KR20120071840A

KR20120071840A - 무선 통신 시스템에서 안테나 검사 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120071840A
Application number: KR1020100133546A
Authority: KR
Inventors: 오순수; 김성민; 이영환
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-07-03

Abstract

본 발명은, 무선 통신 시스템에서 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법에 관한 것으로, 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하고자 하는 타겟 안테나; 및 상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나와 상기 RF 신호를 송수신하는 소스 안테나;를 포함하며; 상기 소스 안테나는, 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 포함하며; 상기 안테나 검사 장치는, 상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone)의 한 지점에서, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정한다.

Description

무선 통신 시스템에서 안테나 검사 장치 및 방법{Apparatus and method for testing antenna in wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 함) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서 RF 신호 송수신을 위해 다양한 형태의 안테나들이 제안되었으며, 이러한 안테나들의 성능을 측정하기 위해서는, 안테나로부터 방사되는 전자파를 흡수하는 전자파 흡수 장치가 구현된 안테나 측정 무반사실에 안테나들을 로딩한 후, 안테나의 성능을 측정한다. 특히, 안테나의 성능으로 RF 신호 송수신 성능을 측정하기 위해서, RF 신호의 송수신 성능 측정을 위한 타겟 안테나 또는 측정 안테나와, 상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나로부터 송수신되는 RF 신호를 송수신하는 피타겟 안테나 또는 피측정 안테나를 무반사실 내에 로딩한 후, 상기 타겟 안테나의 RF 송수신 성능을 측정한다.

또한, 현재 제안된 안테나의 성능을 측정하기 위한 방안으로, 전술한 바와 같이 무반사실 또는 소정 사이즈의 챔버를 구비한 검사 장치를 통해 안테나의 성능, 예컨대 안테나의 방사 성능을 측정하여 안테나의 RF 신호 송수신 성능을 측정하는 방안이 제안되었다. 여기서, 상기 안테나로부터 송수신되는 RF 신호는 송수신 안테나 간의 거리 및 위치에 따라 전력 레벨 가변적임으로, 보다 정확한 안테나 성능 측정을 위해서는, 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 각각 송수신되는 RF 신호의 반복적인 전력 레벨 측정이 필수적으로 필요하다.

하지만, 현재의 안테나 성능 측정 방안은, 소정의 거리 및 위치로 설정된 무반사실 또는 챔버 내에 타겟 안테나와 피타겟 안테나를 로딩한 후 상기 소정의 거리 및 위치에서 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 송수신되는 RF 신호의 전력 레벨, 예컨대 실효복사 전력(ERP: Effective Radiated Power, 이하 'ERP'라 칭하기로 함)을 측정함에 따라, 정확한 안테나 성능 측정에 한계가 있다.

다시 말해, 원거리에서의 안테나 성능을 측정하기 위해서는, 타겟 안테나와 피타겟 안테나를 원거리만큼 이격시켜야 하며, 그에 따라 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나가 로딩되는 무반사실 또는 챔버의 사이즈가 원거리만큼 커야 함으로 원거리에서의 안테나 성능 측정에 한계가 있다. 또한, 근거리에서 보다 정확한 안테나 성능 측정을 위해서는, 소정 거리 및 위치에서 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 송수신되는 RF 신호의 전력 레벨 측정한 후, 상기 소정 거리 및 위치와는 다른 거리 및 위치에서 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 송수신되는 RF 신호의 전력 레벨 측정하며, 이렇게 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간의 거리 및 위치를 복수의 서로 다른 거리 및 위치로 변경하고, 또한 상기 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 상기 타겟 안테나와 피타겟 안테나 간에 각각 송수신되는 RF 신호의 전력 레벨을 반복적으로 측정함에 따라, 안테나 성능 측정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 원거리 및 근거리에서 타겟 안테나에 대해 복수의 ERP을 정확하게 측정하여 안테나의 성능, 특히 안테나의 방사 성능으로 안테나의 RF 신호 송수신 성능을 보다 정확하고 신속하게 측정하기 위한 안테나 검사 방안이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 안테나의 방사 성능을 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 RF 신호 송수신 성능을 정확하게 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 안테나의 RF 신호 송수신 시에 실효복사 전력(ERP: Effective Radiated Power)을 정확하게 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 통신 시스템에서 근거리 영역 및 원거리 영역의 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 안테나의 성능을 보다 정확하고 신속하게 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 무선 통신 시스템에서 안테나 검사 장치에 있어서, 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하고자 하는 타겟 안테나; 및 상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나와 상기 RF 신호를 송수신하는 소스 안테나;를 포함하며; 상기 소스 안테나는, 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 포함하며; 상기 안테나 검사 장치는, 상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone)의 한 지점에서, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선 통신 시스템에서 안테나 검사 방법에 있어서, 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하고자 하는 타겟 안테나, 및 상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나와 상기 RF 신호를 송수신하는 소스 안테나를 로딩하는 단계; 상기 소스 안테나에 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 형성하는 단계; 및 상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하여 상기 타겟 안테나의 성능을 측정하는 단계;를 포함하며; 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계는, 상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone)의 한 지점에서, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정한다.

