KR20150088447A - 고체 플라즈마 안테나 - Google Patents

고체 플라즈마 안테나 Download PDF

Info

Publication number
KR20150088447A
KR20150088447A KR1020140008764A KR20140008764A KR20150088447A KR 20150088447 A KR20150088447 A KR 20150088447A KR 1020140008764 A KR1020140008764 A KR 1020140008764A KR 20140008764 A KR20140008764 A KR 20140008764A KR 20150088447 A KR20150088447 A KR 20150088447A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solid
electrode connection
plasma cell
state plasma
connection layer
Prior art date
Application number
KR1020140008764A
Other languages
English (en)
Inventor
김철호
조권도
이광천
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020140008764A priority Critical patent/KR20150088447A/ko
Priority to US14/604,302 priority patent/US20150214610A1/en
Publication of KR20150088447A publication Critical patent/KR20150088447A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/4652—Radiofrequency discharges using inductive coupling means, e.g. coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
    • H01Q1/366—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor using an ionized gas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211—Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/13—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

빔의 방위각 및 편각 조절이 가능하며 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있는 고체 플라즈마 안테나가 개시된다. 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 전극 연결층과, 곡면의 내면에 배치되는 고체 플라즈마 셀 배열과, 전극 연결층을 통해 고체 플라즈마 셀 배열과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 플라즈마 활성화 제어부 및 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 고체 플라즈마 셀 배열에 고주파 신호를 방사하는 고주파 급전부를 포함하되, 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀은, 고주파 신호를 반사시킨다. 따라서, 닫히지 않은 곡면 형상을 이용하여 전파의 경로에 방해 요소가 없어 방사각이 제한되지 않으며, 빔의 방위각 조절뿐 아니라 편각도 조절할 수 있고, 빔의 방향 조절이 가능하면서도 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있다.

