KR20060009816A - 안테나 어레이 - Google Patents

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KR20060009816A
KR20060009816A KR1020057013987A KR20057013987A KR20060009816A KR 20060009816 A KR20060009816 A KR 20060009816A KR 1020057013987 A KR1020057013987 A KR 1020057013987A KR 20057013987 A KR20057013987 A KR 20057013987A KR 20060009816 A KR20060009816 A KR 20060009816A
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thin
dielectric layer
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KR1020057013987A
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제임스 틸레리
도날드 엘. 룬욘
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이엠에스테크놀러지스,인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 평면 형상 또는 실질직으로 가요성 또는 곡면 어레이 구조체 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 안테나 어레이는 금속 접지층상에 접합된 발포 코어층상에 형성된 다수의 금속 안테나 전기 및 복사체 소자를 가지며, 복사체 소자는 상기 발포 코어층상에 접합된 얇은 캐리어 유전체층상에 형성되며, 어레이 각각에 다수의 무급전 복사체 소자가 형성되며 전기 소자의 상부에 장착된 하나 이상의 유전체층을 포함할 수 있으며, 어레이 제조방법은 층을 서로 접합하는 단계, 발포 코어층이 접지층에 접합되기 전에 에칭에 의해 전기 및 복사체 소자를 형성하는 단계, 추가적인 유전체층과 무급전 복사체를 접지층상에 이미 형성된 전기 소자에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

안테나 어레이{LOW-COST ANTENNA ARRAY}
기술분야
본 발명은 안테나 어레이에 관한 것으로서, 특히 실질적으로 평면이고 곡면을 갖는 전기통신용의 저가 안테나 어레이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
종래기술
안테나 어레이는 다양한 형태로 제조되며, 통신분야에서 다양하게 적용되고 있다. 안테나 어레이의 가격면에서 고 체적 및 엠피시스(emphasis)를 구비한 한가지 특정 적용은 미국에 있어서 약 800MHz에서 동작하는 셀룰러 전송 및 1900MHz에서 동작하는 개인통신서비스(PCS)전송과 같은 모바일 통신시스템 뿐만 아니라 다른 무선 및 모바일 통신의 기지국에 사용하는 것이다.
기지국 안테나 어레이는 크기, 가격 및 신뢰성 등의 변수를 갖는 다양한 구조체를 이용하여 형성되고 있다. 종래의 기지국 안테나는 전형적으로 2이상의 개개의 복사체, 안테나의 인터페이스 포트로부터 복사체 중의 RF전력을 분배하기 위한 전송 네트워크, 모든 소자를 조립체로 고정시키는 기계적 구조체 및 보호 레이돔(protective radome)을 포함한다. 기지국 안테나 어레이의 한가지 기본 형식은 공지된 원통형 다이폴(dipole) 어레이로 형성된다. 이들 안테나 어레이는 일반적 으로 많은 수의 구성요소, 구조체를 제조하기 위한 고비용, 큰 물리적 크기 및 상대적으로 무거운 중량을 갖는다. 기지국 안테나 어레이의 다른 기본 형식은 금속 시트 다이폴 복사체와 불연속 유전체 스페이서에 의해 지지된 금속 시트로 형성된 마이크로-스트립 전력 분배 네트워크를 이용하여 형성된다. 개개의 금속 부품은 알루미늄 시트 스톡으로부터 성형되어 노동집약적 작업으로 조립된다. 다른 종래의 기지국 안테나 어레이는 회로 또는 금속 다이폴을 분할하는 전력용 인쇄회로기판(PCB) 또는 동축 케이블을 이용하는 상호연결된 패치 복사체를 이용한다.
종래의 기지국 안테나 어레이의 다른 형식은 전력 분배 네트워크용 PCB를 이용하여 복사체용 PCB를 분리한다. 높은 이득값과 8개 이상의 복사체를 갖는 기지국 안테나는 단일 소실에 의한 낮은 네트워크 손실을 유지하기 위해 전력 분배 네트워크용 PCB재료에 기초한 고성능 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 사용하는 것이 필요하다. PCB 재료에 기초한 고성능 PTFE는 다른 형식의 PCB 재료와 비교하여 상당히 비싸다. 전력 분배 네트워크용 PCB와 복사체용 PCB를 사용하여 구성된 기지국 안테나는 제조 공구 가격, 재생산, 쉬운 조립에 대해 시트 금속을 이용하여 구성된 유사한 안테나 이상의 이점을 제공할 수 있으며, 대형 회로를 용이하게 구성할 수 있다.
다양한 구성의 평면 안테나 어레이가 안테나 어레이의 제조비용, 물리적 크기 및 중량을 감소시키기 위해 제안되고 있다. 이들 어레이는 다양한 샌드위치 형식을 이용하며 안테나 복사체와 회로용 재료의 다양한 형식을 구비한 다양한 구조체로 형성된다. 평면 안테나 어레이는 스크린 인쇄에 의해, 복사체 패치를 펀칭하 거나 또는 금속층내에 복사체 패치를 형성하기 위해 금속을 절단하는 것과 같은 금속층을 물리적으로 절단하는 것에 의해, 및 소망 패턴을 형성하기 위해 금속층을 에칭하는 것에 의해 형성된다. 이들 안테나 형식은 매우 얇은 금속층 또는 막으로 형성된 1이상의 회로 및 복사체를 포함하며, 플라스틱, 발포, 스티로폼(상표명) PVC수지, 유리섬유, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 아크릴 또는 폴리에틸렌과 같은 다양한 형식의 경질 유전체 기판상에 지지 또는 장착된다. 이들 종래의 어레이 구조체는 많은 수의 구성요소 및 중량, 전기적 성능, 제조비용 및 기계적 구조체와 같은 안테나 어레이의 어떠한 특성의 개선이 필요하다.
따라서, 안테나 어레이에 필요한 것은 기지국에서의 적용시, 저가로 제조될 필요성이 있다. 또한, 소망의 저가 어레이를 얻으면서 안테나 어레이의 전기적 성능을 적절하게 유지하는 것이 바람직하다. 어떠한 적용에도 이용할 수 있는 곡면 구조체를 가질 수 있는 가요성 안테나 어레이를 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
발명의 요약
본 발명은 통신용으로 기지국 안테나에 유용한 저가의 안테나 어레이 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 발명에 따른 안테나 어레이는 어떠한 적용에 바람직한 평면 형태 또는 구조적으로 가요성 또는 곡면 어레이 구조체로 설계될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 안테나 어레이는 서로 접합된 다수의 층으로 형성된다. 어레이는 금속 접지층에 차례로 접합된 2이상의 유전체층상에 형성된 다 수의 금속제 복사체 소자를 포함할 수 있다. 유전체층의 두께는 복사체 소자의 동작을 위한 소망 공간을 제공하도록 선택된다. 바람직하게는 복사체 소자는 가요성 유전체 캐리어 층상에 형성되며, 캐리어 층은 가요성 또는 평면 또는 비평면 형상으로 성형 또는 절개될 수 있는 유전체 발포 코어층에 접합될 수 있다. 어레이는 다수의 무급전 복사체 소자를 구비한 1이상의 유전체층을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 유전체층은 금속제 복사체 소자의 상부에 접합된다. 유전체층과 접지층은 레이돔을 포함하며, 환경적 보호를 제공하고 안테나 조립체를 고정하여 다른 구조체에 강건한 방식으로 장착하는 것을 용이하게 하는 구조체내에 밀봉된다.
