KR100868000B1 - A feed circuit for an antenna and apparatus for forming switching beam - Google Patents

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Abstract

안테나 급전회로 및 스위칭 빔 형성 장치가 개시된다. 이 안테나 급전회로는 입력되는 신호를 분할하는 신호 디바이더; 외부에서 수신되는 제어신호에 따라, 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 상기 분할된 신호의 위상 천이를 발생시키는 복수의 위상 천이기들; 및 상기 위상 천이기들과 연결되어 있으며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 2 종류의 위상차를 갖는 2개의 섹터 빔을 형성하는 안테나들을 포함하는 것을 특징으로 한다.An antenna feed circuit and a switching beam forming apparatus are disclosed. The antenna feeding circuit includes a signal divider for dividing an input signal; A switching element for performing a switching operation according to a control signal received from the outside; A plurality of phase shifters for generating a phase shift of the divided signal according to a switching operation of the switching element; And antennas connected to the phase shifters and forming two sector beams having two kinds of phase differences according to the switching operation of the switching element.

Description

안테나 급전회로 및 스위칭 빔 형성 장치{A feed circuit for an antenna and apparatus for forming switching beam}A feed circuit for an antenna and apparatus for forming switching beam

도 1은 본 발명에 의한 안테나 급전회로를 설명하기 위한 일 실시예의 참고도이다.1 is a reference diagram of an embodiment for explaining an antenna feeding circuit according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 안테나 급전회로를 설명하기 위한 또 다른 일 실시예의 참고도이다.2 is a reference diagram of another embodiment for explaining an antenna power supply circuit according to the present invention.

도 3은 도 1 또는 도 2에 의한 안테나 급전회로를 이용한 2개의 섹터 빔의 복사 패턴을 나타낸 것이다.3 illustrates a radiation pattern of two sector beams using the antenna power feeding circuit of FIG. 1 or 2.

도 4는 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 안테나 급전회로를 함께 포함하는 스위칭 빔 형성 장치를 도시한 것이다.4 illustrates a switching beam forming apparatus including the antenna power feeding circuit shown in FIGS. 1 and 2 described above.

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>

102, 202: 신호 디바이더 102, 202: Signal Dividers

103, 203: 스위칭 소자103, 203: switching element

104 내지 108: 제1 내지 제5 위상 천이기104 to 108: first to fifth phase shifters

109 내지 112: 제1 내지 제3 안테나109 to 112: first to third antennas

204 내지 208: 제6 내지 제10 위상 천이기204 to 208: sixth to tenth phase shifters

209 내지 212: 제5 내지 제8 안테나209 to 212: fifth to eighth antennas

본 발명은 스위칭 빔 형성 장치를 구현하기 위한 빔 형성 회로인 버틀러 메트릭스(Butler matrix)의 구현에 관한 것이고, 이를 이용한 스위칭 빔 형성장치의 구현에 관한 것이다. The present invention relates to an implementation of a Butler matrix, which is a beam forming circuit for implementing a switching beam forming apparatus, and to an implementation of a switching beam forming apparatus using the same.

안테나의 빔을 특정 방향으로 고정시킬 수 있는 스위칭 빔 형성 장치는 시스템의 SNR을 개선시킬 수 있으며, 위상천이기를 사용하면 장비의 가격이 비싸지고, 복잡하기 때문에. 위상천이기를 사용하는 구조보다는 안테나의 섹터(sector)를 나눠서 각 섹터당 빔의 방향을 달리하여 안테나를 선택하는 구조나 직교 빔을 만들어 내는 버틀러 매트릭스(Butler matrix)구조가 성능 대 가격적인 측면에서 장점이 있다. Switching beamforming devices that can fix the beam of the antenna in a specific direction can improve the SNR of the system, and the use of phase shifters is expensive and complex to the equipment. In terms of performance vs. price, the structure that selects the antenna by dividing the sectors of the antenna by changing the direction of the beam per sector or the Butler matrix structure that creates the orthogonal beam, rather than the structure using the phase shifter There is this.

