부(246b)를 포함할 수 있다. 또한 급전 포트 7(247)은 제 1 연결부(247a), 제 2 연결부(247b) 및 분기부(247c)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 8(248)은 제 1 연결부(248a)와 제 2 연결부(248b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(220)으로부터 타 방향을 따라, 급전 포트 5(245), 급전 포트 6(246), 급전 포트 7(247) 및 급전 포트 8(248) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 5(245)가 급전점(220)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 5(245)에서, 제 1 연결부(245a)가 급전점(220)에 연결되고, 급전점(220)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 5(245)에서, 제 2 연결부(245b)가 제 1 연결부(245a)에 연결되고, 제 1 연결부(245a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(245b)가 급전 선로 5(235)에 연결될 수 있다.
그리고 급전 포트 6(246)가 급전 포트 5(245)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 6(246)에서, 제 1 연결부(246a)가 급전 포트 5(245)의 제 1 연결부(245a)에 연결되고, 급전 포트 5(245)의 제 1 연결부(245a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 6(246)에서, 제 2 연결부(246b)가 제 1 연결부(246a)에 연결되고, 제 1 연결부(246a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(246b)가 급전 선로 6(236)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 7(247)가 급전 포트 6(246)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 7(247)에서, 제 1 연결부(247a)가 급전 포트 6(246)의 제 1 연결부(246a)에 연결되고, 급전 포트 6(246)의 제 1 연결부(246a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 7(247)에서, 제 2 연결부(247b)가 제 1 연결부(247a)에 연결되고, 제 1 연결부(247a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(247b)는 급전 선로 7(237)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 7(247)에서, 분기부(247c)가 제 2 연결부(247b)에 연결되고, 제 2 연결부(247b)로부터 일 방향의 수직 방향으로 연장될 수 있다.
아울러, 급전 포트 8(248)이 급전 포트 7(247)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 8(248)에서, 제 1 연결부(248a)가 급전 포트 7(247)의 제 1 연결부(247b)에 연결되고, 급전 포트 7(247)의 제 1 연결부(247b)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 8(248)에서, 제 2 연결부(248b)가 제 1 연결부(248a)에 연결되고, 제 1 연결부(248a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(248b)가 제 8 급전 선로(238)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 분기부(247c)는 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 연결점(B)은 상기 급전 포트 7(247)에 연결되고, 상기 제 2 연결점(C)은 상기 급전 포트 8(248)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 상기 급전 선로 7(237)로 공급되는 신호의 일부는 상기 분기부(247c)에 의해 분기되어 상기 급전 선로 8(238)로 공급된다.
또한, 상기 급전 포트 8(248)의 제 1 연결부(248a)를 통해 공급되는 신호의 일부는 상기 제 2 연결점(C)에서 분기되어 상기 급전 선로 7(237)로 공급된다.
다시 말해서, 분기부(247c)는 상기와 같이 상기 급전 선로 8(238)로 공급되는 신호의 일부가 상기 제 2 연결점(C)을 통해 분기가 이루어지도록 하고, 그에 따라 상기 분기된 신호의 크기만큼 상기 급전 선로 8(238)로 공급되는 신호의 크기가 감소되도록 한다.
한편, 상기 제 1 연결점(B)에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점(C)에 공급되는 신호의 위상과 동일하도록 한다. 다시 말해서, 상기 제 1 연결점(B)에 걸리는 파워의 위상은 상기 제 2 연결점(C)에 걸리는 파워의 위상과 동일하도록 한다.
이를 위해, 상기 분기부(247c)는 상기 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 상호 연결하는 분기 선로를 포함하며, 그에 따라 상기 급전 포트 7(247)를 통해 급전 선로 7(237)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 8 급전 선로(238)로 공급하며, 또한 상기 급전 포트 8(248)을 통해 급전 선로 8(238)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 7 급전 선로(237)로 공급한다.
한편, 상기와 같은 분기부(242c, 247c)는 미세 파워 분배가 필요한 급전 선로에 배치된다. 바람직하게, 상기 분기부(242c, 247c)는 급전점으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 및 8 급전 선로와, 상기 제 1 및 8 급전 선로와 일단이 직접 연결된 제 2 급전 선로 및 제 7 급전 선로에 연결된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 과한 파워가 배분된 포트에 분기 라인을 추가하여, 필요 파워만을 해당 포트에 전달하고, 나머지 파워는 상기 분리 라인을 통해 다른 포트로 분리시킴으로써, 0.1 이하의 미세한 파워 배분이 가능하며, 이에 따라 안테나의 주엽과 부엽의 널(null)구간을 채워 빔 폭을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 하나의 안테나 장치에서, 다양한 탐지 거리들이 구현될 수 있으며, 이를 통해, 레이더 시스템이 하나의 안테나 장치를 구비하여, 원하는 탐지 범위를 확보할 수 있다. 바꿔 말하면, 레이더 시스템을 대형화하지 않고도, 레이더 시스템의 탐지 범위가 확장될 수 있다. 이에 따라, 레이더 시스템의 성능이 향상될 수 있다. 나아가, 레이더 시스템의 제조 비용이 절감될 수 있다.
