KR20170010777A - Lens with spatial mixed-order bandpass filter - Google Patents

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KR20170010777A
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Abstract

본 장치는 도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함한다. 도전성 요소들의 층들의 제1층은, 상기 제1층의 제2부분에서의 도전성 요소들로 이루어진 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함한다. 상기 제1층은 상기 기판층의 일 측면과 접촉상태일 수 있다. 상기 도전성 요소들의 층들의 제2층에서의 도전성 요소들은 상기 기판층의 또 다른 측면과 접촉 상태일 수 있다. 상기 렌즈는, 상기 제1구조를 갖는 적어도 하나의 도전성 요소, 및 상기 기판층의 다른 측면들 상에 배치된 상기 제2구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는, 제1유형의 단위 셀을 포함할 수 있다. 상기 제1유형의 단위 셀은 용량성 부하 대역통과 필터 응답을 제공하고, 제2유형의 단위 셀은 대역통과 필터 응답을 제공할 수 있다. The apparatus includes a plurality of layers of conductive elements and a substrate layer. The first layer of layers of conductive elements comprises a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure of conductive elements in the second portion of the first layer. The first layer may be in contact with one side of the substrate layer. The conductive elements in the second layer of layers of the conductive elements may be in contact with another side of the substrate layer. The lens may include a first type of unit cell comprising at least one conductive element having the first structure and conductive elements having the second structure disposed on the other side of the substrate layer have. The first type of unit cell may provide a capacitive load band pass filter response and the second type of unit cell may provide a band pass filter response.

Description

공간 혼합-차수 대역통과 필터를 갖는 렌즈{LENS WITH SPATIAL MIXED-ORDER BANDPASS FILTER}[0001] LENS WITH SPATIAL MIXED-ORDER BANDPASS FILTER [0002]

본 출원은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전자기파(EM wave)의 전송에 있어서 렌즈의 이용에 관한 것이다.[0001] This application relates generally to wireless communication systems and, more particularly, to the use of lenses in the transmission of electromagnetic waves.

렌즈는 EM(electromagnetic)파의 평면 파두(planar wave front)를 한 초점에 맞추거나, 또는 반대로, 한 점원(point source)으로부터 발산하는 구면파(spherical waves)를 평면파(plane waves)로 시준할 수 있는 전자 장치이다. 이러한 기본적인 특성은 통신, 화상처리, 레이더 및 공간 전력 결합 시스템들과 같은 다양한 응용분야에서 광범위하게 사용된다. The lens can be used to focus a planar wave front of an electromagnetic (EM) wave to one focus, or vice versa, to collimate spherical waves emanating from a point source into plane waves Electronic device. This basic characteristic is widely used in various applications such as communication, image processing, radar and spatial power combining systems.

5세대(5G) 통신표준이 활용할 수 있는 밀리미터파(millimeter-wave) 주파수 대역에 있어서, 그러한 주파수 대역에서 동작하는 안테나의 이득과 빔 조향(steering) 능력의 한계를 극복하기 위한 잠재적인 해결책으로서 렌즈가 상당한 주목을 받고 있다. As a potential solution to overcome the limitations of the gain and beam steering capabilities of antennas operating in such frequency bands in millimeter-wave frequency bands that can be utilized by the fifth generation (5G) communication standard, Has received considerable attention.

본 개시의 실시예들은 공간 혼합-차수 대역통과 필터(spatial mixed-order bandpass filter)를 갖는 렌즈와 그에 관련된 시스템들 및 방법들을 제공한다. Embodiments of the present disclosure provide lenses and associated systems and methods with a spatial mixed-order bandpass filter.

일 실시예에 있어서, 본 장치는 도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함한다. 상기 도전성 요소들의 층들의 제1층은, 상기 제1층의 제2부분에서의 도전성 요소들의 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함한다.In one embodiment, the apparatus comprises a plurality of layers of conductive elements and a substrate layer. Wherein the first layer of layers of conductive elements comprises a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure of the conductive elements in the second portion of the first layer.

또 다른 실시예에 있어서, 본 방법은 렌즈를 통해 전자기파를 전송하는 동작을 포함한다. 상기 렌즈는 도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함한다. 상기 도전성 요소들의 복수의 층들의 제1층은, 상기 제1층의 제2부분에서의 도전성 요소들의 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함한다.In yet another embodiment, the method includes transmitting electromagnetic waves through the lens. The lens comprises a plurality of layers of conductive elements and a substrate layer. The first layer of the plurality of layers of conductive elements includes a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure of the conductive elements in the second portion of the first layer.

또 다른 실시예에 있어서, 본 시스템은 렌즈, 적어도 하나의 안테나, 및 송신기 또는 송수신기(transceiver)를 포함한다. 상기 렌즈는 도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함한다. 상기 도전성 요소들의 층들의 제1층은, 상기 제1층의 제2부분에서의 도전성 요소들의 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함한다. 상기 적어도 하나의 안테나는 렌즈를 통해 전자기파를 송신 또는 수신하도록 구성된다. 상기 송신기 또는 송수신기는 무선 전송을 위한 신호를 발생하거나 또는 상기 안테나를 통해 무선으로 전송된 신호를 수신하도록 구성된다. In yet another embodiment, the system includes a lens, at least one antenna, and a transmitter or transceiver. The lens comprises a plurality of layers of conductive elements and a substrate layer. Wherein the first layer of layers of conductive elements comprises a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure of the conductive elements in the second portion of the first layer. The at least one antenna is configured to transmit or receive electromagnetic waves through the lens. The transmitter or transceiver is configured to generate a signal for wireless transmission or a wirelessly transmitted signal via the antenna.

본 개시의 실시예들은 또한, 여러 가지의 설계상 및 구조상의 이점들을 제공한다. 예를 들면, 본 개시의 주파수 선택 표면(frequency selective surface: FSS) 렌즈는, 사용된 금속 및 유전체 층들의 수를 감소시킬 수도 있는데, 이것은 렌즈의 디자인과 구조를 단순화할 수 있으며, 렌즈 비용, 두께(크기) 및 중량을 줄일 수 있고, 또한 성능을 저하시킬 수도 있는 렌즈 구조에서의 이물질들을 감소시키거나 제거할 수도 있다.Embodiments of the present disclosure also provide various design and structural advantages. For example, a frequency selective surface (FSS) lens of the present disclosure may reduce the number of metal and dielectric layers used, which may simplify the design and construction of the lens, (Size) and weight, and may also reduce or eliminate foreign objects in lens structures that may degrade performance.

본 개시와 그 이점에 대한 더 완전한 이해를 위하여, 첨부한 도면들과 결합하여 하기의 설명을 참조하여야 할 것이며, 도면 중 같은 참조 기호들은 같은 구성요소들을 나타낼 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 무선 시스템의 일례를 예시하고 있다.
도 2는 본 개시에 따른 향상된 Node B(eNB)의 일례를 예시한다.
도 3은 본 개시에 따른 사용자 장비(UE)의 일례를 예시한다.
도 4는 본 개시에 따른 평면 주파수 선택 표면(frequency selective surface: FSS) 렌즈의 일례를 예시한다.
도 5는 본 개시에 따른 혼합-차수 대역통과(mixed-order bandpass) FSS 렌즈의 예시적인 배치(topology)에 대한 분해도를 도시한다.
도 6a 및 6b는 본 개시에 따른 제2차 대역통과(second-order bandpass) FSS 렌즈에 대한 단위 셀의 예시적인 배치에 대한 사시도를 도시한다.
도 7a 내지 7c는 본 개시에 따른 용량성 부하(capacitively-loaded) 제1차 대역통과(first-order bandpass) FSS 렌즈에 대한 단위 셀(unit cell)의 예시적인 배치의 사시도를 도시한다.
도 8은 본 개시에 따른 대역통과 FSS 렌즈의 예시적인 배치 및 등가 회로 모델을 예시한다.
도 9a 및 9b는 본 개시에 따른 FSS 렌즈의, 예시적인 제2차 대역통과 FSS 및 예시적인 용량성 부하 제1차 대역통과 FSS에 대한 등가 회로 모델들을 각각 예시한다.
도 10a 및 10b는 본 개시에 따른 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈의 투과율(transmittance)의 예시적인 크기 및 위상 구성(phase plot)을 각각 예시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the present disclosure and advantages thereof, reference should be had to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference characters designate like elements.
1 illustrates an example of a wireless system in accordance with the present disclosure.
2 illustrates an example of an enhanced Node B (eNB) according to the present disclosure.
3 illustrates an example of a user equipment (UE) according to the present disclosure.
Figure 4 illustrates an example of a planar frequency selective surface (FSS) lens according to the present disclosure.
Figure 5 shows an exploded view of an exemplary topology of a mixed-order bandpass FSS lens according to the present disclosure.
Figures 6a and 6b show a perspective view of an exemplary arrangement of unit cells for a second-order bandpass FSS lens according to the present disclosure;
Figures 7a-7c show a perspective view of an exemplary arrangement of unit cells for a capacitively loaded first-order bandpass FSS lens according to the present disclosure.
8 illustrates an exemplary arrangement and equivalent circuit model of a bandpass FSS lens according to the present disclosure.
9A and 9B illustrate equivalent circuit models for an exemplary second-order bandpass FSS and an exemplary capacitive load first-pass FSS, respectively, of an FSS lens according to the present disclosure.
10A and 10B illustrate exemplary magnitude and phase plots of the transmittance of a mixed-order bandpass FSS lens according to the present disclosure, respectively.

이하 발명의 구체적인 내용에 대한 기술을 착수하기 전에, 본 특허출원 문서에서 사용된 단어들 및 문구들에 대한 정의를 내려주는 것이 바람직할 수도 있을 것이다. "결합(couple)"이라는 용어와 그 파생어들은 어떤 구성요소들이 서로 물리적인 접촉 상태에 있든지 아니든지 간에 두 개 또는 다수의 구성요소들 사이의 어떤 직접 또는 간접적인 소통(communication)을 지칭한다. "송신(transmit)", "수신(receive)" 및 "통신(communicate)"이라는 용어 및 그들의 파생어들은 직접 및 간접적인 통신 모두를 망라한다. "포함(include, comprise)"이라는 용어 및 그 파생어들은 어떤 제한이 없는 포함을 의미한다. "또는(or)"이라는 용어는 포괄적인 것으로서, 그리고/또는 을 의미한다. "~과 관련(연관)된(associated with)"이라는 용어 및 그 파생어들은 "~을 포함한다, ~내에 포함된다, ~과 서로 연결된다, 함유한다, ~내에 함유된다, ~에 또는 ~과 연결된다, ~에 또는 ~과 접속된다, ~과 통신 가능하다, ~과 협동한다, ~사이에 끼워넣다, 병치하다, ~에 근접하다, ~에 구속된다, 갖는다, ~의 특성을 갖는다, ~과 관계를 갖는다, 등등을 의미한다. "적어도 하나의"라는 용어는, 일련의 열거된 항목들과 함께 사용될 때, 그 열거된 항목들 중의 하나 이상의 상이한 조합들이 사용될 수도 있으며, 열거된 것 중 단지 하나의 항목만이 필요할 수도 있음을 의미한다. 예를 들어, "A, B 및 C 중의 적어도 하나"라 함은 A, B, C, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 그리고 A 및 B 및 C의 조합들 중 임의의 하나를 의미할 것이다.Before embarking on the subject matter of the present invention, it may be desirable to provide definitions of the words and phrases used in this patent application document. The term " couple "and its derivatives refer to any direct or indirect communication between two or more components, regardless of which components are in physical contact with each other. The terms " transmit ", "receive ", and" communicate "and their derivatives encompass both direct and indirect communications. The terms " include, "" comprise ", and their derivatives do not imply any limitation. The term "or" is inclusive and / or. The terms "associated with" and its derivatives "include", "includes", "includes", "includes", "includes", "contains", " It is possible to communicate with ~ or to communicate with ~ ~ cooperate with ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ adjoin ~ ~ ~ The term "at least one ", when used in conjunction with a series of listed items, means that different combinations of one or more of the listed items may be used and that only one of the listed items Means at least one of A, B, C, A and B, A and C, B and C, and A and B, for example. And < RTI ID = 0.0 > C. ≪ / RTI >

다른 어떤 용어들 및 구절들에 대한 정의는 본 특허출원서류 전체에 걸쳐 제공된다. 당해 기술분야에서의 통상의 전문가라면 그러한 정의들은, 대부분의 경우는 아닐지라도, 많은 경우에서, 그렇게 정의된 용어들과 구절들에 대한 미래의 용도뿐만 아니라 과거의 용도에도 적용된다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다.Definitions for certain other terms and phrases are provided throughout this patent application. It will be appreciated by those of ordinary skill in the art that such definitions, if not in most cases, in many cases apply to past uses as well as future uses for such defined terms and phrases will be.

하기에서 논의되는 도 1 내지 10b와, 그리고 본 특허출원문서에서 본 개시의 원리들을 기술하기 위해 사용되는 여러 가지의 실시예들은 단지 예시의 목적을 위한 것으로서, 본 개시의 영역을 제한하기 위한 어떤 방식으로든 해석되어서는 아니 될 것이다. 당해 기술분야의 전문가라면 본 개시의 원리들은 임의의 적절하게 구성된 시스템 또는 장치로써 구현될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It should be understood that the various embodiments used to describe the principles of this disclosure in Figures 1 through 10b discussed below and in the present patent application document are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any manner It will not be interpreted as. It will be appreciated by those skilled in the art that the principles of the disclosure may be implemented with any suitably configured system or apparatus.

