KR102590419B1 - 액정 기반의 위상 배열 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나는 하부 플레이트와; 상기 하부 플레이트 상부에 적층 시킨 제1 PCB; 상기 제1 PCB의 상부 금속층의 상부면에 적층한 액정부와; 상기 액정부의 상부에 적층 시킨 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB와; 상기 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB 상부에 적층된 피딩부 및 커플링을 가지는 제3 PCB와; 상기 피딩부 및 커플링을 가지는 제3 PCB의 상부면에 적층된 에어 갭을 가지는 에어 패널부와; 상기 에어 패널부의 상부면에 적층시킨 패치부를 가지는 제4 PCB와; 상기 제4 PCB 상부에 설치된 레이돔;을 포함하여 모듈화된 적층 액정 타입의 위성통신 안테나(100)를 구성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 액정 기반의 위상 배열 안테나에 관한 것이다. 상세하게는 LCD 공정을 액정이 포함된 적층된 PCB 기판에 적용하여 액정의 이방성(anisotropy) 특성을 이용하게 함으로써 안테나 빔의 방향을 제어하도록 하는 액정 기반의 모듈화된 위성 통신용 위상 배열 안테나에 관한 것이다.
기존의 위성 통신용 안테나는 등록특허 제10-1957965호 등과 같이 주로 수평유지 장치인 짐벌(gimbal) 구조의 접시형 안테나가 사용되어 왔다.
이러한 접시형 안테나는 주로 차량에 탑재한 이동형, 일정장소에 고정 설치한 육상용, 선박 등에 탑재하거나 해변 등에 설치한 해상용 등의 방송용 위성 안테나(TVRO) 및 통신용 위성 안테나(VSAT) 용으로 사용되어 오고 있고, 위성과 통신하기 위하여 안테나가 회전하면서 빔의 방향을 추적하는 방법을 채택하고 있다.
그러나, 상기 선행기술 등과 같은 접시형 안테나에 있어 차량에 장착할 시에는 위성 신호를 수신하기 위하여 안테나를 회전시키는 회전기, 안테나 지지대 및 안테나 마스터 등을 구비하여 안테나를 지지하거나 고정하는 기구물 등을 필요로 하기때문에 설치공간 확보가 필요하게 되고, 위성의 빔을 추적하기 위하여 안테나를 회전시켜야 하므로 수평유지 장치인 짐벌이 필수적으로 구비되어야 하므로 안테나 시스템의 크기가 커지는 문제점이 지적되고, 이로 인하여 안테나의 부피와 무게로 인하여 설치의 제약을 받게 되며, 회전을 하면서 위성 신호를 수신하게 되므로 짐벌의 기계적 구동으로 인한 장비의 고장 빈도가 높아 유지보수 비용이 과다하여 경제적인 손실이 클 뿐 아니라 고가라는 문제점이 지적된다.
본 발명자들은 상기 제반 문제점을 해소하기 위하여 새로운 타입의 액정 기반의 모듈화된 위성 통신용 위상 배열 안테나를 제공하고자 한다.