본 발명은, 무선 통신 시스템에서 복수의 방사 소자가 배열된 배열 안테나를 통해 안테나의 성능, 예컨대 방사 성능, 무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호 송수신 성능, 및 실효복사 전력(ERP: Effective Radiated Power) 등을 측정함으로써, 안테나의 성능을 보다 정확하고 신속하게 측정할 수 있다. 특히, 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 복수의 방사 소자가 배열된 배열 안테나를 통해 안테나의 성능을 측정함으로써, 근거리 영역 및 원거리 영역에서 복수의 서로 다른 거리 및 위치 별로 안테나의 성능을 각각 측정하여 보다 정확하고 용이하게 안테나 성능을 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 소스 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 소스 안테나에 포함된 배열 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 안테나 성능 측정 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은, 무선 통신 시스템에서 안테나 성능을 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 함) 신호를 송수신하는 안테나의 방사 성능, RF 신호 송수신 성능, 및 실효복사 전력(ERP: Effective Radiated Power, 이하 'ERP'라 칭하기로 함) 등을 측정하여 안테나의 성능을 측정하는 안테나 검사 장치 및 방법을 제안한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 복수의 방사 소자들이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 안테나의 성능을 측정하며, 특히 상기 복수의 방사 소자들에 의해 근거리 영역 및 원거리 영역의 복수의 지점들에서 안테나의 성능을 각각 측정, 다시 말해 상기 근거리 영역 및 원거리 영역에서 서로 다른 거리 및 위치 별로 안테나의 성능을 각각 측정하여, 안테나의 성능을 보다 정확하고 신속하게 측정한다. 여기서, 상기 배열 안테나에 배열되는 복수의 방사 소자들의 개수 및 배열 형태는, 안테나 성능을 측정하고자 하는 상기 근거리 영역 및 원거리 영역에서 복수의 서로 다른 거리 및 위치에 상응하여 결정된다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 근거리 영역 및 원거리 영역에서 복수의 서로 다른 거리 및 위치 별로 안테나 성능 측정을 위한 측정 동작을 각각 수행하지 않고, 상기 복수의 방사 소자들이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 상기 측정 동작을 최소로 수행, 바람직하게는 1회의 수행하여 상기 근거리 영역 및 원거리 영역에서 복수의 서로 다른 거리 및 위치 별로 안테나 성능을 각각 측정한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같이 복수의 방사 소자들이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 원거리 영역에서 안테나 성능을 측정, 즉 방사성 원역장(radiating far-field) 측정 방식(이하, '원역장 측정 방식'이라 칭하기로 함)으로 안테나 성능을 측정하고, 또한 상기 배열 안테나를 통해 근거리 영역에서 안테나 성능을 측정, 즉 방사성 근역장(radiating near-field) 측정 방식(이하, '근역장 측정 방식'이라 칭하기로 함)으로 안테나 성능을 측정하며, 아울러 상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone) 측정 방식으로 안테나 성능을 측정한다.

여기서, 상기 원역장 측정 방식은, 안테나 성능을 측정하기 위해 소정 주파수의 신호를 안테나에 급전할 경우, 한번의 전자파 방사(주사)로 원하는 값을 획득할 수 있는 장점이 있으나, 소스 안테나(또는 피타겟 안테나, 피측정 안테나, 프로브 안테나)와 시험 안테나(또는 타겟 안테나, 측정 안테나) 간의 거리를 원역장의 조건만큼 이격시켜야 하므로 챔버의 크기가 커야하는 단점이 존재한다. 또한, 상기 근역장 측정 방식과 프레즈넬 존 측정 방식은, 상기 원역장에서 보다 근거리에서 안테나 성능의 측정 동작을 수행하므로, 상기 원역장에서 보다 작은 챔버 내에서도 안테나 성능 측정이 가능하나, 복수의 지점, 즉 보다 정확한 안테나 성능을 측정하기 위해 복수의 거리 및 위치에서 안테나 성능의 측정 데이터를 획득하여야 하므로 측정 시간이 상기 원역장 측정 방식에서보다 더 많이 소요된다. 특히, 상기 근역장 측정 방식은, 안테나 성능을 측정하기 위해 상기 안테나에 급전되는 소정 주파수의 신호의 반파장보다 작은 간격의 지점에서의 측정값, 예컨대 ERP값이 필요하며, 그에 따라 근역장에서 모든 측정 데이터를 획득하기 위한 측정 동작의 수행 횟수가 증가하여 안테나 성능 측정에 많은 시간이 소요된다. 그리고, 상기 프레즈넬 존 측정 방식은, 상기 근역장 측정 방식보다 측정 데이터 획득을 위한 지점이 감소함에 따라 안테나 성능을 측정하기 위한 시간이 적게 소요되며, 또한 안테나 성능을 측정하는 장치, 즉 안테나 검사 장치를 단순화할 수 있다.

