KR20180109887A - 모바일 위성 통신을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성 통신들을 위해 모터 비히클에 연결을 제공하는 기술들 및 매커니즘들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 통신 장치는 모터 비히클의 내부 표면과 모터 비히클의 외부 표면 사이에 배치된다. 통신 장치의 하우징 내에 배치된 안테나 패널은 통신 장치의 제1 사이드를 통해 위성 통신에 참여하도록 구성될 수 있다. 통신 장치의 안테나 패널, 하우징 또는 하나 이상의 하드웨어 인터페이스의 구성은 그러한 위성과의 통신을 위해 로우 프로파일 해결책을 용이하게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 제1 사이드 이외의 하우징의 각각의 사이드 상에 각각 배치되고, 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 통신 장치를 모터 비히클의 전원 공급원에 결합한다.

Description

모바일 위성 통신을 제공하기 위한 장치, 시스템 및 방법

본 발명의 실시예들은 안테나들의 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차(automobile)에서의 작동을 위한 안테나에 관한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

무선 통신 기술들의 수, 다양성 및 능력이 계속해서 증가함에 따라, 소비자 스마트폰들 및 비히클 내(in-vehicle) 셀룰러 기술 모듈들에 대한 기존 시장들에 도전하는 새로운 통신 해결책들을 자동차 산업(automotive industry)이 제공해야 한다는 요구가 증가하고 있다. 전형적으로, 기존의 비히클 내 무선 통신 기술들은 낮은 데이터 처리량, 주소 지정 가능도(addressability)의 부족, 큰 비용, 높은 전력 요구사항들, 확장성의 부족 및/또는 과도한 무게나 크기에 의해 다양하게 제한된다.

현재, 비히클들의 외부에 부착된 샤크핀 안테나(shark-fin antenna)들은 오디오 스트리밍 - 예컨대, 진폭 변조(AM) 라디오, 주파수 변조(FM) 라디오 또는 위성 라디오를 위한 - 보다 조금 더 많이 수용할 수 있는 제한된 데이터 처리량을 제공한다. 이러한 해결책들은 저전력이고 저렴한 경향이 있지만, 이러한 오디오 전용 서비스들은 스마트폰들 및 셀룰러 통신 기술들의 LTE(Long Term Evolution) 기술 데이터 속도 성능과 경쟁하지 않는다.

몇몇의 셀룰러 모뎀 기반 비히클 내 서비스들이 존재하며, 그리고 주로 2세대에서 4세대 셀룰러 네트워크들을 활용(leverage)한다. 비록 기존의 셀룰러 네트워크 아키텍처가 비용 포인트(cost point)들에 엄청난 도움을 주지만, 서비스 가용성은 성숙한 기반시설이 있는 시장들에 국한되며, 그리고, 이용가능한 경우, 승객의 스마트폰에 종종 이미 존재하는 서비스들을 복제한다.

상업적인 그리고 정부의 응용들을 위하여, 군사 고객들은 이동간 통신(communication-on-the-move: COTM) 및 정지간 통신(communications-on-the-pause: COTP)을 제공하기 위해 다기능 전자 주사 배열(multi-role electronically scanned array: MESA) 및 능동 전자 주사 배열(active electronically scanned array: AESA) 해결책들을 그들의 험비들(Humvees) 및 다른 군용 비히클들에 집적해왔다. 이러한 기술들은 높은 처리량 링크들에 대해 낮은 탐지 가능성 및 낮은 인터셉트 가능성을 제공하지만, 그것들은 막대한 가격대 및 극도로 높은 전력 요구사항들을 갖는다. 필요한 민첩성과 성능을 제공하기 위해 짐발 접시들(gimbaled dishes)을 사용하는 몇몇 COTM 및 COTP 해결책들은 대개 크고 부피가 커서(bulky) 더 큰 비히클들에만 설치될 수 있다.

본 명세서에 기술된 실시예들은 비히클 내 플랫폼과의 위성 통신들을 가능하게 하기 위한 효율적인 해결책들을 다양하게 제공하는 목적을 갖는다.

통신 장치로서,

볼륨(volume) 주위로 확장되는 하우징(housing) - 제1 방향선(first line of direction)을 따라 상기 하우징의 두께는 5 인치보다 작거나 같음 -;

상기 볼륨에 배치되는 안테나 패널 - 상기 안테나 패널은 상기 통신 장치의 제1 사이드(first side)를 통해 신호의 통신에 참여하도록 구성되는 하나 이상의 안테나 소자(antenna element)를 포함하고, 상기 제1 방향선은 상기 제1 사이드의 일부 및 제1 평면과 직교(orthogonal)함 -;

상기 제1 사이드 이외의 상기 하우징의 각각의 사이드 상에 각각 배치되는 하나 이상의 하드웨어 인터페이스 - 상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 통신 장치를 모터 비히클(motor vehicle)의 전원 공급원(power supply)에 결합함 -; 및

상기 전원 공급원에 의해 제공된 전압에 기초하여 상기 안테나 패널을 작동시키기 위해 결합된 회로망(circuitry)을 포함하는 제어 로직 - 상기 하나 이상의 안테나 소자에 의해 생성된 빔(beam)을 조종하기 위한 상기 제어 로직을 포함함 -;

을 포함하는, 통신 장치.

본 명세서에 기술된 실시예들은 비히클 내 플랫폼과의 위성 통신들을 가능하게 하기 위한 효율적인 해결책들을 다양하게 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 다양한 실시예들이 예시로서 도시되지만 한정되는 것은 아니며, 첨부된 도면들의 모습들에서:
도 1a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 시스템의 요소들을 도시하는 측면도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 장치의 요소들을 도시하는 분해도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 위성 통신 기능을 제공하기 위한 방법의 요소들을 도시하는 흐름도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 장치의 요소들을 도시하는 사시도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 위성 통신을 가능하게 하기 위한 장치의 요소들을 도시하는 기능 블록도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 위성을 통해 통신에 참여하기 위한 시스템의 요소들을 도시하는 사시도이다.
도 4b 및 도 4c는 대응하는 실시예에 따른 각각의 통신 시스템의 요소들을 각각 도시하는 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 대응하는 실시예에 따른 각각의 통신 시스템의 뷰(view)들을 각각 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 대응하는 실시예에 따른 원통형으로 피딩된(fed) 안테나 구조물들 각각의 측면도를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 통신 장치의 안테나 패널의 상면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 안테나 패널의 특징들을 나타내는 측면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 안테나 패널의 특징들을 나타내는 상단 평면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 안테나 패널의 특징들을 나타내는 사시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 위성 통신을 용이하게 하기 위한 안테나 패널의 특징들을 나타내는 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 통신 시스템의 특징들을 나타내는 블록도이다.

본 명세서에 기술된 실시예들은 비히클 내 플랫폼과의 위성 통신을 가능하게 하기 위한 효율적인 해결책들을 다양하게 제공한다. 몇몇 실시예들에서, 통신 장치는 궤도 위성과의 높은 처리량 통신들을 가능하게 하는 하나 이상의 안테나 소자(antenna element)를 포함한다. 하나 이상의 안테나 소자는, 예를 들어, 인터넷을 통해 디지털 데이터 교환을 수용하는 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol: TCP-IP), 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP) 등과 같은 통신 프로토콜에 따른 위성 통신들을 수용할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 이러한 위성 통신들은 예를 들어 단방향(simplex), 반이중(half-duplex) 또는 전이중(full duplex)일 수 있다. 하나 이상의 안테나 소자에 의해 지원되는 대역폭은 오디오 스트리밍에 대한 것보다 높은 처리량 요구사항들을 갖는 응용들 에 충분할 수 있다 - 예컨대, 여기서 하나 이상의 안테나 소자가 소프트웨어 업데이트들, 고화질 비디오 스트림들 및/또는 기타를 용이하게 하도록 작동한다.

이러한 하나 이상의 안테나 소자의 일부 또는 전부는 홀로그램 안테나 기능(holographic antenna functionality)을 제공할 수 있고 및/또는 로우 프로파일 폼 팩터(low-profile form factor)를 수용하는 평면 구조물(본 명세서에서 "안테나 패널"로 지칭됨)와 통합될 수 있다. 따라서, 이러한 안테나 패널을 포함하는 통신 장치는 상기 통신 장치가 부착된 비히클의 일부분(예컨대, 지붕(roof))과 등각(conformal)일 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 패널의 일부 또는 전부는 박막 트랜지스터(thin-film transistor: TFT) 제조 공정을 이용하여 제작된다. 대안으로 또는 부가적으로, 안테나 패널은 전자적으로 조종가능한(steerable) 송신 및/또는 수신 기능을 제공할 수 있다.

다양한 실시예들의 몇몇 특징들은 자동차(예컨대, 승용차, 트럭, 버스, 트랙터 또는 다른 이러한 구성의 장비)에서 작동하도록 구성된 통신 장치를 참조하여 본 명세서에 기술된다. 그러나, 이러한 서술은 열차, 보트 및/또는 임의의 다양한 다른 모터 비히클들에서의 이러한 통신 장치의 작동에 적용하도록 확장될 수 있다.

도 1a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 가능하게 하기 위한 시스템(100)의 요소들을 도시한다. 시스템(100)은 통신 장치가 궤도 위성과의 통신을 가능하게 하면서, 통신 장치가 모터 비히클(motorized vehicle)에서 작동하도록 구성되는(예컨대, 비히클로부터 통신 장치에 공급되는 전력에 기초하여) 실시예의 단지 하나의 예시이다.

예를 들어, 시스템(100)은 시스템(100)의 일부분이거나 또는 그렇지 않으면 시스템(100)에 통신가능하게 결합된 위성(도시되지 않음)과의 통신을 용이하게 하기 위한 통신 장치(120)가 그 안에 장착된 비히클(110)(도시된 예시적인(illustrative) 실시예에서는 자동차)을 포함할 수 있다. 비히클(110)은 장치(120)와의 작동을 용이하게 하도록 구성된 회로망(130)을 포함하거나 또는 회로망(130)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 회로망(130)은 장치(120)에 공급 전압을 제공하도록 동력원(power source)(예컨대, 12V DC를 제공)을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 회로망(130)은 위성으로부터 수신된 데이터를 나타내는 신호들, 위성으로 전송될 데이터를 나타내는 신호들, 장치(120)를 구성하기 위한 신호들, 장치(120)의 작동 조건을 나타내는 신호 및/또는 기타를 통신할 수 있다.

