KR20110062288A - 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템 - Google Patents

주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 주파수 선택 표면 필터에 있어서, 제 1 주파수 선택 표면; 및 상기 제 1 주파수 선택 표면과 제 1 간격만큼 떨어져 배치된 제 2 주파수 선택 표면을 포함하되, 상기 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 2 주파수 선택 표면은 기판 및 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 상기 기판에 복수 개가 형성된 단위 셀을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터를 제공한다.
본 발명에 의하면, 주파수 선택 표면의 단위 셀 을 DSRR 구조로 형성된 스트립 라인 형태로 하고, 두 개의 주파수 선택 표면 간의 간격을 조절하여 주파수 선택 표면 필터의 스커트 특성을 향상할 수 있고, 중계기 안테나와 주파수 선택 표면 필터 간의 간격 또한 조절함으로써 종래보다 스커트 특성이 향상된 중계기 안테나 시스템을 제공할 수 있다.
주파수 선택 표면, 필터, 중계기, 안테나, 필터, DSRR 구조

Description

주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템{FREQUENCY SELECTIVE SURFACE FILTER AND REPEATER ANTENNA SYSTEM FOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하나 이상의 주파수 선택 표면을 사용하여 구성한 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 중계기 안테나 시스템에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서 중계기는 기지국에서 전송한 기지국 신호가 전달되지 않거나 미약하게 전달되는 통화 음영 지역 내에 설치되어 기지국으로부터 수신한 기지국 신호를 증폭 및 통화 음영 지역 내에 위치한 이동통신 단말기에 중계하거나, 이동통신 단말기로부터 수신한 단말 신호를 증폭한 후 기지국으로 중계한다.
일반적으로 이동통신 시스템의 중계기는 낮은 출력 레벨에서는 출력 신호의 선형성을 유지하지만, 높은 출력 레벨에서는 입력 신호 레벨의 증가에 따라 출력 신호 레벨이 선형적으로 증가하지 못하고 파형이 찌그러지는 상호 변조(Intermodulation) 신호가 발생하게 된다.
이러한 상호 변조 신호는 CDMA(Code Division Multiple Access) 주파수 대역, W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 주파수 대역 및 GSM(Global System for Mobile communications) 주파수 대역을 포함하는 이동통신 주파수 대역의 신호에 악영향을 줄 뿐만 아니라 타 대역의 신호에도 악영향을 줄 수 있다.
예를 들어, 이동통신 주파수 대역이 824MHz 내지 894MHz인 CDMA(Code Division Multiple Access) 주파수 대역이고, 타 대역이 917MHz 내지 923.5MHz인 UHF RFID(UltraHigh-Frequency Radio-Frequency Identification) 주파수 대역인 경우, CDMA 주파수 대역과 UHF RFID 주파수 대역이 밀접해 있기 때문에 중계기에서 발생되는 상호 변조 신호의 주파수가 UHF RFID 주파수 대역에 근접하거나 UHF RFID 주파수 대역에 포함될 가능성이 크다.
따라서, CDMA 중계기에서 상호 변조 신호가 방출되고 있는 상태에서 RFID 리더가 중계기에 인접해 있는 RFID 태그를 판독하려고 하면, UHF RFID 주파수 대역에 근접 또는 포함된 주파수를 가지는 상호 변조 신호에 의해 혼선이 발생하여 RFID 리더가 중계기에 인접해 있는 RFID 태그를 판독하지 못하는 문제점이 발생될 수 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 두 개 이상의 주파수 선택 표면(FSS: Frequency Selective Surface)을 사용하여 제 1 주파수 대역은 통과시키고 제 2 주파수 대역은 저지시키는 주파수 선택 표면 필터이되, 제 1 주파수 대역에 밀접한 제 2 주파수 대역을 저지시키는 스커트 특성을 향상하기 위해 DSRR 구조의 단위 셀을 포함한 두 개 이상의 주파수 선택 표면 간의 간격을 소정 거리만큼 떨어 뜨린 주파수 선택 표면 필터 및 안테나와 주파수 선택 표면 필터 간의 간격을 소정 거리만큼 떨어뜨려서 스커트 특성을 향상한 안테나 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 주파수 선택 표면 필터에 있어서,
제 1 주파수 선택 표면; 및 상기 제 1 주파수 선택 표면과 제 1 간격만큼 떨어져 배치된 제 2 주파수 선택 표면을 포함하되, 상기 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 2 주파수 선택 표면은 기판 및 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 상기 기판에 복수 개가 형성된 단위 셀을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터를 제공한다.
