KR20100039264A - 반사기 어레이 및 이러한 반사기 어레이를 포함하는 안테나 - Google Patents

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Abstract

반사기 어레이는 급격한 천이 (abrupt transition) 가 없는 반사면을 형성하는 복수의 개별 방사 요소들을 포함하고, 다음을 특징으로 한다:
- 반사면의 각 방사 요소는, 패턴으로 지칭되는, 미리 결정된 연속적인 방사 요소들의 세트로부터 선택되고,
- 패턴의 제 1 요소 (1) 및 최종 요소 (9) 는 하나 및 동일한 위상, 모듈로 360°에 대응하며, 동일하고,
- 패턴의 방사 요소들 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 은 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 변하는, 금속 패치 유형 및/또는 방사 어퍼처 유형의 방사 구조를 갖고, 방사 구조에서의 변화는, 적어도 하나의 금속 패치 (25) 및/또는 적어도 하나의 어퍼처 (27) 의 단계적 성장의 연속, 및 어퍼처 (27) 내의 적어도 하나의 금속 패치 (25) 및/또는 금속 패치 (25) 내의 적어도 하나의 어퍼처 (27) 의 양상을 포함한다.
반사기 어레이, 방사 요소, 슬롯, 천이

Description

반사기 어레이 및 이러한 반사기 어레이를 포함하는 안테나{REFLECTOR ARRAY AND ANTENNA COMPRISING SUCH A REFLECTOR ARRAY}
본 발명은 반사기 어레이 안테나의 반사기 어레이에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 통신 위성과 같은 우주선 상에 탑재된 안테나 또는 위성 통신이나 방송 시스템을 위한 지상 단말기의 안테나에 적용된다.
도 1 의 예에 나타난 바와 같은 반사기 어레이 (reflector array) (또는, "반사어레이 (reflect array)") 안테나 (10) 는 1 또는 2 차원 어레이 (11) 내에 어셈블링되고 안테나 (10) 의 방향성 및 이득을 증가시키는 것을 가능하게 하는 반사면 (14) 을 형성하는 개별 방사 요소들 (12) 의 세트를 포함한다. 또한 개별 셀이라 지칭된, 금속 패치 (patch) 및/또는 슬롯 유형의 반사기 어레이의 개별 방사 요소는 예를 들어, 선택된 방사 패턴을 획득하도록 설정되는 에칭된 패턴의 기하학적 치수 (패치 또는 슬롯의 길이 및 폭) 와 같은 가변 파라미터들을 갖는다. 도 2 의 예에 도시된 바와 같이, 개별 방사 요소 (12) 는 방사 슬롯들로 채워지고 λg/10 과 λg/6 사이의 통상적인 거리 만큼 금속 그라운드면으로부터 분리된 금속 패치를 구비할 수 있고, 여기서 λg 는 공간 매체 내에서 가이드된 파장이다. 이 공간 매체는 유전체일 수도 있지만, 또한 벌집 유형의 세퍼레이터 (separator) 및 미세한 두께의 유전체 스킨 (skin) 의 대칭적인 레이아웃에 의해 생성된 복합 샌드위치 (composite sandwich) 일 수 있다. 안테나 (10) 를 효율적으로 하기 위해, 개별 셀이 대역폭의 상이한 주파수에 대해 입사파 상에 생성되는 위상 시프트를 정확하게 제어할 수 있는 것이 필수적이다. 또한, 반사기 어레이의 제조 방법은 가능한 한 간단해야 한다.
반사기 어레이 내의 방사 요소의 레이아웃은 큰 주의를 요한다. 적어도 대략, 반사기 어레이의 반사 특성 (통상적으로, 0.65 λ 보다 적은, 바람직하게는 0.5 λ 와 동일한, 여기서 λ 는 자유 공간에서의 파장) 을 정의하는 강한 주기성이 관찰되어야 한다. 후술되는 바와 같이, 주기성이 더 클수록 효율성이 더 좋아진다. 그러나, 현재 알려진 반사기 어레이는 주요한 문제점을 나타낸다.
반사기 어레이를 형성하기 위해 서로에 관한 개별 방사 요소의 레이아웃은 소정의 커버리지를 생성하도록 선택되는 포인팅 방향에서 소정의 방사 패턴을 획득하도록 합성된다. 도 3a 는 안테나에 대하여 수평 방향으로 포인팅된 방향성 빔을 획득하는 것을 가능하게 하는 종래 기술에 따른 반사기 어레이 안테나의 방사 요소들의 예시적인 배열을 나타낸다. 반사기 어레이의 평탄도 및 어레이의 각 방사 요소로 주 공급부 (primary feed; 13) 에 의해 출사된 파동의 경로 길이에서의 차이 때문에, 주 공급부 (13) 로부터 기원하는 입사파에 의한 반사기 어레이의 밝기는 반사면 위에 전자기장의 위상 분포를 생성한다. 그러므로 방사 요소의 치수는, 입사파의 상대적인 위상을 보상하는 위상 시프트로 입사파가 어레이 (11) 에 의해 반사되도록 정의된다. 그러므로, 방사 요소 (12) 는 유사한 요소들에 의해 전부 둘러싸이지는 않고 하나의 방사 요소에서부터 다른 방사 요소로의 천이가 더 클수록 위상 변화가 더 빠르다.
이의 결과로서, 2 가지 문제점이 존재한다: 먼저, 무한의 주기성을 가정하는 방사 요소의 전기적 특성을 계산하는 것으로 이루어지는 표준 근사법 (standard approximation) 은 이들 요소들에 더 이상 유효하지 않다. 또한, 개별 방사 요소 (12) 의 배열의 의사-주기성 (pseudo-periodicity) 이 깨지는 이들 영역에서 회절 현상이 나타난다. 전기장의 진폭이 주 공급부 (13) 로부터의 빔의 폭에 관련되어 에포다이즈된 (apodized) 분포를 따르는 것으로 가정되더라도, 전체로서 반사기 어레이 (11) 위에 방사된 전기장의 측정된 분포는 진폭이 줄어드는 영역들을 나타내고, 이는 이들 강한 천이의 위치에 정확히 대응한다. 반사기 어레이의 메시 (mesh) 크기가 클수록 이 회절이 더 크게 된다. 이는 부차적인 로브 (secondary lobe) 레벨에서의 증가를 초래하고, 이는, -20　dB 미만으로 유지되더라도, 연관된 안테나 (10) 의 방향성의 열화를 생성하며, 이는 전기통신 안테나에서 용인될 수 없는 것이다.