방사체(250)들은 안테나 장치(200)에서 신호를 방사한다. 이 때 방사체(250)들은 급전부(210)에 연결된다. 여기서, 방사체(250)들은 급전 선로부(230)에 분산되어 배치된다. 이를 통해, 급전부(210)로부터 방사체(250)들로, 신호가 공급된다. 그리고 방사체(250)들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(250)들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고 방사체(250)들에, 개별적으로 가중치가 미리 설정되어 있다. 즉 방사체(250) 별로, 고유의 가중치가 설정되어 있다. 이 때 각각의 방사체(250)에 대응하여, 가중치는 해당 방사체(250)의 공진 주파수, 방사 계수, 빔 폭 및 탐지 거리를 획득하고, 임피던스 매칭을 위한 값으로 설정된다. 여기서, 각각의 방사체(250)에 대응하여, 가중치는 테일러 함수 또는 체비셰프 함수에 따라 산출될 수 있다. 또한 방사체(250)들에 대하여, 가중치는 급전부(210)의 중심점을 기준으로 좌우 대칭되도록 설정된다. 이를 통해, 가중치는 방사체(250)들의 위치에 따라 상이하게 설정된다.
또한 각각의 방사체(250)는 각각의 가중치에 따라 결정되는 변수로 형성된다. 이 때 방사체(250)의 변수가 방사체(250)의 사이즈 및 방사체(250)의 형상을 결정할 수 있다. 이러한 방사체(250)들은 접속부(251) 및 방사부(253)를 포함한다. 여기서, 방사체(250)의 변수는 방사부(253)의 길이 및 방사부(253)의 폭을 포함한다.
접속부(251)는 급전부(210)에 연결된다. 이 때 접속부(251)는 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들에 연결된다. 여기서, 접속부(251)는 일 단부를 통해 급전부(210)에 연결된다. 그리고 접속부(251)는 급전부(210)로부터 연장된다. 이 때 접속부(251)는 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)의 연장 방향과 상이한 방향으로, 연장된다. 여기서, 접속부(251)는 타 단부를 통해 연장된다. 이를 통해, 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238)들로부터 접속부(251)로, 신호가 전달된다.
방사부(253)는 접속부(251)에 연결된다. 이 때 방사부(253)는 접속부(251)의 타 단부에 연결된다. 여기서, 방사부(253)는 일 단부를 통해 접속부(251)에 연결된다. 그리고 방사부(253)는 접속부(251)로부터 연장된다. 이 때 방사부(253)는 접속부(251)의 연장 방향을 따라, 연장된다. 여기서, 방사부(253)는 타 단부를 통해 연장된다. 또한 방사부(253)의 타 단부가 개방(open)된다. 이를 통해, 접속부(251)로부터 방사부(253)로, 신호가 전달된다. 이 때 방사부(253)의 길이 및 방사부(253)의 폭(w1)이 정의될 수 있다. 여기서, 방사부(253)의 길이는 방사부(253)의 연장 방향에 대응될 수 있으며, 방사부(253)의 폭은 방사부(253)의 연장 방향에 수직한 방향으로 대응될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 6를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치에서 급전부(310)를 제외한 구성은, 전술된 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치는 급전부(310)를 포함한다. 이 때 급전부(310)에서, 급전점(320)이 정의된다. 즉 급전부(310)는 급전점(320)을 통해 신호를 수신한다. 그리고 급전부(310)는 급전 선로부(330)와 분배부(340)를 포함한다.
급전부(310)는 안테나 장치(300)에서 방사체(350)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(310)는 제어부(30)에 연결된다. 그리고 급전부(310)는 제어부(30)로부터 신호를 수신하여, 방사체(350)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전부(310)에서, 급전점(320)이 정의된다. 즉 급전부(310)는 급전점(320)을 통해 신호를 수신한다. 또한 급전부(310)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 급전부(310)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이러한 급전부(310)는 급전 선로부(330)와 분배부(340)를 포함한다.
급전 선로부(330)는 방사체(350)들에 신호를 공급한다. 이 때 급전 선로부(330)는 방사체(350)들에 연결된다.
이러한 급전 선로부(330)는 다수개의 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들을 포함한다. 이 때 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들은 일 방향으로 연장된다. 그리고 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다.
여기서, 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들은 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 그리고 각각의 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)에서 일 단부로부터 타 단부로, 신호가 전달된다.
예를 들면, 급전 선로부(330)는 여덟 개의 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들을 포함할 수 있다. 그리고 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들은 횡 축으로, 나란하게 배열될 수 있다.
여기서, 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들은 횡 축을 따라, 급전 선로 1(331), 급전 선로 2(332), 급전 선로 3(333), 급전 선로 4(334), 급전 선로 5(335), 급전 선로 6(336), 급전 선로 7(337) 및 급전 선로 8(338)로 정의될 수 있다.
또한, 급전점(320)을 중심으로, 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들이 나뉘어 배치될 수 있다. 여기서, 급전점(320)을 중심으로, 일 측에 급전 선로 1(331), 급전 선로 2(332), 급전 선로 3(333) 및 급전 선로 4(334)가 배치되고, 타 측에 급전 선로 5(335), 급전 선로 6(336), 급전 선로 7(337) 및 급전 선로 8(338)이 배치될 수 있다.
분배부(340)는 급전점(320)으로부터 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 분배하여 상기 급전 선로부(330)로 공급한다. 이 때 분배부(340)는 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들에 신호를 분배한다. 이러한 분배부(340)는 다수개의 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들을 포함한다. 여기서, 분배부(340)에서 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들의 개수는, 급전 선로부(330)에서 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들의 개수와 동일하다. 그리고 각각의 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)가 각각의 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)에 연결된다. 이 때 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 또한 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들은 순차적으로 연결된다. 이를 통해, 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들에서, 순차적으로 신호가 전달된다.
