KR20170050437A - 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 양상에 따른 안테나 장치는 기지국의 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛(digital unit)과의 사이에서, L1(layer 1) 및 L2(layer 2) 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기판부 상기 기지국의 무선 신호를 처리하는 안테나 모듈부 및 상기 안테나 모듈부가 하나 이상 장탈착되고, 상기 기판부와 상기 장착된 안테나 모듈부 사이에서 디지털 신호를 송수신하는 인터페이스부를 포함한다.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}
본 발명은 안테나 장치에 관한 것이며, 보다 자세하게는 기지국에서 운용되는 운용 주파수가 변경 또는 추가되거나 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역이 변경되는 경우에도 무선 유닛(radio unit) 및 안테나를 전면적으로 교체하거나 신설하지 않고도 적응적으로 운용 가능하고, 다중 편파(multiple polarization)를 지원하며, 디지털 유닛(digital unit)과 무선 유닛을 연결함에 있어서 대용량의 프론트홀(fronthaul)이 요구되지 않는 안테나 장치에 관한 것이다.
5G에서는, 기존 이동통신에서 활용되어온 6GHz 이하의 주파수 대역 뿐만 아니라 광대역폭 확보가 용이한 6GHz 이상의 고주파 대역이 주목받고 있다. 이러한 고주파 대역에서는 안테나의 고밀도화가 가능하다. 이는 동일한 물리적 면적에 보다 많은 수의 복사 소자(radiator 또는 antenna element)를 배치할 수 있다는 것을 의미한다.
이와 같이 집적화된 고주파 대역 안테나의 경우, 빔폭이 좁고(sharp) 이득이 높다(high gain). 따라서, 사용자에게 끊김 없는 원활한 통신을 제공하기 위해서는, 사용자의 단말 위치를 포착하여 빔을 전송하기 위한 빔포밍(beamforming) 기술이 필수적이다. 이러한 빔포밍 기술에는 예를 들면 아날로그 빔포밍 또는 디지털 빔포밍이 있으며, 최근에는 아날로그 빔포밍과 디지털 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기술이 각광받고 있다.
이하에서는 기존의 기지국 시스템에 관하여 살펴보도록 하자. 도 1을 참조하면, 기존의 기지국 시스템은 디지털 유닛(digital unit, DU)(10), 무선 유닛(radio unit, RU)(20) 및 안테나(30)로 구성된다. 디지털 유닛(10)은 기지국의 디지털 신호를 처리한다. 이러한 디지털 유닛(10)은 기지국의 디지털 신호 처리 부분으로 예를 들면 다수의 기저대역(baseband) 처리를 위한 전용 하드웨어 기반 채널카드(Channel Card) 또는 범용프로세서(General Purpose Processor) 기반의 가상화(Virtualization) 시스템을 통해 구성될 수 있다. 무선 유닛(20)은 기지국 무선신호 처리 부분으로 디지털 유닛(10)에서 수신한 디지털 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나(30)로 전달하거나 안테나(30)에서 수신된 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 유닛(10)에 전송한다. 무선 유닛(20)은 디지털 신호와 RF 신호 간 변환장치, 전력증폭기(Power Amplifier), 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier), 필터(Filter) 등으로 구성될 수 있다.
이 때, 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신함에 있어서, 기존 LTE에서 활용되는 인터페이스인 CPRI를 예로 들면, 기지국과 단말 간 150Mbps 전송속도를 지원하기 위해서는 디지털 유닛(10)과 무선 유닛(20) 간 약 2.5Gbps의 용량이 필요하다. 이러한 용량 구현을 위해 기존 이동통신 시스템에서는 디지털 유닛(10)과 무선 유닛(20)간 인터페이스를 광케이블(15)로 구현한다. 그러나, 이러한 광케이블(15)은 그 비용이 높다는 단점이 있다.
한편, 기존의 무선 유닛(20) 및 안테나(30)는 일반적으로 지원하는 주파수가 지정되어 있다. 따라서 사업자가 운용 가능한 주파수가 변경 또는 추가되는 경우, 기존의 기지국 시스템에 설치된 무선 유닛(20) 및 안테나(30)는 그 전체가 변경/교체 또는 신규로 구축되어야 한다는 문제점이 있다.
아울러, 현재 LTE에서 운용되는 대부분의 기지국 안테나(30)는 단 2개의 편파(+45도, -45도)만을 제공한다. 그런데, 기지국과 단말 간의 통신 링크의 성능을 개선하기 위해서는 이러한 2개의 편파 이외에 다양한 편파의 제공이 요구된다.