본 발명의 실시예에 따른 어레이의 제조방법은 층을 서로 접합하는 단계를 포함한다. 바람직하게는 복사체 소자는 발포 코어 유전체층이 접지층에 접합되기 전에 금속층을 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다. 그 후 무급전 소자를 구비한 유전체층이 이미 형성된 복사체 소자에 접합될 수 있다. 접지층은 부분적으로 또는 전체적으로 만곡될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저가 안테나 어레이 설계는 조립 후 소망 성능을 달성하도록 작고, 조정 요구없이 짧은 시간에 조립될 수 있는 인쇄회로기판 제조기술에 적합한 저가의 개개의 구성요소를 이용한다.
따라서, 본 발명은 다수의 안테나 전기 복사체 소자 및 급전 회로가 형성된 금속층, 상기 금속층 아래에 형성된 얇은 제 1 캐리어 유전체층, 상부면과 하부면을 가지며 상기 상부면이 상기 얇은 제 1 유전체층 아래에 형성된 발포 코어층 및 상기 발포 코어층의 하부면상에 형성되며 금속 접지층에 접합되는 접합층을 포함한 다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 이하에 상세히 기술된 것에 따라 쉽게 이해될 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이의 기지국에서의 이용을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이의 사시도,
도 3은 완성된 안테나 구조체를 형성하기 위해 레이돔 소자를 구비한 도 2의 안테나 어레이의 사시도,
도 4는 도 2의 안테나 어레이의 부분확대 사시도,
도 5는 도 2의 안테나 어레이의 확대 단면도,
도 6은 부분적으로 완성된 안테나 구조체를 형성하는 레이돔 소자를 구비한 도 2의 안테나 어레이의 사시도,
도 7은 도 6의 부분적으로 완성된 안테나 구조체의 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 어레이의 확대사시도,
도 9는 완성된 안테나 구조체를 형성하기 위해 레이돔 소자를 구비한 도 8의 안테나 어레이의 사시도,
도 10은 도 8의 안테나 어레이의 부분확대 사시도,
도 11은 도 8의 안테나 어레이의 단면 확대도,
도 12는 부분적으로 완성된 안테나 구조체를 형성하는 레이돔 소자를 구비한 도 8의 안테나 어레이의 부분사시도,
도 13은 도 12의 부분적으로 완성된 안테나 구조체의 평면도,
도 14A, 도 14B 및 도 14C는 레이돔내에 장착된 완성된 안테나 어레이의 측면도, 저면도 및 평면도,
도 15는 도 14A의 선15-15를 따라 취한 완성된 안테나 어레이 및 레이돔 구조체의 단면도,
도 16은 도 15의 완성된 안테나 어레이 구조체의 사시도,
도 17은 본 발명의 실시예의 곡면 안테나 어레이의 사시도,
도 18은 도 17의 안테나 어레이 구조체의 부분확대 사시도,
도 19A 및 도 19B는 본 발명의 다른 실시예의 곡면 안테나 어레이의 사시도 및 평면도,
도 20은 본 발명의 곡면 안테나 어레이의 기지국에서의 이용을 도시하는 도면,
도 21은 본 발명의 안테나 어레이의 일실시예를 제조하기 위한 공정을 도시하는 플로우차트,
도 22는 본 발명의 안테나 어레이의 다른 실시예를 제조하기 위한 공정을 도시하는 플로우차트,
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 완성된 안테나 구조체를 지지할 수 있는 안테나 어레이 레이돔의 부분사시도,
도 24는 완성된 안테나 구조체가 장착된 도 23의 레이돔의 측면도 및
도 25는 안테나 구조체의 장착을 도시하는 도 23의 레이돔의 부분사시도이다.
발명의 상세한 설명
도 1을 참조하면, 기지국 또는 셀 사이트(cell site)(10)는 도 2 내지 도 16에 상세히 도시된 본 발명의 하나 이상의 다수의 안테나 어레이(12)를 포함할 수 있다. 도면에 있어서 동일 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 나타낸다. 기지국 안테나 어레이(12)는 실질적으로 밀폐 레이돔(radome)(도 14 내지 도 16에 도시됨)내에 밀봉되어 종래의 방식으로 기지국 타워(14)에 장착된다. 안테나 어레이는 크기, 공간 및 조명 시퀀스를 갖는 안테나 소자의 조립체이며, 개개의 복사체 소자(radiator element)에 대한 자기장이 특정 방향에서의 최대 강도 및 다른 방향에서의 최소 자계강도를 생성하도록 조합된다. 안테나 어레이는 조립체로서 기술하는 어레이 안테나로 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
기지국 안테나 어레이(12)의 각각은 미국에 있어서 약 800MHz에서 동작하는 셀룰러 전송 및 1900MHz에서 동작하는 개인통신서비스(PCS)전송과 같은 모바일 통신시스템(도시되지 않음)의 셀 또는 1이상의 커버리지(coverage)(16)내에서 상기 시스템의 고정식 또는 모바일 유저를 갖는 다른 무선통신 적용에 커버리지를 제공한다. 본 발명의 기지국 안테나 어레이는 안테나 어레이(12)로서 평면 구조체 및 곡면 안테나 어레이(18)로서 곡면 구조체(도 17 내지 도 20에 상세히 도시된 곡면 구조체의 예)로서 도시된다. 곡면 안테나 어레이(18)는 제 2 기지국 타워(14')에 장착될 수 있으며, 산속과 같은 커버리지 에어리어(coverage area)(16) 위에 위치시켜 기지국(10) 또는 항공기(18)와의 통신영역을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 안테나 어레이(20)는 도 2에 확대되어 도시되어 있으며, 도면에 있어서 다양한 요소들은 축적은 도시되어 있지 않다. 안테나 어레이(20)는 2개의 직교 선형 극성을 갖는 2극 안테나이며, 16개의 복사체(radiator)가 도시되어 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 2극 안테나에 한정되는 것은 아니며 단일 특성 극성을 갖는 안테나로 적용될 수 있으며 도시된 실시예보다 더 적거나 또는 더 많은 수의 복사체를 갖는 어레이에 적용가능하다는 것을 인지할 것이다. 어레이(20)는 스택(22)의 길이를 따른 금속층(60)(도 5에 도시됨)으로 부터 형성된 다수의 복사체 소자 또는 패치(24)와 종래의 방식으로 복사체 소자(24)를 상호연결하는 요구된 급전 회로(26)를 포함하는 PCB 스택 또는 샌드위치(22)를 포함한다. 바람직하게는, 금속층(60)은 첫번째로 접착층(62)(도 5에 도시됨)에 의해 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)상에 장착 또는 접합되며, 그 후 다수의 복사체 소자 또는 패치(24)가 스택(22)의 길이를 따라 종래의 화학 에칭공정에 의해 형성되며, 요구된 급전 회로(26)로 소자(24)를 상호연결한다. 용어 "접합"은 접합을 위한 종해의 기술을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않으며, 접착제 또는 패스너를 이용하여 접합할 수 있다.