이러한 세가지 안테나 성능 측정 방식들은, 무선 통신 환경에서 설치된 기지국, 중계기, 및 단말 등의 무선기기에 대한 안테나 성능을 측정하기 위해 ERP값을 측정할 경우, 상기 원역장 측정 방식은, 기지국/중계기/단말로부터 원역장 조건을 만족하는 거리만큼 이격시켜야 함에 따라, 다중 경로를 통해 전송되는 전자파로 인해 정확한 ERP값을 측정하기 어렵다. 또한, 상기 근역장 측정 방식과 상기 프레즈넬 존 측정 방식은, 상기 원역장 조건보다 근거리에서 데이터 획득을 수행하므로 다중경로에 의한 영향을 최소화할 수 있으나, 상기 근역장 측정 방식은, 전술한 바와 같이 ERP값 측정을 위한 측정 시간이 많이 소요되므로 외부 환경 변화에 영향을 받으며, 아울러 안테나 성능을 측정하는 장치, 즉 안테나 검사 장치가 복잡하다. 그리고, 상기 프레즈넬 존 측정 방식은, 전술한 바와 같이 상기 근역장 측정 방식보다 측정 시간이 짧고 안테나 검사 장치를 단수화할 수 있으나, ERP값 측정을 통한 최종 측정 데이터 획득 시간이 상기 원역장 측정 방식보다 많이 소요된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 세가지 측정 방식, 즉 원역장 측정 방식, 근역장 측정 방식, 및 프레즈넬 존 측정 방식의 단점을 최소화하고 장점을 극대화한다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같이 복수의 방사 소자들이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 안테나 성능을 측정하며, 특히 프레즈넬 존에서 상기 배열 안테나를 통해 ERP값을 측정함으로써, 안테나 성능 측정 시간을 상기 원역장 측정 방식에서의 측정 시간만큼 감소시켜 신속하게 안테나 성능을 측정하며, 아울러 상기 배열 안테나를 통해 복수의 지점, 즉 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 ERP값을 측정하여 정확하고 용이하게 안테나 성능을 측정한다.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 복수의 방사 소자들이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 이용하여 프레즈넬 존에서 안테나의 방사전력 및 무선기기의 ERP값을 측정, 즉 안테나의 성능을 측정하며, 이때 상기 배열 안테나를 소스 안테나(또는 피타겟 안테나, 피측정 안테나, 프로브 안테나)로 활용하여 시험 안테나(또는 타겟 안테나, 측정 안테나)의 성능을 측정하여 신속하고 정확한 안테나 성능을 측정한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 성능을 측정하고자 하는 대상이 되는 안테나, 즉 시험 안테나, 타겟 안테나, 또는 측정 안테나를 모두 타겟 안테나로 명명하며, 상기 타겟 안테나의 성능을 측정하기 위해 대응되어 사용되는 안테나, 즉 소스 안테나, 피타겟 안테나, 피측정 안테나, 프로브 안테나를 모두 소스 안테나로 명명하기로 한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 1은, 타겟 안테나의 RF 신호 수신 시에 안테나 성능을 측정, 즉 타겟 안테나의 RF 신호 수신 성능을 측정하는 안테나 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 시의 안테나 성능 측정, 즉 상기 타켓 안테나(120)의 수신 성능을 측정하기 위한 장치로서, 전술한 바와 같이 무반사실 또는 소정 사이즈의 챔버 내에 성능 측정을 위한 타겟 안테나(120)와 상기 타겟 안테나(120)에 대응하는 소스 안테나(110)를 로딩하는 로딩부를 포함한다.

상기 로딩부는, 상기 타겟 안테나(120)를 로딩하며, 또한 상기 타겟 안테나(120)의 성능 측정을 복수의 지점, 즉 복수의 위치 및 거리에서 성능을 측정하도록 상기 타겟 안테나(120)와 상기 소스 안테나(110) 간의 위치 및 거리(R)을 변경하기 위해 상기 타겟 안테나(120)의 높이를 변경하는 높이 퍼지셔너(positioner)(130)와 거리를 변경하는 거리 퍼지셔너(140)를 포함한다. 여기서, 상기 로딩부는, 상기 타겟 안테나(120)의 성능, 예컨대 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 성능으로, 프레즈넬 존의 복수의 지점들에서 상기 타겟 안테나(120)의 ERP를 측정하기 위해, 전술한 바와 같이 상기 높이 퍼지셔너(130) 및 거리 퍼지셔너(140)를 포함하는 상기 타겟 안테나(120)의 로딩부와, 구체적으로 도시하지는 않았으나 상기 소스 안테나(110)의 로딩부를 포함한다.

그리고, 상기 소스 안테나(110)의 로딩부는, 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 성능을 측정하기 위해 상기 소스 안테나(110)가 소정 주파수의 RF 신호를 상기 타겟 안테나(120)로 송신하도록 상기 소스 안테나(110)로 상기 소정 주파수의 RF 신호를 급전한다. 또한, 상기 타겟 안테나(120)의 로딩부는, 상기 소정 주파수의 RF 신호를 상기 소스 안테나(110)가 송신하면, 즉 소정 주파수를 갖는 전자파를 상기 소스 안테나(110)가 방사하면, 상기 타겟 안테나(120)에서 측정된 ERP값을 상기 안테나 검사 장치의 처리부(미도시)로 전송하며, 상기 처리부는, 상기 측정된 ERP값을 통해 상기 타겟 안테나(120)의 성능, 즉 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 성능을 측정 및 검사한다.

상기 소스 안테나(110)는, 전술한 바와 같이, 프레즈넬 존의 복수의 지점에서 상기 타겟 안테나(120)의 성능, 즉 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하기 위해 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 포함한다. 여기서, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 개수 및 배열 형태는, 상기 프레즈넬 존에서 상기 타겟 안테나(120)의 보다 정확한 성능을 측정하기 위해, 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하고자 하는 지점에 상응하여 결정된다. 그리고, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)은, 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 측정하기 위해 소정 주파수를 갖는 전자파를 상기 타겟 안테나(120)로 방사하며, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 타겟 안테나(120)에서 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)로부터 방사되는 전자파의 수신 전력을 측정, 즉 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하여 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 성능을 측정한다.

즉, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 개수 및 배열 형태는, 상기 프레즈넬 존에서 측정하고자 하는 복수의 지점들, 다시 말해 상기 타겟 안테나(120)와 상기 소스 안테나(110) 간의 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서의 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값들에 상응하여 결정된다. 여기서, 상기 프레즈넬 존에서 측정하고자 하는 복수의 지점들은, 상기 안테나 검사 장치가 원거리 영역 및 근거리 영역에서 보다 정확한 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 측정하기 위해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들을 의미하며, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)은 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응된다. 특히, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 개수 및 배열 형태는, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 의해 결정된다. 여기서, 상기 소스 안테나(110)에 포함된 배열 안테나, 및 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)에 대해서는 도 3 내지 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명할 것임으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 검사 장치는, 상기 소스 안테나(110)에 포함된 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존의 하나의 지점에서 상기 타겟 안테나(120)의 RF 신호 수신 성능을 측정하며, 이때 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)에 의해, 상기 프레즈넬 존의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값들을 획득한다. 즉, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)에 의해, 상기 프레즈넬 존의 하나의 지점에서, 근거리 영역에서의 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값 및 원거리 영역에서의 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하여 획득하며, 전술한 바와 같이 상기 높이 퍼지셔너(130) 및 거리 퍼지셔너(140)를 통해 높이 및 거리를 변경할 경우 상기 타겟 안테나(120)와 상기 소스 안테나(110) 간의 거리 및 위치가 변경되어 보다 많은 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값들을 획득한다.