또한, 기지국이 배치되는 환경에 따라서 넓은 커버리지 확보를 위한 고출력의 무선 유닛과 고이득의 안테나가 요구되거나 또는 제한된 커버리지 확보를 위한 저출력의 무선 유닛 및 저이득의 안테나가 요구될 수 있다. 그러나, 기존의 무선 유닛(20) 및 안테나(30)의 경우, 환경에 따라 개별적인 전용 장비로 구축되는 경우가 일반적이다.
한국공개특허공보, 2009-0088193 (2009.08.19.공개)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 기지국에서 운용되는 운용 주파수가 변경 또는 추가되거나 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역이 변경되는 경우에도 무선 유닛 및 안테나를 전면적으로 교체하거나 신설하지 않고 적응적으로 운용 가능하고, 다중 편파(multiple polarization)를 지원하며, 디지털 유닛(digital unit)과 무선 유닛을 연결함에 있어서 대용량의 프론트홀(fronthaul)이 요구되지 않는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 양상에 따른 안테나 장치는 기지국의 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛(digital unit)과의 사이에서, L1(layer 1) 및 L2(layer 2) 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기판부; 상기 기지국의 무선 신호를 처리하는 안테나 모듈부; 및 상기 안테나 모듈부가 하나 이상 장탈착되고, 상기 기판부와 상기 장착된 안테나 모듈부 사이에서 디지털 신호를 송수신하는 인터페이스부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국에서 운용되는 운용 주파수가 변경 또는 추가되거나 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역이 변경되는 경우에도 무선 유닛 및 안테나를 전면적으로 교체하거나 신설하지 않고 적응적으로 운용할 수 있으며, 다중 편파(multiple polarization)를 지원할 수 있다. 또한, 디지털 유닛(digital unit)과 무선 유닛(radio unit)을 연결함에 있어서 대용량의 프론트홀(fronthaul)이 요구되지 않는다.
도 1은 종래의 기지국 시스템을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 시스템을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 안테나 모듈부의 구성을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 안테나 모듈부의 장착되는 개수가 조절된 것을 도시한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 운용 주파수 대역을 기초로 복사 소자에 형성된 패턴에 흐르는 등가전류(equivalent current)가 제어된 것을 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 편파를 기초로 복사 소자에 형성된 패턴에 흐르는 등가전류가 제어된 것을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 운용 주파수 대역를 기초로, 지원하는 주파수 대역이 상이한 안테나 모듈부가 장착된 것을 도시한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택부가 안테나 장치에 적용된 것을 도시한 예시도이다.
도 11a 및 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 선택부에 의하여 주파수가 선택적으로 차단되는 것을 예시적으로 도시한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 창작자의 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템을 개념적으로 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템에서는 디지털 유닛(10)의 기능이 식별번호 11 및 식별번호 12로 기능적으로 분리되고(functional split), 그 중 일부의 기능(12)이 안테나 장치(1000)로 이전된다. 예를 들면, 디지털 유닛(10)의 기능 중 L1(layer 1) 및 L2(layer 2) 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기능(12)이 일 실시예에 따른 안테나 장치(1000)에서 구현될 수 있으며, 이를 제외한 나머지 기능(11)은 기존의 디지털 유닛에 그대로 남도록 구성될 수 있다. 아울러, 안테나 장치(1000)에서 L1 및 L2 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기능이 수행되면, 그 결과는 안테나 장치(1000)에 포함된 인터페이스부(300)를 통하여 안테나 모듈부(200)로 전달된다. (안테나 모듈부 및 인터페이스부에 대해서는 후술하기로 한다)
이를 도 1과 비교하여 보자. 도 1에서는 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신하기 위해서 광케이블(15)이 필요하다. L1 및 L2 계층에서의 처리된 디지털 신호가 광케이블(15)을 통해 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 송신된다.
반면, 도 2에서는 안테나 장치(1000)가 L1 및 L2 계층에서의 디지털 신호를 처리한다. 그리고, L1 및 L2 계층에서 처리된 디지털 신호는 도 2에 도시된 인터페이스부(300)를 통해 안테나 모듈부(200)로 전달된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1과는 달리 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신하기 위한 광케이블(15)이 필요하지 않다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신하기 위해서 인터페이스부(300)만이 필요할 뿐이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기존의 기지국 안테나 시스템에서 필수적으로 요구되었던 광케이블이 불필요하므로, 이로 인해 발생되는 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 이러한 일 실시예에 따른 안테나 장치(1000)에 대하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 구성도이다.