예를 들면, 분배부(340)는 여덟 개의 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들을 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들은 횡 축으로, 나란하게 배열될 수 있다. 여기서, 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들은 횡 축을 따라, 급전 포트 1(341), 급전 포트 2(342), 급전 포트 3(343), 급전 포트 4(344), 급전 포트 5(345), 급전 포트 6(346), 급전 포트 7(347) 및 급전 포트 8(348)로 정의될 수 있다. 또한 급전 포트 1(341), 급전 포트 2(342), 급전 포트 3(343), 급전 포트 4(344), 급전 포트 5(345), 급전 포트 6(346), 급전 포트 7(347) 및 급전 포트 8(348)는 급전 선로 1(331), 급전 선로 2(332), 급전 선로 3(333), 급전 선로 4(334), 급전 선로 5(335), 급전 선로 6(336), 급전 선로 7(337) 및 급전 선로 8(338)에 개별적으로 연결될 수 있다. 게다가, 급전점(320)을 중심으로, 급전 포트(341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348)들이 나뉘어 배치될 수 있다.
이 때 급전점(320)을 중심으로 일 측에, 급전 포트 1(341), 급전 포트 2(342), 급전 포트 3(343) 및 급전 포트 4(344)가 배치될 수 있다. 급전 포트 1(341)은 제 1 연결부(341a)와 제 2 연결부(341b)를 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트 2(342)는 제 1 연결부(342a), 제 2 연결부(342b) 및 분기부(342c)를 포함할 수 있다. 상기 분기부(342c)는 일단이 상기 급전포트 1(341)과 연결되고, 타단이 상기 급전포트 2(342)와 연결된다.
다시 말해서, 상기 분기부(342c)는 상기 급전 선로 1(331)로 공급되는 신호를 상기 급전 선로 2(332)로 전달하거나, 상기 급전 선로 2(332)를 통해 공급되는 신호를 상기 급전 선로 1(331)로 전달한다.
또한 급전 포트 3(343)는 제 1 연결부(343a)와 제 2 연결부(343b)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 4(344)는 제 1 연결부(344a)와 제 2 연결부(344b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(320)으로부터 타 방향의 역 방향을 따라, 급전 포트 4(344), 급전 포트 3(343), 급전 포트 2(342) 및 급전 포트 1(341) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 4(344)가 급전점(320)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 4(344)에서, 제 1 연결부(344a)가 급전점(320)에 연결되고, 급전점(320)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다.
그리고 급전 포트 4(344)에서, 제 2 연결부(344b)가 제 1 연결부(344a)에 연결되고, 제 1 연결부(344a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(344b)가 급전 선로 4(334)에 연결될 수 있다.
그리고 급전 포트 3(343)가 급전 포트 4(344)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 3(343)에서, 제 1 연결부(343a)가 급전 포트 4(344)의 제 1 연결부(344a)에 연결되고, 급전 포트 4(344)의 제 1 연결부(344a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 3(343)에서, 제 2 연결부(343b)가 제 1 연결부(343a)에 연결되고, 제 1 연결부(343a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(343b)가 급전 선로 3(333)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 2(342)가 급전 포트 3(343)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 2(342)에서, 제 1 연결부(342a)가 급전 포트 3(343)의 제 1 연결부(343a)에 연결되고, 급전 포트 3(343)의 제 1 연결부(343a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 2(342)에서, 제 2 연결부(342b)가 제 1 연결부(342a)에 연결되고, 제 1 연결부(342a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(342b)는 급전 선로 2(332)에 연결될 수 있다. 또한 급전 포트 2(342)에서, 분기부(342c)가 제 2 연결부(342b)에 연결되고, 제 2 연결부(342b)로부터 일 방향의 수직 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게, 상기 분기부(342c)는 상기 제 2 연결부(342b)에 일단이 연결되고, 타단이 상기 급전 포트 1(341)의 제 2 연결부(341b)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 분기부(342c)는 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 연결점(B)은 상기 급전 포트 2(342)에 연결되고, 상기 제 2 연결점(C)은 상기 급전 포트 1(341)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 상기 급전 선로 2(332)로 공급되는 신호의 일부는 상기 분기부(342c)에 의해 분기되어 상기 급전 선로 1(331)로 공급된다.
이를 위해, 상기 분기부(342c)는 상기 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 상호 연결하는 분기 선로를 포함하며, 그에 따라 상기 급전 포트 2(342)를 통해 급전 선로 2(332)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 1 급전 선로(331)로 공급하며, 또한 상기 급전 포트 1(341)을 통해 급전 선로 1(331)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 2 급전 선로(332)로 공급한다.
또한, 상기 급전 포트 1(341)의 제 1 연결부(341a)를 통해 공급되는 신호의 일부는 상기 제 2 연결점(C)에서 분기되어 상기 급전 선로 2(332)로 공급된다.
다시 말해서, 상기와 같이 상기 급전 선로 1(331)로 공급되는 신호의 일부가 상기 제 2 연결점(C)을 통해 분기가 이루어지도록 하고, 그에 따라 상기 분기된 신호의 크기만큼 상기 급전 선로 1(331)로 공급되는 신호의 크기가 감소되도록 한다.