이와 같은 스위칭 빔 형성을 하기 위한 버틀러 매트릭스는 송수신기에 연결되는 다수의 입력 포트(port)와 안테나에 연결되는 다수의 출력 포트로 구성된다. 일례로 4개의 섹터 안테나를 형성하려면, 4개의 입력 및 출력 포트가 있어야 하며, 입력 포트와 출력 포트 사이에는 커플러(coupler), 위상천이기(phase shifter), 교차선(cross line), 커플러(coupler), 교차선(cross line)으로 구성되며, 일례로 8개의 섹터 안테나를 형성하고자 한다면, 위의 구성회로들이 반복되는 구조가 된다. The Butler matrix for such switching beam formation is composed of a plurality of input ports connected to the transceiver and a plurality of output ports connected to the antenna. For example, to form a four sector antenna, there must be four input and output ports, and a coupler, phase shifter, cross line, and coupler between the input and output ports. ) And a cross line, for example, if eight sector antennas are to be formed, the above configuration circuits are repeated.

하지만, 이와 같은 회로는 주파수가 높아질수록 손실을 매우 증가시키기 때문에 밀리미터파 대역에서 사용하기엔 부적합하다. However, such a circuit is not suitable for use in the millimeter wave band because it increases the loss very much at higher frequencies.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 한 개의 스위칭 소자를 이용하여 2개의 섹터 빔을 만드는 안테나 급전회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an antenna feeding circuit for making two sector beams using one switching element.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 제안된 안테나 급전회로를 2 개 사용하여 4개의 섹터를 만드는 스위칭 빔 형성 장치를 제공하는데 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a switching beam forming apparatus for making four sectors using the proposed antenna feed circuit.

상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 안테나 급전회로는 입력되는 신호를 분할하는 신호 디바이더; 외부에서 수신되는 제어신호에 따라, 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자; 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 상기 분할된 신호의 위상 천이를 발생시키는 복수의 위상 천이기들; 및 상기 위상 천이기들과 연결되어 있으며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 2 종류의 위상차를 갖는 2개의 섹터 빔을 형성하는 안테나들을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the antenna feeding circuit according to the present invention comprises a signal divider for dividing an input signal; A switching element for performing a switching operation according to a control signal received from the outside; A plurality of phase shifters for generating a phase shift of the divided signal according to a switching operation of the switching element; And antennas connected to the phase shifters and forming two sector beams having two kinds of phase differences according to the switching operation of the switching element.

바람직하게는, 상기 위상 천이기들은, 위상 지연을 발생시키는 딜레이 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the phase shifters are composed of a delay line that generates a phase delay.

바람직하게는, 상기 위상 천이기들은, -90°, 90°, 180°, 315°및 360°중 어느 하나의 위상 지연을 발생시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the phase shifters are characterized by generating a phase delay of any one of -90 °, 90 °, 180 °, 315 ° and 360 °.

바람직하게는, 상기 위상 천이기들은, 90°, 135°, 180°및 360°중 어느 하나의 위상 지연을 발생시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the phase shifters are characterized by generating a phase delay of any of 90 °, 135 °, 180 ° and 360 °.

바람직하게는, 상기 안테나들은, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 45° 및 -135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the antennas are characterized in that the phase difference of any one of 45 ° and -135 ° according to the switching operation of the switching element.

바람직하게는, 상기 안테나들은, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, -45° 및 135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.Preferably, the antennas are characterized in that the phase difference of any one of -45 ° and 135 °, depending on the switching operation of the switching element.

상기의 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 스위칭 빔 형성 장치는 상기의 안테나 급전회로를 복수개 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 빔 형성 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above another object, the switching beam forming apparatus according to the present invention is characterized in that it comprises a switching beam forming apparatus characterized in that it comprises a plurality of the antenna feeding circuit.

바람직하게는, 상기 스위칭 빔 형성 장치는, 평면형의 안테나를 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the switching beam forming apparatus is characterized by using a planar antenna.

이하, 본 발명에 의한 안테나 급전회로를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an antenna feeding circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 안테나 급전회로(100)를 설명하기 위한 일 실시예의 참고도이다. 1 is a reference diagram of an embodiment for explaining the antenna power supply circuit 100 according to the present invention.

도 1은 한 개의 입력 port (101), 한 개의 신호 디바이더(102), 스위칭 소자 (103), 제1 내지 제5 위상 천이기 (104, 105, 106, 107, 108) 및 제1 내지 제4 안테나(109, 110, 111, 112)로 구성된다. 1 shows one input port 101, one signal divider 102, switching element 103, first to fifth phase shifters 104, 105, 106, 107, 108 and first to fourth Antennas 109, 110, 111, and 112.