일 실시예에서, 장치(120)는 비히클(110)의 지붕 부분(112)의 외부 표면 아래에 위치된다. 그러나, 장치(120)는 대신에 비히클(110)의 다양한 다른 위치들 중 임의의 위치(예컨대, 비히클(110)의 내부 표면과 비히클(110)의 외부 표면 사이)에 위치될 수도 있다. 한정되지 않는 예시로서, 통신 장치는 결국 비히클(110)의 전방 윈드실드(front windshield)(116) 아래에 있는 전방 대시보드(front dashboard)의 위 또는 아래 영역(142)에 위치될 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 통신 장치는 결국 비히클(110)의 후방 윈드실드(rear windshield)(118) 아래에 있는 후방 대시보드(rear dashboard)의 위 또는 아래 영역(144)에 위치될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 통신 장치는 비히클(110)의 트렁크 리드(trunk lid) 아래의 영역(146)에 부가적으로 또는 대안으로 위치될 수 있다. 비록 몇몇 실시예들이 이 점에 국한되지는 않지만, 하나 이상의 추가 통신 장치가 통신 장치(120)와 결합하여 위성 통신에 참가해야 하는 경우에, 시스템(100)은 비히클(100)에 다양하게 배치된 하나 이상의 추가 통신 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.

장치(120)는 위성 통신을 지원하는 로우 프로파일(low-profile) 구조물들을 포함하는 실시예의 일 예시이다. 예를 들어, 장치(120)는 적어도 부분적으로 하우징(120)에 의해 정의된 볼륨에 배치된 하나 이상의 안테나 소자를 포함하는 안테나 패널(124) 및 하우징(122)을 포함할 수 있다. 장치(120)의 하나 이상의 하드웨어 인터페이스(예컨대, 도시된 예시적인 인터페이스(122)를 포함함)는 장치(120)를 회로망(circuitry)(130)에 결합하는 것 및/또는 안테나 패널(124)을 가지고 수행되는 통신을 용이하게 할 수 있다. 하우징(122)은 5.0 인치를 넘지 않게(예컨대, 여기서 두께가 4.0 인치와 같거나 더 작다) 제1 방향선을 따라 두께가 걸쳐있을(span) 수 있다. 이러한 실시예에서, 하우징(122)은 적어도 30 평방 인치(square inch)의 단면적 - 제1 방향선에 직교하는 평면에서의 - 에 걸쳐있을 수 있다(예컨대, 여기서 단면적은 50 평방 인치와 같거나 더 크다).

도 1b는 일 실시예에 따른 위성 통신들을 용이하게 하는 장치(150)의 특징들을 도시한다. 예를 들어, 장치(150)는 장치(120)의 일부 또는 모든 특징들을 포함할 수 있다. 장치(150)는 - 예컨대 적어도 하나의 평면에서 - 볼륨을 둘러싸는 하우징을 포함하는 실시예의 하나의 예시이며, 여기서 안테나 패널은 해당 볼륨 내에 배치된다. 하우징과 안테나 패널 및/또는 다른 구조물들의 구성은 비히클(예컨대, 비히클(110)과 같은)에서의 위성 통신을 위한 로우 프로파일 솔루션(low-profile solution)을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 다른 위성 통신 기술들과 비교하여 더 이동성이 있고(mobile), 눈에 덜 띄고(lower visibility), 저전력이고 및/또는 저렴한 모바일 위성 통신 단말기를 제공하기 위해 통신 장치(150)는 비히클의 외부 표면 아래에 장착하기에 적용가능할 수 있다. 이러한 실시예에서, 통신 장치(150)는 비히클의 원하는 미학으로부터의 가시적인 돌출부(protrusion) 또는 변형을 거의 또는 전혀 제공하지 않을 수 있다.

도시된 예시적인 실시예에서, 예를 들어 장치(150)는 안테나 패널(160)의 적어도 일부를 둘러싸도록 만나는 일부분들(예컨대, 도시된 예시적인 하우징 부분들(152a, 152b)을 포함하여)에 의해 형성된 하우징을 포함한다. 하우징은 회로 구성요소들을 보호하고 구조적으로 지원하기 위해 랩톱, 태블릿 등에 사용되는 다양한 플라스틱, 금속 또는 기타 재료 중의 임의의 것을를 포함할 수 있다.

안테나 패널(160)은 - 예컨대 비히클 내 네트워크를 대신하여 - 위성 통신에 참여하도록 작동가능한 하나 이상의 안테나 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 통신은 7.5 GHz보다 큰 주파수들을 포함하는 주파수 범위 - 예컨대, 여기서 주파수 범위는 적어도 10 GHz를 포함함 - 에서 신호를 통신하는 안테나 패널(160)을 포함할 수 있다. 한정이 아닌 예시로서 안테나 패널(160)은 Ku 대역(band) 신호들(12 GHz 내지 18 GHz 범위에서의), Ka 대역 신호들(26.5 GHz 내지 40 GHz 범위에서의), Q 대역 신호들(33 GHz 내지 50 GHz 범위에서의), V 대역 신호들(40 GHz 내지 75 GHz 범위에서의) 등과 통신할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 안테나 패널(160)과의 통신은 TCP-IP 패킷들 및/또는 인터넷 통신 프로토콜과 호환가능한 다양한 다른 패킷화된 데이터 중 임의의 것을 나타내는 신호들의 송신 또는 수신을 포함할 수 있다.

안테나 패널(160)은 예를 들어 구성 가능한(configurable) 홀로그램 안테나 기능을 제공하거나 및/또는 박막 트랜지스터(TFT) 제조 공정을 활용하여 제작되는 전자적으로 조종가능한 안테나 어레이(antenna array)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 패널(160)은 (예컨대, 위상 어레이 안테나들(phased array antennas)과 비교하여) 상대적으로 저전력 작동 및/또는 그러한 작동 동안에 더 적은 열을 출력하는 것을 가능하게 하는 홀로그램 안테나로서 기능할 수 있다. 한정이 아닌 예시로서, 위성 통신은 안테나 패널(160)과 회로망(130) 사이에 결합된 범용 직렬 버스(universal serial bus: USB) 연결 - 예컨대, USB Implementers Forum(USB IF)에 의해 개발된 USB 2.0 표준, USB 3.0 표준 또는 USB 3.1 표준과 호환되는 - 에 의해 전력을 공급받을 수 있다. TFT 과정들은 - 예컨대, 다른 안테나 기술들에서 보여지는 두께와 비교하여 - 안테나 구조물들의 전반적인 깊이 감소를 허용할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 이러한 안테나 구조물은 (예컨대, 광대역 데이터 속도들을 지원하기 위해) 고 처리량 연결 해결책(high throughput connectivity solution)을 제공할 수 있고 및/또는 상대적으로 저전력 요구사항들을 가질 수 있다. 로우 프로파일, 저전력, 저발열 및/또는 고 처리량의 해결책들을 제공하는 실시예들은 비히클의 협소한 공간(예컨대, 5 인치 두께를 넘지 않는)에서의 작동에 특히 적합할 수 있다.

비록 몇몇 실시예들이 이 점에 국한되지는 않지만, 그러한 신호들의 통신은 동일한 비히클에서의 다른 장치와 장치(150) 사이의 부가적인 통신들을 초래할 수 있거나, 또는 이를 기반으로 할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치(150)는 비히클의 콘솔에 통합된 회로망과의 유선 통신 및/또는 무선 통신을 용이하게 할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 통신 장치(150)는 비히클에 위치된 스마트 폰, 태블릿 또는 다른 모바일 장치와의 무선 통신을 지원할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 통신 장치(150) 또는 비히클에 통합된 다른 장치는 사용자의 모바일 장치와 교환될 통신들을 위한 허브로서 역할을 할 것이다.

장치(150)는 안테나 패널(160)의 작동을 가능하게 하도록 결합된 회로망(170)을 더 포함할 수 있다. 한정이 아닌 예시로서, 회로망(170)은 그 안에 또는 그 위에 다양하게 배치된 패시브 회로 구성요소들 및/또는 액티브 회로 구성요소들(예컨대, 하나 이상의 집적 회로 패키지를 포함하는)을 갖는 하나 이상의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)을 포함할 수 있다. 장치(150)의 하나 이상의 인터페이스 - 예컨대, 도시된 예시적인 하드웨어 인터페이스(156)를 포함하는 - 는 비히클(110)의 회로망(130)과 같은 외부 전원 공급원(도시되지 않음)으로의 장치(150)의 연결을 용이하게 하기 위한 하드웨어 커넥터 구조물들(hardware connector structures)을 포함할 수 있다. 이러한 전원 공급원에 의해 제공되는 공급 전압은 회로망(170)의 작동에 직접 전력을 공급할 수 있고 및/또는 회로망(170)에 공급하기 위해 포함되거나 결합된 배터리(도시되지 않음)를 충전할 수 있다. 회로망(170)은 장치(150)와 비히클에서의 다른 장치(도시되지 않음) 사이의 유선 통신 및/또는 무선 통신을 용이하게 하도록 하나 이상의 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 인터페이스는 신호를 안테나 패널(160)에게 또는 안테나 패널(160)로부터 통신하기 위해 도파관(waveguide)에 결합하도록 커넥터를 포함할 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, 하나 이상의 인터페이스는 안테나 패널(160)에 의해 수신된(또는 안테나 패널에 의해 전송될) 아날로그 신호를 기초로 하는(또는 아날로그 신호로 변환될) 패킷화된 디지털 데이터를 전달할 수 있다.

