KR101664401B1 - 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나 - Google Patents

전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나 Download PDF

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한상민
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순천향대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 평면형 방사 빔 제어 안테나로서, 배열 안테나 시스템을 평면형으로 구성하고 전기적 스위칭 회로를 이용하여 빔을 능동적으로 조절하는 평면형 방사 빔 제어 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 X축 방향 및 Y축 방향의 평면과, Z축 방향의 깊이를 가지는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 신호 공급 비아홀; 상기 X축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수평 다이폴 안테나와, 상기 Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수직 다이폴 안테나가 직각으로 이격 교차된 십자 형태로서, 상기 베이스 기판의 상면에 배치된 능동형 안테나; 상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 수평 다이폴 안테나와 수직 다이폴 안테나 중에서 어느 하나의 다이폴 안테나에 신호를 제공하는 스위칭을 수행하는 스위칭 소자; 상기 능동형 안테나와 스위칭 소자를 상기 신호 공급 비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 능동안테나의 신호 공급선; 및 상기 베이스 기판의 상면에서 상기 능동형 안테나와 이격되어 복수개로 배치되어, 능동형 안테나의 커플링 신호를 방사하는 수동형 기생 안테나;를 포함할 수 있다.

Description

전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나{Planar antenna for steering radiation beams}
본 발명은 평면형 방사 빔 제어 안테나로서, 배열 안테나 시스템을 평면형으로 구성하고 전기적 스위칭 회로를 이용하여 빔을 능동적으로 조절하는 평면형 방사 빔 제어 안테나에 관한 것이다.
배열 안테나는 빔의 지향성을 높이기 위하여 다수의 단위 안테나를 일정한 방향으로 배열하는 안테나 구조이다.
이러한 배열안테나는 안테나의 지향성과 데이터 전송 속도를 높일 수 있는 것뿐만 아니라, 단일 안테나로 얻기 어려운 다양한 특성들을 얻을 수 있는 기술이다. 최근 주목받고 있는 배열안테나 기술은 단일 RF 체인을 사용하기 때문에 구조가 간단하고 부피가 작으며 안테나 제작 비용과 RF 회로 전력 소모를 줄일 수 있는 ESPAR(Electrically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나가 폭 넓게 연구되고 있다.
ESPAR 안테나는 중앙에 active element 부분에 단일 RF 체인을 이용하여 신호를 입력하고 그 주위에 parasitic elements의 리액턴스를 가변시켜 안테나의 빔을 원하는 방향을 조절하게 된다.
그런데 기존의 ESPAR 안테나는 active element와 parasitic element를 구성하는 데 3차원적인 구조를 가지게 되어 공간적 제약이 따르는 단점이 있다. 따라서 기존의 ESPAR 안테나는 안테나 설계 과정에서 3차원적인 구조로 부가적인 바이어스 회로를 구성해야 하므로 안테나와 회로의 집적에 있어 설계가 어려운 점이 있다. 따라서 휴대 기기에 적용하기에는 공간적 제약을 가지는 단점을 가진다.
또한, 기존 배열 안테나와 같이 안테나의 지향성을 향상시키는 것이 용이하지 않은 문제점을 가지고 있다.
한국등록특허 10-2015-0062734
본 발명의 기술적 과제는 공간적 제약을 가지고 있는 ESPAR(Electrically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 평면형 구조로 설계를 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 전기적 스위칭 회로를 이용하여 빔을 능동적으로 조절하는 평면형 방사 빔 제어 안테나를 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 안테나의 지향성을 향상시키는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 X축 방향 및 Y축 방향의 평면과, Z축 방향의 깊이를 가지는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 신호 공급 비아홀; 상기 X축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수평 다이폴 안테나와, 상기 Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수직 다이폴 안테나가 직각으로 이격 교차된 십자 형태로서, 상기 베이스 기판의 상면에 배치된 능동형 안테나; 상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 수평 다이폴 안테나와 수직 다이폴 안테나 중에서 어느 하나의 다이폴 안테나에 신호를 제공하는 스위칭을 수행하는 스위칭 소자; 상기 능동형 안테나와 스위칭 소자를 상기 신호 공급 비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 신호 공급선; 및 상기 베이스 기판의 상면에서 상기 능동형 안테나와 이격되어 복수개로 배치되어, 능동형 안테나의 커플링 신호를 방사하는 수동형 기생 안테나;를 포함할 수 있다.
