KR101055650B1 - 빔 폭 제어가 가능한 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빔 폭 제어 소자를 방사체의 주변에 배열하여 빔 폭을 조정할 수 있는 안테나에 관한 것이다. 상기 안테나는 반사판, 상기 반사판 위에 배열되며, 급전부 및 상기 급전부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 방사 부재를 가지는 방사체, 및 상기 반사판 위에서 상기 방사체 주변에 배열되는 도전체인 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자를 포함한다. 여기서, 상기 빔 폭 제어 소자는 상기 반사판에 전기적으로 연결되며, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 작을수록 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭이 작아진다.
안테나, 빔 폭, 방사체

Description

빔 폭 제어가 가능한 안테나{ANTENNA FOR CONTROLLING WIDTH OF A BEAM}
본 발명은 빔 폭 제어 소자를 방사체의 주변에 배열하여 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭을 조정할 수 있는 안테나에 관한 것이다.
안테나는 반사판 및 상기 반사판 위에 배열된 방사체들로 이루어지며, 소정 전력이 상기 방사체들로 급전되면 상기 안테나로부터 특정 방향으로의 빔이 방사된다. 여기서, 상기 빔의 폭은 항상 동일하도록 설정된다.
한편, 통신을 수행다가 보면, 빔이 특정 방향으로 집중되도록 상기 빔의 폭을 감소시키고 상기 빔의 에너지를 상기 방향으로 집중시켜야 하는 경우가 발생하거나 상기 빔이 넓은 영역을 커버할 수 있도록 상기 빔의 폭을 증가시켜야 할 경우가 발생한다.
따라서, 이러한 경우에 빔의 폭을 가변시킬 수 있는 수단이 필요하나, 종래의 안테나는 빔의 폭을 용이하게 가변시킬 수 있는 수단을 포함하고 있지 않아서 원하는 빔 폭을 구현하기가 용이하지 않았다.
본 발명의 목적은 빔의 폭을 용이하게 제어할 수 있는 안테나를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 폭 제어가 가능한 안테나는 반사판; 상기 반사판 위에 배열되며, 급전부 및 상기 급전부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 방사 부재를 가지는 방사체; 및 상기 반사판 위에서 상기 방사체 주변에 배열되는 도전체인 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자를 포함한다. 여기서, 상기 빔 폭 제어 소자는 상기 반사판에 전기적으로 연결되며, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 작을수록 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭이 작아진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 빔 폭 제어가 가능한 안테나는 반사판; 상기 반사판 위에 배열되며, 급전부 및 상기 급전부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 방사 부재를 가지는 방사체; 및 상기 반사판 위에서 상기 방사체 주변에 배열되는 도전체인 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자를 포함한다. 여기서, 상기 빔 폭 제어 소자는 상기 반사판으로부터 이격되어 배열되며, 절연체를 매개로 하여 상기 반사판에 연결된다.
본 발명에 따른 안테나에서는, 방사체의 주변에 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자가 배열되므로, 사용자는 상기 빔 폭 제어 소자를 이용하여 원하는 빔 폭을 용 이하게 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 폭 제어가 가능한 안테나를 도시한 도면이고, 도 2는 빔 폭의 가변 상태를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 안테나는 원하는 빔 폭을 용이하게 구현할 수 있는 소자로서, 반사판(100), 방사체(102) 및 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자(104)를 포함한다.
반사판(100)은 접지 및 반사체 역할을 수행하며, 평면 형상을 가질 수 있다.
방사체(102)는 반사판(100) 위에 배열되며, 소정 전력이 급전되면 특정 방사 패턴(빔)을 출력시킨다.
이러한 방사체(102)는 급전부(110) 및 적어도 하나의 방사 부재(112)를 포함한다.
방사 부재(112)는 급전부(110)와 전기적으로 연결되되, 상기 전력이 급전부(110)를 통하여 방사 부재(112)로 급전된다.
방사체(102)가 복수의 방사 부재들(112)을 포함하는 경우, 소정 전력이 방사 부재들(112)로 급전되면 방사 부재들(112)에 특정 전류 분포가 발생되며, 그 결과 상기 전류 분포에 따른 방사 패턴이 방사체(102)로부터 출력된다.
