KR102239268B1 - Dual-polarized antenna, antenna system comprising the same and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 선형 입사파를 안테나부분의 제어회로를 통해 편파를 변환하는 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 안테나 제어회로에서, 입사되는 선형 편파를 수평 선형 편파나 수직 선형 편파를 선택할 수 있도록 제어하는 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dual polarized antenna, an antenna system including the same, and a method of operating the same, in particular, a dual polarized antenna for converting a linear incident wave to a polarization through a control circuit of an antenna part, an antenna system including the same, and an operating method thereof. About. That is, the present invention relates to a dual polarized antenna for controlling an incident linear polarized wave to select a horizontal linear polarized wave or a vertical linear polarized wave in an antenna control circuit, an antenna system including the same, and an operating method thereof.
레이다(radar), 무선 통신(wireless communication) 등과 같은 신호 송수신과 관련된 분야에서 안테나 및 안테나 시스템은 필수적으로 요구되는 구성이다. 일 예로, 레이다 분야에 있어서의 안테나 시스템(또는 레이다 시스템)은 전자파를 방사하고, 방사된 전자파가 목표 물체의 표면으로부터 반사되는 전자파의 에코를 수신하는 장치로, 송신부, 수신부, 안테나, 표시부, 제어기 등으로 구성되며, 안테나로는 지향성을 갖는 접시 안테나(parabolic antenna), 위상배열 안테나(phased array antenna)의 배열복사 소자 등이 이용된다.In fields related to signal transmission and reception, such as radar and wireless communication, an antenna and an antenna system are essentially required configurations. For example, an antenna system (or radar system) in the field of radar is a device that emits electromagnetic waves and receives an echo of an electromagnetic wave reflected from the surface of a target object, such as a transmitter, a receiver, an antenna, a display, and a controller. And the like, and as an antenna, a directional dish antenna, an array radiation element of a phased array antenna, and the like are used.
접시 안테나는 기계식 회전방식에 의하여 지향 방향을 변화시키면서 전자파를 방사 및 수신하고, 위상배열 안테나는 송신부, 수신부의 위상을 제어하여 지향 방향을 변환시키면서 전자파를 방사 및 수신한다.The dish antenna emits and receives electromagnetic waves while changing the orientation direction by a mechanical rotation method, and the phase array antenna emits and receives electromagnetic waves while changing the orientation direction by controlling the phases of the transmitter and the receiver.
최근에는 고속으로 이동하는 다수의 목표 물체를 동시에 추적할 필요성이 크게 증대되고 있다. 접시 안테나는 빠른 속도로 움직이는 목표 물체를 탐지하기 위해 기계적으로 빠르게 회전해야 하며, 다수의 표적을 탐지하는 데에 한계가 있다. In recent years, the necessity of simultaneously tracking a plurality of target objects moving at high speed has been greatly increased. Dish antennas must rotate rapidly mechanically in order to detect targets moving at high speeds, and there is a limit to detecting multiple targets.
이에 반해, 위상배열안테나는 전자적인 빔조향 각도를 변화할 수 있어 다수의 목표 물체를 동시에 추적할 수 있어서 사용이 크게 증대되고 있다.On the other hand, since the phased array antenna can change the electronic beam steering angle, multiple target objects can be tracked at the same time, and the use of the phased array antenna is greatly increasing.
수평 편파에 의해 수집되는 정보와 수직 편파에 의해 수집되는 정보에는 차이가 있기 때문에, 정확한 정보 획득을 위해 레이다 시스템은 이중 편파를 송수신하여 정보를 획득한다. 이를 위해, 레이다 시스템은 송신부, 수평편파 안테나, 수직편파 안테나, 수평편파 수신부, 및 수직편파 수신부를 포함한다.Since there is a difference between the information collected by the horizontal polarization and the information collected by the vertical polarization, the radar system acquires information by transmitting and receiving double polarization in order to obtain accurate information. To this end, the radar system includes a transmission unit, a horizontal polarization antenna, a vertical polarization antenna, a horizontal polarization reception unit, and a vertical polarization reception unit.
이와 같이, 레이다 시스템과 같은 안테나 시스템은 이중편파를 통한 정보 획득을 위해 2개의 안테나(수평편파 안테나, 수직편파 안테나) 및 2개의 수신부(수평편파 수신부, 수직편파 수신부)를 포함하기 때문에, 안테나 시스템의 구조가 복잡해지고, 안테나 시스템의 부피가 커지며, 안테나 시스템의 제작에 소요되는 비용이 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 하나의 안테나 및 하나의 수신부를 이용하여 이중 편파를 송수신할 수 있는 안테나 시스템에 대한 연구가 요구된다.As described above, since an antenna system such as a radar system includes two antennas (horizontal polarization antenna, vertical polarization antenna) and two receiving units (horizontal polarization receiving unit, vertical polarization receiving unit) to obtain information through double polarization, the antenna system The structure of the antenna is complicated, the volume of the antenna system is increased, and the cost required for manufacturing the antenna system is increased. Therefore, research on an antenna system capable of transmitting and receiving double polarized waves using one antenna and one receiver is required.