상기 수평 다이폴 안테나는, 상기 X축 방향으로 배치되어 제1신호가 입력되는 수평 제1단위 안테나; 및 상기 X축 방향으로 상기 수평 제1단위 안테나와 이격 배치되어 제2신호가 입력되는 수평 제2단위 안테나;를 포함하며, 상기 수직 다이폴 안테나는, 상기 Y축 방향으로 배치되어 제1신호가 입력되는 수직 제1단위 안테나; 및 상기 Y축 방향으로 상기 수직 제1단위 안테나와 이격 배치되어 제2신호가 입력되는 수직 제2단위 안테나;를 포함하며, 상기 수평 제1단위 안테나와 수평 제2단위 안테나의 이격된 지점에서, 직각된 방향의 일측에 상기 수직 제1단위 안테나가 배치되며, 직각된 방향의 타측에 상기 수직 제2단위 안테나가 배치되는 전기적 스위칭 회로를 이용할 수 있다.
상기 수동형 기생 안테나는, 상기 수평 다이폴 안테나와 평행하게 이격되어 상기 베이스 기판의 상면에 X축 방향으로 배치된 복수의 수평 수동형 기생 안테나; 및 상기 수직 다이폴 안테나와 평행하게 이격되어 상기 베이스 기판의 상면에 Y축 방향으로 배치된 복수의 수직 수동형 기생 안테나;를 포함할 수 있다.
각 수평 수동형 기생 안테나에는 커패시턴스가 가변되는 제1가변 커패시터가 마련되어 있음을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제1비아홀; 상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 제1가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시키는 제1커패시턴스 조절 소자; 및 상기 제1가변 커패시터와 제1커패시턴스 조절 소자를 상기 제1비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제1신호 공급선;을 포함할 수 있다.
각 수직 수동형 기생 안테나에는 커패시턴스가 가변되는 제2가변 커패시터가 마련되어 있음을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제2비아홀; 상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 제2가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시키는 제2커패시턴스 조절 소자; 및 상기 제2가변 커패시터와 제2커패시턴스 조절 소자를 상기 제2비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제2신호 공급선;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 배열 안테나 시스템을 평면형으로 구성하고 전기적 스위칭 회로를 이용하여 빔을 능동적으로 조절함으로써, 안테나의 지향성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나의 능동 안테나를 상부에서 바라본 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 소자가 베이스 기판의 하면에 직접 형성된 모습의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 소자가 베이스 기판의 하면에 접하는 스위칭 기판에 형성된 모습의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 능동형 안테나의 스위칭에 따른 수평 다이폴 안테나의 동작 모습을 도시한 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 능동형 안테나의 스위칭에 따른 수직 다이폴 안테나의 동작 모습을 도시한 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서의 수동형 기생 안테나를 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 신호에 의한 수평 다이폴 안테나 및 수평 수동형 기생 안테나의 동작 모습을 도시한 그림.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 신호에 의한 수직 다이폴 안테나 및 수직 수동형 기생 안테나의 동작 모습을 도시한 그림.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 수평 수동형 기생안테나의 제1커패시턴스 조절 소자가 표시된 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 수평 수동형 기생안테나의 제2커패시턴스 조절 소자가 표시된 단면도.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해서 보다 명확해질 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나를 상부에서 바라본 평면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 소자가 베이스 기판의 하면에 직접 형성된 모습의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 소자가 베이스 기판의 하면에 접하는 스위칭 기판에 형성된 모습의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 능동형 안테나의 스위칭에 따른 수평 다이폴 안테나의 동작 모습을 도시한 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 능동형 안테나의 스위칭에 따른 수직 다이폴 안테나의 동작 모습을 도시한 그림이다.
