KR20180053201A - 금속 구조물을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 또한 본 발명은 금속 구조물이 포함된 빔포밍 안테나 어셈블리에 대한 것으로, 구체적으로는 금속의 영향으로 인한 빔포밍 안테나의 통신 왜곡을 최소화할 수 있는 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.

Description

금속 구조물을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리{BEAMFORMING ANTENNA ASSEMBLY INCLUDING METAL STRUCTURE}
본 발명은 금속 구조물이 포함된 빔포밍 안테나 어셈블리에 대한 것으로, 구체적으로는 금속의 영향으로 인한 빔포밍 안테나의 통신 왜곡을 최소화할 수 있는 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
5G 통신 기술에서는 초고주파 대역에서의 통신 규격을 고려하고 있는데 초고주파 대역 즉, 30GHz 이상의 주파수 대역에서는 파장이 10mm 이하이므로 밀리미터 웨이브 주파수 대역이라고도 칭한다.
밀리미터 웨이브 대역에서의 가장 큰 특징은 주파수가 높아짐에 따라 거리에 따른 전파 손실이 낮은 주파수 대역에서보다 높아진다. 다만, 파장 역시 짧아지므로 다중 안테나를 이용한 고이득 아날로그 지향성 안테나를 이용한 빔포밍(Beamforming)을 적용하여 전파 손실을 극복할 수 있다. 따라서 다중 안테나를 이용한 빔포밍 설계는 밀리미터 웨이브 대역 통신에 있어 중요한 방향이다.
특히, 빔포밍에 활용되는 안테나의 주변에 금속이 존재하고, 빔포밍 안테나가 전파 전송에 적절한 빔을 검색하기 위해 스캔을 하는 경우, 금속에 의하여 전파가 차단되어 안테나의 스캔 성능에 열화가 발생하는바, 이 같은 문제를 해결하지 않고는 5G 안테나와 금속을 함께 사용할 수 없다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔이 금속에 의해 차단되지 않고, 왜곡없이 외부로 전송될 수 있는 금속 구조물을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.
본 발명은 홈이 형성되어 있는 금속 구조물; 및 상기 금속 구조물 홈에 배치되는 빔포밍 안테나를 포함하며, 상기 금속 구조물 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.
상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔은, 상기 금속 구조물 경사면을 따라 가이드되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 구조물 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 금속 구조물 경사면은, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 일측면이 상기 경사면에 접촉하여 상기 빔의 일측면이 쇼트 경계 조건(short boundary condition)을 만족하는 경우, 상기 빔의 타측면은 열린 경계 조건(open boundary condition)을 만족하도록 경사각도를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 상기 빔포밍 안테나에서 기설정된 방사각도로 방사되는 빔은, 상기 금속 구조물 경사면을 따라 가이드되어, 상기 금속 구조물 외부로 상기 방사각도를 유지하며 방사되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 구조물 경사면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 구조물 경사면은, 주기구조 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 빔포밍 안테나 어셈블리는 금속 구조물 홈을 덮을 수 있도록 형성된 레이돔(radome)을 더 포함할 수 있으며, 상기 레이돔은 FSS 또는 위상 변환기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 홈이 형성되어 있는 금속 구조물; 상기 금속 구조물 홈에 배치되는 빔포밍 안테나; 및 상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 상기 빔포밍 안테나와 상기 금속 구조물 사이에 배치되어 상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔을 가이드하는 가이드면;을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.
상기 금속 구조물 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 가이드면은, 상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 기설정된 각도만큼 경사각도가 형성되도록 배치되어, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 방사 영역을 확장시키는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 일측면이 상기 가이드면에 접촉하여 상기 빔의 일측면이 쇼트 경계 조건(short boundary condition)을 만족하는 경우, 상기 빔의 타측면은 열린 경계 조건(open boundary condition)을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드면은, 주기구조 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 빔포밍 안테나 어셈블리는 홈을 덮을 수 있도록 형성된 레이돔(radome)을 더 포함할 수 있으며, 상기 레이돔은 FSS 또는 위상 변환기 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 홈이 형성되어 있는 차량용 금속 프레임; 및 상기 금속 프레임 홈에 배치되는 빔포밍 안테나를 포함하며, 상기 금속 프레임 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 것을, 특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리를 제공한다.