따라서, 본 발명은 상술한 요구 사항을 충족시키기 위한 것으로, 수평 편파와 수직 편파를 하나의 안테나를 통해 선택적으로 송수신 제어할 수 있도록 구성된 이중편파, 이중편파 안테나를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 안테나 제어회로에서, 입사되는 선형 편파를 수평 선형 편파나 수직 선형 편파를 선택할 수 있도록 제어하는 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법을 제공함에 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to satisfy the above-described requirements, and an antenna system including a double polarized wave and a double polarized antenna configured to selectively transmit/receive and control horizontal polarization and vertical polarization through one antenna, and an operating method thereof. It aims to provide. That is, an object of the present invention is to provide a dual polarized antenna for controlling an incident linear polarized wave to select a horizontal linear polarized wave or a vertical linear polarized wave in an antenna control circuit, an antenna system including the same, and an operating method thereof.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 안테나는, 다수의 안테나 단위 셀들을 포함하고, 다수의 안테나 단위 셀들 각각은, 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 절연막, 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 금속막, 제1 절연막 및 제2 절연막 사이에 배치된 제2 금속막, 제2 절연막 및 제3 절연막 사이에 배치된 제3 금속막, 제3 절연막의 상면에 배치된 제4 금속막, 제3 절연막의 상면에 제4 금속막과 이격되어 배치된 제5 금속막, 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역을 관통하여 배치된 제6 금속막, 제3 절연막의 상면에 배치되고, 90° 위상을 가지도록 제4 금속막과 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 핀 다이오드, 및 제3 절연막의 상면에 배치되고, 제1 및 제2 핀 다이오드 각각과 대향하도록 제4 금속막과 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.A dual polarization antenna according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of antenna unit cells, and each of the plurality of antenna unit cells is sequentially stacked first to third insulating layers and a first insulating layer. The first metal film disposed on the lower surface of the, the second metal film disposed between the first insulating film and the second insulating film, the third metal film disposed between the second insulating film and the third insulating film, and disposed on the upper surface of the third insulating film. On the upper surface of the fourth metal film, the fifth metal film disposed to be spaced apart from the fourth metal film on the upper surface of the third insulating film, the sixth metal film disposed through the central region of the first to third insulating films, and the third insulating film. And the first and second pin diodes disposed between the fourth metal film and the sixth metal film to have a 90° phase, and disposed on the upper surface of the third insulating film, and facing each of the first and second pin diodes The first and second capacitors may be disposed between the fourth and sixth metal layers so as to be performed.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다수의 안테나 단위 셀들은 M×N의 배열 형태로 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of antenna unit cells may be arranged in an M×N array.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 금속막은 수신 신호를 수신하는 수신단의 역할을 하고, 제2 금속막은 접지되고, 제3 금속막은 제4 금속막 및 제5 금속막과 연결되고, 제4 금속막은 송신 신호를 송신하는 송신단의 역할을 하고, 제5 금속막은 포워드 바이어스 전압을 공급받고, 제6 금속막은 송신 신호에 상응하는 전류를 공급받을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first metal film serves as a receiving end for receiving a received signal, the second metal film is grounded, the third metal film is connected to the fourth metal film and the fifth metal film, and the fourth metal film is The film serves as a transmitter for transmitting a transmission signal, the fifth metal film is supplied with a forward bias voltage, and the sixth metal film is supplied with a current corresponding to the transmission signal.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 핀 다이오드는 입력되는 제어 신호에 따라 턴-온되어 제6 금속막을 통해 공급되는 송신 신호를 제4 금속막으로 전달할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first and second pin diodes may be turned on according to an input control signal to transmit a transmission signal supplied through the sixth metal layer to the fourth metal layer.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 핀 다이오드 및 제1 캐패시터는 수평하게 배치되고, 제2 핀 다이오드와 제2 캐패시터는 수직하게 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first pin diode and the first capacitor may be disposed horizontally, and the second pin diode and the second capacitor may be disposed vertically.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제6 금속막은 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 부분, 제3 절연막의 상면에 배치된 제2 부분, 및 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역에 형성된 제4 비아홀에 배치되고, 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 제3 부분을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sixth metal layer includes a first portion disposed on a lower surface of the first insulating layer, a second portion disposed on the upper surface of the third insulating layer, and a fourth metal layer formed in the central region of the first to third insulating layers. It is disposed in the via hole and may include a third portion connecting the first portion and the second portion.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 핀 다이오드, 및 제1 및 제2 캐패시터 각각은 제2 부분과 제4 금속막 사이의 이격 공간에 배치되며, 90° 위상을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the first and second pin diodes, and the first and second capacitors are disposed in a space between the second portion and the fourth metal film, and may have a phase of 90°.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 내지 제4 금속막 각각은 중앙 영역에 개구부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, each of the first to fourth metal layers may include an opening in a central region.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 금속막은 제1 절연막에 형성된 제1 비아홀을 통해 연장되어 제1 금속막과 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second metal layer may extend through the first via hole formed in the first insulating layer to be connected to the first metal layer.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제4 금속막은 제3 절연막에 형성된 제2 비아홀을 통해 제3 금속막과 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fourth metal layer may be connected to the third metal layer through a second via hole formed in the third insulating layer.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제5 금속막은 제3 절연막에 형성된 제3 비아홀을 통해 제3 금속막과 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fifth metal layer may be connected to the third metal layer through a third via hole formed in the third insulating layer.
본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템은, 다수의 안테나 단위 셀들을 포함하는 이중편파 안테나, 및 이중편파 안테나가 수평 편파 또는 수직 편파를 송신하도록 제어하는 제어기를 포함하고, 다수의 안테나 단위 셀들 각각은, 순차적으로 적층된 제1 내지 제3 절연막, 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 금속막, 제1 절연막 및 제2 절연막 사이에 배치된 제2 금속막, 제2 절연막 및 제3 절연막 사이에 배치된 제3 금속막, 제3 절연막의 상면에 배치된 제4 금속막, 제3 절연막의 상면에 제4 금속막과 이격되어 배치된 제5 금속막, 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역을 관통하여 배치된 제6 금속막, 제3 절연막의 상면에 배치되고, 90° 위상을 가지도록 제4 금속막과 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 핀 다이오드, 및 제3 절연막의 상면에 배치되고, 제1 및 제2 핀 다이오드 각각과 대향하도록 제4 금속막과 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 캐패시터를 포함할 수 있다.An antenna system according to an embodiment of the present invention includes a dual polarized antenna including a plurality of antenna unit cells, and a controller for controlling the dual polarized antenna to transmit a horizontal polarized wave or a vertical polarized wave, each of the plurality of antenna unit cells , Between the first to third insulating films sequentially stacked, the first metal film disposed on the lower surface of the first insulating film, the second metal film disposed between the first insulating film and the second insulating film, the second insulating film, and the third insulating film The third metal film disposed, the fourth metal film disposed on the upper surface of the third insulating film, the fifth metal film disposed spaced apart from the fourth metal film on the upper surface of the third insulating film, and the central region of the first to third insulating films are formed. The first and second pin diodes disposed between the fourth metal film and the sixth metal film so as to have a phase of 90° and disposed on the upper surface of the sixth metal film, the third insulating film, and the third insulating film. The first and second capacitors may be disposed on the upper surface and disposed between the fourth metal film and the sixth metal film so as to face each of the first and second pin diodes.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제어기는 이중편파 안테나로 송신 신호를 공급하는 신호 공급부, 이중편파 안테나로부터의 수신 신호를 수신하는 신호 수신부, 이중편파 안테나가 수평 편파 또는 수직 편파를 송신하도록 제어하는 안테나 제어부, 및 수신 신호를 처리하여 탐지 영역의 정보를 획득하고, 안테나 제어부의 동작을 제어하는 메인 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controller includes a signal supply unit for supplying a transmission signal to a dual polarized antenna, a signal receiving unit for receiving a received signal from a dual polarized antenna, and an antenna controlling the dual polarized antenna to transmit horizontal or vertical polarization. It may include a control unit and a main control unit that processes the received signal to obtain information on the detection area, and controls an operation of the antenna control unit.
