KR101040084B1 - 주파수 선택표면 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치 - Google Patents

주파수 선택표면 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치 Download PDF

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Abstract

주파수 선택표면(Frequency Selective Surface:FSS) 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치가 제공된다. 본 발명에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀은 제1 유전체층 및 제1 유전체층과 동일한 폭(W) 및 길이(L)로 제1 유전체층의 상면에 접하고, 길이(L) 방향의 양 끝단이 저면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 상기 표면에서 서로 대향되도록 형성되는 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층을 포함한다.
본 발명에 따르면 표면파를 효율적으로 억제하고, 안테나 간의 격리도를 향상시키고, 방사패턴을 향상시켜 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다.
FSS(Frequency Selective Surface), 표면파(Surface Wave), 단위 셀(Unit Cell)

Description

주파수 선택표면 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치{FREQUENCY SELECTIVE SURFACE UNIT CELL AND DEVICE FOR SUPPRESSING SURFACE WAVE}
본 발명은 주파수 선택표면(FSS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접힌구조(folded structure)의 공진기를 포함하는 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀 및 이를 이용한 표면파 억제장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표면파(surface wave)는 안테나의 성능과 관련된 다양한 상황에서 발생된다. 다중 안테나가 공통의 접지면을 공유하는 경우, 표면전류(surface current)는 인접 안테나들 사이에 원치않는 상호 결합(mutual coupling) 및 격리(isolation)상황을 야기시킬 수 있다.
특히, 이동통신 기지국 및 중계기(repeater) 등에 사용되는 다수의 안테나가 같은 접지면을 공유하면 표면파에 의해 안테나의 성능을 제대로 발휘할 수 없게 된다. 따라서 표면파에 의한 안테나 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구가 시도되고 있다.
도 1은 종래의 마이크로 스트립 안테나 구성의 사시도이다. 도 1에 도시된 종래의 광대역 마이크로스트립 안테나는 표면파가 전파되는 접지면(11)에 소정의 직경을 가지는 복수의 다차원 패턴(12)을 소정의 간격으로 형성한 것이다.
도 1을 참조하면, 제1 유전체층(10) 저면에 급전선로(40)가 형성되고, 상면에는 접지면(11)이 형성되고, 접지면(11)에는 급선선로(40)와 교차되고 소정의 폭 및 길이를 가지는 슬롯(13)이 형성된다.
접지면(11)에 원형구조의 다차원 패턴(PBG Cell)이 소정의 간격을 유지하면서 복수개가 형성되어 있고 접지면(11) 상부에는 제2 유전체층(20)가 배치되고 제2 유전체층(20)와 접치면(11) 사이에는 공기층(30)이 구비되어 있다.
제2 유전체층(20)의 상면에는 야기-우다(Yagi-Uda) 안테나를 이루는 하나의 반사기(reflector)(21a)와, 하나의 급전기(driver)(21b)와, 복수의 도파기(director)(21c)로 구성되어 있다.
도 1에 도시된 종래에 마이크로 스트립 안테나의 구성에서 안테나 성능을 향상시키고 불필요한 표면파를 억제하기 위해서, 슬롯(13)의 길이와 폭에 따른 임피던스와 공진주파수를 조절하거나, 접지면(11)과 패치(21) 사이의 공기층(30)을 삽입하여 입력 임피던스와 대역폭을 조절하거나, 다차원 패턴(12)이 저지대역에서 전자파를 효과적으로 차단하는 특성을 이용하여 접지면(11)의 표면을 따라 전파되는 불필요한 표면파를 억제하는 방법을 사용하고 있다.