그 후, PCB 스택(22)접착층(30)에 의해 비교적 얇은 발포 코어 유전체층(28)에 접합된다. 바람직하게는 안테나 어레이(20)의 잔여부는 층들이 함께 접합될 때 발포 코어 유전체층(28)의 하부측에 첫번째로 접착되어 스택 또는 샌드위치 조립체(34)를 완성할 수 있는 접착/해제층(32)을 포함한다. 또한 요구된 급전 회로(26)를 구비한 다수의 복사체 소자 또는 패치(24)는 종래의 화학 에칭공정에 의해 조립체내의 이 지점에 형성될 수 있다. 복사체(24)와 요구된 급전 회로(26)가 형성되면, 스택(34)은 종래의 방식으로 트리밍된다. 그 후, 층(32)의 해제부(폴리에스테르 또는 유사한 박리층, 도시되지 않음)가 제거되며 스택(34)은 나머지 접착제로 접지층(ground layer) 또는 도전 트레이(35)에 접합된다.
스택(22), 층(28) 및 도전 트레이(35) 각각은 PCB 스택(22)상의 급전 회로(26)로의 RF 연결에 유용한 서로 일치하는 한쌍의 중앙 구멍 세트(36)를 포함한다. 다른 복수의 구멍 세트(38)는 스택(22), 층(28) 및 도전 트레이(35)의 가장자리를 따라 형성되며 장착 브래킷(48)을 도전 트레이(35)에 물리적으로 장착하는데 유용하다(도 3에 도시됨). 도전 트레이(35)내의 구멍(38)은 볼트 또는 리벳 또는 유사한 장치(도시되지 않음)를 수용하며, 스택(22)과 층(28)내의 구멍(38)은 볼트의 헤드에 대한 클리어런스를 제공한다.
스택(34)과 도전 트레이(35)는 도 3에 도시된 구성요소와 함께 안테나 구조체(40)의 일부를 형성하며, 안테나 구조체내에 장착된다. 안테나 구조체(40)는 수지, 우빙(sleet), 눈, 먼지, 바람 등과 같은 주위환경 조건으로부터 안테나를 보호하도록 어레이(20)에 대한 밀봉체를 형성한다. 일반적으로 어레이(20)는 기지국에서 노출된 위치에 장착되지만, 어레이(20)는 다른 적용에 있어서 다른 형식의 보호 또는 밀봉체와 함께 또는 이들 없이 장착될 수 있다. 안테나 구조체(40)는 하부 도전 트레이(35)에 장착될 수 있는 레이돔 커버부재(42)를 포함한다. 레이돔 커버(42)의 단부는 밀봉된 안테나 구조체(40)를 완성하도록 리벳(도시되지 않음)과 같은 패스너에 의해 접지층(35) 또는 레이돔 커버(42)에 고정된 한쌍의 단부캡(44)에 의해 밀봉된다.
레이돔 커버(42)는 손실에 대한 적당한 무선주파수 특성 및 적절한 유전상수를 가지는 압출가능한 적절한 야외등급의 플라스틱재로 제조될 수 있다. 또한, 재료는 적당한 크기 안정성과 저온에서 취약하지 않아야 한다. 바람직하게는 레이돔 재료는 야외 환경에서 긴 수명을 제공하도록 자외선(UV) 안정화제를 갖는 야외등급 폴리비닐 클로라이드(PVC)이다. PVC재는 좋은 선택이며 기지국 안테나 레이돔으로서 유용하게 사용할 수 있다.
접지층(35)은 다른 층내의 구멍(36)과 일치하는 한쌍의 중앙 구멍 세트(36)를 포함한다. 구멍(36)은 RF 전력을 PCB 스택(22)상의 급전 회로(26)에 연결하기 위한 한쌍의 RF 커넥터(46)에 이용된다. RF 커넥터(46)는 안테나 구조체(40)에 대한 인터페이스 포트 또는 포트 커넥터를 형성한다. RF 신호경로에 있어서 구조체(20 또는 40)에서의 단지 금속대 금속 접촉은 RF 커넥터(46)에서 납땜 접합이기 때문에 얻어진 안테나 구조체(20 또는 40)는 양호한 패시브 상호변조(PIM) 성능을 제공한다. PIM은 전형적으로 톤당 20와트에서 2 캐리어 톤으로 테스트될 때 -150 dBc 이하이다.
또한, 안테나 구조체(40)는 바람직하게는 전술한 바와 같이 구멍(38)을 통해 볼트 또는 리벳(도시되지 않음)과 같은 패스너에 의해 접지층(35)에 고정된 한쌍의 장착 브래킷(48)을 포함한다. 브래킷(48)은 셀 타워(14)의 소망 위치에 안테나(12)를 장착하는데 유용하다.
스택(34)과 접지층(35)은 도 4에 부분확대 사시도로 도시되어 있다. 복사체 소자(24)와 급전 회로(26)를 구비한 PCB 스택(22)이 더욱 명확하게 도시되어 있다. 또한, 층(28)과 접지층(35)의 각각은 단부캡(44)이 장착되는 한쌍의 구멍(50)을 포함한다. 또한, 구멍(50)은 스택(34)이 제조되어 도전 트레이(35)상에 장착될 때 스택(22), 층(22, 28, 30, 32)(각각은 구멍(50)을 포함)이 서로 정렬되는데 이용될 수 있다. 일반적으로, 구멍은 스택의 다양한 층내에 형성되어 다양한 스택내에 국부적으로 돌출하는 패스너 또는 돌출부를 둘러싸는 클리어런스를 제공할 수 있다.
또한, 스택(34)과 도전 트레이(35)는 도 5에 도시되어 있다. 소자들은 축적으로 도시되어 있지 않다. 또한, 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)은 복사체(24)와 급전 회로(26)를 형성하기 위해 패턴화된 또는 패턴화되는 금속층(60)으로부터 분리되어 도시되어 있다. 금속층(60)은 스택(22)을 형성하기 위해 접착층(62)에 의해 캐리어 유전체층(27)에 접합된다. 또한, 도전 트레이(35)는 바람직하게는 단부캡(44)이 도전 트레이(35)에 장착되기 전에 레이돔 커버(42)내로 슬리이딩하기 위해 대향 길이방향 가장자리내에 홈(64, 66)을 포함한다.