안테나 패널(160) 및/또는 장치(150)의 다른 구조물들은 장치(150)가 비히클(비히클(110)과 같은 것)에 배치되는 동안 장치(150)의 작동을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 장치(150)는 예를 들어 지붕의 오버 헤드 내부 사이드(overhead interior side) 또는 다른 그러한 구조물과 적어도 부분적으로 등각(conformal)이거나 및/또는 경량인 내부 라이너(interior liner)와 비히클의 외부 표면 사이에 고정되거나(secured) 그렇지 않으면 배치되는 동안에 작동하도록 결합될 수 있다. 이러한 라이너 구조물(liner structure) - 예컨대, 플라스틱, 파티클 보드(particle board), 덮개(upholstery), 금속 등을 포함함 - 은 비히클에게 외부 환경으로부터의 절연(insulation)을 제공할 수 있으며, 그리고 장치(150)의 일부 또는 전부를 - 예컨대, 장치(150)가 비히클의 내부 캐빈(cabin)에 노출되지 않는 경우 - 커버할 수 있다.

특정 실시예들의 몇몇 로우 프로파일 특성들을 도시하기 위해, 장치(150)의 예시적인 차원들(반드시 일정한 비율은 아님)은 x, y, z 좌표계를 참조하여 식별된다 - 예컨대, 여기서 장치(150)는 x축을 따라 폭 X1, y축을 따라 길이 Y1, 및 z축을 따라 높이 Z1까지 걸친다. 이러한 실시예에서, 높이 Z1은 예를 들어 5.0 인치보다 작거나 같을 수 있다 - 예컨대, 여기서 Z1이 4.0 인치보다 작고, 몇몇 실시예들에서는 2.0 인치보다 작다. 예를 들어, 높이 Z1은 몇몇 실시예들에서 1.5 인치보다 작을 수 있다(예컨대, 여기서 Z1이 1.2 인치와 0.45 인치 사이이다). 대안으로 또는 부가적으로, Z1에 대한 장치(150)의 단면적(예컨대, X1 및 Y1의 곱과 동일한 단면적)의 비율이 Z1보다 클 수 있다 - 예컨대, 여기서 비율은 Z1보다 적어도 50 퍼센트(50%) 더 크고, 몇몇 실시예들에서는 Z1의 2배보다 더 크다. 예를 들어, 이러한 비율은 Z1의 4배보다 클 수 있다 - 예컨대, 여기서 비율은 Z1의 적어도 6배이다.

장치(150)의 로우 프로파일 특성들은 인터페이스(156)와 같은 하나 이상의 하드웨어 인터페이스의 위치에 의해 추가적으로 또는 대안으로 용이하게 될 수 있다. 예를 들어, 이러한 하드웨어 인터페이스의 일부 또는 전부는 안테나 패널(160)이 위성과 통신하는 것을 통하는 사이드 이외의 장치(150)의 각각의 사이드 상에 각각 다양하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 이러한 하나 이상의 인터페이스는 도시된 x-y 평면에 실질적으로 평행한(예컨대, 10° 내에서) 각각의 방향으로 다양하게 마주할 수 있다. 임의의 또는 모든 하드웨어 인터페이스의 이러한 배열은 하우징의 상부면이 비히클의 외부 구조물에 더 가까워지도록(예컨대, 높이를 맞추어(flush)) 허용할 수 있다.

도시된 실시예에서, 안테나 패널(160)은 안테나 패널(160)과 원격 위성(도시되지 않음) 사이에서 하우징의 사이드를 통해 개구부 구조물(aperture structure)(154)이 신호 통신을 수용하도록 하우징의 사이드에서(예컨대, 하우징의 일부(152b)에 의해) 형성된 개구부 구조물(154)과 정렬된다. 하우징의 이 사이드의 일부 또는 전부는 도시된 x-y 평면에서 확장될 수 있다 - 예컨대, 여기서 상기 사이드의 적어도 일부는 x-y 평면에 평행하다. 몇몇 실시예들에서, 하우징은 안테나 패널(160)에게 또는 안테나 패널(160)로부터 적어도 부분적으로 신호들을 투과하는(transparent) 레이돔 구조물(radome structure)(도시되지 않음)을 형성하거나 이에 결합하도록 구성된다. 이러한 레이돔은 안테나 패널(160)에 환경 보호를 제공할 수 있고 및/또는 방사 신호 패턴(radiated signal pattern)의 왜곡을 완화시킬 수 있다. 레이돔의 구조 - 예컨대, 그 구성, 두께 또는 형상을 포함함 - 는 레이돔에서의 흡수 손실(absorptive loss) 및/또는 안테나 패널(160)로 복귀하는 신호 반사들을 완화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 레이돔은 저유전율(low dielectric constant) 및 저손실 접선(tangent) 특성들을 갖는 하나 이상의 재료를 포함한다. 종래의 레이돔 디자인에 사용된 다양한 재료들 중 임의의 것이 몇몇 실시예들에 적용될 수 있다. 이러한 재료들의 예시들로는 다양한 열가소성수지들(thermoplastics)(예컨대, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에터이미드(polyetherimide) 등), 섬유 강화 복합재들(fiber reinforced composites)(예컨대, 에폭시(epoxy) 또는 폴리에스테르 수지들(polyester resins)이 포함된 E 유리 직물(E glass fabric)) 및 저유전율 유리(low dielectric glass)(모놀리식(monolithic)이거나 또는 적층된(laminated)) 중 임의의 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 그러나, 몇몇 실시예들은 특정 유형의 레이돔 형상 및/또는 레이돔 재료에 제한되지 않는다.

도 2는 일 실시예에 따른 위성 통신을 위한 기능을 제공하도록 방법(200)에 포함될 수 있는 작동들을 도시한다. 예를 들어, 방법(200)은 시스템(100)의 작동을 포함하거나 또는 그렇지 않으면 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 방법(200)은 통신 장치들(120, 150) 중 하나를 가지고 통신 기능을 제공한다.

몇몇 실시예들에서, 방법(200)은 모터 비히클에서의 작동을 위해 통신 장치를 구성하는 작동들(202)을 포함한다. 예를 들어, 작동들(202)은 비히클의 외부 표면과 비히클의 내부 표면 사이의 위치에 통신 장치를 고정시키는 것을 210에서 포함할 수 있다. 상기 고정시키는 것은 리세스(recess), 캐비티(cavity), 홀(hole) 또는 내부 캐빈 공간과 인접하거나 그렇지 않으면 내부 캐빈 공간을 형성하는 비히클의 구조물들에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 다른 구조물에 통신 장치를 배치하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 캐비티, 리세스, 홀 또는 다른 구조물은 비히클의 캐빈 영역(cabin region)과는 별개일 수 있는데, 캐빈 영역은 승객 또는 비히클의 조작자를 수용하기 위한 곳이다. 몇몇 실시예들에서, 상기 고정시키는 것은 레이돔으로서 기능하기 위한 패널을 통신 장치 위에 배치하는 것을 포함한다. 작동들(202)은 통신 장치를 비히클의 전원 공급원에 결합하는 것을 220에서 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이블 또는 다른 인터커넥트는 전원 공급원과 통신 장치 사이에서 확장될 수 있다 - 예컨데, 여기서 인터커넥트는 라이너 재료 아래에 있거나 또는 그렇지 않으면 시야(view)로부터 가려진다.

몇몇 실시예들에서, 작동들(202)은 통신 장치를 비히클의 하나 이상의 신호 라인들에 결합하는 것을 더 포함한다. 따라서, 이러한 신호 라인들의 일부 또는 전부는 예를 들어 디지털 신호들의 소스(source) 및/또는 디지털 신호들의 싱크(sink)로서 기능하기 위한 비히클의 회로망과 통신 장치 사이의 통신을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비히클의 데이터 소스 회로망은 위성으로의 송신을 위해 그 다음에 처리되고 아날로그 신호로 변환될 디지털 데이터를 통신 장치에 제공할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 작동들(202)은 통신 장치를 비히클의 도파관에 결합하는 것을 포함한다. 따라서, 도파관은 통신 장치의 안테나 패널에 의해 송신될 아날로그 신호를 통신하도록 결합될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 도파관은 그러한 안테나 패널로 수신된 아날로그 신호를 통신 장치로부터 수신하도록 결합될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 방법(200)은 예를 들어 작동들(202)의 일부 또는 전부에 의해 구성된 것과 같은 통신 장치를 작동시키도록 작동들(204)을 부가적으로 또는 대안으로 포함한다. 예를 들어, 작동들(204)은 비히클의 전원 공급원을 가지고 통신 장치에 전압을 제공하는 것을 230에서 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 작동들(204)은 공급 전압에 기초하여 통신 장치의 안테나 패널과 위성 통신을 수행하는 것을 (240에서) 더 포함한다.

다시 도 1b를 참조하면, 장치(150)는 - 예컨대, 비히클(110)의 회로망(130)으로부터 - 전력을 수신할 수 있으며, 그리고 나서 이는 안테나 패널(160)의 작동을 가능하게 하기 위해 회로망(170)에 인가된다. 한정이 아닌 예시로서, 회로망(170)은 모뎀, 안테나 제어기 및 트랜스시버(transceiver) 회로망의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 모뎀은 비히클에 의해 제공되는 인터넷 프로토콜 정보(예를 들어)를 위성 통신 프로토콜과 호환가능한 포맷으로 변환할 수 있다. 결과적인 포맷된 신호는 트랜스시버를 통해 증폭되고 그리고 안테나 패널에 의해 전파 에너지(radio wave energy)로 변환되는데 이는 그리고 나서 비히클로부터 전송된다.

대안으로 또는 부가적으로, 위성으로부터의 전파 에너지는 안테나 패널을 통해 수신될 수 있고 그리고 위성 프로토콜과 호환가능한 신호로 다운 컨버티드(down converted)될 수 있다. 그러한 변환된 신호는 - 예컨대, 비히클의 일부이거나 그렇지 않으면 비히클에 위치된 싱크(sink)에 통신하기 이전에 복조, IP 프로토콜으로의 변환 및/또는 이와 유사한 것을 위하여 - 모뎀에 제공될 수 있다.

도 3a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 장치(300)를 도시한다. 예를 들어, 장치(300)는 장치들(120, 150) 중 하나의 특징들의 일부 또는 전부를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 방법(200)의 하나 이상의 작동은 장치(300)의 작동을 포함하거나 또는 가능하게 한다.

