KR20240036137A - 곡면 및 평면 기판의 안테나 어레이 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템은 복수의 안테나 요소를 가질 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있는 제 1 기판을 포함할 수 있다. 안테나 시스템은 제 1 기판으로부터 이격될 수 있는 제 2 기판을 더 포함할 수 있고, 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 작동할 수 있는 무선 주파수 회로를 포함할 수 있다. 제 1 기판은 복수의 안테나 요소 중 적어도 하나가 제 1 기판의 곡면 상에 배치될 수 있도록 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 가질 수 있다.
Description
우선권 주장
본 출원은 출원일이 2021년 8월 13일자인 미국 가특허출원 번호 63/232,837호에 기초하고 이에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에 참고로서 포함된다.
본 발명은 일반적으로 셀룰러 통신 시스템에 사용되는 안테나 시스템과 같은 무선 통신 시스템에 사용되는 안테나 시스템에 관한 것이다.
패치 어레이 안테나 시스템과 같은 안테나 시스템은 다양한 유형의 전자 디바이스들(예컨대, 랩톱, 태블릿, 스마트폰, IoT (사물 인터넷) 디바이스 등)에 결합되어 셀룰러 네트워크를 통한 통신을 용이하게 할 수 있다. 광대역 셀룰러 네트워크에 대한 4세대(4G) 기술 표준에 따라 작동하는 셀룰러 네트워크는 널리 사용되고 있으며 최근에는 넓은 지역에 걸쳐 안정적이고 신뢰할 수 있는 네트워크에서 음성 통신과 함께 보통에서 높은 데이터 전송 속도를 제공하도록 발전했다. 통신 시스템은 광대역 셀룰러 네트워크를 위한 5세대(5G) 기술 표준으로 전환되고 있다.
5G 네트워크는 훨씬 더 높은 데이터 속도와 더 낮은 대기 시간을 제공할 수 있으며 음성, 데이터 및 IoT 애플리케이션에 적용될 수 있다. 5G 통신 프로토콜은 예를 들어 다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 및/또는 더 높은 주파수 대역(예를 들어, 약 24GHz 에서 약 86GHz 까지 범위의 주파수 대역)에서의 통신을 용이하게 하도록 구성된 안테나 어레이를 사용하여 구현될 수 있다. 이들 안테나 어레이 각각은 복수의 안테나 요소들(예를 들어, 방사 요소들)을 포함할 수 있다. 안테나 요소는 MIMO 모드(예를 들어, 4x4 MIMO 모드)에서 신호들(예를 들어, 무선 주파수(RF) 신호들)을 전달하기 위해 통신 및/또는 안테나 시스템의 하나 이상의 제어 디바이스에 의해 개별적으로 및/또는 집합적으로 제어될 수 있다. 이는 무선 통신에서 더 높은 데이터 속도와 더 낮은 대기 시간을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예의 측면들 및 장점들은 다음 설명에서 부분적으로 설명되거나, 설명으로부터 학습될 수 있거나, 실시예들의 구현을 통해 학습될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템은 복수의 안테나 요소들을 가질 수 있는 안테나 어레이를 포함할 수 있는 제 1 기판을 포함할 수 있다. 안테나 시스템은 제 1 기판으로부터 이격될 수 있는 제 2 기판을 더 포함할 수 있고, 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 작동할 수 있는 무선 주파수 회로를 포함할 수 있다. 제 1 기판은 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나가 제 1 기판의 곡선 표면 상에 배치될 수 있도록 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템을 제조하는 방법은 제 1 기판 상에 복수의 안테나 요소들을 가질 수 있는 안테나 어레이를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 동작가능한 무선 주파수 회로를 제 2 기판 상에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제 1 기판은 제 2 기판과 이격될 수 있고, 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나가 제 1 기판의 곡선 표면 상에 형성될 수 있도록 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 안테나 시스템을 구성하는 방법은 하나 이상의 프로세서들에 의해서 안테나 어레이를 사용하여 무선 주파수 신호를 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 안테나 어레이는 제 1 기판으로부터 이격될 수 있는 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 가질 수 있는 제 1 기판 상에 배치된 복수의 안테나 요소들을 포함할 수 있다. 제 2 기판은 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 작동할 수 있는 무선 주파수 회로를 포함할 수 있다. 상기 방법은 하나 이상의 프로세서에 의해서, 안테나 어레이와 연관된 방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향을 가리키는 것에서 제 2 방향을 가리키는 것으로 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나는 제 1 기판의 곡선 표면 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 전술한 특징들 및 다른 특징들, 측면들 및 장점들은 다음의 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 포함되어 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 개시의 실시예를 예시하고, 설명과 함께 본 개시의 관련 원리를 설명하는 역할을 한다.
당업자를 위한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 명세서에 기재되어 있다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 안테나 어레이에 대해 임의의 방향에서 대략 동일한 이득을 촉진할 수 있는 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템의 측단면도를 예시한다.
도 3은 도 1의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템의 예시적인 비제한적인 기판의 평면도를 예시한다.
도 4는 편평하고 평행한 기판들을 갖는 안테나 시스템을 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적인 방사 패턴의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예를 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방사 패턴의 개략도를 예시한다.
도 6, 7, 8, 9 및 10 각각은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템의 측단면도를 예시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 안테나 어레이에 대해 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 가능하게 하는 본 개시의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템 중 하나 이상과 연관될 수 있는 예시적인 비제한적인 제어 회로의 블록도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 제조하기 위해 구현될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법의 흐름도를 예시한다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 동작시키기 위해 구현될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법의 흐름도를 예시한다.
본 명세서 및 첨부 도면에서 참조 문자의 반복 사용은 본 개시의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 안테나 어레이에 대해 임의의 방향에서 대략 동일한 이득을 촉진할 수 있는 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템의 측단면도를 예시한다.
도 3은 도 1의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템의 예시적인 비제한적인 기판의 평면도를 예시한다.
도 4는 편평하고 평행한 기판들을 갖는 안테나 시스템을 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적인 방사 패턴의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예를 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방사 패턴의 개략도를 예시한다.
도 6, 7, 8, 9 및 10 각각은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템의 측단면도를 예시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 안테나 어레이에 대해 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 가능하게 하는 본 개시의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템 중 하나 이상과 연관될 수 있는 예시적인 비제한적인 제어 회로의 블록도를 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 제조하기 위해 구현될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법의 흐름도를 예시한다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 동작시키기 위해 구현될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법의 흐름도를 예시한다.
본 명세서 및 첨부 도면에서 참조 문자의 반복 사용은 본 개시의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
이제 실시예들이 상세히 참조될 것이며, 그 중 하나 이상의 일례가 도면에 도시되어 있다. 각각의 일례는 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 개시 내용을 제한하는 것은 아니다. 실제로, 본 개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로서 예시되거나 설명된 특징은 또 다른 실시예와 함께 사용되어 또 다른 실시예를 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시의 측면은 그러한 수정 및 변형을 포괄하도록 의도된다.
달리 명시하지 않는 한, 본 명세서에 사용된 근사 용어, 예를 들어, "대략", "실질적으로" 및/또는 "약"은 언급된 값의 10% 오차 범위 내에 있음을 의미한다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, "일반적으로 수직" 이라는 용어는 수직으로부터 약 10도(°) 이내에 있음을 의미한다. 본 명세서에 언급된 용어 "또는" 그리고 "및/또는"은 일반적으로 포괄적인 의미로 사용된다(즉, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B" 는 각각 "A 또는 B 또는 둘다" 를 의미함). 본 명세서에 언급된 바와 같이, 용어 "제 1", "제 2", "제 3" 등은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 중요성을 나타내려는 의도는 아니다.
본 명세서에 사용된 용어 "결합(couple)", "결합(couples)", "결합된(coupled)" 및/또는 "커플링(coupling)"은 화학적 커플링(예를 들어, 화학적 결합), 통신적 커플링, 전기 및/또는 전자기적 커플링(예를 들어, 용량성 결합, 유도성 결합, 직접 및/또는 연결 결합 등), 기계적 커플링, 동작적 커플링, 광학 커플링 및/또는 물리적 커플링을 지칭한다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 용어 "엔티티" 는 인간, 사용자, 최종 사용자, 소비자, 컴퓨팅 디바이스 및/또는 프로그램(예컨대, 프로세서, 컴퓨팅 하드웨어 및/또는 소프트웨어, 애플리케이션 등), 에이전트, 머신 러닝(ML) 및/또는 AI(인공 지능) 알고리즘, 모델, 시스템 및/또는 애플리케이션 등을 지칭하거나 및/또는 명세서에 설명되거나, 첨부된 도면에 예시되거나, 및/또는 청구범위에 포함된 바와 같이 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예를 구현할 수 있는 다른 유형의 엔티티를 의미한다.