상기 제 1 간격은 40mm 내지 60mm일 수 있다.
상기 기판은 두께가 0.8mm, 넓이는 가로 345mm × 세로 345mm이고, 유전율이 4.4인 FR(Flame Retardant)4 기판일 수 있다.
상기 DSRR 구조는 외부 SRR(Split Ring Resonator) 및 상기 외부 SRR의 내부에 위치하는 내부 SRR을 포함하고, 상기 내부 SRR의 간극인 제 2 간극이 상기 외부 SRR의 간극인 제 1 간극과 반대 방향에 위치할 수 있다.
상기 외부 SRR은 상기 정사각형의 세로 변과 평행한 수직 도체 라인, 상기 수직 도체 라인 양단에서 "ㄱ"자 형상으로 각각 형성되되, 양쪽 단부가 제 1 간극(g1)만큼 떨어져서 대향하는 제 1 및 제 2 도체 라인, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 끝 부분에서 서로 평행하게 연장되는 연장 라인을 포함할 수 있다.
상기 수직 도체 라인의 두께는 2mm, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 두께는 4mm, 상기 연장 라인의 길이는 5mm, 상기 외부 SRR의 가로 길이 및 세로 길이는 28mm, 상기 제 1 간극은 1,5mm이고, 상기 정사각형 한 변의 길이는 35mm일 수 있다.
상기 내부 SRR의 도체 라인의 두께는 2mm, 상기 수직 도체 라인과 상기 내부 SRR 간의 이격 거리는 1mm, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인과 상기 내부 SRR 간의 이격 거리는 2mm, 상기 내부 SRR의 가로 길이는 14mm, 상기 내부 SRR의 세로 길이는 16mm, 상기 제 2 간극은 1.5mm일 수 있다.
상기 기판에 형성되는 상기 단위 셀의 개수는 가로 9개 × 세로 9개일 수 있다.
상기 주파수 선택 표면 필터는 상기 제 1 주파수 선택 표면과 상기 제 2 주파수 선택 표면을 상기 제 1 간격만큼 떨어뜨려서 고정 결합하는 하나 이상의 결합 핀을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 중계기 안테나를 포함하는 중계기 안테나 시스템에 있어서, 상기 중계기 안테나의 전방에 배치되되, 상기 중계기 안테나와 90mm 내지 110mm 만큼 떨어져 배치되는 주파수 선택 표면 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템을 제공한다.
상기 주파수 선택 표면 필터는 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 1 주파수 선택 표면과 제 1 간격만큼 떨어져 배치된 제 2 주파수 선택 표면을 포함하되, 상 기 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 2 주파수 선택 표면은 기판 및 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 상기 기판에 복수 개가 형성된 단위 셀을 각각 포함할 수 있다.
상기 제 1 간격은 40mm 내지 60mm일 수 있다.
상기 DSRR 구조는 외부 SRR(Split Ring Resonator) 및 상기 외부 SRR의 내부에 위치하는 내부 SRR을 포함하고, 상기 내부 SRR의 간극인 제 2 간극이 상기 외부 SRR의 간극인 제 1 간극과 반대 방향에 위치할 수 있다.
상기 외부 SRR은 상기 정사각형의 세로 변과 평행한 수직 도체 라인, 상기 수직 도체 라인 양단에서 "ㄱ"자 형상으로 각각 형성되되, 양쪽 단부가 제 1 간극(g1)만큼 떨어져서 대향하는 제 1 및 제 2 도체 라인, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 끝 부분에서 서로 평행하게 연장되는 연장 라인을 포함할 수 있다.
상기 기판에 형성되는 상기 단위 셀의 개수는 가로 9개 × 세로 9개일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주파수 선택 표면의 단위 셀 을 DSRR 구조로 형성된 스트립 라인 형태로 하고, 두 개의 주파수 선택 표면 간의 간격을 조절하여 주파수 선택 표면 필터의 스커트 특성을 향상할 수 있고, 중계기 안테나와 주파수 선택 표면 필터 간의 간격 또한 조절함으로써 종래보다 스커트 특성이 향상된 중계기 안테나 시스템을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함하는 중계기 안테나 시스템을 설명하기 전에 본 발명에서 주파수 선택 표면 필터에 사용되는 주파수 선택 표면에 대한 설명을 자세히 하도록 하겠다.