장치(300)는 하나의 예시적인 실시예인데, 여기서 비히클에서 안테나 패널, 하우징 및/또는 다른 구조물은 로우 프로파일 설치/작동을 손쉽게 수용할 수 있도록 충분히 얇다. 도시된 예시적인 실시예에서, 장치(300)는 하우징의 다양한 사이드들(예컨대, 예시적인 사이드들(320,322,324)을 포함함) 사이에 위치된 안테나 패널(300) 및 하우징을 포함한다. 다양한 실시예들의 특정 로우 프로파일 특성들을 도시하기 위해, 디바이스(300)의 차원들(반드시 일정한 비율은 아님)은 x, y, z 좌표계를 참조하여 식별된다 - 예컨대, 여기서 장치(300)는 x축을 따라 폭 Xa, y축을 따라 길이 Ya, 및 z 축을 따라 높이 Za까지 걸친다. 이러한 실시예에서, 높이 Za는 예를 들어 4.0 인치보다 작을 수 있다 - 예컨대, 여기서 Za는 2.0 인치보다 작고 일부 실시예들에서는 1.0 인치보다 작다. 높이 Za는 예를 들어, 0.8 인치보다 작을 수 있다. 대안으로 또는 부가적으로, Za에 대한 장치(300)의 단면적의 비율(예컨대, Xa 및 Ya의 곱과 동일한 단면적)은 Za보다 클 수 있다 - 예컨대, 여기서 비율은 Za보다 적어도 50 퍼센트(50%) 더 크며, 그리고 몇몇 실시예들에서는 Za의 2배보다 더 크다.

장치(300)의 그러한 로우 프로파일 특성들은 안테나 패널(310)의 구조물들에 의해 적어도 부분적으로 용이하게 될 수 있는데, 이는 (예를 들어) 홀로그램 안테나 기능을 제공하기 위해 작동가능한 재구성가능한 메타물질(reconfigurable metamaterial)을 포함할 수 있다. 다른 위성 통신 기술들과 비교하여 이러한 안테나 기능은 상대적으로 평평하고 얇으며 및/또는 저전력일 수 있다.

부가적으로 또는 대안으로, 장치(300)의 로우 프로파일 특성들은 장치(300)의 하나 이상의 커넥터 구조물들의 위치에 의해 적어도 부분적으로 용이하게 될 수 있으며, 이 경우 이러한 커넥터 구조물은 비히클(도시되지 않음)의 구조물과의 기계적 및/또는 통신적 결합을 용이하게 하기 위함이다. 예를 들어, 장치(300)의 하나 이상의 하드웨어 인터페이스(예컨대, 도시된 예시적인 인터페이스(330)를 포함함)는 안테나 패널(310)이 원격 위성과 통신하기 위한 제1 사이드(320) 이외의 하우징의 각각의 사이드에 각각 결합될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전력 또는 신호들의 전달을 가능하게 하는 장치(300)의 임의의 하드웨어 인터페이스는 그러한 제1 사이드 이외의 각각의 사이드 상에 위치된다.

몇몇 실시예들에서, 통신 장치는 비히클의 인접 구조물의 아래에 또는 위에 통신 장치를 고정하는 것을 용이하게 하기 위해 - 예컨대, 다양한 브래킷들, 슬롯들, 클립들, 레일들, 탭들, 홀들, 나사절삭(threading) 및/또는 이와 유사한 것 중 임의의 것을 포함하는 - 하나 이상의 장착 구조물들을 더 포함한다. 한정이 아닌 예시로서, 통신 장치(300)의 하우징은 이러한 비히클의 내부 표면에의 결합을 가능하게 하는 다양한 브래킷들(340)을 형성할 수 있다. 브래킷들(340) 중 일부 또는 전부는 - 예컨대, 비히클에 의해 형성된 리세스, 홀 또는 다른 구조물 내에서 통신 장치(300)의 정렬을 돕기 위하여 - 대응하는 핀, 스크루 또는 다른 정렬 구조물을 받도록 각각의 스루홀(through-hole)들을 형성할 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 장치의 로우 프로파일(300)은 하우징의 만곡(curvature)에 의해 더 용이해진다. 도시된 예시적인 실시예에서, 사이드(320)의 일부분은 도시된 x-y 평면에서 (또는 적어도 이와 평행하게) 확장될 수 있고, 여기서 사이드(320)의 또 다른 일부분은 x-y 평면에/으로부터 곡선을 이루며(curves), 따라서 이는 장치(300)의 질량 중심(center of mass)이 비히클의 돌출된 표면(도시되지 않음)에 상대적으로 더 가까워지도록 허용한다. 대안으로 또는 부가적으로, 하우징의 하부 사이드(320의 반대편에 있는)는 x-y 평면에/으로부터 곡선을 이룰 수 있다 - 예컨대, 여기서 하나의 위치에서의 장치(300)의 높이 Zb는 전체 높이 Za보다 작다. 이러한 만곡은 비히클의 내부 라이너 구조물(도시되지 않음)이 원하는 미학을 따르도록 허용할 수 있다.

도 3b는 일 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 장치(350)의 상단 단면도를 도시한다. 예를 들어, 장치(350)는 장치들(120, 150, 300) 중 하나의 장치의 하나 이상의 특징들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 방법(200)은 장치(350)의 작동을 포함하거나 그렇지 않으면 용이하게 한다. 비록 몇몇 실시예들이 이와 관련하여 제한되지는 않지만, 장치(300)는 예를 들어 레트로피트 선루프 트레이 어셈블리(retrofit sunroof tray assembly)로서 기능할 수 있다.

도시된 예시적인 실시예에서, 장치(350)는 그러한 하나 이상의 안테나 패널의 동작을 용이하게 하도록 하나 이상의 안테나 패널(예컨대, 도시된 예시적인 안테나 패널(352, 354)을 포함함) 및 회로 구성요소들(예컨대, 회로망(170))을 포함한다. 이러한 회로망의 작동에 전력을 공급하기 위한 하나 이상의 전압을 제공하는 비히클(도시되지 않음)의 회로망에의 장치(350)의 결합을 하드웨어 인터페이스(360)가 용이하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 장치(300)의 인쇄 회로 기판(370)은 그 위에 블록 업 컨버터(block up converter: BUC), 다운 컨버터(down converter)(저소음 블록(low-noise block: LNB)과 같은, 다운 컨버터), 인코더, 디코더, 변조기, 복조기, 제어 로직, 모뎀 회로망(유선 통신 및/또는 무선 통신을 위한 것), 메모리 리소스들 및/또는 이와 유사한 것들의 일부 또는 전부를 장착했을 수 있다. 예를 들어, BUC 및/또는 LNB 컨버터 - 예컨대, 도시된 예시적인 컨버터 로직(336) - 는 도파관 구조물(도시되지 않음)을 통해 하나 이상의 안테나 패널의 일부 또는 전부에 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 컨버터 로직(366)은 아날로그 통신 포맷과 디지털 통신 포맷 사이의 변환을 적어도 부분적으로 제공하는 변조 및/또는 복조 모듈(예컨대, 도시된 예시적인 변조 로직(362))에 결합될 수 있다. 인코더 회로망 및/또는 디코더 회로망은 TCP-IP, UDP 또는 다른 이러한 인터넷 통신 프로토콜과 호환 가능한 것과 같은 데이터 포맷으로의 및/또는 데이터 포맷으로부터의 데이터 변환을 제공할 수 있다.

장치(300)의 하나 이상의 동작은 도시된 예시적인 제어기(364)와 같은 회로망에 의해 제어될 수 있다. 이러한 하나 이상의 동작은 주어진 안테나 패널에서 제공된 송신 또는 수신 기능을 조종하는 것 및/또는 통신 주파수를 튜닝하는 것을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 대안으로 또는 부가적으로, 이러한 하나 이상의 동작은 비히클로부터의 명령 신호들에 응답하여 장치(350)의 동작 모드를 구성하는 것, 장치 상태를 비히클에 다시 통신하는 것, 무선 통신이 수행될 수 있는 모바일 장치의 존재를 검출하는 것 등을 포함할 수 있다.

회로망 및 안테나 패널들(352, 354)은 예를 들어 모터 비히클에서 장치(350)의 연결을 용이하게 하기 위해 레일들(372)(또는 다른 그러한 장착 구조물)을 형성하는 하우징에 다양하게 위치될 수 있다. 한정이 아닌 예시로서, 장치(350)는 선루프가 개방될 때 비히클의 선루프 커버가 달리 수납될 수 있는 공간에 위치되는 것을 수용할 수 있다. 이러한 공간은 몇몇 실시예들에서는 장치(350)를 전원 공급원에 연결하기 위한 인터커넥트 및 장치(350)를 수용하도록 대신 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 라이너는 장치(350), 장착 하드웨어, 인터커넥트 및/또는 그와 유사한 것을 숨기도록 비히클에 설치될 수 있다.

도 4a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 시스템(400)의 특징들을 컷어웨이 뷰(cut-away view) 방식으로 도시한다. 예를 들어, 시스템(400)은 시스템(100)의 일부 또는 모든 특징들을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 방법(200)의 일부 또는 전부는 시스템(400)의 작동을 포함하거나 그렇지 않으면 제공한다.

시스템(400)은 비히클의 외부 표면(410)과 비히클의 내부 표면(412) 사이에 위치된 - 예컨대, 장치들(120, 150, 300, 350) 중 하나의 특징들을 갖는 - 통신 장치(422) 및 비히클을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비히클의 지붕 구조물(roof structure) 및 라이너(liner)는 각각 표면들(410, 412)을 형성할 수 있다 - 예컨대, 여기서 비히클의 윈드실드(414)는 지붕 구조물에 인접한다. 통신 장치(422)는 외부 표면(410)을 지나 적어도 부분적으로 확장하는 리세스(420)의 안에 또는 아래에 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 통신 장치(422)의 안테나 패널(424)은 리세스(420)를 향하여 개구부 구조물을 통해 마주할 수 있다. 이러한 실시예에서, 레이돔 구조물(도시되지 않음)은 안테나 패널(424)에 보호를 제공하도록 리세스(420)에 삽입될 수 있는데, 여기서 상기 레이돔 구조물은 안테나 패널(424)과 원격 위성 사이에서 통신되는 신호들에 적어도 부분적으로 투과적이다(transparent).