빔 폭 제어 소자(104)는 반사판(100) 위에 형성되며, 도 1에 도시된 바와 같 이 방사체(102)의 주변에 배열된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔 폭 제어 소자(104)는 도 1에 도시된 바와 같이 막대 형상을 가지며, 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭을 조정하는 역할을 수행한다. 상세하게는, 방사체(102)와 빔 폭 제어 소자(104) 사이의 각도, 즉 빔 폭 제어 소자(102)의 경사 각도에 따라 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭이 달라진다.
예를 들어, 상기 안테나는 빔 폭 제어 소자(104)를 적절하게 배치하여 도 2에 도시된 바와 같이 넓은 빔 폭을 가지나 작은 방사 거리를 가졌던 빔(200)을 구현할 수도 있고 좁은 빔 폭을 가지나 긴 방사 거리를 가지는 빔(202)을 구현할 수도 있다.
일반적으로, 방사체(102)로부터 출력되는 빔 중 일부는 반사판(100)의 반대 방향으로 출력되고, 일부는 반사판(100)의 방향으로 출력된다. 이 경우, 빔 폭 제어 소자(104)는 반사판(100)으로 출력되는 빔을 반사시키는 역할을 수행한다. 결과적으로, 빔 폭 제어 소자(104)의 경사 각도에 따라 반사판(100)의 반대 방향으로 진행하는 빔의 양 및 폭이 달라지게 된다. 따라서, 본 실시예의 안테나는 빔 폭 제어 소자(104)의 경사 각도를 적절하게 설정하여 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭을 원하는 폭으로 조정할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 후술하겠다.
방사체(102)와 빔 폭 제어 소자(104) 사이의 배열 관계를 살펴보면, 하나의 방사체(102)의 주변에는 하나의 빔 폭 제어 소자(104)가 배열될 수도 있고, 복수의 빔 폭 제어 소자들(104)이 배열될 수도 있다.
다만, 하나의 빔 폭 제어 소자(104)가 방사체(102)의 주변에 배열되거나 복수의 빔 폭 제어 소자들(104)이 방사체(102)의 주변에 비대칭적으로 배열되면 방사체(102)로부터 출력되는 빔이 균일하지 않고 찌그러질 수 있다. 따라서, 복수의 빔 폭 제어 소자들(104)이 상호 대칭적인 위치 관계를 가지고 방사체(102)의 주변에 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 빔 폭 제어 소자들(104)이 방사체(102)의 다른 특성에 영향을 거의 미치지 않으면서 빔 폭만을 제어할 수 있도록, 빔 폭 제어 소자들(104)은 도 1에 도시된 바와 같이 방사 부재들(112) 사이에 비스듬하게 배열될 수 있다.
예를 들어, 제 1 빔 폭 제어 소자(104a)는 상호 이웃하는 제 1 방사 부재와 제 2 방사 부재 사이에 배열되고, 제 2 빔 폭 제어 소자(104a)는 제 1 빔 폭 제어 소자(104a)와의 대칭성을 고려하여 상호 이웃하는 제 3 방사 부재와 제 4 방사 부재 사이에 배열된다.
다만, 빔 폭 제어 소자들(104)은 필수적으로 대칭적으로 배열되야 하는 것은 아니며, 즉 빔 폭 제어 소자(104)의 배치는 특별히 제한되지 않고 사용자의 목적에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
요컨대, 본 실시예의 안테나에서, 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭은 빔 폭 제어 소자(104)의 배치 구조, 특히 빔 폭 제어 소자(104)의 경사 각도에 따라 달라진다. 따라서, 사용자는 빔 폭 제어 소자(104)의 배치 및 수를 적절히 조정하여 원하는 빔 폭을 구현할 수 있다.
위에서는 빔 폭 제어 소자(104)가 한번 설치되면 고정되는 것처럼 설명하였으나, 빔 폭 제어 소자(104)는 사용자가 임의로 빔 폭을 가변시킬 수 있도록 움직임이 가능한 구조로 구현될 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 빔 폭 제어 소자(104)를 사용하는 안테나의 다양한 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 다만, 2개의 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)이 방사체(102)의 주변에 배열되는 것으로 가정한다.
도 3(A)를 참조하면, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)은 각기 선형 형상을 가지고 방사체(102)의 주변에 배열될 수 있다. 여기서, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)는 방사체(102)로부터 출력되는 빔을 잘 반사할 수 있도록 소정 면적을 가지는 선형의 막대 형상으로 구현될 수 있다.