주파수 선택 표면(FSS: Frequency Selective Surface)이란 원하는 주파수를 선택적으로 투과 또는 반사시킬 수 있도록 인위적으로 제작된 표면을 의미한다. 이러한 주파수 선택 표면의 주파수 선택적 특성은 도체 또는 개구면을 일정한 주기로 배치함으로써 얻어지며, 이때 주파수 선택 표면에서 한 주기에 해당하는 구조를 단위 셀(Unit Cell)이라 한다.
도 1 및 도 2는 주파수 선택 표면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 스트립(Strip) 라인의 도체로 구성된 단위 셀을 포함한 스트립 주파수 선택 표면 및 두 개의 스트립 주파수 선택 표면이 소정 거리(d1)만큼 떨어져서 배치된 구조에 대한 등가 회로를 나타낸 도면이고, 도 2는 슬롯(Slot)이 형성된 단위 셀을 포함한 슬롯 주파수 선택 표면 및 슬롯 주파수 선택 표면의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 1과 같이 소정 거리(d1)만큼 떨어진 두 개의 스트립 주파수 선택 표면은 직렬 공진 회로로 등가화되어 대역 저지 특성이 있고, 도 2와 같이 소정 거리(d2)만큼 떨어진 두 개의 슬롯 주파수 선택 표면은 병렬 공진 회로로 등가화되어 대역 통과 특성이 있다. 도 1 및 도 2에서 β는 전파상수, d1은 두 개의 스트립 주파수 선택 표면 간의 간격, d2는 두 개의 슬롯 주파수 선택 표면 간의 간격, θ(=β·d1)는 위상 지연값을 의미한다.
도 1 및 도 2와 같이 두 개 이상의 주파수 선택 표면을 사용하면 하나의 주파수 선택 표면을 사용할 때보다 스커트 특성이 좋아지게 된다.
여기서, 두 개의 스트립 주파수 선택 표면 간의 간격(d1)이 파장(λ)/4보다 작다고 가정하면 두 개의 스트립 주파수 선택 표면 간의 간격이 좁아질수록 저지 대역의 스커트 특성이 좋아지지만 통과 대역의 특성이 상대적으로 나빠지게 된다.
한편, 슬롯 주파수 선택 표면은 두 개의 슬롯 주파수 선택 표면 간의 간격(d2)이 파장(λ)/4에 가까워질수록 통과 대역 특성이 좋아진다.
이와 같이, 주파수 선택 표면은 단위 셀로 선택한 구조의 기하학적인 모양은 물론이고, 주파수 선택 표면의 사용 개수 및 주파수 선택 표면 간의 간격 등에 따라 특정 주파수 대역의 필터링 및 저지 대역 또는 통과 대역의 스커트 특성을 조정할 수 있는 특징이 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 주파수 선택 표면의 특징을 이용하여 스커트 특성이 우수한 주파수 선택 표면 필터 및 이를 포함한 안테나 시스템을 설계하고자 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면 필터를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면 필터(300)는 3b에 도시된 바와 같이 제 1 주파수 선택 표면(310) 및 제 1 주파수 선택 표면(310)과 제 1 간격(d3)만큼 떨어져서 배치된 제 2 주파수 선택 표면(320)을 포함한다. 여기서, 제 1 간격(d3)은 중계기의 서비스 대역에서 통과 대역과 저지 대역 간의 스커트 특성이 최적일 때의 간격으로써, 다수의 실험을 통해 결정될 수 있다. 다시 말해서, 제 1 간격(d3)은 중계기의 서비스 대역에 따라 상이할 수 있고, 그 값은 실험을 통해 결정되는 것이 바람직하다.
일례로, 중계기의 서비스 대역, 즉 통과 대역인 제 1 주파수 대역이 824MHz 내지 894MHz인 CDMA(Code Division Multiple Access) 주파수 대역이고, 제 1 주파수 대역에 밀접한 저지 대역인 제 2 주파수 대역이 917MHz 내지 923.5MHz인 UHF RFID(UltraHigh-Frequency Radio-Frequency Identification) 주파수 대역인 경우, 제 1 간격(d3)이 40mm 내지 60mm일 때 주파수 선택 표면 필터(300)의 스커트 특성이 최적화된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6에서 하도록 한다.