도 4b는 또 다른 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 시스템(430)의 특징들을 측 단면도(cross-sectional side view) 방식으로 도시한다. 예를 들어, 시스템(430)은 시스템(100)의 일부 또는 모든 특징들을 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 방법(200)의 일부 또는 전부는 시스템(430)의 동작을 포함하거나 그렇지 않으면 제공한다.

시스템(430)은 비히클의 외부 표면(432)과 비히클의 내부 표면(434) 사이에 위치된 통신 장치(440)(예컨대, 장치(120)의 특징들을 가짐) 및 비히클을 포함할 수 있다 - 예컨대, 여기서 비히클의 지붕 및 라이너(432, 434)는 표면들(432,343)을 각각 형성한다. 통신 장치(440)는 외부 표면(432)을 지나 적어도 부분적으로 확장하는 리세스(436)의 안에 또는 아래에 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 통신 장치(440)는 외부 표면(432)이 따르는 곡면(curved plane)을 통해 원격 위성과 신호들을 통신(예컨대, 송신 및/또는 수신)하도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 이러한 신호들은 리세스(436) 및 통신 장치(440)를 적어도 부분적으로 커버하는 레이돔(438)을 통해 전파할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 인터커넥트(442)는 비히클의 전원 공급원(도시되지 않음)에 통신 장치(440)를 연결한다 - 예컨대, 여기서 인터커넥트(442)는 도어 프레임(door frame), 윈드실드 포스트(windshield post) 및/또는 비히클 차체의 다른 구조물을 따라 확장한다. 인터커넥트(442)는 비히클의 라이너 구조물 뒤에서 시야로부터 가려질 수 있다.

도 4c는 또 다른 실시예에 따른 위성 통신을 제공하기 위한 시스템(460)의 특징들을 측 단면도 방식으로 도시한다. 시스템(460)은 예를 들어 시스템(100)의 특징들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 방법(200)의 일부 또는 전부는 시스템(460)의 동작을 위해 포함하거나 그렇지 않으면 제공한다.

시스템(460)의 통신 장치는 비히클의 외부 표면(462)과 비히클의 내부 표면(464) 사이에 형성된 캐비티(cavity)(466)에 다양하게 배치된 안테나 패널(470) 및 회로 구성요소들(474)을(예컨대, 회로망(170)의) 포함할 수 있다. 이러한 통신 장치는 장치(120)의 특징들의 일부 또는 전부를 가질 수 있고 및/또는 예를 들어 레트로피트 선루프 어셈블리(retrofit sunroof assembly)로서 기능할 수 있다. 안테나 패널(470)은 - 예컨대, 시스템(460)의 애프터 마켓(after-market) 구성요소로서 제거 가능하게 부착된 레이돔(468)을 통해 - 예를 들어 원격 위성과 신호를 통신(예컨대, 송신 및/또는 수신)할 수 있다. 안테나 패널(470)의 작동은 비히클이 인터커넥트(472)를 통해 통신 장치에 제공하는 공급 전압에 기초할 수 있다 - 예컨대, 여기서 인터커넥트(472)는 내부 표면(434)의 뒤에서 시야로부터 가려진다.

도 5a 내지 도 5c는 대응하는 실시예에 따라 각각의 위성과 통신하는 시스템들(500, 530, 560)을 다양하게 도시한다. 시스템들(500, 530, 560)의 일부 또는 전부 각각은 예를 들어 시스템들(100, 400, 430, 460) 중 하나의 각각의 특징들을 포함할 수 있다 - 예컨대, 여기서 그러한 시스템의 기능은 방법(200)에 따라 제공된다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 안테나 패널의 면적은 응용에 따라 다양할 수 있다. 몇몇 응용들에서, 지붕의 전체 후방 섹션과 같은 비히클의 외부 표면 아래의 수 평방 인치의 공간을 가로질러 확장하는 더 큰 안테나가 사용될 수 있다.

예를 들어, 도 5a에서 도시된 시스템(500)은 레이돔 구조물(522)에 배치된 지붕 부분(roof portion)(512)을 포함하는 비히클(505)을 포함할 수 있다. 시스템(500)의 상부 측 컷어웨이 뷰(502)에 도시된 바와 같이, 레이돔(522) 아래의 통신 장치(520)(예컨대, 장치들(120, 150, 300, 350 등) 중 하나인 것)는 지붕 부분(512)의 표면(510) 아래의 내부 영역에 국한될 수 있다. 도 5b에 도시된 또 다른 실시예에서, 시스템(530)은 레이돔 구조물(552)이 배치된 지붕 부분(542)을 포함하는 비히클(535)을 포함한다. 시스템(530)의 상부 측 컷어웨이 뷰(532)에 도시된 바와 같이, 레이돔(552) 아래 통신 장치(550)는 지붕 부분(542)의 표면(540)의 하나 이상의 - 예컨대, 그러나 전부는 아님 - 에지들 아래 영역으로 확장할 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 통신 장치(550)는 표면(540)의 절반 아래의 영역까지 확장된다. 도 5c에 도시된 계속되는 또 다른 실시예에서, 시스템(560)은 레이돔 구조물(582)이 배치된 지붕 부분(572)을 포함하는 비히클(565)을 포함한다. 시스템(560)의 상부 측 컷어웨이 뷰(562)에 도시된 바와 같이, 레이돔(582) 아래의 통신 장치(580)는 실질적으로 모든 지붕 부분(572)(예컨대, 지붕 부분(572) 아래의 영역의 적어도 90%)의 아래로 확장할 수 있다.

도 6a는 일 실시예에 따른 위성 통신을 가능하게 하기 위해 원통형으로 피딩된 안테나 구조물의 측면도를 도시한다. 예를 들어, 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354 등) 중 하나는 도 6a에 도시된 안테나 구조물을 포함할 수 있다. 안테나는 이중층 피드 구조물(double layer feed structure)(즉, 피드 구조물의 2개 층들)을 사용하여 은밀하게 진행하는 파(inwardly travelling wave)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나는 원형의 외형을 포함하지만, 이것이 필수적이지는 않다.

도 6a를 참조하면, 동축 핀(coaxial pin)(601)은 안테나의 하부 레벨에서 필드를 자극시키기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 동축 핀(601)은 500 콕스 핀(500 coax pin)이다. 동축 핀(601)은 접지면(ground plane)(602)을 전도하는 안테나 구조물의 바닥에 결합(예컨대, 볼트로 고정됨)될 수 있다.

동축 핀(601)으로부터의 진행하는 파 피드(travelling wave feed)가 반사를 통하여 삽입 컨덕터(interstitial conductor)(603)(예컨대, 스페이서 층(604) 내에 있는 것) 아래의 영역으로부터 삽입 컨덕터(603)(예컨대, 유전체 층(605) 내에 있는 것) 위의 영역으로 전파되는 것을 초래하도록 각이 이루어지는(angled) 사이드(side)들(607 및 608)을 도 6a의 안테나 구조물이 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 사이드들(607 및 608)의 각도는 45°각도이다. 대안적인 실시예에서, 사이드들(607 및 608)은 상기 반사를 달성하기 위하여 연속적인 반지름(continuous radius)으로 대체될 수 있다. 도 6a는 45도의 각도를 가지는 각진 사이드(angled side)들을 도시하지만, 하부 레벨 피드(lower level feed)에서부터 상부 레벨 피드(upper level feed)로 신호 전송을 달성하는 다른 각도들이 이용될 수 있다. 다시 말해, 하부 피드 내의 실효파장이 일반적으로 상부 피드 내에서와 상이할 것이라는 점을 고려하면, 이상적인 45°각도로부터의 약간의 편차가 하부로부터 상부 피드 레벨로의 전송을 돕는데 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 45°각도들은 단일 계단(single step)으로 교체된다. 도 11을 참조하면, 이 계단들(1100 및 1102)은 유전체 층(1105) 주위의 안테나, 삽입 컨덕터(1103), 및 스페이서 층(1104)의 한쪽 말단 상에 도시된다. 계단들(1100 및 1102)과 유사한 계단 구조물들이 또한 이 층들의 다른 말단들에 존재할 수 있다. RF 어레이(1106)(예컨대, RF 어레이(606)와 기능면에서 유사한 것)는 유전체 층(1105)의 위에 배치될 수 있다.

동작 시, 동축 핀(601)으로부터 피드파가 피드인될(fed in) 때, 파는 접지면(602)과 삽입 컨덕터(603) 사이의 영역 내에서 동축 핀(601)으로부터 동심적으로(concentrically) 지향되어 바깥쪽을 향해 이동한다. 동심적으로 나가는 파들은 사이드들(607 및 608)에 의해 반사될 수 있고, 삽입 컨덕터(603)와 RF 어레이(606) 영역 내에서 안쪽을 향해 이동한다. 원형 둘레(circular perimeter)의 에지(edge)로부터의 반사는 파가 동상으로 있는 것을 초래한다(즉, 이것은 동상 반사(in-phase reflection)이다). 상기 진행하는 파는 유전체 층(605)에 의해 느려질 수 있다. 이 지점에서, 상기 진행하는 파는 원하는 산란을 획득하기 위해 RF 어레이(606) 내의 소자들과 인터페이싱(interacting) 및 여기(exciting)를 시작한다. 상기 진행하는 파를 종결시키기 위하여, 안테나의 기하학적 중심에서 종단(termination)(609)이 안테나에 포함될 수 있다. 하나의 실시예에서, 종단(609)은 핀 종단(pin termination)(예컨대, 50Ω 핀)을 포함한다. 다른 실시예에서, 종단(609)은 안테나의 피드 구조물(feed structure)을 통해 미사용 에너지가 도로(back) 반사되는 것을 막도록 미사용 에너지를 종결하는 RF 흡수체(RF absorber)를 포함한다. 이것은 RF 어레이(606)의 위에서 이용될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 도전성 접지면(602) 및 삽입 컨덕터(interstitial conductor)(603)는 서로 평행하다. 접지면(602)과 삽입 컨덕터(603) 사이의 거리는 예를 들어 0.1" - 0.15"의 범위일 수 있다. λ가 작동 주파수에서 진행하는 파의 파장인 경우, 이 거리는 λ/2일 수 있다. 일 실시예에서, 스페이서(spacer)(604)는 - 예컨대, 플라스틱 스페이서 재료를 포함하는 - 공기 같은 스페이서 또는 폼(foam)일 수 있다. 유전체 층(dielectric layer)(605)의 하나의 목적은 자유 공간 속도에 대해 진행하는 파를 감속시키는 것이다. 일 실시예에서, 유전체 층(605)은 자유 공간에 대해 진행하는 파를 30% 감속시킨다. 일 실시예에서, 자유 공간이 정의에 따라 굴절률이 1과 같은 경우, 빔 포밍(beam forming)에 적합한 굴절률의 범위는 1.2 - 1.8 이다. 예를 들어 가공되거나(machined) 또는 석판으로(lithographically) 정의될 수 있는 주기적인 서브 파장 금속 구조물들(periodic sub-wavelength metallic structures)과 같은 유전체(605)로써 분산 구조물들(distributed structures)을 갖는 재료가 사용될 수 있다. RF 어레이(606)는 유전체(605) 상부에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 삽입 컨덕터(603)와 RF 어레이(606) 사이의 거리는 0.1" - 0.15" 이다. 또 다른 실시예에서, λ_eff가 설계 주파수에서 매개체에서의 유효 파장인 경우, 이 거리는 λ_eff/2일 수 있다.