특정 재료와 층 두께가 임계되지는 않지만, 어떤 전형적 크기와 재료는 이하와 같다. 바람직한 일실시예에 있어서, 금속층(60)은 소자(24, 26)를 형성하기 위해 에칭된 박막 구리이다. 박막(60)은 반전처리된 구리박(reverse-treated copper foil)으로서 공통적으로 언급되는 처리시 캐리어 유전체층(27)상의 접착층(62)과 접촉하는 표면상에 화학 처리될 수 있는 전착(ED)식 구리박이다. 금속층(60)은 약 0.0014인치의 두께에 대응하는 평방피터당 1온스 구리일 수 있다. 다른 구리박은 접합된 면상에 감소된 표면외관을 갖는 고가의 롤 구리박 또는 ED박을 포함하여 사용될 수 있다. 평방피터당 1/2 또는 2온스와 같은 다양한 중량의 구리박이 사용될 수 있다. 1온스 구리박은 기지국 안테나에 대한 비용 및 그의 신호 흐름능력에 대해 바람직하게 사용된다. 캐리어 유전체층(27)은 약 0.003 내지 0.005 인치, 최대 0.010 인치의 두께를 갖는 저가 폴리에스테르 필름일 수 있다. 금속층(60)과 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)은 금속층(60)과 캐리어 유전체층(27) 사이에 습식코팅공정으로 적용될 수 있는 비교적 얇은 접착층(62)으로 함께 접합될 수 있으며, 경화될 때 단일 조립체인 스택(22)으로서 조정되고 연속적으로 처리될 수 있는 라미네이트를 형성한다. 얻어진 라미네이트 조립체 또는 스택(22)은 일반적으로 가요성으로 하나 이상의 평면에서 곡면 형상을 이룰 수 있다.
발포 코어층(28)은 안테나 주위환경에서 생기는 습기를 실질적으로 억제하고, 발포 코어층(28)이 비교적 적은 양의 액체흡수로 인쇄회로기판을 습윤하도록 하는 밀폐 셀 발포(closed-cell foam)이다. 발포 코어층(28)은 입방피트당 2, 4, 6, 9 또는 12 lbs의 전형적 밀도를 갖는 확장 폴리올레핀 플라스틱재일 수 있다. 이러한 재료의 하나는 재료 특성을 강화시키기 위해 제조동안 복사를 이용하여 바람직하게는 교차결합된 확장 폴리에틸렌이다. 열활성화된 화학 교차결합제가 다른 형태로 사용될 수 있다. 복사를 이용하는 교차결합된 밀폐 셀 확장 폴리에틸렌 발포의 하나는 불칸 코퍼레이션, 테네시 코퍼레이션 및 불칸 인터내셔널 코퍼레이션 의 자회사, 델라웨어 코퍼레이션에 의해 제조된 VultraCell(상표명)로서 알려져 있다. 교차결합된 밀폐 셀 확장 폴리에틸렌 발포의 다른 하나는 세키수이 아메리카 코퍼레이션의 볼텍에 의해 제조된 Volara(상표명)로서 알려져 있다. 볼텍은 이 적용에 적절한 다른 교차결합된 밀폐 셀 폴리올레핀 발포의 다양한 등급을 제조한다. 롤형태의 폴리올레핀 발포재는 가요성이며, 본 명세서에서 기술한 구성요소와 종래의 처리 및 조립 기술을 이용하여 1이상의 평면에서 곡면으로 안테나를 제조할 수 있도록 접합시키는 다른 형상을 가질 수 있다.
발포 코어층(26)의 유전상수는 발포 코어층(28)을 형성하는데 이용되는 확장 재료의 밀도와 유전상수에 의존한다. 몰딩된 확장 폴리스티렌(EPS)과 같은 경질 저밀도 발포는 입방피터당 1.25 내지 2.5 ibs의 전형적 밀도를 가질 수 있다. 이들 저밀도 발포에 대한 유전상수는 1.02 내지 1.04이며, 공기의 유전상수에 가깝다. 압출된 폴리스티렌 발포는 구성체내에서 거품이 이는 발포를 이용하는 확장식 발포에서 발생하는 작은 간극 채널을 감소시키는 결과를 얻는 감소된 습기에 의해 확장 폴리스티렌 발포 보다 바람직할 수 있다. 그럼에도 불구하고, EPS는 어떤 적용을 위해 상당히 낮은 습기를 가질 수 있다. 입방피트당 6 lbs를 구비한 압출된 교차결합 폴리에틸렌 발포의 유전상수는 전형적으로 2.3이다. 다른 교차결합 확장 폴리올레핀 발포는 1.35의 유전상수값을 가질 수 있다. 본 발명에서 이용될 수 있는 발포 코어층(26)의 하나는 약 0.090 인치의 두께를 갖는다. 유전상수의 낮은 값은 플라스틱재의 저밀도에 의해 일반적으로 낮은 분산인자를 가진다.
발포 코어 유전체층(28)에 사용될 수 있는 경질 발포재는 영국 노스위치의 EMKAY Plastics Ltd.에 의해 제조된 Rohacell(상표명)이다. Rohacell(상표명)은 CFC, 브롬 및 할로겐으로 자유로운 폴리메타크릴이미드(PMI) 경질 발포이며 100% 밀폐 셀 및 등방성 상태에 있다. Rohacell(상표명) 발포는 훌륭한 기계적 특성, 가열에서의 높은 크기 안정성, 내휘발성 및 낮은 열전도율을 가진다. 강도값과 탄성 및 전단의 모듈은 동일 총밀도(gross density)의 어떤 다른 발포된 플라스틱에 의해 초과되지 않는다. Rohacell(상표명)은 입방피터당 2, 3.25, 4.68 및 6.78 lbs를 포함하는 다양한 밀도에서 이용가능하다. Rohacell(상표명)의 유전상수는 동일 밀도에 대한 발포의 가요성 폴리올레핀계보다 일반적으로 낮다. 예를 들면, 입방피터당 4.68 lbs를 갖는 Rohacell(상표명) 발포는 2 GHz에서 약 1.08의 유전상수를 가진다. Rohacell(상표명) 발포는 열가소성이며 170℃ - 190℃ 온도에서 형상화된다. 요구된 성형 온도는 형상 정도 및 밀도에 의존한다. 어떤 경우에 있어서, 곡면 발포 형상이 가열과 함께 기계가공 또는 성형으로 달성된다.
도전 트레이(35)는 약 0.125 인치의 두께를 갖는 알루미늄으로 형성될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 도시된 실시예에서 도전 트레이 또는 접지층(35)이 주요 구조 소자이며 강성 및 강도에 관련한 두께를 갖는 다는 것을 인식할 것이다. 다른 실시예에 있어서, 주요 구조 소자로서 레이돔 밀봉체(42)상에 다시 놓여져 접지층(35)이 약 0.003 내지 0.010 인치의 비교적 얇은 알루미늄 금속층 또는 다른 적절한 도전 재료일 수 있다.