도 3과 4를 참조하면, 안테나 장치(1000)는 기판부(100), 복수의 안테나 모듈부(200) 및 인터페이스부(300)를 포함하며, 추가적으로 도 10에서 설명할 차단부(400)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3 및 도 4에 도시된 것은 일 실시예에 따른 것이므로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
기판부(100)는 도 2에 도시된 디지털 유닛(11)과의 사이에서, L1(layer 1) 및 L2(layer 2) 계층에서의 디지털 신호를 처리한다. 또한, 실시예에 따라서 기판부(100)는 빔포밍에서의 가중치(weight)를 연산하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 기판부(100)는 전술한 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리 및 이러한 명령어에 의하여 동작하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치로 구현될 수 있는데, 이러한 연산 장치는 예를 들면 DSP(digital signal processor) 또는 GPP(general purpose processor)일 수 있다.
인터페이스부(300)는 도 3에 도시된 것과 같이 기판부(100)에, 후술한 안테나 모듈부(200)를 적어도 하나 이상 장착시킬 수 있으며, 또한 장착된 안테나 모듈부(200)가 탈착되도록 할 수 있다. 이를 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 홀(hole)이 형성된 구조를 가질 수 있으나 이는 예시적인 것이므로 이에 한정되지 않으며, 안테나 모듈부(200)를 기판부(100)에 장착/탈착시키기 위한 구조라면 어떤 구조라도 포함할 수 있다.
인터페이스부(300)는 기판부(100) 및 안테나 모듈부(200) 사이에서 디지털 신호를 송수신한다. 예를 들면, 기판부(100)에서 L1 및 L2 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기능을 수행하면, 그 결과는 인터페이스부(300)를 통하여 안테나 모듈부(200)로 전달된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1과는 달리 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신하기 위한 광케이블(15)이 필요하지 않다. 디지털 유닛(10)에서 무선 유닛(20)으로 디지털 신호를 송신하기 위해서 인터페이스부(300)만이 필요할 뿐이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기존의 기지국 안테나 시스템에서 필수적으로 요구되었던 광케이블이 불필요하므로, 이로 인해 발생되는 비용을 절감할 수 있다.
안테나 모듈부(200)는 기지국의 무선 신호를 처리한다. 이러한 안테나 모듈부(200)는 전술한 인터페이스부(300)를 통하여 기판부(100)에 적어도 하나 이상 장착되거나 또는 그로부터 탈착될 수 있다. 이 때, 하나의 안테나 모듈부(200)는 기 지정된 안테나 이득 및 출력을 갖는다. 따라서, 이러한 인터페이스부(300)를 통하여 기판부(100)에 장착되는 안테나 모듈(200)의 개수를 조절함으로써 안테나 장치(100)의 안테나 이득 또는 출력을 조절할 수 있다. 예를 들면, 도 6의 (a), (b), (c)에 도시된 것과 같이, 기판부(100)에 장착된 안테나 모듈부(200)의 개수를 달리함으로써 매크로셀 용(a), 마이크로셀 용(b), 스몰셀 용(c)의 안테나 장치를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하나의?안테나 장치로 다양한 이득 또는 출력을 갖는 안테나 장치를 제공할 수 있으므로, 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역마다 별도로 안테나 장치를 생산 및 제공하지 않아도 된다.
안테나 모듈부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 복사 소자(210), 급전부(220), 트랜시버(230) 및 변환부(240)를 포함할 수 있다. 그리고 급전부(200)는 패턴 제어부(221) 및 위상 변환부(222)를 포함할 수 있다.
복사 소자(radiator)(210)는 외부로부터 무선 신호를 수신하고 외부로 무선 신호를 송신한다. 복사 소자(210)는 안테나 모듈부(200)에 적어도 하나 이상 포함될 수 있다.
복사 소자(210)에는 기 설정된 형상의 전류가 흐르는 복수의 패턴이 형성된다. 이러한 패턴에 전류가 흐르면, 패턴 상에서의 전류가 흐르는 길이에 의하여 복사 소자(210)가 지원하는 무선 신호의 주파수가 달라진다. 예를 들면, 도 7에 도시된 3개의 그림에서, 패턴에 흐르는 전류의 길이가 길수록(즉 상대적으로 왼쪽일수록) 상대적으로 낮은 주파수를 지원할 수 있다.