도 6b는 일 실시예에 따른 통신 장치에 의해 제공되는 안테나 구조물의 또 다른 예를 도시한다. 이러한 안테나 구조물은 예를 들어 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354 등) 중 하나에 포함될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 접지면(610)은 유전체 층(612)(예컨대, 플라스틱 층 등)에 실질적으로 평행할 수 있다. RF 흡수체들(RF absorbers)(619)(예컨대, 저항기들)은 유전체 층(612) 상에 배치된 RF 어레이(616)에 접지면(610)을 결합한다. 동축 핀(615)(예컨대, 50 Ω)은 안테나를 피딩한다.

동작 시, 피드파는 동축 핀(615)을 통해서 피드되고, 바깥쪽을 향해 동심적으로 이동하고, RF 어레이(616)의 소자들과 상호작용한다. 도 6a 및 도 6b의 양쪽 안테나들에 있는 원통형 피드는 안테나의 서비스 각도를 향상시킨다. 플러스 또는 마이너스 45도 각도 방위각(±45° Az) 및 플러스 또는 마이너스 25도 앙각(±25° El)의 서비스 각도 대신, 하나의 실시예에서, 안테나 시스템은 모든 방향에서 보어 사이트로부터 75도 각도(75°)의 서비스 각도를 가진다. 다수의 개별 방사기(radiator)들로 이루어진 임의의 빔포밍 안테나와 같이, 전체 안테나 이득은 그 자신들이 각도-의존적일 수 있는 구성 소자(constituent element)들의 이득에 의존적이다. 공통 방사 소자(common radiating element)들을 이용할 때, 빔이 보어 사이트(bore sight)에서 더 떨어져서 겨냥됨에 따라 전체 안테나 이득은 전형적으로 감소한다. 보어 사이트에서 떨어진 75°(75 degrees off bore sight)에서, 약 6 dB의 현저한 이득 저하가 예상된다.

원통형 피드를 갖는 안테나의 실시예들은 하나 이상의 문제를 해결한다. 이것은, 공동 디바이더 네트워크(corporate divider network)를 가지고 피드되는 안테나들에 비하여 피드 구조물을 극적으로 단순화하고, 그래서 전체 필요한 안테나 및 안테나 피드 부피를 줄이며; 더 거친 제어(coarser control)들(단순한 2진 제어까지 확장됨)을 가지고 높은 빔 성능을 유지함으로써 제조 및 제어 에러들에 대한 민감도를 감소시키며; 원통형으로 지향된 피드파들이 원거리 장(far field)에서는 공간적으로 다양한 사이드 로브(side lobe)들을 낳기 때문에 직선 피드(rectilinear feed)들에 비해 더욱 유리한 사이드 로브 패턴을 제공하며; 편광기(polarizer)를 필요로 하지 않으면서 왼쪽 원형(left-hand circular), 오른쪽 원형(right-hand circular), 및 직선 편광(linear polarization)을 허용하는 것을 포함하여 편광이 동적으로 될 수 있도록 하는 것;을 포함한다.

도 6a의 RF 어레이(606) 및/또는 도 6b의 RF 어레이(616)는 라디에이터로서 작용하는 한 그룹의 패치 안테나들(즉, 산란기들(scatterers))을 포함하는 각각의 파동 산란 서브시스템(wave scattering subsystem)을 각각 포함할 수 있다. 패치 안테나들의 이 그룹은 산란 메타물질 소자들의 어레이를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 시스템의 각각의 산란 소자는, 상부 도체 쪽으로 에칭(etch)되거나 증착된(deposited) 상보적인 전기 유도성-용량성 공진기(complementary electric inductive-capacitive resonator)를 내장하는 상부 도체, 유전체 기판(dielectric substrate) 및 하부 도체로 구성된 유닛 셀의 일부이다.

하나의 실시예에서, 안테나 시스템 내의 각각의 산란 소자는 하부 컨덕터, 유전체 기재, 및 상부 컨덕터로 이루어지는 단위 셀의 일부이고, 상부 컨덕터는 상부 컨덕터에 에칭되거나 증착되는 상보적 전기 유도성-용량성 공진기("complementary electric LC" 또는 "CELC")를 내장한다. 하나의 실시예에서, 액정(LC)은 산란 소자 둘레의 간극에 주입된다. 액정은 각각의 단위 셀 내에 캡슐화되고, 슬롯과 연관된 하부 컨덕터를 패치와 연관된 상부 컨덕터로부터 분리시킨다. 액정은 액정을 포함하는 분자들의 지향의 함수인 유전율을 가지고, 분자들의 지향(및 그래서 유전율)은 액정에 걸리는 바이어스 전압을 조정함으로써 제어될 수 있다. 이러한 속성을 이용해서, 액정은 유도파로부터의 에너지의 CELC로의 전송을 위한 온/오프 스위치로서 작동한다. 스위칭 온된 때, CELC는 전기적 소형 다이폴 안테나와 같은 전자기파를 방출한다.

LC의 두께를 제어하는 것은 빔 스위칭 속도를 증가시킨다. 하부 및 상부컨덕터 사이의 간극(액정의 두께)의 50 퍼센트(50%) 감소는 속도의 4배 증가를 낳는다. 다른 실시예에서, 액정의 두께는 거의 14 밀리세컨드(14 ms)의 빔 스위칭 속도를 낳는다. 하나의 실시예에서, LC는 7 밀리세컨드(7 ms) 요구조건이 충족될 수 있도록 반응성(responsiveness)을 향상시키기 위해 도핑된다.

CELC 소자는 CELC 소자의 평면에 평행하고 CELC 간극 보완물(gap complement)에 수직하게 인가되는 자기장에 반응한다. 전압이 메타물질 산란 단위 셀 내의 액정에 인가될 때, 유도파(guided wave)의 자기장 성분은 CELC의 자기 여기(magnetic excitation)를 유도하고(induce), 이것은 차례로 유도파와 동일한 주파수의 전자기파를 생성한다. 단일 CELC에 의해 생성되는 전자기파의 위상은 유도파의 벡터상의 CELC의 위치에 의해 선택될 수 있다. 각각의 셀은 CELC에 평행한 유도파와 동상의(in phase) 파를 발생시킨다. CELC는 파장보다 작기 때문에, 출력파(output wave)는 그것이 CELC 아래를 통과할 때 유도파의 위상과 동일한 위상을 가진다.

하나의 실시예에서, 이러한 안테나 시스템의 피드 기하구조는 파 피드(wave feed)에서의 파(wave)의 벡터에 대해 CELC 소자들이 45도(45°) 각도로 배치되는 것을 가능하게 한다. 소자들의 이러한 포지션(position)은 소자들로부터 생성되는 또는 소자들에 의해 수신되는 자유공간파(free space wave)의 편광의 제어를 가능하게 한다. 하나의 실시예에서, CELC들은 안테나의 동작 주파수의 자유공간 파장보다 작은 소자간 간격을 가지고 배열된다. 예를 들어, 만일 파장당 4개의 산란 소자들이 있다면, 30 GHz 송신 안테나 내의 소자들은 거의 2.5 mm(즉, 30 GHz의 10 mm 자유공간 파장의 1/4)일 것이다.

하나의 실시예에서, CELC는 둘 사이에 액정을 갖는 슬롯 위에 공동 배치된(co-located) 패치를 포함하는 패치 안테나로 구현된다. 이러한 점에 있어서, 메타물질 안테나는 슬롯팅된 (산란) 도파관과 같이 작동한다. 슬롯팅된 도파관에 있어서, 출력파의 위상은 유도파에 대한 슬롯의 위치에 의존한다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 통신 장치의 구성요소일 수 있는 패치 안테나 또는 산란 소자의 상면도를 도시한다. 이러한 패치 안테나 또는 산란 소자는 예를 들어 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354 등) 중 하나에 포함될 수 있다. 도 7을 참조하면, 패치 안테나는 패치(701)와 슬롯(702) 사이에서 액정(LC)(703)을 갖는 슬롯(702) 위에 함께 위치된 패치(701)를 포함할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 주기적으로 피딩되는 안테나 시스템의 일부인 패치 안테나의 측면도를 도시한다. 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354)(예를 들어) 중 하나는 도 8에 도시된 주기적으로 피딩되는 안테나 시스템을 포함할 수 있다.

도 8을 참조하면, 패치 안테나는 예를 들어 도 6a의 삽입 컨덕터(603) (또는 도 6b에서의 안테나의 경우와 같은 접지 도체)보다 위에 있는 유전체(802)(예컨대, 플라스틱 삽입체 등)일 수 있다. 홍채 보드(iris board)(803)는 유전체(802)의 위에 및 너머의 슬롯(803a)과 같은 다수의 슬롯들을 갖는 접지면(도체)을 포함할 수 있다. 슬롯(803a) 아래는 대응하는 원형 개구부(circular opening)(803b)이다. 슬롯은 본 명세서에서 홍채로 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 홍채 보드(803)의 슬롯들은 에칭에 의해 생성된다. 일 실시예에서, 슬롯들의 가장 높은 밀도 또는 그것들이 속한 셀들이 λ/2임에 유의한다. 일 실시예에서, 슬롯들/셀들의 밀도는 λ/3(즉, λ당 3셀들)이다. 셀들의 다른 밀도들이 사용될 수 있음에 유의한다.