신호 디바이더(102)는 입력 포트(101)을 통해 입력되는 신호를 분할한다. The signal divider 102 divides the signal input through the input port 101.

스위칭 소자 (103)는 외부에서 수신되는 제어신호에 따라, 스위칭 동작을 수행한다. 예를 들어, 제어신호가 "0"을 의미할 때, "0"에 대응하는 스위칭 동작을 수행하고, 제어신호가 "1"을 의미할 때, "1"에 대응하는 스위칭 동작을 수행한다.The switching element 103 performs a switching operation according to a control signal received from the outside. For example, when the control signal means "0", the switching operation corresponding to "0" is performed, and when the control signal means "1", the switching operation corresponding to "1" is performed.

제1 내지 제5 위상 천이기 (104, 105, 106, 107, 108)는 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 분할된 신호의 위상 천이를 발생시킨다. 제1 내지 제5 위상 천이기 (104, 105, 106, 107, 108)는 도 1에 도시된 바와 같이, 위상 지연을 발생시키 는 딜레이 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 제1 위상 천이기(104)는 360°의 위상 지연을 발생시키고, 제2 위상 천이기(105)는 180°의 위상 지연을 발생시키고, 제3 위상 천이기(106)는 315°의 위상 지연을 발생시키고, 제4 위상 천이기(107)는 90°의 위상 지연을 발생시키고, 제5 위상 천이기(108)는 -90°의 위상 지연을 발생시킨다. The first to fifth phase shifters 104, 105, 106, 107, and 108 generate phase shifts of the divided signals according to the switching operation of the switching elements. The first to fifth phase shifters 104, 105, 106, 107, and 108 are characterized by being composed of delay lines for generating a phase delay, as shown in FIG. The first phase shifter 104 generates a phase delay of 360 degrees, the second phase shifter 105 generates a phase delay of 180 degrees, and the third phase shifter 106 generates a phase delay of 315 degrees. The fourth phase shifter 107 generates a phase delay of 90 degrees, and the fifth phase shifter 108 generates a phase delay of -90 degrees.

제1 내지 제4 안테나(109, 110, 111, 112)는 제1 내지 제5 위상 천이기 (104, 105, 106, 107, 108)와 연결되어 있으며, 2개의 섹터 빔을 형성한다. 제1 내지 제4 안테나(109, 110, 111, 112)는 스위칭 소자(103)의 스위칭 동작에 따라, 45° 및 -135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.The first to fourth antennas 109, 110, 111, and 112 are connected to the first to fifth phase shifters 104, 105, 106, 107, and 108, and form two sector beams. The first to fourth antennas 109, 110, 111, and 112 have a phase difference of any one of 45 ° and −135 ° according to the switching operation of the switching element 103.

도 1의 참고도를 가지고 동작을 설명하면, 스위칭 소자 (103)의 상태가 "0"을 가리킬 때는 "1" 상태의 제1 위상 천이기(104)는 임피던스가 무한대인 개방(open) 상태가 된다. 스위칭 소자(103)가 "1"을 가리키게 되면 "0" 상태의 제2 위상 천이기(105)의 임피던스가 무한대가 되어서 개방 상태가 된다. 따라서 스위칭 소자(103)가 어떤 상태를 가리키든 상대방의 위상 천이기는 급전구조의 성능에 영향을 주지 않는다. Referring to the operation with reference to FIG. 1, when the state of the switching element 103 indicates "0", the first phase shifter 104 in the "1" state has an open state in which the impedance is infinite. do. When the switching element 103 indicates "1", the impedance of the second phase shifter 105 in the "0" state becomes infinite and becomes an open state. Therefore, no matter what state the switching element 103 indicates, the phase shifter of the other party does not affect the performance of the feeding structure.