본 개시의 예시적인 측면은 안테나 시스템에 관한 것이다. 5G 네트워크에서 사용될 수 있거나 및/또는 5G 통신 프로토콜을 구현할 수 있는 가령, 패치 어레이 안테나 시스템과 같은 기존의 안테나 어레이 시스템은 일반적으로 제 1 편평한 기판 상에 배치된 안테나 요소들의 안테나 어레이(예를 들어, 방사 요소들의 패치 안테나 어레이) 및 상기 제 1 편평한 기판에 결합된 제 2 편평한 기판 상에 배치된 RF 회로를 포함한다. RF 회로는 안테나 요소를 통해 통신하기 위해 RF 신호를 전달하도록 동작가능하다. 이러한 패치 어레이 안테나 시스템은 또한 일반적으로 하나 이상의 제어 디바이스들을 포함하거나 및/또는 이에 결합되며, 제어 디바이스는 안테나 어레이와 관련된 방사 패턴을 조정하기 위해 안테나 요소들 중 일부 또는 전부를 사용하여 빔 형성(또는 '빔 포밍'이라함) 동작을 구현하도록 동작할 수 있으며 따라서, 방사 패턴의 메인 로브는 한 방향을 가리키는 것에서 다른 방향으로 조정될 수 있다. 빔 형성은 통신 링크를 향상시키기 위해 특정 방향(예: 기지국 방향)의 신호 강도를 증가시키기 위해 서로 다른 안테나 빔들을 조합하는 것을 의미한다.
이러한 기존 패치 어레이 안테나 시스템의 문제점은 이러한 빔 형성 동작 동안, 하나 이상의 방향들에서 일반적으로 동일한 이득 값들을 유지하기가 어렵다는 점이다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 안테나 요소들(예를 들어, 방사 요소들을 갖는 패치 안테나 어레이)이 편평한 기판 위에 배치된 기존의 패치 어레이 안테나 시스템을 이용하여 빔포밍 작업을 수행할 경우, 입력 전력을 변경함이 없이, 메인 로브를 방위각 방향(azimuth direction)으로 스티어링하면서 Y 방향(예: Y 축을 따라)에서 일반적으로 동일한 이득 값들을 유지하기가 어렵다. 즉, 예를 들어 안테나 요소들이 그 위에 배치된 편평한 기판은, 모든 방향에서 일반적으로 동일한 이득을 제공하기 위해 인접한 안테나 요소들과 관련된 더 낮은 이득 값들의 보상을 허용하지 않는다.
본 개시의 다양한 예시적인 실시예에 따르면, 패치 어레이 안테나 시스템과 같은 안테나 시스템은 제 1 기판을 포함할 수 있으며 제 1 기판은 복수의 패치 안테나들을 갖는 패치 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 안테나 시스템은 제 1 기판으로부터 이격되어 있고 패치 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 RF 신호를 전달하도록 작동가능한 RF 회로를 갖는 제 2 기판을 더 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 제 1 기판은 제 2 기판에 대해 곡선 구성(curved configuration)을 가질 수 있으며, 따라서 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나가 제 1 기판의 곡선 표면 상에 배치될 수 있다(예를 들어, 곡선 구성을 갖는 제 1 기판의 섹션의 곡선 표면 상에 배치될 수 있다).
예를 들어, 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 기판의 곡선 구성은 제 2 기판에 대해 볼록한 구성으로 형성될 수 있으며, 여기서 제 2 기판은 대체로 편평한 구성을 가질 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판은 단부 부분(end portion)과 중앙 부분(center portion)을 가질 수 있으며, 여기서 단부 부분과 제 2 기판의 표면 사이의 제 1 거리는 중앙 부분과 제 2 기판의 표면 사이의 제 2 거리보다 작다. 다른 예시적인 실시예에서, 상기 곡선 구성이 하나 이상의 볼록 곡선 구성 및/또는 하나 이상의 오목 곡선 구성을 포함하도록 제 1 기판이 형성될 수 있다. 본 개시의 일부 예시적인 실시예에서, 복수의 패치 안테나들 중 하나 이상은 레이저 직접 구조화(laser direct structuring: LDS) 공정을 사용하여 제 1 기판 상에 형성되어, 제 1 기판의 곡선 표면 상에 이러한 패치 안테나들 중 적어도 하나가 형성되게 할 수 있다(예를 들어, 곡선 구성을 갖는 제 1 기판 섹션의 곡선 표면 상에).
일부 실시예에서, 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 패치 어레이 안테나 시스템은 하나 이상의 제어 디바이스를 포함하거나 및/또는 제어 디바이스에 결합될 수 있으며, 제어 디바이스는 방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향에서 제 2 방향을 향하게 조정되도록 안테나 어레이의 방사 패턴을 조정하기 위해 패치 안테나들의 일부 또는 전부를 사용하여 빔 형성 동작을 구현하도록 동작할 수 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, "메인 로브" 는 가장 높은 이득과 연관된 방사 패턴의 로브를 지칭한다. 예를 들어, 위의 실시예에서, 메인 로브는 제 1 방향의 제 1 이득 및 제 2 방향의 제 2 이득과 연관될 수 있으며, 여기서 제 2 이득은 제 1 이득과 대략 동일할 수 있다(예를 들어, 제 1 이득의 약 20% 이내). 이러한 실시예에서, 제 1 방향은 제 2 기판의 중심점으로부터 대략 수직 방향일 수 있고, 제 2 방향은 제 2 기판의 중심점으로부터 약 45도(°) 방향일 수 있다.
전술한 빔 형성 동작을 용이하게 하기 위해, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패치 어레이 안테나 시스템은 제 2 기판의 제 1 측면(side)에 배치되는 RF 피드 회로와 제 2 기판의 제 2 측면에 배치되는 접지 평면을 더 포함할 수 있으며, 여기서 제 2 측면은 제 1 측면의 반대편일 수 있다. 이들 실시예에서, 접지 평면은 하나 이상의 슬롯을 가질 수 있고, RF 피드 회로는 하나 이상의 슬롯을 통해 복수의 패치 안테나들 중 하나 이상에 RF 신호를 결합하도록 동작가능할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 1 슬롯은 제 1 방향으로 연장될 수 있고, 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 2 슬롯은 제 2 방향으로 연장될 수 있으며, 여기서 제 1 방향은 제 2 방향에 대해 일반적으로 수직 방향이다. 이러한 일례에서, RF 피드 회로는 RF 신호를 하나 이상의 슬롯에 결합할 수 있으며, 이는 RF 신호를 전파하여 패치 안테나들 중 하나 이상을 여기시킬 수 있으며, 이는 RF 신호를 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, 패치 안테나들 중 하나 이상은 하나 이상의 RF 신호를 통신하는데 이용될 수 있거나 및/또는 약 24GHz 내지 약 86GHz의 주파수 대역 범위에서의 MIMO 모드 및/또는 다이버시티 모드에서 패치 안테나 어레이 및 셀룰러 통신 프로토콜(예를 들어, 5G 프로토콜)을 통해 하나 이상의 RF 신호의 통신을 지원하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 측면들 다양한 기술적 효과들 및 장점들을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템은 안테나 어레이가 모든 방향에서 거의 동일한 이득을 제공할 수 있도록, 안테나 어레이에 대한(예컨대, 안테나의 표면에 대한) 하나 이상의 방향에서 안테나 어레이(예컨대, 패치 안테나 어레이)의 이득을 증가시키는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 시스템은 빔 형성 동작 동안 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 제공하기 위해 셀룰러 네트워크의 하나 이상의 구성요소에 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시예에서, 안테나 시스템은 빔 형성 동작 동안 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 제공하기 위해 5G 기지국과 같은 5G 네트워크의 하나 이상의 구성요소에 구현될 수 있다. 이 예에서, 5G 네트워크에서 안테나 시스템을 이렇게 구현하면, RF 신호의 신호 강도 및/또는 속도를 증가시켜 5G 네트워크에서 더 높은 데이터 속도 및/또는 더 낮은 대기 시간을 제공할 수 있다. 이 예에서, 5G 네트워크 전반에 걸쳐 증가된 데이터 속도 및/또는 더 낮은 대기 시간은 5G 네트워크의 하나 이상의 통신 및/또는 컴퓨팅 구성요소들(예컨대, 모바일 디바이스, 프로세서, 서버, 메모리 디바이스 등)와 관련된 성능 개선 및/또는 운영 비용 절감을 촉진할 수 있다.