이렇게 상기 안테나 검사 장치는, 전술한 세가지 측정 방식, 즉 원역장 측정 방식, 근역장 측정 방식, 및 프레즈넬 존 측정 방식의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하여 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 측정, 다시 말해 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 측정하며, 특히 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나(120)의 복수의 ERP값들을 측정하여 획득함으로써, 안테나 성능 측정 시간을 상기 원역장 측정 방식에서의 측정 시간만큼 감소시켜 신속하게 안테나 성능을 측정하며, 아울러 상기 배열 안테나를 통해 복수의 지점, 즉 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 ERP값을 측정하여 정확하고 용이하게 안테나 성능을 측정한다.

여기서, 상기 안테나 검사 장치가 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 측정 및 획득하는 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1에서, m, n은, xy 평면 상에서 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 각각의 지점을 의미한다. 다시 말해, 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(112,114,116)은, xy 평면 상에서 소정의 좌표로 나타낼 수 있으며, 특히 상기 xy 평면을 상기 소스 안테나(110)의 방사면이라고 가정하면 상기 배열 안테나는 상기 소스 안테나(110)의 xy 평면의 방사면에 포함되며, 상기 배열 안테나에 배열된 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 지점, 즉 m, n은 xy 평면 상에서 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 각각의 좌표값을 의미한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 m은 xy 평면 상에서 x 좌표값, n은 xy 평면 상에서 y 좌표값을 의미하는 것으로 한다.

또한, 수학식 1에서,

은, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)에서 임의의 기준 방사 소자에 의한 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값 또는 상기 타겟 안테나(120)의 전계값을 의미하며, 상기 안테나 검사 장치가 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들의 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 측정하여 타겟 안테나(120)의 성능을 측정함으로, 상기 기준 방사 소자는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하여 위치함이 바람직하다. 즉, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)에서 상기 기준 방사 소자는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 방사 소자이며, 그에 따라 상기

은 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서 측정한 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값으로, 기준 ERP값이 된다. 여기서, 상기

은 상기 기준 방사 소자에 의한 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서의 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값이 된다. 또한, 상기

은 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서 측정한 상기 타겟 안테나(120)의 전계값으로, 기준 전계값, 즉, 상기

은 상기 기준 방사 소자에 의한 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서의 상기 타겟 안테나(120)의 전계값이 될 수도 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값 측정 또는 전계값 측정으로 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 동일하게 측정할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이 상기 소스 안테나(110)의 xy 평면의 방사면에 포함된 상기 배열 안테나의 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 상기 타겟 안테나(120)로 전자파를 방사함에 따라, 수학식 1에서,

및

는, xz 평면 및 yz 평면 상에서 각각의 방사각을 의미하며, 상기

는 xz 평면 상에서 방사각, 상기

는 yz 평면 상에서 방사각을 의미한다.

아울러, 수학식 1에서,

및

는, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)에서 전자파가 방사됨에 따라, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116) 간의 방사각, 즉

및

증감값을 의미하며,

는 xz 평면 상에서 방사각

의 증감값,

는 yz 평명 상에서 방사각

의 증값값을 의미한다. 그러므로, 상기 기준 방사 소자, 즉 상기 프레즈넬 존의 한 지점을 기준으로 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 방사하는 전자파의 xy 좌표값은,

및

로 나타낼 수 있다.

그리고, 상기 안테나 검사 장치가 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 다양한 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존의 한 지점에서 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점에서 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 각각 측정하여 획득함에 따라, 수학식 1에서,

은, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역 간 복수의 지점에서 측정된 ERP값의 가중치를 의미한다. 예컨대, 상기 안테나 검사 장치, 근거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 ERP값 각각에 가중치

을 고려, 즉 상기 가중치

을 보상하여 상기 원거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 ERP값을 각각 획득한다. 여기서, 상기 가중치

은, 상기 RF 신호에 대한 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 xy 좌표값에서의 퓨리에 계수에 의해 결정된다.

따라서, 수학식 1에서,

은, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116) 중 임의의 방사 소자를 통해 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 의미하며, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 임의의 방사 소자를 통해 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값

을, 모든 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 y 좌표(

,

)에서 합산(

), 및 모든 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 x 좌표(

,

)에서 합산(

)하여, 상기 복수의 방사 소자들(112,114,116)을 통한 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값

를 각각 획득한다.

여기서, 수학식 1에서, 상기 안테나 검사 장치가 획득한

는, 상기 근거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값으로, 상기 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 성능 측정을 위한 측정 데이터가 되며,

는, 상기 근거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값

에 가중치

이 고려되어 있음으로, 상기 원거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값으로, 상기 원거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 성능 측정을 위한 측정 데이터가 된다. 여기서, 상기

는, 상기

과 같이 상기 원거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 전계값이 될 수도 있으며, 이러한 상기 타겟 안테나(120)의 전계값은, 상기 원거리 영역에서 상기 타겟 안테나(120)의 성능 측정을 위한 측정 데이터가 된다.

