WO2024039001A1 - 액정 층을 이용하여 빔포밍 신호를 전송하기 위한 전자 장치 및 방법 - Google Patents

액정 층을 이용하여 빔포밍 신호를 전송하기 위한 전자 장치 및 방법 Download PDF

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WO2024039001A1
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signal
cell
cells
electronic device
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고승태
김대현
이정엽
홍원빈
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삼성전자 주식회사
포항공과대학교 산학협력단
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    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity

Definitions

  • This disclosure relates to an electronic device and method for transmitting a beamforming signal using a liquid crystal layer.
  • FSS frequency selective surface
  • an electronic device may include a memory, a frequency selective surface (FSS) including a plurality of cells, and at least one processor.
  • Each cell of the plurality of cells may include a liquid crystal layer.
  • the at least one processor may be configured to receive a signal from another electronic device based on the FSS.
  • the at least one processor may be configured to determine refraction information for each of the plurality of cells of the FSS based on a difference between first pattern information for the other electronic device and second pattern information for the received signal. You can.
  • the at least one processor may be configured to perform reconfiguration of the FSS based on refraction information for each of the plurality of cells of the FSS.
  • the at least one processor may be configured to obtain a reconstruction signal from the other electronic device based on the reconfigured FSS.
  • a method performed by an electronic device may include receiving a signal from another electronic device based on a frequency selective surface (FSS) including a plurality of cells. Each cell of the plurality of cells may include a liquid crystal layer. The method may include determining refraction information for each of a plurality of cells of the FSS based on a difference between first pattern information for the other electronic device and second pattern information for the received signal. . The method may include performing reconfiguration of the FSS based on refraction information for each of the plurality of cells of the FSS. The method may include obtaining a reconstruction signal from the other electronic device based on the reconstructed FSS.
  • FSS frequency selective surface
  • FIG. 1 illustrates an example of a wireless communication environment according to various embodiments.
  • FIG. 2 illustrates an example of a wireless communication environment including a frequency selective surface (FSS) according to various embodiments.
  • FSS frequency selective surface
  • FIG 3 shows an example of the functional configuration of an FSS device according to various embodiments.
  • 4A, 4B, and 4C illustrate examples of unit cells of an FSS according to example embodiments.
  • 5A-5B show an example of an FSS structure of an FSS device according to an example embodiment.
  • FIG. 5C shows an example of reflection characteristics depending on a ground gap according to an example embodiment.
  • 6A-6B show examples of mapping patterns of an FSS device according to an example embodiment.
  • Figure 7 shows an example of a blockage pattern according to an example embodiment.
  • FIG 8 shows an example of refraction information according to an example embodiment.
  • FIG 9A shows an example of FSS reconfiguration according to an example embodiment.
  • FIG 9B shows another example of FSS reconfiguration according to an example embodiment.
  • Figure 10 shows an operational flow of an electronic device for FSS reconfiguration according to an example embodiment.
  • Terms used in the following description refer to signals (e.g., signal, information, message, signaling), terms for operational states (e.g., step, operation, procedure), and terms that refer to data. Terms (e.g. packet, user stream, information, bit), terms referring to channels, terms referring to network entities, terms referring to device components, etc. are used for convenience of explanation. This is an example for. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and may be replaced with other terms having equivalent technical meaning.
  • Terms referring to components of electronic devices used in the following description e.g., substrate, printed circuit board (PCB), flexible PCB (FPCB), module, layer, antenna, antenna element, circuit, processor, chip, configuration elements, devices
  • terms referring to the shape of parts e.g. structures, structures, supports, contacts, protrusions
  • terms referring to connections between structures e.g. connections, contacts, supports, contact structures, conductive members, assemblies.
  • circuits e.g. PCB, FPCB, signal line, feeding line, data line, RF signal line, antenna line, RF path, RF module, RF circuit, splitter ( Splitter, divider, coupler, combiner, etc. are shown as examples for convenience of explanation.
  • the expressions greater than or less than may be used to determine whether a specific condition is satisfied or fulfilled, but this is only a description for expressing an example, and the description of more or less may be used. It's not exclusion. Conditions written as ‘more than’ can be replaced with ‘more than’, conditions written as ‘less than’ can be replaced with ‘less than’, and conditions written as ‘more than and less than’ can be replaced with ‘greater than and less than’.
  • 'A' to 'B' means at least one of the elements from A to (including A) and B (including B).
  • the present disclosure uses terms used in some communication standards (e.g., 3rd Generation Partnership Project (3GPP), European Telecommunications Standards Institute (ETSI), extensible radio access network (xRAN), and open-radio access network (O-RAN).
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • ETSI European Telecommunications Standards Institute
  • xRAN extensible radio access network
  • OF-RAN open-radio access network
  • FIG. 1 illustrates an example of a wireless communication environment according to various embodiments.
  • the wireless communication environment 100 of FIG. 1 may include a base station 110, a terminal 120, and a terminal 130 as some nodes that use a wireless channel.
  • the base station 110 is a network infrastructure that provides wireless access to the terminal 120 and/or terminal 130.
  • Base station 110 has coverage defined as a certain geographic area based on the distance over which signals can be transmitted.
  • the base station 110 includes a massive MIMO (multiple input multiple output) unit (MMU), an 'access point (AP)', an 'eNodeB (eNB)', and a '5G node (5th node).
  • MMU massive MIMO (multiple input multiple output) unit
  • AP 'access point
  • eNB 'eNodeB
  • 5th node 5th node
  • the base station 110 may transmit a downlink signal or receive an uplink signal.
  • Each of the terminal 120 and terminal 130 is a device used by a user and can communicate with the base station 110 through a wireless channel.
  • the terminal 120 will be described, but the description of the terminal 120 may be applied to the terminal 130.
  • the terminal 120 may be operated without user involvement. That is, the terminal 120 may be any device that performs machine type communication (MTC) and may not need to be carried or operated by the user.
  • the terminal 120 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', and 'customer premises equipment (CPE)'. , ‘remote terminal’, ‘wireless terminal’, ‘electronic device’, or ‘vehicle terminal’, ‘user device’ or technical equivalent. It may be referred to by other terms with different meanings.
  • the terminal 120 and terminal 130 shown in FIG. 1 can support vehicle communication.
  • vehicle communication in the LTE system, standardization work on V2X technology based on the device-to-device (D2D) communication structure was completed in 3GPP Release 14 and Release 15, and V2X technology is currently being developed based on 5G NR. Efforts to develop it are underway.
  • NR V2X supports unicast communication, groupcast (or multicast) communication, and broadcast communication between terminals.
  • a reconfigurable intelligent surface (RIS) 140 that has few restrictions on installation location and is inexpensive can be used.
  • the RIS 140 is a meta surface containing controllable passive elements and can adjust the size and/or phase of reflected radio waves of signals. Beamforming of a desired form is possible by controlling the size and/or phase of the reflected wave.