한편, 상기 제 1 연결점(B)에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점(C)에 공급되는 신호의 반전 위상이 되도록 한다. 다시 말해서, 상기 제 1 연결점(B)에 걸리는 파워의 위상은 상기 제 2 연결점(C)에 걸리는 파워의 위상과 역 관계에 있도록 한다.
이에 따라, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 제 2 연결점(C)으로 공급되는 신호는 상호 역 관계에 있으며, 이에 따라 상기 급전 선로 1(231)를 통해 공급되는 신호의 크기를 더욱 더 감소시킬 수 있다.
아울러, 급전 포트 1(341)이 급전 포트 2(342)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 1(341)에서, 제 1 연결부(341a)가 급전 포트 2(342)의 제 1 연결부(342a)에 연결되고, 급전 포트 2(342)의 제 1 연결부(342a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 1(341)에서, 제 2 연결부(341b)가 제 1 연결부(341a)에 연결되고, 제 1 연결부(341a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(341b)가 제 1 급전 선로(331)에 연결될 수 있다.
한편, 급전점(320)을 중심으로 타 측에, 급전 포트 5(345), 급전 포트 6(346), 급전 포트 7(347) 및 급전 포트 8(348)이 배치될 수 있다. 급전 포트 5(345)는 제 1 연결부(345a)와 제 2 연결부(345b)를 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트 6(346)는 제 1 연결부(346a)와 제 2 연결부(346b)를 포함할 수 있다. 또한 급전 포트 7(347)은 제 1 연결부(347a), 제 2 연결부(347b) 및 분기부(347c)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 8(348)은 제 1 연결부(348a)와 제 2 연결부(348b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(320)으로부터 타 방향을 따라, 급전 포트 5(345), 급전 포트 6(346), 급전 포트 7(347) 및 급전 포트 8(348) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 5(345)가 급전점(320)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 5(345)에서, 제 1 연결부(345a)가 급전점(320)에 연결되고, 급전점(320)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 5(345)에서, 제 2 연결부(345b)가 제 1 연결부(345a)에 연결되고, 제 1 연결부(345a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(345b)가 급전 선로 5(335)에 연결될 수 있다.
그리고 급전 포트 6(346)가 급전 포트 5(345)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 6(346)에서, 제 1 연결부(346a)가 급전 포트 5(345)의 제 1 연결부(345a)에 연결되고, 급전 포트 5(345)의 제 1 연결부(345a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 6(346)에서, 제 2 연결부(346b)가 제 1 연결부(346a)에 연결되고, 제 1 연결부(346a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(346b)가 급전 선로 6(336)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 7(347)가 급전 포트 6(346)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 7(347)에서, 제 1 연결부(347a)가 급전 포트 6(346)의 제 1 연결부(346a)에 연결되고, 급전 포트 6(346)의 제 1 연결부(346a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 7(347)에서, 제 2 연결부(347b)가 제 1 연결부(347a)에 연결되고, 제 1 연결부(347a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(347b)는 급전 선로 7(337)에 연결될 수 있다.
또한 급전 포트 7(347)에서, 분기부(347c)가 제 2 연결부(347b)에 연결되고, 제 2 연결부(347b)로부터 일 방향의 수직 방향으로 연장될 수 있다.
아울러, 급전 포트 8(348)이 급전 포트 7(347)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 8(348)에서, 제 1 연결부(348a)가 급전 포트 7(347)의 제 1 연결부(347b)에 연결되고, 급전 포트 7(347)의 제 1 연결부(347b)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 8(348)에서, 제 2 연결부(348b)가 제 1 연결부(348a)에 연결되고, 제 1 연결부(348a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다. 여기서, 제 2 연결부(348b)가 제 8 급전 선로(338)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 분기부(347c)는 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 연결점(B)은 상기 급전 포트 7(347)에 연결되고, 상기 제 2 연결점(C)은 상기 급전 포트 8(348)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 상기 급전 선로 7(337)로 공급되는 신호의 일부는 상기 분기부(347c)에 의해 분기되어 상기 급전 선로 8(338)로 공급된다.
또한, 상기 급전 포트 8(348)의 제 1 연결부(348a)를 통해 공급되는 신호의 일부는 상기 제 2 연결점(C)에서 분기되어 상기 급전 선로 7(337)로 공급된다.
다시 말해서, 분기부(347c)는 상기와 같이 상기 급전 선로 8(338)로 공급되는 신호의 일부가 상기 제 2 연결점(C)을 통해 분기가 이루어지도록 하고, 그에 따라 상기 분기된 신호의 크기만큼 상기 급전 선로 8(338)로 공급되는 신호의 크기가 감소되도록 한다.
한편, 상기 제 1 연결점(B)에 공급되는 신호의 위상은, 상기 제 2 연결점(C)에 공급되는 신호의 반전 위상이 되도록 한다. 다시 말해서, 상기 제 1 연결점(B)에 걸리는 파워의 위상은 상기 제 2 연결점(C)에 걸리는 파워의 위상과 역 관계에 있도록 한다.
이에 따라, 상기 제 1 연결점(B)을 통해 제 2 연결점(C)으로 공급되는 신호는 상호 역 관계에 있으며, 이에 따라 상기 급전 선로 1(231)를 통해 공급되는 신호의 크기를 더욱 더 감소시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 분기부(347c)는 상기 제 1 연결점(B)과 제 2 연결점(C)을 상호 연결하는 분기 선로를 포함하며, 그에 따라 상기 급전 포트 7(347)를 통해 급전 선로 7(337)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 8 급전 선로(338)로 공급하며, 또한 상기 급전 포트 8(348)을 통해 급전 선로 8(338)로 공급되는 신호의 일부를 상기 제 7 급전 선로(337)로 공급한다.