금속층(60), 접착층(62) 및 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)을 포함하는 도 5의 스택(22)의 일실시예는 Arlon Engineered Laminates and Coating Division의 구리 클래드 폴리에스테르 라미네이트(Copper Clad Polyester Laminate)(CPL)로부터 이용가능하다. 아르론(Arlon) CPL 제품의 접착층(62)은 아르론의 독점 서모-셋 우레탄 접착시스템이다. 금속화된 스택(22)은 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)이 듀폰사의 Kapton(상표명)으로 알려진 폴리이미드 재료일 때 가요성 회로 산업에 있어서 다수의 공급자로부터 이용가능하다. 아르론 CPL 제품은 낮은 유전상수와 실질적으로 낮은 물 흡수성 때문에 라미네이트에 기초한 폴리이미드 필름이 바람직하다.
접착층(30, 62)은 0.002 내지 0.005 인치의 두께를 구비한 쓰리엠 코퍼레이션의 VHB(상표명)와 같은 아크릴 감압 전달 접착제(pressure-sensitive transfer adhesive)일 수 있다. 또한, 다른 아크릴 접착 시스템이 습식 적용 시스템을 포함하여 사용될 수 있다. 본 발명은 아크릴 접착 시스템이 바람직하지만 이 아크릴 접착 시스템의 사용에 한정되는 것은 아니다. 감압 접착제(PSA)의 사용은 접지층(35)으로의 스택(34)의 조립을 용이하게 하기 위한 접착층(32)으로 바람직하다.
비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)은 폴리에스테르 재료에 한정되는 것은 아니며, 발포 코어층(28)과 구리박(60) 사이에 불침투성 폴리머막으로서 작용하는 비교적 낮은 습도와 RF 에너지 흡수성을 구비한 어떠한 적절한 저가 플라스틱재일 수 있다. 또한, 플라스틱재는 프린팅 및 에칭을 위해 매끄러운 표면을 제공하여야 하며 PCB 산업에서의 전형적 화학 처리에 의해 발포(28) 표면의 침투에 배리어로서 작용한다. 비교적 얇은 캐리어 유전체층(27)의 사용은 복사체 소자(24)를 상호연결하는 요구된 급전 회로(26)의 도전 패턴의 제조에서 표준 PCB 처리의 이용을 용 이하게 하며, 종래의 아크릴 접착 시스템을 이용하여 발포 코어층(28)에 쉽게 접합될 수 있어 저가 안테나의 구성에 있어서 주요 소자이다. 발포 코어층(26)은 가요성일 수 있으며 또는 소망 평면 또는 비평면 구성으로 몰딩 또는 절단될 수 있다.
도 6 및 도 7은 서로 접합되어 접지층(35)상에 장착된 조립된 스택(22, 34)과 층(28, 30, 32)을 구비하지만 레이돔 커버(42)는 없는 부분적으로 조립된 안테나 구조체(40)를 도시한다.
본 발명의 제 2 안테나 어레이(70)는 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 안테나 어레이(20)와 실질적으로 동일한 스택(34)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 스택(34)의 층에 부가하여, 안테나(70)는 스택(22)과 유사하며, 접착층에 의해 얇은 캐리어 유전체층(74)상에 형성되거나 또는 이에 접착된 무급전 복사체 소자 또는 패치(72)를 구비한 스택(71)을 포함한다(도 11에 도시됨). 무급전 복사체 소자 또는 패치(72)는 무급전 복사체 소자 또는 패치(72)가 없는 유사한 안테나 어레이 설계와 비교하여, 안테나 어레이(20)의 동작 대역폭을 증가시키기 위해 구동 복사체 소자 또는 패치(24)가 사용될 수 있다. 얇은 캐리어 유전체층(74)은 얇은 캐리어 유전체층(27)과 동일할 수 있다. 복사체 소자(72)는 소자(24)중의 대응하는 하나에 무급전 결합될 수 있다. 소자(72)는 어떠한 급전 회로를 포함하지 않으며, 각각의 소자(24, 72) 사이의 소망 무급전 결합을 위해 소정 간격과 동일한 두께를 갖는 다른 유전체층(76)에 의해 스택(22)으로부터 소정 간격 이격되어 있다. 유전체층(76)은 접착층(78)에 의해 스택(71)으로 접합 또는 접착된다. 또한, 복사체 소자(72)는 층(74, 78) 없이 유전체층(76)에 직접 접합될 수 있다. 층(76)은 소망 크 기로 몰딩 또는 절단될 수 있는 종래의 확장 폴리스티렌 재료로 형성될 수 있다. 층(76)의 바람직한 실시예는 비교적 낮은 밀도값을 구비하며 실질적으로 균일한 두께값을 갖는 단일 피스 밀폐 셀 발포이다. 그 후, 유전체층(76)은 접착층(80)에 의해 스택(22)의 상부에 접합된다. 추가 캐리어 유전체층(74), 유전체상의 소자(72), 유전체층(76)을 구비한 스택(71)과 스택(34)은 전술한 바와 같이 도전 트레이(35)상에 장착되는 다른 샌드위치 조립체 또는 스택(82)을 형성한다.
또한, 도전 트레이(35)상의 스택(82)은 전술한 도 3에 도시한 구성요소와 동일 구성요소로 도 9에 도시된 바와 같이 안테나 구조체(40)내에 장착된다. 추가 2개 층(74, 76), 2개 안테나 구조체(20, 70)는 동일 및 동일할 수 있다.
스택 또는 샌드위치(82)는 도 10에 부분확대 사시도로 도시되어 있다. 복사체(24)와 급전 회로(26)를 구비한 금속 스택(22)은 스택(71)과 층(76)과 조합하여 더욱 명확하게 도시되어 있다. 층(28)과 접지층(35)은 단부캡(44)이 장착되는 한쌍의 구멍(50)을 각각 포함한다. 구멍(50)은 샌드위치(82)가 제조되어 도전 트레이(35)상에 장착될 때 층을 서로 정렬하는데 이용될 수 있다.
또한, 스택(82)은 도 11의 단면 확대도에 있어서 도전 트레이(35)와 함께 도시되어 있다. 층들은 축적으로 도시되어 있지 않다. 또한, 유전체층(74)은 금속층(도시되지 않음)으로부터 패턴화된 무급전 복사체(72)로부터 분리되어 도시되어 있다. 금속층 또는 형성된 복사체(72)는 접착층(73)에 의해 캐리어 유전체층(74)에 접합된다. 바람직한 일실시예에 있어서, 금속층(72)은 층(60)과 같은 구리 박막일 수 있다. 또한, 캐리어 유전체층(74)은 층(27)과 같이 약 0.003 내지 0.005 인치의 두께를 구비한 비교적 얇은 저손실 폴리에스테르 재료일 수 있다. 유전체층(76)은 저손실과 낮은 유전상수 및 약 0.375 인치의 두께를 구비한 밀폐 셀 폴리스티렌일 수 있다. 접착층(73, 78, 80)은 약 0.002 내지 0.005 인치의 두께를 갖는 종래의 감압 접착제이다, 다른 실시예에 있어서, 금속층(72)은 0.05 인치의 두께를 구비한 알루미늄, 황동 또는 구리의 레이저-절단 또는 다이-절단 시트일 수 있다. 그 후, 개개의 복사체 패치(72)는 캐리어 층(74)에 접합되거나 또는 유전체층(76)에 직접 접합될 수 있다. 개개의 패치가 형성되면, 패치(72)는 특정 안테나 적용에 대한 적절한 두께로 형성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 서로 접합되어 접지층(35)상에 장착된 조립된 스택(82)과 층(22, 28, 74, 76)을 구비하지만 레이돔 커버(42)는 없는 부분적으로 조립된 안테나 구조체(70)를 도시한다.
