KR100860941B1 - 인쇄되거나 또는 에칭되고 접을 수 있는 지향성 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 또는 휴대통신용 셀 방식의 통신시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동통신 또는 휴대통신 가입자와 함께 사용하기 위한 콤팩트하게 배열 가능한 안테나 장치에 관한 것으로, 변형가능한 접는 선이 중앙 허브 및 다수의 안테나 부재 사이에 형성되도록, 중앙 허브로부터 방사상으로 연장된 다수의 안테나 부재를 형성하는 변형 가능한 유전성 기판을 포함하고, 다수의 안테나 부재는 실질적으로 중앙 허브에 수직이거나 평면 방향으로 변형 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 안테나는 무선 통신 기술에서, 가장 중요하게 취급되는 크기 및 공정의 복잡성을 최소화하면서 안테나 성능을 최대화 시키고자 하는 것이다.
안테나 부재, 유전성 기판, 중앙 허브

Description

인쇄되거나 또는 에칭되고 접을 수 있는 지향성 안테나 {PRINTED OR ETCHED, FOLDING, DIRECTIONAL ANTENNA}
도 1은 전형적인 통신 셀을 도시한다.
도 2, 3 및 4는 본 발명에 따라 구성된 안테나의 실시예들을 도시한 것이다.
도 5, 6 및 7은 도 2, 3 및 4의 안테나의 실시예의 횡단면도를 도시한 것이다.
도 8, 9 및 10은 안테나 부재가 배치되고 저장된 구조로 도시된 본 발명에 따라 구성된 안테나 엔크로져(enclosure)를 도시한다.
도 11은 도 2의 방사상 날개를 도 8의 엔크로져(enclosure)에 일체화하기 위한 기구(mechanism)를 도시한다.
도 12는 도 8, 9 및 10의 엔크로져(enclosure) 분해조립도이다.
도 13은 도 8의 주위의 엔크로져(enclosure) 없이 전개된 형상으로 본 발명에 따라 구성된 안테나를 도시한다.
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본 발명은 이동통신 또는 휴대통신 셀 방식의 통신시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동통신 또는 휴대통신 가입자 유닛(subsciber units)에서 사용하도록, 컴팩트(COMPACT)하게 구성할 수 있는 안테나 장치에 관한 것이다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템은 베이스 스테이션 (base station) 및 하나 또는 그 이상의 이동통신 또는 휴대통신 가입자 유닛 간의 무선 통신을 제공한다. 이 베이스 스테이션은 전형적으로 육상 공중 교환 전화 네트워크 (PSTN)에 연결된, 컴퓨터 제어식 무선 송수신기 장치이다.
베이스 스테이션은 이동통신 가입자 유닛에게 순방향 링크 무선 통신 주파수 신호를 전송하고, 각 이동통신 가입자 유닛로부터 발신된 역방향 링크 무선통신 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나 장치를 추가로 포함한다. 각 이동통신 가입자 유닛은 또한 순방향 링크 신호 및 역방향 링크 신호의 발신을 수신하기 위한 안테나 장치를 포함한다. 전형적인 이동통신 가입자 유닛은 디지털 셀 방식 전화 핸드세트 또는 셀 방식 모뎀에 연결된 퍼스널 컴퓨터이다. 이러한 시스템에서 다중 이동통신 가입자 유닛은 동일한 중심 주파수로부터의 신호를 송신 또는 수신할 수 있으나, 독특한 변조 코드는 개별 가입자 유닛로부터 송신 또는 수신된 신호와 구별한다.
CDMA 뿐 만 아니라, 베이스 스테이션 및 하나 이상의 휴대통신 또는 이동통신 단위 사이의 통신에 사용되는 다른 무선의 접속 기술은 Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.11(IEEE)에서 기술된 것과 무선 Bluetooth 기준을 발달시켰던 산업을 포함한다. 이러한 모든 무선 통신 기술은 수신 및 발신 측에서 안테나의 사용을 요구한다. 여하한 무선 통신 시스템에서 안테나 이득이 증가되면 장점을 갖는다는 것은 당업자에게 자명한 사실이다.
이동통신 가입자 유닛에서 신호를 송/수신하기 위한 일반적인 안테나는 모노폴(monopole) 안테나 (또는 전 방향 방사 패턴을 갖는 다른 안테나)이다. 모노폴 안테나는 가입자 유닛 내의 송/수신기에 연결된 안테나 부재 또는 단일 와이어(wire)로 구성된다. 가입자 유닛로부터의 발신용 아날로그 또는 디지털 정보는 수신기에 입력되고, 수신기에 입력된 정보는 가입자 유닛에 부여된 변조 코드를 사용하여(즉, CDMA 시스템에서) 특정 주파수의 캐리어신호(carrier signal)로 변조된다. 변조된 캐리어신호는 가입자 유닛로부터 베이스 스테이션에 발신된다. 가입자 유닛 안테나에 의해 수신된 순방향 링크 신호는 무선 송수신기에 의하여 복조되고 가입자 유닛 내부의 처리 회로에 공급된다.
모노폴 안테나로부터 발신된 신호는 사실상 전방향성이다. 즉, 신호는 대체로 수평면에서 모든 방향으로 거의 동일한 신호 강도로 발송된다. 모노폴 안테나 부재를 이용한 신호의 수신은 마찬가지로 전방향이다. 모노폴 안테나는 다른 방위 방향에서 발신되는 동일하거나 상이한 신호의 검출과 대비시 하나의 방위 방향에서의 신호를 검출하는 능력에 있어서는 차이가 없다. 또한, 모노폴 안테나는 고도방향으로는 중요한 방사를 하지 않는다. 안테나 패턴은 일반적으로 도넛 구멍의 중앙에 위치한 안테나 부재를 가지는 도넛 모양을 형성한다.
이동통신 가입자 유닛에 에 적용되는 안테나의 두 번째 형은 미국 특허 제 5,617,102호에 기재되어 있다. 지향성 안테나는 예컨대, 랩탑 컴퓨터(laptop computer)의 외측 케이스에 설치된 두 개의 부재를 포함한다. 이들 각 부재에 부착된 위상 변위기 (phase shifter)는 입력 신호에 위상각 지연 (phase angle delay)을 부가하여, 집중된 신호 또는 빔을 선택된 방향으로 제공하도록 안테나 패턴(수신 및 발신 모드에 적용되는)을 변화시킨다. 빔을 집중하면 안테나 수득 및 방향성이 증가된다. 따라서, 인용된 특허의 이중 부재 안테나는 베이스 스테이션 쪽 가입자 유닛의 방향으로의 변화를 수용하기 위하여, 전송된 신호를 미리 결정된 영역 또는 방향으로 보내므로, 방향 변화로 인한 신호 손실은 최소화된다. 안테나의 상호성의 원리에 따라 안테나 수신 특성은 마찬가지로 위상 변위기 사용에 의한 영향을 받는다.