Description

고체 플라즈마 안테나{SOLID STATE PLASMA ANTENNA}
본 발명은 플라즈마 안테나 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전파의 방해를 피하면서 빔의 전파 방향을 전기적으로 변화시킬 수 있는 고체 플라즈마 안테나에 관한 것이다.
고체 플라즈마 안테나는 평상시 유전체 상태인 반도체 기판의 원하는 영역에 원하는 시간 동안 전기적 또는 광학적 자극을 가하여 도체화하고 이를 안테나로 이용하는 것이다.
이와 같은 상태의 가변성을 적절히 이용하면 일반적으로 복잡한 구조를 통해 구현되는 빔의 방향 조절 등의 구현이 보다 용이해 질 수 있다.
종래에는 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나 기술이 있었고, 이와 같은 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나는 가변적인 전도성을 가지는 원통형 차폐 구조물과 원통 중심에 위치한 전방향 안테나로 구성된다.
또한, 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나는 플라즈마의 전도성 여부를 제어하여 개구면의 방향을 조절할 수 있기 때문에 빔의 방향 조절이 360°방위각에 대해 가능하다.
일반적으로 기체를 이용한 플라즈마 튜브의 금속 전극은 형광등에서와 같이 양 끝에 존재하기 때문에 부도체 상태의 튜브는 전파의 진행을 방해하지 않는다.
그러나, 고체 플라즈마 안테나의 경우 금속 전극이 플라즈마 면에 걸쳐 분포하게 되어 상술한 구성을 구현할 때 전파의 진행이 방해를 받는다는 문제점이 있다.
또한, 종래 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나 기술은 원통형의 구조를 가지므로 오직 방위각에 대해서만 방향이 가변적이라는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전파의 경로에 방해 요소가 없고, 빔의 방위각 및 편각을 조절할 수 있는 고체 플라즈마 안테나를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나에 따르면, 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 전극 연결층과, 상기 곡면의 내면에 배치되는 고체 플라즈마 셀 배열과, 상기 전극 연결층을 통해 상기 고체 플라즈마 셀 배열과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 플라즈마 활성화 제어부 및 상기 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 고체 플라즈마 셀 배열에 고주파(RF) 신호를 방사하는 고주파 급전부를 포함하되, 상기 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀은, 상기 고주파 신호를 반사시킬 수 있다.
여기서, 상기 활성화 제어부는, 상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보 및 이득 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시킬 수 있다.
여기서, 상기 전극 연결층은, 반원통, 반구 또는 포물면의 형상일 수 있다.
여기서, 상기 고주파 급전부는, 상기 전극 연결층이 반원통 형상인 경우 다이폴 안테나의 구조를 가지고, 상기 전극 연결층이 반구 형상인 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나에 따르면, 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 복수의 전극 연결층과, 상기 곡면의 내면에 배치되는 복수의 고체 플라즈마 셀 배열과, 상기 복수의 전극 연결층을 통해 상기 복수의 고체 플라즈마 셀 배열과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 사익 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 플라즈마 활성화 제어부 및 상기 복수의 전극 연결층 각각의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 복수의 고체 플라즈마 셀 배열 각각에 고주파(RF) 신호를 방사하는 복수의 고주파 급전부를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 전극 연결층은, 상기 복수의 전극 연결층의 각각의 내면이 서로 다른 방향을 향하도록 배치할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전극 연결층이 각각 반구의 형상인 경우, 상기 복수의 전극 연결층을 3차원적으로 배치할 수 있다.
여기서, 상기 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀은, 상기 고주파 신호를 반사시킬 수 있다.
여기서, 상기 플라즈마 활성화 제어부는, 상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보 및 이득 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시킬 수 있다.
여기서, 상기 복수의 전극 연결층은, 반원통, 반구 또는 포물면을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 고주파 급전부는, 상기 복수의 전극 연결층이 반원통을 형성하는 경우 다이폴 안테나의 구조를 가지고, 상기 복수의 전극 연결층이 반구를 형성하는 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가질 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나는, 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 전극 연결층에 배열된 고체 플라즈마 셀 배열 중 특정 고체 플라즈마 셀을 활성화시킨 후, 고체 플라즈마 셀 배열에 고주파 신호를 방사하여 활성화된 특정 고체 플라즈마 셀로부터 반대 방향으로 방사된 고주파 신호가 반사될 수 있도록 한다.
따라서, 전파의 경로에 방해 요소가 없어 방사각이 제한되는 문제를 해결할 수 있고, 빔의 방위각 조절뿐 아니라 편각도 조절할 수 있는 장점이 있으며, 빔의 방향 조절이 가능하면서도 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있다.
도 1은 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 안테나를 구현하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
후술되는 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 및/또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다.
따라서, 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행하는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.
도 1은 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나를 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 안테나를 구현하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나는 차폐 구조가 플라즈마 기체가 존재하는 밀폐된 프라즈마 튜브(122)로 구성되어 있다.
여기서, 플라즈마 튜브는 외부 전극에 따라 가변적인 전도성을 가질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 튜브(plasma tube)(122)를 모두 전도성을 띠게 하고, 개구면 부분(aperture)(124)의 플라즈마 튜브를 제거하거나 부도체 상태에 있도록 하면, 전방향 안테나(omnidirectional antenna)(100)에 의해 형성된 전파가 플라즈마 튜브(122)에서 반사를 이루어 개구면 부분(124)을 통해 외부 방향의 빔을 형성한다.
플라즈마의 전도성 여부를 제어하여 개구면의 방향을 조절할 수 있기 때문에 결과적으로 빔의 방향 조절이 360˚ 방위각에 대해 가능한 안테나를 구현할 수 있다.