  • a signal transmitted from the base station 110 may be reflected by the RIS 140 and transmitted to the terminal 130.
  • RIS 140 can adjust its size or phase to control the direction from the base station 110 and toward the terminal 130.
  • RIS has relatively no restrictions on installation location and can be inexpensive.
  • mmWave millimeter wave
  • path loss increases and multi-path fading loss increases due to reduced diffraction. Therefore, deterioration of the link budget occurs.
  • High-gain antennas can be used in base stations and terminals in the mmWave frequency band to compensate for propagation loss.
  • the high-gain antenna used to compensate for propagation loss has the disadvantage of making the communication link vulnerable to obstacles because it has a narrow beam width. At least part of the signal may be blocked due to an obstacle between the transmitting end and the receiving end. Because the signal does not reach the receiving end normally, communication performance may deteriorate.
  • a plan to reduce path loss due to obstacles may be desirable.
  • cloaking technology can be used to make obstacles electrically transparent.
  • This cloaking technology attaches a meta surface or frequency selective surface (FSS) to the surface of the obstacle in order to make the obstacle electrically transparent.
  • FSS frequency selective surface
  • cloaking technology obstacles become electrically transparent by causing radio waves to bypass them or canceling out the scattering they cause.
  • cloaking technology has the disadvantage of being usable only in fixed situations where the obstacle is defined.
  • cloaking technology has the disadvantage of being difficult to apply to complex obstacle shapes because it requires attaching a structure to the surface of the obstacle.
  • a frequency selective surface (FSS) including a liquid crystal layer may be used.
  • the FSS may be deployed in the base station 110, terminal 120, or RIS 140, or may be disposed in a device related to the base station 110, terminal 120, or RIS 140.
  • the present disclosure describes a technology for reducing performance degradation due to obstacles by adjusting the impedance distribution for FSS in a wireless communication system.
  • FSS frequency selective surface
  • the FSS may include adjustable elements (e.g., voltage of the liquid crystal layer) that affect the capacitance or inductance that determines the electrical characteristics of each unit cell.
  • the signal source 210 can transmit a signal.
  • signal source 210 may be base station 110.
  • the signal source 210 may be the terminal 120.
  • the signal source 210 is a separate node (e.g., radio unit (RU), distributed unit (DU)), central unit (CU), which performs the functions of the base station 110 or the terminal 120. It may be a vehicle, CPE, or integrated access and backhaul (IAB).
  • RU radio unit
  • DU distributed unit
  • CU central unit
  • IAB integrated access and backhaul
  • the signal transmitted from the signal source 210 is radiated into the air through a wireless channel.
  • the signal source 210 may be a transmitting end.
  • the signal may be transmitted to a receiving end.
  • the FSS 230 may be a component of the receiving end.
  • the receiving end may receive the signal from the signal source 210.
  • the receiving end may be the base station 110.
  • the receiving end may be terminal 120.
  • the receiving end may be the RIS (140).
  • the receiving end may be a separate node that performs the functions of the base station 110 or the terminal 120.
  • the obstacle 220 Due to this, performance deterioration occurs more frequently.
  • the FSS 230 may be a component of a receiving end corresponding to the signal source 210.
  • the FSS 230 may include a structure in which a conductive pattern or shape is periodically arranged on a dielectric substrate.
  • the FSS 230 may include unit cells corresponding to M rows horizontally (M is a natural number) and N columns vertically (N is a natural number).
  • the characteristic transformation (Z ij , i is the horizontal position, j is the vertical position) provided by each unit cell may be independent.
  • the FSS 230 has filter characteristics that selectively pass or reflect a specific frequency band of the signal incident on the FSS 230. By adjusting the electrical components of the unit cell with the liquid crystal layer of the FSS 230, the filter characteristics can be reconfigured.
  • FSS devices include FSS 230 and may include devices or other mechanisms for controlling FSS 230 that may be placed inside or outside FSS 230.
  • the receiving end may include an FSS device. 3, an exemplary configuration of an FSS device is described.
  • FIG 3 shows an example of the functional configuration of an FSS device according to various embodiments.
  • the FSS device 300 may include a transceiver 301, a memory 303, and a processor 305.
  • the transceiver 301 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the transceiver 301 performs a conversion function between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the system. For example, when transmitting data, the transceiver 301 may generate complex symbols by encoding and modulating the transmission bit stream. Additionally, when receiving data, the transceiver 301 can restore the received bit stream by demodulating and decoding the baseband signal. In addition, the transceiver 301 upconverts the baseband signal to a radio frequency (RF) band signal and transmits it through an antenna (e.g., FSS 230), and transmits it through an antenna (e.g., FSS 230).
  • RF radio frequency
  • the transceiver 301 may include components such as a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), etc. .
  • the transceiver 301 may be operably coupled with the FSS 230.
  • the transceiver 301 may receive signals transmitted from a transmitting end (eg, signal source 210).
  • the FSS 230 may output converted signals by reflecting or selectively passing incident signals.
  • the transceiver 301 may receive converted signals output from the FSS 230.
  • the transceiver 301 transmits and receives signals as described above. Accordingly, the transceiver 301 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. Additionally, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel, backhaul network, optical cable, Ethernet, and other wired paths are used to mean that the processing as described above is performed by the transceiver 301. According to one embodiment, the transceiver 301 may provide an interface for communicating with other nodes in the network.
  • the transceiver 301 converts a bit string transmitted between nodes (e.g., access nodes, base stations, upper and lower nodes, core network, etc.) into a physical signal, and converts the physical signal received from other nodes into a bit string. It can be converted into heat.
  • nodes e.g., access nodes, base stations, upper and lower nodes, core network, etc.
  • the memory 303 may store data such as basic programs, application programs, and setting information for operation of the FSS device 300.
  • the memory 303 may be comprised of volatile memory, non-volatile memory, or a combination of volatile memory and non-volatile memory. And the memory 303 can provide stored data according to the request of the processor 305.
  • memory 303 may store refraction information for FSS 230.
  • the refraction information may include information about the refractive index of each cell of the FSS 230.
  • the processor 305 controls the overall operations of the FSS device 300.
  • the processor 305 can write data to and read data from the memory 303.
  • processor 235 may transmit and receive signals through transceiver 301.
  • the FSS device 300 may include at least one processor to perform embodiments of the present disclosure.
  • the processor 305 may be referred to as a control unit or control means.
  • the processor 305 may control the device to perform operations of the FSS device 300 according to embodiments of the present disclosure.
  • the FSS device 300 may perform reconfiguration of the FSS 230.
  • the FSS device 300 can control the voltage applied to the cells of the FSS 230.
  • the FSS device 300 can change the frequency response characteristics of each cell of the FSS 230 by adjusting the voltage applied to the liquid crystal layer of the FSS 230.