그러나, 다차원 패턴의 PBG 구조를 사용하는 경우 접지면(11)에 흐르는 불필요한 방사를 유기시키는 표면파를 억제하더라도 안테나의 접지면(11)을 재설계하여야 하고, 이에 따른 제작비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 표면파를 억제하여 임피던스 대역폭과 이득을 향상시키기 위해서는 주 파수와 여기되는 편파 특성 방향을 고려하여 정확한 설계하여야 하나 도 1에 도시된 다차원 패턴(12)의 구성만으로는 상기와 같은 편파 특성을 고려한 정확한 설계가 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 표면파를 억제하기 위한 단순한 구조의 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀을 제공하는 것이다.
보다 상세하게는 댁내용 WCDMA 중계기 시스템(repeater system)에 있어서의 안테나 간의 격리도를 향상시키고, 방사패턴을 향상시키기 위한 주파수 선택 표면(FSS) 단위셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 댁내용 WCDMA 중계기 시스템(repeater system)에 있어서의 안테나 간의 격리도를 향상시키고, 방사패턴을 향상시키기 위한 주파수 선택 표면(FSS) 단위 셀을 이용한 표면파 억제장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀은 저면이 접지면(Ground Plane)과 접하는 제1 유전체 및 상기 제1 유전체층과 동일한 폭(W) 및 길이(L)로 상기 제1 유전체층의 상면에 접하고, 상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 저면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 상기 표면에서 서로 대향되도록 형성되는 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층을 포함한 다.
상기 공진기는 WCDMA 주파수 대역에서 반파장 공진기(Half Wavelength Resonator)인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전체층과 제2 유전체층은 직육면체 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전체층과 제2 유전체층의 높이는 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 공진기는 상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 'ㄷ' 형상으로 구부러진 것을 특징으로 한다.
상기 제2 유전체층의 표면에서 서로 마주보는 상기 공진기의 종단부는 소정의 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 공진기는 여기되는 전계방향에 따라 입사파의 편파특성을 달리하되, 상기 입사파의 편파특성은, 여기되는 전계방향이 상기 길이(L) 방향이면 전계의 세기가 우세한 도미넌트 공진모드(Dominant Resonance Mode)이고, 여기되는 전계방향이 상기 폭(W) 방향이면 전계의 세기가 미세한 크로스 공진모드(Cross Resonance Mode)를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 주파수 선택 표면(FSS)의 표면 임피던스(Surface Impedance)는 여기되는 입사파의 편파특성과 상기 폭(W)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 입사파의 편파특성이 도미넌트 공진모드이면 상기 제1 유전체층 및 제2 유전체층의 폭(W)이 변함에 따라 고임피던스 표면(High Impedance Surface)으로 동작하여 표면파를 억제시키고, 상기 입사파의 편파특성이 크로스 공진모드이면 컨덕터(Conductor)로 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일면에 따른 주파수 선택표면(FSS)을 이용한 표면파 억제장치는 제1 유전체층; 및 상기 제1 유전체층의 상면에 접하여 폭(W)과 길이(L)가 상기 제1 유전체층과 동일하고, 상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 저면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 형성되는 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층을 포함하는 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀이 소정의 간격으로 복수개 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유전체층의 저면이 댁내용 WCDMA 중계기 시스템(repeater system)의 반사판(reflector) 접지면에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 반사판 접지면의 폭(WG)은 4분의 1 파장인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 단순한 구조의 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀을 이용하여 표면파를 효율적으로 억제할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀을 이용하면 접지면(Ground Plane)을 재설계하지 않고, 상기 단위 셀의 집합체인 표면파 억제장치를 간단하게 접지면에 부착함으로써, 표면파를 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 댁내용 WCDMA 중계기 시스템(repeater system)에 있어서의 안테나 간의 격리도를 향상시키고, 방사패턴을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 격리도 및 방사패턴의 향상을 통해 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 주파수 선택 표면(FSS) 단위 셀에 대하여 상세히 설명한다.