본 발명의 실시 예에 따르면, 안테나 제어부는 메인 제어부로부터 제1 설정 신호를 수신하면 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하고, 메인 제어부로부터 제2 설정 신호를 수신하면 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when receiving the first setting signal from the main control unit, the antenna control unit outputs a control signal for horizontal polarization transmission to each of a plurality of antenna unit cells, and when receiving the second setting signal from the main control unit, a plurality of A control signal for vertically polarized transmission may be output to each of the antenna unit cells.
본 발명의 실시 예에 따르면, 안테나 제어부는 제1 설정 신호를 수신하면 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 제1 핀 다이오드를 턴-온시키고, 제2 핀 다이오드를 턴-오프시키는 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when receiving the first setting signal, the antenna control unit turns on the first pin diode disposed in each of the plurality of antenna unit cells, and turns off the second pin diode. Control signal can be output.
본 발명의 실시 예에 따르면, 안테나 제어부는 제2 설정 신호를 수신하면 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 제1 핀 다이오드를 턴-오프시키고, 제2 핀 다이오드를 턴-온시키는 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when receiving the second setting signal, the antenna control unit turns off the first pin diode disposed in each of the plurality of antenna unit cells, and turns on the second pin diode. Control signal can be output.
본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템의 동작 방법은 다수의 안테나 단위 셀들을 포함하는 이중편파 안테나로 송신 신호를 공급하는 단계, 이중편파 안테나로 제어 신호를 출력하여 다수의 안테나 단위 셀들을 제어하는 단계, 송신 신호 및 제어 신호에 기초하여, 수평 편파 또는 수직 편파를 송신하는 단계, 이중편파 안테나를 통해 송신 신호에 대한 수신 신호를 수신하는 단계, 및 수신 신호를 처리하여 탐지 영역의 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The operating method of an antenna system according to an embodiment of the present invention includes supplying a transmission signal to a dual polarized antenna including a plurality of antenna unit cells, and controlling a plurality of antenna unit cells by outputting a control signal to the dual polarized antenna. , Transmitting a horizontal polarized wave or a vertical polarized wave based on the transmission signal and the control signal, receiving a received signal for a transmission signal through a dual polarized antenna, and processing the received signal to obtain information on the detection area. It may include.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제어하는 단계는, 설정 상태를 확인하여 수평 편파 송신을 위한 설정 상태인지 수직 편파 송신을 위한 설정 상태인지를 판단하는 단계, 수평 편파 송신을 위한 설정 상태이면, 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하는 단계, 및 수직 편파 송신을 위한 설정 상태이면, 상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controlling step includes checking a setting state to determine whether it is a setting state for horizontal polarization transmission or a setting state for vertical polarization transmission, and if it is a setting state for horizontal polarization transmission, a plurality of It may include outputting a control signal for horizontally polarized transmission to each of the antenna unit cells, and outputting a control signal for vertically polarized transmission to each of the plurality of antenna unit cells if the state is set for vertically polarized transmission.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제어하는 단계는, 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하여 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 수평 편파 송신용 핀 다이오드를 턴-온시키고, 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 수직 편파 송신용 핀 다이오드를 턴-오프시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controlling step includes outputting a control signal for horizontal polarization transmission to turn on a pin diode for horizontal polarization transmission disposed in each of the plurality of antenna unit cells, and to each of the plurality of antenna unit cells. It may include the step of turning off the arranged vertically polarized transmission pin diode.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제어하는 단계는, 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력하여 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 수평 편파 송신용 핀 다이오드를 턴-온시키고, 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 수직 편파 송신용 핀 다이오드를 턴-오프시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the controlling step includes outputting a control signal for vertical polarization transmission to turn on a horizontal polarization transmission pin diode disposed in each of the plurality of antenna unit cells, and to each of the plurality of antenna unit cells. It may include the step of turning off the arranged vertically polarized transmission pin diode.
본 발명의 실시 예는 수평 편파와 수직 편파를 송수신할 수 있도록 구성된 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a dual polarized antenna configured to transmit and receive horizontal polarization and vertical polarization, an antenna system including the same, and a method of operating the same.
본 발명의 실시 예에 따르면, 하나의 이중편파 안테나를 이용하여 수평 편파와 수직 편파에 대한 송수신이 가능하기 때문에, 안테나 시스템의 구조를 단순화시킬 수 있으며, 안테나 시스템의 부피를 줄일 수 있으며, 안테나 시스템의 제작 비용을 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since it is possible to transmit and receive horizontally polarized waves and vertically polarized waves using one double polarized antenna, the structure of the antenna system can be simplified, the volume of the antenna system can be reduced, and the antenna system Can reduce the production cost.
결과적으로 동일한 정보 품질 성능을 획득하는 조건으로 본 발명은 단순화된 구조, 크기/부피 감소, 적은 제작 비용으로 구현할 수 있다.As a result, the present invention can be implemented with a simplified structure, size/volume reduction, and low manufacturing cost under the condition of obtaining the same information quality performance.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 단위 셀을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 안테나 단위 셀의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템이 수평 편파를 송신하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템이 수직 편파를 송신하는 경우를 나타낸 도면이다.The accompanying drawings are provided to aid understanding of the present embodiment, and provide the embodiments together with a detailed description. However, the technical features of the present embodiment are not limited to a specific drawing, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a diagram showing the configuration of an antenna system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an antenna unit cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the antenna unit cell shown in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating an operation of an antenna system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a case where an antenna system according to an embodiment of the present invention transmits horizontal polarization.