패치(805a)와 같은 다수의 패치들을 포함하는 패치 보드(805)는 홍채 보드(803) 위에 위치되고 중간 유전체 층에 의해 분리될 수 있다. 패치(805a)와 같은 패치들 각각은 홍채 보드(803)의 슬롯들 중 하나와 함께 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 홍채 보드(803)와 패치 보드(805) 사이의 중간 유전체 층은 액정 기판 층(804)이다. 액정은 각 패치 및 그 함께 위치된 슬롯 사이에서 유전체 층으로서 작용한다. LC 이외의 기판 층들이 사용될 수 있음을 유의한다. 일 실시예에서, 패치 주위의 금속이 제거된 경우, 패치 보드(805)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board: PCB)을 포함하고, 각 패치는 PCB 상에 금속을 포함한다. 일 실시예에서, 패치 보드(805)는 패치가 그것의 함께 위치된 슬롯을 마주하는 사이드의 반대편에 있는 패치 보드의 사이드 상에 있는 각 패치에 대한 비아(via)들을 포함한다. 비아들은 패치에 전압을 제공하도록 하나 이상의 트레이스를 패치에 연결하는 데에 사용된다. 일 실시예에서, 매트릭스 구동은 패치들을 제어하기 위해 패치들에 전압을 인가하는데 사용된다. 전압은 빔 포밍을 유발하도록 개별 소자들을 튜닝(tune) 또는 디튜닝(detune)하는 데에 사용된다.

또한, 도 9는 일 실시예에 따른 통신 장치의 수신 안테나 소자들을 나타내는 이중 수신 안테나(dual reception antenna)를 도시한다. 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354)(예를 들어) 중 하나는 도 9에 도시된 것과 같은 안테나 소자들의 배열을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이중 수신 안테나는 Ku 수신 - Ka 수신 안테나이다. 도 9를 참조하면, Ku 안테나 소자들의 슬롯 어레이(slotted array)가 도시되어 있다. 다수의 Ku 안테나 소자들은 오프 또는 온으로 도시되어 있다. 예를 들어, 개구부(aperture)는 Ku 온 소자(901) 및 Ku 오프 소자(902)를 나타낸다. 또한 개구부 레이아웃에 도시된 것은 중앙 피드(903)이다. 또한, 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, Ku 안테나 소자들은 중앙 피드(903) 주위의 원형 링들 내에 배치되거나 위치되며 그리고 각각은 슬롯 위에 함께 위치된 패치를 갖는 슬롯을 포함한다. 일 실시예에서, 슬롯들 각각은 중심 피드(903)로부터 방사되어 각 슬롯의 중앙 위치에 충돌하는 원통형 피드파(cylindrical feed wave)에 대해 +45도 또는 -45도 중 어느 한 방향으로 배향된다.

일 실시예에서, 패치들은 회로 패치 보드를 사용하는 대신에 유리 층 (예컨대, 코닝 이글 유리(Corning Eagle glass)와 같은 LC 디스플레이들(LCDs)에 전형적으로 사용되는 유리) 상에 증착될 수 있다. 도 10은 패치들을 포함하는 유리 층을 포함하는 원통형으로 피딩된 안테나의 일부분을 도시한다. 안테나 패널들(124, 160, 310, 352, 354)(예를 들어) 중 하나는 도 10의 주기적으로 피딩된 안테나를 포함할 수 있다.

도 10을 참조하면, 안테나는 도전성 베이스 또는 접지 층(1001), 유전체 층(1002)(예컨대, 플라스틱), 슬롯들을 포함하는 홍채 보드(1003)(예컨대, 회로 보드), 액정 기판 층(1004), 및 패치들(1010)을 포함하는 유리 층(1005)을 포함한다. 일 실시예에서, 패치들(1010)은 직사각형 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 슬롯들 및 패치들은 열들 및 행들(rows and columns)에 배치되고, 그리고 함께 위치된 슬롯들의 배향이 열들 또는 행들에 대하여 서로에 대해 동일하게 각각 배향되는 한편 패치들의 배향(orientation)은 각 열 또는 행에 대해 동일하다.

도 12는 일 실시예에 따른 송신 및 수신 경로들을 갖는 통신 시스템의 블록 다이어그램이다. 예를 들어, 도 12의 통신 시스템은, 시스템(100)의 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템은 장치들(120, 150, 300, 350 등) 중 하나를 포함할 수 있다. 하나의 송신 경로 및 하나의 수신 경로가 도시되어 있지만, 통신 시스템은 수신 경로 및 송신 경로 중 하나만을 포함할 수 있거나, 대안으로, 하나 이상의 송신 경로 및/또는 하나 이상의 수신 경로를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 안테나(1201)는 위성 통신들을 - 예컨대, 상이한 각각의 주파수들에서 동시에 - 송신 및 수신하도록 동작가능한 하나 이상의 안테나 패널을 포함한다. 일 실시예에서, 안테나(1201)는 다이플렉서(1245)에 결합된다. 상기 결합은 하나 이상의 피딩 네트워크들에 의한 것일 수 있다. 방사 피드 안테나(radial feed antenna)의 경우, 다이플렉서(1245)는 두 신호들을 조합할 수 있다 - 예컨대, 여기서 안테나(1201)와 다이플렉서(1245) 사이의 연결은 두 주파수들을 모두 운반할 수 있는 단일 광대역 피딩 네트워크를 포함한다.

다이플렉서(1245)는 노이즈 필터링 기능 및 하향 변환 및 증폭 기능 - 예컨대, 당 업계에 공지된 기술들로부터 적용된 작동들을 포함하는 - 을 수행하는 저잡음 블록 다운 컨버터(low noise block down converter: LNB)(1227)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, LNB(1227)는 옥외 유닛(out-door unit: ODU)에 있다. 또 다른 실시예에서, LNB(1227)는 안테나 기구들에 통합된다. LNB(1227)는 컴퓨팅 시스템(1240)(예컨대, 컴퓨터 시스템, 모뎀 등)에 더 결합될 수 있는 모뎀 (1260)에 결합될 수 있다.

다이플렉서(1245)로부터 수신된 신호 출력을 디지털 포맷으로 변환하기 위하여, 모뎀(1260)은 LNB(1227)에 결합될 수 있는 아날로그-디지털 컨버터(analog-to-digital converter: ADC)(1222)를 포함할 수 있다. 일단 디지털 포맷으로 변환되면, 신호는 복조기(1223)에 의해 복조될 수 있으며 그리고 수신된 파 상에서 인코딩된 데이터를 획득하기 위해 디코더(1224)에 의해 디코딩될 수 있다. 그리고 나서 디코딩된 데이터는 제어기(1225)로 전송될 수 있는데, 이는 디코딩된 데이터를 컴퓨팅 시스템(1240)에 전송한다.

모뎀(1260)은 컴퓨팅 시스템(1240)으로부터 전송될 데이터를 인코딩하는 인코더(1230)를 추가적으로 또는 대안으로 포함할 수 있다 - 예컨대, 하나의 통신 프로토콜과 호환 가능한 데이터 포맷의 데이터를 다른 통신 프로토콜과 호환 가능한 다른 데이터 포맷으로 변환하는 인코딩. 상기 인코딩된 데이터는 변조기(1231)에 의해 변조될 수 있고, 그런 다음 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(1232)에 의해 아날로그로 변환될 수 있다. 아날로그 신호는 그리고 나서 BUC(상향 변환 및 고증폭)(1233)에 의해 필터링될 수 있고 다이플렉서 (1233)의 한 포트에 제공될 수 있다. 일 실시예에서, BUC(1233)는 옥외 유닛(ODU)에 있다. 다이플렉서(1245)는 전송을 위해 전송 신호를 안테나(1201)에 제공하도록 종래의 인터커넥트 기술들로부터 적용된 작동들을 지원할 수 있다.

제어기(1250)는 빔 조종, 빔 포밍, 주파수 튜닝 및/또는 하나 이상의 안테나 소자들의 다른 동작 특성들을 구성하기 위해 신호들을 송신하는 제어기(1250)를 포함하는 안테나(1201)를 제어할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 제어기(1250)는 위성 신호 - 예컨대, 종래의 위성 통신 기술들로부터 적용된 신호 검출 작동들을 포함함 - 를 능동적으로(actively) 검색, 추적 및/또는 그렇지 않으면 자동으로 획득하도록 동작가능한 회로망을 포함한다. 도 12에 도시된 전이중 통신 시스템은, 인터넷 통신, 비히클 통신(소프트웨어 업데이트를 포함함) 등을 포함하는 다수의 응용들을 가지나, 이에 한정되지 않음에 유의한다.

모터 비히클에서 위성 통신 기능을 제공하기 위한 기술들 및 아키텍처들이 본 명세서에 서술된다. 상술한 설명에서, 설명의 목적으로, 특정 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 제시된다. 그러나, 특정 실시예들이 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 구조들 및 장치들은 설명을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록 다이어그램 형태로 도시된다.

명세서에서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 서술된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 다양한 곳에서의 "하나의 실시예에서"라는 문구의 표시는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.

본 명세서에서의 상세한 설명의 몇몇 부분들은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들 상의 동작들의 알고리즘들 및 기호적 표현(symbolic representation)들의 관점에서 제시된다. 이러한 알고리즘적 서술들 및 표현들은 작업의 본질을 다른 통상의 기술자에게 가장 효과적으로 전달하기 위하여 컴퓨팅 기술분야들에서 통상의 기술자들에 의해 사용되는 수단들이다. 알고리즘은 여기에서 일반적으로 원하는 결과를 초래하는 단계들의 자기-일관적 시퀀스(self-consistent sequence)인 것으로 여겨진다. 이 단계들은 물리적 양들(physical quantities)의 물리적 조작(physical manipulation)들을 필요로 하는 것들이다. 일반적으로, 필수적인 것은 아니지만, 이러한 양들은 저장, 전송, 조합, 비교, 및 이와 달리 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 이 신호들을 비트들, 값들, 엘리먼트(element)들, 기호들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로 지칭하는 것은 주로 일반적인 용법이라는 이유로 때때로 편리하다는 점이 입증되었다.

하지만, 이들 모두 및 유사한 용어들은 적절한 물리적 양들과 연관이 있으며, 그 양들에 적용되는 단순히 편리한 라벨(label)들이라는 점을 명심해야 한다. 본 명세서에서의 논의에서 명백하게 구체적으로 달리 언급되지 않는다면, 본 명세서 전체에 걸쳐서, "처리하는(processing)" 또는 "컴퓨팅하는(computing)" 또는 "산출하는(calculating)" 또는 "결정하는(determining)" 또는 "디스플레이하는(displaying)" 등과 같은 용어들을 이용하는 논의들은, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적 (전자) 양들로서 표현되는 데이터를 조작해서 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및 처리들을 지칭하는 것으로 이해된다.

특정 실시예들은 또한 본 명세서의 동작들을 수행하기 위한 장치와 관련이 있다. 이러한 장치는 필요한 목적을 위해 특별히 구성되거나, 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 플로피 디스크들, 광학 디스크들, CD-ROM들, 및 자기-광학 디스크(magnetic-optical disk)들을 포함하는 임의의 타입의 디스크, ROM들(read-only memories), DRAM(dynamic RAM)과 같은 RAM들(random access memories), EPROM들, EEPROM들, 자기적 또는 광학적 카드들, 또는 전자 명령들을 저장하기에 적합한 임의의 타입의 매체와 같은 비 일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독가능 저장매체(computer readable storage medium)에 저장될 수 있고, 컴퓨터 시스템 버스에 연결될 수 있다.

본 명세서에서 제시된 알고리즘들 및 디스플레이들은 임의의 특정한 컴퓨터 또는 다른 장치에 내재적으로(inherently) 관련이 있지는 않다. 다양한 범용 시스템들이 본 명세서의 교시에 따른 프로그램들과 함께 이용될 수 있고, 또는 필요한 방법 단계들을 수행하기 위하여 더욱 특화된 장치를 구성하는 것이 편리하다고 입증될 수 있다. 다양한 이러한 시스템들을 위해 요구되는 구조는 본 명세서에서의 서술에서 보일 것이다. 게다가, 특정 실시예들은 임의의 특별한 프로그래밍 언어와 관련하여 기술되지 않았다. 본 명세서에서 기술되는 바와 같은 그러한 실시예들의 교시들을 구현하기 위하여 다양한 프로그래밍 언어들이 이용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

본 명세서에 설명된 것 이외에도, 그들의 범위를 벗어나지 않고 개시된 실시예들 및 그 구현들에 다양한 수정들이 가해질 수 있다. 그러므로, 본 명세서의 도면들 및 예시들은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 것으로 해석되어야 한다. 본 발명의 범위는 다음의 청구항들을 참조하여 단독으로 판단되어야 한다.

본 출원은 2015년 12월 23일자로 출원된 미국 가출원 제62/387,471호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용들은 본 명세서에 이로써 참조에 의해 통합된다(incorporated by reference).

Claims (20)

1. 통신 장치로서,
   볼륨(volume) 주위로 확장되는 하우징(housing) - 제1 방향선(first line of direction)을 따라 상기 하우징의 두께는 5 인치보다 작거나 같음 -;
   상기 볼륨에 배치되는 안테나 패널 - 상기 안테나 패널은 상기 통신 장치의 제1 사이드(side)를 통해 신호의 통신에 참여하도록 구성되는 하나 이상의 안테나 소자(antenna element)를 포함하고, 상기 제1 방향선은 상기 제1 사이드의 일부 및 제1 평면과 직교(orthogonal)함 -;
   상기 제1 사이드 이외의 상기 하우징의 각각의 사이드 상에 각각 배치되는 하나 이상의 하드웨어 인터페이스 - 상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 통신 장치를 모터 비히클(motor vehicle)의 전원 공급원(power supply)에 결합함 - ; 및
   상기 전원 공급원에 의해 제공된 전압에 기초하여 상기 안테나 패널을 작동시키기 위해 결합된 회로망(circuitry)을 포함하는 제어 로직 - 상기 하나 이상의 안테나 소자에 의해 생성된 빔(beam)을 조종하기 위한 상기 제어 로직을 포함함 -;
   을 포함하는, 통신 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 통신에 참여하기 위한 상기 하나 이상의 안테나 소자는, 7.5GHz 보다 큰 주파수들을 포함하는 주파수 범위에서 상기 신호를 송신 또는 수신하기 위한 상기 하나 이상의 안테나 소자를 포함하는, 통신 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터 비히클의 내부 표면과 상기 모터 비히클의 외부 표면 사이에서 상기 통신 장치의 연결을 용이하게 하는 하나 이상의 장착 구조물(mounting structure)을 더 포함하는, 통신 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 사이드의 일부는 상기 제1 평면으로부터 멀어지는 방향으로 곡선을 이루는(curved), 통신 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 통신 장치의 외부 사이드는 곡선을 이루고, 상기 통신 장치의 상기 외부 사이드는 상기 제1 사이드의 반대편에 있는(opposite), 통신 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 통신 장치를 상기 모터 비히클의 하나 이상의 신호 라인(signal line)에 더 연결하는, 통신 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 모터 비히클의 도파관(waveguide)에 상기 통신 장치를 더 결합하는, 통신 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터 비히클에 위치된 모바일 장치와 함께 무선으로 통신하기 위한 무선 모뎀을 더 포함하는, 통신 장치.
9. 청구항 1에 있어서
   상기 통신 장치로부터 송신될 데이터를 인코딩하는 인코더;
   인코딩된 상기 데이터에 기초하여 변조된 신호를 생성하는 변조기(modulator); 및
   상기 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(digital-to-analog converter) - 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 아날로그 신호를 상기 안테나 패널에 제공함 -;
   을 더 포함하는, 통신 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 패널로부터 변조된 신호를 수신하도록 결합되는 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter) - 상기 아날로그-디지털 변환기는 변조된 신호를 디지털 신호로 변환함 -;
    상기 변조된 신호에 기초하여 인코딩된 데이터를 생성하는 복조기(demodulator); 및
    상기 인코딩된 데이터를 디코딩하는 디코더;
    를 더 포함하는, 통신 장치.
11. 전원 공급원 및 인터커넥트(interconnect)를 포함하는 모터 비히클; 및
    상기 모터 비히클의 내부 표면과 상기 모터 비히클의 외부 표면 사이에 배치되는 통신 장치;
    를 포함하는 시스템으로서,
    상기 통신 장치는:
    볼륨 주위로 확장되는 하우징 - 제1 방향선을 따르는 상기 하우징의 두께는 5 인치보다 작거나 같음 -;
    상기 볼륨에 배치되는 안테나 패널 - 상기 안테나 패널은 상기 통신 장치의 제1 사이드를 통해 신호의 통신에 참여하도록 구성되는 하나 이상의 안테나 소자를 포함하고, 상기 제1 방향선은 상기 제1 사이드의 일부 및 제1 평면과 직교함 -;
    상기 제1 사이드 이외의 상기 하우징의 각각의 사이드 상에 각각 배치되는 하나 이상의 하드웨어 인터페이스 - 상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스 및 상기 인터커넥트를 통해 상기 통신 장치가 상기 전원 공급원에 결합됨 -; 및
    상기 전원 공급원에 의해 제공된 전압에 기초하여 상기 안테나 패널을 작동시키기 위해 결합된 회로망(circuitry)을 포함하는 제어 로직 - 상기 하나 이상의 안테나 소자에 의해 생성된 빔(beam)을 조종하기 위한 상기 제어 로직을 포함함 -;
    을 포함하는, 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신에 참여하기 위한 상기 하나 이상의 안테나 소자는, 7.5GHz 보다 큰 주파수들을 포함하는 주파수 범위에서 상기 신호를 송신 또는 수신하기 위한 상기 하나 이상의 안테나 소자를 포함하는, 시스템.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 장치가 상기 모터 비히클의 내부 표면과 상기 모터 비히클의 외부 표면 사이에서 상기 통신 장치의 연결을 용이하게 하는 하나 이상의 장착 구조물(mounting structure)을 더 포함하는, 시스템.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 사이드는 곡선을 이루는, 시스템.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 통신 장치의 외부 사이드는 곡선을 이루고, 상기 통신 장치의 상기 외부 사이드는 상기 제1 사이드의 반대편에 있는(opposite), 시스템.
16. 청구항 11에 있어서,
    상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 통신 장치를 상기 모터 비히클의 하나 이상의 신호 라인에 더 연결하는, 시스템.
17. 청구항 11에 있어서,
    상기 하나 이상의 하드웨어 인터페이스는 상기 모터 비히클의 도파관에 상기 통신 장치를 더 결합하는, 시스템.
18. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 장치는 상기 모터 비히클에 위치된 모바일 장치와 함께 무선으로 통신하기 위한 무선 모뎀을 더 포함하는, 시스템.
19. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 장치는,
    상기 통신 장치로부터 송신될 데이터를 인코딩하는 인코더;
    인코딩된 상기 데이터에 기초하여 변조된 신호를 생성하는 변조기; 및
    상기 변조된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기 - 상기 디지털-아날로그 변환기는 상기 아날로그 신호를 상기 안테나 패널에 제공함 -;
    을 더 포함하는, 시스템.
20. 청구항 11에 있어서,
    상기 통신 장치는,
    상기 안테나 패널로부터 변조된 신호를 수신하도록 결합되는 아날로그-디지털 변환기 - 상기 아날로그-디지털 변환기는 변조된 신호를 디지털 신호로 변환함 -;
    상기 변조된 신호에 기초하여 인코딩된 데이터를 생성하는 복조기; 및
    상기 인코딩된 데이터를 디코딩하는 디코더;
    를 더 포함하는, 시스템.

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