본 발명은 LCD 공정을 통해 PCB 기판에 적용한 액정의 유전율을 변경시켜 빔의 방향을 기계적 구동 없이 좌, 우 방향으로 제어하도록 함으로써 안테나 크기 및 빔의 방향을 개선할 수 있도록 하는 액정 기반의 모듈화된 위상 배열 안테나를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나는 하부 플레이트(110)와; 상기 하부 플레이트(110) 상부에 적층 시킨 제1 PCB(10); 상기 제1 PCB의 상부 금속층(11)의 상부면에 적층한 액정부(12)와; 상기 액정부(12)의 상부에 적층 시킨 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)와; 상기 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB 상부에 적층된 피딩부(31) 및 커플링(32)을 가지는 제3 PCB(30)와; 상기 피딩부(31) 및 커플링을 가지는 제3 PCB(30)의 상부면에 적층된 에어 갭을 가지는 에어 패널부(A)와; 상기 에어 패널부(A)의 상부면에 적층시킨 패치부(41)를 가지는 제4 PCB(40)와; 상기 제4 PCB(40) 상부에 설치된 레이돔(120);을 포함하여 모듈화된 적층 액정 타입의 위성통신 안테나(100)를 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 LCD 공정을 액정이 포함된 적층된 PCB 기판에 적용하되, 일정간격으로 배치된 각각의 패치에 해당하는 액정에 전압을 공급하여 해당 유전율을 변경시켜 각각의 패치에 위상차를 부여하게 함으로써 기계적인 구동에 따른 안테나 회전 없이 원하는 빔의 방향을 좌, 우 방향으로 자유롭게 제어할 수 있는 새로운 타입의 위성통신 수신용 안테나를 제공하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 복수 개의 기판을 적층시킨 모듈형 안테나를 제공함으로써 경량의 소형화된 안테나를 얻을 수 있어 설치공간에 제약을 받지 않고 안테나 설치가 용이하고, 안테나 설치 및 회전을 위한 기구물 등이 불필요하여 저가의 안테나 제공이 가능하여 경제적인 이득을 향상시키는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 각각의 패치로 수신된 고주파 신호(예 : 11.4Ghz, 12.3Ghz)를 에어 패널부의 에어 갭 및 커플링의 슬롯을 통하여 안정적인 임피던스 정합이 이루어지게 하여 다중 주파수에 대해서 동작 가능하며 안정적인 빔 출력과 고 이득 특성을 향상시키는 위성통신 안테나를 제공하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 수신된 신호 각각에 대하여 급전된 각각의 딜레이 기능을 가지는 미엔더(meander) 라인에 의하여 각각의 액정의 유전율을 변화시켜 각각의 패치에 해당하는 고주파 신호의 위상각을 변경시키게 함으로써 빔의 방향을 좌측 방향 및 우측 방향으로 수월하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 외부에 설치된 위상 변이 조절 제어 회로부 조작에 의하여 가로 방향 각각의 수신 방사 패치에 각기 다른 위상각을 부여하되, 가로 방향 패치 각각의 세로 수신 방사 패치 각각에도 동일한 위상각을 부여하여 가로 좌측 방향 또는 가로 우측 방향으로 갈수록 위상각을 높이게 하여 빔의 방향이 좌측 또는 우측 방향으로 방사되게 함으로써 빔 방향 설정 조작의 편의성을 제공하여 사용의 편리성을 제공하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 결합 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 레이돔을 분리한 상태의 결합 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 분리 사시도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 부분 확대 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나에 의한 빔 방사 패턴을 보여준 그래프로서, (a)는 수신 RF 주파수가 11.4Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이고, (b)는 수신 RF 주파수가 12.3Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 레이돔을 분리한 상태의 결합 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 분리 사시도 이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 부분 확대 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나에 의한 빔 방사 패턴을 보여준 그래프로서, (a)는 수신 RF 주파수가 11.4Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이고, (b)는 수신 RF 주파수가 12.3Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이다.
본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나는 LCD 공정을 액정이 포함된 적층된 PCB 기판에 적용하여 액정의 이방성 특성을 이용하게 하는 다층구조의 내장형 안테나로서, 액정의 유전율을 변경시켜 빔의 방향을 제어하도록 하는 액정 기반의 모듈화된 위성 통신용 위상 배열 안테나를 제공하기 위한 것으로, 이하 첨부 도면을 통하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 결합 사시도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 레이돔을 분리한 상태의 결합 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 분리 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 전체 개략 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나의 부분 확대 일부 단면도이다.