추가적인 또는 대안적인 예시적인 실시예에서, 복수의 안테나 요소들(예를 들어, 방사 요소들) 중 하나 이상이 LDS 공정을 사용하여 전술한 제 1 기판 상에 형성될 수 있으므로, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 따른 안테나 시스템은, 빔 형성 동작 동안 안테나 어레이로부터 투사되는 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 제공할 수 있는 안테나 시스템에 대한 단순화된 제조 프로세스를 추가로 제공할 수 있다. 이러한 실시예에서, 이러한 단순화된 제조 프로세스는 셀룰러 네트워크(예를 들어, 5G 네트워크)에서 및/또는 셀룰러 프로토콜(예를 들어, 5G 프로토콜)에 따라 안테나 시스템을 제조 및/또는 구현하는 것과 관련된 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 안테나 시스템(100)의 예시적이고 비제한적인 실시예의 사시도를 예시하며, 이는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 가능하게 할 수 있다. 도 1의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(100)은 제 1 기판(102)의 표면(106)(예를 들어, 상부 표면) 상에 배치될 수 있는 안테나 어레이(104)를 가질 수 있는 제 1 기판(102)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)는 복수의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)을 포함할 수 있으며, 여기서 "104N"은 안테나 요소들의 총 수량을 나타낸다). 이러한 예시적인 실시예에서, 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)은 각각의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)을 가질 수 있으며, 여기서 "108N" 은 표면들의 총 수량을 나타낸다. 일부 실시예에서, 제 1 기판(102)은 예를 들어, 절연 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제 1 기판(102)은 난연성(fire retardant)-4(FR-4) 물질과 같은 유리 강화 에폭시 적층 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
단일 안테나 어레이(104)가 제 1 기판(102)의 표면(106) 상에 배치되고 4개의 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N)를 갖는 것으로 도 1에 도시되어 있지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 당업자는 여기에 제공된 개시 내용을 이용하여 하나 이상의 추가 안테나 어레이들(104)이 제 1 기판(102)의 표면(106) 상에 배치될 수 있다는 점을 이해할 것이며, 여기서 이러한 하나 이상의 추가 안테나 어레이들(104) 각각은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 더 많거나 더 적은 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 시스템(100)은 제 1 기판(102)으로부터 이격될 수 있는 제 2 기판(110)을 더 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 2 기판(110)은 제 1 기판(102)에 결합될 수 있다(예를 들어, 통신적으로 결합되거나, 전기적으로 결합되거나, 전자기적으로 결합되거나, 작동적으로 결합되거나, 기타 등등). 도 1에는 도시되지 않았지만, 일부 실시예에서, 제 2 기판(110)은 안테나 어레이(104)를 통해 통신하기 위해 RF 신호를 전달하도록 동작가능한 RF 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아래에 설명되고 도 3에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제 2 기판(110)은 RF 피드 회로(도면에 도시되지 않음) 및/또는 그 위에 형성된 접지 평면을 포함할 수 있으며, 여기서 접지 평면은 하나 이상의 슬롯을 가질 수 있고 RF 피드 회로는 하나 이상의 슬롯을 통해 RF 신호를 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 결합할 수 있다. 이러한 일례에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 대한 RF 신호의 이러한 결합에 적어도 일부 기초하여, 안테나 어레이(104) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)은 RF 신호를 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, 제 2 기판(110)은 예를 들어 절연 기판을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제 2 기판(110)은 FR-4 물질과 같은 유리 강화 에폭시 적층 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
본 개시의 다양한 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 기판(102)은, 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나가 제 1 기판(102)의 곡선 표면 상에 배치되도록(예를 들어, 제 1 기판(102)의 적어도 하나의 섹션의 곡선 표면 상에), 제 2 기판(110)에 대해 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N)는 제 1 기판(102)의 이러한 곡선 표면 상에 형성되거나 및/또는 이에 통합될 수 있으며, 따라서, 표면들(108a, 108b, 108c, 및/또는 108N) 중 적어도 하나의 대응 표면은 제 1 기판(102)의 곡선 표면과 동일한 곡선 구성을 갖는다. 예를 들어, 도 1의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 하나 이상(예를 들어, 모든)의 안테나 요소는 제 1 기판(102)의 표면(106) 상에 형성될 수 있으며, 여기서 표면(106)은 제 2 기판(110)에 대해 볼록한 곡선 표면일 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면들(108a, 108b, 108c, 108N) 중 하나 이상(예를 들어, 모든)은 일부 실시예에서, 표면(106)과 동일한 볼록한 곡선 구성을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 표면(108a, 108b, 108c, 108N) 중 하나 이상은 표면(106)과 동일한 곡선 구성(예: 볼록, 오목 등)을 가질 수 있으며, 표면(106)과 대략 동일 평면일 수 있다. 일부 실시예에서, 표면(108a, 108b, 108c, 108N) 중 하나 이상은 표면(106)과 동일한 곡선 구성(예: 볼록, 오목 등)을 가질 수 있으며, 표면(106)에 인접한 평면(예를 들어, 표면(106)에 인접한 평행 평면 또는 대략적으로 평행인 평면) 상에 배치되도록 제 1 기판(102) 상에 형성될 수 있다.
제 1 기판(102)은 제 2 기판(110)에 대해 하나의 볼록한 곡선 구성 및 표면(예를 들어, 표면 106)을 갖는 것으로 도 1에 예시된 예시적인 실시예에 도시되어 있지만, 본 개시 내용은 그렇게 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 이용하여 해당 기술분야의 당업자는 일부 실시 형태에서, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 제 1 기판(102)이 제 2 기판(110)에 대해 하나 이상의 볼록한 곡선 구성들 및/또는 표면들, 하나 이상의 오록한 곡선 구성들 및/또는 표면들, 하나 이상의 양면 오목(biconcave) 곡선 구성들 및/또는 표면들, 하나 이상의 오목-볼록(concavo-convex) 곡선 구성들 및/또는 표면들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(예를 들어, 복수의 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)이 레이저 직접 구조화(LDS) 정의 안테나 요소들로서 구성되거나 및/또는 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(예를 들어, 복수의 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)은 LDS 프로세스를 사용하여 제 1 기판(102) 상에 형성될 수 있으며, 따라서 적어도 하나의 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N)가 제 1 기판(102)의 곡선 표면(예를 들어, 표면 106) 상에 배치된다.
일부 실시예에서, 안테나 시스템(100)은 패치 어레이 안테나 시스템으로 제공될 수 있으며, 여기서 안테나 어레이(104)는 패치 안테나 어레이로 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N)는 RF 신호를 통신(예를 들어, RF 신호를 전송 및/또는 수신)하도록 동작할 수 있는 패치 안테나 어레이의 방사 요소로서 제공될 수 있다.
도 1의 예시적인 실시예에는 도시되지 않았지만, 일부 실시예에서, 안테나 시스템(100)은 하나 이상의 제어 디바이스를 갖는 제어 회로를 더 포함하거나 및/또는 이에 결합될 수 있다. 이러한 제어 회로는 하나 이상의 신호(예를 들어, 하나 이상의 RF 신호)를 통신하고; 이러한 하나 이상의 신호의 통신을 지원하고; 및/또는 빔 형성 동작을 수행하도록, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)을 구성할 수 있다. 이러한 하나 이상의 제어 디바이스를 갖는 제어 회로의 예시적이고 비제한적인 실시예가 아래에 설명되고 도 11에 제어 회로(1100)로서 도시된다.
본 개시의 예시적인 실시예에서, 제어 회로(1100) 및/또는 제어 회로(1100)의 하나 이상의 제어 디바이스는 빔 형성 동작을 구현하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 실시예에서, 안테나 시스템(100)은 제어 회로(1100)(도 11) 및/또는 그의 하나 이상의 제어 디바이스를 더 포함하거나 및/또는 이에 결합될 수 있으며, 이는 방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향을 가리키는 것에서 제 2 방향을 가리키는 것으로 조정되도록 안테나 어레이(104)의 방사 패턴을 조정하는 빔 형성 동작을 구현하도록 동작할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 메인 로브는 제 1 방향의 제 1 이득 및 제 2 방향의 제 2 이득과 연관될 수 있으며, 여기서 제 2 이득은 제 1 이득과 대략 동일할 수 있다(예를 들어, 제 1 이득의 약 20% 이내). 이들 예시적인 실시예에서, 제 1 방향은 제 2 기판(110) 상의 중심점으로부터 대략 수직 방향일 수 있고, 제 2 방향은 제 2 기판(110) 상의 중심점으로부터 약 45 °방향 또는 다른 방향일 수 있다.