6 is a diagram illustrating a case where an antenna system according to an embodiment of the present invention transmits vertical polarization.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention only, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as being limited to the described embodiments.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the existence of disclosed features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof, but one or more other features or numbers, It is to be understood that the presence or addition of steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude the possibility of preliminary exclusion.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.Meanwhile, when a certain embodiment can be implemented differently, a function or operation specified in a specific block may occur differently from the order specified in the flowchart. For example, two consecutive blocks may actually be executed at the same time, or the blocks may be executed in reverse, depending on a related function or operation.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 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. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a dual polarized antenna, an antenna system including the same, and a method of operating the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, a preferred embodiment of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited thereto or is not limited thereto, and may be modified and variously implemented by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an antenna system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템(1)은 하나의 이중편파 안테나를 이용하여 탐지 영역으로 수평 편파와 수직 편파를 송신할 수 있으며, 탐지 영역 내의 물체에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있도록 구현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템(1)은 레이다 분야, 무선 통신 분야 등 다양한 분양에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템(1)은 이중편파 안테나(100), 및 제어기(300)를 포함할 수 있으며, 안테나 시스템(1)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The
본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 안테나(100)는 제어기(300)의 제어에 따라, 수평 편파를 송수신하거나 수직 편파를 송수신할 수 있도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 이중편파 안테나(100)는 제어기(300)로부터의 전류에 상응하는 고주파를 갖는 수평 편파 또는 수직 편파를 송신할 수 있다.The
이중편파 안테나(100)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a)로 구성되며, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)은 M×N의 배열 형태로 배치될 수 있다. 여기서, M은 2 이상의 자연수이고, N은 2 이상의 자연수일 수 있으며, M과 N은 동일하거나 다를 수 있다.The dual
다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각은 제어기(300)의 제어에 따라, 수평 편파를 송수신하거나 수직 편파를 송수신할 수 있도록 구현될 수 있다. 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각은 제어기(300)의 제어에 따라, 제어기(300)로부터의 전류에 상응하는 고주파를 갖는 수평 편파 또는 수직 편파를 송신할 수 있다. 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각은 제어기(300)의 제어에 따라 동시에 제어될 수 있다.Each of the plurality of
제어기(300)의 제어에 따라, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)은 제어기(300)로부터 공급되는 신호(또는 전류)가 수평 방향(X)으로 진행되도록 구성될 수 있으며, 이에 따라, 이중편파 안테나(100)는 수평 편파를 송신할 수 있다.Under the control of the
제어기(300)의 제어에 따라, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)은 제어기(300)로부터 공급되는 신호(또는 전류)가 수직 방향(Y)으로 진행되도록 구성될 수 있으며, 이에 따라, 이중편파 안테나(100)는 수직 편파를 송신할 수 있다.Under the control of the
이중편파 안테나(100)에 대한 구체적인 구조 및 제어기(300)의 제어에 따른 동작은 후술된다.A detailed structure of the dual
본 발명의 실시 예에 따른 제어기(300)는 이중편파 안테나(100)를 제어하여, 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다. 제어기(300)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각을 제어하여, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각이 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다. 제어기(300)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각을 동시에 제어할 수 있다. The
제어기(300)는 이중편파 안테나(100)를 통해 송신하고자 하는 신호(송신 신호)에 상응하는 전류를 이중편파 안테나(100)로 공급할 수 있고, 이중편파 안테나(100)를 통해 수신된 신호(수신 신호)를 전달받을 수 있다.The
제어기(300)는 송신 신호에 상응하는 전류를 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각으로 공급함으로써, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)이 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다.The
제어기(300)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a)을 제어하여, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)을 통해 신호(또는 전류)가 수평 방향(X)으로 흐를 수 있도록 함으로써 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신할 수 있도록 할 수 있다.The
제어기(300)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a)을 제어하여, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)을 통해 신호(또는 전류)가 수직 방향(Y)으로 흐를 수 있도록 함으로써 이중편파 안테나(100)가 수직 편파를 송수신할 수 있도록 할 수 있다.The
제어기(300)는 신호 공급부(310), 신호 수신부(330), 안테나 제어부(또는 편파 변환부)(350), 메인 제어부(또는 중앙 제어부)(370), 및 표시부(390)를 포함할 수 있으며, 제어기(300)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.The
신호 공급부(310)는 송신 신호를 이중편파 안테나(100)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 신호 공급부(310)는 송신 신호에 상응하는 전류를 이중편파 안테나(100)로 공급할 수 있다. 신호 공급부(310)는 송신 신호(또는 전류)를 다수의 안테나 단위 셀들(100a)로 공급할 수 있다.The
신호 수신부(330)는 이중편파 안테나(100)로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다. 신호 수신부(330)는 수신 신호를 제어부(370)로 제공할 수 있다. 신호 수신부(330)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a)로부터의 수신 신호를 수신할 수 있다.The