본 발명은 바람직하게는 수신 고주파(RF) 위성통신 신호(예 : 11.4Ghz, 12.3Ghz)를 수신하기 위한 이동형, 육상용 및 해상용 위성통신 안테나(100)를 제공하기 위한 것으로, 하부 플레이트(110), 제1 PCB(10), 제2 PCB(20), 제3 PCB(30), 에어 패널(A) 및 제4 PCB(40)를 적층 시킨 후 상기 제4 PCB(40)의 상부에 레이돔(120)을 덮어 적층 액정 타입의 위성통신 안테나(100)를 구성하고, 상기 제1 PCB(10)의 상부면에 도포된 금속층(11)과 제2 PCB(20)의 저면에 배치된 분배기(21) 각각에 커넥터(130)를 통하여 외부 전원을 공급하게 하고, 상기 커넥터(130)와 접속된 미 도시한 위성통신 수신기 내부에는 미 도시한 액정의 유전율 변경용 위상 변이 조절 제어 회로부를 설치하여 액정의 유전율을 변경시킬 수 있게 제공될 수 있다.
상기 제1 PCB(10)의 상부면에 도포된 동 재질의 금속층(11)의 상부면에는 LCD 공정을 통하여 액정부(12)를 적층 시키고, 상기 액정부(12)는 복수 개의 액정을 일정간격을 두고 배치하되, 상기 액정의 높이는 바람직하게는 0.1mm 정도의 높이로 설정하여 유전율 변경 시 신속한 반응 속도가 발생 되게 하는 것이 좋다.
상기 액정은 첨부 도면에서 가로 방향 액정(12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)으로 일정간격을 두고 제1 PCB(10)의 금속층(11)의 상부면에 배치될 수 있다.
상기 액정부(12)의 상부에는 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)를 적층 시킨다.
상기 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)의 저면에는 액정 각각에 전압을 공급하는 복수 개의 급전부(21)와 상기 급전부(21)를 구성하는 각각의 급전 라인(21A)과 접속된 복수 개의 위상 변이용 미엔더 라인(22)을 배치하되, 액정부(12)를 LCD 공정을 통하여 설치할 때 상기 제2 PCB(20)의 저면의 위상 변이용 미엔더 라인(22A)을 액정부(12)를 구성하는 액정 각각에 함침시켜 구성할 수 있다.
커넥터(130)를 통하여 급전되는 전압을 급전부(21)를 구성하는 각각의 16개의 급전 라인(21A)을 통하여 전력을 분배시켜 각각의 액정에 각각 함침된 16개의 미엔더 라인(22A)에 의하여 공급되는 각기 다른 전압에 의하여 액정의 분자 배열을 바꾸게 함으로써 유전율을 변경시켜 해당 액정 각각의 위상각을 부여할 수 있게 할 수 있다.
상기 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)의 상부면에는 제3 PCB(30)의 상부면에 배치된 피딩부(31) 및 커플링부(32)을 가지는 제3 PCB(30)를 적층 시킨다.
상기 피딩부(31)는 각각의 피딩 라인(31A)의 일측단과 제3 PCB(30)에 뚫은 복수 개의 비아 홀(30A)과 접속하되, 상기 비아 홀(30A)은 제2 PCB(20)에 뚫은 비아 홀(20A)과 접속되어 각각의 미엔더 라인(22A)과 각각 회로적으로 접속되게 구성될 수 있다.
상기 미엔더 라인(22A)은 패치부(41)로 수신되는 고주파 신호의 위상을 변경시키는 기능을 수행할 수 있도록 각각의 액정에 함침된 상태로 유지하게 할 수 있다.
상기 급전부(21)를 구성하는 각각의 급전 라인(21A)은 전력 분포용 분배기로서, 원하는 전력을 미엔더 라인(22A)에 일정하게 공급하기 위한 급전 수단으로 사용될 수 있다.
전압 공급은 커넥터(130)를 통하여 제1 PCB(10)의 상부면에 도포된 동 재질의 금속층(11)과 급전부(21)를 구성하는 각각의 급전 라인(21A)을 통하여 인가되게 할 수 있다.