CDMA 셀 방식의 시스템은 간섭 제한 시스템이다. 즉, 이동통신 및 휴대통신 가입자 유닛이 셀 및 인접 셀에서 활성화되므로 주파수 간섭은 증가하고 따라서, 비트 에러율 또한 증가한다. 에러율 증가에도 불구하고 시스템 및 신호를 유지하기 위하여 시스템 작동기는 하나 또는 그 이상의 사용자가 이용 가능한 최대 데이터 율을 감소시키거나 능동 가입자 유닛의 수를 감소시킴으로써 잠재적인 간섭의 채널을 제거한다.
예컨대, 두 개의 인자에 의한 최대 가능한 데이터 율을 증가시키기 위하여, 능동 이동통신 가입자 유닛의 수는 반감한다. 그러나, 이 기술은 가입자 유닛에게 서비스를 우선 할당하지 않으므로, 데이터 율을 상승시키기 위하여 일반적으로 사용될 수 없다. 결국, 베이스 스테이션 및 휴대용 단위 양쪽 또는 그 중 하나에서 지향성 안테나를 사용함으로써 과도한 간섭을 피하는 것 또한 가능하다.
전형적으로, 지향성 안테나 빔 패턴은 능동 위상 배열 안테나를 사용함으로서 수득된다. 위상 배열은 전자적으로 조사되거나, 각 안테나 부재에 입력되는 신호의 위상 각을 조절함으로서 원하는 방향으로 진행한다. 그러나, 위상 배열 안테나는 부재 간격이 송/수신된 신호의 파장과 비교시 전기적으로 작아질 때 감소된 효율 및 이득을 경험한다. 이러한 안테나가 휴대용 또는 이동통신 가입자 유닛와 함께 사용 시 일반적으로 안테나 배열 간격은 비교적 작고, 따라서 안테나 성능은 이에 상응하도록 절충된다.
휴대용 또는 이동 단위가 베이스 스테이션과 통신하는 CDMA 통신 시스템 등의 통신 시스템에서 휴대용 또는 이동 단위는 전형적으로 손에 쥘 수 있는 크기의 장치이거나, 예컨대 랩탑 컴퓨터 크기의 비교적 작은 장치이다. 몇 몇의 실시예에서, 안테나는 내부에 있거나 장치 엔크로져(enclosure) 또는 장치 하우징(housing)으로 부터 돌출 되어 있다. 예컨대, 셀 방식의 전화 핸드세트는 내부의 헝겊 안테나 또는 돌출된 모노폴 또는 다이폴 안테나를 사용한다. 랩탑 컴퓨터 등의 더 큰 휴대용 장치는 분리된 엔크로져(enclosure)에 장착되거나 또는 랩탑 케이스에 일체가 된 안테나 또는 안테나 배열을 가질 수 있다. 분리된 안테나는 통신장치를 하나의 위치에서 다른 위치로 이동시 관리가 귀찮을 수 있다. 일체가 된 안테나는 이러한 단점을 갖지 않으나, 헝겊 안테나를 제외하고 그들은 통신장치로부터 돌출된 형태이다. 이렇게 돌출되면 안테나를 장치의 위치 이동시 부러지거나 손상을 입을 수 있다. 돌출형 안테나의 아주 경미한 손상 또한 그 작동 특성을 치명적으로 변화시킬 수 있다.
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엔크로져(enclosure)가 통신장치 또는 통신장치 자체의 하우징(housing)으로부터 분리된 단위를 포함하는 것인지 여부에 관계 없이, 무선 네트워크 안테나를 엔크로져(enclosure)내로 일체화하는데 몇 가지 사항은 고려되어야 한다. 안테나 및 그와 결합된 엔크로져(enclosure)를 설계함에 있어서, 통신장치로부터 송/수신된 신호가 미리 정해진 비트 에러율, 신호 대 소음의 율 또는 신호 대 소음 플러스 간섭율 등의 작동 제한을 만족시킬 수 있도록 안테나의 전기적 특성은 신중히 고려되어야 한다. 안테나의 물리적 변수에 의하여 영향받기 때문에, 안테나의 전기적 특성은 하기에서 더욱 설명될 것이다.
안테나는 또한 사용자의 요구 및 필요한 전기적 성능을 만족시키기 위하여 일정한 기계적인 특성을 나타내야 한다. 안테나 길이 또는 안테나 배열의 각 부재의 길이는 송/수신된 신호 주파수에 따라 다르다. 만일 안테나가 모노폴로 구성되면 그 길이는 전형적으로 신호 주파수의 1/4의 길이이다. 800MHZ(무선 주파수 밴드의 하나)에서 작동하기 위해서는 1/4 파장 모노폴의 길이는 3.7 인치이다. 만일, 안테나가 1/2 파장 다이폴이라면, 그 길이는 7.4 인치이다.
또한, 안테나는 사용자에게 외관상 즐거움을 제공하여야 한다. 만일 안테나가 통신장치로부터 전개될 수 있다면, 통신 장치 내의 충분한 부피가 반드시 저장된 안테나 및 그 주변 구성요소를 수용하기 위하여 할당되어 있어야 한다.
그러나, 통신장치가 이동통신 또는 휴대통신 서비스에 사용되기 때문에, 장치는 반드시 용이하게 휴대할 수 있도록 비교적 작고 가벼워야 한다. 안테나가 전개되는 기구(mechanism)는 기계적으로 간단하고 확실해야 한다. 통신장치로부터 분리된 엔크로져(enclosure) 내에 수용된 이러한 안테나인 경우, 안테나 및 통신장치 사이의 연결 기구(mechanism)는 반드시 확실하고 간단해야 한다.
안테나의 전기적, 기계적 및 외관상의 특성은 중요할 뿐 만 아니라, 무선 환경에서의 독특한 기능 문제점을 극복하여야 한다. 그러한 문제점 중 하나는 소위 다중통로 페이딩(multipath fading)이다. 다중통로 페이딩에서는 발송인(베이스 스테이션 또는 이동통신 가입자 유닛)으로부터 발신된 무선 주파수 신호는 의도된 수신기로의 경로에서 간섭될 수 있다. 예컨대, 그 신호는 빌딩 등의 물체에서 반사되어 원래 신호의 반사된 신호를 수신자에게 보낼 수 있다. 이러한 경우, 수신자는 동일한 무선 주파수(RF)를 갖는 두 개의 다른 신호를 받는다. : 본래 신호 및 반사된 신 호. 각 수신된 신호는 동일한 주파수 상에 위치하지만, 반사된 신호는 반사 및 수신자으로의 차동 전송 경로의 길이 때문에, 본래의 신호의 위상을 벗어날 수 있다. 결과적으로, 원래 신호 및 반사된 신호는 서로 부분적으로 또는 완전히 상쇄시키고(상쇄 간섭), 그 결과 수신된 신호에 페이딩(fading) 또는 드롭아웃(dropout)이 발생한다.
