KR101491481B1 - 방사 방향 조정이 가능한 안테나 - Google Patents

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Abstract

방사 패턴 조정이 가능한 안테나가 개시된다. 본 안테나는, 제1 기판, 제1 기판의 양 표면에 각각 형성된 복수의 방사체, 제1 기판을 사이에 두고 방사체들 간의 중첩되는 영역의 면적을 외부 제어 신호에 따라 변경하여, 방사 패턴을 조정하는 조정부를 포함한다. 여기서, 조정부는 제1 방사체 또는 제2 방사체의 적어도 일 측면에 배열된 복수 개의 부 방사체 및 복수 개의 스위치를 포함할 수 있다. 이에 따라, 스위치 제어를 통하여 빔의 방사 패턴을 용이하게 조정할 수 있게 된다.
안테나, 부 방사체, 스위치, 방사 방향

Description

방사 방향 조정이 가능한 안테나{Antenna for controlling radiation direction}
본 발명은 안테나에 대한 것으로, 보다 상세하게는 방사체들 간의 대응되는 영역의 면적을 조정하여 방사 방향을 조정할 수 있는 안테나에 대한 것이다.
안테나란 전기적 신호를 소정의 전자기파로 변환하여 자유공간(free space)으로 방사하거나 그 반대의 동작을 수행하는 부품을 의미한다. 안테나가 전자기파를 복사 또는 감지할 수 있는 유효 영역의 형태를 일반적으로 방사패턴(radiation pattern)이라 하며, 이러한 방사 패턴이 형성되는 방향을 일반적으로 방사 방향이라 한다.
한편, 근거리 통신 또는 군사용 등으로 사용하기 위한 안테나의 경우, 안테나의 수신 효율을 높이기 위하여 샤프한 방사 패턴을 가지도록 구현할 수 있다. 이를 위한 방법 중 하나로, 복수개의 안테나를 특수한 구조로 배열하여, 각 안테나의 방사패턴 및 복사전력이 합쳐지도록 할 수 있다. 이에 따라, 전체 방사패턴의 형태를 샤프하게 만들 수 있고, 또한, 안테나의 전자기파가 더욱 멀리 퍼져나갈 수 있도록 할 수 있다. 이러한 구조의 안테나를 배열 안테나(array antenna)라 한다. 이 와 같은 배열 안테나의 경우, 샤프한 방사 패턴을 얻을 수 있다.
한편, 방사 패턴이 샤프한 경우, 전(全) 방위 신호를 수신하기에는 어려움이 있다. 따라서, 샤프한 방사 패턴을 가지는 경우, 방사 방향을 조정하여 다양한 방향으로 송신되는 신호를 수신하도록 구현하는 것이 바람직하다.
배열 안테나의 경우 각 안테나에서 송신하는 신호의 위상을 조정하여 방사되는 빔의 방향을 스티어링(streering)할 수 있다. 하지만, 이러한 배열 안테나의 경우, 복수 개의 안테나를 함께 사용하여야 하는 바, 사이즈가 크다는 문제점이 있었다.
따라서, 배열 안테나를 이용하지 않으면서 다양한 방향으로 방사 방향을 조정할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 방사체들 간의 서로 대응되는 영역의 크기를 조정하여 빔의 방사 방향을 용이하게 조정할 수 있도록 하는 안테나를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나는, 제1 기판, 상기 제1 기판의 일 표면에 형성된 제1 방사체, 상기 제1 기판의 타 표면에 형성된 제2 방사체 및 상기 제1 기판을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 방사체가 중첩되는 영역의 면적을 외부 제어 신호에 따라 변경하여, 방사 패턴을 조정하는 조 정부를 포함한다.
여기서, 상기 조정부는, 상기 제1 기판의 일 표면 상에서 상기 제1 방사체의 적어도 일 측면에 배열된 복수 개의 부 방사체, 및, 상기 복수 개의 부 방사체들 사이 및 상기 복수 개의 부 방사체들 중 하나와 상기 제1 방사체 사이를 상기 외부 제어 신호에 따라 각각 연결 또는 차단하여, 상기 제1 방사체의 면적을 조정하는 복수 개의 스위치를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 방사체의 적어도 일 측면을 기준으로 순차적으로 배열되며, 각각이 바(bar) 형태를 이룰 수 있다.