상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔은, 상기 금속 프레임 경사면을 따라 가이드되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 프레임 홈의 최외곽 면적은 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 빔포밍 안테나에서 기설정된 방사각도로 방사되는 빔은, 상기 금속 프레임의 경사면을 따라 가이드되어, 상기 금속 프레임의 외부로 상기 방사각도를 유지하며 방사되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔이 금속에 의해 왜곡되지 않고 금속 외부로 전송될 수 있어, 빔포밍 안테나의 성능 열화를 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일실시예에 따르면 빔포밍 안테나를 금속 내부에 배치함으로써 외부에서 발생할 수 있는 충격으로부터 빔포밍 안테나를 보호할 수 있으며, 금속 프레임을 사용하는 차량에도 본 발명에 따른 빔포밍 안테나 어셈블리의 활용이 가능하다.
도 1은 빔포밍 안테나를 금속 구조물의 홈에 배치한 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 빔포밍 안테나를 금속 구조물의 홈에 배치한 상태에서 빔을 방사하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 3은 금속 구조물 홈 깊이에 따른 빔포밍 안테나 성능을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속 구조물의 홈 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a, 5b, 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 빔포밍 안테나에서 빔을 방사하는 경우, 금속 구조물 홈 내부에서 형성되는 경계조건을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 금속 구조물의 홈 구조에 빔포밍 안테나를 배치하는 경우 빔이 방사되는 형상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따를 경우, 향상되는 빔포밍 안테나 성능을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따라 경사면의 경사각도를 결정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따라 금속 구조물의 경사면에 주기구조 패턴이 형성되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따라 금속 구조물의 홈에 레이돔이 형성된 경우를 나타낸 도면이다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 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 흐름도 블록(들)에서 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 흐름도 블록(들)에서 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 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 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 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 빔포밍 안테나를 금속 구조물의 홈에 배치한 구조를 나타낸 도면이다.
앞서 기재한 바와 같이, 금속은 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔을 차단한다. 따라서 금속에 안테나를 배치하는 가장 좋은 방법은 금속 외부에 빔포밍 안테나를 배치시키는 방법이다.
그러나, 이러한 이유에 따라 빔포밍 안테나를 금속 외부에 배치하는 경우, 외부의 충격으로부터 빔포밍 안테나가 파손될 수 있다. 뿐만 아니라, 이 경우 외관상 빔포밍 안테나만이 금속 표면 밖으로 돌출될 수 있어 심미적 관점에서도 바람직하지 못하다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해서는 결국 도 1과 같이 금속 구조물(100)에 홈을 형성하여 빔포밍 안테나(110)를 배치하는 구조로 돌아갈 수 밖에 없다.
도 1과 같은 구조에서 가장 이상적인 금속 구조물(100)과 빔포밍 안테나(110)의 배치는 금속 구조물(100)의 표면과 빔포밍 안테나(110)간의 이격거리, 즉 t가 0이 되는 경우일 것이다.
그러나, 금속 구조물 및 빔포밍 안테나의 제작 과정에서 발생하는 공차로 인하여, 상기 t를 정확하게 0으로 맞추는 것은 불가능하다. 따라서, 이러한 제작상의 어려움으로 인하여 금속 구조물(100)과 빔포밍 안테나(110)간의 이격거리(즉, t)는 발생할 수 밖에 없으며, 결국 이로 인해 빔포밍 안테나(110)를 통해 방사되는 빔의 왜곡이 발생하게 된다. 빔의 왜곡이 발생하게 되는 원인은 후술하도록 하겠다.
도 2는 빔포밍 안테나를 금속 구조물의 홈에 배치한 상태에서 빔을 방사하는 경우를 나타낸 것으로 이를 통해 앞서 개시한 빔의 왜곡이 발생하게 되는 이유를 구체적으로 확인할 수 있다.
일반적으로 빔포밍 안테나는 기설정된 각도 간격으로 빔을 방사하여, 채널 환경이 가장 좋은 빔 방사각도를 스캔한다. 예를 들어, 빔포밍 안테나는 최적의 채널을 스캔하기 위하여 -90°부터 +90°까지 10° 간격으로 빔을 방사할 수 있다.