스위칭 소자(103)가 "0"을 가리키고 제1 안테나(Ant1, 109)의 위상이 0°라고 가정을 하면, 제3 안테나(Ant3, 111)는 제4 위상 천이기(107)에 의해 90°만큼 위상이 지연되어, -90°의 위상을 갖는다. 또한, 제4 안테나(Ant4, 112)는 제2 위상 천이기(105)에 의해 180°만큼 위상이 지연되고, 제3 위상 천이기(106)에 의해 315°만큼 위상이 지연되어, -135°의 위상을 갖는다. 또한, 제2 안테나(Ant2, 110)는 제2 위상 천이기(105)에 의해 180°만큼 위상이 지연되고, 제3 위상 천이기(106)에 의해 315°만큼 위상이 지연되고, 제5 위상 천이기(108)에 의해 -90°만큼 위상이 지연되어, -45°의 위상을 갖는다. 따라서, 스위칭 소자(103)가 "0"을 가리킬 때, 안테나 간의 위상차는 45°가 된다. Assuming that the switching element 103 indicates "0" and the phases of the first antennas Ant1, 109 are 0 °, the third antennas Ant3, 111 are 90 ° by the fourth phase shifter 107. The phase is delayed by, and has a phase of -90 °. In addition, the fourth antennas Ant4 and 112 have a phase delayed by 180 ° by the second phase shifter 105, and a phase delayed by 315 ° by the third phase shifter 106, and thus -135 °. Has a phase of. In addition, the second antennas Ant2 and 110 are delayed in phase by 180 ° by the second phase shifter 105, and are delayed in phase by 315 ° by the third phase shifter 106, and the fifth phase. The phase shifter 108 delays the phase by -90 °, and has a phase of -45 °. Therefore, when the switching element 103 indicates "0", the phase difference between the antennas is 45 degrees.

한편, 스위칭 소자(103)가 "1"을 가리키고 제1 안테나(Ant1, 109)의 위상이 0°라고 가정을 하면, 전술한 바와 같이, 제3 안테나(Ant3, 111)는 -90°즉, 270°의 위상을 갖는다. 그러나, 제4 안테나(Ant4, 112)는 제1 위상 천이기(104)에 의해 360°만큼 위상이 지연되고, 제3 위상 천이기(106)에 의해 315°만큼 위상이 지연되어, 45°의 위상을 갖는다. 또한, 제2 안테나(Ant2, 110)는 제1 위상 천이기(104)에 의해 360°만큼 위상이 지연되고, 제3 위상 천이기(106)에 의해 315°만큼 위상이 지연되고, 제5 위상 천이기(108)에 의해 -90°만큼 위상이 지연되어, 135°의 위상을 갖는다. 따라서, 스위칭 소자(103)가 "1"을 가리킬 때, 안테나 간의 위상차는 -135°가 된다. On the other hand, assuming that the switching element 103 indicates "1" and that the phases of the first antennas Ant1 and 109 are 0 degrees, as described above, the third antennas Ant3 and 111 are -90 degrees, It has a phase of 270 °. However, the fourth antennas Ant4 and 112 have a phase delayed by 360 ° by the first phase shifter 104 and a phase delayed by 315 ° by the third phase shifter 106, resulting in a 45 ° phase shift. Has a phase. In addition, the second antennas Ant2 and 110 have a phase delayed by 360 ° by the first phase shifter 104, a phase delayed by 315 ° by the third phase shifter 106, and a fifth phase. The phase shifter 108 delays the phase by -90 ° and has a phase of 135 °. Therefore, when the switching element 103 indicates "1", the phase difference between the antennas is -135 degrees.

이를 표로 나타내면 다음의 표 1과 같다.This is shown in Table 1 below.

Figure 112007042895155-pat00001
Figure 112007042895155-pat00001

도 2는 본 발명에 의한 안테나 급전회로(200)를 설명하기 위한 또 다른 일 실시예의 참고도이다. 2 is a reference diagram of another embodiment for explaining the antenna power supply circuit 200 according to the present invention.

도 2는 한 개의 입력 port (201), 한 개의 신호 디바이더(202), 스위칭 소자 (203), 제6 내지 제10 위상 천이기 (204, 205, 206, 207, 208) 및 제5 내지 제8 안테나(209, 210, 211, 212)로 구성된다. 2 shows one input port 201, one signal divider 202, switching element 203, sixth to tenth phase shifters 204, 205, 206, 207, 208 and fifth to eighth. Antennas 209, 210, 211, and 212.

신호 디바이더(202)는 입력 포트(201)을 통해 입력되는 신호를 분할한다. The signal divider 202 splits a signal input through the input port 201.