한편, 상기 제2 방사체의 면적은 상기 제1 방사체의 면적보다 크게 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 기판의 일 표면 상에서 상기 제2 방사체에 대응되는 영역 중 상기 제1 방사체가 형성되지 않은 영역에 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 스위치는 각각 PIN 다이오드가 될 수 있다.
한편, 본 안테나는, 상기 제2 방사체가 형성된 방향으로 상기 제1 기판과 접하는 제2 기판, 상기 제2 기판의 표면 중 상기 제1 기판과 접하는 면의 반대 표면에 형성된 그라운드층 및 상기 제2 기판을 관통하여 상기 제2 방사체와 연결되는 피드선을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 방사체는, 상기 제1 기판의 양 표면에서 패치 형태로 형성될 수 있다.
또한 이경우에는, 상기 조정부는, 상기 제1 기판의 타 표면 상에서 상기 제2 방사체의 적어도 일 측면에 배열된 복수 개의 부 방사체, 상기 복수 개의 부 방사 체 중 적어도 하나와 상기 제2 방사체 사이, 및, 상기 복수 개의 부 방사체들 사이를 상기 외부 제어 신호에 따라 각각 연결 또는 차단하여, 상기 제2 방사체의 면적을 조정하는 복수 개의 스위치를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제2 방사체의 적어도 일 측면을 기준으로 순차적으로 배열되며, 각각이 바 형태를 이룰 수 있다.
또한, 상기 제1 방사체의 면적은 상기 제2 방사체의 면적보다 크게 구현될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 기판의 타 표면 상에서 상기 제1 방사체 영역에 대응되는 영역 중 상기 제2 방사체가 형성되지 않은 영역에 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 스위치는 각각 PIN 다이오드가 될 수 있다.
한편, 본 안테나는, 상기 그라운드 층이 형성된 제2 기판의 일 표면 상에 마련되어, 동축 케이블과 연결 가능한 연결부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 조정부는 각각 복수 개가 될 수 있다.
또한, 본 안테나는, 상기 복수 개의 스위치 각각에 대하여 상기 외부 제어 신호를 제공하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 단일 안테나를 이용하더라도, 방사체들 간에 중첩되는 영역의 면적을 조정하여, 빔의 방사 방향을 용이하게 조정할 수 있게 된다. 이에 따라, 안테나의 게인을 증대시키면서도 다양한 방위에서 송신되는 신호를 수신할 수 있는, 안테나를 소형으로 구현할 수 있게 된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나의 구성을 나타내는 수직 단면도이다. 본 안테나는 제1 기판(110), 제1 방사체(120), 제2 방사체(130) 및 조정부(140)를 포함한다.
제1 기판(110)은 PCB(Printed Circuit Board)로 구현될 수 있다. 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130)는 제1 기판(110)의 양 표면 상에 패치 형태로 형성될 수 있다.
제2 방사체(130)는 외부로부터 전기적 신호가 인가되면, 제1 방사체(120)와 커플링되어 전기적 에너지를 전자기파 형태로 변환하여 공기 중으로 방사한다.
이 경우, 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130)는 제1 기판(110)을 사이에 두고 서로 마주보는 위치, 즉, 서로 대응되는 영역상에 형성된다. 이 때, 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130)의 면적 차이에 따라서, 서로 겹치는 영역 및 겹치지 않는 영역이 공존하게 된다. 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130)가 서로 정확하게 대응되는 위치에 형성되어 서로 겹치지 않는 영역이 존재하지 않는 경우에는 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130) 사이에서, 하측 방향으로 수직하게 전계(Electronic field)가 형성되어, 빔 방사 방향은 정방향이 된다. 하지만, 서로 겹치지 않는 영역이 존재하는 경우, 에지 부분에서의 전계 방향이 변형되어 빔 방사 방향도 틀어지게 된다. 즉, 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130)의 형성 위치 및 크기에 의해 빔 방사 방향이 달라진다.
조정부(140)는 외부 제어 신호에 따라 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130) 사이의 면적 차이를 변경하여, 빔 방사 방향을 조정하는 기능을 수행한다.
구체적으로는, 조정부(140)는 제1 방사체(120)의 면적을 증가 또는 감소시키거나, 또는, 제2 방사체(130)의 면적을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 도 1에서는 제1 방사체(120)의 면적을 증가 또는 감소시키는 실시 예에 대하여 도시하고 있으며, 이하에서는 이를 기준으로 설명한다.