  • components of the FSS device 300 may be implemented within one node.
  • the FSS device 300 is mainly described as one node including the FSS 230, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the FSS device 300 may be implemented by dividing into a first entity 310 and a second entity 320.
  • the first entity 310 may include a transceiver 301, memory 303, and processor 305.
  • Second entity 320 may include FSS 230 .
  • FSS 230 may be placed in a different entity than components for signal processing (e.g., transceiver 301, memory 303, and processor 305) to receive signals over a wireless channel.
  • FSS 230 may include a plurality of unit cells. Hereinafter, the structure and shape of each unit cell will be described through FIGS. 4A to 4C.
  • 4A-4C show an example of a unit cell of an FSS according to an example embodiment.
  • the unit cell may include a liquid crystal layer 405.
  • the liquid crystal layer 405 can be used to change the magnitude and phase components of a supplied or received signal.
  • the liquid crystal layer 405 can be used to change the magnitude component of the supplied or received signal.
  • the liquid crystal layer 405 can be used to change the phase component of a supplied or received signal.
  • the signal may be refracted in the liquid crystal layer 405.
  • a processor e.g., processor 305 of the FSS device may apply DC to a biasing line.
  • the processor 305 can individually control the DC bias for the unit cell ground through the via.
  • the liquid crystal layer 405 may include liquid crystal having dielectric anisotropy.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer 405 is dependent on the applied voltage and can therefore be set and adjusted in a variable manner by adjusting the applied voltage. Changing dielectric constant can change the electrical characteristics of the signal passing through the unit cell.
  • a unit cell may include a plurality of dipoles (eg, in the unit cell shown, three dipoles). Different resonant frequencies can provide wide bandwidths.
  • a unit cell may include dipoles of different lengths for wideband operation.
  • the plurality of dipoles of the unit cell may have different lengths.
  • the spacing between the plurality of dipoles of the unit cell may be different. Different lengths or different spacings cause different resonant frequencies at each dipole. The formation of different resonant frequencies within an adjacent range can broaden the range of frequencies that provide gain above a certain decibel.
  • the expanded frequency range can be broadband.
  • cross-sectional view 430 shows the stacked structure of unit cells.
  • the unit cell includes a quartz (e.g. quartz) layer 401, a first metal layer 403, a liquid crystal layer 405, a second metal layer 407, a PCB 409, and a third metal layer ( 411) may include a stacked structure.
  • the liquid crystal layer 405 may be disposed between the first metal layer 403 and the second metal layer 407.
  • polyamides 404a and 404b may be disposed on the top and bottom surfaces of the liquid crystal layer 405, respectively.
  • Polyamide 404a may be disposed between the first metal layer 403 and the liquid crystal layer 405.
  • Polyamide 404b may be disposed between the liquid crystal layer 405 and the second metal layer 407.
  • the liquid crystal layer 405 may include liquid crystal having dielectric anisotropy.
  • a spacer 406 may be disposed. The spacer 406 may be disposed between the polyamide 404a combined with the first metal layer 403 and the polyamide 404b combined with the second metal layer 407.
  • Vias 410 may be formed across the layers of the PCB 409 to transmit supplied signals or signals received from the outside. Through the via 410, the second metal layer 407 and the third metal layer may be electrically connected. Through this, an electrical connection can be formed across the first metal layer 403, liquid crystal layer 405, second metal layer 407, and third metal layer 411 of the stacked structure.
  • a processor eg, processor 305 may apply a voltage to the unit cell.
  • a voltage eg, V b
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer 405 disposed between the first metal layer 403 and the third metal layer 411 depends on the applied voltage. Therefore, the dielectric constant can be set and adjusted in various ways by adjusting the applied voltage. Changing dielectric constant can change the electrical characteristics of the signal passing through the unit cell.
  • a unit cell structure having a liquid crystal layer may include a radiation layer that uses at least one of a patch antenna, a microstrip antenna, a horn antenna, or a slot antenna to receive signals.
  • 5A-5B show an example of an FSS structure of an FSS device according to an example embodiment.
  • the FSS (eg, FSS 230) of the FSS device may include a plurality of unit cells.
  • a top view 510 is presented as a top view of two unit cells.
  • the unit cells may include a first unit cell 501 and a second unit cell 503.
  • the lengths of dipoles within each unit cell may be different.
  • the spacing between dipoles within a cell may be different.
  • the FSS device 300 may apply individual voltages to each unit cell of the FSS 230.
  • the FSS device 300 may perform reconfiguration of the FSS 230 by applying a voltage specific to the unit cell.
  • electrical isolation between unit cells may be provided.
  • a gap between unit cells may be disposed at the ground plane of the unit cells of the FSS 230 to electrically isolate the unit cells.
  • a gap 505 may be disposed between the first unit cell 501 and the second unit cell 503.
  • the length of the gap may be about 100 ⁇ m (micrometer).
  • a schematic diagram 520 shows biasing lines applied to each unit cell of the FSS 230.
  • An individual biasing line eg, biasing line 521) may be connected to each unit cell.
  • the FSS device 300 may individually control the voltage applied to the unit cell (eg, unit cell 523).
  • the magnitude of voltage applied between unit cells may be different.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer in each unit cell may be different based on, for example, the magnitude of the applied voltage, the physical configuration of the unit cell, or a combination thereof.
  • FIG. 5C shows an example of reflection characteristics depending on a ground gap according to an example embodiment.
  • the ground gap refers to a gap disposed to form a physical gap between unit cells within the ground plane of the FSS (eg, FSS 230).
  • a graph 530 shows reflection characteristics by permittivity.
  • the horizontal axis 531 of the graph 530 represents the dielectric constant (unit: mm) of the liquid crystal layer (eg, the liquid crystal layer 405).
  • the left vertical axis 532 of the graph 530 represents reflection magnitude (unit: dB (decibel)).
  • the right vertical axis 533 of the graph 530 represents the reflection phase (unit: degrees).
  • the graph 530 is based on the FSS 230 receiving a signal transmitted in a band of approximately 37 GHz, but similar results can be seen using other frequency bands.
  • the first line 541 represents the reflection size of FSS without a ground gap.
  • the second line 542 represents the reflection magnitude of the FSS including the ground gap. Comparing the first line 541 and the second line 542, the difference in performance change due to the ground gap is within a critical range. Additionally, an improvement in gain can be confirmed in a certain section.
  • the third line 551 represents the reflection phase of the FSS including the ground gap.
  • the fourth line 552 represents the reflection phase of FSS without a ground gap. Comparing the third line 551 and the fourth line 552, the difference in performance change due to the ground gap is within a critical range. Additionally, an improvement in gain can be confirmed in a certain section.
  • the FSS (e.g., FSS 230) of the FSS device may include a planar surface. At least a portion of the planar surface may include M unit cells in one direction and N unit cells in a rectangular area in another direction perpendicular to the one direction.