한편, 상기와 같은 분기부(342c, 347c)는 미세 파워 분배가 필요한 급전 선로에 배치된다. 바람직하게, 상기 분기부(342c, 347c)는 급전점으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 및 8 급전 선로와, 상기 제 1 및 8 급전 선로와 일단이 직접 연결된 제 2 급전 선로 및 제 7 급전 선로에 연결된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 과한 파워가 배분된 포트에 분기 라인을 추가하여, 필요 파워만을 해당 포트에 전달하고, 나머지 파워는 상기 분리 라인을 통해 다른 포트로 분리시킴으로써, 0.1 이하의 미세한 파워 배분이 가능하며, 이에 따라 안테나의 주엽과 부엽의 널(null)구간을 채워 빔 폭을 확대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 하나의 안테나 장치에서, 다양한 탐지 거리들이 구현될 수 있으며, 이를 통해, 레이더 시스템이 하나의 안테나 장치를 구비하여, 원하는 탐지 범위를 확보할 수 있다. 바꿔 말하면, 레이더 시스템을 대형화하지 않고도, 레이더 시스템의 탐지 범위가 확장될 수 있다. 이에 따라, 레이더 시스템의 성능이 향상될 수 있다. 나아가, 레이더 시스템의 제조 비용이 절감될 수 있다.
방사체(350)들은 안테나 장치(200)에서 신호를 방사한다. 이 때 방사체(350)들은 급전부(310)에 연결된다. 여기서, 방사체(350)들은 급전 선로부(330)에 분산되어 배치된다. 이를 통해, 급전부(310)로부터 방사체(350)들로, 신호가 공급된다. 그리고 방사체(350)들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(350)들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고 방사체(350)들에, 개별적으로 가중치가 미리 설정되어 있다. 즉 방사체(350) 별로, 고유의 가중치가 설정되어 있다. 이 때 각각의 방사체(350)에 대응하여, 가중치는 해당 방사체(350)의 공진 주파수, 방사 계수, 빔 폭 및 탐지 거리를 획득하고, 임피던스 매칭을 위한 값으로 설정된다. 여기서, 각각의 방사체(350)에 대응하여, 가중치는 테일러 함수 또는 체비셰프 함수에 따라 산출될 수 있다. 또한 방사체(350)들에 대하여, 가중치는 급전부(310)의 중심점을 기준으로 좌우 대칭되도록 설정된다. 이를 통해, 가중치는 방사체(350)들의 위치에 따라 상이하게 설정된다.
또한 각각의 방사체(350)는 각각의 가중치에 따라 결정되는 변수로 형성된다. 이 때 방사체(350)의 변수가 방사체(350)의 사이즈 및 방사체(350)의 형상을 결정할 수 있다. 이러한 방사체(350)들은 접속부(351) 및 방사부(353)를 포함한다. 여기서, 방사체(350)의 변수는 방사부(353)의 길이 및 방사부(353)의 폭을 포함한다.
접속부(351)는 급전부(310)에 연결된다. 이 때 접속부(351)는 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들에 연결된다. 여기서, 접속부(351)는 일 단부를 통해 급전부(310)에 연결된다. 그리고 접속부(351)는 급전부(310)로부터 연장된다. 이 때 접속부(351)는 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)의 연장 방향과 상이한 방향으로, 연장된다. 여기서, 접속부(351)는 타 단부를 통해 연장된다. 이를 통해, 급전 선로(331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338)들로부터 접속부(351)로, 신호가 전달된다.
방사부(353)는 접속부(351)에 연결된다. 이 때 방사부(353)는 접속부(351)의 타 단부에 연결된다. 여기서, 방사부(353)는 일 단부를 통해 접속부(351)에 연결된다. 그리고 방사부(353)는 접속부(351)로부터 연장된다. 이 때 방사부(353)는 접속부(351)의 연장 방향을 따라, 연장된다. 여기서, 방사부(353)는 타 단부를 통해 연장된다. 또한 방사부(353)의 타 단부가 개방(open)된다. 이를 통해, 접속부(351)로부터 방사부(353)로, 신호가 전달된다. 이 때 방사부(353)의 길이 및 방사부(353)의 폭(w1)이 정의될 수 있다. 여기서, 방사부(353)의 길이는 방사부(353)의 연장 방향에 대응될 수 있으며, 방사부(353)의 폭은 방사부(353)의 연장 방향에 수직한 방향으로 대응될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 급전부를 도시하는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치에서 급전부(410)를 제외한 구성은, 전술된 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치는 급전부(410)를 포함한다. 이 때 급전부(410)에서, 급전점(420)이 정의된다. 즉 급전부(410)는 급전점(420)을 통해 신호를 수신한다. 그리고 급전부(410)는 급전 선로부(430)와 분배부(440)를 포함한다.
급전 선로부(430)는 다수개의 급전 선로(431, 432, 433, 434, 435, 436, 437 및 438)들을 포함한다. 이 때 급전 선로(431, 432, 433, 434, 435, 436, 437 및 438)들은 일 방향으로 연장된다. 그리고 급전 선로(431, 432, 433, 434, 435, 436, 437 및 438)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다.
