KR102551959B1

KR102551959B1 - Lens phased array antenna

Info

Publication number: KR102551959B1
Application number: KR1020210114489A
Authority: KR
Inventors: 최세환; 이재영
Original assignee: 한국전자기술연구원
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-07-06
Also published as: KR20230032085A

Abstract

렌즈 위상 배열 안테나가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 안테나는, 다수의 패치들이 배열된 배열 안테나와 배열 안테나의 전면에 정해진 거리 만큼 이격되어 있는 렌즈를 포함한다. 이에 의해, 위상 배열 안테나를 급전 안테나로 활용하되 전면에 렌즈를 배치하여 이득을 향상시켜 킴과 동시에 패치들에 대한 급전을 제어하여 빔포밍 모듈 없이 빔포밍이 가능하게 되어, 간단한 구조로 MIMO 안테나를 구현할 수 있게 된다.A lens phased array antenna is provided. An antenna according to an embodiment of the present invention includes an array antenna in which a plurality of patches are arranged and a lens spaced apart from a front surface of the array antenna by a predetermined distance. As a result, the phased array antenna is used as a power supply antenna, but a lens is placed on the front side to improve the gain, and at the same time, power supply to the patches is controlled to enable beamforming without a beamforming module, thereby enabling a MIMO antenna with a simple structure. be able to implement

Description

Lens phased array antenna}

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파를 효율적으로 방사하기 위한 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication technology, and more particularly, to an antenna for efficiently radiating electromagnetic waves.

렌즈 안테나는 이득이 낮은 안테나의 이득 향상을 위해 사용 중이며, 특히 밀리미터파 이상의 대역에서 AIP(Antenna In Package) 형태의 급전 안테나의 이득 향상용으로 많이 사용되고 있다.A lens antenna is used to improve the gain of an antenna having a low gain, and is particularly used to improve the gain of an antenna in package (AIP) type feeder antenna in a millimeter wave or higher band.

하지만, 밀리미터파 대역에서는 공기 중의 손실이 크기 때문에 배열 안테나 형태로 개발되고 있고, 빔포밍 기능이 필요한 경우, AIP 내에서 위상제어를 하지 못하고, 외부에 안테나 별로 위상천이기와 감쇄기 등으로 구성된 빔포밍 모듈로, FEM(Front-End Module)이나 TRM(Transmit-Receive Module)을 이용하여 빔포밍 기능을 구현하고 있다. 도 1에는 빔포밍 모듈이 적용된 시스템을 예시하였다.However, in the millimeter wave band, it is being developed in the form of an array antenna because of the large loss in the air, and when a beamforming function is required, phase control is not possible within the AIP, and a beamforming module composed of phase shifters and attenuators for each antenna is externally As a result, a beamforming function is implemented using a Front-End Module (FEM) or a Transmit-Receive Module (TRM). 1 illustrates a system to which a beamforming module is applied.

이와 같은 구조는 트랜시버와 빔포밍 모듈 간의 연결을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 구조가 복잡해지고, 발열 문제와 제작 단가 상승 등의 문제를 발생시키고 있다.Such a structure becomes complicated as shown in FIG. 2 for the connection between the transceiver and the beamforming module, and causes problems such as heat generation and an increase in manufacturing cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 빔포밍 모듈 없이도 빔포밍이 가능하도록 하기 위한 방안으로, 위상 배열 안테나를 급전 안테나로 활용하되 전면에 렌즈를 배치하여 구성한 안테나를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a phased array antenna as a power supply antenna as a method for enabling beamforming without a beamforming module, but by placing a lens on the front side It is to provide the configured antenna.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 안테나는, 다수의 패치들이 배열된 배열 안테나; 배열 안테나의 전면에 정해진 거리 만큼 이격되어 있는 렌즈;를 포함한다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, an antenna includes an array antenna in which a plurality of patches are arranged; It includes a lens spaced apart by a predetermined distance from the front of the array antenna.

그리고, 렌즈는 반구 형태일 수 있다. 렌즈의 면적은 배열 안테나의 면적 보다 4배 이상 넓을 수 있다. 반구의 곡률은 주파수 대역과 방사 패턴에 따라 변형 가능할 수 있다.And, the lens may have a hemispherical shape. The area of the lens may be 4 times or more larger than the area of the array antenna. The curvature of the hemisphere may be deformable according to a frequency band and a radiation pattern.