상술한 바와 같은 안테나의 경우, 기체를 이용한 플라즈마 튜브의 금속 전극은 형광등에서와 같이 양 끝에 존재하기 때문에 부도체 상태의 튜브는 전파의 진행을 방해하지 않는다.
그러나, 고체 플라즈마 안테나의 경우 금속 전극이 플라즈마 면에 걸쳐 분포하게 되어 상술한 바와 같은 구조를 구현하는 경우, 전파의 진행이 방해를 받는다는 문제점이 있다. 또한, 빔의 방위각 조절이 가능한 안테나는 원통형의 구조를 가지므로 오직 방위각에 대해서만 방향이 가변적이라는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나를 도면을 참조하여 이하 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나(300)는 고체 플라즈마 셀 배열(310), 플라즈마 활성화 제어부(320), 전극 연결층(330) 및 고주파 급전부(340)를 포함할 수 있다.
전극 연결층(330)은 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성되어 고체 플라즈마 셀 배열(310)과 플라즈마 활성화 제어부(320)가 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.
여기서, 전극 연결층(330)은 반원통, 반구, 포물면 등의 형상일 수 있다.
고체 플라즈마 셀 배열(310)은 상기 곡면의 내면에 배치될 수 있다.
또한, 고체 플라즈마 셀 배열(310) 중 플라즈마 활성화 제어부(320)에 의해 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀(311)은 반사판 역할을 수행하여 고주파 급전부(340)로부터 방사된 고주파 신호를 반사시킬 수 있다.
플라즈마 활성화 제어부(320)는 전극 연결층(330)을 통해 고체 플라즈마 셀 배열(310)과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 고체 플라즈마 셀 배열(310) 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀(311)을 활성화 시킬 수 있다. 이때, 플라즈마 활성화 제어부(320)는 활성화 영역을 조절함으로써 고주파 신호가 반사되는 방향, 이득 등을 제어할 수도 있다.
여기서, 입력 신호는 상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보, 이득 정보 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 플라즈마 활성화 제어부(320)는 고주파 신호가 반사되는 방향 정보, 이득 정보 등을 포함하는 입력 신호에 기초하여 고체 플라즈마 셀 배열(310) 중 활성화 시킬 고체 플라즈마 셀을 결정하고, 결정된 고체 플라즈마 셀을 활성화시킬 수 있다.
고주파 급전부(340)는 상기 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 고체 플라즈마 셀 배열(310)에 고주파 신호를 방사할 수 있다.
여기서, 고주파 급전부(340)는 전극 연결층(330)이 반원통 형상인 경우 다이폴 안테나(실효 안테나 길이가 2분의 1 파장인 도선의 중앙부에서 급전하여 안테나의 중앙을 기준으로 상하 또는 좌우의 선상 전위 분포 및 극성이 언제나 대칭이 되어 다이폴과 같이 작용하는 안테나) 구조를 가질 수 있다. 또는 고주파 급전부(340)는 전극 연결층(330) 반구 형상인 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나(전자 혼이라로도 하며, 도파관의 선단을 펴서 나팔 모양으로 한 안테나) 구조를 가질 수도 있다.
또한, 고주파 급전부(340)에서 고체 플라즈마 셀 배열(310)로 방사한 고주파 신호는 활성화된 고체 플라즈마 셀(311) 영역에서, 방사된 방향과 반대 방향으로 반사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나에 따르면, 닫히지 않은 곡면 형상을 이용하므로 전파의 경로에 방해 요소가 없어 방사각이 제한되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나에 따르면, 빔의 방위각 조절뿐 아니라 편각도 조절할 수 있는 장점이 있으며, 빔의 방향 조절이 가능하면서도 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나(400)는 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413), 플라즈마 활성화 제어부(420), 제1 전극 연결층(431), 제2 전극 연결층(433), 제1 고주파 급전부(441) 및 제2 고주파 급전부(443)를 포함할 수 있다.
제1 전극 연결층(431)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411)과 플라즈마 활성화 제어부(420)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제2 전극 연결층(433)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어, 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413)과 플라즈마 활성화 제어부(420)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 제1 전극 연결층(431) 및 제2 전극 연결층(433)은 반원통, 반구, 포물면 등의 형상일 수 있다.
제1 고체 플라즈마 셀 배열(411) 및 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413)은 곡면의 내면에 배치될 수 있다. 또한, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411) 및 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413) 각각은 외면을 서로 등지고 있는 구조로 고주파 신호의 방사 방향의 범위를 증가시킬 수 있다. 즉, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411) 및 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413) 각각은 내면이 서로 다른 방향을 향하는 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411) 중 플라즈마 활성화 제어부(420)에 의해 활성화된 특정 고체 플라즈마 셀(4111)은 반사판 역할을 수행하여 제1 고주파 급전부(441)로부터 방사된 고주파 신호를 반사시킬 수 있다.
플라즈마 활성화 제어부(420)는 제1 전극 연결층(431) 및 제2 전극 연결층(433)을 통해 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411) 및 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413)과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시킬 수 있다. 이때, 플라즈마 활성화 제어부(420)는 활성화 영역을 조절함으로써 고주파 신호의 반사되는 방향, 이득 등을 제어할 수도 있다.
여기서, 입력 신호는 상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보, 이득 정보 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 플라즈마 활성화 제어부(420)는 고주파 신호가 반사되는 방향 정보, 이득 정보 등에 기초하여 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411)과 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413) 중 활성화시킬 고체 플라즈마 셀을 결정하고, 결정된 고체 플라즈마 셀을 활성화시킬 수 있다.
제1 고주파 급전부(441)는 제1 전극 연결층(431)의 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411)에 고주파 신호를 방사할 수 있다.
제2 고주파 급전부(443)는 제1 고주파 급전부(441)와 같이 제2 전극 연결층(433)의 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 제2 고체 플라즈마 셀 배열(413)에 고주파 신호를 방사할 수 있다.