전술한 예시적인 실시예에 설명된 이러한 빔 형성 동작을 구현하기 위해, 제어 회로(1100) 및/또는 그의 하나 이상의 제어 디바이스는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)로 전달될 수 있는 하나 이상의 신호(예를 들어, 하나 이상의 RF 신호)의 전력 및/또는 위상을 조정하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 회로(1100) 및/또는 그의 하나 이상의 제어 디바이스는 지연 라인을 사용하여 통신되는 신호(들)에 시간 지연을 도입하는 지연 라인을 사용하여 이러한 하나 이상의 신호에서 위상 시프트를 구현하는데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 제어 회로(1100) 및/또는 그 하나 이상의 제어 디바이스는 위상 시프터를 사용하여 이러한 하나 이상의 신호에서 위상 시프트를 구현하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 다양한 예시적인 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 안테나 시스템(100)은 셀룰러 네트워크의 하나 이상의 구성요소에서 구현되어, 빔 형성 동작 동안 안테나 어레이(104)에 대해 임의의 방향으로 거의 동일한 이득을 제공할 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시예에서, 안테나 시스템(100)은 빔 형성 동안 안테나 어레이(104)에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 제공하기 위해 5G 기지국과 같은 5G 셀룰러 통신 네트워크의 하나 이상의 구성요소에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 안테나 시스템(100)은 표면(106) 및/또는 표면(108)에 대한 하나 이상의 방향에서 대략 동일한 이득을 제공하도록 이러한 하나 이상의 구성요소에서 구현될 수 있으며, 따라서 안테나 어레이(104) 및/또는 안테나 요소(104a, 104b, 104c)는 빔 형성 동작 동안 안테나 어레이(104)에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N) 중 하나 이상(예를 들어, 각각)은 하나 이상의 신호(예를 들어, 하나 이상의 RF 신호)를 통신하거나 및/또는 5G 셀룰러 통신 프로토콜과 같은 셀룰러 통신 프로토콜을 통한 하나 이상의 신호들의 통신을 지원하도록 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N) 중 하나 이상(예를 들어, 각각)은 MIMO 모드(예를 들어, 4x4 MIMO 모드) 또는 다이버시티 모드에서 셀룰러 통신을 통해 이러한 하나 이상의 신호를 통신 및/또는 지원하도록 동작가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N) 중 하나 이상(예를 들어 각각)은 약 24GHz 내지 약 86GHz의 주파수 대역 범위에서 MIMO 모드 또는 다이버시티 모드에서 셀룰러 통신을 통해 이러한 하나 이상의 신호를 통신 및/또는 지원하도록 동작가능할 수 있다.
도 1에 도시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 실시예는 제 2 기판(110)이 제 1 기판(102)에 비해 편평한 구성을 갖는 것으로 도시하고 있지만, 본 개시 내용의 예시적인 실시예는 이에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기판(110)은 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 예시적인 실시예(들)에서, 제 2 기판(110)은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이, 제 1 기판(102)의 곡선 구성과 동일하거나 다른 곡선 구성을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 실시예는 제 1 기판(102)이 제 2 기판(110)에 대해 곡선 구성을 갖는 것으로 도시하고 있으며, 이러한 곡선 구성은 2차원(2D) 공간에 대해 곡선일 수 있음을 나타내지만, 본 개시의 예시적인 실시예가 그렇게 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예(들)에 따른 제 1 기판(102) 및/또는 제 2 기판(110)은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이, 이러한 기판 중 하나 또는 둘 모두가 3차원(3D) 공간(예를 들어, 3D 구성)에서 곡선 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(102) 및/또는 제 2 기판(110)은 하나 또는 2개의 기판 모두가 돔형 구성을 갖도록 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템(100)의 측단면도를 예시한다. 도 2에 예시된 바와 같이, 본 개시 내용의 일 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(102)은 단부 부분(202) 및 중앙 부분(204)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 단부 부분(202)과 제 2 기판(110)의 표면(206) 사이의 제 1 거리 d1는 중앙 부분(204)과 제 2 기판(110)의 표면(206) 사이의 제 2 거리 d2 보다 작을 수 있다. 비록, 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서 제 1 기판(102)이 제 2 기판(110)에 대해 하나의 볼록한 곡선 구성을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 개시 내용이 그렇게 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 이용하여 당업자는 일부 실시 형태에서, 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 제 1 기판(102)이 제 2 기판(110)에 대해 하나 이상의 볼록한 곡선 구성 및/또는 하나 이상의 오목한 곡선 구성으로 형성될 수 있고/있거나 이를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 일부 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(102)은 아래에 설명되고 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같은 다양한 곡선 구성들 중 하나 이상으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 실시예는 제 2 기판(110)이 제 1 기판(102)에 대해 편평한 구성을 갖는 것으로 도시하고 있지만, 본 개시 내용의 예시적인 실시예는 이에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기판(110)은 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 예시적인 실시예(들)에서, 제 2 기판(110)은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 제 1 기판(102)의 곡선 구성과 동일하거나 다른 곡선 구성을 가질 수 있다.
도 2에 도시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 실시예는 제 1 기판(102)이 제 2 기판(110)에 대해 곡선 구성을 갖는 것으로 도시하고 있으며, 이러한 곡선 구성은 2D 공간에 대해 곡선일 수 있지만, 본 개시의 예시적인 실시예는 그렇게 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예(들)에 따른 제 1 기판(102) 및/또는 제 2 기판(110)은 이러한 기판들 중 하나 또는 둘 모두가 본 개시의 범위를 벗어남이 없이, 3D 공간에서 곡선 구성(예를 들어, 3D 구성)을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(102) 및/또는 제 2 기판(110)은 하나 또는 2개의 기판 모두가 돔형 구성을 갖도록 형성될 수 있다.
도 3은 앞서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 비제한적인 안테나 시스템(100)의 제 2 기판(110)의 평면도를 예시한다. 본 개시의 다양한 예시적인 실시예에 따르면, 제 2 기판(110)은 무선 주파수(RF) 피드 회로(도 3에는 도시되지 않음) 및/또는 그 위에 배치된 접지 평면(302)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, RF 피드 회로는 제 2 기판(110)의 제 1 측면(예를 들어, 바닥면, 도 3에 도시되지 않음)에 배치될 수 있고 접지 평면(302)은 제 2 기판(110)의 제 2 측면(예를 들어, 상단면)에 배치될 수 있다. 여기서 제 2 측면은 제 1 측면의 반대편에 있을 수 있다. 이들 예시적인 실시예에서, 접지 평면(302)은 하나 이상의 슬롯(304a, 304b)을 포함할 수 있고, RF 피드 회로는 하나 이상의 슬롯(304a, 304b)을 통해 RF 신호를 안테나 요소(104a, 104b, 104c) 중 하나 이상에 결합하도록(예를 들어, 제어 회로 1100를 통해) 동작할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 슬롯(304a) 중 적어도 하나의 제 1 슬롯은 제 1 방향(예를 들어, 도 3에서 수평으로)으로 연장될 수 있고, 하나 이상의 슬롯(304b) 중 적어도 하나의 제 2 슬롯은 제 2 방향(예를 들어, 도 3에서 수직으로)으로 연장될 수 있으며, 여기서 제 1 방향은 일반적으로 제 2 방향에 수직일 수 있다.
도 4는 편평하고 평행한 기판들을 갖는 안테나 시스템을 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적인 방사 패턴(400)의 개략도를 예시한다. 예를 들어, 방사 패턴(400)은 빔 형성 동작을 구현하기 위해 도 4에 도시된 안테나 시스템(402)을 사용함으로써 획득될 수 있다. 도 4에 도시된 안테나 시스템(402)은 제 2 편평한 기판(406)으로부터 이격되고 및/또는 이에 결합된 제 1 편평한 기판(404)을 포함한다. 제 1 편평한 기판(404)은 복수의 안테나 요소들(예를 들어, 패치 안테나 어레이의 방사 요소들, 도 4에는 도시되지 않음)을 갖는 패치 안테나 어레이와 같은 안테나 어레이(도 4에 도시되지 않음)를 포함한다. 제 2 편평한 기판(406)은 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 RF 신호를 전달하도록 동작가능한 RF 회로(도 4에 도시되지 않음)를 포함한다. RF 회로는 RF 피드 회로 및 하나 이상의 슬롯을 갖는 접지 평면을 포함하며, 여기서 RF 피드 회로는 하나 이상의 슬롯을 통해 RF 신호를 복수의 안테나 요소들에 결합하도록 동작할 수 있다.