안테나 제어부(350)는 이중편파 안테나(100)를 제어하여, 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다. 안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a)을 제어하여, 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다.The
예를 들어, 안테나 제어부(350)는 메인 제어부(370)로부터의 설정 신호에 따라 이중편파 안테나(100)를 제어하여 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신할 수 있다. For example, the
안테나 제어부(350)는 메인 제어부(370)로부터 제1 설정 신호를 수신하면 이중편파 안테나(100)로 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하고, 제2 설정 신호를 수신하면 이중편파 안테나(100)로 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력할 수 있다.The
안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각에 구성된 핀 다이오드를 제어하여 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다. The
안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 핀 다이오드로 제어 신호를 출력하여, 다수의 안테나 단위 셀들(100a)이 수평 편파를 송수신하도록 하거나 수직 편파를 송수신하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 안테나 제어부(350)는 제어 신호로서 온 신호 또는 오프 신호를 출력할 수 있다.The
메인 제어부(370)는 신호 수신부(330)로부터의 수신 신호를 처리하여 탐지 영역의 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(370)는 수신된 수신 신호로부터 원시 데이터(raw data)를 획득하고, 획득된 데이터에 레이더 이미징 알고리즘을 적용하여 탐지 영역에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 레이더 정보 획득 알고리즘은 SOR(Space Objectification Rader)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
메인 제어부(370)는 신호 공급부(310)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(370)는 타이밍 신호를 신호 공급부(310)로 출력하여 신호 공급부(310)가 송신 신호를 이중편파 안테나(100)로 공급하도록 할 수 있다.The
메인 제어부(370)는 안테나 제어부(350)의 동작 타이밍 및 동작 상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(370)는 안테나 제어부(350)로 타이밍 신호 및 설정 신호를 출력하여 안테나 제어부(350)가 제어 신호를 이중편파 안테나(100)로 출력하도록 할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(370)는 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송신하도록 하기 위한 제1 설정 신호 또는 이중편파 안테나(100)가 수직 편파를 송신하도록 하기 위한 제2 설정 신호를 출력할 수 있다.The
메인 제어부(370)는 획득된 정보를 표시부(390)로 제공하여, 표시부(390)를 통해 탐지 영역에 대한 정보를 표시할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 단위 셀을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 안테나 단위 셀의 단면도이다.2 is a diagram illustrating an antenna unit cell according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view of the antenna unit cell shown in FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 단위 셀(100a)은 다수의 절연막, 다수의 금속막, 다수의 핀 다이오드, 다수의 캐패시터, 및 다수의 비아 홀을 포함할 수 있다.2 and 3, the
예를 들어, 안테나 단위 셀(100a)은 제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115), 제1 내지 제6 금속막(131, 132, 133, 134, 135, 136), 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153), 제1 및 제2 캐패시터(171, 173), 및 제1 내지 제4 비아홀(VH1, VH2, VH3, VH4)을 포함할 수 있다.For example, the
제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115)은 순차적으로 적층되며, 제1 절연막(111) 상에 제2 절연막(113)이 배치되고, 제2 절연막(113) 상에 제3 절연막(115)이 배치될 수 있다.The first to third insulating
제1 비아홀(VH1)은 제1 절연막(111)의 상면 몇 하면을 관통하도록 제1 절연막(111)에 형성되고, 제2 및 제3 비아홀(VH2, VH3)은 제3 절연막(115)의 상면 및 하면을 관통하도록 제3 절연막(115)에 형성되며, 제3 절연막(115)의 서로 다른 영역에 형성되어 연결되지 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제3 비아홀(VH1, VH2, VH3)은 하나 또는 다수일 수 있다.The first via hole VH1 is formed in the first insulating
제4 비아홀(VH4)은 안테나 단위 셀(100a)의 상면 및 하면을 관통하도록 형성되며, 제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115)을 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제4 비아홀(VH4)은 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역에 형성될 수 있으며, 제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115) 각각의 중앙 영역을 관통하여 형성될 수 있다.The fourth via hole VH4 is formed to penetrate the upper and lower surfaces of the
제1 내지 제6 금속막(131 ~ 136)은 다수의 절연막(111, 113, 115) 중 어느 하나의 일면, 또는 다수의 절연막(111, 113, 115) 중 두 개의 막 사이에 배치될 수 있다.The first to
제1 내지 제5 금속막(131 ~ 135)은 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역에는 배치되지 않으며, 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역은 안테나 단위 셀(100a)의 상면 및 하면을 관통하는 제6 금속막(136)이 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115)의 중앙 영역은 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역과 대응하는 것으로, 제6 금속막(146)이 배치되는 영역일 수 있다.The first to
제1 금속막(131)은 제1 절연막(111)의 하면에 배치될 수 있으며, 수신 신호를 수신하는 수신단의 역할을 할 수 있다. 제1 금속막(131)은 제어기(300)의 신호 수신부(330)와 연결되고, 수신 신호를 신호 수신부(330)로 전달할 수 있다.The
제1 금속막(131)은 제1 절연막(111)의 중앙 영역을 제외한 영역에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 중앙 영역에 형성된 개구부(제1 개구부)를 포함하는 평판일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제2 금속막(132)은 제1 절연막(111)과 제2 절연막(113) 사이에 배치되고, 접지된 상태로서, 접지단의 역할을 할 수 있다. 제2 금속막(132)은 중앙 영역에 형성된 개구부(제2 개구부)를 포함하는 판형일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 금속막(132)은 제1 절연막(111)의 중앙 영역, 및 제2 절연막(113)의 중앙 영역에 배치지 않는다.The
제2 금속막(132)은 제1 절연막(111)에 형성된 제1 비아홀(VH1)을 통해 제1 금속막(132)을 향해 연장되어 제1 금속막(132)과 연결될 수 있다.The
제3 금속막(133)은 제2 절연막(113)과 제3 절연막(115) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 금속막(133)은 중앙 영역에 형성된 개구부(제3 개구부)를 포함하는 판형일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 금속막(133)은 제2 절연막(113)의 중앙 영역, 및 제3 절연막(115)의 중앙 영역에 배치지 않는다.The
제4 금속막(134)은 제3 절연막(115)의 상면에 배치될 수 있으며, 송신 신호를 송신하는 송신단의 역할을 할 수 있다. 제4 금속막(134)은 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153) 중 어느 하나, 및 제6 금속막(136)을 통해 제어기(300)의 신호 공급부(310)와 연결될 수 있다.The