배열 안테나는 패치의 개수가 4개 이상일 수 있다. 배열 안테나는 패치들이 2×4 형태로 배열되어 있을 수 있다.The array antenna may have four or more patches. In the array antenna, patches may be arranged in a 2×4 shape.

또한, 배열 안테나의 패치들을 선택적으로 급전시켜 렌즈를 통해 방사되는 빔의 방사 패턴을 변화시킬 수 있다. 패치들의 선택적 급전은 배열 안테나의 패치들 중 어느 하나를 급전하거나 배열 안테나의 패치들 중 일부를 함께 급전시킬 수 있다.Also, a radiation pattern of a beam radiated through a lens may be changed by selectively feeding patches of an array antenna. Selective feeding of the patches may feed any one of the patches of the array antenna or feed some of the patches of the array antenna together.

패치들의 선택적 급전은, 배열 안테나의 패치들에 위상차를 주면서 급전할 수도 있다.For the selective power supply of the patches, power may be supplied while giving a phase difference to the patches of the array antenna.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 방법은, 배열 안테나에 배열된 다수의 패치들에 대한 급전을 제어하는 단계; 및 배열 안테나에서 방사되는 빔을 배열 안테나의 전면에 정해진 거리 만큼 이격되어 있는 렌즈를 통해 전파하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a communication method according to another embodiment of the present invention includes controlling power supply to a plurality of patches arranged in an array antenna; and propagating a beam emitted from the array antenna through a lens spaced apart from the front of the array antenna by a predetermined distance.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 시스템은, 안테나; 및 안테나를 통해 데이터를 송수신하는 통신 모듈;을 포함하고, 안테나는, 다수의 패치들이 배열된 배열 안테나; 및 배열 안테나의 전면에 정해진 거리 만큼 이격되어 있는 렌즈;를 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a communication system includes an antenna; and a communication module for transmitting and receiving data through an antenna, wherein the antenna comprises: an array antenna in which a plurality of patches are arranged; and a lens spaced apart from the front of the array antenna by a predetermined distance.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 방법은, 배열 안테나에 배열된 다수의 패치들에 대한 급전을 제어하는 단계; 송신할 데이터를 배열 안테나를 통해 방사하는 단계; 배열 안테나에서 방사되는 빔을 배열 안테나의 전면에 정해진 거리 만큼 이격되어 있는 렌즈를 통해 전파하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a communication method according to another embodiment of the present invention includes controlling power supply to a plurality of patches arranged in an array antenna; radiating data to be transmitted through an array antenna; and propagating a beam emitted from the array antenna through a lens spaced apart from the front of the array antenna by a predetermined distance.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 위상 배열 안테나를 급전 안테나로 활용하되, 전면에 렌즈를 배치하여 이득을 향상시킴과 동시에, 패치들에 대한 급전을 제어함으로써, 빔포밍 모듈 없이도 빔포밍이 가능하게 된다.As described above, according to the embodiments of the present invention, a phased array antenna is used as a feeding antenna, but a lens is disposed on the front side to improve the gain and at the same time, by controlling power feeding to patches, even without a beamforming module. Beamforming is possible.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 간단한 구조로 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 안테나를 구현할 수 있게 되며, Massive MIMO 에도 적용이 가능하다는 점에서, 높은 유용성을 보인다.In addition, according to the embodiments of the present invention, it is possible to implement a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) antenna with a simple structure, and shows high usefulness in that it can be applied to Massive MIMO.