안테나 시스템(402)을 사용하여 빔 형성 동작을 수행할 때, 방사 패턴(400)의 메인 로브(408)는 제 1 방향(D1)으로부터 제 2 방향(D2) 및/또는 제 3 방향(Ds)을 향하도록 조정된다. 제 1 방향(D1)은 제 2 편평한 기판(406)의 중심점으로부터 일반적으로 수직 방향일 수 있고, 제 2 방향(D2) 및/또는 제 3 방향(Ds)은 제 2 편평한 기판(406)의 중심점으로부터 각도 θ 만큼 정의된 방향일 수 있으며, 여기서 이러한 각도 θ는 약 45 °또는 임의의 다른 적절한 각도일 수 있다. 방사 패턴(400)에서, 메인 로브(408)는 제 1 방향(D1)의 제 1 이득(408a), 제 2 방향(D2)의 제 2 이득(408b), 및/또는 제 3 방향(D3)의 제 3 이득(408c)과 연관되어 있다. 도 4의 방사 패턴(400)으로 도시된 바와 같이, 제 2 방향(D2)의 제 2 이득(408b) 및 제 3 방향(D3)의 제 3 이득(408c)은 제 1 방향(D1)의 제 1 이득(408a)에 비해 실질적으로 더 작다. 이러한 결함을 극복하기 위해, 하나 이상의 안테나 시스템 및/또는 방법이 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에서 설명되어, 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 향상된 이득 균등성을 제공한다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예를 구현함으로써 획득될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방사 패턴(500)의 개략도를 예시한다. 예를 들어, 방사 패턴(500)은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 빔 형성 동작을 구현하기 위해 안테나 시스템(100)과 같은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 안테나 시스템을 사용함으로써 획득될 수 있다(예를 들어, 도 11을 참조하여 아래에 설명된 제어 회로 1100를 통해).
예를 들어, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 안테나 시스템(100)을 사용하여 (예를 들어, 제어 회로 1100를 통해) 빔 형성 동작을 수행할 때, 방사 패턴(500)의 메인 로브(502)는 제 1 방향(D1)을 가리키는 것에서, 제 2 방향(D2) 및/또는 제 3 방향(D3)으로 조정될 수 있다. 도 5에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 1 방향(D1)은 제 2 기판(110) 상의 중심점으로부터 대체로 수직인 방향일 수 있고, 제 2 방향(D2) 및/또는 제 3 방향(D3)은 제 2 기판(110) 상의 중심점으로부터 각도 θ만큼 정의된 방향일 수 있으며, 이러한 각도 θ는 약 45 ° 일 수 있다. 도 5에 도시된 예시적인 실시예에서, 메인 로브(502)는 제 1 방향(D1)의 제 1 이득(502a), 제 2 방향(D2)의 제 2 이득(502b), 및/또는 제 3 방향(Ds)의 제 3 이득(502c)과 연관될 수 있다. 도 5의 예시적인 실시예의 방사 패턴(500)으로 도시된 바와 같이, 제 2 방향(D2)의 제 2 이득(502b) 및/또는 제 3 방향(Ds)의 제 3 이득(502c)은 제 1 방향(D1)의 제 1 이득(502a)과 대략 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 예시적인 실시예의 방사 패턴(500)으로 도시된 바와 같이, 제 2 방향(D2)의 제 2 이득(502b) 및/또는 제 3 방향(Ds)의 제 3 이득(502c)은 제 1 방향(Di)의 제 1 이득(502a)과 대략 동일할 수 있다(예를 들어, 제 1 방향(D1)의 제 1 이득(502a)의 약 20% 이내).
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템(600)의 측단면도를 예시한다. 본 개시의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 시스템(600)은 앞서 설명되고 도 1에 도시된 안테나 시스템(100)의 예시적인, 비제한적인 대안적인 실시예로서 구성 및/또는 제공될 수 있다.
도 6의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(600)은 제 2 기판(110)에 대해 단일 오목 곡선 구성으로 형성 및/또는 이를 포함할 수 있는 제 1 기판(602)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(602)은 도 1을 참조하여 위에서 설명된 제 1 기판(102)의 물질(예를 들어, FR-4)과 동일한 물질(들)을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(602)은 도 1을 참조하여 위에서 설명한 제 1 기판(102)과 동일한 기능을 포함 및/또는 제공할 수 있다.
앞서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 도 6에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)(도 6에 도시되지 않음) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(도 6에는 도시되지 않음)은 제 1 기판(602)의 표면(604)(예컨대, 상부 표면) 상에 배치될 수 있으며(예를 들어, 형성되거나 및/또는 통합됨), 따라서 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나는 표면(604)의 곡선 섹션 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면(604)은 제 2 기판(110)에 대해 제 1 기판(602)의 구성과 동일한 오목한 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 각각 대응하는 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)(도 6에는 도시되지 않음)은 표면(604)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(604)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며, 표면(604)과 대략 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(604)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며 제 1 기판(602) 상에 형성될 수 있으므로, 상기 표면(604)에 인접한 평면에 배치될 수 있다(예를 들어, 표면(604)에 인접한, 평행한 또는 대략적으로 평행한 평면).
도 6의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(602)은 단부 부분(606)과 중앙 부분(608)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 단부 부분(606)과 제 2 기판(110)의 표면(206) 사이의 제 1 거리(d1)은 중앙 부분(608)과 제 2 기판(110)의 표면(206) 사이의 제 2 거리(d2)보다 더 클 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템(700)의 측단면도를 예시한다. 본 개시의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 시스템(700)은 위에서 설명되고 도 1에 예시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 비제한적인 대안적인 실시예로서 구성 및/또는 제공될 수 있다.
도 7의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(700)은 제 1 기판(702)을 포함할 수 있으며, 제 1 기판(702)은 제 2 기판(110)에 대해 단일 볼록 및 단일 오목 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(702)은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 기판(102)과 동일한 재료(들)(예를 들어, FR-4)를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(702)은 도 1을 참조하여 위에서 설명한 제 1 기판(102)과 동일한 기능을 포함 및/또는 제공할 수 있다.
위에서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 도 7에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)(도 7에 미도시) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(도 7에 미도시)은 제 1 기판(702)의 표면(704)(예컨대, 상부 표면) 상에 배치될 수 있으며(예를 들어, 형성되거나 및/또는 통합됨), 따라서 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나는 표면(704)의 곡선 섹션 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면(704)은 제 2 기판(110)에 대해 제 1 기판(702)의 구성과 동일한 단일 볼록 및 단일 오목 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 각각 대응하는 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)(도 7에는 도시되지 않음)은 표면(704)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(704)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며, 표면(704)과 대략 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(704)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며 제 1 기판(602) 상에 형성될 수 있으므로, 상기 표면(704)에 인접한 평면에 배치될 수 있다(예를 들어, 표면(704)에 인접한, 평행한 또는 대략적으로 평행한 평면).
도 8은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템(800)의 측단면도를 예시한다. 본 개시의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 시스템(800)은 위에서 설명되고 도 1에 예시된 안테나 시스템(100)의 예시적인, 비제한적인 대안적인 실시예로서 구성 및/또는 제공될 수 있다.
도 8의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(800)은 제 1 기판(802)을 포함할 수 있으며, 제 1 기판(802)은 제 2 기판(110)에 대해 단일 오목 및 단일 볼록 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(802)은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 기판(102)과 동일한 재료(들)(예를 들어, FR-4)를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(802)은 도 1을 참조하여 위에서 설명한 제 1 기판(102)과 동일한 기능을 포함 및/또는 제공할 수 있다.
위에서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 도 8에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)(도 8에 미도시) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(도 8에 미도시)은 제 1 기판(802)의 표면(804)(예컨대, 상부 표면) 상에 배치될 수 있으며(예를 들어, 형성되거나 및/또는 통합됨), 따라서 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나는 표면(804)의 곡선 섹션 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면(804)은 제 2 기판(110)에 대해 제 1 기판(802)의 구성과 동일한 단일 오목 및 단일 볼록 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 각각 대응하는 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)(도 8에는 도시되지 않음)은 표면(804)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(804)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며, 표면(804)과 대략 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(804)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며 제 1 기판(802) 상에 형성될 수 있으므로, 상기 표면(804)에 인접한 평면에 배치될 수 있다(예를 들어, 표면(804)에 인접한, 평행한 또는 대략적으로 평행한 평면).
도 9는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템(900)의 측단면도를 예시한다. 본 개시의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 시스템(900)은 위에서 설명되고 도 1에 예시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 비제한적인 대안적인 실시예로서 구성 및/또는 제공될 수 있다.