본 발명은, 공간적 제약을 가지고 있는 ESPAR(Electrically Steerable Parasitic Array Radiator) 안테나를 평면형 구조로 설계함으로써, Yagi-Uda 배열 안테나 방식을 이용하여 안테나의 지향성을 향상시킨다.
본 발명은 중앙에 위치하는 십자 형태의 능동형 안테나(100)와, 기생 소자 안테나(parasitic elements)를 전기적 스위칭 회로를 이용함으로써 원하는 방향으로 안테나를 동작하도록 하여 능동적으로 안테나의 빔의 방향을 조절할 수 있다.
이를 위하여 본 발명의 실시예는, 베이스 기판(10), 능동 안테나의 능동안테나의 신호 공급선(300), 신호 공급 비아홀(b0), 능동형 안테나(100), 및 스위칭 소자(200)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(10)(base substrate)은, X축 방향 및 Y축 방향의 평면과, Z축 방향의 깊이를 가지는 기판이다. 베이스 기판(10)은 유전체 기판 등 그 종류에 제한이 없을 것이다. 베이스 기판(10)은, X축 방향 및 Y축 방향으로 된 수평 평면을 가지는데, 이하 설명에서는 X축 방향을 수평 방향, Y축 방향을 수직 방향이라 할 것이다.
신호 공급 비아홀(b0)(signal supply bia hole)은 베이스 기판(10)의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 비아홀이다.
능동형 안테나(100)(active element)는 두 개의 다이폴 안테나가 직각되게 베이스 기판(10)의 상면에 배치된 안테나이다. 즉, X축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수평 다이폴 안테나(110)와, Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수직 다이폴 안테나(120)가 직각으로 이격 교차된 십자 형태로서, 베이스 기판(10)의 상면에 배치되어 있다.
참고로, 다이폴 안테나는 급전선의 끝에서 양쪽으로 두 개의 단위 안테나를 연결하여 전파를 송수신하는 안테나이다. 이때 안테나의 연결방향이 지표면에 대하여 수직이면 수직 다이폴 안테나(120)가 되고, 전파의 전기장의 방향이 수직인 수직 편파가 발생된다. 이에 반해 안테나의 연결방향이 지표면에 대하여 수평이면 수평 다이폴 안테나(110)가 되고, 전파의 전기장의 방향이 수평인 수평 편파가 발생된다.
본 발명의 실시예는 수평 다이폴 안테나(110)와 수직 다이폴 안테나(120)를 교차로 배열하여, 스위칭에 의하여 수평 편파 또는 수직 편파를 발생시킨다.
따라서 본 발명의 능동형 안테나(100)의 구성부인 수평 다이폴 안테나(110)는, X축 방향으로 배치되어 제1신호(예컨대, '+'전극신호)가 입력되는 수평 제1단위 안테나(110a)와, X축 방향으로 수평 제1단위 안테나(110a)와 이격 배치되어 제2신호(예컨대, '-'전극신호)가 입력되는 수평 제2단위 안테나(110b)를 포함한다.
마찬가지로 본 발명의 능동형 안테나(100)의 구성부인 수직 다이폴 안테나(120)는, Y축 방향으로 배치되어 제1신호(예컨대, '+'전극신호)가 입력되는 수직 제1단위 안테나(120a)와, Y축 방향으로 상기 수직 제1단위 안테나(120a)와 이격 배치되어 제2신호(예컨대, '-'전극신호)가 입력되는 수직 제2단위 안테나(120b)를 포함한다.
그리고, 수평 제1단위 안테나(110a)와 수평 제2단위 안테나(110b)의 이격된 지점에서, 직각된 방향의 일측에 수직 제1단위 안테나(120a)가 배치되도록 하며, 직각된 방향의 타측에 수직 제2단위 안테나(120b)가 배치되도록 한다.