단일 부재 안테나는 다중통로 페이딩되기 매우 쉽다. 단일 부재 안테나는 발신된 신호가 발송되어오는 방향을 감지하지 못하므로 발신된 신호가 좀 더 정확하게 탐지되고 수신되도록 조절될 수 없다. 그 지향성 패턴은 안테나 부재의 물리적 구조에 의하여 고정된다. 단지 안테나 위치 및 방향만이 다중통로 페이딩 효과를 피하기 위하여 변경될 수 있다.
상기한 특허에서 설명된 이중 부재 안테나는 또한 안테나 패턴의 로브(lobe)의 대칭적이고 반대되는 성질 때문에 다중 페이딩되기 쉽다. 안테나 패턴 로브는 덜 또는 더욱 대칭적이고 서로에 대해 마주보고 있으므로, 안테나 뒤쪽으로 반사된 신호는 앞쪽에서 수신된 신호와 동일한 수신력을 가질 수 있다. 즉, 만일 발신된 신호가 수신 안테나의 뒤쪽 또는 이를 넘어서 물체로부터 반사되고, 신호가 발신지로부터 직접 수신되므로 반대 방향으로부터 의도된 수신기로 역반사되면, 두 신호의 위상 차이는 다중 페이딩 때문에 상쇄 간섭이 생긴다.
셀 방식 통신 시스템에 존재하는 다른 문제는 셀간 신호 간섭이다. 대부분의 셀 방식 시스템은 각 개인적인 셀로 나뉘고 각 셀은 그 중앙에 위치하는 베이스 스테이션을 갖는다. 각 베이스 스테이션은 이웃하는 스테이션과 서로 약 60°간격으로 이격되어 위치하도록 배치된다. 각 셀은 그 중앙에 베이스 스테이션을 갖는 6면체로서 관찰될 수 있다. 각 셀의 모서리는 서로 인접하여 일단의 셀은 벌집 모양을 이룬다. 그 베이스 스테이션에서 셀 모서리 까지의 거리는 셀의 모서리에 위치한 이동통신 가입자 유닛로부터 셀의 베이스 스테이션 까지 수용 가능한 신호를 발신하는데 요구되는 최소 전력에 의하여 전형적으로 결정된다.(즉, 수용 가능한 신호를 발신하는데 요구되는 전력은 하나의 셀의 반지름과 동일한 거리)
하나의 셀 모서리에 인접한 이동통신 가입자 유닛이 모서리를 교차하는 신호를 인접한 셀로 발신하고 인접한 셀간 발생하는 통신을 간섭할 때 셀간 간섭( intercell interference)이 발생한다. 전형적으로 동일한 주파수 또는 근접 주파수 상의 인접한 셀들의 신호는 셀간 간섭을 유발한다. 셀간 간섭의 문제점은 발신된 신호가 셀의 중앙에 위치한 의도된 베이스 스테이션에 의하여 효과적으로 수신될 수 있도록 셀 모서리에 인접한 가입자 유닛은 전형적으로 더 높은 전력 레벨에서 발신한다는 사실에 의하여 복잡해진다. 또한, 의도된 수신기의 뒤 또는 이를 넘어서 위치한 다른 이동통신 가입자 유닛로 부터의 신호는 동일한 힘의 수준에서 베이스 스테이션에 도달할 수 있고, 이는 부가적인 간섭을 나타낸다.
셀간 간섭 문제는 인접한 셀 내의 가입자 유닛이 동일한 반송파 또는 중심 주파수상에서 발신되기 때문에 CDMA 시스템에서 악화된다. 예컨대, 만일 두 개의 신호가 베이스 스테이션의 하나에서 수신된다면, 동일한 주파수 상에서 작동되나 상이한 베이스 스테이션으로 발신하는 두 개의 가입자 유닛은 서로 간섭한다. 하나의 신호는 서로에 대하여 잡음으로 나타난다. 간섭의 정도 및 의도된 신호의 검출 및 검파가능한 능력은 가입자 유닛이 작동하는 전력 수준에 의하여 또한 영향을 받는다. 만일 하나의 가입자 유닛이 셀의 모서리에 위치한다면, 그것은 셀 및 다른 인접한 셀 내의 다른 단위에 비하여 높은 전력 수준에서 의도된 베이스 스테이션에 도달하기 위하여 발신한다. 그러나, 그 신호 또한 의도되지 않은 베이스 스테이션 즉, 인접한 셀의 베이스 스테이션에 의하여 수신된다. 베이스 스테이션에서 수신된 두 개의 동일한-반송파 주파수 신호의 상대적인 전력 수준에 따라, 인접한 셀에서 발신된 신호와 그 셀 내로부터 발신된 신호를 적합하게 구별하는 것은 가능하지 않을 수 있다. 그 기구(mechanism)는 가입자 유닛 안테나의 명백한 시야를 감소시키기 위하여 필요하고, 이는 베이스 스테이션에서 수신된 명백한 발신의 간섭 수를 감소시킴으로서, 순방향 링크의 작동상에 상당한 영향을 끼칠 수 있다. 유사한 기구(mechanism)가 순방향 링크를 위하여 필요하고, 가입자 유닛에서 신호의 질을 증진시킨다.
요약하자면, 무선 통신 기술에서, 크기 및 공정의 복잡성을 최소화하면서 안테나 성능을 최대화 시키는 것이 가장 중요하다. 본 발명은 이러한 요구 사항을 수용한다.
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본 발명의 로우 프로파일(low profile) 지향성 안테나는 지향성 안테나 배열을 형성하기 위하여 중앙 허브(center hub)로부터 반경방향으로 연장된 다수의 안테나 암(arm)을 포함하고, 상기 안테나 암들은 수직방향 위쪽으로 변형가능하게 구부려질 수 있다. 상기 안테나는 중앙 허브로부터 연장된 중앙 암(arm)을 더 포함한다. 저장 및 이동을 위하여 로우 프로파일 지향성 안테나는 연장된 암을 중앙 허브의 평면에 접어 넣음으로써 컴팩트하게 축소될 수 있다. 안테나 암 및 중앙 허브는, 예컨대 안테나 암을 중앙 허브에 부착하기 위하여 별도의 힌지결합이나 피봇 결합이 필요없도록, 변형가능한 단일(homogeneous)의 재료로 다이 커팅(die cutting)에 의해 만들어질 수 있다. 단일의 변형 가능한 재료는 안테나의 제조를 단순하게 하고, 안테나를 안테나 엔크로저(enclosure)에 설치하는 것을 단순화한다.