도 1은 빔포밍 모듈 적용 시스템 예시,
도 2는 빔포밍 하드웨어 단면 구조,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나에 적용가능한 배열 안테나의 구조를 도시한 도면,
도 4 및 도 5는, 배열 안테나에서 동작시키는 패치의 개수에 따른 방사 패턴 및 이득 변화를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나의 구조를 도시한 도면,
도 7과 도 8은, 선택적 패치 급전을 통한 방사 패턴 변화를 나타낸 도면,
도 9 내지 도 11은 패치들의 위상차를 통한 방사 패턴 변화를 나타낸 도면, 그리고,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나를 적용한 통신 시스템을 도시한 도면이다.1 is an example of a beamforming module application system;
2 is a cross-sectional structure of beamforming hardware;
3 is a diagram showing the structure of an array antenna applicable to a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention;
4 and 5 are diagrams showing radiation patterns and gain changes according to the number of patches operated in an array antenna;
6 is a diagram showing the structure of a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention;
7 and 8 are views showing radiation pattern changes through selective patch feeding;
9 to 11 are diagrams showing a radiation pattern change through a phase difference of patches, and
12 is a diagram illustrating a communication system to which a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention is applied.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에서는 빔포밍 모듈 없이도 충분한 이득을 낼 수 있어 빔포밍을 가능하게 하는 전자파를 효율적으로 방사할 수 있는 렌즈 위상 배열 안테나를 제시한다.In an embodiment of the present invention, a lens phased array antenna capable of efficiently radiating electromagnetic waves enabling beamforming by generating sufficient gain without a beamforming module is proposed.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 위상 배열 안테나를 급전 안테나로 사용하되, 방사면 측에 렌즈를 위치시키고 위상 배열 안테나에 대한 급전을 제어하여, 빔포밍을 가능하게 하여 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)를 가능하게 한다.To this end, in an embodiment of the present invention, a phased array antenna is used as a feeding antenna, but a lens is positioned on the side of the radiation surface and power feeding to the phased array antenna is controlled to enable beamforming to achieve multiple-input multiplexing (MIMO) -Output) is enabled.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나에 적용가능한 배열 안테나를 도시한 도면이다. 도시된 배열 안테나는 8개의 패치들(1번 ~ 8번)이 2×4 형태로 배열되어 있다.3 is a diagram showing an array antenna applicable to a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention. In the illustrated array antenna, 8 patches (No. 1 to No. 8) are arranged in a 2×4 form.

배열 안테나에서 동작시키는 패치의 개수에 따른 방사 패턴 및 이득 변화를 도 4와 도 5에 나타내었다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 패치가 1개인 경우의 방사 패턴과 이득이고, 도 4의 (b)는 패치가 4개인 경우의 방사 패턴과 이득이며, 도 5의 (c)는 패치가 8개인 경우의 방사 패턴과 이득이다.Radiation patterns and gain changes according to the number of patches operated in the array antenna are shown in FIGS. 4 and 5 . Specifically, FIG. 4(a) is the radiation pattern and gain when the patch is 1, FIG. 4(b) is the radiation pattern and gain when the patch is 4, and FIG. 5(c) is the radiation pattern and gain when the patch is 4. Radiation pattern and gain in the case of 8.

도 4와 도 5에 나타난 바와 같이, 1개의 패치만 동작되는 경우 이득은 6 dBi이고, 4개의 패치들을 동작시키는 경우 이득은 11.7 dBi이며, 8개의 패치들을 모두 동작시키는 경우 이득은 14.8 dBi인 것을 확인할 수 있다.4 and 5, the gain is 6 dBi when only one patch is operated, the gain is 11.7 dBi when 4 patches are operated, and the gain is 14.8 dBi when all 8 patches are operated. You can check.

즉, 배열 안테나에서 동작하는 패치의 개수가 늘어 날수록 이득이 증가하는데, 4개 이상의 패치를 사용하고 후술할 렌즈를 사용하면 밀리미터파 대역에서 필요한 충분한 이득을 확보할 수 있다.That is, the gain increases as the number of patches operating in the array antenna increases. If four or more patches are used and a lens to be described later is used, sufficient gain required in the millimeter wave band can be secured.

따라서, 도 3에 제시된 2×4 배열 안테나 보다 작은 개수, 단 4개 이상의 패치들로 배열 안테나를 구현하여도 무방하다. 아울러, 도 3에 제시된 2×4 배열 안테나 보다 패치 개수를 많게 구현하는 것도 배제하지 않는다.Therefore, it is okay to implement an array antenna with only 4 or more patches, which is smaller than the 2×4 array antenna presented in FIG. 3 . In addition, implementing a larger number of patches than the 2×4 array antenna shown in FIG. 3 is not excluded.

또한, 패치들의 배열 방식 역시 변형이 가능하다. 즉, 도 3에 제시된 바와 다른 다양한 형태로 구현이 가능하다.In addition, the arrangement method of the patches may also be modified. That is, it can be implemented in various forms different from those shown in FIG. 3 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나는, 도시된 바와 같이, 렌즈(110)와 위상 배열 안테나(120)를 포함하여 구성된다.6 is a diagram showing the structure of a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention. As shown, a lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention includes a lens 110 and a phased array antenna 120.

위상 배열 안테나(120)는 도 3에 제시된 형태는 물론, 전술한 바와 같이 그 밖의 다른 형태로 구현하여도 무방하다.The phased array antenna 120 may be implemented in other forms as described above as well as the form shown in FIG. 3 .