도 1을 참고하면, 조정부(140)는 복수 개의 부 방사체(141)를 포함한다. 각 부 방사체는 각각 바(bar) 형태로 형성되며 제1 기판(110)의 표면 상에서 제1 방사체(120)의 일 측에 순차적으로 배치된다. 도 1에 따르면, 제2 방사체(130)는 제1 방사체(120)의 반대 측 표면에서, 제1 방사체(120)보다 더 크게 형성된다. 이에 따라, 제2 방사체(130) 및 제1 방사체(120) 사이에서는 서로 겹치지 않는 영역이 생기게 되며, 부 방사체(141)들은 이러한 영역 상에 배치된다. 한편, 각 부 방사체(141)들 사이, 마지막 부 방사체(141)와 방사체(120) 사이에는 스위치(미도시)가 배치된다. 이에 따라, 조정부(140)는 각 스위치를 ON/OFF 제어하여 제1 방사체(120)와 부 방사체(141)들 간의 연결 여부를 제어하게 된다. 부 방사체(141)가 연결될수록 제1 방사체(120)와 제2 방사체(130) 사이에서 겹쳐지는 영역의 크기가 증대되며, 이에 따라 제1 방사체(120)와 제2 방사체(130) 사이의 전계 패턴도 달라진다. 결과적으로, 본 안테나의 빔 방사 방향 자체가 달라지게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나의 구성을 나타내는 수직 단면 도이다. 도 2에 따르면, 본 안테나는 제2 기판(150)을 더 포함할 수 있다. 제2 기판(150)은 제2 방사체(130)가 형성된 제1 기판(110) 측 방향으로 제1 기판(110)과 접한다. 제2 기판(150) 역시 PCB로 구현될 수 있다.
제2 기판(150)의 하부 표면에는 그라운드 층(160)이 형성될 수 있으며, 제2 방사체(130) 측에 전기적 신호를 공급하기 위하여 제2 기판(150)을 관통하는 피드 선(170)이 형성될 수도 있다. 이 경우, 피드 선(170)은 제2 기판(150)의 하측 방향으로 동축 케이블(coaxial cable)과 연결될 수도 있다. 이를 위해, 그라운드 층(160)에는 동축 케이블과 연결하기 위한 연결부(180)가 마련될 수 있다. 연결부(180)를 통해 연결된 동축 케이블은 그라운드층(160) 및 피드선(170)으로 전기적 에너지를 공급한다.
한편, 제1 기판(110) 상부 표면에 형성된 제1 방사체(120)의 양 측면에는 각각 조정부(140a, 140b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 각 조정부(140a, 140b) 내의 부 방사체들과 제1 방사체(120) 간의 연결 여부에 따라 빔 방사 패턴이 조정될 수 있다.
도 3은 제1 방사체(120) 및 제2 방사체(130) 사이 영역에서의 전계 형성 패턴을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3에 따르면, 둘 간의 면적 차이로 인하여, 제1 방사체(120)의 에지 부분에서 전계 방향이 변경되는 것을 볼 수 있다. 이 경우, 제1 방사체(120)와 제2 방사체(130)를 완전히 동일한 형태로 매칭시키게 되면 중심부의 전계와 같이 하측으로 수직한 전계가 형성될 수 있다.
도 4는 조정부(140)의 구성을 좀 더 구체적으로 설명하기 위한 모식도이다. 도 4는 안테나를 상측에서 바라본 평면도에 해당한다. 도 4에 따르면, 제1 방사체(120)의 일측 방향으로 복수 개의 부 방사체(141a, 141b, 141c)들이 순차적으로 배열된다. 그리고, 각 부 방사체(141a, 141b, 141c)에는 스위치(142a, 142b, 142c)들이 연결된다. 각 스위치(142a, 142b, 142c)는 PIN 다이오드 스위치, 일반 다이오드 스위치, 기타 MEMS 스위치 등으로 구현될 수 있다.