제4 금속막(134)은 제3 절연막(115)의 중앙 영역을 제외한 영역에 배치될 수 있으며, 예를 들어 중앙 영역에 형성된 개구부(제4 개구부)를 포함하는 판형일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제4 금속막(134)은 제3 절연막(115)에 형성된 제2 비아홀(VH2)을 통해 제3 금속막(133)을 향해 연장되어 제3 금속막(133)과 연결될 수 있다. The
제5 금속막(135)은 제3 절연막(115)의 상면에 제4 금속막(134)과 이격되어 배치될 수 있다. 제5 금속막(135)은 제3 절연막(115)의 가장자리에 배치될 수 있으며, 포워드 바이어스 전압을 공급받을 수 있다.The
제5 금속막(135)은 제3 절연막(115)에 형성된 제3 비아홀(VH3)을 통해 제3 금속막(133)을 향해 연장되어 제3 금속막(133)과 연결될 수 있다.The
제6 금속막(136)은 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역에 배치되며, 안테나 단위 셀(100a)의 중앙 영역의 상면 및 하면을 관통하도록 배치될 수 있다. 제6 금속막(136)은 제1 내지 제3 절연막(111, 113, 115) 각각의 중앙 영역을 거쳐 형성된 제4 비아홀(VH4)에 배치될 수 있다.The
제6 금속막(136)은 제1 절연막(111)의 하면에 배치된 제1 부분(또는 하면부)(136a), 제3 절연막(115)의 상면에 배치된 제2 부분(또는 상면부)(136b), 및 제1 부분(136a)과 제2 부분(136b)을 연결하는 제3 부분(또는 연결부)(136c)을 포함할 수 있다.The
제6 금속막(136)은 제어기(300)로부터 송신 신호를 공급받을 수 있으며, 송신 신호는 제1 부분(136a)으로 공급되고, 제3 부분(136c)을 거쳐 제2 부분(136b)으로 전달되며, 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153) 중 하나의 핀 다이오드를 통해 제 4 금속막(134)으로 전달될 수 있다.The
제1 부분(136a) 및 제3 부분(136c)은 원판 형태일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 부분(136a)은 제1 금속막(131)에 형성된 제1 개구부 내에 배치될 수 있으며, 제1 금속막(131)과 이격될 수 있다. 제3 부분(136c)은 제4 금속막(134)에 형성된 제4 개구부 내에 배치될 수 있으며, 제4 금속막(134)과 이격될 수 있다.The first portion 136a and the
제1 핀 다이오드(또는 수평 편파 송신용 핀 다이오드)(151) 및 제2 핀 다이오드(또는 수직 편파 송신용 핀 다이오드)(153)는 제3 절연막(115) 상면에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153)는 제4 금속막(134)과, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b) 사이에 배치되며, 제4 금속막(134)과, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b) 사이의 이격 공간에 배치될 수 있다.The first pin diode (or horizontal polarization transmission pin diode) 151 and the second pin diode (or vertical polarization transmission pin diode) 153 may be disposed on the third insulating
제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153)는 제어기(300)의 제어에 따라 동작하여, 제4 금속막(134)과 제6 금속막(136)을 선택적으로 연결시킬 수 있다. 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153) 각각의 일측(또는 일단 또는 애노드)은 제6 금속막(136)에 연결되고, 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153) 각각의 타측(또는 타단 또는 캐소드)은 제4 금속막(134)에 연결될 수 있다.The first and
제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153)는 90° 위상을 가지도록 이격되어 배치되고, 안테나 단위 셀(100a)이 수평 편파 및 수직 편파를 송신할 수 있도록 배치된다.The first and
제1 핀 다이오드(151)는 수평 방향(X)에 평행하게 배치되고, 제어기(300)의 제어에 따라 안테나 단위 셀(100a)이 수평 편파를 송신할 수 있도록 배치될 수 있다. 제2 핀 다이오드(153)는 수직 방향(Y)에 평행하게 배치되고, 제어기(300)의 제어에 따라 안테나 단위 셀(100a)이 수직 편파를 송신할 수 있도록 배치될 수 있다.The
제1 핀 다이오드(151)는 안테나 단위 셀(100a)의 중심(C)의 수평 연장선 상에 배치되고, 제2 핀 다이오드(153)는 안테나 단위 셀(100a)의 중심(C)의 수직 연장선 상에 배치될 수 있다.The
제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153)는 입력되는 제어 신호에 따라 턴-온되어 제6 금속막(136)을 통해 공급되는 송신 신호를 제4 금속막(134)으로 전달할 수 있다.The first and
제1 핀 다이오드(151)는 제어기(300)로부터의 제어 신호(온 신호)에 따라 턴-온되어, 제6 금속막(136)으로부터의 송신 신호가 제4 금속막(134)을 따라 수평 방향(X)으로 진행되도록 할 수 있다. 제2 핀 다이오드(153)는 제어기(300)로부터의 제어 신호(온 신호)에 따라 턴-온되어, 제6 금속막(136)으로부터의 송신 신호가 제4 금속막(134)을 따라 수직 방향(Y)으로 진행되도록 할 수 있다.The
제1 캐패시터(또는 수평 편파 송신용 캐패시터)(171) 및 제2 캐패시터(또는 수직 편파 송신용 캐패시터)(173)는 제3 절연막(115)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 캐패시터(171, 173)는 제4 금속막(134)과, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b) 사이에 배치되며, 제4 금속막(134)과, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b) 사이의 이격 공간에 배치될 수 있다.The first capacitor (or horizontal polarization transmission capacitor) 171 and the second capacitor (or vertical polarization transmission capacitor) 173 may be disposed on the upper surface of the third insulating
제1 및 제2 캐패시터(171, 173) 각각의 일측(또는 일단)은 제4 금속막(134)에 연결되고, 제1 및 제2 캐패시터(171, 173) 각각의 타측(또는 타단)은 제6 금속막(136)에 연결될 수 있다.One side (or one end) of each of the first and
제1 및 제2 캐패시터(171, 173)는 90° 위상을 가지도록 이격되어 배치되고, 안테나 단위 셀(100a)이 수평 편파 및 수직 편파를 송신할 수 있도록 배치될 수 있다.The first and
제1 캐패시터(171)는 안테나 단위 셀(100a)이 수평 편파를 송신할 수 있도록 수평 방향(X)에 평행하게 배치될 수 있다. 제2 캐패시터(173)는 안테나 단위 셀(100a)이 수직 편파를 송신할 수 있도록 수직 방향(Y)에 평행하게 배치될 수 있다.The
제1 캐패시터(171)는 안테나 단위 셀(100a)의 중심(C)의 수평 연장선 상에 배치되고, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b)을 사이에 두고 제1 핀 다이오드(151)와 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 제1 핀 다이오드(151)와 제1 캐패시터(171)는 동일 수평선 상에 배치될 수 있다.The
제2 캐패시터(173)는 안테나 단위 셀(100a)의 중심(C)의 수직 연장선 상에 배치되고, 제6 금속막(136)의 제2 부분(136b)을 사이에 두고 제2 핀 다이오드(153)와 대향하여 배치될 수 있다. 따라서, 제2 핀 다이오드(153)와 제2 캐패시터(173)는 동일 수직선 상에 배치될 수 있다.The
따라서, 제1 및 제2 핀 다이오드(151, 153), 및 제1 및 제2 캐패시터(171, 173)는 90° 위상을 가지도록 제3 절연막(115)의 상면에 배치될 수 있다.Accordingly, the first and
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템이 수평 편파를 송신하는 경우를 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 시스템이 수직 편파를 송신하는 경우를 나타낸 도면이다.4 is a flowchart illustrating an operation of an antenna system according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram illustrating a case where an antenna system according to an embodiment of the present invention transmits horizontal polarization. 6 is a diagram illustrating a case where an antenna system according to an embodiment of the present invention transmits vertical polarization.