렌즈(110)는 위상 배열 안테나(120)의 전면으로부터 정해진 거리 만큼 이격되어 있다. 렌즈(110)는 반구 형태로 구현할 수 있지만, 구체적인 형태, 이를 테면, 곡률에 대해서는 사용 주파수 대역과 원하는 방사 패턴에 따라 다양하게 정할 수 있다.The lens 110 is spaced apart from the front of the phased array antenna 120 by a predetermined distance. The lens 110 may be implemented in a hemispherical shape, but a specific shape, for example, curvature, may be variously determined according to a frequency band used and a desired radiation pattern.

도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나의 구조의 동작 원리를 보여주고 있다. 도시된 바와 같이, 렌즈(110)는 돋보기와 동일한 원리로 동작한다. 돋보기가 빛을 한 곳에 모을 수 있는 것과 마찬가지로, 렌즈(110)도 Plane wave 형태로 오는 전자파를 하나의 점(Phase center)에 모으며, 반대로 하나의 점에서 출사되는 전자파를 짧은 거리에서 Plane wave 형태로 바꿀 수 있다.6 shows the operating principle of the structure of the lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention. As shown, the lens 110 operates on the same principle as a magnifying glass. Just as a magnifying glass can collect light in one place, the lens 110 also collects electromagnetic waves coming in the form of plane waves at one point (Phase center), and conversely, the electromagnetic waves emitted from one point are collected in the form of plane waves at a short distance. You can change it.

렌즈(110)에 의해, 위상 배열 안테나(120)는 더 높은 이득을 갖는 안테나로 동작할 수 있다.Due to the lens 110, the phased array antenna 120 can operate as an antenna having a higher gain.

도 6에 제시된 렌즈 위상 배열 안테나에서 위상 배열 안테나(120)를 4개의 패치로 구성하고 위상 배열 안테나(120)에서 패치 하나씩만 선택적으로 급전하는 경우 렌즈 위상 배열 안테나의 방사 패턴 변화를 도 7과 도 8에 나타내었다.In the lens phased array antenna shown in FIG. 6, when the phased array antenna 120 is composed of four patches and only one patch is selectively supplied from the phased array antenna 120, the radiation pattern change of the lens phased array antenna is shown in FIG. 7 and FIG. 8.

구체적으로, 도 7의 (a)는 첫 번째 패치를 급전한 경우의 방사 패턴, 도 7의 (b)는 두 번째 패치를 급전한 경우의 방사 패턴, 도 8의 (c)는 세 번째 패치를 급전한 경우의 방사 패턴, 도 8의 (d)는 네 번째 패치를 급전한 경우의 방사 패턴이다.Specifically, (a) of FIG. 7 is a radiation pattern when power is supplied to the first patch, (b) is a radiation pattern when power is supplied to the second patch, and (c) of FIG. 8 is a radiation pattern when power is supplied to the third patch. A radiation pattern when power is supplied, FIG. 8(d) is a radiation pattern when power is supplied to the fourth patch.

도 7과 도 8에 도시된 바에 따르면, 위상 배열 안테나(120)에서 어느 패치를 급전하는지에 따라, 빔의 각도가 조금씩 달라지고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 이 경우 이득은 6 dBi[도 4의 (a)]에서 15.6 dBi 정도로 증가하였음을 확인할 수 있었다.As shown in FIGS. 7 and 8 , it can be seen that the angle of the beam varies little by little depending on which patch is fed from the phased array antenna 120 . In addition, in this case, it was confirmed that the gain increased from 6 dBi [FIG. 4(a)] to about 15.6 dBi.

이에 의해, 도 6에 제시된 렌즈 위상 배열 안테나는 이득도 높고 MIMO 구현을 위한 빔포밍이 가능하다. 빔포밍은 위상 배열 안테나(120)의 패치들에 위상차를 주는 경우에 더욱 효과적으로 수행될 수 있다.Accordingly, the lens phased array antenna presented in FIG. 6 has a high gain and can perform beamforming for MIMO implementation. Beamforming can be performed more effectively when a phase difference is applied to patches of the phased array antenna 120 .