한편, 본 안테나는 각 스위치(142a, 142b, 142c)들을 ON/OFF 제어하기 위한 제어부(190)를 더 포함할 수 있다. 제어부(190)는 본 기판(110) 상에 함께 집적될 수 있다. 제어부(190)는 제1 방사체(120) 및 각 부 방사체(141a, 141b, 141c)들과 전기적으로 연결되어, 제어 신호를 제공하여, 제1 방사체(120) 면적을 변화시킬 수 있다. 이러한 제어 신호는 하이 값 및 로우 값을 가지는 펄스 형태로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 스위치가 PIN 다이오드로 구현된 경우, 제어부(190)는 P-N 사이에 0.7V 이상인 대략 1V 정도의 전위차를 인가하여, 해당 스위치를 턴-온 시킬 수 있다. 또는, 0.7V(threshold voltage) 이하의 전위차를 인가하여, 해당 스위치를 턴-오프 시킬 수도 있다.
스위치의 턴-온/오프 상태 및 그에 따른 방사 방향의 변화는 도 5a 내지 도 11b를 통하여 설명할 수 있다. 먼저, 도 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a는 각 스위치의 턴-온/오프 변화에 따른 제1 방사체(120)의 면적 변화 상태를 설명하기 위한 평면도이다. 또한, 도 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b는 제1 방사체(120)의 면적 변화에 따른 방사 방향의 변화를 나타내는 모식도이다.
먼저, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 안테나에서 각 스위치(142a, 142b, 142c)들을 모두 턴-오프 하였을 때의 방사 패턴을 설명하기 위한 모식도이다. 도 5a와 같이 각 스위치(142a, 142b, 142c)들이 모두 턴-오프되면, 제1 방사체(120)와 각 부 방사체(141a, 141b, 141c)들은 서로 분리된 상태가 된다. 이에 따라, 도 3과 같이 제1 방사체(120)의 에지 부분에서 전계 방향이 변형된다. 결과적으로 도 5b에서와 같이, 방사 패턴(500)이 북측, 즉, 0도를 기준으로 우측으로 기울어진 형태가 된다. 구체적으로는, 방사 방향 축(510)은 대략 26도 정도 편향된다.
이러한 상태에서, 제1 스위치(142a)를 턴-온시키면 도 6a와 같이 첫번째 부 방사체(141a)가 제1 방사체(120)에 연결된다. 이에 따라, 제1 방사체(120)의 면적이 증가하게 되므로, 하측의 제2 방사체(130)의 에지 부분과 제1 방사체(120) 에지 부분의 거리 차도 좁혀지게 된다. 결과적으로, 도 6b에서와 같이 방사 방향 축이 대략 -4도 정도로 변하게 된다.
도 7a는 제1 및 제2 스위치(142a, 142b)가 함께 턴-온되었을 경우를 나타낸다. 이에 따라, 첫번째 및 두번째 부 방사체(141a, 141b)가 제1 방사체(120)에 연결되어, 제1 방사체(120)의 면적이 증가하게 된다. 결과적으로, 도 7b에서와 같이 방사 방향 축(510)이 0도를 가리키도록 방사 방향(500)이 변경된다.
다음으로, 도 8a는 제1 내지 제3 스위치(142a, 142b, 142c)들이 모두 턴-온되었을 경우를 나타낸다. 이 경우, 각 부 방사체(141a, 141b, 141c)들이 모두 제1 방사체(120)에 연결되어, 도 8b와 같이 방사 방향 축(510)이 대략 2도 정도로 변경됨을 알 수 있다.
한편, 도 9a는 제1 스위치(142a)가 턴-오프되고, 제2 및 3 스위치(142b, 142c)가 턴-온된 경우를 나타낸다. 이 경우, 제1 방사체(120) 자체의 면적이 증대된 것은 아니지만, 제1 방사체(120)의 일측에 하나의 부 방사체(141a, 141b, 141c)가 형성되어 하부의 제2 방사체(130) 사이에서 또 다른 전계를 형성한다. 이에 따라, 도 9b에서와 같이 방사 방향 축이 -32도 정도 기울어진 방사 방향을 가지게 된다.
그 밖에, 도 10a와 같이 제2 스위치(142b)만이 턴-온 된 경우에는 도 10b와 같이 32도 정도의 방사 방향 축이 형성되고, 도 11a와 같이 제3 스위치(142c)만이 턴-온 된 경우에는 도 11b에서와 같이 42도 정도의 방사 방향 축이 형성된다.