하나의 실시예로, 로우 프로파일 지향성 안테나는 다섯 개의 연장된 암 및 중앙 암을 포함하고, 이들 암 모두는 변형가능한 하나의 판재(sheet) 재료로부터 절단된다. 이들 6개의 부재 각각은 모든 부재가 놓여진 하나의 평면의 방향에서 각 부재가 중앙 허브와 약 90°를 형성하도록 위쪽으로 구부려져 활성화되거나 전개된 형상으로 변형 가능하다. 단일의 판재로 안테나를 제조하면, 안테나를 제조하기 위하여 연결시 요구되는 모든 접착, 납땜 등의 공정이 필요없다. 또한, 변형 가능한 재료가 사용되므로 연결부위가 생기지 않는다. 전도성 경로(trace), 접지면(ground planes), 방사구조(radiating structure) 비아스(vias) 등은 에칭 또는 인쇄 공정에 의하여 변형 가능한 재료위에 형성된다. 제부품 수는 적고(단지 한 부분만이 있다.), 따라서, 단일 부분으로부터 모든 안테나 부재의 제조를 통하여 임금을 최소화한다.
더욱이, 변형 가능한 재료는 단일의 물질 표면상에 설치된 미세 전자 부재와 서로 연결되기 위하여 그 위에 위치하는 전도성 경로(traces)를 포함할 수 있다. 외부의 인터페이스는 미세 전자 부재를 전원 및 통신 장치에 연결한다. 변형 가능한 단일의 표면상에 전자 안테나 부재를 형성함으로써, 안테나가 전개 될 때 큰 전기적인 개구(electric aperture)가 형성되나, 안테나는 로우 프로파일 즉, 밀폐되거나 적재된 형태로, 콤팩트한(compat) 패키지를 이룬다.
본 발명의 상기한 특성 및 장점은 본 발명의 상세한 설명의 좀더 상세한 설명으로부터 명백해질 것이고, 유사 참조 특성은 다른 도면을 통한 동일한 부분을 언급한 첨부도면에서 설명될 것이다. 도면은 반드시 일정한 비율로 그려지지는 않으나, 대신, 발명의 원리의 설명이 강조된다.
도 1은 전형적인 CDMA 셀룰러 통신 시스템의 하나의 셀 50을 도시한다. 셀 50은 이동통신 가입자 유닛 60-1 내지 60-3을 통하여 베이스 스테이션 65와 통신하는 지역을 나타낸다. 각 가입자 유닛 60은 안테나 70이 장착되어 있고, 이는 본 발명에 따라 구성될 수 있다. 가입자 유닛 60은 시스템 작동기에 의하여 무선 데이터 및/또는 음성 서비스가 제공되고, 이를 통하여 예컨대 랩탑 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 개인적인 디지털 보조물(PDAs) 또는 이의 유사물이 이는 공공의 스위치로 연결된 전화 네트 워크 (PSTN), 한 묶음 스위치로 연결된 컴퓨터 네트워크(인터넷 등), 공공의 데이터 네트 워크 또는 개인적인 네트워크 일 수 있는 네트워크 75 에 연결된 베이스 스테이션 65 (안테나 68을 포함한다.)에 연결될 수 있다. 만일 네트 워크 75가 인터넷 등의 한 묶음 기초된 Ethernet 네트워크라면, 베이스 스테이션 65는 주 속도 ISDN 등의 상이한 이용 가능한 통신 프로토콜 또는 IS-634 또는 V 5.2 또는 TCP/IP 등의 다른 LAPD 기초한 프로토콜의 여하한 수를 능가한 네트워크 75와 통신한다. 베이스 스테이션 65와 통신하면서 가입자 유닛 60은 이동성 성질을 가질 수 있고 하나의 위치에서 다른 위치로 이동가능하다. 가입자 유닛이 하나의 셀을 떠나 다른 셀로 들어가기 때문에, 통신 링크는 나간 셀의 베이스 스테이션에서 들어간 셀의 베이스 스테이션으로 옮겨진다.
도 1은 발명을 쉽게 설명하고 예에 의하여 셀 50내에서 하나의 베이스 스테이션 65 및 세 개의 이동통신 가입자 유닛 60을 설명한다. 본 발명은 셀 50 등의 개인적인 셀에 하나 또는 그이상의 베이스 스테이션과 통신하는 전형적으로 더욱 많은 가입자 유닛이 있는 시스템에 적용 가능하다. 발명은 여하한 무선 장치 또는 시스템에 더욱 적용 가능하다.
도 1은 베이스 스테이션 65 및 가입자 유닛 60 사이의 데이터 및/또는 음성을 전송하기 위하여 지정된 무선 주파수 채널을 갖는 CDMA, TDMA, GSM 등의 신호 체계를 사용하는 표준 셀룰러 통신 시스템일 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 바람직한 실시예에서, 도 1은 무선 인터페이스를 위한 표준 IS-95B에 정의된 코드 분할 다중송신 원리를 사용하는 CDMA 시스템이다.
셀-베이스(a cell-based) 시스템의 한 실시예로, 이동통신 가입자 유닛 60은 이동통신 가입자 유닛 60으로부터 베이스 스테이션 65 까지 발신된 역방향 링크 신호의 지향성 발신(빔 포밍이라는 공정을 통하여)뿐 만 아니라, 베이스 스테이션 65로부터 발신된 순방향 링크 무선 신호의 지향성 수신을 제공하는 안테나 70을 사용한다. 이러한 개념은 베이스 스테이션 65로의 최고 전파가 가능한 방향으로 각 이동통신 가입자 유닛로부터 더욱 또는 덜 외부로 연장되는 빔 페턴 71 내지 73의 예에 의하여 도 1에서 설명된다. 베이스 스테이션 65를 향하여 덜 또는 더욱 발신되게 하고 베이스 스테이션 65로부터 발생하는 신호를 지향적으로 수신함으로서 안테나 장치 70은 이동통신 가입자 유닛 60 용 셀간 간섭 및 다중 통로 페이딩의 효과를 감소시킨다.
더욱이, 안테나 빔 패턴 71 내지 73은 베이스 스테이션 65의 방향에서 외부로 연장되나, 가장 다른 방향에서 감쇠되므로, 이동통신 가입자 유닛 60 으로부터 베이스 스테이션 65 까지의 효과적인 통신 신호의 발신시 전력이 덜 요구된다.
도 2는 유연성 또는 변형가능한 재료로 된 단일의 유전성 기판 122 위에 형성되거나 그 유전성 기판으로 제조된 안테나 배열 120을 도시한다. 아래에서 더욱 설명될 안테나 배열 120의 구성 부품은 시트(sheet) 형상의 유전성 기판 재료를 도 2의 패턴으로 절단하거나, 스탬핑(stamping)함으로써 형성된다. 유전성 재료를 절단하여, 다수의 방사상 날개 126 (도 2에 도시된 바와 같은 5개의 방사상 날개는 단순한 예이다.) 및 중앙 부재 130을 형성한다. 안테나 배열 120이 위상 배열로서 작동하는 다른 실시예에서는 중앙 부재 130은 존재하지 않는다. 각 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 중앙 허브 128로부터 연장된다. 도시된 바와 같이, 방사상 날개 126은 중앙 허브 128의 둘레에서 연장되고 중앙 부재 130은 중앙 허브 128의 거의 중앙으로부터 연장된다. 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130이 유전성 시트(sheet)로 제조될 때, 유전성 기판 122 내의 갭(gap)이 인접한 방사상 날개들 사이에 형성되고, 갭은 중앙 부재 130의 각 측면에 형성된다. 도 2에서 접지면 132는 유전성 기판 122의 아래에 위치한다. 도 2의 예시적 실시예에서 접지면 132의 직경은 중앙 허브 128의 직경 보다 약간 크므로, 접지면 132는 갭을 통하여 보인다.