도 14A, 도 14B, 도 14C, 도 15 및 도 16은 안테나 어레이(70)를 형성하는 레이돔 안테나 구조체(40)내의 조립된 스택(82)을 각각 도시한다.
도 17 내지 도 20은 비평면인 안테나 어레이 실시예 또는 비평면인 안테나 어레이의 일부를 각각 도시한다. 이들 설계는 가요성을 갖거나 또는 평면 시트로부터 형성될 수 있는 발포 코어(28)용 재료를 이용하여 설비된다.
도 17은 본 발명의 곡면 안테나 어레이(90)의 실시예의 사시도이다. 유전체층(27, 28)은 압축성(compressible) 및 순응성(conformable) 발포재와 같은 가요성 재료로 형성될 수 있으며 몰딩 또는 절단될 수 있다. 이러한 안테나 어레이의 일 예로서, 어레이(90)는 원통형 기판 또는 접지층(92)상에 형성되며, 다수의 복사체 (24)를 갖는 한쌍의 안테나(20)를 형성하는 2개의 스택(34)을 포함한다. 안테나(20)를 원통형 또는 곡면 기판(92)상에 형성하는 것에 의해, 안테나(20)는 실질적으로 360도 커버리지를 제공한다. 구조체(40)(도시되지 않음)와 같은 레이돔 구조체는 감소된 크기와 중량을 가지며 더욱 미적인 안테나 구조체를 형성하기 위해 어레이(90) 위에 장착될 수 있다. 그 후, 어레이(90)는 셀 타워(14)(도시되지 않음)상에 또는 위에 장착될 수 있다.
도 18은 도 17의 안테나(20)중의 하나의 일부를 구비한 어레이(90)의 부분확대 사시도이다. 또한, 어레이(90)는 레이돔 없이 이용할 수 있지만, 특정 적용을 위해 보호 코팅 또는 다른 형태의 커버를 포함할 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 실시예에서의 원통의 길이를 따라 놓여진 어레이(90)의 면을 가로지르는 방향에 있어서 안테나의 곡면부는 원통(92)을 둘러싼다. 안테나 트레이(90)는 어레이 주 크기를 따른 직선형이다. 곡면부를 갖는 안테나 어레이(90)의 이 특정 실시예에 있어서, 개개의 안테나 어레이 복사체(24)는 동일 방향으로 배향되어 있다. 이 배열은 원방(far-field) 패턴 특성을 예상할 때 어레이의 구성으로부터 개개의 복사체의 구성을 분리하기에 적합한 조건을 제공한다. 도 17 및 도 18의 이들 특정 실시예에 있어서, 곡면부의 목적은 어레이의 평면을 가로지르는 면내에 패턴을 형상화하고 중앙 장착 구조체를 둘러싸는 다중 안테나 어레이의 콤팩트한 배열을 제공하는 것이다. 2이상의 안테나 어레이에 대해, 신호 인터페이스는 섹터 커버리지에 대해 각 어레이를 분리할 수 있거나 또는 각 어레이에 대응하는 신호는 와이드 섹터(wide sector) 또는 옴니-방향성(omni- directional) 커버리지에 조합될 수 있다.
도 19A 및 도 19B는 어레이를 따라 곡면 안테나 어레이(100)의 사시도이다. 도 19A는 어레이(100)가 원통형 기판형상(102)에 순응하는 실시예를 도시하며, 도 19B는 어레이(100')가 원통형 기판(102)의 균일 곡면부에 대해 비균일 곡면부를 가지는 실시예를 도시한다. 이 특정 실시예에 있어서, 개개의 어레이 복사체(24)는 다른 방향으로 배향되어 있다. 이 일반적인 조건은 와이드 섹터 또는 옴니-방향성 커버리지에 커버리지를 제공하는데 유용하다. 형상화된 패턴은 비균일 증폭값 및/또는 상대위상값을 구비한 개개의 복사체(24)로 신호를 분배하는 것에 의해 가능하다.
도 20은 기지국 환경에서의 본 발명의 한쌍의 곡면 안테나 어레이(110)의 이용을 도시한다. 도 20은 각 어레이에 비평면 부분(112)를 가지는 2개의 어레이(110)를 도시한다. 어레이(110)는 장착 구조체의 측면에 커버리지를 제공하며, 장착 구조체 위를 향하는 에너지의 일부를 제공한다. 이는 지면으로부터 항공기와의 통신을 위해 개방되는 형상화된 빔 커버리지를 제공하는데 중요하며, 가장 큰 안테나 방향성은 수평에 가까우며, 장착 구조체에 대한 정점으로의 연속적인 커버리지를 제공하기 위해 필요하다. 어레이(110)는 셀 타워(14')의 상부상에 장착될 수 있으며, 도 1의 곡면 안테나(18)에 도시된 바와 같이 셀 타워(14') 위의 대상물에 커버리지를 제공하도록 아치형 상단부(112)를 포함한다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 안테나 어레이의 제 1 실시예를 제조하기 위한 방법(120)이 도시되어 있다. 도 5를 참조하여, 안테나(20)를 제조하는 실시예가 첫번째로 기술될 것이다. 단계 122에서, 접착층(62)을 이용하여 금속층(60)이 캐리어 유전체층(27)에 첫번째로 접합된다. 그 후, 단계 124에서 접착층(30)을 이용하여 캐리어 유전체층(27)이 발포 코어 유전체층(28)에 접합된다. 유전체층(27)은 층(60)을 위해 얇은 캐리어 층이며, 층(28)은 복사체(24)의 바람직한 동작을 위한 소망 유전 간격 또는 두께를 제공한다.
그 후, 단계 126에서 스택 또는 샌드위치(34)를 형성하기 위해 접착층(32)이 유전체층(28)에 접합된다. 바람직하게는, 접착층(32)은 층(28)에 대향하는 해제층(도시되지 않음)을 구비한 이중면 유전체 테이프이다. 그 후, 단계 128에서 소망 복사체 패턴을 에칭하는 것에 의해 안테나 전기 소자, 복사체(24) 및 회로(26)가 층(60)에 형성되며, 에칭 단계 후에 종래의 방식으로 스택(34)을 트리밍하는 단계를 포함한다. 그 후, 단계 130에서 해제층이 제거된 접착층(32)을 이용하여 이미 형성된 복사체(24)와 회로(26)를 구비한 스택(34)이 접지층(35)에 접합된다. RF 커넥터(46)는 도전 트레이(35)에 기계적으로 부착되며, 그 후 바람직한 전기 연결부를 형성하도록 금속층(60)에 납땜된다. 선택적인 단계 132에서 도 3에 도시된 바와 같이, 나머지 기계 소자는 최종 보호 커버 또는 레이돔 조립체(40)를 완성한다. 전기 소자(24, 26)는 단계 122 후에 형성될 수 있다.