본 발명의 목적은 반사면 상의 방사 요소의 주기성에 강한 브레이크 (break) 를 도입하지 않고 이에 따라 방사 패턴에서의 교란을 감소시키는 것을 가능하게 하는 반사기 어레이를 제안함으로써 이들 결점을 개선하고, 이러한 반사기 어레이를 포함하는 어레이 안테나의 방향성을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 방사 요소에 의해 반사된 파동의 위상을 변화시키는 가능성을 증가시키는 한편 천이의 수를 감소시키는 것을 가능하게 하는 반사기 어레이를 제안하는 것이다.
본 발명의 마지막 목적은 단순하고 컴팩트한 방사 구조를 갖는 개별 방사 요소를 포함하는 반사기 어레이를 제안하는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 대상물은, 서로 나란히 배열되며, 급격한 천이가 없고, 소정의 커버리지를 제공하기 위해 선택된 위상 변화 법칙에 따라 입사파를 반사시킬 수 있는 반사면을 형성하는 복수의 개별 방사 요소들을 포함하는 반사기 어레이이고, 다음을 특징으로 한다:
- 개별 방사 요소들은 평면 기술 (planar technology) 을 이용하여 생성되고,
- 반사면의 각 방사 요소는, 패턴으로 지칭되는, 미리 결정된 연속적 방사 요소들의 세트로부터 선택되고, 이 패턴은 패턴의 제 1 요소와 최종 요소 사이에서 적어도 360°의 단계적 위상 변화를 생성할 수 있고,
- 패턴의 제 1 요소 및 최종 요소는 하나의 동일한 위상, 모듈로 (modulo) 360°에 대응하고, 동일하며,
- 패턴의 방사 요소들은 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 변하는, 금속 패치 유형 및/또는 방사 어퍼처 유형의 방사 구조를 갖고, 방사 구조에서의 변화는 적어도 하나의 금속 패치 및/또는 적어도 하나의 어퍼처의 단계적인 성장의 연속, 및 어퍼처 내의 적어도 하나의 금속 패치 및/또는 금속 패치 내의 적어도 하나의 어퍼처의 양상을 포함한다.
예를 들어, 어퍼처는 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 증가하는 전기적 길이를 갖는 환상 슬롯일 수도 있고, 금속 패치는 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 변하는 폭을 갖는 금속 링일 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, 패턴은:
- 완전한 금속 패치가 획득될 때까지 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 금속 링의 폭이 단계적으로 증가하는 내부 어퍼처의 한계를 정하는 금속 링을 포함하는 수개의 연속적인 제 1 방사 요소들, 및
- 내부 금속 패치가 사라지고 금속 링이 획득될 때까지 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 환상 슬롯의 폭이 단계적으로 증가하는 내부 금속 패치 및 적어도 하나의 환상 슬롯을 포함하는 수개의 연속적인 제 2 방사 요소들을 포함한다.
유리하게, 이 패턴은 적어도 하나의 금속 패치 및 이 금속 패치 내에 형성된 2 개의 동심형 환상 슬롯을 포함하는 적어도 하나의 방사 요소를 포함할 수도 있다.
유리하게, 이 패턴은 금속 패치 및 이 금속 패치 내에 형성된 수개의 동심형 환상 슬롯을 포함하는 수개의 방사 요소들을 포함할 수도 있고, 방사 요소들의 환 상 슬롯들 중 적어도 하나는 다른 인접한 방사 요소에 대하여 변하는 전기적 길이를 갖는다.
유리하게, 이 패턴은 완전한 금속 패치를 포함하는 방사 요소 및 금속 패치 및 금속 패치 내에 형성된 수개의 동심형 환상 슬롯을 포함하는 수개의 연속적 방사 요소들을 포함할 수도 있고, 환상 슬롯은 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 독립적으로 또는 동시에 변하는 길이를 갖는다.
유리하게, 이 패턴은 환상 슬롯 또는 수개의 동심형 환상 슬롯, 및 적어도 하나의 환상 슬롯 내에 배치된 적어도 하나의 단락 회로 수단 및/또는 용량성 수단을 포함하는 적어도 하나의 방사 요소를 포함할 수도 있고, 이 단락 회로 수단 및/또는 용량성 수단은 슬롯의 전기적 길이를 변하게 한다.
단락 회로 수단은 일 포인트에서 그리고 미리 결정된 길이에 걸쳐 슬롯을 분할하는 금속배선, 또는 마이크로스위치일 수 있다.
유리하게, 패턴의 각 방사 요소는 적어도 하나의 마이크로스위치를 포함할 수도 있고, 각 마이크로스위치는 미리 결정된 포인트에서, 그리고 선택된 열림 또는 닫힘 상태로 환상 슬롯 내에 배치되고, 환상 슬롯들 모두는 동일한 폭을 갖는다.
유리하게, 이 패턴은 수개의 동심형 환상 슬롯을 포함하는 수개의 연속적 방사 요소를 포함할 수도 있고, 방사 요소들 모두는 환상 슬롯 내의 동일한 포인트에 위치한 동일한 수의 마이크로스위치를 포함하고, 패턴의 모든 방사 요소들의 마이크로스위치는 상이한 상태로 구성되며, 마이크로스위치의 상태는 하나의 방사 요소 에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 변한다.
바람직하게, 방사 요소는 육각형 및 2 개의 직교하는 브랜치를 갖는 십자가 형상으로부터 선택된 기하학적 형상을 갖는다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 반사기 어레이를 포함하는 반사기 어레이 안테나에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 반사면 상의 방사 요소의 주기성에 강한 브레이크를 도입하지 않고 이에 따라 방사 패턴에서의 교란을 감소시키는 것을 가능하게 하는 반사기 어레이를 얻을 수 있고, 이러한 반사기 어레이를 포함하는 어레이 안테나의 방향성을 향상시킬 수 있다.
또한, 방사 요소에 의해 반사된 파동의 위상을 변화시키는 가능성을 증가시키는 한편 천이의 수를 감소시키는 것을 가능하게 하는 반사기 어레이를 얻을 수 있으며, 단순하고 컴팩트한 방사 구조를 갖는 개별 방사 요소를 포함하는 반사기 어레이를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 피처 (feature) 및 이점들은 첨부된 개략의 도면들을 참조하여 순수하게 예시 및 비제한의 예의 방식으로 주어진 이하의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1 은 후술되는 바와 같이 최적화된 반사기 어레이 (11) 를 포함하고, 입사파를 이용하여 반사기 어레이 (11) 를 조명하기 위해 주기적 반사면 (14) 및 주 공급부 (13) 를 형성하는 반사기 어레이 안테나의 예를 나타낸다.