따라서 스위칭을 통하여 수평 제1단위 안테나(110a)와 수평 제2단위 안테나(110b)로 된 수평 다이폴 안테나(110)에 신호를 제공하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이 수평 다이폴 안테나(110)를 통해 수평 편파가 방사된다. 이때 수직 제1단위 안테나(120a)와 수직 제2단위 안테나(120b)로 된 수직 다이폴 안테나(120)에는 어떠한 신호도 공급되지 않는다.
마찬가지로 스위칭을 통하여 수직 제1단위 안테나(120a)와 수직 제2단위 안테나(120b)로 된 수직 다이폴 안테나(120)에 신호를 제공하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이 수직 다이폴 안테나(120)를 통해 수직 편파가 방사된다. 이때 수평 제1단위 안테나(110a)와 수평 제2단위 안테나(110b)로 된 수평 다이폴 안테나(110)에는 어떠한 신호도 공급되지 않는다.
이러한 수평 편파 또는 수직 편파의 방사를 위한 스위칭은 별도의 스위칭 소자(200)(switching element)를 통하여 이루어진다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 스위칭 소자(200)(switching element)는, 베이스 기판(10)의 하면에 배치되어, 수평 다이폴 안테나(110)와 수직 다이폴 안테나(120) 중에서 어느 하나의 다이폴 안테나에 신호를 제공하는 스위칭을 수행한다.
능동안테나의 신호 공급선(300)(signal supply line)은, 능동형 안테나(100)와 스위칭 소자(200)를 신호 공급 비아홀(b0)을 통해 전기적으로 연결한다. 따라서 스위칭 소자(200)에서의 스위칭에 의하여 신호 공급 비아홀(b0)에 마련된 능동안테나의 신호 공급선(300)을 통해 수평 다이폴 안테나(110) 또는 수직 다이폴 안테나(120)로 신호가 제공된다.
한편, 스위칭 소자(200)는 도 2에 도시한 바와 같이 베이스 기판(10)의 하면에 직접 접하여 위치할 수 있다. 이밖에 다른 실시예로서 도 3에 도시한 바와 같이 베이스 기판(10)의 하면에 별도의 스위칭 기판(20)을 두어서, 스위칭 기판(20)의 하면에 스위칭 소자(200)를 구비할 수 있다. 이때 스위칭 기판(20)에도 마찬가지로 신호 공급 비아홀(b0)이 마련되어 스위칭 기판(20)에 마련된 스위칭 소자(200)에서의 신호가 베이스 기판(10)의 상면에 마련된 능동형 안테나(100)에 전달될 수 있도록 한다.
결국, 본 발명은 베이스 기판(10)의 중앙에 위치하는 능동형 안테나(100)(active element)를 능동형 안테나(100)를 직각으로 겹쳐서 열십자 형태로 설계하는 과정을 가지며, 능동형 안테나(100)(active element)를 전기적 스위칭 회로를 이용하여 원하는 안테나가 동작하도록 선택하는 과정을 가질 수 있다.
한편, 스위칭을 통하여 수평 다이폴 안테나(110) 또는 수직 다이폴 안테나(120) 중 어느 하나의 안테나를 통하여 신호를 방사할 경우, 신호의 지향성을 향상시키기 위하여 본 발명의 실시예는 별도의 수동형 기생 안테나(111,112)를 추가로 구비할 수 있다. 이하, 도 6 내지 도 10과 함께 상술한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서의 수동형 기생 안테나를 도시한 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 신호에 의한 수평 다이폴 안테나 및 수평 수동형 기생 안테나의 동작 모습을 도시한 그림이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수동형 기생 안테나가 구비된 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 스위칭 신호에 의한 수직 다이폴 안테나 및 수직 수동형 기생 안테나의 동작 모습을 도시한 그림이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 제1커패시턴스 조절 소자가 표시된 단면도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 평면형 방사 빔 제어 안테나에서 제2커패시턴스 조절 소자가 표시된 단면도이다.