또한, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)은 방사체(102)를 기준으로 상호 대칭적으로 배열되며, 반사판(100)에 수직한 방향이 아닌 비스듬한 방향으로 형성된다. 여기서, 방사체(102)와 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b) 사이의 각도는 예각일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)은 반사판(100)에 전기적으로 연결되며, 예를 들어 반사판(100)에 직접적으로 연결된다.
도 3(B)를 참조하면, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)이 방사체(102)의 주변에 배열되되, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)와 방사체(102) 사이의 각도가 도 3(A)에서보다 크다. 결과적으로, 도 3(B)의 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭이 도 3(A)의 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭과 다르게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 실험 데이터를 참조하여 후술하겠다.
도 3(C)를 참조하면, 반사판(100)의 일부분 위에는, 바람직하게는 양 종단들에는 초크 부재들(Choke members, 300a 및 300b)이 더 형성될 수 있다.
도 3(D)를 참조하면, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)는 선형적인 형상을 가졌던 도 3(A) 내지 도 3(C)와 달리 비선형적인 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)의 종단이 도 3(D)에 도시된 바와 같이 절곡될 수 있으며, 즉 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)가 절곡된 구조를 가질 수 있다.
다른 예로, 도시하지는 않았지만 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)의 일부분이 휘어지는 구조를 가질 수도 있다.
또 다른 예로, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)는 하나의 부재가 아닌 복수의 부재들이 결합하여 형성될 수도 있으며, 선형 또는 비선형 형상을 가질 수 있다.
요컨대, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)가 반사판(100)에 전기적으로 연결된 상태하에서 방사체(102)의 주변에 배열되는 한, 빔 폭 제어 소자(104a 또는 104b)의 구조 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 4(A)를 참조하면, 본 실시예의 안테나에 사용되는 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)는 제 1 실시예에서와 유사하게 방사체(102)의 주변에 배열되나, 제 1 실시예에서와 달리 반사판(100)에 전기적으로 연결되지는 않는다.
상세하게는, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)는 플라스틱 등과 같은 절연체(402a 또는 402b)를 매개로 하여 반사판(100)에 연결되며, 그 결과 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않는다. 여기서, 절연체(402a 또는 402b)의 구조 및 설치 방법은 특별히 제한되지 않는다.
도 4(B)를 참조하면, 빔 폭 제어 소자들(400a 및 400b)이 방사체(102)의 주변에 배열되되, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)와 방사체(102) 사이의 각도가 도 4(A)에서보다 더 크다. 결과적으로, 도 4(B)의 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭이 도 4(A)의 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭과 다르게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 실험 데이터를 참조하여 후술하겠다.
도 4(C)를 참조하면, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)는 선형적인 형상을 가졌던 도 4(A) 및 도 4(B)와 달리 비선형적인 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)의 종단이 도 4(C)에 도시된 바와 같이 절곡될 수 있으며, 즉 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)가 절곡된 구조를 가질 수 있다.
또한, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)가 복수의 부재들이 결합되어 형성될 수도 있다.
요컨대, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)가 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않은 상태에서 방사체(102)의 주변에 배열되어 방사체(102)로부터 출력되는 빔의 폭을 제어할 수 있는 한, 빔 폭 제어 소자(400a 또는 400b)의 구조 및 배치은 다양하게 변형될 수 있다.
위에서 설명하지는 않았으나, 반사판(100)의 일부분에는 초크 부재가 더 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 요약하면, 본 발명의 안테나는 방사체(102)의 주변에 빔 폭 제어가 가능한 빔 폭 제어 소자가 배열되는 한 상기 빔 폭 제어 소자의 구조 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
이하, 본 발명의 안테나들에 대한 실제 빔 폭 실험 결과를 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1710㎒에서의 빔 폭 변화 과정을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1780㎒에서의 빔 폭 변화 과정을 도시한 도면이다.
한편, 방사체(102)의 높이를 38㎜로 설정하고, 반사판(100)의 폭을 244㎜로 설정하였으며, 초크 부재의 높이를 각기 20㎜로 설정하였다. 또한, 반사판(100)에 전기적으로 연결된 2개의 제 1 빔 폭 제어 소자들이 방사체(102)의 주변에 배열되고 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 30도일 때와 70도일 때의 빔 폭을 측정하였고, 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않은 상태에서 제 2 빔 폭 제어 소자들이 방사체(102)의 주변에 배열되고 상기 제 2 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 50도일 때와 60도일 때의 빔 폭을 측정하였다.