상기 커플링부(32)은 각각의 커플링(32A)에 형성된 슬롯(32A')을 통해 유기되는 고주파 신호를 임피던스 정합시켜 피딩 라인(31A)을 통하여 미엔더 라인(22A) 측으로 공급되게 하여 급전 라인(21A)을 통하여 미 도시한 위성통신 수신기 측으로 고주파 신호가 수신될 수 있게 구성할 수 있다.
상기 제3 PCB(30)의 상방에는 후술하는 패치로 수신된 고주파 신호를 커플링(32A)에 용이하게 유기시켜 방사 효율을 증진시키기 위한 에어 갭을 가지는 에어 패널부(A)를 적층하여 제공될 수 있다.
제3 PCB(30)의 상방에 적층시킨 에어 패널부(A)는 임피던스조절을 용이하게 하고 패치간의 간섭을 최소화하여 줌으로써 원하는 공진 주파수에 대해 넓은 대역의 방사 특성을 가질 수 있다.
상기 에어 패널부(A)의 내부에는 공기층이 형성될 수 있고, 각각의 패치와 각각의 커플링(32A)이 상호 대응하는 위치에 공간부를 가지는 스티로폼 재질의 에어 패널부(A)일 수도 있다.
상기 에어 패널부(A) 상부면에는 패치부(41)를 가지는 제4 PCB(40)를 적층하여 제공될 수 있다. 상기 패치부(41)는 복수 개의 패치를 일정간격을 두고 제4 PCB(40)의 상부면에 배치하여 제공될 수 있다.
이와 같은 구성의 본 발명은 상기 패치부(41)를 구성하는 16개의 패치는 예컨대 제4 PCB(40)의 상부면에 일정 간격을 두고 배치된 가로 방향의 패치(41A)(41B)(41C)(41D)와 상기 가로 방향의 패치(41A)와 일정간격을 두고 배치된 세로 방향의 패치(41A-2) ~ (41A-4), 가로 방향의 패치(41B)와 일정간격을 두고 배치된 세로 방향의 패치(41B-2) ~ (41B-4), 가로 방향의 패치(41C)와 일정간격을 두고 배치된 세로 방향의 패치(41C-2) ~ (41C-4), 가로 방향의 패치(41D)와 일정간격을 두고 배치된 세로 방향의 패치(41D-2) ~ (41A-D)를 구성하여 16개의 가로 및 세로 방향의 패치를 배열하는 것이 바람직하다.
상기 패치부(41)에 대응하는 제3 PCB(30)의 상부면에 16개의 피딩 라인(31A) 및 16개의 커플링(32A)을 배치하며, 상기 제3 PCB(30)의 상부면에 배치된 16개의 피딩 라인(31A) 및 커플링(32A) 각각과 제2 PCB(20)의 저면에 배치된 16개의 미엔더 라인(22A)과 대응시켜 전기적인 접속이 이루어지게 하고, 상기 16개의 미엔더 라인(22A)이 함침된 16개의 액정에 급전부(21)를 구성하는 16개의 급전 라인(21A)과 접속된 16개의 미엔더 라인(22A)에 전압을 공급하여 가로 방향 액정(12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)각각의 유전율을 변경시켜 위상각을 변경시키게 함으로써 빔의 방향을 좌, 우 방향으로 조절시켜 안테나의 실효 수신 범위를 넓히게 할 수 있어 위성통신 신호(예 : 11.4Ghz, 12.3Ghz)의 수신에 매우 적합한 안테나(100)를 제공할 수 있다.