수동형 기생 안테나(111,112)는, 베이스 기판(10)의 상면에서 능동형 안테나(100)와 이격되어 복수개로 배치되어, 능동형 안테나(100)에서 방사되는 신호에 커플링되는 커플링 신호를 방사하는 기생 안테나(parasitic elements)이다.
수동형 기생 안테나(111,112)의 배열은 다양하게 배열될 수 있지만, 방사되는 신호의 지향성을 향상시키기 위하여 본 발명의 수동형 기생 안테나(111,112)는, 수평 다이폴 안테나(110)와 평행하게 이격되어 베이스 기판(10)의 상면에 X축 방향으로 배치된 복수의 수평 수동형 기생 안테나(111)와, 수직 다이폴 안테나(120)와 평행하게 이격되어 베이스 기판(10)의 상면에 Y축 방향으로 배치된 복수의 수직 수동형 기생 안테나(112)를 포함할 수 있다.
동작 예를 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이 스위칭에 의하여 수평 다이폴 안테나(110)에 수평 편파가 발생되면 커플링에 의하여 수평 수동형 기생 안테나(111)에서 기생 신호가 방사되며, 마찬가지로, 도 8에 도시한 바와 같이 스위칭에 의하여 수직 다이폴 안테나(120)에 수직 편파가 발생되면 커플링에 의하여 수직 수동형 기생 안테나(112)에서 기생 편파 신호가 방사된다.
스위칭에 의하여 수평 다이폴 안테나(110)가 동작을 하게 될 때 동작을 하는 수평 수동형 기생 안테나(111)의 빔의 방향 쪽의 가장 바깥에 위치하는 수동형 기생 안테나는 director로서 동작을 하게 되고 그 반대의 편 쪽에 가장 바깥에 있는 수동형 기생 안테나는 reflector로 동작을 하게 되어 지향성이 향상되게 된다. 마찬가지로, 스위칭에 의하여 수직 다이폴 안테나(120)가 동작을 하게 될 때 동작을 하는 수직 수동형 기생 안테나(112)의 빔의 방향 쪽의 가장 바깥에 위치하는 수동형 기생 안테나는 director로서 동작을 하게 되고 그 반대의 편 쪽에 가장 바깥에 있는 수동형 기생 안테나는 reflector로 동작을 하게 되어 지향성이 향상되게 된다.
한편, 수평 수동형 기생 안테나(111)와 수직 수동형 기생 안테나(112)는 각각 안테나의 리액턴스를 조절할 수 있도록 가변 커패시터가 마련되어, 커패시턴스의 조절을 통하여 결국 안테나의 리액턴스를 조절할 수 있다.
상술하면, 각 수평 수동형 기생 안테나(111)에는 커패시턴스가 가변되는 제1가변 커패시터(C1)가 마련된다. 제1가변 커패시터(C1)의 커패시턴스의 조절을 위하여 도 9에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(10)의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제1비아홀(b1)과, 베이스 기판(10)의 하면에 배치되어, 제1가변 커패시터(C1)의 커패시턴스를 가변시키는 제1커패시턴스 조절 소자(210)와, 제1가변 커패시터(C1)와 제1커패시턴스 조절 소자(210)를 제1비아홀(b1)을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제1신호 공급선(310)이 마련될 수 있다.
또한 각 수직 수동형 기생 안테나(112)에는 커패시턴스가 가변되는 제2가변 커패시터(C2)가 마련된다. 제1가변 커패시터(C1)의 커패시턴스의 조절을 위하여 도 10에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(10)의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제2비아홀(b2)과, 베이스 기판(10)의 하면에 배치되어, 제2가변 커패시터(C2)의 커패시턴스를 가변시키는 제2커패시턴스 조절 소자(220)와, 제2가변 커패시터(C2)와 제2커패시턴스 조절 소자(220)를 제2비아홀(b2)을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제2신호 공급선(320)이 마련될 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.