하기에 기술된 여러 가지의 도면들은 직교주파수분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing: OFDM) 또는 직교주파수분할 다중접속(orthogonal frequency division multiple access: OFDMA) 통신 기술을 이용하는 것들을 가능하면 포함하는 무선 통신 시스템들에서 구현될 수도 있다. 그러나 이러한 도면들의 설명은 다른 실시예들이 구현될 수도 있는 방식에 있어 물리적 또는 구조적 제한을 내포하는 것을 의미하지는 않는다. 본 개시에서의 상이한 실시예들은 임의의 적합한 통신기술을 이용하여 임의의 적절히 구성된 통신 시스템들로써 구현될 수도 있다.It should be noted that the various figures described below are used in wireless communication systems, possibly including those using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) or orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) . The description of these drawings, however, does not imply physical or structural limitations on the manner in which other embodiments may be implemented. The different embodiments in this disclosure may be implemented with any appropriately configured communication systems using any suitable communication technology.

도 1은 본 개시에 따른 무선 네트워크(100)의 일례를 예시한다. 도 1에 도시된 무선 네트워크(100)는 단지 예시를 위한 것이다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 무선 네트워크(100)의 다른 실시예들이 사용될 수도 있을 것이다.1 illustrates an example of a wireless network 100 in accordance with the present disclosure. The wireless network 100 shown in FIG. 1 is for illustrative purposes only. Other embodiments of the wireless network 100 may be used without departing from the scope of the present disclosure.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 네트워크(100)는 eNodeB(eNB)(101), eNB(102) 및 eNB(103)을 포함한다. eNB(101)는 eNB(102) 및 eNB(103)와 통신한다. 상기 eNB(101)는 또한, 인터넷, 전용 IP 네트워크, 또는 다른 데이터 네트워크와 같은 적어도 하나의 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(130)와 통신한다.1, the wireless network 100 includes an eNodeB (eNB) 101, an eNB 102, and an eNB 103. [ The eNB 101 communicates with the eNB 102 and the eNB 103. The eNB 101 also communicates with at least one Internet Protocol (IP) network 130, such as the Internet, a dedicated IP network, or another data network.

eNB(102)는 그 eNB(102)의 통신가능(커버리지) 영역(120) 내에서 제1 복수 사용자 장비들(UEs)에 대하여 네트워크(130)에 대한 무선 광대역 접속을 제공한다. 상기한 제1 복수 UE들은 소규모 사업지(SB; Small Business)에 위치할 수 있는 UE(111), 기업(E)에 위치할 수 있는 UE(112), WiFi 스폿(HS)에 위치할 수 있는 UE(113), 제1의 주거지(R)에 위치할 수 있는 UE(114), 제2의 주거지(R)에 위치할 수도 있는 UE(115), 및 셀룰러폰, 무선 랩톱, 무선 PDA 등과 같은 이동 가능한 장치(M)일 수도 있는 UE(116)를 포함한다. 상기 eNB(103)는 그 eNB(103)의 통신가능 영역(125) 내에서 제2 복수 사용자 장비들(UEs)을 위한 상기 네트워크(130)에 무선 광대역 접속을 제공한다. 상기 제2 복수 UE들은 UE(115) 및 UE(116)을 포함한다. 어떤 실시예들에서는, 하나 이상의 eNB들(101-103)은 5G, LTE, LTE-A, WiMAX, WiFi, 또는 기타 무선통신 기술을 이용하여 서로 그리고 UE들(111-116)과 통신할 수 있다.The eNB 102 provides wireless broadband access to the network 130 for the first plurality of user equipments (UEs) within the coverage area 120 of the eNB 102. The first plurality of UEs may include a UE 111 that may be located in a small business (SB), a UE 112 that may be located in a company E, a UE 112 that may be located in a WiFi spot (HS) (UE) 114, which may be located in a first residence R, a UE 115, which may be located in a second residence R, and mobile devices such as cellular phones, wireless laptops, wireless PDAs, RTI ID = 0.0 > (M) < / RTI > The eNB 103 provides a wireless broadband connection to the network 130 for the second plurality of user equipments (UEs) in the coverage area 125 of the eNB 103. [ The second plurality of UEs includes a UE 115 and a UE 116. In some embodiments, one or more eNBs 101-103 may communicate with each other and with UEs 111-116 using 5G, LTE, LTE-A, WiMAX, WiFi, or other wireless communication technology .

네트워크 유형에 따라서, "eNodeB" 또는 "eNB"라는 용어 대신에 "기지국(base station)" 또는 "액세스 포인트(access point)"와 같은, 다른 잘 알려진 용어들이 사용되어도 좋다. 편의상, 본 특허명세서에서는 원격지의 단말들에 무선접속을 제공하는 네트워크 기반구조의 구성요소들을 지칭하기 위하여 "eNodeB" 및 "eNB"라는 용어들이 사용된다. 또한, 네트워크 유형에 따라서는, "사용자 장비(user equipment)" 또는 "UE" 대신에, "이동국(mobile station)", "가입자 스테이션(subscriber station)", "원격 단말(remote terminal)", "무선 단말", 또는 "사용자 장치(user device)"와 같은, 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수도 있다. 편의상, "사용자 장비" 및 "UE"라는 용어들은, 그 UE가 (휴대폰 또는 스마트폰과 같은) 이동 장치이거나 또는 보통으로는 (데스크톱 컴퓨터 또는 자동판매기와 같은) 고정 장치로 여겨지든지 간에, eNB에 무선으로 접속하는 원격지의 무선 장치를 지칭하는 것으로 본 명세서에서 사용된다.Depending on the type of network, other well-known terms such as "base station" or "access point" may be used instead of the term "eNodeB" For convenience, the terms "eNodeB" and "eNB" are used to refer to components of a network infrastructure that provide wireless connectivity to remote terminals. Also, depending on the type of network, the term " mobile station ", "subscriber station "," remote terminal ", " Wireless terminal, "or" user device. &Quot; For convenience, the terms "user equipment" and "UE" mean that the UE is a mobile device (such as a cellular phone or a smart phone) or is normally considered a fixed device (such as a desktop computer or vending machine) Is used herein to refer to a remote wireless device that wirelessly connects.

점선들은 통신가능 영역들(120 및 125)의 대략적인 범위를 나타내는데, 이것들은 단지 예시와 설명의 목적을 위해 거의 원형으로 도시되어 있다. 통신가능 영역(120 및 125)과 같은 eNB들과 연관되는 커버리지 영역들은, eNB들의 구성과, 자연 및 인위적인 장애물들과 관련되는 무선 환경의 변화에 따라서, 불규칙적인 형상을 포함하여 다른 형상들을 가질 수도 있음을 명백하게 이해하여야 할 것이다.The dashed lines represent the approximate range of communicable areas 120 and 125, which are shown in an approximate circle only for purposes of illustration and explanation. The coverage areas associated with eNBs, such as communicatable areas 120 and 125, may have different shapes, including irregular shapes, depending on the configuration of the eNBs and the changes in radio environment associated with natural and artificial obstacles It should be understood clearly.

아래에 더 상세히 기술하듯이, 상기 eNB들(101-103) 및/또는 UE들(111-116)은 하나 이상의 혼합-차수(mixed-order) 대역통과 주파수 선택 표면(FSS) 렌즈들을 포함할 수도 있을 것이다.As described in more detail below, the eNBs 101-103 and / or UEs 111-116 may include one or more mixed-order band pass frequency selective surface (FSS) lenses There will be.

도 1은 무선 네트워크(100)의 일례를 예시하고 있지만, 다양한 변형이 도 1에 대하여 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 상기 무선 네트워크(100)는 적절한 구성으로 된 임의의 수의 eNB들과 임의의 수의 UE들을 포함할 수 있을 것이다. 또한, 상기 eNB(101)는 임의의 수의 UE들과 직접 통신이 가능하고, 네트워크(130)에 대한 무선 광대역 접속을 그 UE들에 제공할 수도 있다. 마찬가지로, 각각의 eNB(102-103)는 네트워크(130)와 직접적으로 통신 가능하고, 그리고 그 네트워크(130)에 대한 직접적인 무선 광대역 접속을 UE들에 제공할 수도 있다. 더욱이, 상기 eNB들(101, 102, 및/또는 103)은 외부 전화망 또는 다른 종류의 데이터 네트워크들과 같은, 다른 또는 부가적인 외부 네트워크들에 대해 접속을 제공할 수도 있다.Although FIG. 1 illustrates an example of a wireless network 100, various modifications may be made to FIG. For example, the wireless network 100 may include any number of eNBs and any number of UEs in a suitable configuration. The eNB 101 may also communicate directly with any number of UEs and may provide a wireless broadband connection to the network 130 to the UEs. Similarly, each eNB 102-103 may communicate directly with the network 130 and provide a direct wireless broadband connection to the network 130 to the UEs. Moreover, the eNBs 101, 102, and / or 103 may provide connectivity to other or additional external networks, such as an external telephone network or other types of data networks.

도 2는 본 개시에 따른 eNB(102)의 일례를 예시하고 있다. 도 2에 예시된 eNB(102)의 실시예는 단지 예시의 목적을 위한 것으로서, 도 1의 eNB들(101 및 103)은 같거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 그러나 eNB들은 다양한 구성들로 이루어지며, 또한 도 2는 본 개시의 영역을 어느 eNB의 어떤 특정한 구현에 대해서만 한정하지는 않는다.2 illustrates an example of an eNB 102 in accordance with the present disclosure. The embodiment of the eNB 102 illustrated in Figure 2 is for illustrative purposes only, and the eNBs 101 and 103 of Figure 1 may have the same or similar configuration. However, eNBs are made up of various configurations, and Figure 2 also does not limit the scope of this disclosure to any particular implementation of any eNB.

도 2에 도시된 바와 같이, eNB(102)는 다수의 안테나들(205A-205n), 다수의 무선주파수(RF) 송수신기들(210a-210n), 송신(TX) 프로세싱 회로(215), 및 수신(RX) 프로세싱 회로(220)를 포함하고 있다. 상기 eNB(102)는 또한, 제어부/프로세서(225), 메모리(230) 및 백홀(backhaul) 또는 네트워크 인터페이스(235)를 포함한다.2, the eNB 102 includes a plurality of antennas 205A-205n, a plurality of radio frequency (RF) transceivers 210a-210n, a transmit (TX) processing circuit 215, (RX) processing circuitry 220. The eNB 102 also includes a controller / processor 225, a memory 230, and a backhaul or network interface 235.

상기 RF 송수신기들(210a-210n)은 안테나들(105a-205n)로부터 무선 네트워크(100)의 UE들에 의해 전송된 신호들과 같은 입력 RF 신호들을 수신한다. RF 송수신기들(210a-210n)은 상기 수신 RF 신호들을 하향-변환하여 중간주파수(IF) 또는 기저대역(baseband) 신호를 생성한다. 상기 IF 또는 기저대역 신호는 RX 프로세싱 회로(220)로 전송되며, 상기 RX 프로세싱 회로(220)는 상기 IF 또는 기저대역 신호를 필터링, 디코딩, 및/또는 디지털화하여 프로세싱된 기저대역 신호를 생성한다. 상기 RX 프로세싱 회로(220)는 상기 프로세싱된 기저대역 신호를 후속 프로세싱을 위해 제어부/프로세서(225)로 전송한다.The RF transceivers 210a-210n receive input RF signals such as signals transmitted by the UEs of the wireless network 100 from the antennas 105a-205n. The RF transceivers 210a-210n down-convert the received RF signals to produce an intermediate frequency (IF) or baseband signal. The IF or baseband signal is transmitted to the RX processing circuitry 220 which filters, decodes, and / or digitizes the IF or baseband signal to generate a processed baseband signal. The RX processing circuitry 220 transmits the processed baseband signal to the controller / processor 225 for subsequent processing.

상기 TX 프로세싱 회로(215)는 제어부/프로세서(225)로부터 아날로그 또는 디지털 데이터(음성 데이터, 웹 데이터, 이메일, 또는 대화형 비디오 게임 데이터)를 수신한다. 상기 TX 프로세싱 회로(215)는 송신용 기저대역 데이터를 인코딩, 멀티플렉싱, 및/또는 디지털화하여 프로세싱된 기저대역 또는 IF 신호들을 생성한다. 상기 RF 송수신기들(210a-210n)은 TX 프로세싱 회로(215)로부터 상기 프로세싱된 송신용 기저대역 또는 IF 신호들을 수신하고, 상기 기저대역 또는 IF 신호들을 안테나(205a-205n)를 통해 전송되는 RF 신호로 상향-변환한다.The TX processing circuitry 215 receives analog or digital data (voice data, web data, email, or interactive video game data) from the control / processor 225. The TX processing circuitry 215 encodes, multiplexes, and / or digitizes the transmitted baseband data to produce processed baseband or IF signals. The RF transceivers 210a-210n receive the processed baseband or IF signals from the TX processing circuitry 215 and transmit the baseband or IF signals to an RF signal < RTI ID = 0.0 > Up.