또한, 수학식 1에서, 상기 안테나 검사 장치가 획득한

는, 상기 기준 방사 소자에 의해 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서의 타겟 안테나(120)의 ERP값

, 즉 기준 ERP값을 중심으로 복수의 방사 소자들(112,114,116)의 각 xy 좌표 및 각 xy 좌표의 방사각 증감값을 통해 획득된 상기 타겟 안테나(120)의 성능 측정을 위한 측정 데이터가 된다.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 검사 장치는, 복수의 방사 소자들(112,114,116)이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 측정하며, 특히 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 복수의 ERP값들을 측정하여 근거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값, 및 원거리 영역의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(120)의 ERP값을 각각 획득한다. 그러므로, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 타겟 안테나(120)의 성능을 신속하게 측정하며, 상기 배열 안테나를 통해 복수의 지점, 즉 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 ERP값을 측정하여 정확하고 용이하게 안테나 성능을 측정한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는, 타겟 안테나의 RF 신호 송신 시에 안테나 성능을 측정, 즉 타겟 안테나의 RF 신호 송신 성능을 측정하는 안테나 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 시의 안테나 성능 측정, 즉 상기 타켓 안테나(210)의 수신 성능을 측정하기 위한 장치로서, 전술한 바와 같이 무반사실 또는 소정 사이즈의 챔버 내에 성능 측정을 위한 타겟 안테나(210)와 상기 타겟 안테나(210)에 대응하는 소스 안테나(220)를 로딩하는 로딩부를 포함한다.

상기 로딩부는, 상기 소스 안테나(220)를 로딩하며, 또한 상기 소스 안테나(220)의 성능 측정을 복수의 지점, 즉 복수의 위치 및 거리에서 성능을 측정하도록 상기 타겟 안테나(210)와 상기 소스 안테나(220) 간의 위치 및 거리(R)을 변경하기 위해 상기 소스 안테나(220)의 높이를 변경하는 높이 퍼지셔너(230)와 거리를 변경하는 거리 퍼지셔너(240)를 포함한다. 여기서, 상기 로딩부는, 상기 타겟 안테나(210)의 성능, 예컨대 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 성능으로, 프레즈넬 존의 복수의 지점들에서 상기 타겟 안테나(210)의 ERP를 측정하기 위해, 전술한 바와 같이 상기 높이 퍼지셔너(230) 및 거리 퍼지셔너(240)를 포함하는 상기 소스 안테나(220)의 로딩부와, 구체적으로 도시하지는 않았으나 상기 타겟 안테나(210)의 로딩부를 포함한다.

그리고, 상기 타겟 안테나(210)의 로딩부는, 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 성능을 측정하기 위해 상기 타겟 안테나(210)가 소정 주파수의 RF 신호를 상기 소스 안테나(220)로 송신하도록 상기 타겟 안테나(210)로 상기 소정 주파수의 RF 신호를 급전한다. 또한, 상기 소스 안테나(220)의 로딩부는, 상기 소정 주파수의 RF 신호를 상기 타겟 안테나(210)가 송신하면, 즉 소정 주파수를 갖는 전자파를 상기 타겟 안테나(210)가 방사하면, 상기 소스 안테나(220)에서 측정된 ERP값을 상기 안테나 검사 장치의 처리부(미도시)로 전송하며, 상기 처리부는, 상기 측정된 ERP값을 통해 상기 타겟 안테나(210)의 성능, 즉 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 성능을 측정 및 검사한다.

상기 소스 안테나(220)는, 전술한 바와 같이, 프레즈넬 존의 복수의 지점에서 상기 타겟 안테나(210)의 성능, 즉 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값을 측정하기 위해 복수의 방사 소자들(212,214,216)이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 포함한다. 여기서, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)의 개수 및 배열 형태는, 상기 프레즈넬 존에서 상기 타겟 안테나(210)의 보다 정확한 성능 측정을 위해, 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값을 측정하고자 하는 지점에 상응하여 결정된다. 그리고, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)은, 상기 타겟 안테나(210)의 성능 측정을 위해, 상기 타겟 안테나(210)에서 방사된 소정 주파수의 전자파를 수신하며, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 복수의 방사 소자들(212,214,216)에서 상기 타겟 안테나(210)로부터 방사되는 전자파의 수신 전력을 측정, 즉 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값을 측정하여 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 성능을 측정한다.

즉, 상기 배열 안테나에 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)의 개수 및 배열 형태는, 상기 프레즈넬 존에서 측정하고자 하는 복수의 지점들, 다시 말해 상기 타겟 안테나(210)와 상기 소스 안테나(220) 간의 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서의 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값들에 상응하여 결정된다. 여기서, 상기 소스 안테나(220)에 포함된 배열 안테나, 및 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)에 대해서는 도 3 내지 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명할 것임으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 검사 장치는, 상기 소스 안테나(220)에 포함된 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존의 하나의 지점에서 상기 타겟 안테나(210)의 RF 신호 송신 성능을 측정하며, 이때 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)에 의해, 상기 프레즈넬 존의 복수의 지점에서 측정된 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값들을 획득한다. 즉, 상기 안테나 검사 장치는, 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(212,214,216)에 의해, 상기 프레즈넬 존의 하나의 지점에서, 근거리 영역에서의 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값 및 원거리 영역에서의 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값을 측정하여 획득하며, 전술한 바와 같이 상기 높이 퍼지셔너(230) 및 거리 퍼지셔너(240)를 통해 높이 및 거리를 변경할 경우 상기 타겟 안테나(210)와 상기 소스 안테나(220) 간의 거리 및 위치가 변경되어 보다 많은 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값들을 획득한다.