도 2는, 일례로써 금속 구조물(200)의 표면에서 t만큼 이격되어 배치된 빔포밍 안테나(210)를 도시하고 있으며, 상기 빔포밍 안테나(210)의 채널 스캔을 위한 빔 방사각도(θ)가 60°인 경우를 도시한 것이다.
빔포밍 안테나(210)를 통해 방사되는 대부분의 빔(실선으로 도시된 빔)은 금속 구조물(200)에 충돌하지 않는다. 다만, 일부분의 빔(점선으로 도시된 빔)은 금속 구조물(200)에 충돌되어 산란될 수 있으며 상기 산란되는 빔들로 인하여 빔의 게인값이 감소할 수 있다.
이러한 현상을 고려할 때, 도 2와 같은 구조에서 빔의 게인값이 감소하는 요인으로 크게 두 가지의 요인을 고려해 볼 수 있는데, 하나는 빔 방사각도이며 다른 하나는 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나간 이격거리(t)이다.
빔 방사각도의 경우, 빔 방사각도가 낮게 형성될수록 더 많음 빔이 금속 구조물에 의하여 산란될 수 있는바, 이 경우 빔의 게인값이 감소할 수 있다. 따라서 빔 방사각도에 의한 게인값 감소를 방지하기 위해서는 빔 방사각도를 조절하여야 하나, 이는 빔포밍 안테나의 설계에 따라 미리 결정되는 값이므로 이를 조절하는 것은 바람직하지 않다.
따라서 본 발명에서는 다른 하나의 요인인 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나간 이격거리(t)에 착안하여 빔의 게인값 손실을 보상하고자 하는바, 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나간 이격거리에 따른 게인값 변화를 도 3을 통해 살펴보도록 하겠다.
도 3은 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나 이격거리에 따른 빔포밍 안테나 성능을 나타내는 그래프이다.
도 3의 t는 금속 구조물에 빔포밍 안테나를 배치시키기 위해 마련한 홈의 깊이를 의미하는 것으로, 보다 구체적으로는 앞서 개시한 바와 같이 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나와의 이격거리에 해당한다. 또한, 상기 그래프의 x축은 빔 방사각도를 의미하며, y축은 빔 게인값이다.
앞선 도 2의 예에 따라 빔 방사각도가 60°경우를 살펴보면, t가 커질수록 빔포밍 안테나의 게인값이 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 특히, t가 12mm 인 경우, t가 0mm 인 경우에 비해 게인값이 약 10dB 작다.
즉, 빔의 게인값이 t가 0mm 인 경우 t가 12mm인 경우보다 게인값의 크기가 약 10배 크다는 것을 확인할 수 있다. 이는 앞서 도 2에 대한 설명에서 개시한 바와 같이 t가 클수록 금속 구조물에 의하여 산란되는 빔이 많이짐으로써 발생하는 것이다.
따라서 본 발명에서는 도 3의 그래프에 근거하여 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나간 이격거리(t)가 존재하더라도 빔포밍 안테나의 게인값 손실을 보상할 수 있는 방법을 개시하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 금속 구조물(400)의 홈 구조를 나타낸 도면으로, 상기에서 개시한 빔포밍 안테나(410)의 게인값 손실을 보상할 수 있는 금속 구조물(400)을 나타낸다.
구체적으로, 빔포밍 안테나(410)는 금속 구조물(400)의 홈에 배치되며, 상기 금속 구조물(400) 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나(410) 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면(430)을 형성한다. 여기서 경사면(430)은 상기 금속 구조물(400) 홈의 최외곽 면적(420)이 상기 빔포밍 안테나(410)의 면적보다 크게 되도록 형성된다.
상기 금속 구조물(400) 홈의 최외곽 면적(420)을 상기 빔포밍 안테나(410)의 면적보다 크도록 상기 경사면(430)을 형성하는 것은 상기 빔포밍 안테나(410)에서 방사되는 빔이 상기 경사면(430)을 따라 가이드되어 상기 금속 구조물(400) 외부로 방사될 수 있도록 하기 위함이다.