상기 제어부/프로세서(225)는 eNB(102)의 전반적인 동작을 제어하는 하나 이상의 프로세서들 또는 기타 프로세싱 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부/프로세서(225)는 공지된 원리에 따라서 RF 송수신기들(210a-210n), RX 프로세싱 회로(220), 및 TX 프로세싱 회로(215)에 의한 순방향 채널 신호들의 수신과 역방향 채널 신호들의 송신을 제어할 수 있다. 상기 제어부/프로세서(225)는 또한 더 진보된 무선 통신 기능들과 같은 부가적인 기능들을 지원할 수도 있다. 예를 들면, 제어부/프로세서(225)는, 송출 신호들을 원하는 방향으로 효과적으로 조향하기 위해 다수의 안테나들(205a-205n)로부터의 송신 신호들이 다르게 가중치가 주어지게끔 배열된 빔 포밍(beam forming) 또는 방향성 라우팅 동작들을 지원할 수도 있다. 다양한 다른 기능들 중의 어떤 것이 제어부/프로세서(225)에 의해 eNB(102)에서 지원될 수도 있다. 어떤 실시예들에 있어서는, 제어부/프로세서(225)는 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 마이크로-제어부를 포함한다.The controller / processor 225 may include one or more processors or other processing devices that control the overall operation of the eNB 102. For example, the controller / processor 225 may receive the forward channel signals by the RF transceivers 210a-210n, the RX processing circuitry 220, and the TX processing circuitry 215, It is possible to control the transmission of signals. The controller / processor 225 may also support additional functions such as more advanced wireless communication functions. For example, control / processor 225 may be configured to beam-form beamforming such that the transmitted signals from multiple antennas 205a-205n are weighted differently to effectively steer the transmit signals in a desired direction, Or directional routing operations. Any of a variety of other functions may be supported in the eNB 102 by the control / processor 225. In some embodiments, controller / processor 225 includes at least one microprocessor or micro-controller.

상기 제어부/프로세서(225)는 또한, 기본 OS와 같은, 메모리(230)에 상주하는 프로그램들과 다른 프로세스들을 실행할 수 있다. 상기 제어부/프로세서(225)는 실행 프로세스에 의해 요구되는 대로 메모리(230) 내부로 또는 외부로 데이터를 이동할 수가 있다.The controller / processor 225 may also execute programs and other processes residing in the memory 230, such as a basic OS. The controller / processor 225 can move data into or out of the memory 230 as required by the execution process.

상기 제어부/프로세서(225)는 또한 백홀(backhaul) 또는 네트워크 인터페이스(235)에 접속된다. 상기한 백홀 또는 네트워크 인터페이스(235)는 eNB(102)가 백홀 접속으로 또는 네트워크상에서 다른 장치들 또는 시스템들과 통신하는 것을 가능하게 한다. 인터페이스(235)는 임의의 적절한 유선 또는 무선 접속(들) 상에서의 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, eNB(102)가 어떤 셀룰러 통신 시스템(5G, LTE, 또는 LTE-A를 지원하는 시스템과 같은)의 일부로 구현될 때, 상기 인터페이스(235)는 eNB(102)가 유선 또는 무선 백홀 접속 상에서 다른 eNB들과 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다. eNB(102)가 액세스 포인트(access point)로서 구현될 때, 상기 인터페이스(235)는 eNB(102)가 유선 또는 무선 근거리 네트워크(LAN) 상에서, 또는 더 큰 네트워크(인터넷과 같은)에 유선 또는 무선 접속 상에서 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 인터페이스(235)는 이더넷(Ethernet) 또는 RF 송수신기와 같은 유선 또는 무선 접속 상에서의 통신을 지원하는 임의의 적절한 구조를 포함한다.The controller / processor 225 is also connected to a backhaul or network interface 235. The backhaul or network interface 235 described above enables the eNB 102 to communicate with other devices or systems on a backhaul connection or on a network. The interface 235 may support communication over any suitable wired or wireless connection (s). For example, when the eNB 102 is implemented as part of any cellular communication system (such as a system supporting 5G, LTE, or LTE-A), the interface 235 may be configured such that the eNB 102 is connected to a wired or wireless backhaul It may be possible to communicate with other eNBs on the connection. When the eNB 102 is implemented as an access point, the interface 235 allows the eNB 102 to operate on a wired or wireless local area network (LAN) or on a larger network (such as the Internet) It is possible to communicate on the connection. The interface 235 includes any suitable structure that supports communication over a wired or wireless connection, such as an Ethernet or RF transceiver.

메모리(230)는 제어부/프로세서(225)에 접속된다. 메모리(230)의 일부는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수도 있고, 그리고 그 메모리(230)의 또 다른 일부는 플래시(Flash) 메모리 또는 다른 독출전용 메모리(ROM)를 포함할 수도 있다.The memory 230 is connected to the control / processor 225. A portion of memory 230 may include random access memory (RAM), and another portion of memory 230 may include flash memory or other readable memory (ROM).

아래에서 더 상세히 설명하듯이, eNB(102)는 하나 또는 다수의 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈들을 포함할 수도 있다.As described in more detail below, the eNB 102 may include one or more mixed-order bandpass FSS lenses.

도 2는 eNB(102)의 일례를 예시하고 있지만, 다양한 변경이 도 2에 대해 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 상기한 eNB(102)는 도 2에 도시된 임의의 수의 각각의 구성요소를 포함할 수도 있다. 하나의 특별한 예로서, 액세스 포인트는 많은 인터페이스들(235)을 포함할 수도 있으며, 또한 제어부/프로세서(225)는 상이한 네트워크 주소들 사이에서 데이터의 경로를 설정하는 라우팅 기능들을 지원할 수 있다. 또 다른 특별한 예로서, 상기한 eNB(102)는, 여기서는 단일한 구성의 경우의 RX 프로세싱 회로(220)와 단일한 구성의 경우의 TX 프로세싱 회로(215)를 포함하는 것으로 도시되었지만, 다수의 구성으로 된 각각의 프로세싱 회로(RF 송수신기 당 하나씩과 같이)를 포함할 수도 있다. 또한, 도 2에서의 여러 가지의 구성요소들은 결합 되거나, 추가로 분할되거나 또는 생략될 수도 있고, 그리고 특정한 필요에 따라서 부가적인 구성요소들이 추가될 수도 있다.Although FIG. 2 illustrates an example of the eNB 102, various modifications may be made to FIG. For example, the eNB 102 described above may include any number of the respective components shown in FIG. In one particular example, the access point may include a number of interfaces 235, and the controller / processor 225 may also support routing functions to route data between different network addresses. As another particular example, the eNB 102 described above is illustrated herein as including RX processing circuitry 220 in the case of a single configuration and TX processing circuitry 215 in the case of a single configuration, (Such as one for each RF transceiver). Further, the various components in Fig. 2 may be combined, further divided or omitted, and additional components may be added according to specific needs.

도 3은 본 개시에 따른 UE(116)의 일례를 예시하고 있다. 도 3에 예시된 UE(116)의 실시예는 단지 예시의 목적을 위한 것으로서, 도 1의 UE들(111-115)은 같거나 유사한 구성을 가질 수 있다. 그러나 UE들은 다양한 구성으로 이루어지며, 도 3은 본 개시의 영역을 어느 한 UE의 어떤 특정한 구현으로 한정하는 것은 아니다.FIG. 3 illustrates an example of a UE 116 in accordance with the present disclosure. The embodiment of the UE 116 illustrated in FIG. 3 is for illustrative purposes only, and the UEs 111-115 of FIG. 1 may have the same or similar configuration. However, the UEs are of various configurations, and Figure 3 does not limit the scope of this disclosure to any particular implementation of any one UE.

도 3에 도시된 바와 같이, UE(116)는 안테나(305), 무선주파수(RF) 송수신기(310), 송신(TX) 프로세싱 회로(315), 마이크(320) 및 수신(RX) 프로세싱 회로(325)를 포함한다. UE(116)는 또한, 스피커(330), 메인 프로세서(340), 입출력(I/O) 인터페이스(IF)(345), 키패드(350), 디스플레이(355), 및 메모리(360)를 포함한다. 상기 메모리(360)는 기본 오퍼레이팅 시스템(OS) 프로그램(361) 및 하나 또는 다수의 애플리케이션들(362)을 포함한다.3, the UE 116 includes an antenna 305, a radio frequency (RF) transceiver 310, a transmit (TX) processing circuit 315, a microphone 320 and a receive (RX) 325). The UE 116 also includes a speaker 330, a main processor 340, an input / output (I / O) interface 345, a keypad 350, a display 355, and a memory 360 . The memory 360 includes a basic operating system (OS) program 361 and one or a plurality of applications 362.

상기 RF 송수신기(310)는 안테나(305)로부터 네트워크(100)의 eNB에 의해 전송된 수신 RF 신호를 수신한다. RF 송수신기(310)는 상기 수신 RF 신호를 하향-변환하여 중간주파수(IF) 또는 기저대역 신호를 생성한다. 상기 IF 또는 기저대역 신호는 RX 프로세싱 회로(325)에 보내져서 상기 IF 또는 기저대역 신호를 필터링, 디코딩, 및/또는 디지털화함으로써 프로세싱된 기저대역 신호를 생성한다. 상기 RX 프로세싱 회로(325)는 상기 프로세싱된 기저대역 신호를 (음성 데이터용으로) 스피커(330) 또는 (웹 브라우징 데이터용으로) 메인 프로세서(340)로 전송하여 후속적인 프로세싱을 수행하도록 한다.The RF transceiver 310 receives the received RF signal transmitted by the eNB of the network 100 from the antenna 305. The RF transceiver 310 down-converts the received RF signal to generate an intermediate frequency (IF) or baseband signal. The IF or baseband signal is sent to an RX processing circuit 325 to produce a processed baseband signal by filtering, decoding, and / or digitizing the IF or baseband signal. The RX processing circuit 325 transmits the processed baseband signal to the main processor 340 (for voice data) or the speaker 330 (for web browsing data) to perform subsequent processing.

상기 TX 프로세싱 회로(315)는 마이크(320)로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 또는 메인 프로세서(340)로부터 (웹 데이터, 이메일, 또는 대화형 비디오 게임 데이터와 같은) 다른 송신 기저대역 데이터를 수신한다. 상기 TX 프로세싱 회로(315)는 송출용 기저대역 데이터를 인코딩, 멀티플렉싱, 및/또는 디지털화함으로써 프로세싱된 기저대역 또는 IF 신호를 생성한다. 상기 RF 송수신기(310)는 TX 프로세싱 회로(315)로부터 상기 프로세싱된 송신 기저대역 또는 IF 신호를 수신하고, 상기 기저대역 또는 IF 신호를 안테나(305)를 통해 전송되는 RF 신호로 상향-변환한다.The TX processing circuitry 315 may receive analog or digital voice data from the microphone 320 or receive other transmit baseband data (such as web data, email, or interactive video game data) from the main processor 340 do. The TX processing circuit 315 generates a processed baseband or IF signal by encoding, multiplexing, and / or digitizing the outgoing baseband data. The RF transceiver 310 receives the processed transmit baseband or IF signal from a TX processing circuit 315 and up-converts the baseband or IF signal to an RF signal transmitted via an antenna 305.

메인 프로세서(340)는 하나 또는 다수의 프로세서들, 또는 기타 프로세싱 장치들을 포함하며, UE(116)의 전반적인 동작을 제어하기 위하여 메모리(360)에 저장되어 있는 기본 OS 프로그램(361)을 실행할 수가 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(340)는 당해 기술분야에서의 공지된 원리에 따라서 RF 송수신기(310), RX 프로세싱 회로(325), 및 TX 프로세싱 회로(315)에 의한 순방향 채널 신호들의 수신과 역방향 채널 신호들의 송신을 제어할 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서는, 메인 프로세서(340)는 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 마이크로-제어부를 포함한다.The main processor 340 may include one or more processors or other processing devices and may execute a basic OS program 361 stored in the memory 360 to control the overall operation of the UE 116 . For example, the main processor 340 may receive the forward channel signals by the RF transceiver 310, the RX processing circuitry 325, and the TX processing circuitry 315 in accordance with well known principles in the art, It is possible to control the transmission of signals. In some embodiments, the main processor 340 includes at least one microprocessor or micro-controller.

메인 프로세서(340)는 또한 메모리(360)에 상주하는 다른 프로세스들과 프로그램들을 실행할 수 있다. 메인 프로세서(340)는 실행 프로세스에 의해 요구되는 대로 메모리(360) 내부로 또는 외부로 데이터를 이동시킬 수가 있다. 어떤 실시예들에 있어서는, 메인 프로세서(340)는 OS 프로그램(361)에 기초하여 또는 eNB들 또는 운영자(operator)로부터 수신된 신호들에 응답하여 애플리케이션들(362)을 실행하도록 구성된다. 상기 메인 프로세서(340)는 또한 랩톱 컴퓨터들이나 휴대용 컴퓨터들과 같은 다른 장치들에 연결하는 기능을 UE(116)에 제공하는 I/O 인터페이스(345)에 접속된다. 상기 I/O 인터페이스(345)는 이러한 주변장치들과 메인 프로세서(340) 간의 통신 통로이다.The main processor 340 may also execute other processes and programs residing in the memory 360. The main processor 340 can move data into or out of the memory 360 as required by the execution process. In some embodiments, the main processor 340 is configured to execute applications 362 in response to signals received from eNBs or operators based on the OS program 361. The main processor 340 is also connected to an I / O interface 345 that provides the UE 116 with the ability to connect to other devices such as laptop computers or portable computers. The I / O interface 345 is a communication path between these peripheral devices and the main processor 340.