도 6에 제시된 렌즈 위상 배열 안테나에서 위상 배열 안테나(120)를 4개의 패치로 구성하고, 위상 배열 안테나(120)의 패치들을 동일 위상으로 급전한 경우의 방사 패턴을 도 9의 (a)에 나타내었고, 패치들의 위상차가 90°가 되도록 급전한 경우의 방사 패턴을 도 9의 (b)에 나타내었다.In the lens phased array antenna shown in FIG. 6, the radiation pattern when the phased array antenna 120 is composed of four patches and the patches of the phased array antenna 120 are fed in the same phase is shown in (a) of FIG. , and the radiation pattern when the phase difference of the patches is 90° is shown in FIG. 9(b).

도 9의 (a)에 도시된 바에 따르면, 패치들을 동일 위상으로 급전한 경우 전면으로 안정된 빔 패턴을 보여주고 있고 이득은 17.6 dBi로 향상되었으며, 도 9의 (b)에 도시된 바에 따르면, 패치들의 위상차가 90°가 되도록 급전한 경우 빔이 약 14도 정도 틀어졌음을 보여주고 있다.As shown in (a) of FIG. 9, when the patches are fed in the same phase, a stable beam pattern is shown in the front and the gain is improved to 17.6 dBi, and as shown in (b) of FIG. 9, the patch It shows that the beam is distorted by about 14 degrees when it is fed so that the phase difference between them is 90 degrees.

한편, 도 6에 제시된 렌즈 위상 배열 안테나에서 위상 배열 안테나(120)를 도 3에 도시된 바와 같이, 8(=2×4)개의 패치로 구성하고, 위상 배열 안테나(120)의 패치들을 동일 위상으로 급전한 경우의 방사 패턴을 도 10의 (a)에 나타내었고, 같은 행에 있는 패치들은 동일 위상으로 다른 행에 있는 패치들 간에는 위상차가 90°가 되도록 급전한 경우의 방사 패턴을 도 10의 (b)에 나타내었으며, 같은 행에 있는 패치들은 동일 위상으로 다른 행에 있는 패치들 간에는 위상차가 135°가 되도록 급전한 경우의 방사 패턴을 도 11의 (c)에 나타내었다.Meanwhile, in the lens phased array antenna shown in FIG. 6, the phased array antenna 120 is composed of 8 (= 2×4) patches as shown in FIG. 3, and the patches of the phased array antenna 120 are in the same phase. 10 (a) shows the radiation pattern when power is supplied, and the radiation pattern when power is supplied so that the patches in the same row are in the same phase and the phase difference between the patches in different rows is 90° is shown in FIG. It is shown in (b), and the radiation pattern when the patches in the same row are fed so that the phase difference between the patches in different rows is 135° with the same phase is shown in (c) of FIG. 11.

이를 통해, 2×4 위상 배열 안테나(120)에 대해서도, 빔포밍이 가능함을 확인할 수 있으며, 이득도 도 10의 (a)는 20 dBi, 도 10의 (b)는 19.3 dBi, 도 11의 (c)는 21 dB로 양호하였음을 확인할 수 있었다.Through this, it can be confirmed that beamforming is possible for the 2×4 phased array antenna 120, and the gain is 20 dBi in FIG. 10 (a), 19.3 dBi in FIG. 10 (b), and ( c) was found to be good at 21 dB.

본 발명의 실시예에 따른 렌즈 위상 배열 안테나는 60GHz 이상의 밀리미터파와 6G의 후보 대역인 120GHz 이상의 서브테라헤르츠 대역에서는 AIP(Antenna In Package) 형태로 구현 가능하며, 이득 향상 뿐 아니라 빔포밍이 가능하여 MIMO 안테나로도 활용이 가능하다.The lens phased array antenna according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of AIP (Antenna In Package) in a millimeter wave of 60 GHz or higher and a sub-terahertz band of 120 GHz or higher, which is a candidate band for 6G, and can perform beamforming as well as gain improvement, thereby enabling MIMO It can also be used as an antenna.

렌즈(110)를 이용하는 경우는 이용하지 않을 경우에 비해 빔포밍 각도가 좁게 형성된다. 이를 보완하기 위해, 도 12에 도시된 바와 같이, 렌즈(110)는 크고 위상 배열 안테나(120)의 크기는 작게 구현하는 것이 좋다.When the lens 110 is used, the beamforming angle is narrower than when the lens 110 is not used. To compensate for this, as shown in FIG. 12 , it is preferable to implement a large lens 110 and a small size of the phased array antenna 120 .