도 2 는 그 바닥면 상에 금속 그라운드면 (17) 이 제공된 유전체 기판 (16) 의 최상면 상에 인쇄된 금속 패치 (15) 를 포함하는, 길이 m 의 측면들을 갖는 정사각형 형상의 개별 방사 요소 (12) 의 예를 나타낸다. 금속 패치 (15) 는 치수 p 의 측면들을 갖는 정사각형 형상을 갖고, 그 중심에 형성된 길이 b 및 폭 k 의 2 개의 슬롯 (18) 을 포함하고, 이 슬롯들은 십자가 형상으로 배열된다. 3 차원 좌표 시스템 XYZ 에서, 방사 요소의 반사면의 면 (plane) 은 XY 면이다. 개별 방사 요소 (12) 의 형상은 정사각형에 제한되지 않는다; 형상은 또한, 직사각형, 삼각형, 원, 육각형, 십자가 형상으로 또는 임의의 다른 기하학적 형상일 수 있다. 또한, 생성된 슬롯들의 수는 2 개와 상이할 수 있고, 슬롯들의 배열은 십자가와 다를 수도 있다.
도 3a 는 종래 기술에 따른 반사기 어레이 안테나의 방사 요소의 배열의 예를 나타낸다. 이 도면에서, 가변의 금속 패치 (15) 치수를 갖는 것을 제외하고는 도 2 의 방사 요소와 유사한 방사 요소 (12) 는, 주기성에 있어서 급격한 브레이크를 포함하는 반사기 어레이 (11) 와 같이 배열된다. 도 3b 는 주기성에 있어서 급격한 브레이크의 예의 확대도이다. 실제로, 요소들 (22 및 23) 과 같은 몇몇 인접한 방사 요소들이 서로 매우 상이하다. 2 개의 매우 상이한 인접한 방사 요소들 간의 천이시에, 반사기 어레이에 의해 반사된 방사능의 회절 (19) 및 방사 표면 위에 방출된 전자기장의 감쇠를 유도하는 불연속성이 존재한다. 도 4 는 도 3a 의 반사기 어레이를 이용하여 획득된 전자기장의 감쇠 (40) 를 나타낸 다. 이 도 4 는 도 3a 의 방사 표면의 주기성에서의 브레이크와 이 표면 위에 방출된 전자기장의 감쇠 간에 매우 명확한 상관관계가 존재한다는 것을 나타낸다. 이 배열은, 부차적인 로브 레벨에서의 증가가 있는 교란 방사 패턴 (disturbance radiation pattern) 을 주고, 이 반사기 어레이를 포함하는 안테나의 양호한 방향성을 획득하는 것을 불가능하게 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 1 차원 배열의 수개의 개별 방사 요소들을 포함하고 360°의 위상 회전을 획득하는 것을 가능하게 하는 반-주기적 패턴의 예를 나타낸다. 이 예에서, 방사 요소의 기하학적 형상은 육각형이고 그 주변부 (peripheral circumferential) 치수는 동일하다. 이들은 평면 기술을 이용하여 생성되고, 그 방사 구조는 도 2 에 나타난 방사 요소의 방사 구조보다 단지 복잡하지만, 이 방사 구조는 반사면 (14) 의 평면에서 하나의 방사 요소에서부터 인접한 방사 요소까지 단계적으로 변하므로, 2 개의 인접한 방사 요소들 간의 임의의 급격한 브레이크를 나타내지 않는다. 제 1 방사 요소 (1) 및 최종 방사 요소 (9) 는 동일하다. 이는, 최종 상태가 초기 상태와 동일하기 때문에 360°위상 변화 루프를 생성하는 것을 가능하게 한다.
일 예로, 제 1 요소 (1) 는 내부 공동 (27) 의 한계를 정하는 주변부 금속 링 (26) 을 포함한다. 다음 3 개의 연속적인 요소들 (2, 3, 4) 은 또한 내부 공동 (27) 의 한계를 정하는 주변부 금속 링 (26) 을 포함하고, 이 링의 폭은, 완전한 금속 패치 (25) 이고, 패턴의 중심에 배치되는 제 5 방사 요소 (5) 가 획득될 때까지 하나의 방사 요소에서부터 바로 인접한 제 2 방사 요소까지 단계적으로 증 가한다. 방사 요소들이 육각형 형상을 갖는 경우, 제 6 요소 (6) 에서부터 예를 들어 육각형인 환상 슬롯 (annular slot; 24) 이 내부 금속 패치 (25) 의 외주 부근에 도입되고, 이 외주에는 주변부 금속 링 (26) 이 남겨진다. 다음의 연속하는 방사 요소들 (7, 8) 은 육각형의 슬롯 (24) 을 갖고, 그 폭은 내부 금속 패치 (25) 가 방사 요소 (9) 와 같이 사라질 때까지 단계적으로 증가한다. 슬롯의 폭을 변경하는 대신에, 슬롯의 길이를 변경하고 또는 슬롯을 용량성 부하로 로딩시키는 것이 또한 가능하다. 슬롯의 폭 또는 길이의 변형, 또는 용량성 부하의 추가는 슬롯 내 파동의 전파 특성을 변형하는데 영향을 주고 슬롯의 전기적 길이에 영향을 준다. 상기시키자면, 슬롯의 전기적 길이는 슬롯 안에서 전파되는 파장에 대한 그 물리적 길이의 비율에 대응한다.
방사 요소가 완전한 금속 패치 (5) 인 경우, 이 방사 요소를 제거한 주 공급부 (13) 로부터 기원한 입사파가 패치에 의해 완전히 반사된다. 금속 패치가 예를 들어 슬롯과 같은 어퍼처 (aperture) 를 갖는 경우, 금속 패치와 금속 그라운드면 사이에 공진 공동 (resonant cavity) 이 형성된다. 그 다음에, 이 방사 요소를 조명하는 입사파의 일부는, 위상 시프트를 갖고 입사파를 반사시키는 방사 요소의 금속 그라운드면으로 송신된다. 그러므로, 어퍼처는 방사 요소에 의해 반사된 파동으로 위상 시프트를 도입하고, 이의 크기는 어퍼처를 점점 더 크게 한다. 완전한 패치를 포함하는 방사 요소와 비교하여, 방사 요소 (1, 9) 가 금속 패치를 더 이상 포함하지 않고, 공진 공동의 한계를 정하는 얇은 금속 링만을 포함하는 경우 최대 위상 시프트가 획득된다.
도 5 에 도시된 바와 같이 완전한 위상 변화 사이클을 이용하여, 360°보다 더 큰 위상 시프트를 획득하는 것이 가능하다. 이를 위해, 요구되는 모든 것들은 방사 요소의 구조의 변화의 동일한 패턴을 여러 번 반복하는 것이다. 패턴을 생성하기 위한 방사 요소들의 수는 도 5 와 상이할 수도 있으나, 반사면 (14) 의 주기성에 임의의 급격한 브레이크를 생성하지 않도록 방사 요소들의 수가 충분해야 한다. 추가의 위상 변화 가능성을 획득하고 반사기 어레이에서 급격한 천이의 수를 더욱 제한하기 위해서, 도 5 에 도시된 패턴에 하나 이상의 추가의 방사 요소들을 추가하는 것이 또한 가능하다.