이와 같이, 각 스위치(142a, 142b, 142c)들을 조합하여 턴-온/오프 제어하게 되면, 제1 방사체(120)와 제2 방사체(130) 사이의 면적 차이가 조정되며, 결과적으로 도 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b와 같이 다양하게 방사 방향이 조정될 수 있게 된다.
도 12 내지 도 15는 본 안테나의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 모식도이다. 먼저, 도 12의 경우, 제1 방사체(120)가 4각형으로 형성되며, 4각형의 각 변마다 조정부(140a, 140b, 140c, 140d)가 형성된다. 도 12에서 각 조정부(140a, 140b, 140c, 140d)는 세 개씩의 부방사체로 구현되어 있으나, 그 개수는 조정될 수 있다. 또한, 부 방사체의 형태 역시 바(bar) 형태 이외에 다른 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 각 조정부들(140a, 140b, 140c, 140d)은 제1 기판(110) 표면의 전체 영역 중에서, 하부에 제2 방사체(130)가 형성된 영역 상에 형성된다. 즉, 제1 방사 체(120)의 면적이 제2 방사체(130)보다 작아서, 서로 겹치지 않는 부분 상에 조정부(140a, 140b, 140c, 140d)들이 형성될 수 있다. 각 부 방사체 사이에는 복수 개의 스위치들이 형성될 수 있다. 도 12에서는 모든 스위치가 턴-온되어, 각 부 방사체들이 제1 방사체(120)에 모두 연결된 상태를 나타낸다.
상술한 도면들에서 스위치는 하나의 부 방사체 중 일부 영역에 하나씩 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 스위치의 형태, 위치, 개수 등은 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 13은 제1 방사체(120)가 6각형으로 형성된 안테나 구성의 일 예를 나타내는 모식도이다. 이 경우, 부 방사체(141)들은 제1 방사체(120)의 각 변 중 서로 마주 보는 두 변 측에 형성되며, 그 내부에는 스위치(142)가 형성될 수 있다. 제1 방사체(120) 및 부 방사체(141)들 하부에는 제2 방사체(130)가 위치함은 상술한 실시 예들과 동일하다.
또는, 도 14와 같이 제1 방사체(120)가 원형으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 부 방사체(141)들은 제1 방사체(120)를 기준으로 서로 마주보는 양측 방향으로 형성될 수 있다. 도 13 및 도 14의 안테나 역시 각 부 방사체(141) 사이의 스위치(142) 동작에 따라, 제1 방사체(120)의 면적이 변화되어, 방사 방향을 임의로 조정할 수 있게 된다.
한편, 도 15는 미모(Multiple-Input Multiple-Output : MIMO) 시스템으로 구현된 안테나의 구성을 나타내는 모식도이다. 미모 시스템이란 복수 개의 안테나를 조합하여, 다중 입출력 동작을 수행하는 시스템을 의미한다. 여기서 사용되는 각 안테나 역시 상술한 안테나 구성들을 그대로 사용할 수 있다. 즉, 본 미모 시스템 안테나(600)는 복수 개의 안테나(200, 300, 400)를 포함한다.
각 안테나(200, 300, 400)는 제1 방사체(210, 310, 410)들을 각각 구비하며, 그 제1 방사체들의 일측에는 복수 개의 조정부(220, 320, 420)들이 형성된다. 이에 따라, 도 5a 내지 도 11a와 같은 방식으로 제1 방사체(210, 310, 410)들 및 그 하측의 제2 방사체 사이의 면적 차이를 조정함으로써, 방사 방향을 다양하게 변경할 수 있게 된다.