도 2에서 방사상 날개 126, 중앙 부재 130 및 중앙 허브 128은 평평한 구조로 도시된다. 즉, 방사상 날개 126, 중앙 부재 130 및 중앙 허브 128은 동일한 평면에 위치한다. 작동 모드에서, 방사상 날개 126의 각각은 유전성 기판 122의 변형가능한 재료 내에 접는 선 134를 따라 중앙 허브 128에 대하여 위쪽으로 변형된다. 마찬가지로, 중앙 부재 130은 접는 선 135를 따라 위쪽으로 변형가능하다. 하나의 실시예에서, 접는 선 134 및 135는 각 중앙 부재가 유전성 기판 122의 변형가능한 성질 때문에 선을 따라 단순히 접히는 선을 나타낸다. 다른 하나의 실시예에서, 접는 선은 안테나 부재의 접히는 성질 또는 굽혀지는 성질 (즉, 연결 부위의 스트레스 한계를 초과하지 않고 연결부위의 변형을 가능하게 하는) 을 증진시키기 위하여 포함되는 천공 선 또는 지퍼 구멍을 나타낸다.
전도성 부재 136은 각 방사상 날개 126에 형성된다. 전도성 부재 137은 중앙 부재 130상에 형성된다. 하나의 실시예에서, 상호 작용하는 부재는 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130의 앞 뒤의 양 표면상에 형성된다. 하기에서 설명될 바와 같이, 하나의 실시예에서, 전도성 부재 137은 신호를 송/수신하는 능동 부재이고, 전도성 부재 136은 송/수신된 신호에 대하여 반사 부재 또는 지향성 부재의 하나로서 구성된다. 도 2에 도시된 전도성 부재 136 및 137의 형태는 단지 예시적일 뿐이다. 다른 실시예에서, 전도성 부재 136은 모노폴 안테나이고 이들은 접지면 132로부터 선택적으로 결합되거나 또는 분리되어 지향성 및 반사 성질을 유효하게 한다. 도시되지 않은 스위치는 전도성 부재 136 및 접지면 132 사이의 이러한 연결성을 조절한다. 스위치는 접합 다이오드, MOSFET, 2극식의 접합 트랜지스터 또는 MEMS (미세전자 기계 구조)스위치와 함께 실행될 수 있다.
도 2의 안테나는 통신 장치와 결합하여 사용하기 위한 하우징(housing) 내에 싸여있다. 따라서, 작동성 안테나의 형상 및 치수 및 그들의 구성 부재는 원하는 안테나 성능 특성 (즉, 작동 주파수, 입력 임파던스, 이득, 밴드넓이) 및 바람직한 하우징 (housing)의 치수 및 형상에 따라 다르다. 더욱이, 만일 하우징 (housing) 치수가 특정한 최대 전도성 부재 치수, 예컨대, 부재 넓이를 요구한다면, 다른 치수의 억제를 보상하기 위하여 다른 전도성 부재 치수를 증가시키는 것이 필요하다. 전도성 부재의 치수가 이러한 변수에 의하여 영향받을 뿐 만 아니라, 사용된 실제 형상 또한 반드시 이들 변수를 고려하여야 한다.
도 2 실시예에서는 전도성 부재 136의 세그먼트 138이 중앙 허브 128 상에 연장되어 중앙 허브의 둘레 및 접는 선 134를 가로질러 통과하는 것을 주목하라. 유사하게, 전도성 부재 137의 세그먼트 139가 접는 선 135를 지나 연장되어 중앙 허브 128 상에 위치한다. 세그먼트 138 및 139는 전도성 부재 136 및 137이 접히거나 변형될 때 전도성 물질의 파손 및 분열을 방지하기 위하여 변형가능하거나 구부려진다. 세그먼트 138 및 139는 중앙 허브 128내의 비아스(vias: 도 2에 도시되지 아니함)에 연결된다. 이들 비아스는 저면 또는 상부면을 따라 연장되어 중앙 허브 128의 매몰 층(buried layer)내의 전도성 경로(도 2에 도시되지 아니함)에 접촉한다. 외부 장치와의 연결이 요구되는 어떤 경로는 인테페이스 141에서 종료한다. 전도성 경로 및 비아스는 안테나 배열 120의 전력, 제어 및 RF 신호를 운반하고 또한, 중앙 허브 128의 상부 또는 저면, 하나 또는 그 이상의 방사상 날개 126 상 또는 중앙 부재 130 상에 설치된 전자요소 (도2에 도시되지 아니함)와 상호 연결된다. 인터페이스 141은 전원, 제어신호, 발신모드에서 발신된 신호 및 수신모드에서 수신된 신호를 제공하기 위하여 외부의 구성요소에 연결된다.(도시되지 않은 콘넥터를 통하여) 더욱이, 상기에서 설명한 바와 같이, 접지면 132에 연결성을 제공하기 위한 스위치는 그러한 전자 요소를 구성한다.
전도성 부재 136 및 137은 전도성 물질로 구성되고 인쇄 및 에칭에 의하여 유전성 기판 122상에 배치된다. 하나의 실시예에서 유전성 기판 122 는 그 위에 위치하는 구리 표면을 갖는 미라(mylar) 또는 캅톤(kapton)을 포함한다. 대안적으로, 전도성 잉크 또는 에폭시는 유전성 기판 상에 전도성 부재 136 및 137을 인쇄하기 위하여 사용될 수 있다.
도 3은 안테나 배열 120의 측면도로서 특히, 두 개의 방사상 날개 126 및 중앙 허브 128을 도시한다. 접지면 132 또한 보인다. 이 실시예에서, 접지면 132는 중앙 허브 128의 둘레를 통과하여 연장된다는 점은 주목하라. 이는 본 발명의 필요조건은 아니다.
도 4는 안테나 배열 120의 저면도이고 이 실시예에서, 전도성 부재 136 및 137과 결합하여 작동하기 위하여 전자부재 151을 수용하기 위한 패턴을 갖는 기판 150을 포함한다. 전도성 부재 136 및 137과 상호 연결되기 위한 경로 152 및 비아스 153, 전자부재 151 및 기판 150의 저면에 도시된 인터페이스 141은 단순히 예시일 뿐이다.