여기서, 제1 고주파 급전부(441) 및 제2 고주파 급전부(443)는 제1 전극 연결층(431)과 제2 전극 연결층(433)이 반원통 형상인 경우 다이폴 안테나 구조를 가질 수 있다. 또는 제1 고주파 급전부(441) 및 제2 고주파 급전부(443)는 제1 전극 연결층(431)과 제2 전극 연결층(433)이 반구 형상인 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 고주파 급전부(441)에서 제1 고체 플라즈마 셀 배열(411)로 방사한 고주파 신호는 활성화된 특정 고체 플라즈마 셀(4111) 영역에서, 방사된 방향과 반대 방향으로 반사될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나에 따르면, 닫히지 않는 곡면 형상을 2개 이용하여 고주파 신호의 방사 방향의 범위를 증가시킬 수 있으며, 빔의 방향 조절이 가능하면서도 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나의 단면을 나타내는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체 플라즈마 안테나(500)는 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515), 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517), 플라즈마 활성화 제어부(520), 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535), 제4 전극 연결층(537), 제1 고주파 급전부(541), 제2 고주파 급전부(543), 제3 고주파 급전부(545) 및 제4 고주파 급전부(547)을 포함할 수 있다.
제1 전극 연결층(531)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511)과 플라즈마 활성화 제어부(520)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이와 같이 제2 전극 연결층(533)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어, 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513)과 플라즈마 활성화 제어부(520)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 제3 전극 연결층(535)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515)과 플라즈마 활성화 제어부(520)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 제4 전극 연결층(537)은 곡면의 형상을 가지고 전기 경로가 형성되어, 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517)과 플라즈마 활성화 제어부(520)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제1 고체 플라즈마 셀 배열(511), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515) 및 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517)은. 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537) 각각의 곡면 내면에 배치된다.
또한, 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537) 각각은 외면을 서로 등지고 있는 구조로 고주파 신호의 방사 방향의 범위를 최대화 할 수 있도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537) 각각의 내면은 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
또한, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511) 중 플라즈마 활성화 제어부(520)에 의해 활성화된 특정 고체 플라즈마 셀(5111)은 반사판 역할을 수행하여 제1 고주파 급전부(541)로부터 방사된 고주파 신호를 반사시킬 수 있다.
또한, 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537)은 반원통, 반구, 포물면 등의 형상일 수 있다.
플라즈마 활성화 제어부(520)는 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537)을 통해 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515) 및 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517)과 전기적으로 연결되고, 입력 신호에 기초하여 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515) 및 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517) 중 특정 고체 플라즈마 셀(5111)을 활성화 시킬 수 있다.
여기서, 플라즈마 활성화 제어부(520)는 활성화 영역을 조절함으로써 고주파 신호의 반사되는 방향, 이득 등을 제어할 수도 있다.
제1 고주파 급전부(541)는 제1 전극 연결층(531) 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되고, 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511)에 고주파 신호를 인가할 수 있다.
제2 고주파 급전부(543), 제3 고주파 급전부(545), 제4 고주파 급전부(547) 각각은 제1 고주파 급전부(541)와 같이 대응되는 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535), 제4 전극 연결층(537) 각각의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되고, 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515), 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517) 각각에 고주파 신호를 인가할 수 있다.
여기서, 제1 고주파 급전부(541), 제2 고주파 급전부(543), 제3 고주파 급전부(545) 및 제4 고주파 급전부(547)는 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537)이 반원통 형상인 경우 다이폴 안테나 구조를 가지고, 반구 형상인 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 전극 연결층(531), 제2 전극 연결층(533), 제3 전극 연결층(535) 및 제4 전극 연결층(537)이 반구 형상인 경우 제1 고체 플라즈마 셀 배열(511), 제2 고체 플라즈마 셀 배열(513), 제3 고체 플라즈마 셀 배열(515) 및 제4 고체 플라즈마 셀 배열(517)은 3차원적으로 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이 닫히지 않는 곡면 형상을 4개 이용하여 고체 플라즈마 안테나의 경우 고주파 신호의 방사 방향의 범위를 증가시킬 수 있으며, 빔의 방향 조절이 가능하면서도 고체 플라즈마 안테나에도 적용할 수 있는 장점이 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
300, 400, 500: 고체 플라즈마 안테나
310: 고체 플라즈마 셀 배열
311, 4111, 5111: 활성화된 고체 플라즈마 셀
411, 511: 제1 고체 플라즈마 셀 배열
413, 513: 제2 고체 플라즈마 셀 배열
515: 제3 고체 플라즈마 셀 배열
517: 제4 고체 플라즈마 셀 배열
320, 420, 520: 플라즈마 활성화 제어부
330: 전극 연결층
431, 531: 제1 전극 연결층
433, 533: 제2 전극 연결층
535: 제3 전극 연결층
537: 제4 전극 연결층
340: 고주파 급전부
441, 541: 제1 고주파 급전부
443, 543: 제2 고주파 급전부
545: 제3 고주파 급전부
547: 제4 고주파 급전부

