Design and Fabrication of 24 GHz 3-Beam Scan Antennas for ACC Applications

For driver's convenience, the ACC(Adaptive Cruise Control) requires a system which determines the direction of vehicles and controls the vehicle to keep the distance among the automobiles constant. This paper describes the microstrip array antennas designed to operate at 24 GHz, and used as a direction indicator of moving vehicles. 8${\times}$2 transmit array antenna with wide beamwidth, 8${\times}$4 receive center array antenna, and two 8${\times}$8 receive array antennas with narrow beamwidth were designed and fabricated. Measurement results for the arrays showed that the azimuthal beamwidth is 50$^{\circ}$and the gain is 16.7 dBi for the transmit array antenna. For the receive array antenna, the center, the left, and the right array antenna have beamwidths of 20$^{\circ}$, 13$^{\circ}$, 13$^{\circ}$respectively, and have gains of more than 20 dBi. The left and right array antenna have the beam tilt angle of ${\pm}$18$^{\circ}$. The measured radiation patterns showed a good agreement with the simulated patterns, and the designed array antennas are suitable fur detecting 3 directions of the vehicle within the scan angle area.

자동 주행 차량을 위한 24 GHz 3-Beam Scan 안테나의 설계 및 제작

운전자의 편의를 위한 자동 주행 차량은 전방 차량의 방향을 인식하며 차량간의 거리를 유지하기 위한 시스템이 요구된다. 본 논문은 24 GHz대역에서 움직이는 차량의 방향 감지를 위한 마이크로스트립 배열 안테나를 제안하였다. 넓은 빔 폭을 가지는 8${\times}$2송신 배열 안테나와 좁은 빔 폭을 가지는 8${\times}$4의 수신 center배열 안테나, 8${\times}$8의 수신 left, right 배열 안테나를 각각 설계 제작하였다. 측정 결과 송신 안테나의 경우 50$^{\circ}$의 방위각 빔폭과 16.7 dBi의 이득을 가지며, 수신안테나의 경우 center, left, right 배열 안테나 각각 20$^{\circ}$, 13$^{\circ}$, 13$^{\circ}$의 방위각 빔 폭과 20 dBi 이상의 이득을 가진다. 또한 left, right 배열 안테나의 경우 $\pm$18$^{\circ}$의 지향각이 요구되는데 이를 잘 만족함을 알 수 있다. 측정된 방사 패턴은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였으며 따라서 설계된 안테나는 전방 차량이 scan 각도 이내에 들어오면 3개의 방향을 감지하는데 적합함을 알 수 있다.