도 4에 도시된 단계별 동작은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 안테나 시스템(1)에 의해 수행될 수 있다.The step-by-step operation shown in FIG. 4 may be performed by the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 신호 공급부(310)는 이중편파 안테나(100)로 송신 신호를 공급한다(S400). 그리고, 안테나 제어부(350)는 설정 상태에 따라, 이중편파 안테나(100)로 제어 신호를 출력한다(S410). 단계 S400 및 단계 S410는 동시에 이루어질 수 있으며, 순차적으로 이루어질 수도 있다.4 to 6, the
단계 S400에서, 신호 공급부(310)는 송신 신호에 상응하는 전류를 이중편파 안테나(100)로 공급할 수 있다.In step S400, the
단계 S410에서, 안테나 제어부(350)는 제어 신호를 이중편파 안테나(100)의 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각으로 출력하여, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각을 제어할 수 있다.In step S410, the
단계 S410에서, 안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 제1 및 제2 핀 다이오드(510, 530)로 제어 신호를 출력할 수 있으며, 제어 신호로서 온 신호 또는 오프 신호를 출력할 수 있다.In step S410, the
단계 S410에서, 안테나 제어부(350)는 설정 상태를 확인하고(S411), 수평 편파 송신을 위한 설정 상태인지를 판단할 수 있다(S412).In step S410, the
단계 S412에서, 수평 편파 송신을 위한 설정 상태인 것으로 판단하면(S412-예), 안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 제1 핀 다이오드(510)로 온 신호를 출력하고, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 제2 핀 다이오드(530)로 오프 신호를 출력한다(S413).In step S412, if it is determined that the state is set for horizontal polarization transmission (S412-Yes), the
단계 S413이 수행되면, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각에서 제1 핀 다이오드(510)는 턴-온되고 제2 핀 다이오드(530)는 턴-오프되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 전류가 수평 방향(X)으로 흐르고, 이에 따라 이중편파 안테나(100)는 수평 편파를 송신한다(S420).When step S413 is performed, in each of the plurality of
단계 S412에서, 수평 편파 송신을 위한 설정 상태가 아닌 것으로 판단하면(S412-아니오), 안테나 제어부(350)는 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 제1 핀 다이오드(510)로 오프 신호를 출력하고, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각의 제2 핀 다이오드(530)로 온 신호를 출력한다(S414).In step S412, if it is determined that the state is not set for horizontal polarization transmission (S412-No), the
단계 S414가 수행되면, 다수의 안테나 단위 셀들(100a) 각각에서 제1 핀 다이오드(510)는 턴-오프되고 제2 핀 다이오드(530)는 턴-온되어, 도 6에 도시된 바와 같이, 전류가 수직 방향(Y)으로 흐르고, 이에 따라 이중편파 안테나(100)는 수직 편파를 송신한다(S430).When step S414 is performed, in each of the plurality of
단계 S420에 따라 이중편파 안테나(100)가 수평 편파를 송신하거나, 단계 S430에 따라 이중편파 안테나(100)가 수직 편파를 송신한 후, 신호 수신부(330)는 이중편파 안테나(100)를 통해 수신되는 수신 신호를 수신한다(S440).After the double
단계 S440에서 신호 수신부(330)는 수신 신호를 메인 제어부(370)로 제공하고, 메인 제어부(370)는 신호 수신부(330)로부터의 수신 신호를 처리하여 탐지 영역의 정보를 획득하고(S450), 탐지 영역 정보를 표시부(390)를 통해 표시할 수 있다(S460).In step S440, the
이상에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 안테나, 이를 포함하는 안테나 시스템 및 이의 동작 방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.As described above, a dual polarization antenna according to an embodiment of the present invention, an antenna system including the same, and an operation method thereof have been described according to the embodiments, but the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and In relation to this, various alternatives, modifications, and changes can be implemented within the scope that is apparent to those of ordinary skill in the art.
따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments described in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 안테나 시스템
100 : 이중편파 안테나
100a : 인테나 단위 셀
111 ~ 115 : 제1 내지 제3 절연막
131 ~ 136 : 제1 내지 제6 금속막
151 : 제1 핀 다이오드
153 : 제2 핀 다이오드
171 : 제1 캐패시터
173 : 제2 캐패시터
VH1 ~ VH4 : 제1 내지 제4 비아홀
300 : 제어기
310 : 신호 공급부
330 : 신호 수신부
350 : 안테나 제어부
370 : 메인 제어부
390 : 표시부1: antenna system
100: dual polarized antenna
100a: Intena unit cell
111 to 115: first to third insulating layers
131 to 136: first to sixth metal films
151: first pin diode
153: second pin diode
171: first capacitor
173: second capacitor
VH1 to VH4: first to fourth via holes
300: controller
310: signal supply
330: signal receiver
350: antenna control unit
370: main control unit
390: display
Claims (20)
상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각은,
순차적으로 적층된 제1 내지 제3 절연막;
상기 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 금속막;
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막 사이에 배치된 제2 금속막;
상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막 사이에 배치된 제3 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 배치된 제4 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 상기 제4 금속막과 이격되어 배치된 제5 금속막;
상기 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역을 관통하여 배치된 제6 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 배치되고, 90° 위상을 가지도록 상기 제4 금속막과 상기 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 핀 다이오드; 및
상기 제3 절연막의 상면에 배치되고, 상기 제1 및 제2 핀 다이오드 각각과 대향하도록 상기 제4 금속막과 상기 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 캐패시터를 포함하는 것인 이중편파 안테나.
Including a plurality of antenna unit cells,
Each of the plurality of antenna unit cells,
First to third insulating layers sequentially stacked;
A first metal film disposed on a lower surface of the first insulating film;
A second metal layer disposed between the first insulating layer and the second insulating layer;
A third metal layer disposed between the second insulating layer and the third insulating layer;
A fourth metal film disposed on the upper surface of the third insulating film;
A fifth metal film disposed on an upper surface of the third insulating film and spaced apart from the fourth metal film;
A sixth metal film disposed through the central region of the first to third insulating films;
First and second pin diodes disposed on an upper surface of the third insulating layer and disposed between the fourth metal layer and the sixth metal layer to have a 90° phase; And
A double polarization comprising first and second capacitors disposed on the upper surface of the third insulating film and disposed between the fourth metal film and the sixth metal film so as to face each of the first and second pin diodes antenna.
상기 다수의 안테나 단위 셀들은 M×N의 배열 형태로 배치된 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The plurality of antenna unit cells are arranged in the form of an M×N double polarized antenna.
상기 제1 금속막은 수신 신호를 수신하는 수신단의 역할을 하고,
상기 제2 금속막은 접지되고,
상기 제3 금속막은 상기 제4 금속막 및 상기 제5 금속막과 연결되고,
상기 제4 금속막은 송신 신호를 송신하는 송신단의 역할을 하고,
상기 제5 금속막은 포워드 바이어스 전압을 공급받고,
상기 제6 금속막은 상기 송신 신호에 상응하는 전류를 공급받는 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The first metal film serves as a receiving end for receiving a received signal,
The second metal layer is grounded,
The third metal film is connected to the fourth metal film and the fifth metal film,
The fourth metal film serves as a transmitter for transmitting a transmission signal,
The fifth metal layer is supplied with a forward bias voltage,
The sixth metal layer is a dual polarized antenna to receive a current corresponding to the transmission signal.
상기 제1 및 제2 핀 다이오드는 입력되는 제어 신호에 따라 턴-온되어 상기 제6 금속막을 통해 공급되는 송신 신호를 상기 제4 금속막으로 전달하는 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The first and second pin diodes are turned on according to an input control signal to transmit a transmission signal supplied through the sixth metal film to the fourth metal film.