이렇게 상기 안테나 검사 장치는, 전술한 세가지 측정 방식, 즉 원역장 측정 방식, 근역장 측정 방식, 및 프레즈넬 존 측정 방식의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하여 상기 타겟 안테나(210)의 성능을 측정, 다시 말해 복수의 방사 소자들(212,214,216)이 다양한 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나(210)의 성능을 측정하며, 특히 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나(210)의 복수의 ERP값들을 측정하여 획득함으로써, 안테나 성능 측정 시간을 상기 원역장 측정 방식에서의 측정 시간만큼 감소시켜 신속하게 안테나 성능을 측정하며, 아울러 상기 배열 안테나를 통해 복수의 지점, 즉 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 ERP값을 측정하여 정확하고 용이하게 안테나 성능을 측정한다. 여기서, 상기 안테나 검사 장치가 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 측정 및 획득하는 상기 타겟 안테나(210)의 ERP값은 앞선 수학식 1에서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그러면 여기서, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 소스 안테나에 포함된 배열 안테나 및 복수의 방사 소자들에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 소스 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3 및 도 4는, 전술한 바와 같이 다양한 배열 형태로 복수의 방사 소자들이 배열된 배열 안테나를 포함하는 소스 안테나를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 소스 안테나는, 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 아테나를 포함한다. 또한, 상기 소스 안테나는, 타겟 안테나의 성능을 측정하기 위해, 상기 타겟 안테나로 소정 주파수의 전자파를 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 방사하도록, 상기 소스 안테나에 상기 소정 주파수의 RF 신호를 입력하는 입력 라인(310,410), 상기 입력 라인(310,410)을 통해 입력된 소정 주파수의 RF 신호를 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)로 급전하는 급전 라인(340,440), 및 상기 입력 라인(310,410)을 통해 입력된 소정 주파수의 RF 신호를 상기 급전 라인(340,440)으로 분배하는 분배기(320,420,422,424)를 포함한다.

여기서, 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)은, 혼, 슬롯, 패치 등의 다양한 형태로 구현되며, 상기 급전 라인(340,440)은, 도파관, 마이크로스트립 라인, 스트립라인, 동축케이블 등을 통해 구현된다. 또한, 상기 급전 라인(340,440)과 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438) 간의 급전은, 금속핀 등을 이용한 직접 급전 방식, 또는 슬롯 등을 이용한 커플링 방식 등에 의해 급전된다. 그리고, 상기 분배기(320,420,422,424)는, 상기 급전 라인(340,440)으로 공급하는 RF 신호의 전력의 크기 및 위상을 조정하며 복수의 급전 라인(340,440)들을 하나의 입력 라인(310,410), 즉 입력 단자와 연결하며, 상기 입력 라인(310,410)은 입력 단자가 된다.

아울러, 상기 입력 라인(310,410), 상기 급전 라인(340,440), 및 상기 분배기(320,420,422,424)는, 상기 타겟 안테나의 성능 측정에서 상기 타겟 안테나의 RF 신호 수신 성능을 측정할 경우, 전술한 바와 같이 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 상기 타겟 안테나로 소정 주파수의 전자파를 방사하도록, 상기 소정 주파수의 RF 신호를 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)로 공급한다. 또한, 상기 입력 라인(310,410), 상기 급전 라인(340,440), 및 상기 분배기(320,420,422,424)는, 상기 타겟 안테나의 성능 측정에서 상기 타겟 안테나의 RF 신호 송신 성능을 측정할 경우, 상기 타겟 안테나가 소정 주파수의 전자파를 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)로 방사하고, 상기 타겟 안테나로부터 방사된 전자파를 통해 상기 타겟 안테나의 ERP값, 즉 상기 타겟 안테나의 RF 신호 송신 성능을 측정하도록, 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 상기 타겟 안테나로부터 수신한 전자파, 즉 상기 타겟 안테나로부터 수신된 RF 신호를 상기 안테나 검사 장치의 처리부(미도시)로 전송한다.

또한, 상기 배열 안테나에 소정 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)은, 전술한 바와 같이 원거리 영역 및 근거리 영역에서의 상기 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 지점에 대응된다. 다시 말해, 상기 안테나 검사 장치가 보다 정확한 안테나 성능 측정을 위해 상기 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 할 경우, 상기 타겟 안테나의 ERP값 측정 지점, 즉 측정 위치 및 측정 거리에 각각 대응하는 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 각각 배열 안테나에 배열된다.

그러므로, 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)의 개수는, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들의 개수에 상응하여 결정된다. 아울러, 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)의 배열 형태는, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들의 배열 형태에 상응하여 결정된다.

여기서, 상기 안테나 검사 장치가, 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)의 배열된 배열 안테나를 통해, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서 측정된 타겟 안테나의 ERP값을 획득함으로, 전술한 바와 같이 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자가 상기 배열 안테나에 배열된다. 즉, 상기 배열 안테나에는, 상기 복수의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438) 중에서, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자가 우선적으로 배열, 예컨대 제1방사 소자(334,434)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자를 중심으로 나머지 방사 소자들이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하여 배열된다.

예컨대, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들이 5개일 경우, 상기 5개의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하는 5개의 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 배열 안테나에 배열된다. 이때, 상기 소스 안테나의 배열 안테나에는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자로 제1방사 소자(334,434)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자로 제1방사 소자(334,434)를 중심으로 나머지 4개의 방사 소자들(330,332,336,338,430,432,436,438)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 4개의 지점들에 각각 대응하여 원형의 배열 형태로 배열된다.