  • FSS 230 may include M x N unit cells. Each unit cell can correspond to (m, n) (m is an integer between 1 and M, n is an integer between 1 and N).
  • the mapping pattern refers to a sampled pattern such that the values of the received incident pattern are mapped to each unit cell of the FSS.
  • the first incident pattern 610 ( ) represents the distribution of signals incident on the FSS 230 of the FSS device 300 in the first example wireless communication environment without obstacles (e.g., obstacles 220).
  • the signal from the signal source 210 ( ) may be transmitted to the FSS device 300 through a wireless channel in the first example wireless communication environment. Therefore, the FSS device 300 uses the signal from the signal source 210 without separate blocking (blockage). ) can be received normally. That is, the FSS device 300 can receive an unimpeded signal.
  • the signal obtained from the FSS device 300 is the signal of the signal source 210 ( ) can respond. In this way, the first incident pattern 610 ( ) is not determined through actual transmission to the FSS device 300, but rather a signal from the signal source 210 ( ) can be derived from
  • the FSS device 300 has a first incident pattern 610 ( ) Based on the first mapping pattern 620 ( ) can be obtained.
  • the FSS device 300 may obtain information about the size of the FSS 230.
  • information about the size of the FSS 230 may include the number of unit cells of the FSS 230. Additionally, according to one embodiment, information about the size of the FSS 230 may include information about the arrangement of the unit cells.
  • the FSS device 300 creates a first incident pattern 610 ( ) can be sampled. Based on the sampling, the FSS device 300 creates a first mapping pattern 620 ( ) can be obtained.
  • the first mapping pattern 620 ( ) can be used for reflection functions in the FSS 230.
  • the first mapping pattern 620 ( ) plural elements of Each may correspond to each unit cell (m, n) of the FSS 230 and may be determined based on at least one sample of the unit cell (m, n). Resulting first mapping pattern 620 ( ) is the first incident pattern 610 ( ) can be derived from
  • the second incident pattern 630 ( ) represents the distribution of signals incident on the FSS 230 of the FSS device 300 in the second example wireless communication environment where there is an obstacle (e.g., the obstacle 220).
  • the signal from the signal source 210 ( ) may be scattered or blocked after hitting an obstacle 220 while being transmitted through a wireless channel in the second example wireless communication environment.
  • the signal from the signal source 210 ( ) may still be transmitted by the FSS device 300.
  • the signal obtained from the FSS device 300 is the reflection vector ( ), the signal of the signal source 210 ( ) may be different. That is, the FSS device 300 may receive an interrupted signal.
  • the FSS device 300 receives a signal from the signal source 210 ( ) and the reflection vector of the obstacle 220 ( ), according to the second incident pattern 630 ( ) can be obtained.
  • the FSS device 300 has a second incident pattern 630 ( ) Based on the second mapping pattern 640 ( ) can be obtained.
  • the FSS device 300 may obtain information about the size of the FSS 230.
  • information about the size of the FSS 230 may include the number of unit cells of the FSS 230. Additionally, according to one embodiment, information about the size of the FSS 230 may include information about the arrangement of the unit cells.
  • the FSS device 300 creates a second incident pattern 630 ( ) can be sampled. Based on the sampling, the FSS device 300 creates a second mapping pattern 640 ( ) can be obtained.
  • the second mapping pattern 640 ( ) can be used for reflection functions in the FSS 230.
  • the second mapping pattern 640 ( ) plural elements of Each may correspond to each unit cell (m, n) of the FSS 230 and may be determined based on at least one sample of the unit cell (m, n). Resulting second mapping pattern 640 ( ) is the second incident pattern 630 ( ) can be derived from
  • FIG. 7 shows an example of a blockage pattern according to an example embodiment.
  • the FSS e.g., FSS 230
  • the FSS device e.g., FSS device 300
  • the FSS is capable of acquiring information caused by the obstacle 220 so that the signal is not lost due to the obstacle (e.g., obstacle 220). You can.
  • the pattern of the signal incident on the FSS 230 may vary.
  • the information obtained can be used to make the obstacle 220 electrically transparent.
  • the FSS device 300 may acquire a blocking pattern 700.
  • the FSS device 300 uses the first mapping pattern 620 of FIG. 6A ( ) and the second mapping pattern 640 of FIG. 6B ( ) Based on this, the blocking pattern 700 can be obtained.
  • the FSS device 300 includes a first mapping pattern 620 ( ) and the second mapping pattern 640 ( ) Based on the difference in the blocking pattern 700 ( ) can be obtained.
  • the first mapping pattern 620 ( ) is the signal of the signal source 210 ( ) can respond.
  • Second mapping pattern 640 ( ) is the signal of the signal source 210 ( ) and the reflection vector of the obstacle 220 ( ) may correspond to, for example, the second mapping pattern 640 ( ) is the signal of the signal source 210 ( ) and the reflection vector of the obstacle 220 ( ) of the sum ( ) can respond.
  • the FSS device 300 includes a first mapping pattern 620 ( ) and the second mapping pattern 640 ( ), and the reflection vector of the obstacle 220 ( ) Blocking pattern 700 corresponding to ( ) can be obtained.
  • the first incident pattern 610 and the first mapping pattern 620 may be obtained in advance based on signals that are incident before the signal is blocked by the obstacle 220.
  • the FSS device 300 may acquire the first incident pattern 610 and the first mapping pattern 620 in advance before the wireless communication environment is changed due to external factors such as obstacles 220.
  • the second incident pattern 630 and the second mapping pattern 640 are generated after the wireless communication environment is changed. Due to the obstacle 220, the signal is scattered or at least partially blocked, so that it can be obtained based on the incident signals.
  • the FSS device 300 may obtain spatial information related to a wireless channel and wireless communication environment through the blocking pattern 700. According to one embodiment, the FSS device 300 may recognize that a spatial change has occurred in the wireless channel, such as an obstacle 220, based on the blocking pattern 700. For example, when gain values different from the first mapping pattern 620 (i.e., the second mapping pattern 640) are detected, the FSS device 300 blocks the physical path of the wireless communication channel due to the obstacle 220. You can recognize that changes are occurring in the environment. In the above descriptions, one obstacle 220 is mentioned as an example, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto. The FSS device 300 can obtain information about the space located in the current signal transmission path, regardless of the number or location of obstacles.
  • FIG 8 shows an example of refraction information according to an example embodiment.
  • an FSS device may obtain a refraction pattern 800 based on the blocking pattern 700.
  • the refraction pattern 800 may indicate refraction information (eg, refractive index) in the liquid crystal layer of each unit cell.
  • the FSS device 300 may allocate the refraction pattern 800 to the FSS (eg, FSS 230) based on the blocking pattern 700.