상기 제1 핀 다이오드 및 상기 제1 캐패시터는 수평하게 배치되고, 상기 제2 핀 다이오드와 상기 제2 캐패시터는 수직하게 배치된 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The first pin diode and the first capacitor are disposed horizontally, and the second pin diode and the second capacitor are disposed vertically.
상기 제6 금속막은
상기 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 부분;
상기 제3 절연막의 상면에 배치된 제2 부분; 및
상기 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역에 형성된 제4 비아홀에 배치되고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 제3 부분을 포함하는 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The sixth metal film is
A first portion disposed on a lower surface of the first insulating layer;
A second portion disposed on the upper surface of the third insulating layer; And
And a third portion disposed in a fourth via hole formed in a central region of the first to third insulating layers and connecting the first portion and the second portion.
상기 제1 및 제2 핀 다이오드, 및 상기 제1 및 제2 캐패시터 각각은 상기 제2 부분과 상기 제4 금속막 사이의 이격 공간에 배치되며, 90° 위상을 갖는 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 6,
The first and second pin diodes, and each of the first and second capacitors are disposed in a space between the second portion and the fourth metal film, and have a phase of 90°.
상기 제1 내지 제4 금속막 각각은 중앙 영역에 개구부를 포함하는 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
Each of the first to fourth metal layers includes an opening in a central region.
상기 제2 금속막은 상기 제1 절연막에 형성된 제1 비아홀을 통해 연장되어 상기 제1 금속막과 연결된 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The second metal layer extends through a first via hole formed in the first insulating layer and is connected to the first metal layer.
상기 제4 금속막은 상기 제3 절연막에 형성된 제2 비아홀을 통해 상기 제3 금속막과 연결된 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The fourth metal layer is connected to the third metal layer through a second via hole formed in the third insulating layer.
상기 제5 금속막은 상기 제3 절연막에 형성된 제3 비아홀을 통해 상기 제3 금속막과 연결된 것인 이중편파 안테나.
The method of claim 1,
The fifth metal layer is connected to the third metal layer through a third via hole formed in the third insulating layer.
상기 이중편파 안테나가 수평 편파 또는 수직 편파를 송신하도록 제어하는 제어기를 포함하고,
상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각은,
순차적으로 적층된 제1 내지 제3 절연막;
상기 제1 절연막의 하면에 배치된 제1 금속막;
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막 사이에 배치된 제2 금속막;
상기 제2 절연막 및 상기 제3 절연막 사이에 배치된 제3 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 배치된 제4 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 상기 제4 금속막과 이격되어 배치된 제5 금속막;
상기 제1 내지 제3 절연막의 중앙 영역을 관통하여 배치된 제6 금속막;
상기 제3 절연막의 상면에 배치되고, 90° 위상을 가지도록 상기 제4 금속막과 상기 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 핀 다이오드; 및
상기 제3 절연막의 상면에 배치되고, 상기 제1 및 제2 핀 다이오드 각각과 대향하도록 상기 제4 금속막과 상기 제6 금속막 사이에 배치된 제1 및 제2 캐패시터를 포함하는 것인 안테나 시스템.
A dual polarized antenna including a plurality of antenna unit cells; And
And a controller for controlling the dual polarized antenna to transmit a horizontal polarized wave or a vertical polarized wave,
Each of the plurality of antenna unit cells,
First to third insulating layers sequentially stacked;
A first metal film disposed on a lower surface of the first insulating film;
A second metal layer disposed between the first insulating layer and the second insulating layer;
A third metal layer disposed between the second insulating layer and the third insulating layer;
A fourth metal film disposed on the upper surface of the third insulating film;
A fifth metal film disposed on an upper surface of the third insulating film and spaced apart from the fourth metal film;
A sixth metal film disposed through the central region of the first to third insulating films;
First and second pin diodes disposed on an upper surface of the third insulating layer and disposed between the fourth metal layer and the sixth metal layer to have a 90° phase; And
An antenna system comprising first and second capacitors disposed on an upper surface of the third insulating film and disposed between the fourth metal film and the sixth metal film so as to face each of the first and second pin diodes .
상기 제어기는,
상기 이중편파 안테나로 송신 신호를 공급하는 신호 공급부;
상기 이중편파 안테나로부터의 수신 신호를 수신하는 신호 수신부;
상기 이중편파 안테나가 수평 편파 또는 수직 편파를 송신하도록 제어하는 안테나 제어부; 및
상기 수신 신호를 처리하여 탐지 영역의 정보를 획득하고, 상기 안테나 제어부의 동작을 제어하는 메인 제어부를 포함하는 것인 안테나 시스템.
The method of claim 12,
The controller,
A signal supply unit supplying a transmission signal to the double polarized antenna;
A signal receiver for receiving a received signal from the double polarized antenna;
An antenna control unit for controlling the double polarized antenna to transmit a horizontal polarized wave or a vertical polarized wave; And
And a main control unit configured to process the received signal to obtain information on a detection area, and to control an operation of the antenna control unit.
상기 안테나 제어부는 상기 메인 제어부로부터 제1 설정 신호를 수신하면 상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하고, 상기 메인 제어부로부터 제2 설정 신호를 수신하면 상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각으로 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력하는 것인 안테나 시스템.
The method of claim 13,
The antenna control unit outputs a control signal for horizontal polarization transmission to each of the plurality of antenna unit cells when receiving a first setting signal from the main control unit, and when receiving a second setting signal from the main control unit, the plurality of antenna unit cells An antenna system that outputs a control signal for transmitting vertically polarized waves, respectively.
상기 안테나 제어부는 상기 제1 설정 신호를 수신하면 상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 상기 제1 핀 다이오드를 턴-온시키고, 상기 제2 핀 다이오드를 턴-오프시키는 상기 수평 편파 송신용 제어 신호를 출력하는 것인 안테나 시스템.
The method of claim 14,
When receiving the first setting signal, the antenna control unit turns on the first pin diode disposed in each of the plurality of antenna unit cells and turns on the second pin diode. The antenna system that outputs.
상기 안테나 제어부는 상기 제2 설정 신호를 수신하면 상기 다수의 안테나 단위 셀들 각각에 배치된 상기 제1 핀 다이오드를 턴-오프시키고, 상기 제2 핀 다이오드를 턴-온시키는 상기 수직 편파 송신용 제어 신호를 출력하는 것인 안테나 시스템.
The method of claim 14,
The antenna control unit turns off the first pin diode disposed in each of the plurality of antenna unit cells when receiving the second setting signal, and the vertical polarization transmission control signal turns on the second pin diode The antenna system that outputs.
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