도 4는 또한 각 방사상 날개 126의 뒷면 상에 전도성 부재 154를 도시한다. 전도성 부재 155는 중앙 부재 130의 뒷면 상에 위치한다. 전도성 부재 154 및 155는 특정한 실시예에서 모두 요구되지 않는다. 전도성 부재 154는 전도성 부재 136(거기에 전도성 있게 또는 유도적으로 결합된)과 협응하여 작동하여 송/수신된 신호에 대하여 반사식 또는 지향성 기능을 제공한다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 전도성 부재 154는 전도성 부재 136 예컨대. 슬리브(sleeve) 다이폴 안테나를 공급하기 위한 발신선을 형성한다. 유사하게, 전도성 부재 155는 전도성 부재 137과 협응하여 작동한다 (둘 다 중앙 부재 130상에 위치한다.). 중앙 부재 130은 안테나 배열 120의 능동 부재로서 작용하나, 안테나 배열이 위상 배열로 작동하고 각 전도성 부재 136/154에 입력되는 신호의 위상이 안테나 빔을 조정하기 위하여 조절 가능할 때 불필요하다는 것을 상기하라. 도 5는 도 2,3 및 4와 결합하여 논의된 다양한 층의 측면도이다. 그 층은 명확하게 하기 위하여 과장되게 도시되어 있다. 접지면 132는 유전성 기판 122의 밑에 위치하고 기판 150은 접지면 132 밑 및 주위에 위치한다. 접지면 132는 중앙 허브 128 의 주변부를 약간 지나 연장되어 있다. 도 5는 또한 전도성 부재 136, 137, 154 및 155 간의 전기적 연결을 제공하기 위하여 유전성 기판 122 내 및 기판 150에 위치한 예시적인 경로 157 및 비아스 158와, 전자 부재 151 및 인터페이스 141을 도시한다. 절연체의 몇 몇 형태는 경로 157 및 접지면 132 사이에 제공되어야 하고, 도 5의 평면에 나타나지 않은 추가적인 경로는 유전성 기판 122상에 위치한다는 것 또한 인식되어야 한다. 경로 157은 전형적으로 유전성 재료의 변형가능한 성질과 일치하는 플렉스(flex)-회로 전도성 물질로부터 구성된다.
도 6 은 기판 150을 제외한 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 미세 전자 부재 151은 유전성 기판 122, 바람직하게는 중앙 허브 128 내에 위치한다. 경로 157 및 비아스 158은 각각 전도성 부재 136 및 137의 세그먼트 138 및 139로부터 다양한 미세전자 부재 151 까지의 전도성 경로를 제공하고, 또한 전도성 부재 154 및 155 (도 4 참조)와 전도성 통신한다. 일반적으로, 여기서 설명된 모든 실시예에 대하여, 구리 표면은 부재에 접하는 표면을 밀봉하는 보호 유전성 재료로 둘러싸여 있다. 이를 수행하기 위한 기술은 당업계에서는 공지이다.
도 7은 안테나 배열 120의 다양한 평행한 층을 형성하기 위한 부가적인 실시예를 도시한다. 특히, 유전성 기판 180 은 상부 및 바닥 표면상에 유연한 전도성 경로 182 (수축된 회로라고 칭함)와 함께 형성된다. 비아스 184는 인터페이스 141을 통한 안테나 배열 120에서 송/수신된 신호를 운반하는데 요구되는 바와 같은 전도성 경로(trace) 182를 연결시키고, 미세 전자부재 151 및 전도성 부재 136, 137, 154 및 155 간을 연결시킨다. 지역 188에서 유전성 기판 180은 두꺼워 진다. 이 두꺼워진 지역은 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130의 위치와 일치할 수 있어서 증대된 내구성을 갖는 변형 가능한 연결부위를 제공한다. 유전성 기판 190은 유전성 기판 상에 위치하고, 유전성 기판 192는 유전성 기판 180 아래에 위치한다. 유전성 기판 190 및 192 또한 단단하거나 또는 변형 가능한 재료로 구성된다. 그러나, 만일 유전성 기판 190 및 192 가 접는 선 135 및 134 (도 2 참조)와 간섭하지 않도록 위치한다면, 유전성 기판 190 및 192는 단단한 재료로 구성될 수 있다. 도 7에는 도시되지 않았으나, 접지면은 유전성 기판 192 아래에 위치할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130을 단일의 유전성 시트(sheet)로 형성하는 대신 본 발명의 다른 실시예에서 안테나 부재는 분리형성되어 서로 연결된다. 하나의 실시예에서, 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 굽힐 수 있거나 변형 가능한 재료로부터 형성되고 점착성 연결부위에 의하여 중앙 허브 128과 연결된다. 대안적으로, 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 한 쌍을 이루는 각 부재에 납땜 가능한 비아스를 형성함으로서 중앙 허브 128에 연결될 수 있다. 두 조각의 부분은 서로 접촉하고 비아스는 그들 사이에서 접합을 형성하기 위하여 납땜된다. 이러한 실시예에서 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 변형 가능한 재료로 형성되므로, 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 도 2에 도시된 바와 같이, 접는 선 135 및 134을 따라 변형될 수 있다. 또, 방사상 날개 126 (및 중앙 부재 130)중 하나 또는 이들 모두는 단단한 재료로 구성될 수 있고 그들 사이에 변형 가능하거나 피봇가능한(pivotably) 재료의 조각을 개재함으로써 연결될 수 있다. 따라서, 접는 선 135 및 134은 연결성 재료로 형성된다. 예컨대, 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 단단한 유전성 재료로 형성될 수 있고 각 방사상 날개 126 및 중앙 허브 128에 부착된 변형 가능한 재료의 조각으로 중앙 허브 128에 연결된다(예컨대, 접착에 의하여). 중앙 부재 130은 유사하게 중앙 허브 128에 부착된다. 이러한 실시예에서, 중앙 허브 128은 단단한 재료, 예컨대, 인쇄회로기판 또는 탄력적이거나 변형 가능한 재료로 구성될 수 있다. 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130을 중앙 허브 128에 연결하기 위한 접착제 사용 대신 납땜한 비아스가 두 쌍의 각각의 유연한 표면에 설치될 수 있다. 두 조각 부분은 쌍을 이루고 두 조각 사이의 변형 가능한 연결점을 창설하기 위하여 납땜 된 비아스이다.
하나의 실시예에서, 전도성 부재 136, 137, 154 및 155는 유전성 기판 122의 양쪽에 설치된다.(예컨대, 프린팅, 에칭 등에 의하여). 그리고나서, 변형 가능한 재료의 두 번째 층(전형적으로 유전성 기판 122 형성 시 사용되는 동일한 재료)은 유전성 기판 122의 바닥면 및 상면상에 적층되어 이들 유전성 층 사이에 배치되는 다양한 전도성 부재와 함께 다중 층 기판을 형성함으로써 전도성 표면을 보호한다.