일반적으로 FSS(Frequency Selective Surface)란 일정한 모양을 갖는 패턴을 주기적으로 배열하여 주파수 선택적인 특성을 갖도록 만들어진 평면 또는 표면을 의미한다. FSS는 일정한 모양을 갖는 패턴의 모양, 크기, 길이, 폭 등과 같은 기하구조 및 유전체의 전기적 특성에 따라 임의의 주파수 대역을 투과 또는 차단시킬 수 있는 특성을 갖는다.
여기서 FSS에서 공간적으로 단일주기에 해당하는 일정 모양의 구조를 일반적으로 단위 셀(unit cell)이라 한다. FSS의 주파수 특성은 단위 셀 내부 패턴의 모양, 기하학적 구조와 크기, 단위셀 사이의 간격 및 기타 유전재료들의 전기적 재질 등에 따라 크게 변화하는 특징이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 표면(FSS) 단위 셀의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 주파수 선택 표면(FSS) 단위 셀은 제1 유전체층(120), 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층(110)을 포함한다.
제1 유전체층(120)은 소정의 폭(W)과 길이(L)를 가지고 저면이 접지면(Ground Plane)과 접하며, 상면은 제2 유전체층(110)과 접한다. 제1 유전체층(120)은 도 7, 도 8a 및 도 8b에서 후술하는 안테나 간의 격리도 및 안테나의 방사패턴 측정 실험결과 상기 폭(W)이 0.11λg, 상기 길이(L)는 0.426λg, 그리고 높이가 0.028λg 인 직육면체 형상일 수 있다. 여기서 관내파장(guided wavelength)이다.
제2 유전체층(110)은 제1 유전체층(120)과 적층구조를 이루며, 제1 유전체층(120)의 상면에 접하고 있다. 제2 유전체층(110)은 폭(W), 길이(L), 높이가 제1 유전체층(120)와 동일한 직육면체 형상일 수 있다. 또한, 제2 유전체층(110)은 공진기(111)를 내장하고 있다.
제1 유전체층(110) 및 제2 유전체층(120)의 폭(W) 및 길이(L) 방향과 동일하게 공진기(111)의 길이방향과 폭의 방향이 형성되며, 공진기(111)의 상기 길이방향의 양 끝단은 제2 유전체층(120)의 하면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 형성되고, 상기 연장된 공진기(111)의 일부는 제2 유전체층(120)의 표면에서 서로 마주보도록 형성된 접힌구조의 금속체 형상(folded metallic part)을 이룬다.
공진기(111)는 구부리지 않았을 경우에는 일자 형상의 긴 금속막대 형상이지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 표면(FSS)의 단위 셀을 도 7에서 후술하는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access, 광대역 부호 분할 다중 접속) 댁내용 중계기 시스템(indoor repeater system) 특히, 사각 접시 모양의 접지면(Rectangle-Bowl type Reflector)을 포함하는 중계기(도 7 참조)에 적용하기 위하여 접힌구조(folded structure)를 사용한다.
상기 접시모양의 반사판 접지면의 폭(WG)이 1/4 파장인 관계로 공진기(111)를 평면구조로 사용할 경우, 물리적인 길이의 한계가 존재한다. 이와같은 물리적인 길이의 한계를 극복하기 위하여 양 끝단이 'ㄷ' 형상이 되도록 접힌구조(folded structure)의 공진기(111)를 제2 유전체층(120) 내부에 삽입하여 사용한다.
제1 유전체층(110)의 저면과 접하는 접지면(Ground Plane)의 경우, 실제 안테나에 사용되는 접지면의 표면임피던스가 낮은 완전전기도체(PEC, Perfect Electric Conductor)를 사용하지만 본 발명에서는 완전전기도체가 아닌 주파수 선택 표면(FSS)를 이용하여 표면임피던스를 높인다. 표면임피던스를 높여 단위 셀(100) 표면에 흐르는 표면파를 억제하여 안테나의 성능을 향상시킨다.