따라서 본 발명에 따를 경우 금속 구조물(400) 표면과 빔포밍 안테나(410) 간에 이격거리(t)가 생기더라도, 빔포밍 안테나(410)를 통해 방사되는 빔이 상기 경사면(430)을 타고 금속 구조물(400) 외부로 방사됨으로써, 앞서 도 3의 그래프를 통해 살펴본 상기 이격거리로 인해 발생하는 빔포밍 안테나 게인값의 손실을 보상할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5와 도 6을 통해 후술하겠다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 빔포밍 안테나에서 빔을 방사하는 경우, 금속 구조물 홈 내부에서 형성되는 경계 조건을 나타낸 도면이다.
여기서 경계 조건(boundary condition)은 전자기학에서 통용되는 용어로, 전기적 경계 조건(electric boundary condition), 자기적 경계 조건(magnetic boundary condition), 열린 경계 조건(open boundery condition), 쇼트 경계 조건(short boundary condition) 등이 이에 포함될 수 있다.
여기서 열린 경계 조건은, 안테나 또는 전자파 방사장치 등에서 전파를 효율적으로 전송할 수 있는 조건으로 방사되는 전파가 왜곡없이 외부로 방사될 수 있는 경계면 조건을 의미한다.구체적으로, 열린 경계 조건에서는 전자장의 수평(parallel) 방향 성분과 수직(normal) 방향 성분이 모두 존재하는바, 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔에 왜곡이 발생하지 않으며, 빔포밍 안테나 주변의 외부 구조에 관계없이 빔 방사각도를 자유롭게 조절할 수 있다.
그 반대로 쇼트 경계 조건은, 전파 전송에 불리한 조건으로 전파의 게인값이 감소되어 외부로 방사되는 경계면 조건을 의미한다. 구체적으로, 쇼트 경계 조건에서는 전자장의 수직 방향 성분만이 존재하며, 수평 방향 성분은 존재하지 않는다. 따라서, 빔포밍 안테나 주변의 외부 구조에 의하여 빔 방사각도가 영향을 받게 된다.
도 5a는 빔 방사각도가 90°인 경우를 나타낸 도면이다. 빔이 90°로 방사되는 경우에는 빔이 금속 구조물(500)의 경사면(520)에 충돌하지 않는바 이 경우에는 빔의 양측면에 모두 열린 경계 조건이 형성된다.
그러므로 빔 방사각도가 90°인 경우에 빔포밍 안테나(510)를 통해 방사되는 빔은 금속 구조물(500)의 표면과 빔포밍 안테나(510) 간의 이격거리(t)와 관계없이 게인값 손실이 발생하지 않는다.
도 5b는 빔 방사각도가 90°는 아니나, 빔포밍 안테나(540)를 통해 방사되는 빔이 금속 구조물(530)의 경사면(550)과 충돌하지 않는 경우를 나타낸 도면이다.
이 경우도 도 5a의 경우와 동일하게 빔이 금속 구조물(530)의 경사면(550)에 충돌하지 않으므로 빔의 양 측면에 모두 열린 경계 조건이 형성된다. 따라서 금속 구조물(530)의 표면과 빔포밍 안테나(540)간의 이격거리(t)에 관계없이 빔포밍 안테나(540)를 통해 방사되는 빔의 게인값 손실은 발생하지 않는다.
반면에, 도 5c는 빔 방사각도가 90°가 아닌 경우로, 빔포밍 안테나(570)를 통해 방사되는 빔이 금속 구조물(560)의 경사면(580)과 충돌하는 경우를 나타내는 도면이다.
이 경우, 빔과 충돌하는 경사면(580) 사이에는 쇼트 경계 조건이 형성되며, 이로 인하여 빔포밍 안테나(570)를 통해 방사되는 빔을 일부가 산란되어 빔포밍 안테나(570)의 게인값이 감소할 수 있다.
그러나 본 발명에 따를 경우, 빔의 일측면에 쇼트 경계 조건이 형성된다고 하더라도, 빔의 타측면은 여전히 열린 경계 조건이 형성되므로, 빔은 산란되지 않고, 상기 경사면(580)을 따라 가이드되어 금속 구조물(560) 외부로 방사된다.
따라서, 도 5c의 구조에 따를 경우 금속 구조물(560)의 표면과 빔포밍 안테나(570)간 이격거리(t)가 존재한다고 하더라도 게인값 손실이 발생하지 않을 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 금속 구조물 내부에 배치된, 빔포밍 안테나가 어떠한 각도로 빔을 방사하더라도, 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔은 금속 구조물에 의하여 산란되거나 반사되지 않고, 모두 금속 구조물 외부로 방사될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 금속 구조물의 홈 구조에 빔포밍 안테나를 배치하는 경우 빔이 방사되는 형상을 나타낸 도면이다.