하나의 실시예에서, 전도성 부재 137(전도성 부재 155와 연결)은 무선 주파수 신호를 발신 및 수신하는 한편, 전도성 부재 136(전도성 부재 154와 연결)은 반사기 또는 도파기(reflector)로 작용한다. 전도성 부재 136상 입사 에너지는 전원을 향하여 반사되도록 하기 위하여, 각 전도성 부재 136의 유효길이는 공명음 길이보다 긴 유효길이를 형성함으로써 반사 모드를 수득하도록 조절 가능하다. 지향성 모드(공명음 길이가 유효길이보다 짧은 경우)에서 전도성 부재 136은 무선 주파수 신호에 본질적으로 나타나지 않는다. 이러한 방법에서, 능동의 중앙 부재 130에서의 방사 패턴은 360°방위 범위의 특정한 부분으로 조정되거나 방향을 잡을 수 있다. 다른 작동 가능한 실시예에서, 방사상 날개 126 각각에 위치한 전도성 부재 136 및 154는 위상 배열로서 작동하는 데, 이 경우 각 안테나 부재에 입력된 신호의 위상각은 안테나 빔을 향하도록 조절 가능하다. 중앙 부재 130은 위상 배열 모드에 존재하지 않는다.
안테나 배열 120을 패캐징(packaging)하기 위한 하나의 예시적인 하우징(housing) 198이 도 8에 도시되어 있는데, 도 8에서는 각각의 방사상 날개 126 및 중앙 허브 128이 베이스 204 내의 각 오목홈 202와 짝을 이루는 플라스틱 또는 유전성 프레임 200안에 내장된다. 몇몇의 하우징(housing) 198 형성에 적합한 플라스틱 재료, 예컨대, 렉산, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 및 ABS 플라스틱은 당업자에게 공지된 것들이다. 방사상 날개 126을 싸고 있는 유전성 프레임 200 각각은 베이스 204의 모서리에 형성된 각 오목홈 210과 짝을 이루는 리프(lip) 208을 더 포함한다. 중앙부재 127은 유전성 프레임 216 내에 들어 있다. 유전성 프레임 216은 베이스 204 내의 오목홈 220과 짝을 이룬다. 안테나 배열 120의 최적 작동을 위하여 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 반드시 접히거나, 베이스 204 와 소정의 각을 형성하기 위하여 위쪽으로 회전하여야 한다. 하나의 실시예에서, 이 각은 90°이다. 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130이 최적의 각으로 위치하게 하기 위하여 정지 위치가 하우징(housing) 198 내에 있다. 상기 정지 위치는 작동 모드 시 유전성 프레임 200, 216 및 베이스 204 사이의 결합면 혹은 지지면에 의해 조정된다.
도 9는 베이스 204 내에 닫힘 위치 또는 오목홈 위치에 놓여 있는 유전성 프레임 200을 보여준다. 도 10은 베이스 204의 측면도이고, 유전성 프레임 200이 저장된 위치에 있는 상태를 보여준다. 본 발명에 따른 안테나에 의하여 제공되고, 특히, 휴대용 통신 장치에 적합한 로우 프로파일을 주목하라. 유전성 프레임 200 및 이와 연관된 방사상 날개 126 및 유전성 프레임 216 및 그와 연관된 중앙부재 130은 쉽게 전개되어 편리한 지향성 특성 및 통신장치를 위한 큰 전기 안테나 개구면(antenna aperture)을 제공한다.
도 11은 상부 커버 230 및 하부 커버 232를 포함하는 유전성 프레임 200을 도시한다. 방사상 날개 126은 유전성 프레임 200의 저부에 있는 개구를 통하여 연장되어 인접한 상부 커버 230 위쪽으로 연장된다. 일단, 방사상 날개 126이 위치에 자리를 잡으면, 하부의 커버 232는 점착성의 플라스틱 스냅 또는 초음파 용접 에 의하여 상부 커버 230에 부착된다. 도 11에 도시되지 아니하였으나, 하나의 실시예에서 하부 커버 232는 상부 커버 230내의 구멍과 짝을 이루는 보스(boss)를 포함한다. 또 보스는 방사상 날개 126내의 구멍을 통하여 돌출하여 상부의 상부 커버 230 및 하부 커버 232에 대하여 고정된 위치에 방사상 날개 126을 유지한다. 유전성 프레임 200은 오목홈 202 내에 끼워지도록 아랫방향으로 회전하고 이는 또한, 도 8에 도시되어 있다. 이 회전 동작은 도면부호 238으로 표시되는 지역 내에 위치하는 피봇 점(pivot)을 중심으로 일어난다. 당업자는 본 발명에 사용될 수 있는 몇몇의 피봇 기구(pivot mechanism)를 이해한다. 하나의 피봇 기구가 지역 238 내에 위치하고 베이스 204 내의 수용 구멍과 짝을 이루는 플라스틱 봉 또는 축(axle)을 사용한다. 중앙 부재 127은 유사한 방법으로 유전성 프레임 216 내에 들어 있다.
도 12는 도 8에 도시되고 위에서 설명한 본 발명의 다양한 부재를 포함한 하우징 198의 분리사시도이다. 유전성 기판 122는 도 12에 도시된 유전성 프레임 200에 형성된 하나 또는 다수의 개구를 통과한 방사형 날개들과 각각 조립된다.
그리고나서 유전성 프레임 200은 베이스 204 내에 피봇회전 가능하게 설치되고 (도 11과 관련하여 설명된 바와 같음), 베이스 204는 스냅 또는 스크류에 의하여 베이스 249에 고정적으로 부착된다. 도 11 실시예는 또한 베이스 플레이트를 포함한다.
도 13은 도 2 및 도 13에 도시된 특정한 구성요소의 다른 예시이다. 그러나, 도 13의 방향에서 방사상 날개 126 및 중앙 부재 130은 작동하기 위하여 위쪽 혹은 수직으로 접혀진다. 그렇지 않으면, 방사상 날개 126 및 중앙부재 130은 도 12에 도시된 바와 같이, 실질적으로 평면으로 접힌 구성으로 변형 가능하다.
본 발명이 바람직한 실시예에 의하여 설명된 반면, 다양한 변화가 가능하고 동등한 구성요소가 발명의 범위 내에서 치환 가능하다는 것은 당업자에게 이해될 것이다. 더욱이, 발명의 주요한 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 특정한 상황에 적응하기 위하여 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 발명을 실행하기 위하여 숙고된 최상이 모드로서 설명된 특정한 실시예에 한정되지 않고, 첨부한 발명의 청구의 범위에 해당하는 모든 실시예를 포함할 것이다.
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본 발명에 따라 제조된 안테나 배치 120은 저 비용 부재을 사용하고 조립 단계가 거의 없이 비교적 쉽게 제조된다. 조립공정 중 공정 수의 감소는 높은 반복가능성, 수율 및 저 비용을 가능하게 한다. 안테나 부재의 변형 가능한 유전성 기판의 단일 시트는 분리된 기계적 연결부위가 없고 단순히 중앙부재 130 및 방사상 날개 126을 작동의 수직 위치로 접음으로서 컴팩트한 저장 구조 및 완전히 기능성인 작동 가능한 구조를 제공한다.