도 9의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(900)은 제 1 기판(902)을 포함할 수 있으며, 제 1 기판(902)은 제 2 기판(110)에 대해 단일 볼록 및 이중(double) 오목 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(902)은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 기판(102)과 동일한 재료(들)(예를 들어, FR-4)를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(902)은 도 1을 참조하여 위에서 설명한 제 1 기판(102)과 동일한 기능을 포함 및/또는 제공할 수 있다.
위에서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 도 9에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)(도 9에 미도시) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(도 9에 미도시)은 제 1 기판(902)의 표면(904)(예컨대, 상부 표면) 상에 배치될 수 있으며(예를 들어, 형성되거나 및/또는 통합됨), 따라서 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나는 표면(904)의 곡선 섹션 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면(904)은 제 2 기판(110)에 대해 제 1 기판(902)의 구성과 동일한 단일 볼록 및 이중 오목 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 각각 대응하는 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)(도 9에는 도시되지 않음)은 표면(904)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(904)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며, 표면(904)과 대략 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(904)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며 제 1 기판(902) 상에 형성될 수 있으므로, 상기 표면(904)에 인접한 평면에 배치될 수 있다(예를 들어, 표면(904)에 인접한, 평행한 또는 대략적으로 평행한 평면).
도 10은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인, 비제한적인 안테나 시스템(1000)의 측단면도를 예시한다. 본 개시의 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 안테나 시스템(1000)은 위에서 설명되고 도 1에 예시된 안테나 시스템(100)의 예시적인 비제한적인 대안적인 실시예로서 구성 및/또는 제공될 수 있다.
도 10의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 안테나 시스템(1000)은 제 1 기판(1002)을 포함할 수 있으며, 제 1 기판(1002)은 제 2 기판(110)에 대해 단일 오목 및 이중 볼록 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(1002)은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 기판(102)과 동일한 재료(들)(예를 들어, FR-4)을 사용하여 형성될 수 있다. 본 예시적인 실시예에서, 제 1 기판(1002)은 도 1을 참조하여 전술한 제 1 기판(102)과 동일한 기능을 포함 및/또는 제공할 수 있다.
위에서 설명되고 도 1에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 도 10에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 어레이(104)(도 10에 미도시) 및/또는 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)(도 10에 미도시)은 제 1 기판(1002)의 표면(1004)(예컨대, 상부 표면) 상에 배치될 수 있으며(예를 들어, 형성되거나 및/또는 통합됨), 따라서 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N) 중 적어도 하나는 표면(1004)의 곡선 섹션 상에 배치된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 표면(1004)은 제 2 기판(110)에 대해 제 1 기판(1002)의 구성과 동일한 단일 오목 및 이중 볼록 곡선 구성으로 형성되거나 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)에 각각 대응하는 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)(도 10에는 도시되지 않음)은 표면(1004)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(1004)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며, 표면(1004)과 대략 동일 평면 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 표면들(108a, 108b, 108c, 108N)은 표면(1004)과 동일한 곡선 구성을 가질 수 있으며 제 1 기판(1002) 상에 형성될 수 있으므로, 상기 표면(1004)에 인접한 평면에 배치될 수 있다(예를 들어, 표면(1004)에 인접한, 평행한 또는 대략적으로 평행한 평면).
도 11은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 가능하게 할 수 있는, 본 발명의 하나 이상의 예시적인 비제한적인 안테나 시스템과 연관된 예시적인 비제한적인 제어 회로(1100)의 블록도를 예시한다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 예시적인 실시예에서, 제어 회로(1100)는 하나 이상의 안테나 시스템들(100, 600, 700, 800, 900 및/또는 1000)과 연관될 수 있으며, 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 안테나 어레이에 대한 임의의 방향에서 거의 동일한 이득을 가능하게 할 수 있다. 본 개시의 예시적인 실시예에서, 제어 회로(1100)는 이러한 안테나 시스템(들)에 포함되거나 및/또는 결합되어, 하나 이상의 신호들(예를 들어, 하나 이상의 RF 신호)을 통신하거나; 이러한 하나 이상의 신호들의 통신을 지원하거나; 및/또는 빔 형성 동작을 수행하도록, 하나 이상의 안테나 어레이를 구성할 수 있다.
도 11의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 제어 회로(1100)는 제 1 안테나 시스템(1100a) 및/또는 제 2 안테나 시스템(1100b)에 연결될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 시스템(1100a) 및/또는 제 2 안테나 시스템(1100b)은 도 1을 참조하여 전술된 안테나 시스템(100)과 동일한 구조, 재료(들), 및/또는 구성을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 시스템(1100a) 및/또는 제 2 안테나 시스템(1100b)은 안테나 시스템(100)의 기능과 동일한 기능을 더 포함하거나 및/또는 제공할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 시스템(1100a) 및 제 2 안테나 시스템(1100b)은 제 1 안테나 어레이(1102a) 및 제 2 안테나 어레이(1102b)를 각각 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)는 도 1을 참조하여 앞서 설명한 안테나 어레이(104)와 동일한 구조, 재료(들), 및/또는 구성을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)는 안테나 어레이(104)와 동일한 기능을 더 포함 및/또는 제공할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나 어레이(1102a) 및 제 2 안테나 어레이(1102b)는 각각 복수(예를 들어, 8개)의 안테나 요소들(도 11에는 미도시)을 포함할 수 있으며, 이들 각각의 안테나 요소는 도 1을 참조하여 전술한 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)과 동일한 구조, 재료, 및/또는 구성을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 이러한 복수의 안테나 요소들 각각은 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)의 기능과 동일한 기능을 포함하거나 및/또는 제공할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제어 회로(1100)는 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(1100)는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)를 구성하여, 하나 이상의 신호들(예를 들어, 하나 이상의 RF 신호들)을 통신하고; 이러한 하나 이상의 신호들의 통신을 지원하고; 및/또는 빔 형성 동작을 수행할 수 있으며, 여기서 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)는 각각 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)에 대한 임의의 방향에서 대략 동일한 이득을 제공할 수 있다.
도 11은 5G 통신 프로토콜을 포함할 수 있는 제 1 내지 제 N 프로토콜들(여기서, "N"은 프로토콜들의 전체 수량을 의미함)이 복수개의 안테나 요소들(예컨대, 8개)을 갖는 제 1 안테나 어레이(1102a)에 의해서 지원될 수 있는 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 복수의 안테나 요소들(예를 들어, 8개)를 갖는 제 2 안테나 어레이(1102b)는 보조(secondary) 기능(예를 들어, MIMO, 다이버시티 등)을 수행하도록 구성되거나 또는 빔 형성 작업을 수행하도록 구성됨으로써, 제 1 안테나 어레이(1102a)의 통신을 지원하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 예시적인 실시예에 따른 제어 회로(1100)는 보조 기능을 지원하는 것과 빔 형성 동작을 지원하는 것 사이에서 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)의 안테나 요소들을 구성하도록 동작가능할 수 있다.