제 1 주파수 선택 표면(310) 및 제 2 주파수 선택 표면(320)은 도 4의 4A와 같이 기판(410) 및 복수 개의 단위 셀(420)을 포함한다.
기판(410)은 두께가 0.8mm, 넓이는 가로 345mm × 세로 345mm이고, 유전율이 4.4인 FR(Flame Retardant)4 기판인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 단위 셀(420)은 4b와 같이 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 기판(410)에 복수 개가 형성된다. 여기서, DSRR 구조는 외부 SRR(Split Ring Resonator)(422) 및 외부 SRR(422)의 내부에 위치하는 내부 SRR(424)을 포함하고, 내부 SRR(424)의 간극인 제 2 간극(g2)이 외부 SRR(422)에 형성된 간극, 즉 외부 SRR(422)의 간극인 제 1 간극(g1)과 반대 방향에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서 외부 SRR(422)은 정사각형의 세로 변과 평행한 수직 도체 라인, 수직 도체 라인 양단에서 "ㄱ"자 형상으로 각각 형성되되, 양쪽 단부가 제 1 간극(g1)만큼 떨어져서 대향하는 제 1 및 제 2 도체 라인, 제 1 및 제 2 도체 라인의 끝 부분에서 서로 평행하게 연장되는 연장 라인을 포함한다.
본 발명의 실시예에서 수직 도체 라인의 두께(w1), 제 1 및 제 2 도체 라인의 두께(w2), 연장 라인의 길이(L1), 외부 SRR(422)의 가로 길이(L2) 및 세로 길이(L3), 외부 SRR(422)의 간극인 제 1 간극(g1), 내부 SRR(424)의 도체 라인의 두께(w3), 수직 도체 라인과 내부 SRR(424) 간의 이격 거리(R1), 제 1 및 제 2 도체 라인과 내부 SRR(424) 간의 이격 거리(R2), 내부 SRR(424)의 가로 길이(L4), 세로 길이(L5), 내부 SRR(424)의 간극인 제 2 간극(g2) 및 정사각형 한 변의 길이(a)는 중계기의 서비스 대역에 따라 상이할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 통과 대역인 제 1 주파수 대역이 CDMA 대역이고, 저지 대역인 제 2 주파수 대역이 UHF RFID 대역인 경우, 수직 도체 라인의 두께(w1)는 2mm, 제 1 및 제 2 도체 라인의 두께(w2)는 4mm, 연장 라인의 길이(L1)는 5mm, 외부 SRR(422)의 가로 길이(L2) 및 세로 길이(L3)는 28mm, 제 1 간극(g1)은 1,5mm, 내부 SRR(424)의 도체 라인의 두께(w3)는 2mm, 수직 도체 라인과 내부 SRR(424) 간의 이격 거리(R1)는 1mm, 제 1 및 제 2 도체 라인과 내부 SRR(424) 간의 이격 거리(R2)는 2mm, 내부 SRR(424)의 가로 길이(L4)는 14mm, 세로 길이(L5)는 16mm, 제 2 간극(g2)은 1.5mm이고, 정사각형 한 변의 길이(a)는 35mm인 것이 바람직하다.
또한, 기판(410)에 형성되는 단위 셀(420)의 개수는 가로 9개 × 세로 9개, 즉 81개인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 그 이상 또는 그 이하일 수도 있다.
한편, 주파수 선택 표면 필터(300)는 제 1 주파수 선택 표면(310)과 제 2 주파수 선택 표면(320)을 제 1 간격(d3)만큼 떨어뜨려서 고정 결합하는 하나 이상의 결합 핀(330)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 주파수 선택 표면 필터(300)가 2개의 주파수 선택 표면(제 1 주파수 선택 표면(310) 및 제 2 주파수 선택 표면(320))으로 구성된다고 한정하였지만, 본 발명을 실제로 적용할 경우에는 이에 한정되지 않고 주파수 선택 표면 필터(300)가 2개 이상의 주파수 선택 표면을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 주파수 선택 표면 필터(300)가 UHF RFID 대역을 충분히 저지시킬 수 있는 주파수 선택 표면의 최소 개수는 2개이고, 주파수 선택 표면의 개수가 2개보다 많을수록 주파수 선택 표면 필터(300)의 스커트 특성이 향상되지만, 중계기의 안테나 시스템의 크기가 커지고 제조비용 또한 상승하므로 주파수 선택 표면의 개수를 2개로 하는 것이 바람직한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템에 대한 자세한 설명을 하도록 하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템(500)은 중계기 안테나(510) 및 주파수 선택 표면 필터(300)를 포함한다. 여기서, 주파수 선택 표면 필터(300)에 대한 자세한 설명은 이미 하였으므로 이하에서는 주파수 선택 표면 필터(300)의 자세한 설명을 생략하도록 한다.