도 6 에 도시된 바와 같이 개별 방사 요소들에 의해 커플링된 수개의 공진기를 획득하도록, 방사 요소의 금속 패치 내에는 수개의 슬롯들이 생성될 수 있다. 일 예로, 제 1 요소 (50) 는 완전한 금속 패치로 구성되고, 다음 3 개의 방사 요소들 (51, 52, 53) 각각은 금속 패치 내에 형성된 3 개의 동심형 육각형 슬롯들 (54, 55, 56) 을 포함한다. 반사면 (14) 의 평면에서 슬롯의 폭은 제 2 요소 (51) 와 제 3 요소 (52) 사이에서 증가하고; 그 다음에 금속 영역의 폭은 제 3 요소 (52) 와 제 4 요소 (53) 사이에서 증가한다. 도 6 에 존재하는 4 개의 방사 요소들은 본 실시예에서 도시된 패턴으로 배열될 수 있고, 이 패턴은 전체 반사면 (14) 에 걸쳐 반복적으로 재생될 수 있다. 입사파의 주파수는 패치의 3 개의 슬롯들 중 어느 슬롯이 공진하는지를 결정한다. 도 6 의 예에서, 3 개의 슬롯의 폭은 동시에 변하지만, 본 발명이 이런 경우에 제한되는 것은 아니다. 슬롯들이 서로 독립적으로 변하는 폭을 갖는 방사 요소들, 및/또는 단지 한 두개의 슬 롯들이 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 변하는 폭을 갖는 방사 요소들을 포함하는 패턴을 생성하는 것이 또한 가능하다.
금속 패치 내에 수개의 슬롯을 포함하는 방사 요소의 이점은, 요소들이 단지 하나의 슬롯을 갖는 것보다 더욱 정교한 위상 변화에서의 진행 (progression) 을 획득하는 것을 가능하게 한다는 것이다. 금속 패치 내에 다수의 슬롯을 포함하는 방사 요소는 1000°까지의 위상 변화의 범위를 획득하고 천이의 수를 감소시키는 것을 가능하게 한다. 전술된 경우에서, 방사 요소는 육각형 형상을 갖지만, 동일한 원리가 예를 들어, 정사각형, 직사각형, 원, 삼각형 형상, 또는 십자가 또는 임의의 다른 형상과 같은 모든 유형의 기하학적 형상들에 대해 이용될 수 있다.
대안으로, 임의의 슬롯을 포함하지 않는 방사 요소 및 하나 이상의 슬롯을 포함하는 방사 요소를 하나 및 동일한 패턴 내에 조합하는 것이 가능하다. 슬롯을 연속적인 방사 요소들 안으로 단계적으로 도입함으로써, 패턴의 방사 요소에 의해 반사된 파동들의 위상 변화의 범위를 더욱 넓히고 천이의 수를 더욱 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 대안의 실시형태로서, 도 7 또는 이후의 도 8 과 관련하여 설명되는 바와 같이, 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 방사 요소가 하나 이상의 단락 회로들을 단계적으로 도입하는 것이 또한 가능하다.
도 7 에서, 방사 요소는 패치 (25) 및 슬롯 (24), 또는 수 개의 슬롯들을 포함하고, 이 슬롯들 안으로 슬롯의 전기적 길이를 변하게 하는 것을 가능하게 하 는 하나 이상의 단락 회로 (28) 가 도입된다. 단락 회로가, 선택된 길이의 적어도 2 개의 하프-슬롯들 (24a 및 24b) 을 획득하기 위해 일 포인트에서 그리고 미리 결정된 길이에 걸쳐 슬롯 (24) 을 분할하는 간단한 금속 배선을 포함하는 경우, 단락 회로 (28) 는 수동형일 수 있다. 대안으로, 단락 회로가 예를 들어, MEMS (microelectro-mechanical system) 유형의 마이크로스위치 또는 다이오드의 수단에 의해 생성되는 경우, 단락 회로는 능동형일 수 있다. 따라서, 개별 방사 요소의 슬롯 (24) 내에 배치된 단락 회로 (28) 의 추가는, 동일한 개별 방사 요소 상에 수개의 공진기를 생성하고 이에 따라 위상 변화의 가능성을 증가시키며 또한 급격한 천이의 수를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
하나 및 동일한 방사 요소, 및/또는 하나 및 동일한 패턴의 2 개 이상의 상이한 방사 요소에서, 하나 이상의 능동형 단락 회로를 갖는 슬롯들과 하나 이상의 수동형 단락 회로를 갖는 슬롯들을 조합하는 것이 가능하다. 모든 가능한 조합들이 본 발명의 프레임워크에서 고려될 수 있다.
그러므로, 반사기 어레이 내에서 다수의 공진기들이 함께 커플링되는 이들 방사 요소의 이용은, 반사기 어레이 내의 급격한 천이의 수를 상당히 감소시키고 방사 패턴에서 유발된 교란들을 상응하여 감소시키는 것을 가능하게 한다. 다른 이점은, 자유도의 수가 증가된 상태에서 반사기 어레이의 통과대역의 중심 주파수에서 뿐만 아니라 수개의 다른 주파수에서 요구된 위상 시프트를 보장하는 것이 가능하다는 것이다.
도 8a 는 2 개의 직교하는 브랜치들을 갖는 십자가 형상의 방사 요소의 예 를 나타낸다. 십자가 및 육각형은, 공명 (resonance) 을 결정하는 슬롯들이 구부러져 있기 때문에 세밀화되는 특성을 갖는다. 이는, 금속 패치 상에 예를 들어 4 개의 슬롯들에 수개의 세퍼레이터 공진기를 삽입하는 것을 가능하게 하고, 강한 천이를 생성하지 않고 위상을 1000°까지 변경하는 것을 가능하게 한다.
도 8a 에서, 십자가는 금속 패치 내에 형성된 3 개의 동심형 환상 슬롯들 (81, 82, 83) 을 포함하지만, 3 개 외에 다른 그 수를 포함할 수 있다. 육각형에서와 같은 동일한 방식으로, 수개의 방사 요소들을 십자가 형상으로 배열하고 가변의 슬롯 폭 또는 금속 링 폭을 가짐으로써 반사면 위에서 위상의 변화를 단계적으로 제어하는 것이 가능하다.