도 11의 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 N 트랜시버들(1104)(여기서 "N" 은 트랜시버(1104)들의 전체 수량을 나타냄)는 제 1 안테나 어레이(1102a)와 연관(예를 들어, 결합)되어, 5G 통신 프로토콜을 포함할 수 있는 제 1 내지 제 N 프로토콜들에 따라 신호들을 프로세싱한다. 본 개시의 예시적인 실시예에서 트랜시버(1104)에 의해 지원될 수 있는 다른 프로토콜들은 2G 프로토콜, 3G 프로토콜, 4G LTE(Long-Term Evolution) 프로토콜 및/또는 다른 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에 추가로 도시된 바와 같이, (N+1) 내지 (N+M) 트랜시버들(1106)는 제 2 안테나 어레이(1102b)와 연관(예를 들어, 결합)되어, 5G 통신 프로토콜을 포함할 수 있는 제 1 내지 제 N 프로토콜 중 하나 이상과 함께 원래 의도된 기능을 수행할 수 있다. 본 개시의 예시적인 실시예에서 트랜시버(1106)에 의해 지원될 수 있는 다른 프로토콜들은 2G 프로토콜, 3G 프로토콜, 4G(LTE) 프로토콜 및/또는 다른 셀룰러 통신 프로토콜을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
도 11에 예시된 예시적인 실시예에 도시된 제어 회로(1100)는 제 1 스위칭 구성요소(1108) 및 제 2 스위칭 구성요소(1110)를 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 스위칭 구성요소(1108) 및 제 2 스위칭 구성요소(1110)는 위상 시프팅 구성요소(1112)를 통해 서로 결합될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 위상 시프팅 구성요소(1112)는 빔 형성 기능을 구현하기 위해 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)의 안테나 요소들 사이에서 통신되는 신호들 사이에서 다중 위상 시프트를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 실시예에서, 위상 시프팅 구성요소(1112)는 제 1 스위칭 구성요소(1108) 및/또는 제 2 스위칭 구성요소를 사용하여 하나 이상의 안테나 요소들에 선택적으로 연결될 수 있는 지연 라인들의 역할을 할 수 있는 서로 다른 전기적 길이를 갖는 복수의 전송 라인들을 포함할 수 있다. 추가적인 및/또는 대안적인 실시예에서, 위상 시프팅 구성요소(1112)는 위상 시프팅 구성요소(1112)를 통해 통신되는 신호의 위상 시프트를 구현하도록 구성된 하나 이상의 위상 시프터를 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예의 제 1 스위칭 구성요소(1108)는 제 1 안테나 어레이(1102a)의 개별 안테나 요소들을 위상 시프팅 구성요소에 선택적으로 연결하도록 구성될 수 있는 복수의 제 1 스위치들(예를 들어, 트랜지스터들 또는 다른 스위칭 디바이스들)을 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 예시적인 실시예의 제 2 스위칭 구성요소(1110)는 제 2 안테나 어레이(1102b)의 개별 안테나 요소들을 위상 시프팅 구성요소(1112)에 선택적으로 연결하도록 구성될 수 있는 복수의 제 2 스위치들(예를 들어, 트랜지스터들 또는 다른 스위칭 디바이스들)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 스위칭 구성요소(1108)는 블록(1114)으로 나타낸 바와 같이 시스템의 구성요소 또는 모듈에 대해 개방, 접지 또는 단락되는 경로를 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 제어 회로(1100)는 모듈(1116)을 포함할 수 있으며, 모듈(1116)은 일정 시간 기간 동안 제 1 안테나 어레이(1102a)의 개별 안테나 요소들에 결합될 하나 이상의 트랜시버들(1104)을 선택하도록 구성될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 모듈(1116)은 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 1 스위칭 구성요소(1108)에 신호를 제공하는 것 중에서 선택하도록 구성될 수 있는 전력 결합기 및/또는 분배기(1118)에 연결될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제어 회로(1100)는 모듈(1120)을 포함할 수 있으며, 모듈(1120)은 일정 시간 기간 동안 제 2 안테나 어레이(1102b)의 개별 안테나 요소들에 결합될 하나 이상의 트랜시버들(1106)을 선택하도록 구성될 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(1122)(예를 들어, 프로세서, 마이크로프로세서, 및/또는 하나 이상의 메모리 장치에 저장된 컴퓨터 판독가능한 명령을 실행하도록 구성될 수 있는 다른 유형의 컨트롤러)가 제 1 스위칭 구성요소(1108), 제 2 스위칭 구성요소(1110), 위상 시프팅 구성요소(1112), 모듈(1116), 모듈(1120) 및/또는 전력 결합기 및/또는 분배기(1118)와 같은 제어 회로(1100)의 다양한 구성요소들에 연결되어, 경로들 및/또는 위상 시프트들에 대한 선택을 제어할 수 있다.
도 11의 예시적인 실시예에 도시된 제어 회로(1100)는 트랜시버들(1104) 중 선택된 트랜시버를 제 1 안테나 어레이(1102a)의 하나 이상의 안테나 요소들에 결합하도록 모듈(1116)을 제어함으로써, 통신 프로토콜을 통해 하나 이상의 신호들을 통신하도록 요소들을 제어할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 통신 프로토콜은 예를 들어, 5G 통신 프로토콜일 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 안테나 어레이(1102a)의 하나 이상의 안테나 요소들은 MIMO 모드에서 통신 프로토콜을 통해 신호를 통신하도록 구성될 수 있다.
도 11의 예시적인 실시예에 도시된 제어 회로(1100)는 제 1 모드 또는 제 2 모드에 있도록 제 2 안테나 어레이(1102b)의 하나 이상의 안테나 요소들을 구성할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 모드에서, 하나 이상의 제 2 안테나 요소들은 통신 프로토콜을 통한 제 1 안테나 요소의 통신을 지원하기 위한 보조 기능(예를 들어, MIMO, 다이버시티 등)을 제공하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 2 안테나 어레이(1102b)의 하나 이상의 안테나 요소가 MIMO 또는 다이버시티 모드에서 사용될 때, 컨트롤러(1122)는 제 2 스위칭 구성요소(1110) 및 모듈(1120)을 제어하여 제 2 안테나 어레이(1102b)의 하나 이상의 안테나 요소들을 트랜시버들(1106) 중 적절한 트랜시버에 선택적으로 연결할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(1122)는 제 1 스위칭 구성요소(1108)를 제어하여 제 1 안테나 어레이(1102a)의 하나 이상의 안테나 요소들을 블록(1114)(예를 들어, 개방, 접지, 단락 등)에 선택적으로 연결할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제어기(1122)는 또한 제 2 안테나 어레이(120)의 하나 이상의 안테나 요소들로부터 제 1 안테나 어레이(1102a)의 하나 이상의 안테나 요소들을 디커플링시키도록 구성요소들을 제어할 수 있다.
도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, 제 2 모드에 있을 때, 제어 회로(1100)는 제 2 안테나 어레이(1102b) 및/또는 제 1 안테나 어레이(1102a)의 하나 이상의 안테나 요소들을 제어하여, 제 1 안테나 요소들에서 수행되는 빔 형성 동작을 지원할 수 있다. 예를 들어, 이러한 예시적인 실시예에서, 제 1 스위칭 구성요소(1108) 및 제 2 스위칭 구성요소(1110)는 제 1 안테나 어레이(1102a) 및/또는 제 2 안테나 어레이(1102b)의 2개 이상의 안테나 요소들을 결합하기 위해 경로(들)을 위상 시프팅 구성요소(1112)에 연결하도록 컨트롤러(1122)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 위상 시프팅 구성요소(1112)는 빔 형성 동작을 수행하기 위해 안테나 요소들과 연관된 방사 패턴들 사이의 위상 시프트를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 구현할 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법(1200)의 흐름도를 예시한다. 예를 들어, 방법(1200)은 안테나 시스템들(100, 600, 700, 800, 900 및/또는 1000) 및/또는 그러한 안테나 시스템(들)의 하나 이상의 구성요소를 제조하기 위해 구현될 수 있다.
도 12에 예시된 예시적인 실시예에서, 1202에서, 방법(1200)은 제 1 기판(예를 들어, 제 1 기판 102) 상에 복수의 안테나 요소들(예컨대, 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)을 갖는 안테나 어레이(예를 들어, 안테나 어레이 104)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 1202에서, 방법(1200)은 제 1 기판의 곡선 표면(예컨대, 표면106) 상에 적어도 하나의 안테나 요소들(예컨대, 적어도 하나의 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)이 배치되도록 LDS 프로세스를 이용하여, 복수의 안테나 요소들(예컨대, 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)을 갖는 안테나 어레이(예컨대, 안테나 어레이 104)를 제 1 기판(예를 들어, 제 1 기판 102) 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하여 앞서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)은 LDS 정의 안테나 요소로서 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 안테나 요소(104a, 104b, 104c, 104N)가 제 1 기판(102)의 곡선 표면(예를 들어, 표면 106) 상에 배치되도록, 하나 이상의 안테나 요소들(104a, 104b, 104c, 104N)은 LDS 프로세스를 이용하여 제 1 기판(102) 상에 형성될 수 있다.
이러한 예시적인 실시예에서, 1204에서, 방법(1200)은 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 동작가능한 무선 주파수 회로를 제 2 기판(예를 들어, 제 2 기판 110) 상에 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 제 1 기판은 제 2 기판으로부터 이격되고 그리고 제 2 기판에 대해 곡선인 구성(예를 들어, 오목 곡선 구성, 볼록 곡선 구성 등)을 포함하므로, 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나는 제 1 기판의 곡선 표면(예를 들어, 표면 106) 상에 형성된다.
도 13은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예를 동작시키기 위해 구현될 수 있는 예시적이고 비제한적인 방법(1300)의 흐름도를 예시한다. 예를 들어, 방법(1300)은 도 11에 예시된 예시적인 실시예를 참조하여 위에 설명된 바와 같이 제어 회로(1100)를 사용하여 안테나 시스템(100, 600, 700, 800, 900 및/또는 1000) 중 하나 이상을 작동하도록 구현될 수 있다.