스위칭 소자 (203)는 외부에서 수신되는 제어신호에 따라, 스위칭 동작을 수행한다. 예를 들어, 제어신호가 "0"을 의미할 때, "0"에 대응하는 스위칭 동작을 수행하고, 제어신호가 "1"을 의미할 때, "1"에 대응하는 스위칭 동작을 수행한다.The switching element 203 performs a switching operation according to a control signal received from the outside. For example, when the control signal means "0", the switching operation corresponding to "0" is performed, and when the control signal means "1", the switching operation corresponding to "1" is performed.

제6 내지 제10 위상 천이기 (204, 205, 206, 207, 208)는 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 분할된 신호의 위상 천이를 발생시킨다. 제6 내지 제10 위상 천이기 (204, 205, 206, 207, 208)는 도 2에 도시된 바와 같이, 위상 지연을 발생시키는 딜레이 라인으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 제6 위상 천이기(204)는 360°의 위상 지연을 발생시키고, 제7 위상 천이기(205)는 180°의 위상 지연을 발생시키고, 제8 위상 천이기(206)는 135°의 위상 지연을 발생시키고, 제9 위상 천이기(207)는 90°의 위상 지연을 발생시키고, 제10 위상 천이기(208)는 90°의 위상 지연을 발생시킨다. The sixth to tenth phase shifters 204, 205, 206, 207, and 208 generate phase shifts of the divided signals according to the switching operation of the switching elements. The sixth to tenth phase shifters 204, 205, 206, 207, and 208 are configured as delay lines for generating phase delays, as shown in FIG. The sixth phase shifter 204 generates a phase delay of 360 degrees, the seventh phase shifter 205 generates a phase delay of 180 degrees, and the eighth phase shifter 206 has a phase delay of 135 degrees. The ninth phase shifter 207 generates a phase delay of 90 degrees, and the tenth phase shifter 208 generates a phase delay of 90 degrees.

제5 내지 제8 안테나(209, 210, 211, 212)는 제6 내지 제10 위상 천이기 (204, 205, 206, 207, 208)와 연결되어 있으며, 2개의 섹터 빔을 형성한다. 제5 내지 제8 안테나(209, 210, 211, 212)는 스위칭 소자(203)의 스위칭 동작에 따라, -45° 및 135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다.The fifth to eighth antennas 209, 210, 211, and 212 are connected to the sixth to tenth phase shifters 204, 205, 206, 207, and 208 to form two sector beams. The fifth to eighth antennas 209, 210, 211, and 212 have a phase difference of any one of −45 ° and 135 ° according to the switching operation of the switching element 203.

도 2의 참고도를 가지고 동작을 설명하면, 스위칭 소자 (203)의 상태가 "0"을 가리킬 때는 "1" 상태의 제6 위상 천이기(204)는 임피던스가 무한대인 개방(open) 상태가 된다. 스위칭 소자(203)가 "1"을 가리키게 되면 "0" 상태의 제7 위상 천이기(205)의 임피던스가 무한대가 되어서 개방 상태가 된다. 따라서 스위칭 소자(203)가 어떤 상태를 가리키든 상대방의 위상 천이기는 급전구조의 성능에 영향을 주지 않는다. Referring to the operation of FIG. 2, when the state of the switching element 203 indicates "0", the sixth phase shifter 204 in the "1" state has an open state with an infinite impedance. do. When the switching element 203 indicates "1", the impedance of the seventh phase shifter 205 in the "0" state becomes infinite and becomes an open state. Therefore, no matter what state the switching element 203 indicates, the phase shifter of the other party does not affect the performance of the feeding structure.