또한, 패턴에 전류가 흐르면, 패턴 상에서 전류가 흐르는 방향에 따라서 무선 신호의 편파(polarization)가 달라진다. 예를 들면, 도 8에 도시된 3개의 그림에서, 좌측은 45도, 가운데는 -45도, 우측은 수평의 편파를 가질 때의 패턴을 도시한 것이다.
급전부(220)는 트랜시버(230)로부터의 신호를 복사 소자(210)에 분배하며, 복사 소자(210)로부터의 신호를 결합하여 트랜시버(230)로 전달할 수 있다. 또한 급전부(220)는 패턴 제어부(221) 및 복사 소자(210)의 위상(phase)을 변환하는 위상 변환부(222)를 포함할 수 있다.
패턴 제어부(221)는 복사 소자(210)의 패턴에 흐르는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들면, 패턴 제어부(221)는 기지국에서의 운용 주파수가 고주파인 경우, 고주파의 운용 주파수에 대한 정보를 기초로 도 7의 우측에 있는 것과 같이 패턴에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다. 또한, 패턴 제어부(221)는 기지국에서 +45도 편파가 요구되는 경우, 도 8의 좌측에 있는 것과 같이 패턴에 전류가 흐르도록 제어할 수 있다.
이러한 패턴 제어부(221)는 MEMS 스위치일 수 있다. 이 경우, MEMS 스위치는 복수의 패턴 중 일부 또는 어느 하나에 전류가 흐르도록 제어할 수 있는데, MEMS 스위치에 의하여 복수의 패턴 중 일부 또는 어느 하나에 전류가 흐르도록 제어하는 기술은 이미 공지된 기술이므로 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국의 운용 주파수가 변경되는 경우, 그에 따라서 적응적으로 기지국에서 지원하는 주파수 대역을 변경할 수 있다. 따라서, 기존의 안테나 시스템과는 달리 운용 주파수가 변경되어도 무선 유닛을 전면적으로 교체하거나 신설할 필요가 없다. 또한, 기존의 안테나 시스템과는 달리 2개 이상의 편파를 지원할 수 있다.
트랜시버(230)는 무선 신호의 크기 및 위상을 제어하며, 무선 신호를 증폭할 수 있다. 이러한 트랜시버는 전력 증폭기(power amplifier), LNA(low noise amplifier), RF Chain Imbalance 보정부 등을 포함하는 RF 트랜시버일 수 있으며, 트랜시버의 구조는 이미 공지되었으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
변환부(240)는 기판부(100)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 안테나 모듈부(200)로부터의 무선 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이러한 변환부(240)는 믹서가 불필요한, 중간주파수로의 변환 과정 없이 Direct RF Sampling이 가능한 구조일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기존의 기지국 안테나 시스템에서 필수적으로 요구되었던 광케이블이 불필요하므로, 이로 인해 발생되는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 하나의?안테나 장치로 다양한 이득 또는 출력을 갖는 안테나 장치를 제공할 수 있으므로 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역마다 별도로 안테나 장치를 생산 및 제공할 필요가 없고, 2개 이상의 다양한 편파의 제공이 가능하게 할 수 있다.
한편, 패턴 제어부(221)를 통해서 복사 소자(210) 상에 형성된 패턴을 제어하는 것만으로는, 운용 주파수의 대역을 커버하지 못할 수 있다. 이 경우, 운용 주파수 대역을 커버하는 주파수 대역을 갖는 안테나 모듈부(200)를 선별하여 인터페이스부(300)를 통하여 기판부(100)에 장착함으로써 해결할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 복수의 안테나 모듈부(200)가 있는 경우, 이러한 복수의 안테나 모듈부(200)는 지원하는 주파수 대역이 상이한 것으로 분류될 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 모듈부(200)는 고주파를 지원하는 안테나 모듈부, 저주파를 지원하는 안테나 모듈부 등으로 분류될 수 있다. 이 경우, 운용 주파수가 높은 경우에는 고주파를 지원하는 안테나 모듈부를 기판부에 장착함으로써 해당 운용 주파수를 지원할 수 있다.