도 13에 도시된 예시적인 실시예에서, 1302에서, 방법(1300)은 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 컨트롤러 1122)에 의해서 안테나 어레이(예를 들어, 안테나 어레이 104)를 이용하여 무선 주파수 신호를 통신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 안테나 어레이는 제 2 기판(예컨대, 제 2 기판 110)에 대해 곡선 구성(예를 들어, 오목 곡선 구성, 볼록 곡선 구성)을 갖는 제 1 기판(예를 들어, 제 1 기판 102) 상에 배치된 복수의 안테나 요소들(예를 들어, 안테나 요소들 104a, 104b, 104c, 104N)을 포함하고, 제 2 기판은 제 1 기판으로부터 이격되며, 제 2 기판은 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 작동가능한 무선 주파수 회로를 포함한다.
이러한 예시적인 실시예에서, 1304에서, 방법(1300)은 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 컨트롤러 1122))에 의해, 제 1 방향(예를 들어, 제 1 방향 D1)을 향하는 것으로부터 제 2 방향(예를 들어, 제 2 방향 D2)을 향하도록 안테나 어레이와 연관된 방사 패턴(예를 들어, 방사 패턴 500)의 메인 로브(예를 들어, 메인 로브 502)를 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나는 제 1 기판의 곡선 표면(예를 들어, 표면 106) 상에 배치된다.
본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 본 명세서에 서술되고 및/또는 첨부 도면들에 예시된 방법(예를 들어, 방법 1200 및/또는 방법 1300)은 예시 및 논의를 위한 목적을 위해 특정 순서대로 수행되는 단계들을 묘사한다. 해당 기술 분야의 당업자는 여기에 제공된 개시 내용을 이용하여 이러한 방법들 중 임의의 방법의 다양한 단계들이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 적응, 생략, 재배열될 수 있거나, 예시되지 않은 단계를 포함하거나, 동시에 수행되거나 및/또는 다양한 방식으로 수정될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
비록, 본 발명의 주제가 특정한 예시적인 실시예와 관련하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 전술한 내용을 이해함으로써 이러한 실시예에 대한 용이한 변경예, 변형예 및 등가물이 생성될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 제한이 아니라 예시를 위한 것이며, 본 개시는 해당 기술 분야의 당업자에게 용이하게 이해되는 바와 같이 본 발명의 주제에 대한 이러한 수정예들, 변형예들 및/또는 추가물들의 포함을 배제하지 않는다.
Claims (20)
- 안테나 시스템으로서,
복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이를 포함하는 제 1 기판; 및
상기 제 1 기판과 이격되어 있으며, 상기 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 작동가능한 무선 주파수 회로를 포함하는 제 2 기판
을 포함하며,
상기 제 1 기판은 상기 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 포함하므로, 상기 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나는 제 1 기판의 곡선 표면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 곡선 구성은 하나 이상의 볼록 곡선 구성 또는 하나 이상의 오목 곡선 구성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 기판은 단부 부분과 중앙 부분을 포함하고, 상기 단부 부분과 상기 제 2 기판의 표면 사이의 제 1 거리는 상기 중앙 부분과 상기 제 2 기판의 표면 사이의 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나 요소들은 레이저 직접 구조화 정의 안테나 요소들(laser direct structuring defined antenna elements)인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 제어 디바이스들을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 제어 디바이스들은,
방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향을 가리키는 것에서 제 2 방향을 가리키는 것으로 조정되도록, 안테나 어레이의 방사 패턴을 조정하기 위한 빔 형성 동작을 구현하며;
상기 메인 로브는 제 1 방향의 제 1 이득 및 제 2 방향의 제 2 이득과 연관되고, 제 2 이득은 제 1 이득과 대략 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제 1 방향은 상기 제 2 기판의 중심점으로부터 대략 수직 방향이고, 상기 제 2 방향은 상기 제 2 기판의 중심점으로부터 약 45도 방향인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 무선 주파수 회로는,
상기 제 2 기판의 제 1 측면에 배치된 무선 주파수 피드 회로; 및
상기 제 1 측면과 반대인 상기 제 2 기판의 제 2 측면에 배치되는 접지 평면
을 포함하며,
상기 접지 평면은 하나 이상의 슬롯들을 포함하고, 상기 무선 주파수 피드 회로는 상기 하나 이상의 슬롯들을 통해 복수의 안테나 요소들 중 하나 이상에 상기 상기 무선 주파수 신호를 결합하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 1 슬롯은 제 1 방향으로 연장되고, 상기 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 2 슬롯은 제 2 방향으로 연장되며, 상기 제 1 방향은 제 2 방향에 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나 요소들은 복수의 패치 안테나들의 복수의 방사 요소들인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 안테나 요소둘 중 하나 이상은 하나 이상의 신호들을 통신하거나 또는 셀룰러 통신 프로토콜을 통해 상기 하나 이상의 신호들의 통신을 지원하도록 동작가능한 것을 특징으로 하는 안테나 시스템. - 안테나 시스템을 제조하는 방법으로서,
복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이를 제 1 기판 상에 형성하는 단계; 및
안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 전달하도록 동작가능한 무선 주파수 회로를 제 2 기판 상에 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 제 1 기판은 제 2 기판으로부터 이격되어 있고 그리고 제 2 기판에 대해 곡선 구성을 포함하므로, 상기 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나의 안테나 요소는 제 1 기판의 곡선 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 제조하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 복수의 안테나 요소들을 갖는 안테나 어레이를 제 1 기판 상에 형성하는 단계는,
레이저 직접 구조화 공정을 이용하여 상기 제 1 기판 상에 안테나 요소들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 제조하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 무선 주파수 회로를 제 2 기판 상에 형성하는 단계는,
상기 제 2 기판의 제 1 측면에 무선 주파수 피드 회로를 형성하는 단계; 및
상기 제 1 측면의 반대편인 상기 제 2 기판의 제 2 측면에 하나 이상의 슬롯들을 포함하는 접지 평면을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 하나 이상의 슬롯들을 통해 복수의 안테나 요소들 중 하나 이상에 무선 주파수 신호를 결합하도록 상기 무선 주파수 피드 회로가 상기 제 2 기판의 제 1 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 제조하는 방법. - 제13항에 있어서,
상기 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 1 슬롯은 제 1 방향으로 연장되고 상기 하나 이상의 슬롯들 중 적어도 하나의 제 2 슬롯은 제 2 방향으로 연장되도록, 하나 이상의 슬롯들을 포함하는 접지 평면을 상기 제 2 기판의 제 2 측면에 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향에 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 제조하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 곡선 구성은 하나 이상의 볼록 곡선 구성 또는 하나 이상의 오목 곡선 구성 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 제조하는 방법. - 안테나 시스템을 구성하는 방법으로서,
하나 이상의 프로세서들에 의해서, 안테나 어레이를 이용하여 무선 주파수 신호를 통신하는 단계, 상기 안테나 어레이는 제 1 기판 상에 배치된 복수의 안테나 요소들을 포함하고, 상기 제 1 기판은 제 1 기판으로부터 이격된 제 2 기판에 대하여 곡선 구성을 가지며, 상기 제 2 기판은 상기 안테나 어레이를 통해 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 운반하도록 동작가능한 무선 주파수 회로를 포함하며; 및
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해서, 안테나 어레이와 연관된 방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향으로부터 제 2 방향을 향하도록 조정하는 단계
를 포함하며,
상기 복수의 안테나 요소들 중 적어도 하나는 상기 제 1 기판의 곡선 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 구성하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 메인 로브는 상기 제 1 방향의 제 1 이득 및 상기 제 2 방향의 제 2 이득과 연관되고, 상기 제 2 이득은 상기 제 1 이득과 거의 동일한 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 구성하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제 1 방향은 상기 제 2 기판의 중심점으로부터 대체로 수직한 방향이고, 상기 제 2 방향은 상기 제 2 기판의 중심점으로부터 약 45도 방향인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 구성하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해서 안테나 어레이와 연관된 방사 패턴의 메인 로브가 제 1 방향으로부터 제 2 방향을 향하도록 조정하는 단계는,
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해서, 무선 주파수 신호의 전력 또는 위상 중 적어도 하나를 상기 복수의 안테나 요소들 중 하나 이상에 대해 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 구성하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해서, 하나 이상의 신호들을 통신하거나 또는 약 24 GHz 내지 약 86 GHz의 주파수 대역 범위에서 다중 입력 다중 출력 모드 또는 다이버시티 모드 중 적어도 하나에서 안테나 어레이 및 셀룰러 통신 프로토콜을 통한 하나 이상의 신호들의 통신을 지원하도록, 상기 무선 주파수 신호에 적어도 일부 기초하여 상기 복수의 안테나 요소들 중 하나 이상을 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템을 구성하는 방법.
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