Claims (11)

  1. 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 전극 연결층;
    상기 곡면의 내면에 배치되는 고체 플라즈마 셀 배열;
    상기 전극 연결층을 통해 상기 고체 플라즈마 셀 배열과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 플라즈마 활성화 제어부; 및
    상기 곡면의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 고체 플라즈마 셀 배열에 고주파(RF) 신호를 방사하는 고주파 급전부를 포함하되,
    상기 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀은,
    상기 고주파 신호를 반사시키는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성화 제어부는,
    상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보 및 이득 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 연결층은,
    반원통, 반구 또는 포물면의 형상인 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고주파 급전부는,
    상기 전극 연결층이 반원통 형상인 경우 다이폴 안테나의 구조를 가지고, 상기 전극 연결층이 반구 형상인 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  5. 곡면의 형상을 가지고, 전기 경로가 형성된 복수의 전극 연결층;
    상기 곡면의 내면에 배치되는 복수의 고체 플라즈마 셀 배열;
    상기 복수의 전극 연결층을 통해 상기 복수의 고체 플라즈마 셀 배열과 전기적으로 연결되고, 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 플라즈마 활성화 제어부; 및
    상기 복수의 전극 연결층 각각의 내면으로부터 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 상기 복수의 고체 플라즈마 셀 배열 각각에 고주파(RF) 신호를 방사하는 복수의 고주파 급전부를 포함하는 고체 플라즈마 안테나.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 전극 연결층은,
    상기 복수의 전극 연결층의 각각의 내면이 서로 다른 방향을 향하도록 배치하는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 전극 연결층이 각각 반구의 형상인 경우, 상기 복수의 전극 연결층을 3차원적으로 배치하는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 활성화된 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀은,
    상기 고주파 신호를 반사시키는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 플라즈마 활성화 제어부는,
    상기 고주파 신호가 반사되는 방향 정보 및 이득 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 입력된 신호에 기초하여 상기 고체 플라즈마 셀 배열 중 적어도 하나의 고체 플라즈마 셀을 활성화 시키는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 전극 연결층은,
    반원통, 반구 또는 포물면을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 고주파 급전부는,
    상기 복수의 전극 연결층이 반원통을 형성하는 경우 다이폴 안테나의 구조를 가지고, 상기 복수의 전극 연결층이 반구를 형성하는 경우 다이폴 안테나 또는 혼 안테나 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 고체 플라즈마 안테나.
KR1020140008764A 2014-01-24 2014-01-24 고체 플라즈마 안테나 KR20150088447A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140008764A KR20150088447A (ko) 2014-01-24 2014-01-24 고체 플라즈마 안테나
US14/604,302 US20150214610A1 (en) 2014-01-24 2015-01-23 Solid-state plasma antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140008764A KR20150088447A (ko) 2014-01-24 2014-01-24 고체 플라즈마 안테나