이를 위해서, 안테나 모듈부(200)는, 고주파 대역을 지원하는 복사 소자(210)를 포함하는 것, 저주파 대역을 지원하는 복사 소자(210)를 포함하는 것으로 각각 제작될 수 있다. 도 9는 이를 도시한 것으로, 도 9에 도시된 것 중 복사 소자가 보다 촘촘하게 결합되어 있는 안테나 모듈부(좌측)는 복사 소자가 상대적으로 덜 촘촘하게 결합되어 있는 안테나 모듈부(우측)보다 고주파를 지원할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1000)에는 차단부(400)가 적용될 수 있다. 도 10은 이러한 차단부(400)가 적용된 것을 도시한 예시도이다. 도 10을 참조하면, 차단부(400)는 기판부(100), 안테나 모듈부(200) 및 인터페이스부(300)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그리고 이러한 차단부(400)에는 주파수를 선택적으로 차단하는 기 설정된 패턴이 형성될 수 있다. 따라서, 차단부(400)는 안테나 장치(1000)에 타 주파수에 대한 격리도를 제공할 수 있다. 도 11a는 차단부(400)가 적용되지 않았을 때의 타 주파수에 대한 격리도를 도시한 것으로, 이 경우에는 타 주파수에 대한 격리도가 저하된다. 반면, 도 11b는 차단부(400)가 적용되었을 때의 타 주파수에 대한 격리도를 도시한 것으로, 도 11a에 비하여 높은 주파수 격리도를 갖는 것으로 도시되어 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 기지국에서 운용되는 운용 주파수가 변경되거나 기지국이 커버하는 셀 커버리지 영역이 변경되는 경우에도 무선 유닛을 신설하거나 전면적으로 교체하지 않고도 적응적으로 운용할 수 있으며, 다중 편파(multiple polarization)를 지원할 수 있다. 또한, 디지털 유닛(digital unit)과 무선 유닛을 연결함에 있어서 대용량의 프론트홀(fronthaul)이 요구되지 않는다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 유닛 및 안테나를 운용 주파수 대역 또는 셀 커버리지 영역에 따라서 전면적으로 교체하거나 신설하지 않아도 되므로 보다 효율적으로 기지국 시스템을 운용할 수 있다. 또한, 기존의 안테나 시스템에서 요구되는 프론트홀이 불필요하므로 이러한 프론트홀 구축에 소요되었던 비용을 절감할 수 있다.
1000: 안테나 장치
100: 기판부 200: 안테나 모듈부
300: 인터페이스부 400: 주파수 선택부

Claims (7)

  1. 기지국의 디지털 신호를 처리하는 디지털 유닛(digital unit)과의 사이에서, L1(layer 1) 및 L2(layer 2) 계층에서의 디지털 신호를 처리하는 기판부;
    상기 기지국의 무선 신호를 처리하는 안테나 모듈부; 및
    상기 안테나 모듈부가 하나 이상 장탈착되고, 상기 기판부와 상기 장착된 안테나 모듈부 사이에서 디지털 신호를 송수신하는 인터페이스부를 포함하는
    안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장착된 안테나 모듈부의 개수는,
    상기 기지국이 커버하는 커버리지 영역에 따라서 결정되는
    안테나 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈부는,
    지원하는 주파수 대역이 상이한 복수의 안테나 모듈부로 서로 구분되고,
    상기 장착된 안테나 모듈부는,
    상기 복수의 안테나 모듈 중에서 상기 기지국에서 운용하는 무선 신호의 운용 주파수 대역을 커버하는 주파수 대역을 갖는 안테나 모듈부로 선별되어 장착된
    안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈부는,
    기 설정된 형상의 등가전류가 흐르는 복수의 패턴이 형성되어 있으며, 외부로부터 상기 무선 신호를 수신하고 상기 외부로 상기 무선 신호를 송신하는 적어도 하나 이상의 복사 소자; 및
    상기 복수의 패턴 중에서 등가전류가 흐르도록 제어하는 패턴 제어부를 포함하는 급전부를 포함하고,
    상기 패턴 제어부는,
    상기 기지국에서 운용하는 무선 신호의 운용 주파수의 대역을 기초로, 상기 등가전류가 흐르는 패턴의 길이를 제어하는
    안테나 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈부는,
    기 설정된 형상의 등가전류가 흐르는 복수의 패턴이 형성되어 있으며, 외부로부터 상기 무선 신호를 수신하고 상기 외부로 상기 무선 신호를 송신하는 적어도 하나 이상의 복사 소자; 및
    상기 복수의 패턴 중에서 등가전류가 흐르도록 제어하는 패턴 제어부를 포함하는 급전부를 포함하고,
    상기 패턴 제어부는,
    상기 기지국에서 지원하는 통신 채널(channel)을 기초로 상기 무선 신호의 편파(polarization)의 방향을 결정하며, 상기 결정된 편파의 방향을 기초로 상기 등가전류가 흐르는 패턴의 방향을 제어하는
    안테나 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    주파수를 선택적으로 차단하는 기 설정된 패턴이 형성되며, 상기 기판부, 상기 안테나 모듈부 및 상기 인터페이스부를 둘러싸는 주파수 선택부를 포함하는
    안테나 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 안테나 모듈부는,
    상기 무선 신호의 크기 및 위상을 제어하는 트랜시버(transceiver); 및
    상기 기판부로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 안테나 모듈부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부를 더 포함하며,
    상기 급전부는,
    상기 적어도 하나 이상의 복사 소자의 위상(phase)을 변환하는 위상 변환부를 더 포함하는