앞서 도 5b에서 개시하고 있는 바와 같이 빔 일측면에 쇼트 경계 조건이 형성되고 타측면에 열린 경계 조건이 형성되는 경우, 빔이 방사되는 형상을 구체적으로 나타낸 것이다.
금속 구조물 표면(620)으로부터 t만큼 이격되어 배치된 빔포밍 안테나(610)가 채널 스캔을 위한 빔을 θ의 각도로 방사하는 경우, 빔의 일부분은 금속 구조물(630)과의 충돌없이, 금속 구조물(630) 외부로 방사된다.
반면에, 빔의 다른 일부분은 금속 구조물(600)의 경사면(630)과 충돌하며, 이로 인하여 쇼트 경계 조건이 형성되어 빔포밍 안테나(610)를 통해 방사되는 빔의 일부가 산란될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따를 경우 금속 구조물 홈의 외곽에서 빔포밍 안테나(610)의 외곽으로 연장되어 형성된 경사면(630)으로 인하여, 경사면(630)과 충돌하는 빔의 반대편에 열린 경계 조건이 형성되며, 이에 따라 경사면(630)과 충돌하는 빔이 산란되지 않고 상기 경사면(630)을 따라 가이드되어 이동한다.
또한, 상기 빔이 상기 경사면(630)을 따라 가이드되어 이동하여 금속 구조물(600) 외부로 벗어나게 되면, 빔의 양측면에는 모두 열린 경계 조건이 형성되는바 빔은 다시 θ의 각도을 유지하며 금속 구조물(600) 외부로 방사된다.
따라서, 금속 구조물 내부에서 빔포밍 안테나(610)를 통해 θ의 각도로 방사되는 빔은 모두 상기 θ 각도를 유지한 채로 금속 구조물(600) 외부로 방사되는바, 본 발명에 따를 경우 금속에 의한 빔포밍 안테나의 성능 열화 즉, 게인값의 손실을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따를 경우, 향상되는 빔포밍 안테나 성능을 나타내는 그래프이다.
빔 방사각도(θ)가 60°인 경우을 살펴보면 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나 사이의 거리, 즉 t가 12mm인 경우 게인값과 t가 0mm인 경우 게인값이 거의 동일함을 확인할 수 있다.
뿐만 아니라, t가 16mm인 경우에도 게입값은 t가 0mm 인 경우와 거의 동일하다. 즉, 본 발명에서 개시하고 있는 경사면을 포함하는 금속 구조물을 따를 경우, 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나 사이에 이격거리 t가 존재한다고 하더라도 게인값 손실이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
이를 통해 본 발명에서 개시하고 있는 구조에 따를 경우, 빔포밍 안테나를 금속 구조물 내부에 배치하여 빔포밍 안테나를 외부에 충격으로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 빔포밍 안테나를 금속 구조물 내부로 배치하여 발생할 수 있는 게인값 손실을 방지할 수 있다.
도 8a, 8b는 본 발명에 따라 금속 구조물의 경사각도를 결정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8a는 금속 구조물(810)의 표면과 빔포밍 안테나(820) 간의 이격거리(t)가 작아 금속 구조물(810)에 경사면이 형성되지 않더라도 빔포밍 안테나(820)를 통해 방사되는 빔이 금속 구조물에 의하여 산란되거나 반사되지 않는 경우를 나타낸 것이다.
즉, 금속 구조물(810)의 표면과 빔포밍 안테나(820) 간의 이격거리(t)가 하기의 수학식 1을 만족하는 경우를 나타낸 도면이다.
Figure pat00001
t: 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나 간의 이격거리, λ: 빔포밍 안테나의 파장, θ: 빔포밍 안테나의 최대방사각도, N: 정수값(0, 1 , 2, ...)
이 경우, 빔포밍 안테나(820)에 의해 방사되는 빔은 최대방사각도로 방사되더라도 도 5a에서 도시하고 있는 바와 같이 금속 구조물(810)에 충돌하지 않으므로 금속 구조물의 경사각도는 90°이하이기만 하면 된다. (금속 구조물의 경사각도 90°를 초과하면 금속 구조물과 빔이 충돌할 우려가 있으므로 금속 구조물의 경사각도는 90° 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.)