단위 셀(100) 표면의 표면임피던스 특성은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 표면(FSS) 구조로 여기되는 평면파의 편파방향과 단위 셀(100)의 폭(W)에 의해 결정된다. 도 3a 및 도 3b를 통해 단위 셀(100)의 폭(W)의 변화와 표면임피던 스의 관계를 설명한다.
도 3a는 도 2에 도시된 단위 셀을 복수개 배열한 표면파 억제장치의 평면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 표면파 억제장치에서 단위 셀의 폭(W)을 변경시킨 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 표면파 억제장치(200)는 동일한 크기의 전술한 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀(100)을 일정한 간격을 두어 일렬로 배치한 것이다.
표면파 억제장치(200) 내부에 존재하는 공진기(111)는 단위 셀(100)로 여기되는 전계방향에 따라서 입사파의 편파특성을 달리하는데, 상기 입사파의 편파특성은 여기되는 전계방향이 단위 셀(100)의 길이(L) 방향이면 전계의 세기가 우세한 도미넌트 공진모드(Dominant Resonance Mode)이고, 여기되는 전계방향이 단위 셀(100)의 폭(W) 방향이면 전계의 세기가 미세한 크로스 공진모드(Cross Resonance Mode)이다.
상기 입사파의 편파특성이 도미넌트 공진모드일 경우, 단위 셀(100)의 폭(W1 ,W2)이 변함에 따라 고임피던스 표면(High Inpedance Surface)으로 동작하여 표면파를 억제시킨다. 도미넌트 공진모드에서 단위 셀(100)의 폭이 W1 에서 W2로 줄어들면 단위 셀(100) 내부에 포함된 공진기(111)간의 간격이 I1 에서 I2로 줄어든다.
일반적으로 표면임피던스는 전계의 세기에 비례하고 자계의 세기에 반비례하여 결정되므로, 단위 셀의 폭(W)이 줄어들어(W1→W2) 공진기 사이의 거리가 줄어들 면(I1→I2) 전계의 세기는 강해지며 자계의 세기는 약해진다. 따라서 표면임피던스는 높아진다. 표면임피던스가 높아지면 표면전류(surface current)가 작아져 표면파가 억제된다. 단위 셀(100)의 폭(W)이 늘어나면 전계의 세기는 약해지면 자계의 세기는 강해져며, 표면임피던스의 세기는 작아진다.
따라서, 도 3b에 도시된 표면파 제거장치는 도 3a에 도시된 표면파 제거장치(200)보다 표면파 제거율이 높으며 이에 따른 안테나 성능 또한 더 높게 나타날 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 단위 셀의 폭(W) 및 입사파의 편파특성에 따른 Resistance의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 5는 도 2에 도시된 단위 셀의 폭(W) 및 입사파의 편파특성에 따른 Reactance의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 입사파의 편파특성이 도미넌트 모드일 때, 단위 셀(100)의 폭(W)이 작아질수록 단위 셀(100) 표면의 임피던스(Z=R+jX, Z는 임피던스, R은 Resistance, X는 Reactance) 증가한다. 단위 셀(100) 폭(W)이 0.139λg일 때(420)와 0.11λg일 때(430), 0.081λg일 때(440)의 Resistance는 점점 증가한다. 특히, 단위 셀(100) 폭(W)이 0.11λg일 때(430)는 자유공간에서의 377Ω에 근접한 값을 보여 파동 임피던스의 특징을 나타낸다. 한편, 입사파의 편파특성이 크로스 공진모드일 때는 단위 셀(100)의 폭(W)이 변해도 표면임피던스는 거의 변화하지 않는 전도체(Conductor)로서의 특징을 지닌다(410 참조)
도 5를 참조하면, 도 4에서와 마찬가지로 단위 셀(100) 폭(W)이 0.139λg일 때(520)와 0.11λg일 때(530), 0.081λg일 때(540)의 Reactance는 점점 증가한다. 공진주파수가 2.05GHz를 기준으로 이보다 작은 경우에는 표면임피던스는 인덕턴스값을 가지며, 이보다 큰 경우에는 커패시터턴스 값을 가진다.