    안테나 장치.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020231148A1 (ko) * 2019-05-15 2020-11-19 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20200132659A (ko) * 2019-05-15 2020-11-25 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
WO2022035109A1 (ko) * 2020-08-14 2022-02-17 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20220022043A (ko) * 2020-08-14 2022-02-23 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20220093066A (ko) * 2021-01-22 2022-07-05 삼성전자주식회사 안테나와 rf 소자를 포함하는 모듈 및 이를 포함하는 기지국
WO2023096319A1 (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 주식회사 케이엠더블유 안테나용 rf 모듈 및 이를 포함하는 안테나 장치
US11682845B2 (en) 2017-12-19 2023-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
WO2023158200A1 (ko) * 2022-02-16 2023-08-24 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070005210A (ko) * 2005-07-05 2007-01-10 삼성전기주식회사 안테나 내장형 ｔｖ 수신 모듈
KR20080063213A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 브로드콤 코포레이션 조정가능 집적회로 안테나 구조체
KR20090088193A (ko) 2008-02-14 2009-08-19 삼성전자주식회사 멀티 빔 결합을 이용한 스위치 빔 포밍 장치 및 방법
KR20100045824A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 한국과학기술원 저 레이더 반사면적의 평면 패치 안테나와 평면 패치어레이 안테나
KR20120086461A (ko) * 2011-01-26 2012-08-03 (주)하이게인안테나 이동통신 및 마이크로웨이브 중계 시스템용 편파 가변기
KR20130018891A (ko) * 2010-04-26 2013-02-25 타이코 일렉트로닉스 서비시스 게엠베하 인쇄 회로 기판 안테나 레이아웃

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070005210A (ko) * 2005-07-05 2007-01-10 삼성전기주식회사 안테나 내장형 ｔｖ 수신 모듈
KR20080063213A (ko) * 2006-12-29 2008-07-03 브로드콤 코포레이션 조정가능 집적회로 안테나 구조체
KR20090088193A (ko) 2008-02-14 2009-08-19 삼성전자주식회사 멀티 빔 결합을 이용한 스위치 빔 포밍 장치 및 방법
KR20100045824A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 한국과학기술원 저 레이더 반사면적의 평면 패치 안테나와 평면 패치어레이 안테나
KR20130018891A (ko) * 2010-04-26 2013-02-25 타이코 일렉트로닉스 서비시스 게엠베하 인쇄 회로 기판 안테나 레이아웃
KR20120086461A (ko) * 2011-01-26 2012-08-03 (주)하이게인안테나 이동통신 및 마이크로웨이브 중계 시스템용 편파 가변기

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11682845B2 (en) 2017-12-19 2023-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Module comprising antenna and RF element, and base station including same
WO2020231148A1 (ko) * 2019-05-15 2020-11-19 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20200132659A (ko) * 2019-05-15 2020-11-25 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20210101184A (ko) * 2019-05-15 2021-08-18 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
WO2022035109A1 (ko) * 2020-08-14 2022-02-17 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20220022043A (ko) * 2020-08-14 2022-02-23 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20230072467A (ko) * 2020-08-14 2023-05-24 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치
KR20220093066A (ko) * 2021-01-22 2022-07-05 삼성전자주식회사 안테나와 rf 소자를 포함하는 모듈 및 이를 포함하는 기지국
KR20230009341A (ko) * 2021-01-22 2023-01-17 삼성전자주식회사 안테나와 rf 소자를 포함하는 모듈 및 이를 포함하는 기지국
WO2023096319A1 (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 주식회사 케이엠더블유 안테나용 rf 모듈 및 이를 포함하는 안테나 장치
WO2023158200A1 (ko) * 2022-02-16 2023-08-24 주식회사 케이엠더블유 안테나 장치

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