이러한 본 발명은 하부 플레이트(110), 액정이 적층된 제1 PCB(10), 제2 PCB(20), 제3 PCB(30), 에어 패널(A) 및 제4 PCB(40)를 차례로 적층 시킨 후 상기 제4 PCB(40)의 상부에 레이돔(120)을 덮어 적층 액정 타입의 안테나(100)를 구성하여 제공함으로써 경량의 소형화된 안테나를 얻을 수 있어 설치공간에 제약을 받지 않고 안테나 설치가 용이하고, 안테나 설치 및 회전을 위한 기구물 등이 불필요하여 저가의 안테나 제공이 가능하여 경제적인 이득을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 설명한다.
급전부(21)를 구성하는 16개의 급전 라인(21A)을 통하여 전압을 공급하되, 상기 제4 PCB(40)의 상부면에 배치된 가로 방향의 패치(41A) 및 세로 방향의 패치(41A-2) ~ (41A-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 0V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41B) 및 세로 방향의 패치(41B-2) ~ (41B-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 2V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41C) 및 세로 방향의 패치(41C-2) ~ (41C-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 20V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41D) 및 세로 방향의 패치(41D-2) ~ (41D-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 40V)을 분배시키면서 가변적으로 인가하여 상기 해당 전압(예 : 0V ~ 40V)이 대응 미엔더 라인(22A)에 공급되어 해당 가로 방향 액정(12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)에 인가되는 가변 전압(예 : 0V ~ 40V)에 의하여 해당 액정의 분자의 배열이 바뀌면서 유전율을 변경시켜 해당 액정의 위상각을 바꾸어주게 한다.
따라서, 가로 방향의 패치(41A ~ 41D) 및 이와 나란히 세로방향으로 배치된 세로 방향의 패치(41A-2 ~ 41A-4), (41B-2 ~ 41B-4), (41C-2 ~ 41C-4), (41D-2 ~ 41D-4)를 통하여 수신된 고주파 신호는 에어 패널부(A) 내부의 에어 갭을 통하여 제3 PCB(30)의 상부에 배치된 상기 가로 및 세로 방향의 패치에 대응하는 커플링(32A)의 슬롯(32A')을 통하여 유기되어 임피던스 정합되고, 임피던스 정합된 고주파 신호는 해당 피딩 라인(31A)을 통하여 각각 미엔더 라인(22A) 측으로 공급되게 하여 급전 라인(21A)을 통하여 상기와 같이 위상각이 변경된 해당 고주파 신호가 커넥터(130)를 통하여 미 도시한 위성통신 수신기로 수신되어 도 6과 같이 빔의 방향이 예컨대 30도 위상각을 가지는 우측 방향으로 조절되어 수신된다.
상기와 반대로 급전부(21)를 구성하는 16개의 급전 라인(21A)을 통하여 외부 전압을 공급하되, 상기 제4 PCB(40)의 상부면에 배치된 가로 방향의 패치(41A) 및 세로 방향의 패치(41A-2 ~ 41A-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 40V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41B) 및 세로 방향의 패치(41B-2 ~ 41B-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 20V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41C) 및 세로 방향의 패치(41C-2 ~ 41C-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 2V)을 인가하고, 가로 방향의 패치(41D) 및 세로 방향의 패치(41D-2 ~ 41D-4)와 대응하는 4개의 급전 라인(21A)에 동일한 전압(예 : 0V)을 분배시키면서 가변적으로 인가하여 상기 해당 전압(예 : 0V ~ 40V)이 대응 미엔더 라인(22A)에 공급되어 해당 가로 방향 액정(12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)에 인가되는 가변 전압(예 : 40V ~ 0V)에 의하여 해당 액정의 분자의 배열이 바뀌면서 유전율을 변경시켜 해당 액정의 위상각을 바꾸어주게 하면 도 6과 같이 빔의 방향이 예컨대 30도 위상각을 가지는 좌측 방향으로 조절되어 수신된다.