반면에 도 8b는 금속 구조물(850)의 표면과 빔포밍 안테나(860) 간의 이격거리(t)가 도 8a에서 도시하고 있는 이격거리보다 큰 경우로, 구체적으로 하기의 수학식 2를 만족하는 경우를 나타낸 도면이다.
Figure pat00002
t: 금속 구조물 표면과 빔포밍 안테나 간의 이격거리, λ: 빔포밍 안테나의 파장, θ: 빔포밍 안테나의 최대방사각도, N: 정수값(0, 1 , 2, ...)
이 경우, 빔포밍 안테나(860)에 의해 방사되는 빔은 빔 방사각도가 특정 값을 초과하면 금속 구조물(850)과 충돌할 수 있다. 따라서, 앞서 살펴본 도 6의 실시예에서 개시한 바와 같이 금속 구조물(850)에 경사면(870)을 형성할 필요가 있다.
이론적으로는 경사각도가 낮게 형성될수록, 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔이 차단될 확률이 감소되므로 게인값 손실 방지 측면에서는 경사각도를 낮게 형성시키는 것이 바람직할 것이다.
그러나, 경사각도가 낮아질수록, 금속 구조물에 형성되는 홀의 크기가 커지므로 금속 구조물의 안정성이 떨어지며 빔포밍 안테나를 외부 충격으로부터 보호하기 어렵다.
따라서 게인값의 손실을 최소화하면서 금속 구조물의 홀 크기도 최소화할 수 있는 최적은 경사각도를 결정하는 것이 중요한데, 도 8b에 따를 경우 경사각도는 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정될 수 있으며, 구체적으로 하기의 수학식 3을 통해 경사각도를 결정할 수 있다.
Figure pat00003
φ: 경사각도, λ: 빔포밍 안테나의 파장, d: 빔포밍 안테나 엘리먼트(element) 중심 간의 거리, ψ: 빔포밍 안테나간의 위상차이
여기서 Maxφ는 경사면의 최대경사각도를 의미하고, 빔포밍 안테나 엘리먼트(element)는 하나의 빔포밍 안테나 즉, 하나의 빔포밍 안테나 어레이(array)를 구성하는 복수개의 빔포밍 안테나 엘리먼트를 의미하며, 도 8b는 각 빔포밍 안테나 엘리먼트 중심 간의 거리가 d인 경우를 나타내고 있다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따라 금속 구조물의 경사면에 주기구조 패턴이 형성되는 경우를 나타낸 도면이다.
빔포밍 안테나(910)를 통해 방사되는 빔은 금속 구조물(900)의 경사면(920)을 따라 가이드되어 이동할 수 있는데, 이동되는 빔은 상기 패턴에 의하여 게인값의 손실을 최소화하여 금속 구조물(900) 외부로 방사될 수 있다.
상기 주기구조 패턴은 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 파장보다 짧은 길이를 가지는 패턴을 주기적으로 배열한 형상일 수 있는데, 상기 주기구조 패턴을 통해 전자기파(EM wave)의 성질을 임의적으로 조절할 수 있다.
즉, 상기 주기구조 패턴을 통해 상기 경사면(920)은 AMC(Artificial Magnetic Conductor), FSS(Frequency Seletice Surface) 또는 Lens의 역할을 수행할 수 있다.
일반적으로 컨덕터(conductor)는 전계의 수평성분이 0이 되고 자계의 수평성분이 최대값을 가지며, 전계의 수직성분은 최대값을 가지고 자계의 수직성분은 0이다.
반면에, 주기구조로 만들어진 AMC는 자계의 수평성분이 0이 되고 전계의 수평성분은 최대값을 가지며, 자계의 수직성분은 최대값을 가지고 전계의 수직성분은 0이 되는바, AMC를 주기구조 패턴으로 금속 구조물(900)의 경사면(920)에 형성하여 금속 구조물을 통해 방사되는 전자기파의 성질을 임의적으로 조절할 수 있다.