중계기 안테나(510)는 중계기의 서비스 대역, 즉 통과 대역인 제 1 주파수 대역의 신호 및 제 1 주파수 대역의 신호에 밀접한 저지 대역인 제 2 주파수 대역의 신호, 즉 제 1 주파수 대역의 신호의 방사시 발생하는 상호 변조 신호를 방사한다. 여기서, 중계기 안테나(510)는 패치 안테나인 것이 바람직하다.
주파수 선택 표면 필터(300)는 중계기 안테나(510)에서 방사하는 제 1 주파수 대역의 신호 및 제 2 주파수 대역의 신호의 진행 방향, 즉 중계기 안테나(510)의 전방에 배치되되 중계기 안테나(510)와 제 2 간격(d4)만큼 떨어져 배치된다. 여기서, 제 2 간격(d4)은 중계기의 서비스 대역에서 통과 대역과 저지 대역 간의 스커트 특성이 최적화되는 간격으로써, 다수의 실험을 통해 결정될 수 있다. 다시 말해서, 제 2 간격(d4)은 중계기의 서비스 대역에 따라 상이할 수 있고, 그 값은 실험을 통해 결정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서 중계기의 서비스 대역, 즉 통과 대역인 제 1 주파수 대역이 CDMA 주파수 대역이고, 저지 대역인 제 2 주파수 대역이 UHF RFID 주파수 대역인 경우, 제 2 간격(d4)이 90mm 내지 110mm일 때 중계기 안테나 시스템(500)의 스커트 특성이 최적화된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템의 스커트 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 그래프에서 실선은 중계기 안테나(510)에 주파수 선택 표면 필터(300)를 배치하지 않았을 때, 즉 주파수 선택 표면 필터(300)를 적용하지 않은 종래 중계기 안테나 시스템이 CDMA 주파수 대역에서 동작할 때의 실제 이득 값이고, 점선은 제 1 주파수 선택 표면(310)과 제 2 주파수 선택 표면(320) 간의 제 1 간격이 50mm인 주파수 선택 표면 필터(300)를 중계기 안테나(510)의 전방으로 100mm만큼 떨어뜨려 배치한 중계기 안테나 시스템(500)이 CDMA 주파수 대역에서 동작할 때의 실제 이득 값이다.
도 6에 도시된 바와 같이 CDMA 주파수 대역(824MHz 내지 894MHz)에서는 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템(500)의 실제 이득이 종래 중계기 안테나 시스템의 이득과 유사하거나 증가하는 특성을 보인다.
하지만, UHF RFID 주파수 대역(917MHz 내지 923.5MHz)에서는 종래 중계기 안테나 시스템의 실제 이득이 CDMA 주파수 대역에 비해 4.3dB 감소하는 반면, 중계기 안테나 시스템(500)의 실제 이득은 CDMA 주파수 대역에 비해 10.9dB 감소, 다시 말해서 중계기 안테나 시스템(500)의 실제 이득이 종래 중계기 안테나 시스템의 실제 이득에 비해 급격히 감소하는 것을 알 수 있다.
이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면 필터(300)가 CDMA 주 파수 대역은 통과시키고, CDMA 주파수 대역에 밀접한 UHF RFID 주파수 대역은 저지 시키는 특성, 즉 스커트 특성이 우수한 필터로 동작한다는 것을 알 수 있다.