  • the FSS device 300 may identify signal information of a unit cell (eg, unit cell (m, n)) of the FSS 230 from the blocking pattern 700.
  • the FSS device 300 can normally restore a signal incident on a unit cell based on signal information.
  • the FSS device 300 may apply the signal information of the unit cell in reverse so that the signal incident on the unit cell is not affected by spatial constraints (eg, obstacles 220).
  • the FSS device 300 can obtain the intended signal from the signal source (eg, the signal source 210) by reversely applying the change caused by the obstacle.
  • the FSS device 300 may determine refraction information (eg, refractive index) for the unit cell based on the blocking pattern 700 in order to normally restore the signal incident on the unit cell.
  • refraction information may be used to change the size and/or phase of a signal passing through the liquid crystal layer.
  • the refraction information can be used to vary the electrical length of the signal.
  • the FSS device 300 may determine refraction information for each unit cell among the plurality of unit cells of the FSS 230.
  • the FSS device 300 may determine voltage information for the FSS 230 based on the refraction pattern 800.
  • the FSS device 300 may determine voltage information for the FSS 230 based on refraction information for each unit cell.
  • the refraction information in the liquid crystal layer depends on the dielectric constant of the liquid crystal layer.
  • the FSS device 300 may obtain the value of the dielectric constant required for the specific unit cell based on the refraction information for the specific unit cell. More specifically, the FSS device 300 may obtain the desired dielectric constant for the specific unit cell.
  • the dielectric constant value that will achieve the refractive index can be determined. Accordingly, the FSS electronic device 300 can determine the voltage to be applied to the specific unit cell based on the required dielectric constant.
  • Voltage information may include the voltage for each unit cell.
  • incident patterns e.g., first incident pattern 610
  • second incident pattern e.g., first incident pattern 610
  • mapping patterns e.g., first mapping pattern 620 and second mapping pattern 640
  • An example of obtaining a quantized blocking pattern 700 based on the difference between the sampled mapping patterns after sampling 630)) has been described.
  • embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • An operation of acquiring a blocking pattern by directly sampling the difference between incident patterns and an operation of determining refraction information based on the blocking pattern may also be understood as an operation of the FSS device 300 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FSS reconfiguration refers to the FSS device (eg, FSS device 300) resetting the voltage value for each unit cell of the FSS (eg, FSS 230).
  • FSS device 300 resetting the voltage value for each unit cell of the FSS (eg, FSS 230).
  • the reset voltage By the reset voltage, the dielectric constant of the liquid crystal layer of the unit cell can be changed.
  • the signal incident on the FSS 230 may be reflected with different magnitudes and/or different phases.
  • an obstacle 901 may be placed between the signal source 210 and the FSS 230.
  • the FSS device 300 may acquire an incident pattern (hereinafter referred to as a reception pattern) of a signal incident on the FSS 230 due to the obstacle 901. Additionally, the FSS device 300 can also acquire other incident patterns (hereinafter referred to as basic patterns) for the signal source 210.
  • the basic pattern refers to a pattern in which signals received from the signal source 210 through a wireless channel before the obstacle 901 is placed are incident on the FSS 230.
  • the FSS device 300 may obtain a blocking pattern based on the difference between the received pattern and the basic pattern.
  • the blocking pattern is a pattern that represents a gain change due to the obstacle 901 in terms of the gain of the FSS 230.
  • the FSS device 300 may acquire refraction information 910 based on the blocking pattern for the obstacle 901.
  • the FSS device 300 may perform FSS reconstruction based on mapping of refraction information 910 (eg, refractive index) in each unit cell.
  • the FSS device 300 can change the dielectric constant of a unit cell by applying voltage information corresponding to refraction information in the unit cell to the unit cell.
  • the FSS device 300 may obtain a radiation pattern to overcome the obstacle 901 by resetting the dielectric constant for each unit cell.
  • Graph 920 represents the radiation pattern.
  • the horizontal axis 921 of the graph 920 represents the angle (unit: degree) with respect to the boresight direction.
  • the vertical axis 923 of the graph 920 represents gain (unit: dBi (decibel isotropic)).
  • the first line 931 represents a basic pattern, and the basic pattern means the radiation pattern of the signal source 210. As signals from the signal source 210 are incident on the FSS 230 without reflection, the radiation pattern of the first line 931 may be obtained in the FSS 230.
  • the second line 932 represents a reception pattern in the reconfigured FSS 230 according to embodiments.
  • the third line 933 represents the reception pattern.
  • the reception pattern refers to a reception pattern in the FSS 230 that reflects the loss caused by the obstacle 901 before FSS reconfiguration.
  • the reconstructed FSS 230 corresponds to the effective medium.
  • the first line 931 indicates approximately 21.1 dBi and the third line 933 indicates approximately 7.0 dBi. That is, due to the obstacle 901, the gain is reduced by about 14.1 dB.
  • the FSS 230 may be reconstructed based on the refraction information 910.
  • second line 932 indicates approximately 16.45 dBi. Due to the reconfigured FSS 230, it can be seen that the gain increases by approximately 9.45 dB.
  • FSS reconfiguration refers to the FSS device (eg, FSS device 300) resetting the voltage value for each unit cell of the FSS (eg, FSS 230).
  • FSS device 300 e.g. FSS device 300
  • FIG. 9B an example in which refraction information changes due to an obstacle 951 that is different from the obstacle 901 in FIG. 9A is described.
  • an obstacle 951 may be placed between the signal source 210 and the FSS 230.
  • the FSS device 300 may obtain an incident pattern (hereinafter referred to as a reception pattern) of a signal incident on the FSS 230 due to the obstacle 951. Additionally, the FSS device 300 may acquire an incident pattern (hereinafter referred to as a basic pattern) for the signal source 210.
  • the basic pattern refers to a pattern in which signals received from the signal source 210 through a wireless channel before the obstacle 951 is placed are incident on the FSS 230.
  • the FSS device 300 may obtain a blocking pattern based on the difference between the received pattern and the basic pattern.
  • the blocking pattern indicates a gain change due to the obstacle 951 in terms of the gain of the FSS 230.
  • the FSS device 300 may acquire refraction information 960 based on the blocking pattern for the obstacle 951.
  • the FSS device 300 may perform FSS reconstruction based on mapping of refraction information 960 (eg, refractive index) in each unit cell.
  • the FSS device 300 can change the dielectric constant of a unit cell by applying voltage information corresponding to refraction information in the unit cell to the unit cell.
  • the FSS device 300 may obtain a radiation pattern to overcome the obstacle 951 by resetting the dielectric constant for each unit cell.
  • the first line 981 represents the basic pattern.
  • the basic pattern refers to the radiation pattern of the signal source 210. As signals from the signal source 210 are incident on the FSS 230 without reflection, the radiation pattern of the first line 981 may be obtained in the FSS 230.