메인 프로세서(340)는 또한 키패드(350)와 디스플레이장치(355)에 접속된다. UE(116)의 운영자는 그 키패드(350)를 이용하여 데이터를 UE(116)에 입력할 수가 있다. 디스플레이장치(355)는 웹사이트로부터 제공되는 것과 같은 텍스트 및/또는 적어도 제한된 그래픽을 제공할 수 있는 액정 표시장치 또는 기타 디스플레이 장치일 수도 있다.The main processor 340 is also connected to a keypad 350 and a display device 355. The operator of the UE 116 may use the keypad 350 to input data to the UE 116. Display device 355 may be a liquid crystal display or other display device capable of providing text and / or at least limited graphics as provided from a web site.

상기 메모리(360)는 메인 프로세서(340)에 접속된다. 메모리(360)의 일부는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수도 있고, 그리고 상기 메모리(360)의 또 다른 일부는 플래시(Flash) 메모리 또는 다른 독출전용 메모리(ROM)를 포함할 수도 있다.The memory 360 is connected to the main processor 340. A portion of memory 360 may include random access memory (RAM), and another portion of memory 360 may comprise Flash memory or other readable memory (ROM).

아래에 더 상세히 기술된 것과 같이, UE(116)는 하나 또는 다수의 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈들을 포함할 수 있다.As described in more detail below, the UE 116 may include one or more mixed-order bandpass FSS lenses.

도 3은 UE(116)의 일례를 예시하고 있지만, 다양한 변경이 도 3에 대해 이루어질 수도 있다. 예컨대, 도 3에서의 다양한 구성요소들은 조합되거나, 더 분할되거나, 또는 생략될 수도 있으며, 그리고 다른 부가적인 요소들이 특정의 필요성에 따라서 추가될 수도 있을 것이다. 하나의 특별한 예로서, 메인 프로세서(340)는 하나 또는 다수의 중앙처리장치들(CPUs) 및 하나 또는 다수의 그래픽 프로세싱 장치(GPUs)들과 같은 복수의 프로세서들로 분할될 수도 있다. 또한, 도 3은 휴대폰 또는 스마트폰으로서 구성된 UE(116)를 예시하고 있지만, 그러한 UE들은 다른 종류의 휴대용 또는 고정형 장치들로서 동작하도록 구성될 수도 있을 것이다.Although FIG. 3 illustrates an example of UE 116, various modifications may be made to FIG. For example, the various elements in FIG. 3 may be combined, further divided, or omitted, and other additional elements may be added according to particular needs. In one particular example, the main processor 340 may be divided into a plurality of processors, such as one or more central processing units (CPUs) and one or more graphics processing units (GPUs). 3 also illustrates a UE 116 configured as a cellular phone or smart phone, such UEs may be configured to operate as other types of portable or fixed devices.

본 개시의 실시예들은 마이크로웨이브 및 밀리미터파(MMW) 통신 시스템들을 포함하는 통신 시스템들에서 사용되는 안테나들에 여러 가지의 의미 있는 발전을 렌즈들이 제공할 수도 있다는 사실을 인식하고 고려하고 있다. 이러한 발전들로서는 링크 이용 가능성의 향상 및 특정한 지점간(포인트-대-포인트) 통신을 위한 안테나 지향성의 증가, 더 양호한 신호-대-잡음비, 데이터 용량 및 링크 신뢰성, 더 효과적인 안테나 방사 패턴의 사용 및 다른 무선 전파로부터의 간섭 축소를 위한 안테나 사이드-로브(side-lobe)들의 감소 및 더 낮은 시스템 전력 소모를 위한 안테나 손실의 감소 등을 포함할 수도 있다. 렌즈는 안테나 패턴 빔의 조종 능력을 유지하면서도 이러한 향상을 제공하는데, 이것은 수많은 마이크로웨이브 및 MMW 통신 시스템에서 유용하다. 더욱이, 이러한 향상은 그러한 향상을 이루기 위해 액티브 소자들이 사용되는 경우의 접근방식과 관련되는 복잡성 및 에너지 손실을 회피하기 위하여 단지 패시브(passive) 구조만을 사용하여 구현될 수가 있다.The embodiments of the present disclosure recognize and consider the fact that lenses may provide a number of meaningful enhancements to the antennas used in communication systems including microwave and millimeter wave (MMW) communication systems. These developments include improved link availability and increased antenna directivity for specific point-to-point (point-to-point) communications, better signal-to-noise ratio, data capacity and link reliability, Reduction of antenna side-lobes for interference reduction from other radio waves, and reduction of antenna loss for lower system power consumption. The lens provides this improvement while maintaining the steering ability of the antenna pattern beam, which is useful in many microwave and MMW communication systems. Moreover, this enhancement can be implemented using only a passive structure to avoid the complexity and energy loss associated with the approach when active elements are used to achieve such improvements.

본 개시의 실시예들은 주파수 선택 표면(FSS)에 의해 구현되는 위상 시프트(phase shift)가 평면 렌즈를 디자인하기 위해 사용될 수 있다는 사실을 또한 인식하고 고려하고 있다. 이러한 렌즈에서는 높은 차수의 대역통과 FSS들을 튜닝함으로써 넓은 범위의 위상 시프트(phase shift)들이 다루어질 수도 있다. 예를 들면, 각 패널 사이에 4분의1 파장(quarter wavelength)의 간격으로 다수의 1차 FSS들을 캐스케이드(cascade)로 연결함으로써 FSS의 전체적인 두께를 증가시키고 또한 EM파의 입사 각도와 편광(polarization)에 대한 주파수 응답의 감도를 향상시킬 수 있다. FSS 기술의 발전은 또한, 비공진성(non-resonant) 주기 구조로만 구성되는 로우-프로필(low-profile)의 고차 대역통과 FSS의 합성을 가능하게 한다. FSS의 한 유형은 한 쌍의 유도성 및 용량성 층들을 이용하여 하나 또는 다수 차수의 대역통과 응답을 증가시킨다. 그러나 이러한 다수의 결합 층들을 갖는 적층 된 기하구조는 다수의 결합 층들에 의해 초래되는 고비용과 성능 저하로 인하여 상업적인 MMW 응용에 대해서는 병목현상을 이루게 된다.Embodiments of the present disclosure also recognize and consider the fact that a phase shift implemented by a frequency selective surface (FSS) can be used to design a planar lens. In such a lens, a wide range of phase shifts may be handled by tuning the higher order bandpass FSSs. For example, by cascading a number of primary FSSs at intervals of quarter wavelength between each panel, the overall thickness of the FSS is increased and also the angle of incidence of the EM wave and polarization The sensitivity of the frequency response can be improved. Advances in FSS technology also enable the synthesis of low-profile, higher order, bandpass FSSs that consist only of non-resonant periodic structures. One type of FSS uses a pair of inductive and capacitive layers to increase the bandpass response of one or many orders. However, the stacked geometry with these multiple bonding layers becomes a bottleneck for commercial MMW applications due to the high cost and performance degradation caused by multiple bonding layers.

본 개시의 실시예들은 또한, 마이크로웨이브 또는 MMW 시스템을 위한 평면 렌즈 기술 중의 어떤 것은 치명적인 결점을 보유하고 있어서 실제의 응용에 방해된다는 사실을 또한 인식하고 고려하고 있다. 그러한 결점들에는 하기와 같은 것들이 포함될 수 있다.Embodiments of the present disclosure also recognize and consider the fact that some of the planar lens technologies for microwave or MMW systems have fatal flaws and thus interfere with practical applications. Such deficiencies may include the following.

● 용적(bulk) 및 크기(size) - 시준(collimation) 또는 초점 맞춤을 위한 위상 변화를 획득하기 위하여, 완전 유전체 렌즈는 두껍고, 크기가 크며, 무겁다.• Bulk and size - To obtain phase changes for collimation or focusing, a fully dielectric lens is thick, large, and heavy.

● 복잡성 - 다수의 금속 및 유전체 층들을 수반하는 구성, 상이하고 복잡한 레이아웃 디자인으로 이루어진 금속층들을 번갈아 형성하는 것, 그리고 다른 유전체 층들과 부합하지 않는 유전체 및 전기적 특성을 보유하는 유전층들 사이의 층들을 접합하는 것은 평면 렌즈의 삽입 손실, 제조비용 및 중량을 증가시킨다.● Complexity - the construction involving multiple metal and dielectric layers, the alternating formation of metal layers of different and complex layout designs, and the joining of layers between dielectric layers having dielectric and electrical properties that are incompatible with other dielectric layers , Increases the insertion loss, manufacturing cost, and weight of the planar lens.

부가적으로, 어떤 고차 대역통과 FSS 렌즈의 단점들은 아래의 것들을 포함할 수도 있다.Additionally, the disadvantages of some higher order bandpass FSS lenses may include the following.

● 많은 수의 기판, 금속, 및 접합 층들로 인한 높은 제조 비용High manufacturing costs due to large numbers of substrates, metals, and bonding layers

● 다수의 금속 미량원소들의 존재로 인한 높은 저항 손실(ohmic loss)• High ohmic loss due to the presence of many metallic trace elements.

● 많은 수의 기판들 및 접합 층들로 인한 높은 유전체 손실High dielectric loss due to the large number of substrates and junction layers

● 접합 층들과 유전체 층들 사이의 물질 특성의 불일치로 인한 불량한 제조 허용공차(fabrication tolerance)Poor fabrication tolerance due to mismatch of material properties between bonding layers and dielectric layers < RTI ID = 0.0 >

따라서, 본 개시의 여러 실시예들은 저비용의 로우-프로필(low-profile) 평면 렌즈를 제공한다. 본 개시의 렌즈들은, UE들 및 eNB들 같은 무선 통신 플랫폼들에서 동작하는 방사 요소들(안테나와 같은)의 이득/패턴의 향상을 위한 것과 같이, 여러 가지의 방식으로 사용될 수 있다. 더욱이, 본 개시의 여러 실시예들은 구성요소들을 덜 복잡하게 덮을 수 있도록 더 얇은 구성의 평면 렌즈를 제공한다. 더욱이, 본 개시의 다양한 실시예들에 있어서의 렌즈들은 액티브 장치들을 사용하지 않고 RF 전단부에서 시스템 이득을 향상시키며, 이로써 신호-대-잡음비(SNR)를 개선할 수도 있다. 부가적으로, 수신된 신호의 전력 레벨의 증가는 전체 시스템에서 전력 소모의 감소와 더 신뢰성 있는 무선 접속을 가능케 할 수도 있다.Accordingly, various embodiments of the present disclosure provide a low-cost low-profile planar lens. The lenses of the present disclosure may be used in a variety of ways, such as for enhancing the gain / pattern of radiating elements (such as antennas) operating in wireless communication platforms such as UEs and eNBs. Moreover, the various embodiments of the present disclosure provide a planar lens of a thinner construction so as to cover components less complexly. Moreover, the lenses in various embodiments of the present disclosure may improve system gain at the RF front end without using active devices, thereby improving the signal-to-noise ratio (SNR). Additionally, an increase in the power level of the received signal may result in reduced power consumption and more reliable wireless connectivity in the overall system.

본 실시예의 여러 가지 실시예들에 있어서, 평면 렌즈는 혼합-차수 대역통과 필터 응답을 활용하는데, 이것은 위상 시프트 대상을 유지하면서 렌즈에서의 기판 및 금속층들의 수의 감소를 가능하게 할 수도 있다. 어떤 실시예들에서는, 본 개시의 평면 렌즈는 하나의 유전체 기판과 두 개의 금속층들을 포함하는 단일 기판의 공간 혼합-차수 대역통과 필터를 활용한다. 이러한 접근방식은 위상 시프트에 대한 원하는 목표들을 유지하면서 기판 및 금속층들의 수의 감소를 가능하게 한다. 예를 들면, 어떤 통상적인 렌즈들은 3차 대역통과 필터 응답, 4개의 기판들, 5개의 금속층들, 그리고 3개의 접합층들을 활용한다(여기서 유도성 및 용량성 층들 모두가 사용됨). 그러나, 상당한 또는 더 큰 양의 위상 시프트를 달성하기 위하여, 본 개시의 단일-기판 공간 혼합-차수 대역통과 렌즈는 하나의 기판과 두 개의 금속층들을 사용하며, 접합층들을 필요하지 않을 수도 있다.In various embodiments of this embodiment, the planar lens utilizes a mixed-order bandpass filter response, which may enable reduction of the number of substrates and metal layers in the lens while maintaining the phase shift object. In some embodiments, the planar lens of the present disclosure utilizes a single substrate of a spatial mixed-order bandpass filter comprising one dielectric substrate and two metal layers. This approach allows for a reduction in the number of substrates and metal layers while maintaining desired goals for phase shift. For example, some conventional lenses utilize a third order band pass filter response, four substrates, five metal layers, and three junction layers (where both inductive and capacitive layers are used). However, in order to achieve a significant or larger positive phase shift, the single-substrate space mixed-order bandpass lens of the present disclosure uses one substrate and two metal layers, and may not need junction layers.