이와 같은 본 발명은 급전 라인(21A)에 공급되는 전압을 가변시켜 우측 또는 좌측 방향으로 빔이 방사되게 하되, 급전 라인(21A)에 공급되는 가변 전압의 전력에 따라 가로 방향 액정((12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)의 유전율 변경에 따라 빔 방사 각도가 정해질 수 있게 하는 것으로, 외부에 설치된 미 도시한 위상 변이 조절 제어 회로부 조작에 의하여 수신 패치인 가로 방향 패치(41A ~ (41D)에 각기 다른 위상각을 부여하되, 가로 방향 패치(41A ~ (41D) 각각의 세로 방향 패치(41A-2 ~ 41A-4, 41B-2 ~ 41B-4, 41C-2 ~ 41C-4, 41D-2 ~ 41D-4) 각각에도 동일한 위상각을 부여하여 가로 우측 방향 또는 좌측 방향 으로 갈수록 위상각을 높이게 하여 빔의 방향이 우측 또는 좌측 방향으로 방사되게 함으로써 종전과 달리 안테나를 회전시킴 없이 간단한 구성으로 자유롭게 좌, 우 빔 방향 설정 조작의 편의성을 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 기반의 위상 배열 안테나에 의한 빔 방사 패턴을 보여준 그래프로서, (a)는 수신 RF 주파수가 11.4Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이고, (b)는 수신 RF 주파수가 12.3Ghz 일 때 좌, 우측 빔 방사 패턴을 보여준 그래프이다.
상기 도 6에 도시한 녹색 방사 패턴은 30도 위상각을 가지는 우측 방향의 빔 방사 패턴이고, 청색 방사 패턴은 30도 위상각을 가지는 좌측 방향의 빔 방사 패턴이며, 적색 방사 패턴은 0도 위상각을 가지는 정면 방향의 빔 방사 패턴이다.
따라서, 본 발명은 다중 주파수에 대해서 동작 가능하며 안정적인 좌, 우 방향의 빔 수신과 고 이득 특성을 가짐을 알 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 제1 PCB 11: 금속층
12 : 액정부 12A ~ 12D : 가로 방향 액정
12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4 : 세로 방향 액정
12D-2 ~ 12D-4 : 세로 방향 액정 20 : 제2 PCB
20A, 30A : 비아 홀 21 : 급전부
21A : 급전 라인 22A : 미엔더 라인
30 : 제3 PCB 31 : 피딩부
31A : 피딩 라인 32A : 커플링
32A : 슬롯 40 : 제4 PCB
41 : 패치부 41A ~ 41D : 가로 방향의 패치
41A-2 ~ 41A-4, 41B-2 ~ 41B-4, 41C-2 ~ 41C-4 : 세로 방향의 패치
41D-2 ~ 41D-4 : 세로 방향의 패치 A : 에어 패널부
100 : 위성통신 안테나 110 : 하부 플레이트
120 : 레이돔 130 : 커넥터
12 : 액정부 12A ~ 12D : 가로 방향 액정
12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4 : 세로 방향 액정
12D-2 ~ 12D-4 : 세로 방향 액정 20 : 제2 PCB
20A, 30A : 비아 홀 21 : 급전부
21A : 급전 라인 22A : 미엔더 라인
30 : 제3 PCB 31 : 피딩부
31A : 피딩 라인 32A : 커플링
32A : 슬롯 40 : 제4 PCB
41 : 패치부 41A ~ 41D : 가로 방향의 패치
41A-2 ~ 41A-4, 41B-2 ~ 41B-4, 41C-2 ~ 41C-4 : 세로 방향의 패치
41D-2 ~ 41D-4 : 세로 방향의 패치 A : 에어 패널부
100 : 위성통신 안테나 110 : 하부 플레이트
120 : 레이돔 130 : 커넥터
Claims (7)