  • the second line 982 represents a reception pattern in the reconfigured FSS 230 according to embodiments.
  • the third line 983 represents the reception pattern.
  • the reception pattern refers to a reception pattern in the FSS 230 that reflects the loss caused by the obstacle 951 before FSS reconfiguration.
  • reconstructed FSS 230 corresponds to a valid medium.
  • the first line 981 represents about 21.1 dBi and the third line 983 represents about 3.6 dBi. That is, due to the obstacle 951, the gain is reduced by about 17.5 dB.
  • the FSS 230 may be reconstructed based on the refraction information 960.
  • the second line 982 represents approximately 13.9 dBi. Due to the reconfigured FSS 230, it can be seen that the gain increases by approximately 10.3 dB.
  • Figure 10 shows an operational flow of an electronic device for FSS reconfiguration according to an example embodiment.
  • the electronic device exemplifies the FSS device 300 of FIG. 3 .
  • the electronic device may receive a signal.
  • An electronic device can receive signals from other electronic devices.
  • the electronic device may receive a signal based on FSS (eg, FSS 230).
  • FSS 230 may be in a default state.
  • the basic state refers to the state before changing the voltage applied to each unit cell due to an obstacle, that is, before reconfiguration as described elsewhere in this document.
  • the electronic device may identify pattern information.
  • Pattern information may indicate the difference between pattern information for the other electronic device and pattern information actually received from the other electronic device.
  • the electronic device may include a first incident pattern 610 ( ) can be obtained.
  • the electronic device has a first mapping pattern 620 ( ) can be obtained.
  • the electronic device has a second incident pattern 630 ( ) can be obtained.
  • the electronic device has a second mapping pattern 640 ( ) can be obtained.
  • the electronic device has a first mapping pattern 620 ( ) and the second mapping pattern 640 ( ) difference (or first incident pattern 610 ( ) and the second incident pattern 630 (
  • the blocking pattern 700 can be obtained based on the difference between ).
  • the blocking pattern 700 may represent a spatial limitation of a wireless channel between an electronic device and the other electronic device. Based on the distribution of the blocking pattern 700, the electronic device can identify that one or more obstacles are placed between the signal propagation paths.
  • the electronic device may determine refraction information for each of the plurality of cells of the FSS 230.
  • the electronic device may determine refraction information for each of the plurality of cells of the FSS 230 based on the pattern information. That is, refraction information can be determined based on the difference between the basic pattern and the received pattern.
  • the refractive information may be specific to the liquid crystal layer in the unit cell. In order to change the electrical length of the signal and adjust the characteristics (e.g., phase, gain) of the reflected signal, the degree of refraction in the liquid crystal layer can be determined.
  • the electronic device can determine refraction information at each unit cell to reduce effects due to spatial constraints such as obstacles.
  • the electronic device may determine refraction information based on the size of the liquid crystal layer. For example, the electronic device may determine refraction information based on the area of the liquid crystal layer. This is because the dielectric constant changes compared to the applied voltage change depending on the area of the liquid crystal layer. For example, the electronic device can determine refraction information based on the thickness of the liquid crystal layer. Depending on the thickness of the liquid crystal layer, the degree of attenuation may vary. The degree of attenuation affects gain.
  • the electronic device may determine refraction information based on the size of the FSS 230. For example, the electronic device may determine refraction information based on the number of unit cells of the FSS 230. Depending on the number of unit cells, the granularity for controlling the reflected signal compared to the incident signal may vary. In an electronic device, as the number of unit cells increases, the characteristics (e.g., phase, gain) of the reflected signal can be controlled more precisely.
  • the FSS 230 may independently control the dielectric constants of a plurality of unit cells through individual voltage application. Accordingly, the electronic device may determine refraction information using one-to-one mapping or many-to-one mapping based on the number of unit cells of the FSS 230.
  • the electronic device can determine refraction information for each of the unit cells. Additionally, in some other embodiments, the electronic device may determine refraction information based on the location of at least one unit cell corresponding to the blocking pattern 700. For example, the electronic device does not need to change the dielectric constant for each of all unit cells, but can only change the dielectric constant for at least one unit cell identified through the blocking pattern 700. To increase the efficiency of controlling the FSS 230, based on the blocking pattern 700, the electronic device may identify the at least one unit cell to change. Thereafter, the electronic device may determine refraction information for the at least one unit cell.
  • the electronic device may perform FSS reconfiguration.
  • the electronic device may determine voltage information for the FSS 230 based on refraction information for each unit cell of the FSS 230. For example, the electronic device may determine voltage information for the first unit cell based on refraction information for the first unit cell. The electronic device may determine voltage information for the second unit cell based on refraction information for the second unit cell. For example, the electronic device may determine voltage information for each unit cell of the FSS 230 based on the overall refraction pattern of the FSS 230.
  • Voltage information may be a voltage value to be applied to a unit cell. By inversely applying a blocking pattern related to an obstacle, the influence of the obstacle can be reduced when receiving a signal.
  • the electronic device can identify the voltage value to change the dielectric constant of the liquid crystal layer.
  • the electronic device may reset the voltage value for each unit cell of the FSS 230. Depending on the reset voltage of the unit cell, the dielectric constant of the liquid crystal layer of the unit cell may vary.
  • the voltage for all of the unit cells of the FSS may not be required to be different, and the voltage for at least some of the unit cells of the FSS may be required to be different. Not every unit cell in an FSS needs to be different or have a unique reset voltage. Signals incident on the FSS 230 may be reflected. Because the dielectric constant varies in at least some unit cells, the characteristics of the reflected signal may vary.
  • the electronic device may control the phase and/or size of the reflected signal of the FSS 230 through the voltage applied to the liquid crystal layer of the FSS 230. According to one embodiment, the electronic device may control the size of the reflected signal based on voltage information for the liquid crystal layer of the FSS 230. Additionally, according to one embodiment, the electronic device may control the phase of the reflected signal based on voltage information for the liquid crystal layer of the FSS 230. Additionally, according to one embodiment, the electronic device may control the phase and size of the reflected signal based on voltage information for the liquid crystal layer of the FSS 230.
  • the electronic device may obtain a restored signal based on the reconfigured FSS 230.
  • the restored signal refers to a signal reflected from a signal incident on the reconstructed FSS 230.
  • the electronic device may receive a damaged signal due to spatial constraints (e.g., obstacle 220, obstacle 901, obstacle 951).
  • the damaged signal may be input to the reconstructed FSS 230.
  • the reconfigured FSS 230 may reflect the input signal.
  • the electronic device can obtain a signal that is restored close to the signal of the signal source 210 (i.e., a restored signal).
  • the FSS reconfigured in a wireless communication environment can provide high gain in a direction of 0 degrees, even if obstacles are placed.
  • FIG. 2 to 10 illustrate operations at a receiving end where an electronic device including an FSS receives a signal, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the FSS for mapping refraction information may be placed at the transmitting end.