도 22를 참조하면, 본 발명의 안테나 어레이의 다른 실시예를 제조하는 방법(140)이 도시되어 있다. 도 11을 참조하여, 안테나(70)를 제조하는 실시예가 기술될 것이다. 상기 방법(120)의 단계 122 내지 단계 130는 단계 140에서 반복될 수 있다. 단계 142에서, 접착층(62)을 이용하여 금속층(60)이 캐리어 유전체층(27)에 접합된다. 그 후, 단계 144에서 접착층(30)을 이용하여 캐리어 유전체층(27)이 발포 코어 유전체층(28)에 접합된다. 그 후, 단계 146에서 스택(34)을 형성하기 위해 접착층(32)이 발포 코어 유전체층(28)에 접합된다. 바람직하게는, 접착층(32)은 발포 코어층(28)에 대향하는 해제층(도시되지 않음)을 구비한 이중면 유전체 테이프이다. 그 후, 단계 148에서 소망 복사체 패턴을 에칭하는 것에 의해 안테나 전기 소자, 복사체(24) 및 회로(26)가 층(60)에 형성되지만, 안테나 전기 소자(24, 26)는 또한 단계 142 후에 형성될 수 있다. 그 후, 단계 150에서 접착층(32)을 이용하여 이미 형성된 복사체(24)와 회로(26)를 구비한 스택(34)이 도전 트레이(35)에 접합된다.
제 1 선택적 실시예와 같이, 무급전 소자(72)를 형성하기 위해 단계 152에서 접착층(73)을 이용하여 금속층이 얇은 캐리어 유전체층(74)에 접합되어 스택(71)을 형성할 수 있다. 단계 154에서 무급전 소자는 개개의 복사체 패치(72)를 형성하기 위해 금속층에서 에칭될 수 있다. 그 후, 단계 156에서 잡착층(78)을 이용하여 캐리어 유전체층(74)을 구비한 스택(710이 유전체층(76)에 접합된다. 그 후, 단계 158에서 접착층(80)을 이용하여 스택(22)상의 대응 복사체(24)의 상부에 층(76)을 접합하는 것에 의해 유전체층(76)이 스택(34)에 접합된다. RF 커넥터(46)는 도전 트레이(35)에 기계적으로 부착되며, 그 후 바람직한 전기 연결부를 형성하도록 금속층(60)에 납땜된다. 전술한 바와 같이, 선택적인 단계 160에서 도 9에 도시된 바와 같이, 나머지 기계 소자는 최종 보호 커버 또는 레이돔 조립체(40)를 완성한다.
다른 선택적 실시예에 있어서, 복사체(72)는 유전체층(76)상에 직접 접합될 수 있으며, 캐리어 유전체층(74)과 에칭 단계 154는 생략된다. 이 실시예에 있어서, 단계 150에 이어서 단계 162에서 복사체(72)는 개개의 복사체를 형성하기 위해 레이저 또는 다이-절단된다. 그 후, 단계 164에서 소자(72)는 유전체층(76)에 개별적으로 접합된다. 나머지 단계는 전술한 바와 같이, 단계 158 및 선택적 단계 160과 동일하다.
전술한 바와 같이, 접지층은 금속층(60)과 같은 다른 금속박일 수 있으며 경질 금속 지지 도전 트레이(35)를 생략한다. 이 실시예에 있어서, 접지층 박을 구비한 스택(34 또는 82)은 도 23 내지 도 25에 도시된 바와 같이 레이돔(170)과 같은 비도전 지지체에 의해 지지된다. 레이돔(170)은 다중 부품을 용접 또는 기계적 조립으로 형성하며, 도시된 바와 같이 일체 압출 유닛 또는 단일 피스로 형성될 수 있다. 스택(34 또는 82)을 위한 지지체는 어떠한 수의 구성요소로 형성될 수 있지만 레이돔(170)은 레이돔(170)의 대향 측벽(176, 178)에 형성된 한쌍의 대향 슬롯(172, 174)을 포함한다. 측벽(176, 178)은 아치 형상이지만 평면 또는 다른 형상일 수 있는 상부 커버(180)를 형성한다. 바닥부(182)는 평면 형상으로 도시되어 있지만 다른 형상일 수 있다. 스택(82)은 슬롯(172, 174)으로 레이돔(170)에 장착된다. 바람직하게는, 금속박 배면(35)를 구비한 스택(34 또는 82)은 레이돔(170)내로 슬라이딩되어(도 25에 도시됨), 그 후 개구단부는 단부캡(44)(도시되지 않음)과 유사한 단부캡으로 밀폐된다. 바닥부(182)는 스택(34 또는 82)을 지지하기 위해 바닥부에 장착되거나 또는 이에 형성된 하나 이상의 지지체(184)를 포함할 수 있다(도면에서 한쌍으로 도시됨).
전술한 바와 같이, 본 발명의 저가 안테나 어레이는 인쇄회로기판 제조기술에 적합한 저가의 개개의 구성요소를 이용하여, 단시간에 조립될 수 있거나 또는 조립후에 소망 성능을 달성하기 위한 조정을 요구하지 않는다.
본 발명은 다수의 바람직한 실시예로서 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술사상의 일탈없이 다양한 변형 및 변경을 실시할 수 있다. 예를 들면, 소자(72)를 갖는 단지 하나의 무급전 구조체(76)가 안테나(70)에 장착되는 것이 도시되었지만, 하나 이상의 추가적인 무급전 구조체가 안테나(70)의 상부에 장착될 수 있다. 발포 코어층(28)과 발포 층(76)은 단일 구조체로 도시되었지만, 가열 또는 자외선 기술과 같은 용접에 의해 2이상의 발포 코어층을 다중층 또는 라미네이트 구조체로 형성할 수 있다. 또한, 발포 코어층(28)과 발포 층(76)이 곡면 접지층으로 이용될 때 연속 곡면부보다는 구분 선형(piece-wise linear) 또는 평면부의 구성에 의해 "곡면" 형상으로 될 수 있다. 따라서, 발포 코어층(28)과 발포 층(76)은 실질적으로 연속적으로 곡면 접지층 표면부를 위해 구분 선형 또는 평면형상일 수 있다.