분배부(440)는 급전점(420)으로부터 급전 선로부(430)로 신호를 공급한다. 이 때 분배부(440)는 급전 선로부(430)에 신호를 분배한다. 이러한 분배부(440)는 다수개의 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들을 포함한다. 이 때 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들은 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 이 때 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들은 순차적으로 연결된다. 이를 통해, 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들에서, 순차적으로 신호가 전달된다.
예를 들면, 분배부(440)는 여덟 개의 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들을 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들은 횡 축으로, 나란하게 배열될 수 있다. 여기서, 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들은 횡 축을 따라, 급전 포트 1(441), 급전 포트 2(442), 급전 포트 3(443), 급전 포트 4(444), 급전 포트 5(445), 급전 포트 6(446), 급전 포트 7(447) 및 급전 포트 8(448)로 정의될 수 있다. 또한 급전점(420)을 중심으로, 급전 포트(441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들이 나뉘어 배치될 수 있다.
이 때 급전점(420)을 중심으로 일 측에, 급전 포트 1(441), 급전 포트 2(442), 급전 포트 3(443) 및 급전 포트 4(444)가 배치될 수 있다. 급전 포트 1(441)은 제 1 연결부(441a)와 제 2 연결부(441b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 2연결부(441b)에는 내측으로 함몰된 슬릿(441c)이 형성된다. 이때, 상기 슬릿(441c)은 상기 설명한 바와 같은 분기부와 일단이 연결되며, 그에 따라 상기 분기부를 통해 전달되는 신호에 대한 미스 매칭을 수행하여, 상기 제 2 연결부(441b)를 통해 상기 급전 선로 1(431)로 공급되는 신호의 크기를 감소시킨다.
또한, 상기 슬릿(441c)은 상기 급전 선로 1(431)를 통해 공급되는 신호가 반사되어 상기 분기부로 역 공급되는 경우, 상기 역 공급되는 신호의 흐름을 차단하여 상기 신호의 역 공급에 의해 발생하는 노이즈를 감소시킨다.
그리고 급전 포트 2(442)는 제 1 연결부(442a) 및 제 2 연결부(442b)를 포함할 수 있다. 또한 급전 포트 3(443)는 제 1 연결부(443a)와 제 2 연결부(443b)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 4(444)는 제 1 연결부(444a)와 제 2 연결부(444b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(420)으로부터 타 방향의 역 방향을 따라, 급전 포트 4(444), 급전 포트 3(443), 급전 포트 2(442) 및 급전 포트 1(441) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 4(444)가 급전점(220)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 4(444)에서, 제 1 연결부(444a)가 급전점(220)에 연결되고, 급전점(220)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 4(444)에서, 제 2 연결부(444b)가 제 1 연결부(444a)에 연결되고, 제 1 연결부(444a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
그리고 급전 포트 3(443)가 급전 포트 4(444)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 3(443)에서, 제 1 연결부(443a)가 급전 포트 4(444)의 제 1 연결부(444a)에 연결되고, 급전 포트 4(444)의 제 1 연결부(444a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 3(443)에서, 제 2 연결부(443b)가 제 1 연결부(443a)에 연결되고, 제 1 연결부(443a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
또한 급전 포트 2(442)가 급전 포트 3(443)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 2(442)에서, 제 1 연결부(442a)가 급전 포트 3(443)의 제 1 연결부(443a)에 연결되고, 급전 포트 3(443)의 제 1 연결부(443a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 2(442)에서, 제 2 연결부(442b)가 제 1 연결부(442a)에 연결되고, 제 1 연결부(442a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
아울러, 급전 포트 1(441)이 급전 포트 2(442)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 1(441)에서, 급전 포트 1(441)에서, 제 1 연결부(441b)가 급전 포트 2(442)의 제 1 연결부(442a)에 연결되고, 급전 포트 2(442)의 제 1 연결부(442a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 1(441)에서, 제 2 연결부(441b)가 제 1 연결부(441a)에 연결되고, 제 1 연결부(441a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 급전점(420)을 중심으로 타 측에, 급전 포트 5(445), 급전 포트 6(446), 급전 포트 7(447) 및 급전 포트 8(448)이 배치될 수 있다. 급전 포트 5(445)는 제 1 연결부(445a)와 제 2 연결부(445b)를 포함할 수 있다. 그리고 급전 포트 6(446)는 제 1 연결부(446a)와 제 2 연결부(446b)를 포함할 수 있다. 또한 급전 포트 7(447)은 제 1 연결부(447a), 제 2 연결부(447b) 및 제 3 연결부(447c)를 포함할 수 있다. 게다가, 급전 포트 8(448)은 제 1 연결부(448a)와 제 2 연결부(448b)를 포함할 수 있다. 여기서, 급전점(420)으로부터 타 방향을 따라, 급전 포트 5(445), 급전 포트 6(446), 급전 포트 7(447) 및 급전 포트 8(448) 순으로 배열될 수 있다.