이렇게 상기 안테나 검사 장치는, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하여 소정의 배열 형태 및 개수로 방사 소자들(330,332,334,336,338,430,432,434,436,438)이 배열된 배열 안테나를 통해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 ERP값을 측정하여 획득하며, 이때 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나의 복수의 ERP값들을 측정하여 획득함으로써, 정확하고 신속하게 타겟 안테나의 성능을 측정한다. 그러면 여기서, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 검사 장치에서 소스 안테나의 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열되는 복수의 방사 소자들에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 검사 장치의 소스 안테나에 포함된 배열 안테나 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 5 내지 도 9는, 상기 배열 안테나에 다양한 배열 형태로 배열된 복수의 방사 소자들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 상기 배열 안테나에는, 상기 안테나 검사 장치가 보다 정확한 안테나의 성능을 측정하기 위해, 상기 안테나 검사 장치가 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하는 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들이 5개일 경우, 상기 5개의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하는 5개의 방사 소자들(502,504,506,508,510,802,804,806,808,810)이 배열 안테나에 배열된다. 이때, 상기 소스 안테나의 배열 안테나에는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자로 제1방사 소자(506,806)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자로 제1방사 소자(506,806)를 중심으로 나머지 4개의 방사 소자들(502,504,508,510)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 4개의 지점들에 각각 대응하여 타원형의 배열 형태로 배열되거나, 또는 나머지 4개의 방사 소자들(802,804,808,810)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 4개의 지점들에 각각 대응하여 일자형의 배열 형태로 배열된다. 여기서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 원형의 배열 형태로 배열될 수 있다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들이 7개일 경우, 상기 7개의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하는 7개의 방사 소자들(602,604,606,608,610,612,614)이 배열 안테나에 배열된다. 이때, 상기 소스 안테나의 배열 안테나에는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자로 제1방사 소자(608)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자로 제1방사 소자(608)를 중심으로 나머지 6개의 방사 소자들(602,604,606,610,612,614)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 6개의 지점들에 각각 대응하여 타원형 및 원형이 중복된 배열 형태, 즉 이중 배열 형태로 배열된다.

그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들이 11개일 경우, 상기 11개의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하는 11개의 방사 소자들(702,704,706,708,710,712,714,716,718,720,722)이 배열 안테나에 배열된다. 이때, 상기 소스 안테나의 배열 안테나에는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자로 제1방사 소자(714)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자로 제1방사 소자(714)를 중심으로 나머지 10개의 방사 소자들(702,704,706,708,710,712,716,718,720,722)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 10개의 지점들에 각각 대응하여 타원형 및 원형이 중복된 배열 형태, 즉 이중 배열 형태로 배열된다.

아울러, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들이 15개일 경우, 상기 15개의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하는 15개의 방사 소자들(902,904,…,928,930)이 배열 안테나에 배열된다. 이때, 상기 소스 안테나의 배열 안테나에는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자로 제1방사 소자(916)가 배치된 후, 상기 기준 방사 소자로 제1방사 소자(916)를 중심으로 나머지 14개의 방사 소자들(902,…,914,918,…,930)이 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 14개의 지점들에 각각 대응하여 사각 격자형의 배열 형태로 배열된다.

여기서, 도 5 내지 도 9에서는, 상기 안테나 검사 장치가 보다 정확한 안테나의 성능을 측정하기 위해 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하는 복수의 방사 소자들의 일 예를 설명하였으며, 전술한 바와 같이 상기 복수의 방사 소자들은, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 지점들에 각각 대응하도록 배열, 즉 상기 복수의 방사 소자들의 개수는 ERP값을 측정하고자 하는 지점들의 개수와 동일하게 된다. 이때, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정이 프레즈넬 존의 한 지점에서 배열 안테나를 통해 측정됨에 따라, 상기 복수의 방사 소자들 중 임의의 한 방사 소자는, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하여 기준 방사 소자가 된다.

그리고, 상기 복수의 방사 소자들의 배열 형태는, 상기 기준 방사 소자를 중심으로 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하여 다양한 형태를 가지며, 도 5 내지 도 9에서 설명한 원형, 타원형, 일자형, 사각형, 사각 격자형뿐만 아니라 삼각형, 삼각 격자형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 아울러, 상기 배열 형태는, 원형 및 타원형의 중복 배열 형태뿐만 아니라 원형, 타원형, 일자형, 사각형, 삼각형 등의 둘 이상이 중복된 이중 배열 형태가 될 수 도 있으며, 복수의 방사 소자들이 랜덤하게 배열된 랜덤 배열 형태가 될 수도 있다. 그러면 여기서, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 안테나 성능을 측정하는 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 안테나 성능 측정 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 상기 안테나 성능 측정 장치는, 1110단계에서 성능을 측정하고자 하는 안테나, 즉 타겟 안테나를 무반사실 또는 소정 사이즈의 챔버 내에 로딩한다. 이때, 상기 타겟 안테나에 대응하는 소스 안테나 또한 로딩되며, 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 상기 타겟 안테나의 성능 측정에서 상기 타겟 안테나의 RF 신호 송신 성능 측정 및 RF 신호 수신 성능 측정에 따라 상기 타겟 안테나와 소스 안테나의 로딩 위치를 변경할 수도 있다.

다음으로, 1120단계에서, 보다 정확한 타겟 안테나의 성능을 측정하기 위해, 상기 타겟 안테나에 대응하는 소스 안테나에 배열 안테나가 포함되도록 형성하며, 상기 배열 안테나에는 복수의 방사 소자들이 배열된다. 여기서, 상기 복수의 방사 소자들은, 보다 정확한 안테나의 성능을 측정하기 위해 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하며, 상기 복수의 방사 소자들에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

그런 다음, 1130단계에서, 상기 복수의 방사 소자들이 배열된 배열 안테나를 통해 상기 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서 상기 타겟 안테나의 ERP값을 측정하여 상기 타겟 안테나의 RF 신호 송수신 성능을 측정한다.