도 8b 에 도시된 바와 같이, 인접하는 방사 요소들을 획득하기 위해, 상이한 기하학적 형상 예를 들어, 정사각형, 직사각형 또는 육각형의 메시 (mesh) 셀을 갖는 연속적인 금속 격자 (84) 내에 각 십자가가 새겨질 수 있다. 대안으로, 슬롯의 기하학적 형상을 변화시키는 대신에, 예를 들어 MEMS (microelectro-mechanical system) 유형의 마이크로스위치 (85) 또는 예를 들어, 도 8a 및 도 8b 에 나타난 바와 같이 슬롯 내에 선택적 방식으로 배열된 다이오드와 같은 다른 스위칭 시스템을 이용함으로써 위상을 변화시키는 것이 가능하다. 이 경우, 모든 방사 요소들은 동일한 구조를 갖고, 모든 환상 슬롯들은 동일한 폭을 갖는다. 슬롯들 (81, 82, 83) 내에 배치된 MEMS (85) 는 열림 또는 닫힘의 2 개의 가능한 상태를 갖고, 단락 회로 또는 열린 회로로서 작동한다. 또한, 용량성 MEMS 인 경우 이들은 가변 용량성 전하로서 작동할 수 있다. 따라서, MEMS 는, 슬롯들 의 전기적 길이, 및 이에 따른 각 방사 요소에 의해 반사된 파동의 위상을 변화시키는 것을 가능하게 한다. 가변 슬롯 폭을 갖는 방사 요소에서와 동일한 방식으로, 원하는 위상 시프트 법칙에 따라 닫힘 상태에서의 어떤 MEMS 및 열림 상태에서의 다른 MEMS 를 예를 들어 전자기장이 가장 강한 가장 능동적인 영역 내에 미리 결정된 방식으로 배치함으로써, 방사 요소의 위상을 제어하는 것이 가능하다. 따라서 예를 들어, 상이한 상태로 구성된 MEMS 외에 환상 슬롯 내의 동일한 포인트에 위치한 동일한 수의 MEMS, 동일한 기하학 (geometry) 을 갖는 수개의 방사 요소들을 이용함으로써 급격한 천이를 포함하지 않는 단계적인 위상 변화를 갖는 패턴을 생성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 각 슬롯 내에 3 개의 동심형 환상 슬롯 및 MEMS 가 제공된 십자가 또는 육각형의 형상의 수개의 방사 요소를 포함하는 패턴을 이용하면, 그 MEMS 모두가 닫힘 상태로 있는 방사 요소가 획득될 때까지 인접한 방사 요소의 상이한 슬롯들을 단계적으로 단락회로화 하고, 그 다음에, 수개의 추가적인 인접 요소들에 걸쳐, 그 MEMS 모두가 열림 상태로 있는 방사 요소가 획득될 때까지 MEMS 를 단계적으로 열림 상태로 설정함으로써, 1000°까지 위상을 단계적으로 변경하는 것이 가능하다. 또한, MEMS 의 열림 또는 닫힘 상태를 동시에 변경하기 위해 하나 및 동일한 명령으로 임의의 MEMS 를 함께 쌍이 되게 하고 MEMS 들을 함께 그룹화하는 것이 가능하다. 이는, 예를 들어 2 개의 직교하는 브랜치를 갖는 십자가 형상의 경우에, 십자가의 2 개의 브랜치의 2 개의 축, X 및 Y 를 중심으로 거울면 대칭 (mirror symmetry) 을 유지하고, 크로스된 편광을 생성하고 반사기 어레이의 대역폭을 감소시키기 쉬운 메인 모드 보다 더 큰 오더 (oeder) 의 여기 방사 모드 (exciting radiation mode) 를 회피하는 것을 가능하게 한다.
도 8b 에 도시된 예에서, 패턴은 3 개의 동심형 환상 슬롯을 포함하고 동일한 수의 MEMS 를 갖는 십자가 형상의 10 개의 동일한 방사 요소를 포함하고, 이 경우에서 가장 안쪽의 슬롯 내의 2 개의 MEMS, 두 번째 슬롯 내의 6 개의 MEMS 및 세 번째 외측 슬롯 내의 6 개의 MEMS 는 Y 축을 중심으로 쌍이 된다. 두 번째 슬롯의 6 개의 MEMS, 세 번째 슬롯의 6 개의 MEMS 는 Y 축에 대하여 2 개의 쌍을 갖고 다른 4 개의 MEMS 는 함께 쌍이 된다. 제 1 방사 요소 (90) 에서, 모든 MEMS 는 닫힘 상태에 있다. 제 2 방사 요소 (91) 에서, 함께 쌍이 되는 세 번째 슬롯의 4 개의 MEMS 는 열림 상태에 있고, 나머지 MEMS 모두는 닫힘 상태에 있다. 제 3 방사 요소 (92) 에서, 첫 번째 슬롯의 2 개의 MEMS 는 열림 상태에 있고, 나머지 MEMS 모두는 닫힘 상태에 있다. 다음의 방사 요소들 (93 내지 98) 은, 패턴의 제 1 방사 요소와 같이 모든 MEMS 가 동일한 닫힘 상태에 있는 패턴의 최종 방사 요소 (99) 까지 상이한 MEMS 의 상태들의 다른 조합을 포함한다. 이러한 패턴은 방사 요소들의 위상을 360°이상으로 변화시키는 것을 가능하게 한다.
도 8a 및 도 8b 의 방사 요소의 기하학은 십자가 형상이지만, 육각형, 정사각형 또는 직사각형 형상, 또는 임의의 다른 원하는 형상과 같은 다른 기하학을 갖는 방사 요소 내에 MEMS 를 배치하는 것이 대안으로 가능하다.
십자가 형상 또는 육각형 형상의 방사 요소는 매우 컴팩트하므로 광대역에 이롭다. 환상 슬롯들의 수 및 이에 따른 공진기의 수가 증가함에 따라, 방사 요소는 더욱 컴팩트해지고 그 대역폭은 더 커진다. 특히, 십자가 형상의 방사 요소는 11 GHz 와 14　GHz 사이에서 동작하는 안테나를 획득하는 것을 가능하게 한다. 또한, 십자가 형상은 정사각형 또는 직사각형 메시와 양립하는 이점을 제공하고, 이는 십자가 형상을 갖는 방사 요소를 구비하는 반사기 어레이를 포함하는 패널의 생산을 단순하게 한다.
대안으로, 하나 및 동일한 패턴 내에, 변하는 폭의 하나 이상의 슬롯을 갖는 방사 요소, 및 변하는 전기적 길이를 갖는 하나 이상의 슬롯을 갖는 방사 요소를 조합하는 것이 가능하고, 변하는 전기적 길이의 적어도 하나의 슬롯을 갖는 방사 요소는 적어도 하나의 수동적으로 단락 회로화된 슬롯을 포함하는 방사 요소 및/또는 적어도 하나의 능동적으로 단락 회로화된 슬롯을 갖는 방사 요소 및/또는 용량성 MEMS 를 통합하는 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 방사 요소를 포함한다.