FSS도 AMC와 유사하게 주기구조의 패턴으로 설계될 수 있는데, 상기 FSS를 통해 안테나에서 방사되는 전파중 필요한 전파만을 통과시키고, 다른 주파수는 반사시켜 노이즈를 감소시킬 수 있다.
Lens는 안테나를 통해 방사되는 빔의 위상을 변화시켜 빔의 방사각도 및 빔 에너지를 임의적으로 조절할 수 장치를 의미하며, 이를 통해 안테나에서 방사되는 전파를 효과적으로 금속 구조물의 외부로 방사할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 금속 구조물의 홈에 레이돔이 형성된 경우를 나타낸 도면이다.
금속 구조물(1000) 홈에 빔포밍 안테나(1010)가 배치되는 경우, 앞서 개시한 바와 같이 금속 구조물(1000) 외부에 빔포밍 안테나(1010)를 배치하는 경우보다 외부의 충격으로 인하여 빔포밍 안테나(1010)가 손상될 확률이 적을 것이다.
그러나, 금속 구조물(1000) 내부에 배치되더라도 여전히 외부의 충격으로부터 빔포밍 안테나(1010)가 손상될 우려가 있는바, 도 10에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 레이돔(radome, 1020)을 상기 금속 구조물(1000)의 홈에 배치하는 실시예를 나타내고 있다.
레이돔은 안테나를 보호하기 위한 덮개를 의미하는 것으로, 전파의 투과를 좋게 하기 위해 그 재질은 전기절연체로 구성하고, 전체로서 이음매가 없는 일체형으로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 레이돔은 외부의 충격으로부터 안테나를 보호하기 위하여 마련되므로 도 9에서 도시하는 바와 같이 레이돔(920)의 외형을 금속 구조물(900)의 표면과 일치하도록 하는 것이 바람직할 것이다.
뿐만 아니라, 앞선 도 9에서 개시한 주기구조 패턴과 유사하게 성능 향상을 위하여 FSS 또는 위상 변환기를 레이돔에 포함시키는 방법도 고려해 볼 수 있다.
더불어, 도 10의 실시예와 도 9의 실시예를 부가하여 금속 구조물 홈에 레이돔을 형성함과 동시에 금속 구조물의 경사면에 주기구조의 패턴을 형성시키는 실시예도 고려해볼 수 있다.
한편, 앞서 개시한 바와 같이 금속 구조물 자체가 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 경우 외에, 별도의 실시예로써 금속 구조물 홈과 빔포밍 안테나의 외곽 사이에 경사면을 배치하는 방법을 고려해 볼 수 있다.
즉, 홈이 형성되어 있는 금속 구조물; 상기 금속 구조물 홈에 배치되는 빔포밍 안테나; 및 상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 상기 빔포밍 안테나와 상기 금속 구조물 사이에 배치되어 상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔을 가이드하는 가이드면;을 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리도 본 발명의 일실시예가 될 수 있다.
이 경우, 앞선 실시예와 동일하게 상기 금속 구조물 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 클 수 있으며, 상기 가이드면은, 상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 기설정된 각도만큼 경사각도가 형성되도록 배치되어, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 방사 영역을 확장시킬 수 있다.
다만, 가이드면은 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 상기 빔포밍 안테나와 상기 금속 구조물 사이에 배치될 뿐, 서로 연결되어 있을 필요는 없다.
예를 들어 도 4에서 개시하고 있는 바와 같이 빔포밍 안테나의 외곽이 직사각형의 형태이고 금속 구조물 홈의 외곽도 직사각형의 형태인 경우, 가이드면은 빔포밍 안테나의 네 변과 금속 구조물 홀의 네 변과 모두 연결되어 있지 않아도 무방하다.
또한, 앞서 개시한 바와 같이 이 경우 상기 가이드면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 일측면이 상기 가이드면에 접촉하여 상기 빔의 일측면이 쇼트 경계 조건(short boundary condition)을 만족하는 경우, 상기 빔의 타측면은 열린 경계 조건(open boundary condition)을 만족하도록 형성될 수 있다. 마찬가지로 가이드면의 경사각도는 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정될 수 있을 것이다.
상기 가이드면은 주기구조 패턴이 형성될 수 있으며, 상기 주기구조 패턴으로는 AMC 또는 FSS 또는 Lens 패턴이 포함될 수 있다.