실험 결과, 빔 폭 제어 소자가 없을 때, 즉 종래의 안테나에서의 빔 폭 그래프(500), 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 30도일 때의 빔 폭 그래프(502), 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 70도일 때의 그래프(504), 상기 제 2 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 50도일 때의 그래프(506) 및 상기 제 2 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 60도일 때의 그래프(508)가 획득되었다.
그래프들(500, 502 및 504)을 참조하면, 반사판(100)에 전기적으로 연결된 제 1 빔 폭 제어 소자가 방사체(102)의 주변에 배열되었을 때의 안테나의 빔 폭이 빔 폭 제어 소자가 없는 종래의 안테나의 빔 폭보다 작아짐을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 커짐에 따라 해당 안테나의 빔 폭이 증가함을 확인할 수 있다. 물론, 상기 안테나의 빔 폭은 빔 폭 제어 소자가 없을 때의 안테나의 빔 폭보다 작은 범위 내에서 가변될 것이다.
그래프들(500, 506 및 508)을 참조하면, 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않은 제 2 빔 폭 제어 소자가 방사체(102)의 주변에 배열되었을 때의 안테나의 빔 폭은 빔 폭 제어 소자가 없는 종래의 안테나의 빔 폭보다 넓어짐을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제 2 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도가 작아짐에 따라 해당 안테나의 빔 폭이 작아짐을 확인할 수 있다. 물론, 상기 안테나의 빔 폭은 빔 폭 제어 소자가 없을 때의 안테나의 빔 폭보다 넓은 상태에서 가변될 것이다.
그래프들(502, 504, 506 및 508)을 다시 참조하면, 반사판(100)에 전기적으로 연결된 제 1 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도 변화에 따른 빔 폭의 변화는 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않은 제 2 빔 폭 제어 소자와 방사체(102) 사이의 각도 변화에 따른 빔 폭의 변화보다 작음을 확인할 수 있다.
따라서, 사용자는 원하는 빔 폭에 따라 빔 폭 제어 소자를 적절하게 설치하여 사용할 수 있다.
1780㎒에서의 빔 폭 변화 과정에 대하여는 설명하지 않았지만, 1780㎒에서의 빔 폭 변화는 도 5에서와 유사하게 변화됨을 도 6을 통하여 확인할 수 있다.
위 도 1 내지 도 6에서는 방사체(102)를 하나의 구조로만 설명하였지만, 방사체(102)는 다양한 형태로 구현될 수 있고, 반사판(100) 위에 복수의 방사체들(102)이 배열될 수도 있다.
이하, 본 발명의 안테나의 다양한 구조를 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 7(A)를 참조하면, 방사체(102)는 4개의 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D)을 포함할 수 있다. 이 경우, 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D) 중 일부, 예를 들어 제 1 방사 부재(700A) 및 제 3 방사 부재(700C)로 전류가 공급되면 방사 부재들(700A 및 700C)로부터 전기장들(710A 및 710B)이 발생하며, 결과적으로 +45도 편파(712)가 생성된다. 이 경우, 제 2 방사 부재(700B) 및 제 4 방사 부재(700D)는 +45도 편파(712) 발생에 영향을 미치지 아니한다.
물론, 도시하지는 않았지만, 제 2 방사 부재(700B) 및 제 4 방사 부재(700D)로 전류가 공급되는 경우 -45도 편파가 발생한다. 이 경우, 제 1 방사 부재(700A) 및 제 3 방사 부재(600C)는 -45도 편파 발생에 영향을 미치지 아니한다. 이러한 방식을 통하여 ±45도 편파를 발생시키는 방법을 콤비네이션(Combination) 방법이라 한다.
도 7(B)를 참조하면, 방사체(102)는 4개의 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D)을 포함한다. 여기서, 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D)에 전류가 인가되면, 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D)로부터 전기장들(720A, 720B, 720C 및 720D)이 발생하며, 결과적으로 전기장들(720A, 720B, 720C 및 720D)이 벡터 합성됨에 의해 +45도 편파(722)가 발생한다.
물론, 도시하지는 않았지만, 전류의 공급 방법에 따라 방사 부재들(700A, 700B, 700C 및 700D)에 의해 발생되는 전기장들의 방향이 변화되며, 결과적으로 -45도 편파가 발생한다. 이러한 방식을 통하여 ±45도 편파를 발생시키는 방법을 벡터 합성 방식이라 한다.
요컨대, 방사체(102)는 콤비네이션 방식 또는 벡터 합성 방식으로 구현될 수 있으며, 빔 폭 제어 소자가 방사체(102)의 주변에 배열된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 안테나는 반사판(100), 제 1 방사체(800), 제 2 방사체(802) 및 2개의 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)을 포함한다.