주기성에 있어서 급격한 브레이크를 생성하지 않고 선택된 위상 변화 법칙을 획득하는 것을 가능하게 하는 2 차원 배열을 생성하기 위해, 전술된 바와 같이 360°의 위상 변화를 획득하는 것을 가능하게 하는 변하는 구조를 갖고 2 차원 패턴으로 배열된 상이한 방사 요소를 포함하는 데이터베이스를 생성하는 방법이 있을 수도 있다. 도 9 는 본 발명에 따른 데이터베이스의 예를 나타낸다. 이 데이터베이스는 도 5 의 방사 요소들 (1 내지 9) 및 상이한 중간 구조물을 갖는 추가의 방사 요소들 (63 내지 68) 을 포함한다. 변화 경로를 정확하게 선택하기 위해 이 데이터베이스를 이용함으로써, 방사 요소의 단계적인 물리적 변화로부터 반 사된 파동의 위상의 단계적인 변화를 생성하는 것이 가능하다. 도 9 에서, 상이한 가능한 경로는 360°의 단계적인 위상 변화를 획득하기 위해 이용될 수 있다. 2 개의 경로들 (61, 62) 의 예가 도시된다. 30°와 동일한 평탄한 파동의 입사각 θ 및 3 개의 상이한 중심 주파수에 대해, 도 9 의 데이터베이스로부터 선택된 경로 (61 또는 62) 와 같은 변화 경로에 대해 획득된 위상 변화의 예가 도 11 에 도시된다. 이 예의 3 개의 주파수는 14 GHz, 14.25 GHz 및 14.50 GHz 이고, 획득된 위상 변화는 45 개의 상이한 방사 요소를 포함하는 패턴에 대해 60°와 420°사이이다. 도 11 은 급격한 점프를 포함하지 않는 단계적인 위상 변화를 나타낸다.
데이터베이스는 수개의 육각형의 슬롯을 포함하는 방사 요소까지 확장될 수 있다. 이 경우, 안테나의 방사 패턴의 중심 주파수에 대해 원하는 위상 시프트 뿐만 아니라 원하는 위상 분포를 정확하게 생성하는 것이 가능해진다.
그 다음에, 미리 결정된 위상 변화를 생성하도록 선택된 방사 요소는 도 10 의 예에 도시된 바와 같이 2 차원의 반사 어레이 내에 배열될 수 있다. 이 방식으로 생성된 반사 어레이는, 어레이의 개별 방사 요소의 단계적인 물리적 변화로부터 어레이에 의해 반사된 입사파의 위상의 단계적인 변화를 획득하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 특정 실시형태와 관련하여 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 프레임워크를 벗어나지 않는 나중에 제공된 그 조합들 뿐만 아니라 설명된 수단의 모든 기술적 등가물을 포함한다는 것이 명백하다.
- 도 1 은 예시적인 반사기 어레이 안테나의 도면.
- 도 2 는 평면 기술을 이용하여 생성된 예시적인 개별 방사 요소의 도면.
- 도 3a 는 종래 기술에 따른 반사기 어레이의 방사 요소의 예시적인 배열의 도면.
- 도 3b 는 종래 기술에 따른 반사기 어레이의 주기성에서 급격한 브레이크의 예의 확대도.
- 도 4 는 도 3a 의 어레이 안테나의 방사 표면 위의 방사된 전자기장의 감쇠의 예.
- 도 5 는 몇몇 개별 방사 요소의 1 차원 배열을 포함하고 본 발명에 따른 360°의 위상 회전을 획득하는 것을 가능하게 하는 주기적 패턴의 예의 도면.
- 도 6 은 본 발명에 따른 변하는 폭의 몇몇 슬롯들을 포함하는 개별 방사 요소의 예의 도면.
- 도 7 은 본 발명에 따른 적어도 하나의 슬롯 및 적어도 하나의 단락 회로를 포함하는 개별 방사 요소의 예의 도면.
- 도 8a 는 본 발명에 따른 MEMS 를 포함하는 방사 요소의 예.
- 도 8b 는 본 발명에 따른 각 슬롯 내의 MEMS 및 3 개의 동심형 환상 슬롯이 제공된 십자가 형상의 몇몇 방사 요소를 구성하는 주기적 패턴의 예.
- 도 9 는 본 발명의 따른 360°의 위상 회전을 획득하는 것을 가능하게 하는 2 개의 가능한 변화 경로의 예 및 상이한 구조의 몇몇 개별 방사 요소의 배열을 포함하는 2-차원 데이터베이스의 예의 도면.
- 도 10 은 본 발명에 따른 안테나의 반사기 어레이의 방사 요소의 레이아웃의 예.