도 6은 도 3a에 도시된 표면파 억제장치가 WCDMA 댁내용 중계기 시스템의 Rectangle-bowl 타입 반사기(reflectors) 접지면에 부착된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 WCDMA 댁내용 중계기 시스템은 표면파 제거장치(200)가 직사각형 접시 모양의 접지면(610,620)에 부착되어 있고, 각각의 개구면(aperture)의 안쪽 중심으로 선형 편파 안테나가 배치되어 있다. 상기 두 개의 안테나(300)는 다이폴 안테나(Dipole Antennas)이며 WCDMA에서 동작하고, 각각 직교편파(Orthogonal Polarization)로 구성되어 있다. 두 안테나(300)간의 격리도(isolation)을 향상시키기 위하여 안테나(300)를 직교편파로 구성한다.
그러나 상기 직교편파 구성에도 불구하고, 접지면(610,620)의 벽면을 따라 표면전류(surface)가 흘러 두 안테나(300) 간에 상호 원치않은 간섭을 일으켜 교차편차(Cross Polarization)을 발생시킨다. 일반적으로 교차편차(Cross Polarization)는 원하지 않는 서로 상반되는 편파로서 안테나의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 발명에서 사용되는 다이폴 선형 안테나에서는 수직편파와 수평편파가 상대의 교차편파가 된다.
이러한 상호간섭을 줄이기 위해 본 발명에서는 일 실시예에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀(100)로 구성되는 표면파 제거장치(200)를 접지면 610에 각각 부착시킨다. 즉, 동일한 개구면 내에서 각 안테나의 직교방향에 위치한 접지면에 부착시킨다. 또한, 표면파 제거장치(200)를 접지면 620에 각각 부착시킨다. 즉, 반대 개구면 안테나의 각각의 직교편파에 해당하는 접지면(620)에 부착시킨다.
접지면(610,620)에 표면파 제거장치(200)를 부착하여 안테나 간의 격리도(isolation)를 측정하였다. 도 7은 도 6에 도시된 표면파 억제장치를 이용하여 WCDMA에서 동작하는 직교편파(Orthogonal Polarization)로 구성된 두 안테나 간의 격리도(isolation)를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
710은 표면파 제거장치(200)를 부착하지 않은 상태에서 측정한 격리도(isolation)이고, 720은 접지면 610에만 부착한 상태에서 격리도를 측정한 결과이며, 730은 접지면 610과 620 모두에 대하여 표면파 제거장치(200)를 부착하여 격리도를 측정한 결과이다.
특히, WCDMA 대역에서 610면과 620면 모두에 대하여 표면파 제거장치(200)를 부착시켜 측정한 결과 격리도가 10dB 가량 향상되었다. 즉, 본 발명에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀(100)을 이용한 표면파 제거장치(200)가 교차편파 성분을 모두 억제시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
도 8a은 도 7에 도시된 안테나의 XZ 평면에서의 방사패턴을 측정한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 8b는 도 7에 도시된 안테나의 XY 평면에서의 방사패턴을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, XZ 평면과 XY 평 면에서의 최대 이득은 9.5dB이고 교차편파의 레벨은 22dB이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀(100) 및 상기 단위 셀들의 집합체인 표면파 억제장치(200)는 종래의 주파수 선택표면(FSS)의 구조와는 달리 매우 단순한 구조이므로 본 발명의 일 실시예에서와 같은 WCDMA에 한정되지 않고 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있을 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 마이크로 스트립 안테나 구성의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택 표면(FSS) 단위 셀의 구조를 도시한 도면이다.