도 4는 본 개시에 따른 평면 FSS 렌즈(400)의 일례를 예시하고 있다. 본 예시에서, 위상 시프트는 렌즈(400)의 FSS의 위상 응답에 의해 구현된다. 렌즈(400)의 조리개(aperture)는 (Zone1, Zone2, …, ZoneN와 같이) 다수의 상이한 구역들로 분할된다. 도 4에 도시된 바와 같이, FSS의 상이한 구역들을 통과하는 광들은 상이한 양의 위상 시프트를 겪는다. 더 상세하게는, 렌즈(400)를 통과하는 광이 겪는 위상 시프트는 그 광이 렌즈(400)의 중심에서 더 멀리 있을수록 감소하며, 따라서 상기 렌즈(400)의 중심 가까이에는 더 높은 위상 시프트들이 존재하고 렌즈(400)의 모서리 가까이에는 더 낮은 위상 시프트들이 존재한다.FIG. 4 illustrates an example of a planar FSS lens 400 in accordance with the present disclosure. In this example, the phase shift is implemented by the phase response of the FSS of the lens 400. The aperture of the lens 400 is divided into a number of different zones (such as Zone 1, Zone 2, ..., Zone N). As shown in FIG. 4, the light passing through different regions of the FSS undergoes a different amount of phase shift. More specifically, the phase shift experienced by the light passing through the lens 400 decreases as the light is farther from the center of the lens 400, so that near the center of the lens 400 higher phase shifts And there are lower phase shifts near the edges of the lens 400. [

UE들과 같은, 작은 폼 팩터(form factor)를 요구하는 콤팩트형 무선 장치들에 대하여 렌즈(400)의 초점 거리(f)를 감소시키는 것이 필요하거나 바람직할 수도 있다. 초점 거리의 감소는 렌즈(400)를 가로지르는 위상 시프트의 차이를 최대화하는 것을 수반할 수 있다(여기서, Δφdiff = |φ1-φN|). 상기한 Δφdiff 값은 FSS의 통과 대역 내에서 FSS 요소들의 위상 시프트의 조절 가능 범위(tunable range)에 의해 결정된다. 렌즈(400)는 구역들의 수에 따라 상기 FSS 요소들의 크기를 약간 수정함으로써 그러한 조절 가능 범위를 획득할 수도 있다.It may be necessary or desirable to reduce the focal length f of the lens 400 for compact wireless devices requiring a small form factor, such as UEs. The reduction of the focal length may involve maximizing the difference in phase shift across the lens 400, where? Diff =? 1 - ? N |. The value of [Delta] [phi] diff is determined by the tunable range of the phase shift of the FSS elements within the pass band of the FSS. Lens 400 may obtain such adjustable range by slightly modifying the size of the FSS elements in accordance with the number of zones.

상기 렌즈(400)에 대한 다른 디자인 파라미터들은 렌즈 조리개의 크기(AP), 렌즈(400)의 두께(t), 및 FSS 단위 셀의 크기를 포함한다. 조리개 크기가 증가할 때, 초점 이득(focusing gain)이 증가하지만, 초점 거리(f)는 Δφdiff가 고정될 때 또한 증가한다. 렌즈 두께는 EM 파의 입사 각도에 대한 렌즈(400)의 감도에 관련된다. 부가적으로, FSS 단위 셀들이 더 작을수록 더 높은 렌즈(400)의 초점 해상도에 이르지만, 그것은 제조 공정에서의 더 양호한 공차를 필요로 할 수 있다. 전술한 렌즈(400) 디자인 파라미터들은 성능, 크기 및 제조 조건들 사이에서 타협점을 고려함으로써 결정될 수도 있다.Other design parameters for the lens 400 include the size of the lens aperture (AP), the thickness of the lens 400 (t), and the size of the FSS unit cell. As the aperture size increases, the focusing gain increases, but the focal length f also increases when [Delta] [phi] diff is fixed. The lens thickness is related to the sensitivity of the lens 400 to the angle of incidence of the EM wave. Additionally, the smaller the FSS unit cells, the higher the focus resolution of the lens 400, but it may require better tolerances in the manufacturing process. The lens 400 design parameters described above may be determined by considering compromises between performance, size, and manufacturing conditions.

도 5는 본 개시에 따른 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈(500)의 예시적인 배치에 대한 전개도를 예시한다. 본 예시에 있어, 렌즈(500)는 하나의 기판층(505)과 두 개의 도전성 요소의 층들(510 및 515)을 포함한다. 아래에서 더 상세히 기술되지만, 상기 렌즈(500)는 그 렌즈(500)가 용량성 부하(capacitively-loaded) 1차 대역통과 FSS 부분(520) 및 2차 대역통과 FSS 부분(525)을 포함한다는 점에서 혼합-차수이다. 상기 층(510)의 부분(530)은 그 층(510)에 존재하는 도전성 요소들의 패턴의 세부를 예시하기 위해서 확대되어 있는데, 이것은 아래에서 더 상세히 기술된다.FIG. 5 illustrates a developed view for an exemplary deployment of a mixed-order bandpass FSS lens 500 in accordance with the present disclosure. In this example, the lens 500 comprises one substrate layer 505 and two layers of conductive elements 510 and 515. Although described in more detail below, the lens 500 is similar to the lens 500 in that the lens 500 includes a capacitively-loaded primary bandpass FSS portion 520 and a secondary bandpass FSS portion 525 In the mixed-order. A portion 530 of the layer 510 is enlarged to illustrate details of the pattern of conductive elements present in that layer 510, which is described in further detail below.

도 6a 및 6b는 본 개시에 따른 2차 대역통과 FSS에 대한 단위 셀(600)의 예시적인 배치에 대한 사시도를 예시한다. 본 예시의 실시예에 있어, 상기 단위 셀(600)은 도 5에서 렌즈(500)의 2차 대역통과 FSS 부분(525)의 단면 내에 존재하는 단위 셀의 일례이다. 도 6a에서, 단위 셀(600)은 상기 도전성 요소의 층(510)에서의 도전성 요소(610)의 구조가 보일 수 있도록 그 단위 셀(600)에 존재하는 기판층(505)의 부분(605)이 투명한 것으로 묘사된 상태에서 측면도로 도시되어 있다. 도 6b에서, 단위 셀(600)은 도전성 요소(610) 및/또는 도전성 요소(615)의 구조가 상기 기판층(505)의 기저부(605)로부터 구별된 상태로 평면도 및/또는 저면도로서 묘사되고 있다.6A and 6B illustrate a perspective view of an exemplary arrangement of a unit cell 600 for a quadratic bandpass FSS according to the present disclosure. In the present exemplary embodiment, the unit cell 600 is an example of a unit cell existing in the cross section of the secondary band pass FSS portion 525 of the lens 500 in FIG. 6A, the unit cell 600 includes a portion 605 of the substrate layer 505 present in the unit cell 600 so that the structure of the conductive element 610 in the layer 510 of the conductive element can be seen. Are shown in side elevation in the state depicted as being transparent. 6B, a unit cell 600 is depicted as a plan view and / or a bottom view, with the structure of the conductive element 610 and / or the conductive element 615 being distinguished from the base portion 605 of the substrate layer 505. [ .

상기한 단위 셀(600)은 2차 대역통과 FSS이다. 예를 들어, 기판 부분(605)에서의 유전체와 도전성 요소들(610 및 615)에서의 금속의 조합은 단위 셀(600)을 통해 전파하는 EM파들에 대한 대역통과 필터 응답을 제공한다. 단위 셀(600)의 각 측면은 그 단위 셀(600)이 2차 대역통과 FSS이도록 단일-차수(single-order)의 대역통과 FSS를 제공한다. 다수의 상기한 단위 셀들(600)은 렌즈(500)의 2차 대역통과 FSS 부분(525)을 형성한다. 예를 들어 상기 렌즈(500)의 외곽 부분들은 2차 대역통과 FSS를 활용할 수도 있다. 상이한 양의 위상 시프트들과 위상 시프트들의 조절은 단위 셀(600)의 특성들을 변경함으로써 획득 가능할 수 있다. 이러한 특성들은 예를 들어, 도전성 층들(510/515)에서의 도전성 요소들(610/615)의 크기, 도전성 층들(510/515)에서의 도전성 요소들(610/615)의 두께, g1(도전성 층들(510/515)에서의 인접한 도전성 요소들(610/615) 간의 간격의 크기(들)), g2(도전성 층들(510/515) 내에서의 간격들의 크기(들), L(도전성 요소의 반대편 단부들 상의 간격들 사이의 길이), w(도전성 요소의 동일 단부 상의 간격들 사이의 폭), 및/또는 단위 셀(600)에서 도전성 층들(510/515)의 구조의 다른 특성들을 포함한다.The unit cell 600 is a secondary band pass FSS. For example, the combination of the dielectric in the substrate portion 605 and the metal in the conductive elements 610 and 615 provides a bandpass filter response for EM waves propagating through the unit cell 600. Each side of the unit cell 600 provides a single-order bandpass FSS such that the unit cell 600 is a secondary bandpass FSS. A plurality of the unit cells 600 form a second band pass FSS portion 525 of the lens 500. For example, the outer portions of the lens 500 may utilize a secondary band pass FSS. The adjustment of the different amounts of phase shifts and phase shifts may be obtainable by changing the characteristics of the unit cell 600. [ These characteristics include, for example, the size of the conductive elements 610/615 in the conductive layers 510/515, the thickness of the conductive elements 610/615 in the conductive layers 510/515, g1 (The size (s) of the spacing between adjacent conductive elements 610/615 in layers 510/515), g2 (the size (s) of spacings in conductive layers 510/515, L (The width between the intervals on the opposite ends), w (the width between the intervals on the same end of the conductive element), and / or other features of the structure of the conductive layers 510/515 in the unit cell 600 .

도 6a 및 6b에 도시된 도전성 요소들(610/615)의 구조는 제2차 대역통과 FSS의 일례를 예시하는 목적을 위한 것이라는 점을 유념하여야 할 것이다. (직사각형, 삼각형, 및 타원형과 같은) 다른 적절한 구조적 형상이 활용될 수도 있다. 선택적으로는, 임의의 수의 상이한 크기들, 위치들, 및 도전성 요소들(610/615) 내에서 간격들의 수는 본 개시의 원리에 따라서 적절히 활용되어도 좋다.It should be noted that the structure of the conductive elements 610/615 shown in Figures 6a and 6b is for the purpose of illustrating an example of a secondary bandpass FSS. Other suitable structural features (such as rectangles, triangles, and ellipses) may also be utilized. Optionally, any number of different sizes, locations, and number of spacings within the conductive elements 610/615 may be utilized as appropriate in accordance with the principles of the present disclosure.

도 7a 내지 7c는 본 개시에 따른 용량성 부하 1차 대역통과 FSS에 대한 단위 셀(700)의 배치의 일례에 대한 사시도를 예시하고 있다. 본 예시의 실시예에 있어, 상기 단위 셀(700)은 도 5에서의 렌즈(500)의 용량성 부하 1차 대역통과 FSS 부분(520)의 단면적 내에 존재하는 단위 셀의 일례이다.Figures 7a to 7c illustrate a perspective view of an example of the placement of a unit cell 700 for a capacitive loaded primary band pass FSS according to the present disclosure. In the present exemplary embodiment, the unit cell 700 is an example of a unit cell existing within the cross-sectional area of the capacitive load primary bandpass FSS portion 520 of the lens 500 in FIG.

도 7a에서, 단위 셀(700)은 상기 도전성 요소의 층(510)에서의 도전성 요소(710)의 구조가 보일 수 있도록 그 단위 셀(700)에 존재하는 기판층(505)의 일부분(705)이 투명한 것으로 묘사된 상태에서 측면도로 도시되어 있다. 도 7b에서, 단위 셀(700)은 도전성 요소(710)의 구조가 상기 기판층(505)의 기저부(705)로부터 구별된 상태로 (평면도 및/또는 저면도와 같이) 일 측면으로부터 묘사되고 있다. 도 7c에서, 단위 셀(700)은 도전성 요소(715)의 구조가 상기 기판층(505)의 기저부(705)로부터 다시 구별된 상태로써 (평면도 및/또는 저면도와 같이) 타 측면으로부터 묘사되고 있다. 여러 가지의 실시예들에 있어서, 상기 도전성 요소들(710/715)은 단위 셀(600)에서의 도전성 요소들(610/615)과 같은 구조를 갖는다.7A, the unit cell 700 includes a portion 705 of the substrate layer 505 present in the unit cell 700 so that the structure of the conductive element 710 in the layer 510 of the conductive element can be seen. Are shown in side elevation in the state depicted as being transparent. 7B, a unit cell 700 is depicted from one side in a state in which the structure of the conductive element 710 is distinguished from the base portion 705 of the substrate layer 505 (such as a plan view and / or a bottom surface view). 7C, the unit cell 700 is depicted from the other side (such as a top view and / or bottom surface) with the structure of the conductive element 715 being again distinguished from the base 705 of the substrate layer 505 . In various embodiments, the conductive elements 710/715 have the same structure as the conductive elements 610/615 in the unit cell 600.