  • the transmitting device can perform FSS reconstruction before transmitting the signal so that the obstacle becomes electrically transparent.
  • an electronic device may include a memory, a frequency selective surface (FSS) including a plurality of cells, and at least one processor.
  • Each cell of the plurality of cells may include a liquid crystal layer.
  • the at least one processor may be configured to receive a signal from another electronic device based on the FSS.
  • the at least one processor may be configured to determine refraction information for each of the plurality of cells of the FSS based on a difference between first pattern information for the other electronic device and second pattern information for the received signal. You can.
  • the at least one processor may be configured to perform reconfiguration of the FSS based on refraction information for each of the plurality of cells of the FSS.
  • the at least one processor may be configured to obtain a reconstruction signal from the other electronic device based on the reconfigured FSS.
  • the at least one processor may be configured to identify first pattern information about the other electronic device. To determine the refraction information, the at least one processor may be configured to identify second pattern information for the received signal. To determine the refraction information, the at least one processor may be configured to identify blocking pattern information corresponding to a difference between the first pattern information and the second pattern information.
  • the first pattern information may include first signal gain values obtained for the other electronic device before receiving the signal.
  • the second pattern information may include second signal gain values obtained when the signal is incident on the area of the FSS.
  • the at least one processor determines a refractive index in each cell based on blocking pattern information corresponding to a difference between the first pattern information and the second pattern information, It may be configured to determine refractive information.
  • the refraction information may include the refractive index for each cell.
  • each cell of the plurality of cells includes a first metal layer, a second metal layer disposed on one side of a printed circuit board (PCB), a third metal layer disposed on the other side of the PCB, It may include a liquid crystal layer disposed between the first metal layer and the second metal layer.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer of each cell of the plurality of cells may be set to be adjustable by applying a voltage between the first metal layer and the third metal layer.
  • the at least one processor is configured to, for each of the plurality of cells of the FSS, determine a voltage for the cell based on the refraction information and change the dielectric constant of the liquid crystal layer of the cell. , may be configured to perform reconfiguration of the FSS by applying the determined voltage to the cell.
  • the plurality of cells may include a first cell associated with a first biasing line and a second cell associated with a second biasing line different from the first biasing line.
  • the first biasing line may be configured to change the dielectric constant of the first liquid crystal layer of the first cell by applying a first voltage to the first cell.
  • the second biasing line may be configured to change the dielectric constant of the second liquid crystal layer of the second cell by applying a second voltage to the second cell.
  • the FSS may further include a ground plane. Within the ground plane, a gap may be disposed between adjacent cells among the plurality of cells.
  • each cell of the plurality of cells may include a plurality of dipole antennas having different lengths.
  • the FSS may be placed on a reconfigurable intelligent surface (RIS).
  • RIS reconfigurable intelligent surface
  • a method performed by an electronic device may include receiving a signal from another electronic device based on a frequency selective surface (FSS) including a plurality of cells. Each cell of the plurality of cells may include a liquid crystal layer. The method may include determining refraction information for each of a plurality of cells of the FSS based on a difference between first pattern information for the other electronic device and second pattern information for the received signal. . The method may include performing reconfiguration of the FSS based on refraction information for each of the plurality of cells of the FSS. The method may include obtaining a reconstruction signal from the other electronic device based on the reconstructed FSS.
  • FSS frequency selective surface
  • determining the refraction information may include identifying first pattern information for the other electronic device. Determining the refraction information may include identifying second pattern information for the received signal. Determining the refraction information may include identifying blocking pattern information corresponding to a difference between the first pattern information and the second pattern information.
  • the first pattern information may include first signal gain values obtained for the other electronic device before receiving the signal.
  • the second pattern information may include second signal gain values obtained when the signal is incident on the area of the FSS.
  • the operation of determining the refractive information includes determining a refractive index in each cell based on cutoff pattern information corresponding to the difference between the first pattern information and the second pattern information.
  • the refraction information may include the refractive index for each cell.
  • each cell of the plurality of cells includes a first metal layer, a second metal layer disposed on one side of a printed circuit board (PCB), a third metal layer disposed on the other side of the PCB, It may include a liquid crystal layer disposed between the first metal layer and the second metal layer.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer of each cell of the plurality of cells may be set to be adjustable by applying a voltage between the first metal layer and the third metal layer.
  • the operation of performing reconstruction of the FSS includes, for each of the plurality of cells of the FSS, determining a voltage for the cell based on the refraction information, and the liquid crystal of the cell and applying the determined voltage to the cell to change the dielectric constant of the layer.
  • the plurality of cells may include a first cell associated with a first biasing line and a second cell associated with a second biasing line different from the first biasing line.
  • the first biasing line may be configured to change the dielectric constant of the first liquid crystal layer of the first cell by applying a first voltage to the first cell.
  • the second biasing line may be configured to change the dielectric constant of the second liquid crystal layer of the second cell by applying a second voltage to the second cell.
  • the FSS may further include a ground plane. Within the ground plane, a gap may be disposed between adjacent cells among the plurality of cells.
  • each cell of the plurality of cells may include a plurality of dipole antennas having different lengths.
  • the FSS may be placed on a reconfigurable intelligent surface (RIS).
  • RIS reconfigurable intelligent surface
  • the electronic device includes at least one memory, at least one processor, and a frequency selective surface (FSS) including a plurality of cells.
  • Each cell among the plurality of cells includes a liquid crystal layer.
  • the FSS is configured to receive signals from other electronic devices, convert the signals, and output them to at least one processor.
  • At least one processor receives an interference signal from another electronic device from the FSS and determines refraction information for each cell among a plurality of cells of the FSS based on the difference between first pattern information and second pattern information for the other electronic device. It is configured to do so.
  • the FSS is reconstructed based on pattern information about the interference signal and refraction information for each of the plurality of cells of the FSS, and a reconstruction signal of another electronic device converted by the reconstructed FSS is received.
  • a method performed by an electronic device includes receiving an impeded signal from another electronic device from a Frequency Selective Surface (FSS) including a plurality of cells, and receiving a first impeded signal for the other electronic device.
  • FSS Frequency Selective Surface
  • the FSS may be configured to receive a signal from another electronic device, convert the signal, and output the signal, and each cell among a plurality of cells of the FSS may include a liquid crystal layer.
  • the first pattern information may include a first signal gain value obtained by a non-interference signal from another electronic device incident on the area of the FSS.
  • the second pattern information may include a second signal gain value obtained by an interference signal incident on the FSS area.
  • the first pattern information may include a first signal gain value derived from a signal of another electronic device.
  • the second pattern information may include a second signal gain value obtained when an interference signal is incident on the FSS area.
  • a reflective propagating surface driven by a liquid crystal layer is easy to mass produce based on the LCD manufacturing process.