한편, 상술한 안테나들에 있어서, 조정부(140)는 제1 방사체(120)와 동일면 상에 형성된 경우로 설명하고 있으나, 조정부(140)는 제2 방사체(130)와 동일 면 상에 형성될 수도 있다. 이 경우, 제1 방사체(120)와 제2 방사체(130)의 면적을 동일하게 형성하고, 제2 방사체(130)의 일 측에 적어도 하나 이상의 부 방사체 및 스위치를 형성함으로써, 스위치가 턴-온될 때마다 제2 방사체(130)의 면적이 증가하도록 구현할 수 있다. 부 방사체들 및 스위치의 형태 및 동작에 대한 설명은 상술한 바와 같으므로, 더 이상의 도시 및 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나는 휴대폰, PDA 등과 같은 소형 기기에 적용될 수 있다. 이에 따라, 각 스위치의 턴-온/오프 상태를 주기적으로 변경시켜줌으로써, 주변 전 방위의 신호를 주기적으로 스캐닝하도록 구현할 수 있다. 이를 위해, 부방사체의 형태와 스위치의 조합 등을 다양하게 변경하는 실험을 통하여, 각 경우마다의 방사 방향을 확인하여 저장하여 둠으로써, 다양한 방향으로 다양한 이득을 가지는 방사 패턴이 형성될 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다. 제어부(190)는 저장된 스위치 조합 상태에 따라 제어 신호를 제공하여, 각 스위치를 온/오프 제어함으로써, 빔 방사 방향을 스티어링할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어 져 서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나의 구성을 나타내는 모식도,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 모식도,
도 3은 방사체들 사이의 전계 형성 패턴을 설명하기 위한 모식도,
도 4는 본 안테나의 세부 구성을 설명하기 위한 모식도,
도 5a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나에서 외부 제어 신호 변화에 따라 조정되는 방사 패턴을 설명하기 위한 모식도, 그리고,
도 12 내지 도 15는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나의 구성을 나타내는 모식도이다.
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 제1 기판 120 : 제1 방사체
130 : 제2 방사체 140 : 조정부
150 : 제2 기판 160 : 그라운드 층
170 : 피드선 180 : 연결부

Claims (13)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 일 표면에 형성된 제1 방사체;
    상기 제1 기판의 타 표면에 형성된 제2 방사체;
    상기 제1 기판을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 방사체가 중첩되는 영역의 면적을 외부 제어 신호에 따라 변경하여, 방사 패턴을 조정하는 조정부;
    상기 제2 방사체가 형성된 방향으로 상기 제1 기판과 접하는 제2 기판;
    상기 제2 기판의 표면 중 상기 제1 기판과 접하는 면의 반대 표면에 형성된 그라운드층; 및,
    상기 제2 기판을 관통하여 상기 제2 방사체와 연결되는 피드선;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 방사체는, 상기 제1 기판의 양 표면에서 패치 형태로 형성되고,
    상기 조정부는,
    상기 제1 기판의 타 표면 상에서 상기 제2 방사체의 적어도 일 측면에 배열된 복수 개의 부 방사체;
    상기 복수 개의 부 방사체 중 적어도 하나와 상기 제2 방사체 사이, 및, 상기 복수 개의 부 방사체들 사이를 상기 외부 제어 신호에 따라 각각 연결 또는 차단하여, 상기 제2 방사체의 면적을 조정하는 복수 개의 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조정부는,
    상기 제1 기판의 일 표면 상에서 상기 제1 방사체의 적어도 일 측면에 배열된 복수 개의 부 방사체; 및
    상기 복수 개의 부 방사체들 사이 및 상기 복수 개의 부 방사체들 중 하나와 상기 제1 방사체 사이를 상기 외부 제어 신호에 따라 각각 연결 또는 차단하여, 상기 제1 방사체의 면적을 조정하는 복수 개의 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 방사체의 적어도 일 측면을 기준으로 순차적으로 배열되며, 각각이 바(bar) 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 방사체의 면적은 상기 제1 방사체의 면적보다 크며,
    상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 기판의 일 표면 상에서 상기 제2 방사체에 대응되는 영역 중 상기 제1 방사체가 형성되지 않은 영역에 배열된 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 스위치는 각각 PIN 다이오드인 것을 특징으로 하는 안테나.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제2 방사체의 적어도 일 측면을 기준으로 순차적으로 배열되며, 각각이 바 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사체의 면적은 상기 제2 방사체의 면적보다 크며,
    상기 복수 개의 부 방사체는, 상기 제1 기판의 타 표면 상에서 상기 제1 방사체 영역에 대응되는 영역 중 상기 제2 방사체가 형성되지 않은 영역에 배열된 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 스위치는 각각 PIN 다이오드인 것을 특징으로 하는 안테나.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드 층이 형성된 제2 기판의 일 표면 상에 마련되어, 동축 케이블과 연결 가능한 연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사체, 상기 제2 방사체 및 상기 조정부는 각각 복수 개인 것을 특징으로 하는 안테나.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 스위치 각각에 대하여 상기 외부 제어 신호를 제공하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
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