상기 단위 셀(700)은 용량성 부하 1차 대역통과 FSS이다. 예를 들어, 기판 부분(705)에서의 유전체와 도전성 요소들(710)에서의 금속의 조합은 상기 단위 셀(700)의 측면(720)을 통해 전파하는 EM파들에 대하여 용량성(capacitive) 필터 응답을 제공한다. 예를 들면, 도전성 요소들의 구조는 직사각형의 형상과 같은 패치 구조(patch structure)를 가질 수도 있는데, 이것은 단위 셀(700)의 측면(720)을 통해 전파하는 EM파들에 대한 용량성 필터 응답을 제공한다. 마찬가지로, 도 6a 및 6b에 관하여 전술한 바와 같이, 기판 부분(705)에서의 유전체와 도전성 요소들(715)에서의 금속의 조합은 상기 단위 셀(700)의 측면(725)을 통해 전파하는 EM파들에 대하여 대역통과 필터 응답을 제공한다. 따라서, 단위 셀(700)은 "용량성 부하(capacitively loaded)" 1차 대역통과 FSS이다.The unit cell 700 is a capacitive load primary band pass FSS. For example, the combination of the dielectric in the substrate portion 705 and the metal in the conductive elements 710 is a capacitive filter for the EM waves propagating through the side surface 720 of the unit cell 700. [ Provide a response. For example, the structure of the conductive elements may have a patch structure, such as a rectangular shape, which provides a capacitive filter response for the EM waves propagating through the side 720 of the unit cell 700 do. Similarly, the combination of the dielectric in the substrate portion 705 and the metal in the conductive elements 715, as described above with respect to Figs. 6A and 6B, And provides a bandpass filter response for the waves. Thus, the unit cell 700 is a "capacitively loaded" primary bandpass FSS.

다수의 이러한 단위 셀들(700)은 상기 렌즈(500)의 용량성 부하 1차 대역통과 FSS 부분(520)을 형성한다. 예를 들어, 상기 렌즈(500)의 내측 부분들은 상기한 용량성 부하 제1차 대역통과 FSS를 활용할 수도 있다. 상이한 양의 위상 시프트들과 위상 시프트들의 조절은 단위 셀(700)의 특성들을 변경함으로써 획득 가능할 수 있다. 도 6a 및 6b에 관하여 전술한 바와 같이, 이러한 특성들은 예를 들어, 상기 단위 셀(700)에서의 도전성 요소들(710/715)의 크기, 두께, g1, g2, L, w, 및/또는 구조의 다른 특성들을 포함한다. 부가적으로, 상기 측면(720)은 그 측면(720)에서 및/또는 렌즈(500)의 층(510)의 부분(525)에서의 인접한 도전성 요소들(710) 사이의 간격의 크기(들)를 지칭하는 특성 g3를 포함한다.A plurality of such unit cells 700 form a capacitive loaded primary bandpass FSS portion 520 of the lens 500. For example, the inner portions of the lens 500 may utilize the capacitive load first pass bandpass FSS described above. The adjustment of the different amounts of phase shifts and phase shifts may be obtainable by changing the characteristics of the unit cell 700. [ 6A and 6B, these characteristics may include, for example, the size, thickness, g1, g2, L, w, and / or the size of the conductive elements 710/715 in the unit cell 700 Other features of the structure include. Additionally, the side surface 720 may have a size (s) of spacing between adjacent conductive elements 710 at its side 720 and / or at a portion 525 of the layer 510 of the lens 500, Quot; g3 "

상기한 단위 셀들(600 및 700)에 대한 예시는 그들 각각의 층들 내에서 개개의 도전성 요소들의 구조와 배열을 보여주기 위한 것으로서 단지 예들에 불과한 것이라는 점을 유념하여야 할 것이다. 도 5에 예시된 바와 같이, 상기한 렌즈(500)는 다수의 단위 셀들을 포함하며, 또한 상기 기판층(505)은 다수의 단위 셀들에 걸쳐서 본질적으로 연속적이거나, 끊어지지 않는다.It should be noted that the illustration for the unit cells 600 and 700 is only for illustrative purposes to show the structure and arrangement of the individual conductive elements in their respective layers. As illustrated in FIG. 5, the lens 500 includes a plurality of unit cells, and the substrate layer 505 is essentially continuous or unbroken over a plurality of unit cells.

도 8은 본 개시에 따른 대역통과 FSS(800)의 예시적인 배치와 등가 회로 모델을 예시하고 있다. 본 예시에 있어, 상기 FSS(800)는 제2차 부분(525)에서의 층(510)의 부분 또는 층(515)과 같이 대역통과 필터 금속 층 구조를 갖는 렌즈(500)의 어느 한 측면 부분일 수도 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도전성 요소 층(들)(510)의 금속과 기판층(505)의 유전체의 조합은 상기 대역통과 FSS(800)를 통해 전파하는 EM파들에 대한 대역통과 필터 응답을 제공한다. 회로 모델(805)은 도전성 요소들과 유전체 간격들을 포함하는 단일 표면상에 구현된 분로 인덕터(shunt inductor) 및 분로 캐패시터(shunt capacitor)를 포함하는 분로 공진기(shunt resonator)를 예시하고 있다.FIG. 8 illustrates an exemplary arrangement and equivalent circuit model of a bandpass FSS 800 in accordance with the present disclosure. In this example, the FSS 800 includes a portion of the layer 510 in the secondary portion 525, or a portion 515 of either side of the lens 500 having a bandpass filter metal layer structure, Lt; / RTI > As shown in Figure 8, the combination of the metal of the conductive element layer (s) 510 and the dielectric of the substrate layer 505 provides a bandpass filter response for the EM waves propagating through the bandpass FSS 800 to provide. The circuit model 805 illustrates a shunt resonator comprising a shunt inductor and a shunt capacitor implemented on a single surface that includes conductive elements and dielectric spacings.

도 9a 및 9b는 각각 본 개시에 따른 FSS 렌즈의 2차 대역통과 FSS의 예 및 용량성 부하 제1차 대역통과 FSS의 예에 대한 등가 회로 모델들을 예시한다. 이러한 예시에서, 회로 모델(900)은 렌즈(500)에서의 부분(525)과 같은, FSS 렌즈의 2차 대역통과 FSS의 대역통과 부분들을 통해 전파하는 EM파에 의해 획득되는 위상 시프트의 등가 회로를 도시하고 있다. 묘사된 바와 같이, 상기 모델(900)은 두 개의 대역통과 필터 응답(인덕터와 병렬 관계인 캐패시터)을 포함한다. 회로 모델(905)은 렌즈(500)에서의 부분(520)과 같은, 용량성 부하 1차 대역통과 FSS를 통해 전파하는 EM파에 의해 획득되는 위상 시프트의 등가 회로를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 상기 모델(905)은 일 측면에 하나의 대역통과 필터 응답(인덕터와 병렬 관계인 캐패시터)을 포함하는데, 이때 다른 측면은 용량성 필터 응답을 가진다. 상기한 회로 모델들(900 및 905)은 FSS 렌즈(500)의 상이한 부분들의 위상 시프트 특성들에 대한 등가 회로 또는 근사적 표현을 예시하는 목적을 위한 것이다.Figures 9a and 9b illustrate equivalent circuit models for an example of a secondary bandpass FSS of an FSS lens according to the present disclosure and an example of a capacitive load primary bandpass FSS, respectively. In this example, the circuit model 900 includes an equivalent circuit of a phase shift obtained by the EM wave propagating through the bandpass portions of the secondary bandpass FSS of the FSS lens, such as the portion 525 in the lens 500. [ Respectively. As depicted, the model 900 includes two bandpass filter responses (capacitors in parallel with the inductor). The circuit model 905 illustrates an equivalent circuit of a phase shift obtained by an EM wave propagating through a capacitive load primary bandpass FSS, such as portion 520 in lens 500. As shown, the model 905 includes one band pass filter response (a capacitor in parallel with the inductor) on one side, with the other side having a capacitive filter response. The circuit models 900 and 905 described above are for the purpose of illustrating an equivalent circuit or approximate representation of the phase shift characteristics of the different parts of the FSS lens 500.

상기 용량성 부하 제1차 대역통과 FSS에서의 용량성 부하는 렌즈(500)의 동작 주파수에서 FSS 렌즈(500)의 부분(520)에 대한 전체적인 위상 시프트 값들을 낮춘다. 상기한 용량성 부하는 상기한 FSS 렌즈(500)의 부분(520)이 대역통과 전용의 공간 FSS에 의해 처리되지 않을 수도 있는 새로운 조절 가능 범위의 위상 시프트들을 처리하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 상이한 차수의 대역통과 공간 FSS들에 대한 위상 시프트의 조절 가능한 범위는 중첩될 수도 있다. 결과적으로, 혼합-차수 대역통과 전용의 FSS는 대역통과 FSS에서 가장 높은 차수의 그것을 넘어서 추가적인 조절 가능 범위의 위상 시프트들을 제공하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 1차 및 2차 대역통과 FSS들에 대한 위상 시프트의 상기 조절 가능한 범위는 3차 대역통과 FSS에 대한 위상 시프트의 조절 가능 범위 내에 포함될 수도 있다. 반면에, 상기 FSS 렌즈(500)의 부분(520)의 용량성 부하는 더 낮은 차단(cutoff) 주파수 응답의 경사도(slope)를 변경하는데, 이것은 상기 FSS 렌즈(500)의 2차 대역통과 FSS 부분(525)에 의해 처리되지 않을 수도 있는 범위를 해결하도록 FSS 렌즈(500)의 용량성 부하 1차 FSS 부분(520)에 대한 위상 시프트들의 조절 가능 범위를 이동시킨다.The capacitive load in the capacitive load first passband FSS lowers the overall phase shift values for the portion 520 of the FSS lens 500 at the operating frequency of the lens 500. The capacitive load described above may enable the portion 520 of the FSS lens 500 to process the new adjustable range of phase shifts that may not be processed by the space-dedicated space FSS. For example, the adjustable range of phase shifts for different orders of bandpass space FSSs may overlap. As a result, the FSS dedicated to the mixed-order bandpass may not provide additional adjustable range of phase shifts beyond that of the highest order in the bandpass FSS. For example, the adjustable range of phase shifts for the primary and secondary bandpass FSSs may be included within the adjustable range of the phase shift for the third bandpass FSS. On the other hand, the capacitive load of the portion 520 of the FSS lens 500 alters the slope of the lower cutoff frequency response, which is the second band pass FSS portion of the FSS lens 500 Shifts the adjustable range of phase shifts to the capacitive-load primary FSS portion 520 of the FSS lens 500 to resolve the range that may not be processed by the second-order FSS portion 525.

혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈(500)를 형성하기 위해 용량성 부하 1차 대역통과 FSS 부분(520)을 2차 대역통과 FSS 부분(525)과 결합함으로써 필터 응답의 차수(order)를 증가시키기 않고도 FSS 렌즈 구조의 위상 시프트의 조정 가능 범위(tunable range)의 향상을 달성한다. 달리 말하면, 본 개시의 용량성 부하 제1차 및 제2차 FSS 렌즈는 제3차 대역통과 필터의 그것에 비교할만한 조절 가능한 범위의 위상 시프트를 제공할 수도 있는데, 이것은 대역통과 필터들에 대해서는 예상되지 않은 것이다. 부가적으로, 3차 대역통과 FSS 렌즈와 같은 필적하는 조절 가능 범위의 위상 시프트를 제공하면서(이것은 복수의 기판들 및 접합 층들이 필요할 수도 있다) 단일한 기판을 사용하는 것은 여기에 기술된 것과 같은 여러 가지의 이점들을 제공한다.Pass FSS portion 520 with the secondary bandpass FSS portion 525 to form a mixed-order bandpass FSS lens 500 without increasing the order of the filter response Thereby achieving an improvement in the tunable range of the phase shift of the FSS lens structure. In other words, the capacitive load primary and secondary FSS lenses of the present disclosure may provide an adjustable range of phase shifts comparable to that of the third-order bandpass filter, which is not expected for bandpass filters . Additionally, using a single substrate providing a comparable adjustable range of phase shifts, such as a third order bandpass FSS lens (which may require multiple substrates and junction layers) It offers several advantages.