결론적으로, 주파수 선택 표면 필터(300) 및 중계기 안테나(510)를 포함하되, 제 1 주파수 선택 표면(310)과 제 2 주파수 선택 표면(320) 간의 간격인 제 1 간격(d3)이 40mm 내지 50mm이고, 주파수 선택 표면 필터(300)와 중계기 안테나(510) 간의 간격인 제 2 간격(d4)이 90mm 내지 110mm인 중계기 안테나 시스템(500)은 서비스 대역인 제 1 주파수 대역의 신호를 종래 중계기 안테나 시스템 또는 종래 중계기 안테나 시스템보다 양호하게 방사하고, 제 1 주파수 대역에 밀접한 제 2 주파수 대역의 신호, 즉 중계기 안테나 시스템(500)에서 발생하는 상호 변조 신호는 차단, 즉 중계기 안테나 시스템(500)의 스커트 특성이 종래 중계기 안테나 시스템에 비해 매우 양호하다는 것을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 주파수 선택 표면 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 선택 표면의 구조 및 단위 셀의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템의 구조를 간략하게 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중계기 안테나 시스템의 스커트 특성을 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
300: 주파수 선택 표면 필터 310: 제 1 주파수 선택 표면
320: 제 2 주파수 선택 표면 330: 결합 핀
410: 기판 420: 단위 셀
500: 중계기 안테나 시스템 510: 중계기 안테나

Claims (15)

  1. 주파수 선택 표면 필터에 있어서,
    제 1 주파수 선택 표면; 및
    상기 제 1 주파수 선택 표면과 제 1 간격만큼 떨어져 배치된 제 2 주파수 선택 표면
    을 포함하되, 상기 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 2 주파수 선택 표면은 기판 및 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 상기 기판에 복수 개가 형성된 단위 셀을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 간격은 40mm 내지 60mm인 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 두께가 0.8mm, 넓이는 가로 345mm × 세로 345mm이고, 유전율이 4.4인 FR(Flame Retardant)4 기판인 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 DSRR 구조는 외부 SRR(Split Ring Resonator) 및 상기 외부 SRR의 내부에 위치하는 내부 SRR을 포함하고, 상기 내부 SRR의 간극인 제 2 간극이 상기 외부 SRR의 간극인 제 1 간극과 반대 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 외부 SRR은
    상기 정사각형의 세로 변과 평행한 수직 도체 라인;
    상기 수직 도체 라인 양단에서 "ㄱ"자 형상으로 각각 형성되되, 양쪽 단부가 제 1 간극(g1)만큼 떨어져서 대향하는 제 1 및 제 2 도체 라인;
    상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 끝 부분에서 서로 평행하게 연장되는 연장 라인
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수직 도체 라인의 두께는 2mm, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 두께는 4mm, 상기 연장 라인의 길이는 5mm, 상기 외부 SRR의 가로 길이 및 세로 길이는 28mm, 상기 제 1 간극은 1,5mm이고, 상기 정사각형 한 변의 길이는 35mm인 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 SRR의 도체 라인의 두께는 2mm, 상기 수직 도체 라인과 상기 내부 SRR 간의 이격 거리는 1mm, 상기 제 1 및 제 2 도체 라인과 상기 내부 SRR 간의 이격 거리는 2mm, 상기 내부 SRR의 가로 길이는 14mm, 상기 내부 SRR의 세로 길이는 16mm, 상기 제 2 간극은 1.5mm인 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에 형성되는 상기 단위 셀의 개수는 가로 9개 × 세로 9개인 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 선택 표면 필터는
    상기 제 1 주파수 선택 표면과 상기 제 2 주파수 선택 표면을 상기 제 1 간격만큼 떨어뜨려서 고정 결합하는 하나 이상의 결합 핀
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 선택 표면 필터.