스위칭 소자(203)가 "0"을 가리키고 제7 안테나(Ant7, 211)의 위상이 0°라고 가정을 하면, 제5 안테나(Ant5, 209)는 제9 위상 천이기(207)에 의해 90°만큼 위상이 지연되어, -90°의 위상을 갖는다. 또한, 제8 안테나(Ant8, 212)는 제7 위상 천이기(205)에 의해 180°만큼 위상이 지연되고, 제8 위상 천이기(206)에 의해 135°만큼 위상이 지연되어, 45°의 위상을 갖는다. 또한, 제6 안테나(Ant6, 210)는 제7 위상 천이기(205)에 의해 180°만큼 위상이 지연되고, 제8 위상 천이기(206)에 의해 135°만큼 위상이 지연되고, 제10 위상 천이기(208)에 의해 90°만큼 위상이 지연되어, -45°의 위상을 갖는다. 따라서, 스위칭 소자(203)가 "0"을 가리킬 때, 안테나 간의 위상차는 -45°가 된다. Assuming that the switching element 203 points to "0" and that the phases of the seventh antennas Ant7 and 211 are 0 degrees, the fifth antennas Ant5 and 209 are 90 degrees by the ninth phase shifter 207. The phase is delayed by, and has a phase of -90 °. In addition, the eighth antennas Ant8 and 212 have a phase delayed by 180 degrees by the seventh phase shifter 205 and a phase delayed by 135 degrees by the eighth phase shifter 206, and thus, 45 degrees Has a phase. In addition, the sixth antennas Ant6 and 210 have a phase delayed by 180 degrees by the seventh phase shifter 205, a phase delayed by 135 degrees by the eighth phase shifter 206, and a tenth phase. The phase lag is delayed by 90 degrees by the transition 208 and has a phase of -45 degrees. Therefore, when the switching element 203 points to "0", the phase difference between the antennas is -45 degrees.

스위칭 소자(203)가 "1"을 가리키고 제7 안테나(Ant7, 211)의 위상이 0°라고 가정을 하면, 전술한 바와 같이, 제5 안테나(Ant5, 209)는 제9 위상 천이기(207)에 의해 90°만큼 위상이 지연되어, -90°즉, 270°의 위상을 갖는다. 그러나, 제8 안테나(Ant8, 212)는 제6 위상 천이기(204)에 의해 360°만큼 위상이 지연되고, 제8 위상 천이기(206)에 의해 135°만큼 위상이 지연되어, -135°의 위상을 갖는다. 또한, 제6 안테나(Ant6, 210)는 제6 위상 천이기(204)에 의해 360°만큼 위상이 지연되고, 제8 위상 천이기(206)에 의해 135°만큼 위상이 지연되고, 제10 위상 천이기(208)에 의해 90°만큼 위상이 지연되어, 135°의 위상을 갖는다. 따라서, 스위칭 소자(203)가 "0"을 가리킬 때, 안테나 간의 위상차는 135°가 된다. Assuming that the switching element 203 indicates "1" and that the phases of the seventh antennas Ant7 and 211 are 0 degrees, as described above, the fifth antennas Ant5 and 209 are the ninth phase shifters 207. Phase is delayed by 90 °, and has a phase of −90 °, that is, 270 °. However, the eighth antennas Ant8 and 212 have a phase delayed by 360 ° by the sixth phase shifter 204 and a phase delayed by 135 ° by the eighth phase shifter 206, and thus -135 °. Has a phase of. In addition, the sixth antennas Ant6 and 210 have a phase delayed by 360 ° by the sixth phase shifter 204, a phase delayed by 135 ° by the eighth phase shifter 206, and a tenth phase. The phase lag is delayed by 90 degrees by the transition 208 and has a phase of 135 degrees. Therefore, when the switching element 203 points to "0", the phase difference between the antennas is 135 degrees.

이를 표로 나타내면 다음의 표 2와 같다.This is shown in Table 2 below.

Figure 112007042895155-pat00002
Figure 112007042895155-pat00002

도 3은 도 1 또는 도 2에 의한 안테나 급전회로를 이용한 2개의 섹터 빔의 복사 패턴을 나타낸 것이다.3 illustrates a radiation pattern of two sector beams using the antenna power feeding circuit of FIG. 1 or 2.

도 4는 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 안테나 급전회로를 함께 포함하는 스위칭 빔 형성 장치를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 안테나 급전회로(100)는 스위칭 동작에 따라, 안테나간 위상차가 45°와 -135°인 빔을 형성할 수 있고, 도 2에 도시된 안테나 급전회로(200)는 스위칭 동작에 따라, 안테나간 위상차가 -45°와 135°인 빔을 형성할 수 있으므로, 두 개의 기본 급전회로 (100,200)를 이용하면 안테나간 위상차가 -135°, -45°, 45°, 135° 인 4개의 빔을 형성할 수 있게 된다. 이는 기존의 4개의 섹터 빔을 형성하기 위해 사용한 Butler matrix와 동일한 기능을 가진다. 일례로 평면형 안테나를 사용하였지만, 이 구조는 평면형 안테나 이외의 구조에도 적합하다. 4 illustrates a switching beam forming apparatus including the antenna power feeding circuit shown in FIGS. 1 and 2 described above. According to the switching operation, the antenna feeding circuit 100 shown in FIG. 1 may form a beam having a phase difference of 45 ° and −135 ° between antennas, and the antenna feeding circuit 200 shown in FIG. Therefore, since the phase difference between the antennas can form a beam of -45 ° and 135 °, using two basic feed circuits 100 and 200, the phase difference between the antennas is -135 °, -45 °, 45 °, and 135 °. Beams can be formed. This has the same function as the Butler matrix used to form the existing four sector beams. Although a planar antenna is used as an example, this structure is also suitable for structures other than the planar antenna.