제 1 방사체(800)는 고주파 대역을 위한 방사체이고, 제 2 방사체(802)는 저주파 대역을 위한 방사체이다.
즉, 제 1 방사체(800)가 제 2 방사체(802)의 내측에 배열되는 이중 편파 다중 대역 안테나이다. 여기서, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)은 저주파 대역을 위한 제 2 방사체(802)의 주변에 배열된다. 바람직하게는, 빔 폭 제어 소자들(104a 및 104b)은 제 2 방사체(802)에 포함된 방사 부재들 사이에 배열된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 9(A)를 참조하면, 반사판(100) 위에는 복수의 방사체들, 예를 들어 4개의 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)이 배열된다. 여기서, 각 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)의 주변에는 각기 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D)이 배열될 수 있으며, 각 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)과 해당 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D) 사이의 각도들은 모두 동일하다.
도 9(B)를 참조하면, 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D) 중 일부(900A 및 900C)의 주변에만 각기 빔 폭 제어 소자(902A, 및 902C)가 배열된다. 여기서, 각 방사체들(900A 및 900C)과 해당 빔 폭 제어 소자들(902A 및 902C) 사이의 각도들은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
도 9(C)를 참조하면, 각 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)의 주변에 각기 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D)이 배열된다. 다만, 각 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)과 해당 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D) 사이의 각도들은 모두 동일하지 않고 일부는 다른 각도를 가진다.
도 9(D)를 참조하면, 각 방사체들(900A, 900B, 900C 및 900D)의 주변에 각기 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D)이 배열된다. 다만, 빔 폭 제어 소자들(902A, 902B, 902C 및 902D) 중 일부(902A 및 902C)는 반사판(100)에 전기적으로 연결되는 반면에, 다른 빔 폭 제어 소자들(902B 및 902D)은 반사판(100)에 전기적 으로 연결되지 않는 구조를 가질 수 있다.
요컨대, 반사판(100) 위에 복수의 방사체들이 배열되는 경우, 모든 방사체들의 주변에 빔 폭 제어 소자가 배열될 수도 있고, 일부 방사체의 주변에만 빔 폭 제어 소자가 배열될 수도 있다.
또한, 상기 빔 폭 제어 소자들의 경사 각도가 모두 동일할 수도 있고, 일부가 다를 수도 있다.
게다가, 반사판(100) 위의 빔 폭 제어 소자들 전부가 반사판(100)에 전기적으로 연결될 수도 있고, 전기적으로 연결되지 않을 수도 있으며, 일부 빔 폭 제어 소자들이 반사판(100)에 전기적으로 연결되는 반면에 나머지 빔 폭 제어 소자들은 반사판(100)에 전기적으로 연결되지 않을 수도 있다.
즉, 사용자는 원하는 빔 폭을 획득하기 위하여 다양한 방법으로 빔 폭 제어 소자들을 배치시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 10(A)를 참조하면, 반사판(100) 위에는 복수의 방사체들, 예를 들어 4개의 방사체들(1000A, 1000B, 1000C 및 1000D)이 배열된다. 여기서, 방사체(1000A, 1000B, 1000C 또는 1000D)의 주위에 배열되는 빔 폭 제어 소자들(1002A, 1002B, 1002C 또는 1002D)은 모두 동일한 위치에 배열된다. 바람직하게는, 빔 폭 제어 소자(1002A, 1002B, 1002C 또는 1002D)는 해당 방사체(1000A, 1000B, 1000C 또는 1000D)의 방사 부재들 사이에 배열된다.
도 10(B)를 참조하면, 방사체(1000A, 1000B, 1000C 또는 1000D)의 주위에 배열되는 빔 폭 제어 소자들(1002A, 1002B, 1002C 또는 1002D)은 모두 동일한 위치에 배열되되, 도 10(A)에서와 다른 방향으로 배열된다.
도 10(C)를 참조하면, 방사체(1000A, 1000B, 1000C 또는 1000D)의 주위에 배열되는 빔 폭 제어 소자들(1002A, 1002B, 1002C 또는 1002D)은 모두 동일한 위치에 배열되지 않고, 일부는 다른 방향으로 배열된다.
요컨대, 반사판(100) 위에 복수의 방사체들이 존재할 경우, 해당 빔 폭 제어 소자들이 모두 동일한 위치에 배열될 수도 있고, 일부는 다른 위치에 배열될 수도 있다.