  10. 중계기 안테나를 포함하는 중계기 안테나 시스템에 있어서,
    상기 중계기 안테나의 전방에 배치되되, 상기 중계기 안테나와 90mm 내지 110mm 만큼 떨어져 배치되는 주파수 선택 표면 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 주파수 선택 표면 필터는
    제 1 주파수 선택 표면; 및
    상기 제 1 주파수 선택 표면과 제 1 간격만큼 떨어져 배치된 제 2 주파수 선택 표면
    을 포함하되, 상기 제 1 주파수 선택 표면 및 상기 제 2 주파수 선택 표면은 기판 및 정사각형 내부에 도체 라인이 DSRR(Double Split Ring Resonator) 구조로 형성된 스트립 라인 형태로써 상기 기판에 복수 개가 형성된 단위 셀을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 간격은 40mm 내지 60mm인 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 DSRR 구조는 외부 SRR(Split Ring Resonator) 및 상기 외부 SRR의 내부에 위치하는 내부 SRR을 포함하고, 상기 내부 SRR의 간극인 제 2 간극이 상기 외부 SRR의 간극인 제 1 간극과 반대 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 외부 SRR은
    상기 정사각형의 세로 변과 평행한 수직 도체 라인;
    상기 수직 도체 라인 양단에서 "ㄱ"자 형상으로 각각 형성되되, 양쪽 단부가 제 1 간극(g1)만큼 떨어져서 대향하는 제 1 및 제 2 도체 라인;
    상기 제 1 및 제 2 도체 라인의 끝 부분에서 서로 평행하게 연장되는 연장 라인
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판에 형성되는 상기 단위 셀의 개수는 가로 9개 × 세로 9개인 것을 특징으로 하는 중계기 안테나 시스템.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101284757B1 (ko) * 2011-07-04 2013-07-17 단국대학교 산학협력단 다중 주파수 대역용 주파수 선택 반사기
KR101299675B1 (ko) * 2012-02-07 2013-08-27 공주대학교 산학협력단 주파수 특성 가변 ｆｓｓ 필터
CN105098344A (zh) * 2015-09-06 2015-11-25 西安电子科技大学 机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线
KR20160031860A (ko) * 2014-09-15 2016-03-23 삼성전자주식회사 무급전 재방사 중계기 및 그의 제작 방법
CN108682963A (zh) * 2018-05-04 2018-10-19 北京航空航天大学 一种具有超高频率比的多频带频率选择结构设计方法
WO2018021973A3 (en) * 2016-07-29 2018-12-20 Nanyang Technological University Metamaterial split ring resonator, metamaterial split ring resonator array and energy harvesting apparatus
CN109980368A (zh) * 2019-04-01 2019-07-05 北京电子工程总体研究所 一种频率可重构的小型化天线
KR102005512B1 (ko) * 2019-06-03 2019-07-30 국방과학연구소 초광대역 주파수 차단특성을 갖는 주파수 선택표면 구조
KR102413884B1 (ko) * 2021-05-26 2022-06-30 성균관대학교산학협력단 반사형 irs 연성 기판

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100233837B1 (ko) * 1997-08-20 1999-12-01 정선종 삼중 사각 루프 슬롯 형태를 갖는 주파수 선택 반사기
US6147572A (en) * 1998-07-15 2000-11-14 Lucent Technologies, Inc. Filter including a microstrip antenna and a frequency selective surface
KR100981853B1 (ko) * 2008-04-14 2010-09-13 숭실대학교산학협력단 마이크로스트립 사각 개방 루프 분할 링 공진기를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 방법

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101284757B1 (ko) * 2011-07-04 2013-07-17 단국대학교 산학협력단 다중 주파수 대역용 주파수 선택 반사기
KR101299675B1 (ko) * 2012-02-07 2013-08-27 공주대학교 산학협력단 주파수 특성 가변 ｆｓｓ 필터
KR20160031860A (ko) * 2014-09-15 2016-03-23 삼성전자주식회사 무급전 재방사 중계기 및 그의 제작 방법
CN105098344A (zh) * 2015-09-06 2015-11-25 西安电子科技大学 机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线
WO2018021973A3 (en) * 2016-07-29 2018-12-20 Nanyang Technological University Metamaterial split ring resonator, metamaterial split ring resonator array and energy harvesting apparatus
CN108682963A (zh) * 2018-05-04 2018-10-19 北京航空航天大学 一种具有超高频率比的多频带频率选择结构设计方法
CN108682963B (zh) * 2018-05-04 2021-08-17 北京航空航天大学 一种具有超高频率比的多频带频率选择结构设计方法
CN109980368A (zh) * 2019-04-01 2019-07-05 北京电子工程总体研究所 一种频率可重构的小型化天线
KR102005512B1 (ko) * 2019-06-03 2019-07-30 국방과학연구소 초광대역 주파수 차단특성을 갖는 주파수 선택표면 구조
KR102413884B1 (ko) * 2021-05-26 2022-06-30 성균관대학교산학협력단 반사형 irs 연성 기판
US11757199B2 (en) 2021-05-26 2023-09-12 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Reflective intelligent reflecting surface flexible board

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