도 3a는 도 2에 도시된 단위 셀을 복수개 배열한 표면파 억제장치의 평면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 표면파 억제장치에서 단위 셀의 폭(W)을 변경시킨 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 단위 셀의 폭(W) 및 입사파의 편파특성에 따른 Resistance의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 단위 셀의 폭(W) 및 입사파의 편파특성에 따른 Reactance의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 3a에 도시된 표면파 억제장치가 WCDMA 댁내용 중계기 시스템의 Rectangle-bowl 타입 반사기(reflectors) 접지면에 부착된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 표면파 억제장치를 이용하여 WCDMA에서 동작하는 직교편파(Orthogonal Polarization)로 구성된 두 안테나 간의 격리도(isolation)를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8a은 도 7에 도시된 안테나의 XZ 평면에서의 방사패턴을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 도 7에 도시된 안테나의 XY 평면에서의 방사패턴을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
《도면의 주요부호에 대한 설명》
100: 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀 110: 제2 유전체층
111: 반파장 공진기 120: 제1 유전체층
130: 접지면(Ground Plane)
200: 주파수 선택표면(FSS) 단위 셀을 이용한 표면파 억제장치
610,620: 사각 접시 모양의 중계기 접지면

Claims (12)

  1. 저면이 접지면(Ground Plane)과 접하는 제1 유전체층; 및
    상기 제1 유전체층과 동일한 폭(W) 및 길이(L)로 상기 제1 유전체층의 상면에 접하고, 상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 저면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 상기 표면에서 서로 대향되도록 형성되는 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층
    을 포함하는 주파수 선택표면(Frequency Selective Surface; FSS) 단위 셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공진기는
    WCDMA 주파수 대역에서 반파장 공진기(Half Wavelength Resonator)인 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체층과 제2 유전체층은 직육면체 형상인 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유전체층과 제2 유전체층의 높이는 동일한 것인 주파수 선택표면 단위 셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공진기는
    상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 'ㄷ' 형상으로 구부러진 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유전체층의 표면에서 서로 마주보는 상기 공진기의 종단부는 소정의 거리로 이격되어 있는 것인 주파수 선택표면 단위 셀.
  7. 제1항에 있어서, 상기 공진기는
    여기되는 전계방향에 따라 입사파의 편파특성을 달리하되,
    여기되는 전계방향이 상기 길이(L) 방향이면 전계의 세기가 우세한 도미넌트 공진모드(Dominant Resonance Mode)이고,
    여기되는 전계방향이 상기 폭(W) 방향이면 전계의 세기가 미세한 크로스 공진모드(Cross Resonance Mode)인 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 선택 표면의 표면 임피던스(Surface Impedance)는
    여기되는 입사파의 편파특성과 상기 폭(W)에 의해 결정되는 것인 주파수 선택표면 단위 셀.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 입사파의 편파특성이 도미넌트 공진모드이면 상기 제1 유전체층 및 제2 유전체층의 폭(W)이 변함에 따라 고임피던스 표면(High Impedance Surface)으로 동작하여 표면파를 억제시키고,
    상기 입사파의 편파특성이 크로스 공진모드이면 컨덕터(Conductor)로 동작하는 것인 주파수 선택표면 단위 셀.
  10. 제1 유전체층; 및
    상기 제1 유전체층의 상면에 접하여 폭(W)과 길이(L)가 상기 제1 유전체층과 동일하고, 상기 길이(L) 방향의 양 끝단이 저면에서 구부러져 상면의 표면으로 연장되어 형성되는 공진기(Resonator)가 내장된 제2 유전체층을 포함하는 주파수 선택 표면(Frequency Seletive Surface: FSS) 단위 셀이 일정한 간격을 두고 복수개로 배열된 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀을 이용한 표면파 억제장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유전체층의 저면이 댁내용 WCDMA 중계기 시스템(repeater system)의 반사판(reflector) 접지면에 장착되는 것인 주파수 선택표면 단위 셀을 이용한 표면파 억제장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 반사판 접지면 폭(WG)은 4분의 1 파장인 것을 특징으로 하는 주파수 선택표면 단위 셀을 이용한 표면파 억제장치.
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