도 10a 및 10b는 본 개시에 따른 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈의 투과율(transmittance)의 예시적인 크기 및 위상 구성(phase plot)을 각각 예시한다. 도 10a는 FSS 렌즈(500)의 상이한 부분들의 크기 응답(magnitude response)에 대한 구성(1000)을 예시한다. 도 10b는 FSS 렌즈(500)의 상이한 부분들의 주파수 응답에 대한 구성(1005)을 예시한다. 예시된 바와 같이, 상기 FSS 렌즈(500)의 제1차 부분들에 대한 위상 응답(phase response)은 FSS 렌즈(500)의 2차 부분들에 대한 위상 응답과 중첩되지 않는다. 결과적으로, 혼합-차수 FSS 렌즈(500)의 조절 가능 범위(1010)는 증가한다. 본 예에서, 상기 FSS 렌즈(500)의 조절 가능 범위(1010)는 약 200°일 수 있다. 이러한 조절 가능 범위는 어떤 3차 대역통과 FSS 렌즈보다 더 클 수도 있는데, 이것은 훨씬 더 많은 수의 금속, 기판 및/또는 접합층들을 활용할 수도 있다. 따라서, 상기 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈(500)는 기존 렌즈의 크기, 두께, 및/또는 기계가공의 제한성을 감소시키면서도 적절한 위상 시프트의 조절 가능 범위들을 획득하기 위한 희망하는 목적을 달성할 수가 있다.10A and 10B illustrate exemplary magnitude and phase plots of the transmittance of a mixed-order bandpass FSS lens according to the present disclosure, respectively. 10A illustrates a configuration 1000 for the magnitude response of different portions of the FSS lens 500. FIG. FIG. 10B illustrates a configuration 1005 for the frequency response of different portions of the FSS lens 500. FIG. As illustrated, the phase response for the primary portions of the FSS lens 500 does not overlap the phase response for the secondary portions of the FSS lens 500. As a result, the adjustable range 1010 of the mixed-order FSS lens 500 increases. In this example, the adjustable range 1010 of the FSS lens 500 may be about 200 degrees. This adjustable range may be larger than any third order bandpass FSS lens, which may utilize a much greater number of metal, substrate and / or junction layers. Thus, the mixed-order bandpass FSS lens 500 can achieve the desired objective of obtaining adjustable ranges of the appropriate phase shift while reducing the size, thickness, and / or machining limitations of existing lenses .

특정한 실시예들에 있어서, 상기한 렌즈(500)는 2.7mm의 단위 셀 크기를 갖는 28.2GHz 동작 주파수에 대해 설계된 단일-기판의 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈를 나타낼 수 있으며, 그 기판들(Rogers 3003)의 유전상수(dielectric constant) 및 두께는 각각 3mm 및 0.5mm이다. 이러한 실시예들에서 상기한 렌즈(500)는 파장 이하(sub-wavelength)의 필터링 기능을 제공한다. 예들 들면, 상기 도전성 요소들의 크기 또는 측면 치수, 및 렌즈의 전체 두께는 상기 렌즈(500)에 의한 공간 위상 시프트에 대해 설계된 동작 주파수의 파장보다 작을 수도 있다.In certain embodiments, the lens 500 may represent a single-substrate mixed-order bandpass FSS lens designed for a 28.2 GHz operating frequency with a unit cell size of 2.7 mm, and its substrates Rogers 3003 have a dielectric constant of 3 mm and a thickness of 0.5 mm, respectively. In these embodiments, the lens 500 provides a sub-wavelength filtering function. For example, the size or lateral dimension of the conductive elements and the overall thickness of the lens may be less than the wavelength of the operating frequency designed for the spatial phase shift by the lens 500.

상이한 단계의 위상 시프트를 달성하기 위하여, 디자인 파라미터들(g1, g2, g3, w, 및 L과 같은)은 제2차 및 용량성 부하 제1차 대역통과 부분들에 대해 대략 조절된다. 예를 들어, 28.2GHz 디자인에 대한 FSS 렌즈(500)의 디자인 파라미터들에 대한 값들은 상기한 구성도(1000 및 1005)에 대한 주석에서 열거되어 있다. 상기한 값들과 치수들은 단지 예를 든 것으로서 본 개시의 실시예들에 따라 활용될 수도 있는 상이한 치수들에 대하여 제한을 두는 것은 아니다. 예를 들면, 상기한 층들 중의 어느 것에서 도전성 요소들의 크기, 수, 및/또는 간격들은 위상 시프트, 렌즈 두께 및/도는 기계가공의 공차와 같은 다양한 요인들에 기초하여 증가 또는 감소할 수도 있다.Design parameters (such as g1, g2, g3, w, and L) are roughly regulated for the secondary and capacitive load primary bandpass portions to achieve a phase shift of the different stages. For example, the values for the design parameters of the FSS lens 500 for the 28.2 GHz design are listed in the annotations for the constellations 1000 and 1005 above. The above values and dimensions are by way of example only and are not intended to limit the different dimensions that may be utilized in accordance with the embodiments of the present disclosure. For example, the size, number, and / or spacing of conductive elements in any of the above layers may increase or decrease based on various factors such as phase shift, lens thickness, and / or machining tolerances.

본 개시의 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈(500)는 공간 위상 시프트의 유사한 또는 더 양호한 범위를 제공하면서도 기존의 평면 렌즈들의 그것보다 더 소량의 금속층 및 유전층들을 활용할 수도 있다. 제1차 용량성으로 로딩된 요소들은 상기 FSS 렌즈(500)의 중앙부에 배치될 수도 있는 반면, 제2차 요소들은 상기 렌즈의 외부 주위에 배치되어도 좋다. 시준 또는 렌즈의 중심부 근처로 EM파들을 포커싱하기 위한 더 큰 위상 지연을 제공하기 위해, 렌즈(500)의 중심부에서는 더 높은 절대 위상 지연의 제1차 용량성 부하 요소들이 이용된다. 렌즈(500)의 외부 영역에 대하여 상기 제2차 요소들은 더 작은 절대 위상 지연을 제공하지만, 상기한 평면 렌즈(500)의 시준 또는 초점맞춤의 조절을 위한 더 광범위한 위상 지연에 기여한다.The mixed-order bandpass FSS lens 500 of the present disclosure may utilize a smaller amount of metal and dielectric layers than those of conventional planar lenses while providing a similar or better range of spatial phase shifts. The first capacitively loaded elements may be disposed in the central portion of the FSS lens 500, while the secondary elements may be disposed around the exterior of the lens. First primary capacitive load elements of higher absolute phase delay are used in the center of lens 500 to provide greater phase delay for focusing the EM waves near the collimation or center of the lens. The secondary elements with respect to the outer region of the lens 500 provide a smaller absolute phase delay but contribute to a wider phase delay for adjustment of the collimation or focus of the planar lens 500.

구현에 따라서는 본 개시의 혼합-차수 대역통과 FSS 렌즈를 이용하는 것은 다음과 같은 장점들을 포함할 수도 있다.Depending on the implementation, using the mixed-order bandpass FSS lens of the present disclosure may include the following advantages.

● 단일 기판층으로 인한 더 낮은 제조 비용Lower manufacturing costs due to a single substrate layer

● 접합 층들에 대한 필요성의 제거로 인한 더 낮은 제조 비용• Lower manufacturing costs due to elimination of the need for bonding layers

● 더 적은 수의 기판 및 접합 층들로 인한 더 낮은 유전체 손실 ● Lower dielectric loss due to fewer substrates and junction layers

● 더 적은 수의 금속 또는 도전성 층들로 인한 더 낮은 오믹 손실● Lower ohmic losses due to fewer metals or conductive layers

여러 실시예들에 있어서, 상기 FSS 렌즈는 빔 조향 각도의 커버리지를 향상시킬 수가 있다. 예를 들어, FSS 렌즈는 렌즈를 통해 전파하는 파들이 어떤 원하는 각도에서도 초점이 맞춰지도록 하는 공간 이상기(phase shifter)들을 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에 있어서는, 상기 FSS 렌즈는 빔 확장(beam broadening)을 위해 활용될 수도 있다. 이러한 빔 확장은 상이한 각도의 방사에 있어 상이한 레벨의 빔 폭들을 제공할 수가 있는데, 이것은 다시능의 무선 통신(안테나 다이버시티와 같은)을 가능하게 할 수 있다.In various embodiments, the FSS lens can improve the coverage of the beam steering angle. For example, an FSS lens may include phase shifters that cause waves propagating through the lens to be focused at any desired angle. In other embodiments, the FSS lens may be utilized for beam broadening. This beam extension can provide different levels of beam widths for different angles of radiation, which again can enable wireless communication (such as antenna diversity) of the capability.

전술한 다양한 실시예들은 FSS 렌즈들을 패치 어레이 안테나(patch array antenna)와 결부하여 사용되는 것으로서 기술하고 있지만, 본 개시의 FSS 렌즈들은 혼 안테나, 모노폴 안테나, 다이폴 안테나, 및 슬롯 안테나 등과 같은 어떤 유형의 안테나들과 함께 사용될 수도 있다. 부가적으로, 상기 FSS 렌즈의 형상은 평면형(flat)인 것으로 어떤 도면들에는 예시되어 있지만, FSS 렌즈는 곡면형, 비-평면형, 및/또는 등각형(conformal) 렌즈일 수도 있다. 또한, 상기한 도전성 요소들에 대하여 금속을 사용하는 것이 기술되어 있지만, 그러한 도전성 요소들은 다른 도전성 물질(들)로부터 제조될 수도 있을 것이다. 더욱이, 도전성 요소들의 형상은 어떤 도면들에서는 직사각형 또는 정방형인 것으로 예시되고 있지만, 상기 도전성 요소들은 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들면, 도전성 요소들은 유각형, 타원형, 원형, 팔각형, 또는 직선형 뿐만아니라 곡선형 모서리들을 갖는 형상들일 수도 있다. 부가적으로, 본 개시의 FSS 렌즈는 수 메가헤르츠 내지 수백 기가헤르츠(1MHz 내지 300GHz와 같이)에 이르는 임의의 RF 주파수 범위를 대략 수반하는 애플리케이션들에 대해 설계되고 제조될 수가 있다. 마지막으로, 본 개시의 평면 렌즈들은 엄격한 제조 공정의 요건이 없이도 다양한 플랫폼으로써 제조 및 집적될 수가 있다. 예를 들어, 본 개시의 평면 렌즈들에서의 패턴은 수직 구조를 요구하지 않고 이차원적으로 이루어질 수도 있다.While the various embodiments described above describe FSS lenses as being used in conjunction with a patch array antenna, the FSS lenses of the present disclosure may be of any type such as horn antennas, monopole antennas, dipole antennas, It may also be used with antennas. Additionally, although the shape of the FSS lens is flat and is illustrated in some figures, the FSS lens may be a curved, non-planar, and / or conformal lens. Also, although the use of metals for the conductive elements described above has been described, such conductive elements may also be fabricated from other conductive material (s). Moreover, although the shape of the conductive elements is illustrated as being rectangular or square in some figures, the conductive elements may have other shapes. For example, the conductive elements may be angular, oval, circular, octagonal, or straight, as well as shapes with curved edges. Additionally, the FSS lenses of the present disclosure can be designed and fabricated for applications involving any RF frequency range from a few megahertz to hundreds of gigahertz (such as 1 MHz to 300 GHz). Finally, the planar lenses of the present disclosure can be manufactured and integrated into a variety of platforms without the need for rigorous manufacturing processes. For example, the pattern in the planar lenses of the present disclosure may be made two-dimensionally without requiring a vertical structure.

본 개시의 실시예들은 무선 통신 시스템들 및 기타 애플리케이션들을 위한 안테나에 대해 여러 가지의 현저한 향상을 가져온다. 예를 들면, 본 개시의 FSS 렌즈들은 안테나 이득 및 지향성의 증가, 안테나 패턴 사이드-로브(side-lobe)의 감소, 및 안테나 손실의 감소를 도모할 수가 있다. 이러한 기술적인 향상점들은 그러한 렌즈들을 이용하는 어떤 제품들과 시스템들에 대해 많은 상업적 및 시장관점에서의 이점들을 제공한다. 예를 들어, 본 개시의 FSS 렌즈들은 더 높은 데이터 처리량 또는 더 높은 데이터 용량을 제공할 수가 있다. 렌즈들을 구비한 안테나의 안테나 이득이 더 높으면 높을수록 더 높은 신호-대-잡음비의 값을 생성하고, 또한 더 높은 신호-대-잡음비의 값은 더 높은 데이터 처리량 및 더 높은 데이터 용량들을 제공하게 된다.The embodiments of the present disclosure provide a number of significant improvements over antennas for wireless communication systems and other applications. For example, the FSS lenses of the present disclosure can lead to increased antenna gain and directivity, reduced antenna pattern side-lobe, and reduced antenna loss. These technical improvements provide many commercial and market-oriented advantages for certain products and systems that use such lenses. For example, the FSS lenses of the present disclosure can provide higher data throughput or higher data capacity. The higher the antenna gain of the antenna with lenses, the higher the signal-to-noise ratio value, and the higher the signal-to-noise ratio value, the higher the data throughput and higher data capacities .