Claims (52)

  1. 다수의 층을 갖는 안테나 어레이에 있어서,
    다수의 안테나 전기 복사체 소자 및 급전 소자가 형성된 금속층,
    상기 금속층 아래에 형성된 얇은 제 1 캐리어 유전체층,
    상부면과 하부면을 가지며, 상기 상부면이 상기 얇은 제 1 유전체층 아래에 형성된 발포 코어층 및
    상기 발포 코어층의 하부면상에 형성되며, 금속 접지층에 접합되는 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 얇은 제 1 유전체층에 접착식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 얇은 제 1 유전체층은 상기 발포 코어층에 접착식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 얇은 금속층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이를 밀봉하여 상기 층들을 지지하기 위한 비도전성 레이돔 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 층들은 서로 접착식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하는 레이돔 커버 구조체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부는 곡면 접지층상에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 각각은 상기 곡면 접지층에 순응하도록 가요성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 발포 코어층은 상기 곡면 접지층을 고정하기 위해 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 경질 지지 금속층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층 위에 형성된 적어도 제 2 유전체층을 추가로 포함하며,
    상기 제 2 유전체층의 상부면 위에 다수의 무급전 복사체 소자가 형성되며,
    상기 무급전 복사체 소자는 상기 금속층내의 대응 복사체와 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 무급전 복사체 소자는 얇은 제 2 캐리어 유전체층의 상부면 위에 형성되며, 상기 얇은 제 2 캐리어 유전체층은 상기 제 2 유전체층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 층들은 서로 접착식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하는 레이돔 커버 구조체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 얇은 금속 접지층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하여 상기 안테나 층들을 지지하기 위한 비도전성 레이돔 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부는 곡면 접지층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 각각은 상기 곡면 접지층에 순응하도록 가요성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 발포 코어층은 상기 곡면 접지층을 고정하기 위해 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 경질 지지 금속층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  22. 다수의 층을 갖는 안테나 어레이에 있어서,
    다수의 안테나 전기 복사체 소자 및 급전 소자가 형성된 금속층,
    상기 금속층 아래에 형성된 얇은 제 1 캐리어 유전체층,
    상부면과 하부면을 가지며, 상기 상부면이 상기 얇은 제 1 캐리어 유전체층 아래에 형성된 발포 코어층,
    상기 금속층위에 형성된 적어도 하나의 제 2 유전체층 및
    얇은 제 2 캐리어 유전체층의 상부면상에 형성된 다수의 무급전 복사체 소자를 포함하며,
    상기 다수의 무급전 복사체 소자는 상기 금속층내의 대응 복사체와 전기적으로 결합되며,
    상기 얇은 제 2 캐리어 유전체층은 상기 제 2 유전체층 위에 형성되며,
    상기 층들은 서로 접합되어 스택을 형성하며,
    상기 스택의 상기 발포 코어층의 하부면상에 접합층이 형성되며, 상기 스택은 상기 접합층에 의해 금속 접지층에 접합되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하는 레이돔 커버 구조체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 얇은 금속 접지층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하여 상기 안테나 층들을 지지하기 위한 비도전성 레이돔 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부는 곡면 접지층상에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 각각은 상기 곡면 접지층에 순응하도록 가요성 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 발포 코어층은 상기 곡면 접지층을 고정하기 위해 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 금속 접지층은 경질 지지 금속층인 것을 특징으로 하는 안테나 어레이.
  30. 안테나 어레이 제조방법에 있어서,
    상부면 및 하부면을 갖는 발포 코어층을 형성하는 단계,
    상기 발포 코어층의 상기 상부면에 얇은 제 1 캐리어 유전체층을 접합하고, 상기 얇은 제 1 캐리어 유전체층 위에 금속층을 접합하는 단계,
    상기 발포 코어층의 하부면상에 접합층을 공급하는 단계,
    상기 금속층내에 다수의 복사체 소자와 급전 소자를 에칭하는 단계 및
    금속 접지층을 형성하여, 상기 발포 코어층, 상기 얇은 제 1 캐리어 유전체층 및 상기 금속층을 구비한 상기 접합층을 상기 금속 접지층에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    레이돔 커버내에 상기 안테나 층들을 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    얇은 금속층으로 상기 금속 접지층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하여 상기 안테나 층들을 지지하기 위한 비도전성 레이돔 커버를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  34. 제 30 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부를 곡면 접지층상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    가요성 재료로 상기 다수의 안테나 층의 각각을 형성하고, 상기 안테나 층들을 상기 곡면 접지층에 순응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어 레이 제조방법.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 곡면 접지층을 고정하는 곡면 형상으로 상기 발포 코어층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  37. 제 30 항에 있어서,
    상기 안테나 층들에 대해 경질 지지 금속층으로 상기 금속 접지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  38. 제 30 항에 있어서,
    상기 금속층상에 적어도 하나의 제 2 유전체층을 접합하고,
    상기 금속층내에 형성된 대응 복사체 소자와 결합되는 상기 제 2 유전체층의 상부면상에 다수의 무급전 복사체 소자를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    얇은 제 2 캐리어 유전체층의 상부면상에 상기 다수의 무급전 복사체 소자를 형성하고, 상기 얇은 제 2 캐리어 유전체층을 상기 제 2 유전체층에 접합하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    레이돔 커버 구조체내에 상기 안테나 층들을 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부를 곡면 접지층상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    가요성 재료로 상기 다수의 안테나 층의 각각을 형성하고, 상기 안테나 층들을 상기 곡면 접지층에 순응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  43. 제 41 항에 있어서,
    상기 곡면 접지층을 고정하는 곡면 형상으로 상기 발포 코어층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  44. 제 38 항에 있어서,
    상기 안테나 층들에 대해 경질 지지 금속층으로 상기 금속 접지층을 형성하 는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  45. 안테나 어레이 제조방법에 있어서,
    상부면 및 하부면을 갖는 발포 코어층을 형성하는 단계,
    상기 발포 코어층의 상기 상부면에 얇은 제 1 캐리어 유전체층을 접합하고, 상기 얇은 제 1 캐리어 유전체층 위에 금속층을 접합하는 단계,
    상기 발포 코어층의 하부면상에 접합층을 공급하는 단계,
    상기 금속층내에 다수의 복사체 소자와 급전 소자를 에칭하는 단계,
    금속 접지층을 형성하여, 상기 발포 코어층, 상기 얇은 제 1 캐리어 유전체층 및 상기 금속층을 구비한 접합층을 상기 금속 접지층에 접합하는 단계,
    상기 금속층 복사체와 급전 소자상에 적어도 하나의 제 2 유전체층을 접합하는 단계 및
    상기 제 2 유전체층의 상부면상에 다수의 부급전 복사체 소자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    레이돔 커버내에 상기 안테나 층들을 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  47. 제 45 항에 있어서,
    얇은 금속층으로 상기 금속 접지층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 안테나 층들을 밀봉하여 상기 안테나 층들을 지지하기 위한 비도전성 레이돔 커버를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  49. 제 45 항에 있어서,
    상기 다수의 안테나 층의 적어도 일부를 곡면 접지층상에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  50. 제 49 항에 있어서,
    가요성 재료로 상기 다수의 안테나 층의 각각을 형성하고, 상기 안테나 층들을 상기 곡면 접지층에 순응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 곡면 접지층을 고정하는 곡면 형상으로 상기 발포 코어층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
  52. 제 45 항에 있어서,
    상기 안테나 층들에 대해 경질 지지 금속층으로 상기 금속 접지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 어레이 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022197162A1 (ko) * 2021-03-19 2022-09-22 삼성전자 주식회사 안테나 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치

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