이러한 본원 발명인 안테나 급전회로 및 스위칭 빔 형성 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention, the antenna feeding circuit and the switching beam forming apparatus has been described with reference to the embodiment shown in the drawings for clarity, but this is merely illustrative, various modifications and equivalents from those skilled in the art It will be appreciated that other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.

본 발명에 의한 안테나 급전회로 및 스위칭 빔 형성 장치는 한 개의 스위칭 소자를 이용하여 2개의 섹터 빔을 만드는 안테나를 제안하고, 제안한 안테나를 2 개 사용하여 4개의 섹터를 만드는 방법을 제시함으로써, 커플러와 교차선 (cross line) 등을 사용하지 않고서도, 구조가 간단하고 손실이 작은 안테나 장치를 구현할 수 있고, 평면형으로 구현하기 때문에 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)공정을 이용하여 쉽게 제작할 수 있는 효과가 있다.The antenna feeding circuit and the switching beam forming apparatus according to the present invention propose an antenna for making two sector beams using one switching element, and propose a method for making four sectors using two proposed antennas, It is possible to implement an antenna device with a simple structure and low loss without using a cross line, and because it is implemented in a flat shape, it can be easily manufactured by using a Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) process. There is.

Claims (8)

입력되는 신호를 분할하는 신호 디바이더;A signal divider dividing an input signal; 외부에서 수신되는 제어신호에 따라, 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자;A switching element for performing a switching operation according to a control signal received from the outside; 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 상기 분할된 신호의 위상 천이를 발생시키는 복수의 위상 천이기들; 및A plurality of phase shifters for generating a phase shift of the divided signal according to a switching operation of the switching element; And 상기 위상 천이기들과 연결되어 있으며, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 2 종류의 위상차를 갖는 2개의 섹터 빔을 형성하는 안테나들을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로.And antennas connected to the phase shifters and forming two sector beams having two kinds of phase difference according to the switching operation of the switching element. 제1항에 있어서, 상기 위상 천이기들은The method of claim 1, wherein the phase shifters 위상 지연을 발생시키는 딜레이 라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로.An antenna power feeding circuit comprising a delay line for generating a phase delay. 제1항에 있어서, 상기 위상 천이기들은The method of claim 1, wherein the phase shifters -90°, 90°, 180°, 315°및 360°중 어느 하나의 위상 지연을 발생시키는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로.An antenna feeding circuit, characterized by generating a phase delay of any one of -90 °, 90 °, 180 °, 315 ° and 360 °. 제1항에 있어서, 상기 위상 천이기들은The method of claim 1, wherein the phase shifters 90°, 135°, 180°및 360°중 어느 하나의 위상 지연을 발생시키는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로.An antenna feeding circuit for generating a phase delay of any of 90 °, 135 °, 180 ° and 360 °. 제1항에 있어서, 상기 안테나들은The method of claim 1, wherein the antennas 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, 45° 및 -135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로. And a phase difference of any one of 45 ° and -135 ° according to the switching operation of the switching element. 제1항에 있어서, 상기 안테나들은The method of claim 1, wherein the antennas 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라, -45° 및 135° 중 어느 하나의 위상차를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 급전회로.And a phase difference of any one of -45 ° and 135 ° depending on the switching operation of the switching element. 제1항의 안테나 급전회로를 복수개 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭 빔 형성 장치.Switching beam forming apparatus comprising a plurality of antenna feeding circuit of claim 1. 제7항에 있어서, 상기 스위칭 빔 형성 장치는The apparatus of claim 7, wherein the switching beam forming apparatus 평면형의 안테나를 사용하는 것을 특징으로 하는 스위칭 빔 형성 장치.Switching beam forming apparatus characterized by using a planar antenna.
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