뿐만 아니라 가이드면을 포함하는 실시예에서도 홈을 덮을 수 있도록 형성된 레이돔을 더 포함할 수 있으며, 상기 레이돔에는 FSS 또는 위상 변환기가 포함될 수 있다.
더불어, 본 발명은 금속에 빔포밍 안테나를 내장시키는 구조이므로, 차량용 금속 프레임에 본 발명을 적용할 수도 있다.
따라서 홈이 형성되어 있는 차량용 금속 프레임; 및 상기 금속 프레임 홈에 배치되는 빔포밍 안테나를 포함하며, 상기 금속 프레임 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리도 본 발명의 일실시예가 될 수 있다.
상기 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리도 상기 금속 프레임 홈의 최외곽 면적은 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 클 것이며, 이를 통해 상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔은, 상기 금속 프레임 경사면을 따라 가이드되어 금속 프레임 외부로 방사될 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예 1와 실시예 2, 그리고 실시예3의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이실시 가능할 것이다.

Claims (21)

  1. 홈이 형성되어 있는 금속 구조물; 및
    상기 금속 구조물 홈에 배치되는 빔포밍 안테나를 포함하며,
    상기 금속 구조물 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔은, 상기 금속 구조물 경사면을 따라 가이드되는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 구조물 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 구조물 경사면은,
    상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 일측면이 상기 경사면에 접촉하여 상기 빔의 일측면이 쇼트 경계 조건(short boundary condition)을 만족하는 경우, 상기 빔의 타측면은 열린 경계 조건(open boundary condition)을 만족하도록 경사각도를 형성하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상기 빔포밍 안테나에서 기설정된 방사각도로 방사되는 빔은, 상기 금속 구조물 경사면을 따라 가이드되어, 상기 금속 구조물 외부로 상기 방사각도를 유지하며 방사되는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 구조물 경사면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정되는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 구조물 경사면은, 주기구조 패턴을 포함하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속 구조물 홈을 덮을 수 있도록 형성된 레이돔(radome);을,
    더 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레이돔은, FSS 또는 위상 변환기 중 적어도 하나를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  10. 홈이 형성되어 있는 금속 구조물;
    상기 금속 구조물 홈에 배치되는 빔포밍 안테나; 및
    상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 상기 빔포밍 안테나와 상기 금속 구조물 사이에 배치되어 상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔을 가이드하는 가이드면;을 포함하는,
    빔포밍 안테나 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속 구조물 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가이드면은, 상기 빔포밍 안테나의 외곽과 상기 금속 구조물 홈의 외곽을 따라 기설정된 각도만큼 경사각도가 형성되도록 배치되어, 상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 방사 영역을 확장시키는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드면의 경사각도는,
    상기 빔포밍 안테나를 통해 방사되는 빔의 일측면이 상기 가이드면에 접촉하여 상기 빔의 일측면이 쇼트 경계 조건(short boundary condition)을 만족하는 경우, 상기 빔의 타측면은 열린 경계 조건(open boundary condition)을 만족하도록 형성되는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가이드면의 경사각도는, 상기 빔포밍 안테나의 파장에 기반하여 결정되는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 가이드면은, 주기구조 패턴을 포함하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 홈을 덮을 수 있도록 형성된 레이돔(radome);을,
    더 포함하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 레이돔은, FSS 또는 위상 변환기 중 적어도 하나를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 빔포밍 안테나 어셈블리.
  18. 홈이 형성되어 있는 차량용 금속 프레임; 및
    상기 금속 프레임 홈에 배치되는 빔포밍 안테나를 포함하며,
    상기 금속 프레임 홈의 외곽은 상기 빔포밍 안테나의 외곽으로 연장되어 경사면을 형성하는 것을,
    특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 빔포밍 안테나에서 방사되는 빔은, 상기 금속 프레임 경사면을 따라 가이드되는 것을,
    특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 금속 프레임 홈의 최외곽 면적은, 상기 빔포밍 안테나의 면적보다 큰 것을,
    특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 빔포밍 안테나에서 기설정된 방사각도로 방사되는 빔은, 상기 금속 프레임의 경사면을 따라 가이드되어, 상기 금속 프레임의 외부로 상기 방사각도를 유지하며 방사되는 것을,
    특징으로 하는 차량용 빔포밍 안테나 어셈블리.
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