이렇게 본 발명의 실시 예에서는, 원거리 영역 및 근거리 영역에서 타겟 안테나의 ERP값을 측정하고자 하는 복수의 지점들에 각각 대응하여 소정의 배열 형태 및 개수로 방사 소자들이 배열된 배열 안테나를 통해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 ERP값을 측정하여 획득하며, 이때 프레즈넬 존의 한 지점에서 상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나의 복수의 ERP값들을 측정하여 획득함으로써, 정확하고 신속하게 타겟 안테나의 성능을 측정한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 안테나 검사 장치에 있어서,
무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하고자 하는 타겟 안테나; 및
상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나와 상기 RF 신호를 송수신하는 소스 안테나;를 포함하며;
상기 소스 안테나는, 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 포함하며;
상기 안테나 검사 장치는, 상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone)의 한 지점에서, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 복수의 지점들은, 정확한 안테나의 성능을 측정하기 위해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 지점들인 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 방사 소자들은, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 상기 복수의 지점들에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 배열 안테나는, 상기 복수의 방사 소자들에서 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자가 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제4항에 있어서,
상기 배열 형태는, 상기 기준 방사 소자를 중심으로 상기 복수의 방사 소자들이 상기 복수의 지점들에 각각 대응하는 형태인 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 방사 소자들은, 상기 기준 방사 소자를 중심으로, 일자형, 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 격자형 중 적어도 하나의 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 방사 소자들은, 상기 기준 방사 소자를 중심으로, 일자형, 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 격자형 중 적어도 둘 이상이 이중 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제5항에 있어서,
상기 안테나 검사 장치는, 상기 소스 안테나의 방사면을 xy 평면으로 하여 상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값 및 상기 복수의 방사 소자들의 방사각을 각각 확인하고, 상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값에서 상기 방사각의 증감값을 각각 확인하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제8항에 있어서,
상기 안테나 검사 장치는, 상기 기준 방사 소자에 의한 상기 타겟 안테나의 전력값으로 기준 전력값을 측정하여, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제9항에 있어서,
상기 안테나 검사 장치는, 상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값에서 상기 방사각의 증감값과 상기 기준 전력값을 통해 상기 복수의 방사 소자들에 의한 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하여, 상기 근거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제10항에 있어서,
상기 안테나 검사 장치는, 상기 근거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값에, 소정의 가중치를 보상하여, 상기 원거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 획득하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 복수의 방사 소자들의 개수 및 상기 배열 형태는, 상기 복수의 지점들에 상응하여 결졍되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 타겟 안테나의 전력값은, 상기 복수의 소자들에 의해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나와 상기 소스 안테나 간에 복수의 서로 다른 거리 및 위치에서 각각 측정되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 타겟 안테나와 상기 소스 안테나를 로딩하는 로딩부;를 더 포함하며;
상기 로딩부는,
상기 타겟 안테나 또는 상기 소스 안테나의 높이를 변경하여 상기 타겟 안테나와 상기 소스 안테나 간에 거리 및 위치를 변경하는 높이 퍼지셔너(positioner); 및
상기 타겟 안테나 또는 상기 소스 안테나의 거리를 변경하여 상기 타겟 안테나와 상기 소스 안테나 간에 거리 및 위치를 변경하는 거리 퍼지셔너;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 장치.
무선 통신 시스템에서 안테나 검사 방법에 있어서,
무선 주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나의 성능을 측정하고자 하는 타겟 안테나, 및 상기 타겟 안테나에 대응하여 상기 타겟 안테나와 상기 RF 신호를 송수신하는 소스 안테나를 로딩하는 단계;
상기 소스 안테나에 복수의 방사 소자들이 소정의 배열 형태로 배열된 배열 안테나를 형성하는 단계; 및
상기 배열 안테나를 통해 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하여 상기 타겟 안테나의 성능을 측정하는 단계;를 포함하며;
상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계는,
상기 배열 안테나를 통해 프레즈넬 존(Fresnel zone)의 한 지점에서, 원거리 영역 및 근거리 영역의 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.
제15항에 있어서,
상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 복수의 지점들은, 정확한 안테나의 성능을 측정하기 위해, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 지점들이며;
상기 복수의 방사 소자들은, 상기 원거리 영역 및 근거리 영역에서 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 상기 복수의 지점들에 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.
제16항에 있어서, 상기 배열 안테나는,
상기 복수의 방사 소자들에서 상기 프레즈넬 존의 한 지점에 대응하는 기준 방사 소자가 배열되며;
상기 기준 방사 소자를 중심으로 상기 복수의 방사 소자들이 상기 복수의 지점들에 각각 대응하여 배열되는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.
제17항에 있어서,
상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계는, 상기 소스 안테나의 방사면을 xy 평면으로 하여 상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값 및 상기 복수의 방사 소자들의 방사각을 각각 확인하고, 상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값에서 상기 방사각의 증감값을 각각 확인하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.
제18항에 있어서, 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계는,
상기 기준 방사 소자에 의한 상기 타겟 안테나의 전력값으로 기준 전력값을 측정하여, 상기 프레즈넬 존의 한 지점에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계; 및
상기 복수의 방사 소자들의 xy 좌표값에서 상기 방사각의 증감값과 상기 기준 전력값을 통해 상기 복수의 방사 소자들에 의한 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하여, 상기 근거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.
제19항에 있어서, 상기 타겟 안테나의 전력값을 측정하는 단계는,
상기 근거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값에, 소정의 가중치를 보상하여, 상기 원거리 영역의 상기 복수의 지점들에서의 상기 타겟 안테나의 전력값을 각각 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 검사 방법.