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150088447A true KR20150088447A (ko) 2015-08-03

Family

ID=53679900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140008764A KR20150088447A (ko) 2014-01-24 2014-01-24 고체 플라즈마 안테나

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20150214610A1 (ko)
KR (1) KR20150088447A (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107104285B (zh) * 2017-03-01 2020-09-29 广州银禾网络通信有限公司 一种面向5g基站3d-mimo天线垂直下倾角值的配置方法及系统
US10770785B2 (en) 2017-04-05 2020-09-08 Smartsky Networks LLC Plasma radome with flexible density control
CN108183334B (zh) * 2017-11-24 2021-03-02 南京邮电大学 一种基于拼接技术的可编程固态等离子体全空间扫描天线
CN110544823B (zh) * 2019-08-14 2021-04-16 南京航空航天大学 频率和极化可重构的固态等离子体天线

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426727B2 (en) * 2000-04-28 2002-07-30 Bae Systems Information And Electronics Systems Integration Inc. Dipole tunable reconfigurable reflector array
US6621459B2 (en) * 2001-02-02 2003-09-16 Raytheon Company Plasma controlled antenna
US6922173B2 (en) * 2002-02-05 2005-07-26 Theodore R. Anderson Reconfigurable scanner and RFID system using the scanner
US6806833B2 (en) * 2002-04-12 2004-10-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Confined plasma resonance antenna and plasma resonance antenna array
US7482981B2 (en) * 2004-07-29 2009-01-27 Interdigital Technology Corporation Corona wind antennas and related methods
US7274333B1 (en) * 2004-12-03 2007-09-25 Igor Alexeff Pulsed plasma element
US7999747B1 (en) * 2007-05-15 2011-08-16 Imaging Systems Technology Gas plasma microdischarge antenna

Also Published As

Publication number Publication date
US20150214610A1 (en) 2015-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10256551B2 (en) High gain, multi-beam antenna for 5G wireless communications
US4700197A (en) Adaptive array antenna
KR102172187B1 (ko) 이동통신 서비스용 옴니 안테나
JP5745582B2 (ja) アンテナ及びセクタアンテナ
JPWO2016063748A1 (ja) 無線通信モジュール
US10141646B2 (en) Array antenna device
KR20150088447A (ko) 고체 플라즈마 안테나
US8253629B2 (en) Dielectric rod antenna and method for operating the antenna
US11289804B2 (en) Plasma radome with flexible density control
KR102030696B1 (ko) 재구성 가능한 기생 소자를 이용한 빔 조향 안테나
WO2021082965A1 (zh) 阵列透镜、透镜天线和电子设备
KR101650340B1 (ko) SRR(split ring resonator)을 이용한 ESPAR(electronically steerable parasitic array radiator) 안테나
US20220247067A1 (en) Base station antenna
CN110729565B (zh) 阵列透镜、透镜天线和电子设备
Liang et al. Broadband ESPAR antenna using sleeve wires
Kausar et al. Smart adaptive beam forming antenna for interference minimization
JP2009111661A (ja) アレイアンテナ
KR20150088453A (ko) 다중 대역 플라즈마 루프 안테나
JP2004214863A (ja) アンテナ装置および通信端末装置
JP2023512112A (ja) マルチビームアンテナ
JP5904805B2 (ja) 整形ビームアンテナ
JP2000201014A (ja) マイクロストリップアンテナ
JP6747790B2 (ja) レーダ装置
JP2020178175A (ja) アレイアンテナ
KR102293354B1 (ko) 이동통신 서비스용 옴니 안테나

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid