KR20230132386A - A structure equipped with antennas for beam coverage expansion - Google Patents
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Abstract
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체가 제공된다. 안테나 구조체는, 복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 브라켓을 포함한다. 제 1 방사체 어레이 모듈은, 제 1 이동 브라켓의 이동 경로를 따라 일 측면이 이동하는 것에 의해 지향 방향이 변경되도록 구성된다. An antenna structure including a beam coverage expansion antenna is provided. The antenna structure includes a first radiator array module that has a plurality of radiators and performs beam forming, and a first movable bracket that movably supports one side of the first radiator array module along a curved movement path. . The first radiator array module is configured to change the direction of orientation by moving one side of the first radiator array module along the movement path of the first movement bracket.
Description
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 빔 커버리지 확장 안테나 및 이를 포함하는 구조체에 관한 것이다. The present invention relates to wireless communication, and more specifically, to a beam coverage expansion antenna and a structure including the same.
정보의 송수신을 위한 무선 통신 기술은 발전을 거듭하고 있다. 그 중에서도 무선 통신을 위한 신호를 송신하거나 수신하기 위해서는 안테나 장치가 요구되며, 더 높은 성능을 달성하기 위해 다양한 형태 및 방식의 안테나 장치가 개발되어 왔다. 근래에는 MIMO 안테나와 같이 단일 안테나로 달성하기 어려운 성능 한계를 극복하기 위한 기술이 개발되기도 하였으며, 기지국과 단말 간의 송수신 신호 강도를 극대화 하기 위해 신호의 방사 방향을 제어하기 위한 빔 포밍 (Beam forming) 기술이 개발되기도 하였다. Wireless communication technology for transmitting and receiving information continues to develop. Among them, an antenna device is required to transmit or receive signals for wireless communication, and various types and methods of antenna devices have been developed to achieve higher performance. Recently, technologies have been developed to overcome performance limitations that are difficult to achieve with a single antenna, such as MIMO antennas, and beam forming technology to control the radiation direction of the signal to maximize the strength of the transmitted and received signals between the base station and the terminal. This was also developed.
특히, 예를 들어 3GPP 5G 와 같은 근래의 무선 통신 기술은 밀리미터파 (mmWave) 대역의 주파수를 이용하기 시작하였으며, 밀리미터파 대역 무선 채널 환경은 자유 공간 경로 손실과 회절 감소의 특성을 가져 신호의 감쇄가 발생할 수 있다는 점을 해결하기 위해 위상 배열 안테나를 활용한 빔 포밍 기술이 더욱 중요하게 적용되고 있다. 이와 같은 빔 포밍 기술은 기지국과 단말의 양 쪽 모두에서 요구되며 특히 모바일 무선 채널 환경에서 넓은 커버리지 확보와 전파 손실 극복을 위해 필수적이다. In particular, recent wireless communication technologies, such as 3GPP 5G, have begun to use frequencies in the millimeter wave (mmWave) band, and the mmWave band wireless channel environment has the characteristics of free space path loss and diffraction reduction, leading to signal attenuation. In order to solve the problem that may occur, beam forming technology using phased array antennas is being applied more importantly. Such beam forming technology is required for both base stations and terminals, and is especially essential for securing wide coverage and overcoming propagation loss in a mobile wireless channel environment.
다만, 이와 같은 빔 포밍을 기반으로 하는 송수신 신호에 대한 지향성 제어만으로는 빔 커버리지 확장을 위한 제한이 존재할 수 있다. 무선 신호에 대한 빔 포밍은 복수의 방사체들의 신호에 대한 위상 및/또는 크기를 상이하게 제어함으로써 달성될 수 있는데, 이러한 방사체 어레이들의 배향 자체를 극복할 정도의 송수신 신호에 대한 지향성 제어가 소프트웨어적인 빔 포밍만으로 달성되기에는 어려움이 있다. However, there may be limitations in expanding beam coverage simply by controlling the directivity of transmitted and received signals based on beam forming. Beam forming for wireless signals can be achieved by differently controlling the phase and/or size of the signals of a plurality of radiators. Directional control of the transmitted and received signals sufficient to overcome the orientation of the radiator arrays itself can be achieved through software beam forming. It is difficult to achieve this through foaming alone.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 하드웨어적으로 안테나 어레이들 자체의 물리적 배향을 제어함과 함께 이와 같은 안테나 어레이의 빔 포밍을 병행하여 수행하도록 함으로써, 더욱 확대된 빔 커버리지를 달성할 수 있는 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 구조체를 제공하는 것이다. One purpose of the present invention to solve the above-mentioned problems is to achieve more expanded beam coverage by controlling the physical orientation of the antenna arrays themselves in hardware and performing beam forming of such antenna arrays in parallel. To provide a structure having a beam coverage expansion antenna that can expand the beam coverage.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to this, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체는, 복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 1 방사체 어레이 모듈; 및 상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 브라켓; 을 포함하고, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 상기 제 1 이동 브라켓의 이동 경로를 따라 일 측면이 이동하는 것에 의해 지향 방향이 변경되도록 구성될 수 있다. An antenna structure having a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described object includes: a first radiator array module that has a plurality of radiators and performs beam forming; and a first moving bracket supporting one side of the first radiator array module to be movable along a curved moving path; It includes, and the first radiator array module may be configured to change its orientation by moving one side along the movement path of the first movement bracket.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 상기 안테나 구조체의 상하 방향에 대해 0 도 내지 90 도 범위에서 이격되도록 틸팅 (Tilting) 가능할 수 있다. According to one aspect, the first radiator array module may be capable of tilting to be spaced apart from 0 degrees to 90 degrees in the vertical direction of the antenna structure.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이가 상기 이동 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 동력을 제공하는 구동부; 를 더 포함할 수 있다. According to one aspect, a driving unit that provides power to move the first radiator array along the movement path; It may further include.
일 측면에 따르면, 상기 구동부는, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면에 결합되어 상기 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 에 내장될 수 있다. According to one aspect, the driving unit may be embedded in a moving hinge that is coupled to one side of the first radiator array module and moves along the movement path.
일 측면에 따르면, 상기 구동부는, 상기 안테나 구조체가 설치되는 구조물 내부로 삽입 설치될 수 있다. According to one aspect, the driving unit may be inserted and installed inside a structure where the antenna structure is installed.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 상기 제 1 방사체 어레이의 배열 평면으로부터의 방사를 수행하는 브로드사이드 방사 (Broadside Radiation) 모드와, 상기 제 1 방사체 어레이의 배열 평면과 평행한 방향에 대한 방사를 수행하는 엔드 파이어 방사 (End-Fire Radiation) 모드를 구비할 수 있다. According to one aspect, the first radiator array module has a broadside radiation mode that performs radiation from the array plane of the first radiator array, and a direction parallel to the array plane of the first radiator array. It may be equipped with an End-Fire Radiation mode that performs radiation against radiation.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 상기 이동 경로에 따른 틸팅, 상기 빔 포밍의 수행, 및 브로사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드의 전환을 기반으로 송수신 신호의 지향 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, the first radiator array module is configured to control the direction of transmission and reception signals based on tilting according to the movement path, performing the beam forming, and switching between the broside radiation mode and the end fire radiation mode. It can be.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 이동 브라켓은, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되고, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 브로드사이드 방사 모드로 동작하고, 주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면의 반대 방향인 제 2 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 엔드 파이어 방사 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, the first moving bracket is configured to change the physical orientation direction of the first radiator array module between the first side direction and the bottom direction of the antenna structure, and the first radiator array module includes, operating in the broadside radiation mode in response to determining that a primary radiation target is located between a first lateral direction and a downward direction of the antenna structure, wherein the primary radiation target is in a direction opposite to the first side of the antenna structure. The device may be configured to operate in the end fire radiation mode in response to determining that the device is located between a side and bottom direction.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은, 제 1 평면 방사체 어레이; 및 상기 제 1 평면 방사체 어레이와 평행하되 반대 방향을 바라보게 배치되는 제 2 평면 방사체 어레이; 를 포함하고, 상기 엔드 파이어 방사 모드는, 상기 제 1 평면 방사체 어레이에 속하는 제 1 방사체와, 상기 제 2 평면 방사체 어레이에 속하고 제 1 방사체에 대응하는 제 2 방사체에 서로 반대 위상의 신호를 인가하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, the first radiator array module includes: a first planar radiator array; and a second planar radiator array arranged parallel to the first planar radiator array but facing in the opposite direction. It includes, and the end-fire radiation mode applies signals of opposite phases to a first radiator belonging to the first planar radiator array and a second radiator belonging to the second planar radiator array and corresponding to the first radiator. It can be configured to do so.
일 측면에 따르면, 복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 2 방사체 어레이 모듈; 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 2 이동 브라켓; 을 더 포함하고, 상기 제 1 이동 브라켓은, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되고, 상기 제 2 이동 브라켓은, 상기 제 2 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향과 반대 방향인 제 2 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성될 수 있다. According to one aspect, a second radiator array module having a plurality of radiators to perform beam forming; and a second moving bracket supporting one side of the second radiator array module to be movable along a curved moving path; It further includes, wherein the first movable bracket is configured to change the physical orientation direction of the first radiator array module between the first side direction and the bottom direction of the antenna structure, and the second movable bracket is configured to: It may be configured to change the physical direction of the second radiator array module between a second side direction and a bottom direction, which are opposite to the first side direction of the antenna structure.
일 측면에 따르면, 주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 2 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하고, 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 브로드사이드 방사 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, in response to determining that the primary radiation target is located between the second side and bottom directions of the antenna structure, the first radiator array module operates in an end fire radiation mode, and the second radiator array module is configured to: It may be configured to operate in broadside radiation mode.
일 측면에 따르면, 주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈은 브로드사이드 방사 모드로 동작하고, 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, in response to determining that a primary radiation target is located between a first side to a bottom direction of the antenna structure, the first radiator array module operates in a broadside radiation mode, and the second radiator array module is configured to: It may be configured to operate in end fire radiation mode.
일 측면에 따르면, 주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 하측 방향에 위치한다는 결정에 응답하여, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 물리적 지향 방향이 상기 하측 방향을 향하고 브로드사이드 방사를 수행하는 통합 방사체 어레이로서 동작하도록 구성될 수 있다. According to one aspect, in response to determining that a primary radiation target is located in the downward direction of the antenna structure, the first radiator array module and the second radiator array module have a physical pointing direction toward the downward direction and provide broadside radiation. It may be configured to operate as an integrated emitter array that performs
일 측면에 따르면, 상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈을 둘러싸고 상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈로부터의 신호에 대한 게인 (gain) 을 향상시키도록 구성된 볼록면 형상의 레이돔 (Radome); 을 더 포함할 수 있다. According to one aspect, a convex surface shape surrounding the first radiator array module and the second radiator array module and configured to improve gain for signals from the first radiator array module and the second radiator array module. Radome; It may further include.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology can have the following effects. However, since it does not mean that a specific embodiment must include all of the following effects or only the following effects, the scope of rights of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 구조체에 따르면, 하드웨어적으로 안테나 어레이들 자체의 물리적 배향을 제어함과 함께 이와 같은 안테나 어레이의 빔 포밍을 병행하여 수행하도록 함으로써, 더욱 확대된 빔 커버리지를 달성할 수 있다. According to the structure provided with a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention described above, the physical orientation of the antenna arrays themselves is controlled in hardware and beam forming of the antenna array is performed in parallel, More expanded beam coverage can be achieved.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 설치 상태를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 측면 방향 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 내부 구조를 도시한다.
도 4 는 0 도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시한다.
도 5 는 45 도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시한다.
도 6 은 90도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시한다.
도 7 은 단일 방사체 어레이 모듈로의 동작을 위한 구성 상태를 나타낸다.
도 8 은 도 7 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다.
도 9 는 복수 방사체 어레이 모듈이 통합 방사체 모듈로서 동작하기 위한 구성 상태를 나타낸다.
도 10 은 도 9 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다.
도 11 은 엔드 파이어 방사 모드를 포함하여 동작하는 구성 상태를 나타낸다.
도 12 는 도 11 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체에 대한 누적분포함수를 나타낸다. Figure 1 shows an installation state of an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the internal structure of an antenna structure including the beam coverage expansion antenna of FIG. 2.
4 shows an antenna structure including a beam coverage expansion antenna in a 0 degree tilt state.
Figure 5 shows an antenna structure including a beam coverage expansion antenna in a 45 degree tilted state.
Figure 6 shows an antenna structure including a beam coverage expansion antenna in a 90 degree tilted state.
Figure 7 shows the configuration for operation as a single radiator array module.
Figure 8 shows the radiation state according to the configuration of Figure 7.
Figure 9 shows a configuration state for a multiple radiator array module to operate as an integrated radiator module.
FIG. 10 shows a radiation state according to the configuration of FIG. 9.
Figure 11 shows a configuration operating including end fire radiation mode.
FIG. 12 shows a radiation state according to the configuration of FIG. 11.
Figure 13 shows a cumulative distribution function for an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. In order to facilitate overall understanding when describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.
전술한 바와 같이, 무선 송수신 신호에 대한 커버리지 확대를 위해 예를 들어 빔 포밍과 같은 방법이 활용되고 있으나, 이와 같은 빔 포밍 만으로는 빔 커버리지 확장을 위한 제한이 존재할 수 있다. 무선 신호에 대한 빔 포밍은 복수의 방사체들의 신호에 대한 위상 및/또는 크기를 상이하게 제어함으로써 달성될 수 있는데, 이러한 방사체 어레이들의 배향 자체를 극복할 정도의 송수신 신호에 대한 지향성 제어가 소프트웨어적인 빔 포밍만으로 달성되기에는 어려움이 있다. As described above, methods such as beam forming, for example, are used to expand coverage of wireless transmission and reception signals, but there may be limitations in expanding beam coverage using only such beam forming. Beam forming for wireless signals can be achieved by differently controlling the phase and/or size of the signals of a plurality of radiators. Directional control of the transmitted and received signals sufficient to overcome the orientation of the radiator arrays itself can be achieved through software beam forming. It is difficult to achieve this through foaming alone.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하드웨어적으로 안테나 어레이들 자체의 물리적 배향을 제어함과 함께 이와 같은 안테나 어레이의 빔 포밍을 병행하여 수행하도록 함으로써, 더욱 확대된 빔 커버리지를 달성할 수 있는 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 구조체에 관한 것이다. The present invention is intended to solve this problem. By controlling the physical orientation of the antenna arrays themselves in hardware and performing beam forming of the antenna arrays in parallel, it is possible to achieve more expanded beam coverage. It relates to a structure having a beam coverage expansion antenna.
관련하여, 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 설치 상태를 나타낸다. 도 1 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체 (200) 는 예를 들어 건물 내부의 천장이나 벽과 같은 구조물 (10) 에 부착 설치될 수 있다. 일 측면에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체 (200) 은 실내 환경에 대한 전파 송수신 게인 확대를 위한 분산형 안테나 시스템 (Distributed Antenna System, DAS) 을 구성하는 실내용 안테나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아님에 유의한다. 도 1 에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체 (200) 의 동작을 제어하기 위한 엘리먼트들 중 적어도 일부는 구조물 (10) 내부로 삽입 설치될 수 있다. 예를 들어, 무선 신호 송수신에 필수적인 방사체 어레이 및 그 지향 방향 제어를 위한 구성은 구조물 (10) 외부에 배치되어 무선 신호의 게인을 극대화 시키고, 예를 들어 구동부 (100) 와 같이 구조물 (10) 에 의해 전파 송수신에 방해되지 않는 구성은 구조물 (10) 내부로 삽입 설치될 수도 있다. In relation to this, Figure 1 shows an installation state of an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention. As exemplarily shown in FIG. 1, the
이하, 본 기재에서 도면 상의 안테나 구조체 (200) 의 좌측 방향은 -x 축 방향을, 구조체의 우측 방향은 +x 축 방향을 나타낼 수 있으며, ±x 축 방향은 '측면 방향'으로 지칭될 수도 있다. 또한, 도면 상의 구조체에 대한 상측 방향은 +y 축 방향을, 구조체의 하측 방향은 -z 축 방향을 나타낼 수 있으며, ±z 축 방향은 '높이 방향'으로도 지칭될 수 있다. 도면 상의 구조체에 대한 지면 후면 방향은 -z 축 방향을, 구조체에 대한 지면 전면 방향은 +z 축 방향을 나타낼 수 있으며, ±z 축 방향은 '전후 방향'으로 지칭될 수 있다. 다만, 이와 같은 방향은 예를 들어 도 1 에 도시된 바와 같이 안테나 구조체 (200) 가 천장 (10) 에 설치되는 경우를 기준으로 설명되나, 본 발명의 측면들에 따른 안테나 구조체 (200) 는 벽면이나 다른 경사를 가진 구조물에 배치될 수도 있으며, 이에 따라 천장 설치의 경우에 비해 방향이 변동될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, in this description, the left direction of the
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 측면 방향 단면도이고, 도 3 은 도 2 의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 내부 구조를 도시한다. 이하, 도 2 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체 (200) 에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. FIG. 2 is a side cross-sectional view of an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows the internal structure of the antenna structure including the beam coverage expansion antenna of FIG. 2 . Hereinafter, the
도 2 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체 (200) 는, 복수의 방사체 (301) 를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 브라켓 (220a) 을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 은, 제 1 이동 브라켓 (220a) 의 이동 경로를 따라 일 측면이 이동하는 것에 의해 지향 방향이 변경되도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 의 일 측면에는 제 1 이동 브라켓 (220a) 의 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 가 결합될 수 있고, 무빙 힌지의 양 측면에는 각도 고정 볼트 (235a) 가 결합되어, 제 1 이동 브라켓 (220a) 을 가압하도록 함으로써, 이동 경로를 따라 무빙 힌지가 이동할 때 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 의 지향 각도가 변경되도록 할 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 에는 제 1 방열 모듈 (Heatsink) 가 부착되어 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 에서 발생하는 열을 분산시키도록 할 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, the
한편, 일 측면에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 구조체 (200) 는, 복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 및 제 2 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 2 이동 브라켓 (220b) 을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 제 2 이동 브라켓 (220b) 의 이동 경로를 따라 일 측면이 이동하는 것에 의해 지향 방향이 변경되도록 구성된다. 예를 들어, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 일 측면에는 제 2 이동 브라켓 (220b) 의 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 가 결합될 수 있고, 무빙 힌지의 양 측면에는 각도 고정 볼트 (235b) 가 결합되어, 제 2 이동 브라켓 (220b) 을 가압하도록 함으로써, 이동 경로를 따라 무빙 힌지가 이동할 때 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 지향 각도가 변경되도록 할 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 에는 제 2 방열 모듈 (Heatsink) 가 부착되어 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 에서 발생하는 열을 분산시키도록 할 수 있다. Meanwhile, according to one aspect, the
여기서, 제 1 이동 브라켓 (220a) 와 제 2 이동 브라켓 (220b) 은 통칭하여 이동 브라켓 (220) 으로 지칭될 수도 있다. 이동 브라켓 (220) 은 예를 들어 제 1 이동 브라켓 (220a) 와 제 2 이동 브라켓 (220b) 사이에 고정용 플런지 (220c) 가 구비될 수 있으며, 고정용 플런지 (220c) 를 관통하는 브라켓 고정 볼트 (225) 를 기반으로 안테나 구조체 (200) 의 하우징에 고정될 수 있다. Here, the first
도 2 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체 (200) 의 하우징은 예를 들어 하부 커버 (205) 를 포함할 수 있고, 하부 커버 (205) 에 예를 들어 브라켓 고정 플레이트 (207) 이 삽입 고정될 수 있다. 브라켓 고정 볼트 (225) 는 고정용 플런지 (220c) 를 관통하여 브라켓 고정 플레이트 (207) 에 체결됨으로써 이동 브라켓 (220) 및 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 과 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 이 안테나 구조체 (200) 의 하우징에 고정되도록 할 수 있다. 2 to 3, the housing of the
여기서, 일 측면에 따르면, 제 1 방사체 어레이 (300) 의 일 측면 또는 제 2 방사체 어레이 (400) 의 일 측면 중 적어도 하나가 각각의 이동 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 동력을 제공하는 구동부가 구비될 수 있다. Here, according to one aspect, a driving unit that provides power to cause at least one of one side of the
예를 들어, 구동부는, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 의 일 측면에 결합되어 제 1 이동 브라켓 (220a) 의 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 에 내장되거나, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 일 측면에 결합되어 제 2 이동 브라켓 (220b) 의 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 에 내장되는 소형 스텝 모터일 수 있다. For example, the driving unit is coupled to one side of the first
다른 측면에 따르면, 상기 구동부는, 예를 들어 도 1 에 도시된 바와 같이, 안테나 구조체 (200) 가 설치되는 구조물 (10) 내부로 삽입 설치될 수 있다. 도 1 에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 구조물 내부에서 구동되는 스텝 모터의 동력을 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 의 일 측면 또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 일 측면 중 적어도 하나로 전달하여 이동하도록 하기 위한 다양한 전달 수단들 중 임의의 수단이 채택될 수 있다. According to another aspect, the driving unit may be inserted and installed inside the structure 10 where the
한편, 일 측면에 따르면, 예를 들어 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 이 이동 제어에 관한 정보와 같이, 안테나 구조체 (200) 가 설치되는 구조물 (10) 내부에 삽입 설치되는 구성과 안테나 구조체 (200) 사이에서 정보의 송수신이 요구될 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 1 가요성 회로 (240a) 또는 제 2 가요성 회로 (240b) 이 커넥팅 소켓 (245) 을 경유하여 구조물 내부 구성과 연결됨으로써 구조물 내부 설치 구성과 안테나 구조체 (200) 의 적어도 일부 구성 간의 정보 송수신을 수행하기 위한 경로를 형성할 수 있다. Meanwhile, according to one aspect, for example, the first
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 구조체 (200) 는, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 을 둘러싸고, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 로부터의 신호에 대한 게인 (gain) 을 향상시키도록 구성된 볼록면 형상의 레이돔 (Radome) (210) 을 더 포함할 수 있다. 레이돔 (210) 은 방사체의 무선 신호 게인을 향상시키기 위한 렌즈면 구조체일 수 있으며, 게인 향상을 위한 다양한 구조 및/또는 구성이 채용될 수 있음은 물론이다. Meanwhile, the
본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 안테나 구조체 (200) 의 상하 방향에 대해 0 도 내지 90 도 범위에서 이격되도록 틸팅 (Tilting) 가능하게 구성될 수 있다. 여기서, 도 4 는 0 도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시하고, 도 5 는 45 도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시하며, 도 6 은 90도 틸팅 상태의 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체를 도시한다. According to one aspect of the present invention, the first
도 4 내지 도 6 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 과 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 안테나 구조체 (200) 의 상하 방향으로 배향되어 있을 때 제 1 방향과 제 2 방향으로 서로 상이한 측면 방향으로 배향될 수 있다. 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 과 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 각각 대응하는 이동 경로를 따라 일 측면에 이동하면서 물리적인 배향 방향이 변경될 수 있다. 도 4 내지 도 6 에서는 예시적으로 서로 동일한 각도만큼 안테나 구조체 (200) 의 상하 방향에서 이격되도록 틸팅되는 것이 예시되어 있으나, 이격되는 각도의 정도가 서로 상이할 수도 있다. 4 to 6, when the first
한편, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 각각의 방사체 어레이들의 배열 평면으로부터의 방사를 수행하는 브로드사이드 방사 (Broadside Radiation) 모드와, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 방사체 어레이의 배열 평면과 평행한 방향에 대한 방사를 수행하는 엔드 파이어 방사 (End-Fire Radiation) 모드를 구비할 수 있다. Meanwhile, the first
예를 들어, 브로드사이드 방사 모드에서 각각의 방사체 어레이 모듈은 배열 평면에 수직한 방향을 메인으로 지향하여 소정 각도 만큼 변경된 방향으로 빔 포밍을 수행하도록하는 일반적인 브로드사이드 방사를 수행할 수 있다. For example, in the broadside radiation mode, each radiator array module can perform general broadside radiation by orienting the main direction perpendicular to the array plane to perform beam forming in a direction changed by a predetermined angle.
일 측면에 따르면, 엔드 파이어 방사 모드에서, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 각각의 방사체 어레이의 배열 평면과 평행한 방향에 대한 방사를 수행할 수 있다. 엔드 파이어 방사를 수행하기 위한 구성으로서 다양한 설계들이 채택될 수 있다. According to one aspect, in the end fire radiation mode, the first
비한정적이나 보다 구체적으로는, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 각각, 제 1 평면 방사체 어레이 및 제 1 평면 방사체 어레이와 평행하되 반대 방향을 바라보게 배치되는 제 2 평면 방사체 어레이를 포함하고, 엔드 파이어 방사 모드에서, 제 1 평면 방사체 어레이에 속하는 제 1 방사체와, 제 2 평면 방사체 어레이에 속하고 제 1 방사체에 대응하는 제 2 방사체에 서로 반대 위상의 신호를 인가하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 측면 방향을 향하는 안테나를 구비하지 않고서도, 제 1 평면으로부터의 방사 신호와 제 2 평면으로부터의 신호가 서로 상쇄되고, 수평 방향 성분만이 잔존하도록 하는 것에 의해 엔드 파이어 방사를 수행할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상에 따른 엔드 파이어 방사가 전술한 구성에 의한 것으로 한정되지 않음에 유의한다. More specifically, but not by way of limitation, the first
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 구조체 (200) 의 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 각각의 방사체 어레이를 기반으로 빔 포밍을 수행할 수 있음은 물론, 이동 브라켓이 제공하는 이동 경로에 따라 이동하는 것에 의해 물리적인 배향 방향이 틸팅되는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 브로드사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드 간의 전환 역시 가능하다. 따라서, 일 측면에 따르면, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 이동 경로에 따른 틸팅, 빔 포밍의 수행, 및 브로사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드의 전환을 기반으로 송수신 신호의 지향 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 그로 인해, 보다 더 확장된 빔 커버리지의 확보가 가능하다. As described above, the first
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 2 내지 도 6 에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제 1 이동 브라켓 (220a) 은, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 의 물리적 지향 방향을 안테나 구조체 (200) 의 제 1 측면 방향 (예를 들어, 좌측 방향) 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되고, 제 2 이동 브라켓 (220b) 은, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 물리적 지향 방향을 안테나 구조체 (200) 의 제 1 측면 방향과 반대 방향인 제 2 측면 방향 (예를 들어, 우측 방향) 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성될 수 있다. Meanwhile, according to one aspect of the present invention, as exemplarily shown in FIGS. 2 to 6, the first moving
빔 포밍은 안테나 장치가 신호를 송수신하고자 하는 주 방사 타겟을 지향하도록 제어될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 안테나 구조체 (200) 에 따른 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 이동 경로에 따른 틸팅, 빔 포밍의 수행, 및 브로사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드의 전환 중 적어도 하나는, 주 방사 타겟의 위치 및/또는 주 방사 타겟을 향한 방향 중 적어도 하나를 기반으로 제어될 수 있다. 보다 구체적으로 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 이동 경로에 따른 틸팅은, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 중 적어도 하나의 물리적인 지향 방향이 주 방사 타겟을 향하도록 제어될 수 있다. 또한, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 빔 포밍은, 형성되는 빔이 주 방사 타겟을 향하도록 제어될 수 있다. Beam forming can be controlled to direct the antenna device to the main radiation target through which signals are to be transmitted and received. According to one aspect of the present invention, performing tilting, beam forming, and broside radiation according to the movement path of the first
본 발명의 일 측면에 따르면, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 브로사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드의 전환 역시 주 방사 타겟과의 관계를 고려하여 제어될 수 있다. 비한정적이나 보다 구체적으로, 예를 들어 도 2 내지 도 3 에 도시된 바와 같은 0 도 내지 90 도 사이의 물리적 배향 방향 제어의 구조에서, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및/또는 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은, 주 방사 타겟을 향한 물리적 배향이 가능한 상태에서는 브로드사이드 방사를 수행하고, 주 방사 타겟을 향한 물리적 배향이 불가능한 상태에서는 엔드 파이어 방사를 수행하도록 구성될 수 있다. According to one aspect of the present invention, switching between the broside radiation mode and the end-fire radiation mode of the first
예를 들어, 도 2 내지 도 3 과 같은 예시적인 구조에서, 주 방사 타겟이 안테나 구조체의 제 2 측면 (예를 들어, 우측 방향) 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하고, 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 브로드사이드 방사 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. For example, in an example structure such as Figures 2-3, in response to determining that the primary radiation target is located between the second side (e.g., rightward) to the bottom direction of the antenna structure, the first radiator array The
한편, 주 방사 타겟이 안테나 구조체 (200) 의 제 1 측면 (예를 들어, 좌측 방향) 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 은 브로드사이드 방사 모드로 동작하고, 제 2 방사체 어레이 모듈 (300) 은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, in response to determining that the primary radiation target is located between the first side (e.g., left direction) and bottom direction of the
또는, 주 방사 타겟이 안테나 구조체 (200) 의 하측 방향에 위치한다는 결정에 응답하여, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 은 물리적 지향 방향이 하측 방향을 향하고 브로드사이드 방사를 수행하는 통합 방사체 어레이로서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 이 4 × 4 배열의 방사체 어레이를 구비하고 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 이 4 × 4 배열의 방사체 어레이를 구비할 때, 제 1 방사체 어레이 모듈 (300) 및 제 2 방사체 어레이 모듈 (400) 의 통합 방사체 어레이는 8 × 8 배열의 방사체 어레이로서 동작할 수 있다. Alternatively, in response to determining that the primary radiation target is located in the downward direction of the
도 7 은 단일 방사체 어레이 모듈로의 동작을 위한 구성 상태를 나타내고, 도 8 은 도 7 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다. 도 9 는 복수 방사체 어레이 모듈이 통합 방사체 모듈로서 동작하기 위한 구성 상태를 나타내고, 도 10 은 도 9 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다. 도 11 은 엔드 파이어 방사 모드를 포함하여 동작하는 구성 상태를 나타내고, 도 12 는 도 11 의 구성 상태에 따른 방사 상태를 나타낸다. 또한, 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체에 대한 누적분포함수를 나타낸다. FIG. 7 shows a configuration state for operation as a single radiator array module, and FIG. 8 shows a radiation state according to the configuration state of FIG. 7 . FIG. 9 shows a configuration state for a plurality of radiator array modules to operate as an integrated radiator module, and FIG. 10 shows a radiation state according to the configuration state of FIG. 9 . FIG. 11 shows a configuration state operating including an end-fire radiation mode, and FIG. 12 shows a radiation state according to the configuration state of FIG. 11. Additionally, Figure 13 shows a cumulative distribution function for an antenna structure including a beam coverage expansion antenna according to an embodiment of the present invention.
도 13 에서, 점선은 4 × 4 방사체 어레이의 누적분포함수를, 가는 실선은 4 × 8 방사체 어레이의 누적분포함수를, 굵은 실선은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체의 누적분포함수를 나타낸다. In Figure 13, the dotted line represents the cumulative distribution function of the 4 Represents the cumulative distribution function of the structure.
각각의 안테나의 빔 포밍을 통한 구형 빔 커버리지를 조향 각도 별 모든 이득을 합성하여 누적분포함수로 나타내었으며, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 구조체는 안테나 빔 포밍 외에 구조체의 물리적 틸트 기능을 포함한 모든 이득을 합성하여 누적분포함수로 표현하여 비교하였다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 구조체가 빔 커버리지 및 송수신 확률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. The spherical beam coverage through the beam forming of each antenna is expressed as a cumulative distribution function by combining all the gains for each steering angle, and the antenna structure according to one aspect of the present invention has all the gains including the physical tilt function of the structure in addition to the antenna beam forming. were synthesized and expressed as a cumulative distribution function for comparison. As shown in FIG. 13, it was confirmed that the antenna structure according to one aspect of the present invention increases beam coverage and transmission/reception probability.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although it has been described above with reference to the drawings and examples, it does not mean that the scope of protection of the present invention is limited by the drawings or examples, and those skilled in the art will recognize the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from its spirit and scope.
이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is explained based on a series of functional blocks, but is not limited to the above-described embodiments and the attached drawings, and various substitutions, modifications and changes are made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those skilled in the art that this is possible.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.The combination of the above-described embodiments is not limited to the above-described embodiments, and various types of combinations in addition to the above-described embodiments may be provided depending on implementation and/or need.
전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described based on flowcharts as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in a different order or simultaneously with other steps as described above. there is. Additionally, a person of ordinary skill in the art will recognize that the steps shown in the flowchart are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention. You will understand.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다. The above-described embodiments include examples of various aspects. Although it is not possible to describe all possible combinations for representing the various aspects, those skilled in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, the present invention is intended to include all other substitutions, modifications and changes falling within the scope of the following claims.
10 : 벽면
100 : 구동부
200 : 안테나 구조체
220a : 제 1 이동 브라켓
220b : 제 2 이동 브라켓
300 : 제 1 방사체 어레이 모듈
400 : 제 2 방사체 어레이 모듈10: wall
100: driving part
200: antenna structure
220a: first moving bracket
220b: second moving bracket
300: First radiator array module
400: Second emitter array module
Claims (14)
복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 1 방사체 어레이 모듈; 및
상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 1 이동 브라켓; 을 포함하고,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
상기 제 1 이동 브라켓의 이동 경로를 따라 일 측면이 이동하는 것에 의해 지향 방향이 변경되도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna,
A first radiator array module that has a plurality of radiators and performs beam forming; and
a first moving bracket supporting one side of the first radiator array module to be movable along a curved moving path; Including,
The first radiator array module,
Configured to change the orientation direction by moving one side along the movement path of the first moving bracket,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
상기 안테나 구조체의 상하 방향에 대해 0 도 내지 90 도 범위에서 이격되도록 틸팅 (Tilting) 가능한,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 1,
The first radiator array module,
Tilting is possible so that the antenna structure is spaced apart from 0 degrees to 90 degrees in the vertical direction,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이가 상기 이동 경로를 따라 이동하도록 하기 위한 동력을 제공하는 구동부; 를 더 포함하는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 1,
a driving unit that provides power to cause the first radiator array to move along the movement path; Containing more,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 구동부는,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 일 측면에 결합되어 상기 이동 경로를 따라 이동하는 무빙 힌지 (Moving Hinge) 에 내장되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 3,
The driving unit,
Built into a moving hinge that is coupled to one side of the first radiator array module and moves along the movement path,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 구동부는,
상기 안테나 구조체가 설치되는 구조물 내부로 삽입 설치되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 3,
The driving unit,
Inserted and installed inside the structure where the antenna structure is installed,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
상기 제 1 방사체 어레이의 배열 평면으로부터의 방사를 수행하는 브로드사이드 방사 (Broadside Radiation) 모드와, 상기 제 1 방사체 어레이의 배열 평면과 평행한 방향에 대한 방사를 수행하는 엔드 파이어 방사 (End-Fire Radiation) 모드를 구비하는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 1,
The first radiator array module,
Broadside radiation mode that performs radiation from the array plane of the first radiator array, and End-Fire Radiation mode that performs radiation in a direction parallel to the array plane of the first radiator array. ) having a mode,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
상기 이동 경로에 따른 틸팅, 상기 빔 포밍의 수행, 및 브로사이드 방사 모드와 엔드 파이어 방사 모드의 전환을 기반으로 송수신 신호의 지향 방향을 제어하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 6,
The first radiator array module,
Configured to control the direction of transmission and reception signals based on tilting along the movement path, performing the beam forming, and switching between the broadside radiation mode and the endfire radiation mode,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 이동 브라켓은,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되고,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 브로드사이드 방사 모드로 동작하고,
주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면의 반대 방향인 제 2 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여 상기 엔드 파이어 방사 모드로 동작하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 7,
The first moving bracket is,
Configured to change the physical orientation direction of the first radiator array module between a first side direction and a bottom direction of the antenna structure,
The first radiator array module,
operating in the broadside radiation mode in response to determining that a primary radiation target is located between a first lateral direction and a downward direction of the antenna structure;
configured to operate in the end fire radiation mode in response to determining that a primary radiation target is located between a second side and a bottom direction opposite the first side of the antenna structure.
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은,
제 1 평면 방사체 어레이; 및
상기 제 1 평면 방사체 어레이와 평행하되 반대 방향을 바라보게 배치되는 제 2 평면 방사체 어레이; 를 포함하고,
상기 엔드 파이어 방사 모드는,
상기 제 1 평면 방사체 어레이에 속하는 제 1 방사체와, 상기 제 2 평면 방사체 어레이에 속하고 제 1 방사체에 대응하는 제 2 방사체에 서로 반대 위상의 신호를 인가하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 6,
The first radiator array module,
a first planar emitter array; and
a second planar radiator array arranged parallel to the first planar radiator array but facing in an opposite direction; Including,
The end fire radiation mode is,
Configured to apply signals of opposite phases to a first radiator belonging to the first planar radiator array and a second radiator belonging to the second planar radiator array and corresponding to the first radiator,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
복수의 방사체를 구비하여 빔 포밍을 수행하는 제 2 방사체 어레이 모듈; 및
상기 제 2 방사체 어레이 모듈의 일 측면을 곡선 형상의 이동 경로를 따라 이동 가능하게 지지하는 제 2 이동 브라켓; 을 더 포함하고,
상기 제 1 이동 브라켓은,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되고,
상기 제 2 이동 브라켓은,
상기 제 2 방사체 어레이 모듈의 물리적 지향 방향을 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 방향과 반대 방향인 제 2 측면 방향 내지 하측 방향 사이에서 변경 시키도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 1,
a second radiator array module having a plurality of radiators to perform beam forming; and
a second moving bracket supporting one side of the second radiator array module to be movable along a curved moving path; It further includes,
The first moving bracket is,
Configured to change the physical orientation direction of the first radiator array module between a first side direction and a bottom direction of the antenna structure,
The second moving bracket is,
Configured to change the physical orientation direction of the second radiator array module between a second lateral direction and a downward direction opposite to the first lateral direction of the antenna structure,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 2 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하고, 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 브로드사이드 방사 모드로 동작하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 10,
In response to determining that a primary radiation target is located between a second side and a bottom direction of the antenna structure,
The first radiator array module is configured to operate in an end-fire radiation mode, and the second radiator array module is configured to operate in a broadside radiation mode.
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 제 1 측면 내지 하측 방향 사이에 위치한다는 결정에 응답하여,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈은 브로드사이드 방사 모드로 동작하고, 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 엔드 파이어 방사 모드로 동작하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 10,
In response to determining that a primary radiation target is located between a first side and a bottom direction of the antenna structure,
The first radiator array module is configured to operate in a broadside radiation mode, and the second radiator array module is configured to operate in an end-fire radiation mode,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
주 방사 타겟이 상기 안테나 구조체의 하측 방향에 위치한다는 결정에 응답하여,
상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈은 물리적 지향 방향이 상기 하측 방향을 향하고 브로드사이드 방사를 수행하는 통합 방사체 어레이로서 동작하도록 구성되는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 10,
In response to determining that the primary radiation target is located in the downward direction of the antenna structure,
The first radiator array module and the second radiator array module are configured to operate as an integrated radiator array whose physical direction is toward the downward direction and to perform broadside radiation,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈을 둘러싸고 상기 제 1 방사체 어레이 모듈 및 상기 제 2 방사체 어레이 모듈로부터의 신호에 대한 게인 (gain) 을 향상시키도록 구성된 볼록면 형상의 레이돔 (Radome); 을 더 포함하는,
빔 커버리지 확장 안테나를 구비하는 안테나 구조체.
According to claim 13,
A convex-shaped radome configured to surround the first radiator array module and the second radiator array module and improve the gain for signals from the first radiator array module and the second radiator array module. ; Containing more,
An antenna structure including a beam coverage expansion antenna.
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KR20110081389A (en) | 2010-01-08 | 2011-07-14 | 주식회사 알.에프.텍 | Antenna apparatus |
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- 2023-03-07 KR KR1020230029675A patent/KR20230132386A/en not_active Application Discontinuation
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