물론, 설명하지는 않았지만 빔 폭 제어 소자들이 모두 동일한 경사 각도를 가질 수도 있고 일부는 다른 경사 각도를 가질 수도 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 11(A) 및 도 11(B)를 참조하면, 반사판(100) 위에는 복수의 이중 편파 다중 안테나 방사체들(1100A, 1102 및 1104)이 배열될 수 있다. 이 경우, 빔 폭 제어 소자들(1104A, 1104B 및 1106)이 각 방사체들(1100A, 1102 및 1104)의 주변에 각기 배열될 수도 있고, 일부 방사체들의 주변에만 배열될 수도 있다.
또한, 도시하지는 않았지만 빔 폭 제어 소자들(1104A, 1104B 및 1106)의 배열 위치도 모두 동일할 수도 있지만 일부는 다르게 배열될 수도 있다.
게다가, 설명하지는 않았지만 빔 폭 제어 소자들(1104A, 1104B 및 1106)이 모두 동일한 경사 각도를 가질 수도 있고 일부는 다른 경사 각도를 가질 수도 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 폭 제어가 가능한 안테나를 도시한 도면이다.
도 2는 빔 폭의 가변 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1710㎒에서의 빔 폭 변화 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 1780㎒에서의 빔 폭 변화 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사체의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다.

Claims (12)

  1. 반사판;
    상기 반사판 위에 배열되며, 급전부 및 상기 급전부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 방사 부재를 가지는 방사체; 및
    상기 반사판 위에서 상기 방사체 주변에 배열되는 도전체인 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자를 포함하되,
    상기 빔 폭 제어 소자는 상기 반사판에 전기적으로 연결되며, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 작을수록 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭이 작아지는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭은 상기 빔 폭 제어 소자를 포함하지 않는 안테나로부터 출력되는 빔의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 방사체는 정방형 구조를 가지면서 순차적으로 위치하는 제 1 내지 제 4 방사 부재들을 포함하되,
    제 1 빔 폭 제어 소자는 상기 제 1 방사 부재와 상기 제 2 방사 부재 사이에 위치하고, 제 2 빔 폭 제어 소자는 상기 제 3 방사 부재와 상기 제 4 방사 부재 사이에 위치하며, 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 상기 제 2 빔 폭 제어 소자는 상기 방사체를 기준으로 대칭적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판 위에는 복수의 방사체들이 배열되며, 상기 방사체들 중 일부 방사체의 주변에만 해당 빔 폭 제어 소자가 배열되는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 가변될 수 있도록 상기 빔 폭 제어 소자의 틸트가 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 빔 폭 제어 소자는 비선형적인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  7. 반사판;
    상기 반사판 위에 배열되며, 급전부 및 상기 급전부와 전기적으로 연결된 적어도 하나의 방사 부재를 가지는 방사체; 및
    상기 반사판 위에서 상기 방사체 주변에 배열되는 도전체인 적어도 하나의 빔 폭 제어 소자를 포함하되,
    상기 빔 폭 제어 소자는 상기 반사판으로부터 이격되어 배열되며, 절연체를 매개로 하여 상기 반사판에 연결되는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭은 상기 빔 폭 제어 소자를 포함하지 않는 안테나로부터 출력되는 빔의 폭보다 크며, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 작을수록 상기 방사체로부터 출력되는 빔의 폭이 작아지는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 방사체는 정방형 구조를 가지면서 순차적으로 위치하는 제 1 내지 제 4 방사 부재들을 포함하되,
    제 1 빔 폭 제어 소자는 상기 제 1 방사 부재와 상기 제 2 방사 부재 사이에 위치하고, 제 2 빔 폭 제어 소자는 상기 제 3 방사 부재와 상기 제 4 방사 부재 사이에 위치하며, 상기 제 1 빔 폭 제어 소자와 상기 제 2 빔 폭 제어 소자는 상기 방사체를 기준으로 대칭적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 반사판 위에는 복수의 방사체들이 배열되며, 상기 방사체들 중 일부 방사체의 주변에만 해당 빔 폭 제어 소자가 배열되는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 방사체와 상기 빔 폭 제어 소자 사이의 각도가 가변될 수 있도록 상기 빔 폭 제어 소자의 틸트가 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 빔 폭 제어 소자는 비선형적인 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 빔 폭 제어가 가능한 안테나.
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