구체적으로, 렌즈(110)의 면적은 위상 배열 안테나(120)의 면적 보다 4배 이상 넓게 구현하는 것이 좋다. 도 12의 우측에 AIP 형태로 구현한 위상 배열 안테나(120)와 렌즈 위상 배열 안테나를 통해 데이터를 송수신하는 RF 통신 모듈(130)을 확대하여 도시하였다.Specifically, the area of the lens 110 may be 4 times or more wider than the area of the phased array antenna 120 . On the right side of FIG. 12, the RF communication module 130 for transmitting and receiving data through the phased array antenna 120 implemented in AIP form and the lens phased array antenna is shown enlarged.

지금까지, 렌즈 위상 배열 안테나에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.So far, a preferred embodiment of the lens phased array antenna has been described in detail.

본 발명의 실시예에서는 위상 배열 안테나를 급전 안테나로 활용하되, 전면에 렌즈를 배치하여 이득을 향상시킴과 동시에 패치들에 대한 급전을 제어함으로써, 빔포밍 모듈 없이도 빔포밍이 가능하도록 하여 MIMO 안테나로 기능할 수 있게 하였다.In the embodiment of the present invention, a phased array antenna is used as a feeding antenna, but a lens is placed on the front side to improve the gain and at the same time control power feeding to patches, thereby enabling beamforming without a beamforming module, thereby enabling a MIMO antenna. enabled it to function.

본 발명의 실시예에서는 렌즈 위상 배열 안테나는 Massive MIMO에도 적용가능하다.In an embodiment of the present invention, the lens phased array antenna is also applicable to Massive MIMO.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

110 : 렌즈
120 : 위상 배열 안테나
130 : RF 통신 모듈110: lens
120: phased array antenna
130: RF communication module

Claims

an array antenna in which a plurality of patches are arrayed;
A lens spaced apart by a predetermined distance from the front of the array antenna; includes,
By selectively feeding the patches of the array antenna, the radiation pattern of the beam emitted through the lens is changed,
Selective feeding of patches,
feeding some of the patches of the array antenna together;
When feeding part together, power is supplied while giving a phase difference to the patches of the array antenna,
the lens,
It is hemispherical in shape,
The curvature of the hemisphere is,
An antenna characterized in that it is determined according to a frequency band and a radiation pattern.

delete

The method of claim 1,
The area of the lens is
An antenna characterized in that it is four times or more wider than the area of the array antenna.

delete

The method of claim 1,
array antenna,
An antenna characterized in that the number of patches is 4 or more.

The method of claim 5,
array antenna,
An antenna characterized in that the patches are arranged in a 2 × 4 form.

delete

Controlling power supply to a plurality of patches arranged in an array antenna; and
Propagating a beam emitted from the array antenna through a lens spaced apart from the front of the array antenna by a predetermined distance;
In the power supply control step,
By selectively feeding the patches of the array antenna, the radiation pattern of the beam emitted through the lens is changed,
Selective feeding of patches,
Feeding together some of the patches of the array antenna,
When feeding part together, power is supplied while giving a phase difference to the patches of the array antenna,
the lens,
It is hemispherical in shape,
The curvature of the hemisphere is,
A communication method characterized in that it is determined according to a frequency band and a radiation pattern.

antenna; and
A communication module for transmitting and receiving data through an antenna; includes,
the antenna,
an array antenna in which a plurality of patches are arrayed; and
A lens spaced apart by a predetermined distance from the front of the array antenna; includes,
By selectively feeding the patches of the array antenna, the radiation pattern of the beam emitted through the lens is changed,
Selective feeding of patches,
Feeding together some of the patches of the array antenna,
When feeding part together, power is supplied while giving a phase difference to the patches of the array antenna,
the lens,
It is hemispherical in shape,
The curvature of the hemisphere is,
A communication system characterized in that it is determined according to a frequency band and a radiation pattern.

Controlling power supply to a plurality of patches arranged in an array antenna;
radiating data to be transmitted through an array antenna;
Propagating a beam emitted from the array antenna through a lens spaced apart from the front of the array antenna by a predetermined distance;
In the power supply control step,
By selectively feeding the patches of the array antenna, the radiation pattern of the beam emitted through the lens is changed,
Selective feeding of patches,
Feeding together some of the patches of the array antenna,
When feeding part together, power is supplied while giving a phase difference to the patches of the array antenna,
the lens,
It is hemispherical in shape,
The curvature of the hemisphere is,
A communication method characterized in that it is determined according to a frequency band and a radiation pattern.