또 다른 예로서, 본 개시의 FSS 렌즈들은 더 양호한 접속 유용성과 더 양호한 접속 설정(connection establishments)을 제공할 수가 있다. 상기한 FSS 렌즈들은 더 높은 이득과 더 강한 신호를 제공할 수 있으며, 그리고 eNB들과 UE들 사이의(또는 다른 장치들 간의) 신호가 더 강할수록 상기 장치들 간에 더 신뢰 가능한 초기 접속 설정을 제공한다. 본 개시의 FSS 렌즈들은 또한 렌즈를 구비한 안테나의 더 높은 지향성과 더 높은 간섭억제로 인하여 더욱 신뢰성 있는 무선 접속을 제공할 수가 있다. 더 양호한 빔 조향의 지향성은 통신 경로 또는 채널과의 안테나 패턴의 정렬을 제공한다. 더 높은 지향성과 더 낮은 사이드-로브들은 또한 원하는 통신 경로를 따라 도청되는 원치 않는 신호들의 레벨을 감소시켜준다. 본 개시의 FSS 렌즈들은 또한 더 낮은 밀도의 eNB들에 더 넓은 범위의 UE들을 제공할 수가 있다. 더 높은 안테나 이득은 UE들이 비슷한 송신기 전력으로도 eNB들로부터 더 멀리 떨어져 동작할 수 있도록 하므로, 주어진 영역 내에 더 적은 eNB들이 가능하다.As yet another example, the FSS lenses of the present disclosure can provide better connection usability and better establishments of connectivity. The FSS lenses described above can provide higher gain and stronger signal and provide more reliable initial connection settings between the devices as the signal between the eNBs and the UEs (or between other devices) becomes stronger do. The FSS lenses of the present disclosure can also provide a more reliable wireless connection due to the higher directivity of the antenna with the lens and higher interference suppression. A better beam steering orientation provides alignment of the antenna pattern with the communication path or channel. The higher directivity and lower side-lobes also reduce the level of unwanted signals that are eavesdropped along the desired communication path. The FSS lenses of the present disclosure can also provide a wider range of UEs to lower density eNBs. The higher antenna gain allows UEs to operate farther away from eNBs with similar transmitter power, so fewer eNBs are available within a given area.

또 다른 예로서, 본 개시의 FSS 렌즈들은 휴대용 또는 소비자 제품들에 대해 더 긴 배터리 수명을 제공할 수가 있다. 이동용 안테나의 향상된 이득은 필적하는 신호 레벨에 대해 송신기 전력의 감소를 가능하게 한다. 상기한 eNB 안테나의 향상된 이득은 UE에서 수신기에 대해 필요한 전력의 감소를 제공한다. 상기 향상된 이득은 그 UE의 전자장치에서 소모되는 전력을 감소시키고 배터리 재충전 주기들 사이에 더 긴 시간의 동작을 가능하게 한다. 본 개시의 FSS 렌즈들은 또한 더 작은 제품들이나 일반 제품들에 더 다양한 특징들과 기능들을 제공할 수가 있다. 상기 향상된 안테나 지향성 또는 이득의 제공은 안테나에 의해 사용되는 영역의 감소를 가능하게 한다. 다른 시스템 기능들 또는 특징들에 대해 필요한 구성요소들을 위한 여분의 공간은 재할당 될 수도 있거나, 또는 그러한 여분의 영역은 UE 또는 eNB의 전체 크기 또는 용적을 줄이기 위해 사용되어도 좋다.As another example, the FSS lenses of the present disclosure can provide longer battery life for portable or consumer products. The improved gain of the mobile antenna allows for a reduction in the transmitter power to the comparable signal level. The improved gain of the eNB antenna provides a reduction in the power required for the receiver at the UE. The enhanced gain reduces power consumed in the UE ' s electronics and enables longer time operation between battery recharge cycles. The FSS lenses of the present disclosure can also provide a wide variety of features and functions for smaller or more general products. The provision of the improved antenna directivity or gain enables reduction of the area used by the antenna. The extra space for the necessary components for other system functions or features may be reallocated, or such extra area may be used to reduce the overall size or volume of the UE or eNB.

본 개시는 예시적인 실시예로써 기술되었지만, 다양한 변경 및 변형들이 당업자에게 제안될 수도 있다. 본 개시는 첨부한 특허청구범위의 영역 내에 속하는 그러한 변경과 변형들을 모두 포함하는 것으로 의도된다.While this disclosure has been described as an exemplary embodiment, various changes and modifications may be suggested to those skilled in the art. This disclosure is intended to cover all such modifications and changes as fall within the scope of the appended claims.

Claims (22)

장치에 있어서,
도전성 요소들의 층들 및 기판층을 포함하는 렌즈를 포함하되,
도전성 요소들로 이루어진 층들의 제1층은 상기 제1층의 제2부분의 도전성 요소들로 이루어진 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. In the apparatus,
A lens comprising layers of conductive elements and a substrate layer,
Wherein the first layer of layers of conductive elements comprises a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure of conductive elements of the second portion of the first layer . 제1항에 있어서,
상기 제1층은 상기 기판층의 일 측면과 접촉 상태이고,
상기 도전성 요소들의 층들의 제2층에서의 도전성 요소들은 상기 기판층의 또 다른 측면과 접촉 상태이고 상기 제1구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first layer is in contact with one side of the substrate layer,
Wherein the conductive elements in the second layer of layers of conductive elements are in contact with another side of the substrate layer and have the first structure. 제2항에 있어서, 상기 제1구조를 갖는 상기 도전성 요소들의 크기와 두께는 도전성 요소들의 상기 제2층에서 변화는 것을 특징으로 하는 장치.3. The method of claim 2, Wherein the size and thickness of the conductive elements having the first structure vary in the second layer of conductive elements. 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 제1유형의 단위 셀을 포함하며,
상기 제1유형의 단위 셀은,
상기 기판층의 일 측면 상에 배치된 상기 제1구조를 갖는 적어도 하나의 도전성 요소; 및
상기 기판층의 또 다른 측면 상에 배치된 상기 제2구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
The lens comprising a unit cell of a first type,
Wherein the first type of unit cell comprises:
At least one conductive element having the first structure disposed on one side of the substrate layer; And
And conductive elements having the second structure disposed on another side of the substrate layer. 제4항에 있어서,
상기 제1유형의 단위 셀은 상기 제1유형의 단위 셀을 통과하는 전자기파에 대한 용량성 부하 대역통과 필터 응답을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the first type of unit cell is configured to provide a capacitive load band pass filter response for electromagnetic waves passing through the unit cell of the first type. 제5항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 기판층의 양 측면들 상에 배치된 도전성 요소들을 포함하는 제2유형의 단위 셀을 포함하고,
상기 제2유형의 단위 셀은 상기 제2유형의 단위 셀을 통과하는 전자기파들에 대해 대역통과 필터 응답을 제공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the lens comprises a second type of unit cell comprising conductive elements disposed on both sides of the substrate layer,
Wherein the second type of unit cell is configured to provide a band pass filter response for electromagnetic waves passing through the second type of unit cell. 제1항에 있어서,
상기 제1구조 및 제2구조를 갖는 상기 도전성 요소들의 크기와 두께는 도전성 요소들의 상기 제1층 상에서 변하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the size and thickness of the conductive elements having the first structure and the second structure vary on the first layer of conductive elements. 제1항에 있어서,
상기 제1구조는 대역통과 필터 구조이고, 상기 제2구조는 패치(patch) 구조인 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first structure is a band pass filter structure and the second structure is a patch structure. 제1항에 있어서,
상기 렌즈를 통과하는 전자기파들에 대한 위상 시프트 응답의 범위는 상기 복수의 층들에서의 도전성 요소들 사이의 적어도 하나의 간격에 기초하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the range of phase shift responses for electromagnetic waves passing through the lens is based on at least one gap between the conductive elements in the plurality of layers. 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 도전성 요소들의 두 개의 층들 및 하나의 기판층만을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lens comprises only two layers of conductive elements and one substrate layer. 제1항에 있어서,
상기 렌즈는 혼합-차수 주파수 선택 표면(FSS) 렌즈이며,
상기 혼합-차수 FSS 렌즈는,
상기 기판층의 양 측면들 상의 상이한 구조들의 도전성 요소들을 포함하는 중심부; 및
상기 기판층의 양 측면들 상에 동일한 유형의 구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 외곽부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
The lens is a mixed-order frequency selective surface (FSS) lens,
Wherein the mixed-order FSS lens comprises:
A center portion comprising conductive elements of different structures on both sides of the substrate layer; And
And an outer frame including conductive elements having the same type of structure on both sides of the substrate layer. 제1항에 있어서,
상기 도전성 요소들의 측면 치수 및 상기 렌즈의 두께는 공간 위상 시프팅을 위한 동작 주파수의 파장보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.The method according to claim 1,
Wherein the lateral dimensions of the conductive elements and the thickness of the lens are less than the wavelength of the operating frequency for spatial phase shifting. 방법에 있어서,
도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함하는 렌즈를 통해 전자파를 전송하는 동작을 포함하되,
상기 제1층은 상기 제1층의 제2부분의 도전성 요소들로 이루어진 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.In the method,
And transmitting the electromagnetic wave through a lens comprising a plurality of layers of conductive elements and a substrate layer,
Wherein the first layer comprises a first portion comprising conductive elements having a first structure different from the second structure consisting of the conductive elements of the second portion of the first layer. 제13항에 있어서, 상기 제1층은 상기 기판층의 일 측면과 접촉 상태이고,
상기 도전성 요소들로 이루어진 층들의 제2층에서의 도전성 요소들은 상기 기판층의 또 다른 측면과 접촉 상태이며 상기 제1구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.14. The method of claim 13, wherein the first layer is in contact with one side of the substrate layer,
Wherein the conductive elements in the second layer of layers of the conductive elements are in contact with another side of the substrate layer and have the first structure. 제14항에 있어서,
상기 렌즈는 제1유형의 단위 셀을 포함하며,
상기 제1유형의 단위 셀은,
상기 기판층의 일 측면 상에 배치된 상기 제1구조를 갖는 적어도 하나의 도전성 요소; 및 상기 기판층의 또 다른 측면 상에 배치된 상기 제2구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14,
The lens comprising a unit cell of a first type,
Wherein the first type of unit cell comprises:
At least one conductive element having the first structure disposed on one side of the substrate layer; And conductive elements having the second structure disposed on another side of the substrate layer. 제15항에 있어서,
상기 렌즈를 통해 전자기파를 전송하는 동작은 상기 제1유형의 단위 셀을 통과하는 전자기파에 대한 용량성 필터 응답을 제공하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the act of transmitting an electromagnetic wave through the lens comprises providing a capacitive filter response for an electromagnetic wave passing through the unit cell of the first type. 제16항에 있어서,
상기 렌즈는 상기 기판층의 양 측면들 상에 배치된 도전성 요소들을 포함하는 제2유형의 단위 셀을 더 포함하고,
상기 렌즈를 통해 전자기파를 전송하는 동작은 상기 제2유형의 단위 셀을 통과하는 전자기파들에 대해 대역통과 필터 응답을 제공하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16,
The lens further comprising a second type of unit cell comprising conductive elements disposed on both sides of the substrate layer,
Wherein the act of transmitting an electromagnetic wave through the lens comprises providing a band pass filter response for electromagnetic waves passing through the unit cell of the second type. 제13항에 있어서,
상기 렌즈는 혼합-차수 주파수 선택 표면(FSS) 렌즈이며,
상기 혼합-차수 FSS 렌즈는,
상기 기판층의 양 측면들 상의 상이한 구조들의 도전성 요소들을 포함하는 중심부; 및
상기 기판층의 양 측면들 상에 동일한 유형의 구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 외곽부를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.14. The method of claim 13,
The lens is a mixed-order frequency selective surface (FSS) lens,
Wherein the mixed-order FSS lens comprises:
A center portion comprising conductive elements of different structures on both sides of the substrate layer; And
And an outer frame comprising conductive elements having the same type of structure on both sides of the substrate layer. 시스템에 있어서,
도전성 요소들의 복수의 층들 및 기판층을 포함하며, 도전성 요소들로 이루어진 층들의 제1층은 상기 제1층의 제2부분의 도전성 요소들로 이루어진 제2 구조와는 상이한 제1구조를 갖는 도전성 요소들을 포함하는 제1부분을 포함하는 렌즈;
상기 렌즈를 통해 전자기파를 송신 또는 수신하도록 구성된 적어도 하나의 안테나; 및
무선 전송을 위한 신호들을 생성하거나 또는 상기 안테나를 통해 무선으로 전송되는 신호들을 수신하도록 구성된 송신기 또는 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.In the system,
A plurality of layers of conductive elements and a substrate layer, wherein a first layer of layers of conductive elements comprises a first layer of conductive material having a first structure different from a second structure of conductive elements of the second portion of the first layer, A lens including a first portion comprising elements;
At least one antenna configured to transmit or receive an electromagnetic wave through the lens; And
A transmitter or receiver configured to generate signals for wireless transmission or to receive signals wirelessly transmitted via the antenna. 제19항에 있어서,
상기 제1층은 상기 기판층의 일 측면과 접촉 상태이고,
상기 도전성 요소들로 이루어진 층들의 제2층에서의 도전성 요소들은 상기 기판층의 또 다른 측면과 접촉 상태이고 상기 제1구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.20. The method of claim 19,
Wherein the first layer is in contact with one side of the substrate layer,
Wherein the conductive elements in the second layer of layers of the conductive elements are in contact with another side of the substrate layer and have the first structure. 제19항에 있어서,
상기 송신기 또는 송수신기, 적어도 하나의 안테나, 및 렌즈는 사용자 장치의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.20. The method of claim 19,
Wherein the transmitter or transceiver, at least one antenna, and the lens form part of a user device. 제19항에 있어서,
상기 송신기 또는 송수신기, 적어도 하나의 안테나, 및 렌즈는 eNB(eNodeB)의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.20. The method of claim 19,
Wherein the transmitter or transceiver, at least one antenna, and the lens form part of an eNodeB (eNodeB).
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