Claims (30)

  1. 중앙 허브에서 반경방향으로 연장된 다수의 안테나 부재를 형성하는 변형가능한 유전성 기판을 포함하고, 상기 중앙 허브와 상기 다수의 안테나 부재 사이에 변형가능한 접는 선이 형성되고,
    상기 다수의 안테나 부재는 상기 중앙 허브에 대하여 수직방향 또는 평면방향의 형태로 변형가능하고,
    상기 안테나 부재는 RF신호를 수신하고 송신하기 위한 능동 부재로서 동작가능한 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유전성 기판은 단일 성분의 재료로 되고, 상기 유전성 기판은 상기 변형가능한 접는 선의 영역에서 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 안테나 부재는 상기 유전성 기판에 위치한 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 안테나 부재의 각각은 무선 주파수 신호를 송신 및 수신하기 위한 능동의 안테나 부재이고, 상기 안테나 부재에 의하여 반송되는(carried) 신호의 위상을 제어함으로써 능동 위상 배열 안테나로서 작동을 위한 안테나 빔 패턴을 이루도록 제어 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 복수의 안테나 부재의 적어도 하나는 모노폴(momopole) 안테나인 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  7. 제 1항에 있어서, 유전성 기판의 표면상에 형성되고 상기 복수의 안테나 부재를 위한 신호를 반송하도록 조절 가능한 다수의 전자 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  8. 제 7항에 있어서, 다수의 전자 부재는 상기 중앙 허브 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  9. 제 1항에 있어서, 다수의 안테나 부재용 신호를 전달하기 위한 유전성 기판 상에 위치하는 전도성 경로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 안테나 부재는 상기 능동 부재를 둘러싸고 있는 다수의 전도성 부재를 포함하고, 상기 다수의 전도성 부재는 상기 능동 부재에 의해 송/수신된 에너지를 보내거나 반사하기 위한 제1 지향성 모드 및 제2 반사 모드 사이에서 조정될 수 있는 수동부재로 작용하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 능동 부재는 상기 능동 부재의 양측 면에 갭(gap)을 형성하기 위하여 상기 중앙 허브로부터 재료를 제거함으로써 변형 가능한 시트로 형성되고, 능동 부재가 중앙 허브에 대하여 실질적으로 수직의 방향으로 변형될 수 있도록, 능동 부재의 저면 가장자리는 유전성 기판에 부착된 채로 있는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 수동 부재로서 작용하는 다수의 전도성 부재는 제1 지향성 모드 또는 제2 반사 모드로 위치시키기 위한 외부 제어 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  13. 제 12항에 있어서, 접지면과 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 스위치 위치를 결정하기 위한 제어 신호에 응답하여 상기 수동 부재로서 작용하는 각 전도성부재를 상기 접지면에 연결하며, 상기 스위치 위치는 상기 각 수동 부재가 제1 지향성 모드 또는 제2지향성 모드에 있는 지를 결정하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  14. 제 1항에 있어서, 다수의 안테나 부재의 각각은 유전성 기판의 상부 표면상에 형성된 상부 전도성 부분 및 유전성 기판의 저면에 형성된 바닥 전도성 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  15. 제 1항에 있어서, 안테나 배열은 변형 가능한 시트 아래에 위치한 접지면을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  16. 제 14항에 있어서, 접지면은 변형 가능한 시트(sheet)와 함께 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  17. 제 1항에 있어서, 안테나 배열은 하우징(housing)으로 싸여 있고, 베이스 및 다수의 안테나 부재 각각이 위치하는 다수의 유전성 프레임을 포함하고, 상기 다수의 유전성 프레임의 각각은 상기한 베이스에 변형가능하게 부착되어, 다수의 안테나 부재가 상기 베이스에 대하여 수직으로 상기 다수의 유전성 프레임을 구부림으로써 중앙 허브에 대하여 수직으로 위치할 수 있도록 하고, 상기 다수의 유전성 프레임은 상기 베이스와 인접한 위치로 접혀지는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 중앙 허브 및 안테나 부재 사이의 접는 선은 변형가능한 접는 선의 유연성 특성을 증진시키기 위하여 천공된 연결부위를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  19. 중앙 허브에서 반경방향을 따라 연장되며 변형가능하게 접는 선이 형성된 다수의 안테나 부재를 구비한 기판; 및
    상기 중앙 허브에 대하여 접히도록 중앙에 접는 선을 가지는 중앙부재;를 포함하고,
    상기 다수의 안테나 부재와 상기 중앙 부재는 상기 중앙 허브에 대하여 수직으로 변형되거나 평면 위치로 변형되고, 상기 중앙부재가 중앙 허브에 대하여 수직으로 변형될 때 작동상태에 있게 되며,
    상기 다수의 안테나 부재중 적어도 하나는 RF신호를 송신/수신하기 위한 능동부재로서 작동하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 다수의 안테나 부재는 중앙 부재로부터 송.수신된 신호를 보내거나 반사하기 위한 제1 지향성 모드 또는 제2 반사 모드에서 작동 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 다수의 안테나 부재 및 중앙 부재로부터 신호를 송/수신하도록 상기 기판 상에 전도성 경로가 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 전도성 경로는 상기 기판의 상부 표면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  23. 제 21항에 있어서, 전도성 경로는 상기 기판의 저면에 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  24. 제 19항에 있어서, 상기 중앙 허브의 저면에 접지면을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  25. 제 21항에 있어서, 중앙 허브, 다수의 안테나 부재중 하나 및 중앙 부재로부터 선택된 어느 하나의 표면에 위치한 미세 전자 부재를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  26. 제1 유전성 기판으로 형성된 중앙 허브;
    제2 유전성 기판에 형성된 전도성 표면을 포함하고, 상기 중앙 허브에 변형가능하게 부착되는 다수의 안테나 부재;를 포함하고,
    상기 다수의 안테나 부재는 상기 중앙 허브에 대하여 수직 방향으로 또는 상기 중앙 허브의 평면 방향으로 변형 가능하고,
    상기 다수개의 안테나 부재중 적어도 하나는 RF신호를 송신/수신하기 위한 능동부재로서 작동하는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  27. 제 26항에 있어서, 다수의 안테나 부재는 중앙 허브의 외부 모서리에 연결된 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유전성 기판은 단단한 유전성 재료로 이루어지고, 상기 중앙 허브는 변형 가능한 유전성 재료에 의하여 상기 다수의 안테나 부재와 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  29. 제 26항에 있어서, 다수의 안테나 부재는 중앙 허브의 주변에 변형 가능하게 연결된 다수의 방사상 안테나 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
  30. 제 26항에 있어서, 상기 다수의 안테나 부재는 안테나 빔을 조정하기 위한 위상 배열 모드(phased array mode)에서 작동 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 배열.
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