10:베이스 기판
100:능동형 안테나
110:수평 다이폴 안테나
111:수평 수동형 기생 안테나
112:수직 수동형 기생 안테나
120:수직 다이폴 안테나
300:능동안테나의 신호 공급선
310:기생안테나의 제1신호 공급선
320:기생안테나의 제2신호 공급선

Claims (7)

  1. X축 방향 및 Y축 방향의 평면과, Z축 방향의 깊이를 가지는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 신호 공급 비아홀;
    상기 X축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수평 다이폴 안테나와, 상기 Y축 방향으로 이격되어 배치된 두 개의 단위 안테나로 된 수직 다이폴 안테나가 직각으로 이격 교차된 십자 형태로서, 상기 베이스 기판의 상면에 배치된 능동형 안테나;
    상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 수평 다이폴 안테나와 수직 다이폴 안테나 중에서 어느 하나의 다이폴 안테나에 신호를 제공하는 스위칭을 수행하는 스위칭 소자;
    상기 능동형 안테나와 스위칭 소자를 상기 신호 공급 비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 능동안테나의 신호 공급선; 및
    상기 베이스 기판의 상면에서 상기 능동형 안테나와 이격되어 복수개로 배치되어, 능동형 안테나의 커플링 신호를 방사하는 수동형 기생 안테나;
    를 포함하고,
    상기 수평 다이폴 안테나는, 상기 X축 방향으로 배치되어 제1신호가 입력되는 수평 제1단위 안테나; 및 상기 X축 방향으로 상기 수평 제1단위 안테나와 이격 배치되어 제2신호가 입력되는 수평 제2단위 안테나;를 포함하며,
    상기 수직 다이폴 안테나는, 상기 Y축 방향으로 배치되어 제1신호가 입력되는 수직 제1단위 안테나; 및 상기 Y축 방향으로 상기 수직 제1단위 안테나와 이격 배치되어 제2신호가 입력되는 수직 제2단위 안테나;를 포함하며,
    상기 수평 제1단위 안테나와 수평 제2단위 안테나의 이격된 지점에서, 직각된 방향의 일측에 상기 수직 제1단위 안테나가 배치되며, 직각된 방향의 타측에 상기 수직 제2단위 안테나가 배치되고,
    상기 수동형 기생 안테나는,
    상기 수평 다이폴 안테나와 평행하게 이격되어 상기 베이스 기판의 상면에 X축 방향으로 배치된 복수의 수평 수동형 기생 안테나; 및
    상기 수직 다이폴 안테나와 평행하게 이격되어 상기 베이스 기판의 상면에 Y축 방향으로 배치된 복수의 수직 수동형 기생 안테나;
    를 포함하는 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    각 수평 수동형 기생 안테나에는 커패시턴스가 가변되는 제1가변 커패시터가 마련되어 있음을 특징으로 하는 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제1비아홀;
    상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 제1가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시키는 제1커패시턴스 조절 소자; 및
    상기 제1가변 커패시터와 제1커패시턴스 조절 소자를 상기 제1비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제1신호 공급선;
    을 포함하는 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나.
  6. 청구항 1에 있어서,
    각 수직 수동형 기생 안테나에는 커패시턴스가 가변되는 제2가변 커패시터가 마련되어 있음을 특징으로 하는 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 베이스 기판의 Z축 방향의 깊이를 관통하여 형성된 제2비아홀;
    상기 베이스 기판의 하면에 배치되어, 상기 제2가변 커패시터의 커패시턴스를 가변시키는 제2커패시턴스 조절 소자; 및
    상기 제2가변 커패시터와 제2커패시턴스 조절 소자를 상기 제2비아홀을 통해 전기적으로 연결하는 기생안테나의 제2신호 공급선;
    을 포함하는 전기적 스위칭 회로를 이용하는 평면형 방사 빔 제어 안테나.
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