구체적으로, 급전 포트 5(445)가 급전점(220)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 5(445)에서, 제 1 연결부(445a)가 급전점(220)에 연결되고, 급전점(220)으로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 5(445)에서, 제 2 연결부(445b)가 제 1 연결부(445a)에 연결되고, 제 1 연결부(445a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
그리고 급전 포트 6(446)가 급전 포트 5(445)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 6(446)에서, 제 1 연결부(446a)가 급전 포트 5(445)의 제 1 연결부(445a)에 연결되고, 급전 포트 5(445)의 제 1 연결부(445a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 또한 급전 포트 6(446)에서, 제 2 연결부(446b)가 제 1 연결부(446a)에 연결되고, 제 1 연결부(446a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
또한 급전 포트 7(447)가 급전 포트 6(446)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 7(447)에서, 제 1 연결부(447a)가 급전 포트 6(446)의 제 1 연결부(446a)에 연결되고, 급전 포트 6(446)의 제 1 연결부(446a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 7(447)에서, 제 2 연결부(447b)가 제 1 연결부(447a)에 연결되고, 제 1 연결부(447a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
아울러, 급전 포트 8(448)이 급전 포트 7(447)에 연결될 수 있다. 즉 급전 포트 8(448)에서, 급전 포트 8(448)에서, 제 1 연결부(448a)가 급전 포트 7(447)의 제 1 연결부(447a)에 연결되고, 급전 포트 7(447)의 제 1 연결부(447a)로부터 타 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 급전 포트 8(448)에서, 제 2 연결부(448b)가 제 1 연결부(448a)에 연결되고, 제 1 연결부(448a)로부터 일 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 상기 슬릿은 상기 제 2 연결부(448b)에도 추가로 형성될 수 있다.
본 발명의 안테나 장치(200)에 따르면, 분배부(240; 340; 440)는 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248; 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348; 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들에 대응하여, 동일한 세기로 신호를 분배한다. 즉 분배부(240)는 급전 선로(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 및 238; 331, 332, 333, 334, 335, 336, 337 및 338; 431, 432, 433, 434, 435, 436, 437 및 438)들에, 미세한 크기 조정을 통해 신호를 분배한다. 이는, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248; 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348; 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들 중 적어도 일부가 분기부(242c, 247c; 342c, 347c) 또는 슬릿(441c, 448c)를 구비하기 때문이다. 이 때 신호의 미세 배분이 효율적으로 이루어지지 않는 위치에서, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248; 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348; 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들 중 적어도 일부가 분기부(242c, 247c; 342c, 347c) 및 슬릿(441c, 448c)를 구비할 수 있다. 이를 통해, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248; 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348; 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들 사이에서, 미세한 신호 분배가 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 이 때 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 감지 각도 별 이득을 설명하기 위한 그래프이다. 여기서, 이득은 안테나 장치에서 원하는 방향에 대응하여, 신호를 집중하여 방사한 정도를 나타낸다. 하기 설명에서, 주엽은 안테나 장치에서 신호가 집중하여 방사되는 방향을 나타내며, 부엽은 주엽을 제외하고, 안테나 장치에서 신호가 미세하게 방사되는 다른 방향을 나타낸다. 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치의 빔 폭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 일반적인 안테나 장치(100)는 주엽(main lobe) 이외에 다수개의 부엽(minor lobe)를 갖는다. 이로 인하여, -20 degree 내지 20 degree 사이에, 널(null) 구간이 형성된다. 아울러, 일반적인 안테나 장치(100)는 일정 탐지 거리를 갖는다. 이에 따라, 일반적인 레이더 시스템은, 원하는 탐지 범위 및 탐지 거리를 확보하기 위하여, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 다수개의 안테나 장치(100)들을 구비해야 한다.
이에 반해, 본 발명에 따른 안테나 장치(200)는, -60 degree 내지 60 degree 사이에서, 널 구간이 필링(filling)되어, 부엽이 억제된다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치(200)의 성능이 향상되어, 안테나 장치(200)가 보다 확대된 감지 각도, 즉 보다 확대된 주엽을 갖는다. 바꿔 말하면, 본 발명에 따른 안테나 장치(200)는 보다 확대된 빔 폭을 갖는다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 안테나 장치(200)는 다양한 탐지 거리들을 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템은. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 안테나 장치(200)를 구비하여, 원하는 탐지 범위를 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 급전 포트(241, 242, 243, 244, 245, 246, 247 및 248; 341, 342, 343, 344, 345, 346, 347 및 348; 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447 및 448)들에 대응하여 신호가 미세하게 분배됨에 따라, 방사체(250)들의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 레이더 장치를 도시하는 사시도이다. 도 10을 참조하면, 차량용 레이더 장치(1000)는 레이돔(500), 방수링(waterproof ring; 550), 차폐부(600), 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB, 650), 브라켓(bracket; 700), 보조 인쇄회로기판(750), 케이스(800) 및 커넥터(850)를 포함할 수 있다.
레이돔(500)은 인쇄회로기판(650)을 보호하기 위해 인쇄회로기판(650)을 수용할 수 있고, 레이돔(500)은 케이스(800)와 체결될 수 있다. 레이돔(500)은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있고, 전기절연체일 수 있다.
방수링(550)은 레이돔(500)과 케이스(800) 사이에 배치되어, 차량용 레이더 장치(1000)의 침수를 방지할 수 있다. 예컨대, 방수링(550)은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
차폐부(600)는 인쇄회로기판(650)의 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부(160)는 인쇄회로기판(150)의 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(650)은 안테나부와 신호처리부를 포함하는 레이더 모듈이 실장될 수 있다. 상기 안테나부는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 신호처리부느 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓(700)은 인쇄회로기판(650)의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다.