- 하부 플레이트(110)와; 상기 하부 플레이트(110) 상부에 적층 시킨 제1 PCB(10); 상기 제1 PCB의 상부 금속층(11)의 상부면에 적층한 액정부(12)와; 상기 액정부(12)의 상부에 적층 시킨 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)와; 상기 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB 상부에 적층된 피딩부(31) 및 커플링(32)을 가지는 제3 PCB(30)와; 상기 피딩부(31) 및 커플링을 가지는 제3 PCB(30)의 상부면에 적층된 에어 갭을 가지는 에어 패널부(A)와; 상기 에어 패널부(A)의 상부면에 적층시킨 패치부(41)를 가지는 제4 PCB(40)와; 상기 제4 PCB(40) 상부에 설치된 레이돔(120);을 포함하여 모듈화된 적층 액정 타입의 위성통신 안테나(100)를 구성하는 것에 있어서, 유전율 변이 및 급전용 제2 PCB(20)의 저면에는 액정부(12)를 구성하는 액정 각각에 전압을 공급하는 복수 개의 급전부(21)와 상기 급전부(21)를 구성하는 각각의 급전 라인(21A)과 접속된 복수 개의 위상 변이용 미엔더 라인(22)을 배치하되, 상기 제2 PCB(20)의 저면의 위상 변이용 미엔더 라인(22A)을 액정부(12)를 구성하는 액정 각각에 함침시켜 구성하고, 액정부(12)는 LCD 공정을 통해 제1 PCB의 상부 금속층(11)의 상부면에 적층시켜 구성함을 특징으로 하는 액정 기반의 위상 배열 안테나.
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- 삭제
- 제1항에 있어서, 액정부(12)를 구성하는 액정 각각에 함침되고 급전 라인(21A)으로부터 전압을 공급받는 위상 변이용 미엔더 라인(22A)에 의하여 각각의 액정 유전율을 변경시켜 빔의 방향을 제어하게 함을 특징으로 하는 액정 기반의 위상 배열 안테나.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 PCB(10)의 상부 금속층(11)과 제2 PCB(20)의 급전부(21)에 전원을 공급하는 커넥터(130)를 안테나(100) 일측에 설치하여 구성함을 특징으로 하는 액정 기반의 위상 배열 안테나.
- 제1항에 있어서, 급전 라인(21A)에 공급되는 전압을 가변시켜 우측 또는 좌측 방향으로 빔이 방사되게 하되, 급전 라인(21A)에 가변 전압을 공급하여 가로 방향 액정(12A ~ 12D) 및 세로 방향 액정(12A-2 ~ 12A-4, 12B-2 ~ 12B-4, 12C-2 ~ 12C-4, 12D-2 ~ 12D-4)의 유전율 변경에 따라 빔 방사 각도가 정해질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 액정 기반의 위상 배열 안테나.
- 제1항에 있어서, 제4 PCB(40)의 패치부(41)를 구성하는 가로 방향 패치(41A ~ 41D)로 수신된 고주파 신호에 각기 다른 위상각을 부여하되, 가로 방향 패치(41A ~ 41D) 각각의 세로 방향 패치(41A-2 ~ 41A-4, 41B-2 ~ 41B-4, 41C-2 ~ 41C-4, 41D-2 ~ 41D-4) 각각에도 동일한 위상각을 부여하여 가로 우측 방향 또는 좌측 방향 으로 갈수록 위상각을 높이게 하여 빔의 방향이 우측 또는 좌측 방향으로 방사되게 하는 것을 특징으로 하는 액정 기반의 위상 배열 안테나.
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| KR1020220108984A KR102590419B1 (ko) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 액정 기반의 위상 배열 안테나 |
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| KR1020220108984A KR102590419B1 (ko) | 2022-08-30 | 2022-08-30 | 액정 기반의 위상 배열 안테나 |
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| KR20180055772A (ko) * | 2016-11-16 | 2018-05-25 | 주식회사 케이엠더블유 | Mimo 안테나 어셈블리 |
| KR20200051617A (ko) * | 2017-09-25 | 2020-05-13 | 갭웨이브스 에이비 | 위상 배열 안테나 |
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