- 도 11 은 본 발명에 따른 도 9 의 2 개의 변화 경로에 대응하는 위상 변화의 예.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
12: 방사 요소 15: 금속 패치 18: 슬롯

Claims (14)

  1. 서로 나란히 배열되며, 급격한 천이 (abrupt transition) 가 없고, 소정의 커버리지를 제공하기 위해 선택된 위상 변화 법칙에 따라 입사파를 반사시킬 수 있는 반사면을 형성하는 복수의 개별의 방사 요소들을 포함하는 반사기 어레이로서,
    상기 개별의 방사 요소들 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 은 평면 기술을 이용하여 생성되고,
    상기 반사면의 각 방사 요소는, 패턴으로 지칭되는, 미리 결정된 연속적 방사 요소들 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 의 세트로부터 선택되고, 상기 패턴은 상기 패턴의 제 1 요소 (1) 와 최종 요소 (9) 사이에서 적어도 360°의 단계적 위상 변화를 생성할 수 있고,
    상기 패턴의 상기 제 1 요소 (1) 및 상기 최종 요소 (9) 는 하나의 동일한 위상, 모듈로 (modulo) 360°에 대응하고, 동일하며,
    상기 패턴의 상기 방사 요소들 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) 은 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 변하는, 금속 패치 유형 및/또는 방사 어퍼처 (aperture) 유형의 방사 구조를 갖고, 상기 방사 구조에서의 변화는, 적어도 하나의 금속 패치 (25) 및/또는 적어도 하나의 어퍼처 (27) 의 단계적인 성장의 연속, 및 어퍼처 (27) 내의 적어도 하나의 금속 패치 (25) 및/또는 금속 패치 (25) 내의 적어도 하나의 어퍼처 (27) 의 양상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어퍼처 (27) 는 하나의 방사 요소 (7) 에서부터 다른 인접한 방사 요소 (8) 까지 단계적으로 증가하는 전기적 길이를 갖는 환상 슬롯 (annular slot; 24) 인 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 패치 (25) 는 하나의 방사 요소 (3) 에서부터 다른 인접한 방사 요소 (4) 까지 변하는 폭을 갖는 금속 링 (26) 인 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패턴은,
    내부 어퍼처 (27) 의 한계를 정하는 금속 링 (26) 을 포함하는 수개의 연속적인 제 1 방사 요소들 (1, 2, 3, 4) 로서, 상기 금속 링 (26) 의 폭은, 방사 요소 (5) 를 형성하는 완전한 금속 패치 (25) 가 획득될 때까지 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 증가하는, 상기 수개의 연속적인 제 1 방사 요소들 (1, 2, 3, 4), 및
    내부 금속 패치 (25) 및 적어도 하나의 환상 슬롯 (24) 을 포함하는 수개의 연속적인 제 2 방사 요소들 (6, 7, 8, 9) 로서, 상기 환상 슬롯 (24) 의 폭은, 상 기 내부 금속 패치 (25) 가 사라지고 상기 금속 링 (26) 이 획득될 때까지 하나의 방사 요소에서부터 다른 인접한 방사 요소까지 단계적으로 증가하는, 상기 수개의 연속적인 제 2 방사 요소들 (6, 7, 8, 9) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 또한, 적어도 하나의 금속 패치 (25) 및 상기 금속 패치 (25) 내에 형성된 2 개의 동심형 환상 슬롯들 (54, 55, 56) 을 포함하는 적어도 하나의 방사 요소 (51, 52, 53) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 또한, 금속 패치 (25) 및 상기 금속 패치 (25) 내에 형성된 수개의 동심형 환상 슬롯들 (54, 55, 56) 을 포함하는 수개의 방사 요소 (51, 52, 53) 를 포함하고,
    방사 요소 (51) 의 적어도 하나의 환상 슬롯은 다른 인접한 방사 요소 (52) 에 대하여 변하는 전기적 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 완전한 금속 패치 (25) 를 포함하는 방사 요소 (50), 및 금속 패치 (25) 및 상기 금속 패치 (25) 내에 형성된 수개의 동심형 환상 슬롯들 (54, 55, 56) 을 포함하는 수개의 연속적 방사 요소들 (51, 52, 53) 을 포함하고,
    상기 환상 슬롯들은 하나의 방사 요소 (51) 에서부터 다른 인접한 방사 요소 (52) 까지 독립적으로 또는 동시에 변하는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 방사 요소는 환상 슬롯 (24) 또는 수개의 동심형 환상 슬롯들 (54, 55, 56), 및 상기 적어도 하나의 환상 슬롯 (24, 54, 55, 56) 내에 배치된 적어도 하나의 단락 회로 수단 (28) 및/또는 용량성 수단을 포함하고, 상기 단락 회로 수단 및/또는 상기 용량성 수단은 상기 슬롯의 전기적 길이를 변하게 하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단락 회로 수단 (28) 은 일 포인트에서 그리고 미리 결정되는 길이에 걸쳐 상기 슬롯 (24) 을 분할하는 금속배선인 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단락 회로 수단은 마이크로스위치 (85) 인 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패턴의 각 방사 요소는 적어도 하나의 마이크로스위치 (85) 를 포함하고,
    각 마이크로스위치 (85) 는 미리 결정된 포인트에서, 그리고 선택된 열림 또는 닫힘 상태로 환상 슬롯 (24) 내에 배치되고, 상기 환상 슬롯들 모두는 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패턴은 수개의 연속적 방사 요소들 (90 내지 99) 을 포함하고, 각 방사 요소는 수개의 동심형 환상 슬롯들 (81, 82, 83) 을 포함하고, 상기 방사 요소들 모두는 상기 환상 슬롯들 내의 동일한 포인트들에 위치한 동일한 수의 마이크로스위치들 (85) 을 포함하고, 상기 패턴의 상기 방사 요소들 모두의 상기 마이크로스위치들은 상이한 상태들로 구성되며, 상기 마이크로스위치들의 상기 상태들은 하나의 방사 요소 (90) 에서부터 다른 인접한 방사 요소 (91) 까지 단계적으로 변하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사 요소는 육각형 형상 또는 2 개의 직교하는 브랜치들을 갖는 십자가 형상으로부터 선택된 기하학적 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 반사기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사기 어레이 안테나.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160060421A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 삼성전자주식회사 재방사 중계기
KR20180030213A (ko) * 2015-08-25 2018-03-21 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 다중 빔 안테나 어레이 어셈블리를 위한 메타물질 기반 트랜스밋어레이
KR20220108699A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 티엠와이 테크놀로지 인코포레이티드 전자기파 송신 구조체, 전자기파 송신 구조체 어레이, 전자기파 송신 및 시프팅 방법

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040077604A1 (en) 2001-12-19 2004-04-22 Lenard Lichtenberger Method and compositions employing formulations of lecithin oils and nsaids for protecting the gastrointestinal tract and providingenhanced therapeutic activity
JP5371633B2 (ja) * 2008-09-30 2013-12-18 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ リフレクトアレイ
KR101066419B1 (ko) * 2009-05-22 2011-09-23 한국조폐공사 전자기 밴드갭 패턴, 그 제조방법 및 전자기 밴드갭 패턴을 이용한 보안제품
US8149179B2 (en) 2009-05-29 2012-04-03 Raytheon Company Low loss variable phase reflect array using dual resonance phase-shifting element
JP5177708B2 (ja) 2010-08-27 2013-04-10 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ リフレクトアレイ
US8164532B1 (en) * 2011-01-18 2012-04-24 Dockon Ag Circular polarized compound loop antenna
FR2980044B1 (fr) * 2011-09-14 2016-02-26 Thales Sa Cellule dephaseuse rayonnante reconfigurable basee sur des resonances fentes et microrubans complementaires
KR102162901B1 (ko) 2011-09-29 2020-10-08 피엘엑스 옵코 인코포레이티드 위장관을 따라 약물을 표적화 방출하기 위한 pH 감응성 담체, 그로부터의 조성물, 및 이들의 제조 및 사용 방법
US9620862B2 (en) * 2012-07-31 2017-04-11 Ntt Docomo, Inc. Reflectarray
KR20150090048A (ko) * 2012-09-24 2015-08-05 컨버젠트 알.엔.알 리미티드 X-ray 반사 렌즈 배열체
US20140085693A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Northeastern University Metasurface nanoantennas for light processing
WO2014054444A1 (ja) * 2012-10-01 2014-04-10 株式会社 エヌ・ティ・ティ・ドコモ リフレクトアレー