보호 인쇄회로기판(750)은 전원 및 신호 처리를 위한 회로가 실장될 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
케이스(800)는 커넥터(850), 보조 인쇄회로기판(750), 브라켓(700), 인쇄회로기판(650) 및 차폐부(600)를 수용할 수 있다.
커넥터(850)는 차량용 레이더 장치(1000)와 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 커넥터(850)는 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200: 안테나 장치
110, 210, 310, 410: 급전부
120, 220, 320, 420: 급전점
130, 230, 330, 430: 급전 선로부
140, 240, 340, 440: 분배부

Claims (20)

  1. 레이더 시스템의 안테나 장치에 있어서,
    복수의 방사체들; 및
    상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 급전점으로부터 수신되는 신호를 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며,
    상기 분배부는,
    상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 복수의 급전 포트들과,
    상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에서 분기되는 분기부를 포함하는
    안테나 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 급전 선로들은,
    일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향에서 수직한 타 방향으로 나란하게 배치되는
    안테나 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 급전 포트들은,
    상기 타 방향을 따라 배열되며, 순차적으로 연결되는
    안테나 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 급전 포트들 각각은,
    상기 타 방향으로 연장되는 제 1 연결부와,
    상기 제 1 연결부에 연결되고, 상기 제 1 연결부로부터 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 급전 선로들에 각각 연결되는 제 2 연결부를 포함하는
    안테나 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 분기부는,
    상기 복수의 급전 포트 중 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 일단이 연결되고, 상기 복수의 급전 포트 중 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 타단이 연결되는
    안테나 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 분기부는,
    상기 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 1 연결점과, 상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 2 연결점을 연결하는 분기 선로를 더 포함하는
    안테나 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 급전 포트는,
    상기 복수의 급전 포트들 중 상기 급전점으로부터 가장 멀리 이격된 급전 포트이며,
    상기 제 1 급전 포트는,
    상기 제 2 급전 포트의 제 1 연결부와 직접 연결된 제 1 연결부를 포함하는 급전 포트인
    안테나 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은,
    상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 위상과 동일한
    안테나 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은,
    상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 반전 위상을 가지는
    안테나 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에는,
    상기 제 2 연결부의 내측 방향으로 함몰된 슬릿이 형성된
    안테나 장치.
  11. 레이더 시스템의 안테나 장치에 있어서,
    복수의 방사체들; 및
    상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 급전 포트와, 상기 급전 포트를 통해 급전점으로부터 수신되는 신호를 상기 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며,
    상기 복수의 급전 선로들은,
    일 방향으로 연장되며, 상기 일 방향에서 수직한 타 방향으로 나란하게 배치되고,
    상기 복수의 급전 포트들 각각은,
    타 방향으로 연장되어 순차적으로 연결되는 제 1 연결부와,
    상기 제 1 연결부에 연결되고, 상기 제 1 연결부로부터 상기 일 방향으로 연장되며, 상기 급전 선로들에 각각 연결되는 제 2 연결부를 포함하며,
    상기 복수의 급전 포트들 중 적어도 하나의 급전 포트의 제 2 연결부에는,
    내측 방향으로 함몰된 슬릿이 형성된
    안테나 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 분배부는,
    상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에서 분기되는 분기부를 더 포함하는
    안테나 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 분기부는,
    상기 복수의 급전 포트 중 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 일단이 연결되고, 상기 복수의 급전 포트 중 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 타단이 연결되는
    안테나 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 분기부는,
    상기 제 1 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 1 연결점과, 상기 제 2 급전 포트의 제 2 연결부에 접촉되는 제 2 연결점을 연결하는 분기 선로를 더 포함하는
    안테나 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2 급전 포트는,
    상기 복수의 급전 포트들 중 상기 급전점으로부터 가장 멀리 이격된 급전 포트이며,
    상기 제 1 급전 포트는,
    상기 제 2 급전 포트의 제 1 연결부와 직접 연결된 제 1 연결부를 포함하는 급전 포트인
    안테나 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은,
    상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 위상과 동일한
    안테나 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 연결점에 공급되는 신호의 위상은,
    상기 제 2 연결점에 공급되는 신호의 반전 위상을 가지는
    안테나 장치.
  18. 케이스;
    상기 케이스 내에 수용되고, 안테나 장치를 포함하는 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 안테나 장치는,
    복수의 방사체들과,
    상기 복수의 방사체들과 각각 연결되는 복수의 급전 선로들과, 급전점으로부터 수신되는 신호를 복수의 급전 선로들로 각각 분배하는 분배부를 포함하는 급전부를 포함하며,
    상기 분배부는,
    상기 복수의 급전 선로들에 각각 연결되는 복수의 급전 포트들과,
    상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에 형성되어 해당 급전 포트로 공급되는 신호의 크기를 감소시키는 조정부를 포함하는
    차량용 레이더 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 조정부는,
    일단이 제 1 급전 포트에 일단이 연결되고, 타단이 제 2 급전 포트에 타단이 연결되며,
    상기 제 1 급전 포트를 통해 공급되는 신호를 상기 제 2 급전 포트로 공급하고, 상기 제 2 급전 포트를 통해 공급되는 신호를 상기 제 1 급전 포트로 재공급하는 분기부를 포함하는
    차량용 레이더 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 조정부는,
    상기 복수의 급전 포트 중 적어도 어느 하나의 급전 포트에 형성되며, 내측으로 함몰된 슬릿을 포함하는
    차량용 레이더 장치.
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