CN103001005B (zh) * 2012-10-25 2014-12-17 中兴通讯股份有限公司 降低电磁辐射比吸收率的装置及移动终端
WO2015008216A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Optical collage reflectarray
US10263342B2 (en) * 2013-10-15 2019-04-16 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna system
CN104733849B (zh) * 2015-04-13 2018-05-08 南京肯微弗通信技术有限公司 反射阵辐射单元及平板反射阵天线
KR20180053200A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 삼성전자주식회사 패턴이 형성된 거울을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리와 이를 포함하는 차량 사이드 미러 어셈블리
US11437731B2 (en) * 2017-09-13 2022-09-06 Metawave Corporation Method and apparatus for a passive radiating and feed structure
KR101885659B1 (ko) * 2017-10-20 2018-08-06 국방과학연구소 이득 및 부엽 재구성 가능한 반사판 안테나
US10903568B2 (en) * 2018-11-20 2021-01-26 Nokia Technologies Oy Electrochromic reflectarray antenna
FR3091419B1 (fr) * 2018-12-28 2023-03-31 Thales Sa Procédé d’intégration d’une antenne « réseaux » dans un milieu de nature électromagnétique différente et antenne associée
US10944164B2 (en) 2019-03-13 2021-03-09 Northrop Grumman Systems Corporation Reflectarray antenna for transmission and reception at multiple frequency bands
US11258182B2 (en) * 2019-05-31 2022-02-22 Metawave Corporation Meta-structure based reflectarrays for enhanced wireless applications
US11476587B2 (en) * 2019-06-14 2022-10-18 City University Of Hong Kong Dielectric reflectarray antenna and method for making the same
CN110600884B (zh) * 2019-08-20 2020-07-07 南京理工大学 基于带有凹形臂的单层开槽贴片单元的宽带反射阵列天线
CN112563761B (zh) * 2019-09-25 2022-07-22 上海华为技术有限公司 一种天线装置及信号处理方法
CN110649381B (zh) * 2019-09-29 2021-06-22 厦门大学嘉庚学院 一种梯形多缝隙分形分裂生长式阵列天线
US10892549B1 (en) 2020-02-28 2021-01-12 Northrop Grumman Systems Corporation Phased-array antenna system
JP7290588B2 (ja) * 2020-03-02 2023-06-13 Kddi株式会社 メタサーフェス反射板
CN111555036B (zh) * 2020-05-15 2022-09-30 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 宽频梯度相位实现方法及超材料
CN113078461B (zh) * 2021-03-11 2022-05-13 重庆邮电大学 一种基于镜像对称法的反射阵列天线单元
CN113823904B (zh) * 2021-08-03 2022-12-09 清华大学 一种e波段高增益平面反射阵天线

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1022245A1 (ru) * 1981-12-29 1983-06-07 Предприятие П/Я В-8751 Отражательна антенна решетка
RU2047250C1 (ru) * 1983-04-13 1995-10-27 Научно-исследовательский институт радиостроения Способ изготовления поляризационного параболического антенного отражателя
US4905014A (en) * 1988-04-05 1990-02-27 Malibu Research Associates, Inc. Microwave phasing structures for electromagnetically emulating reflective surfaces and focusing elements of selected geometry
US5543809A (en) * 1992-03-09 1996-08-06 Martin Marietta Corp. Reflectarray antenna for communication satellite frequency re-use applications
JP3178428B2 (ja) * 1998-09-04 2001-06-18 株式会社村田製作所 高周波放射源アレー、アンテナモジュールおよび無線装置
US6020853A (en) * 1998-10-28 2000-02-01 Raytheon Company Microstrip phase shifting reflect array antenna
US6538621B1 (en) * 2000-03-29 2003-03-25 Hrl Laboratories, Llc Tunable impedance surface
US6384797B1 (en) * 2000-08-01 2002-05-07 Hrl Laboratories, Llc Reconfigurable antenna for multiple band, beam-switching operation
US6396449B1 (en) * 2001-03-15 2002-05-28 The Boeing Company Layered electronically scanned antenna and method therefor
FR2826511B1 (fr) 2001-06-21 2003-12-19 Cit Alcatel Procede de repointage pour antenne reseau a reflecteur
US6768468B2 (en) * 2001-09-27 2004-07-27 Raytheon Company Reflecting surfaces having geometries independent of geometries of wavefronts reflected therefrom
FR2841389B1 (fr) 2002-06-21 2004-09-24 Thales Sa Cellule dephaseuse pour reseau reflecteur d'antenne
FR2843238B1 (fr) 2002-07-31 2006-07-21 Cit Alcatel Antenne multisources notamment pour un systeme a reflecteur
US7154451B1 (en) * 2004-09-17 2006-12-26 Hrl Laboratories, Llc Large aperture rectenna based on planar lens structures
FR2860107B1 (fr) 2003-09-23 2006-01-13 Cit Alcatel Antenne reseau reflecteur reconfigurable a faibles pertes
FR2866480B1 (fr) 2004-02-17 2006-07-28 Cit Alcatel Dispositif rayonnant compact multipolarisation a alimentation orthogonale par ligne(s) a champ de surface
FR2868216B1 (fr) 2004-03-23 2006-07-21 Alcatel Sa Cellule dephaseuse a polarisation lineaire et a longueur resonante variable au moyen de commutateurs mems
FR2874749B1 (fr) 2004-08-31 2006-11-24 Cit Alcatel Antenne reseau reflecteur a zone de couverture de forme reconfigurable avec ou sans chargeur
JP4461970B2 (ja) * 2004-09-06 2010-05-12 三菱瓦斯化学株式会社 電波吸収体
US7920100B2 (en) * 2005-08-18 2011-04-05 Raytheon Company Foldable reflect array
WO2007051487A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-10 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) A reflectarry and a millimetre wave radar
CN1972015B (zh) * 2005-11-22 2010-06-23 大同股份有限公司 可变槽孔尺寸的反射板
TW200807809A (en) * 2006-07-28 2008-02-01 Tatung Co Ltd Microstrip reflection array antenna
FR2911011B1 (fr) 2006-12-27 2010-08-27 Alcatel Lucent Antenne reseau rayonnant reconfigurable
US7872614B2 (en) * 2007-10-31 2011-01-18 Communications & Power Industries, Inc. System and method for providing a deployable phasing structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160060421A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 삼성전자주식회사 재방사 중계기
KR20180030213A (ko) * 2015-08-25 2018-03-21 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 다중 빔 안테나 어레이 어셈블리를 위한 메타물질 기반 트랜스밋어레이
KR20220108699A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 티엠와이 테크놀로지 인코포레이티드 전자기파 송신 구조체, 전자기파 송신 구조체 어레이, 전자기파 송신 및 시프팅 방법

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