  • the FSS 230 according to various embodiments of the present disclosure can be efficiently operated in conjunction with next-generation communication functions such as beam steering, polarization manipulation, and multiple beams through programming of RIS.
  • the FSS device 300 solves problems caused by complex obstacles in existing cloaking technology or scattering removal, and regardless of the shape of the obstacle, the impedance of the FSS 230 at the receiving end Through control, the scattering effect of obstacles can be effectively suppressed.
  • Methods according to embodiments described in this disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • a computer-readable storage medium that stores one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (configured for execution).
  • One or more programs include instructions that cause an electronic device to execute methods according to embodiments described in this disclosure.
  • These programs may include random access memory, non-volatile memory, including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other types of disk storage. It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, multiple configuration memories may be included.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other types of disk storage. It can be stored in an optical storage device or magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory consisting of a combination of some or all of these. Additionally, multiple configuration memories may
  • the program may be distributed through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that is accessible. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored on an attachable storage device that is accessible. This storage device can be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. Additionally, a separate storage device on a communications network may be connected to the device performing embodiments of the present disclosure.

Abstract

실시예들에 있어서, 전자 장치는 메모리, 복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface) 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.

Description

액정 층을 이용하여 빔포밍 신호를 전송하기 위한 전자 장치 및 방법
본 개시는 액정 층을 이용하여 빔포밍 신호를 전송하기 위한 전자 장치 및 방법에 관한 것이다.
5G 통신 기술은 높은 주파수 대역을 사용한다. 높은 주파수 대역에서의 짧은 파장 및 큰 경로 손실을 극복하기 위해, FSS(frequency selective surface)가 이용될 수 있다. FSS는 도전성의 패턴 또는 형상이 주기적으로 유전 기판에 배열되는 구조를 가지며, 입사되는 입사 평면파의 특정 주파수 대역을 선택적으로 통과 또는 반사시키는 필터 특성을 갖는다.
FSS는 이러한 손실을 극복하기 위해 고 이득 특성이 요구된다.
본 개시의 양태에 따르면, 전자 장치는 메모리, 복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface) 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 양태에 따르면, 전자 장치에 의해 수행되는 방법은, 복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface)에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 특정 실시예들의 상기 및 다른 측면 및 특징은 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 환경의 예를 도시한다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 FSS(frequency selective surface)를 포함하는 무선 통신 환경의 예를 도시한다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 FSS 장치의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 예시적인 실시예에 따른 FSS의 유닛 셀(unit cell)의 예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 장치의 FSS 구조의 예를 도시한다.
도 5c는 예시적인 실시예에 따른 그라운드 갭(gap)에 따른 반사 특성의 예를 도시한다.
도 6a 내지 도 6b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 장치의 맵핑 패턴의 예들을 도시한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 차단(blockage) 패턴의 예를 도시한다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 굴절 정보의 예를 도시한다.
도 9a는 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성(reconfiguration)의 예를 도시한다.
도 9b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성의 다른 예를 도시한다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성을 위한 전자 장치의 동작 흐름을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 반드시 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어(예: 신호, 정보, 메시지, 시그널링), 연산 상태를 위한 용어(예: 단계(step), 동작(operation), 절차(procedure)), 데이터를 지칭하는 용어(예: 패킷, 사용자 스트림, 정보(information), 비트(bit)), 채널을 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 대체될 수 있다.
이하 설명에서 사용되는 전자 장치의 부품을 지칭하는 용어(예: 기판, PCB(print circuit board), FPCB(flexible PCB), 모듈, 층(layer), 안테나, 안테나 소자, 회로, 프로세서, 칩, 구성요소, 기기), 부품의 형상을 지칭하는 용어(예: 구조체, 구조물, 지지부, 접촉부, 돌출부), 구조체들 간 연결부를 지칭하는 용어(예: 연결부, 접촉부, 지지부, 컨택 구조체, 도전성 부재, 조립체(assembly)), 회로를 지칭하는 용어(예: PCB, FPCB, 신호선, 급전선(feeding line), 데이터 라인(data line), RF 신호 선, 안테나 선, RF 경로, RF 모듈, RF 회로, 스플리터(splitter), 디바이더(divider), 커플러(coupler), 컴바이너(combiner)) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 대체될 수 있다. 또한, 이하 사용되는 '...부', '...기', '...물', '...체' 등의 용어는 적어도 하나의 형상 구조를 의미하거나 또는 기능을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용될 수 있으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. 또한, 이하, 'A' 내지 'B'는 A부터(A 포함) B까지의(B 포함) 요소들 중 적어도 하나를 의미한다.
본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project), ETSI(European Telecommunications Standards Institute), xRAN(extensible radio access network), O-RAN(open-radio access network)에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 환경의 예를 도시한다.
도 1을 참고하면, 도 1의 무선 통신 환경(100)은 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110), 단말(120), 및 단말(130)을 포함할 수 있다.
기지국(110)은 단말(120) 및/또는 단말(130)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에도 MMU(massive MIMO(multiple input multiple output) unit), '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '액세스 유닛(access unit)', '분산 유닛(distributed unit, DU)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 기지국(110)은 하향링크 신호를 송신하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말(120) 및 단말(130) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여, 단말(120)이 설명되나, 단말(120)에 대한 설명은 단말(130)에 적용될 수 있다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 임의의 장치일 수 있고, 사용자에 의해 휴대되거나 조작할 필요가 없을 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외에도 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 단말(120), 단말(130)은 차량 통신을 지원할 수 있다. 차량 통신의 경우, LTE 시스템에서는 장치간 통신(device-to-device, D2D) 통신 구조를 기초로 V2X 기술에 대한 표준화 작업이 3GPP 릴리즈 14과 릴리즈 15에서 완료되었으며, 현재 5G NR 기초로 V2X 기술을 개발하려는 노력이 진행되고 있다. NR V2X에서는 단말과 단말 간 유니캐스트(unicast) 통신, 그룹캐스트(groupcast)(또는 멀티캐스트(multicast)) 통신, 및 브로드캐스트(broadcast) 통신을 지원한다.
무선 통신 환경의 성능 향상을 위하여, 설치 장소의 제약이 적고 비용이 저렴한 RIS(reconfigurable intelligent surface)(140)가 이용될 수 있다. 여기서, RIS(140)는 제어 가능한 수동 소자들을 포함하는 메타 표면(meta surface)로, 신호의 반사되는 전파의 크기 및/또는 위상을 조절할 수 있다. 반사파의 크기 및/또는 위상 제어를 통해 원하는 형태의 빔포밍이 가능하다. 예를 들어, 기지국(110)에서 전송된 신호는, RIS(140)에 의해 반사되어, 단말(130)에게 전송될 수 있다. RIS(140)는 기지국(110)로부터의 방향 및 단말(130)로의 방향을 제어하기 위해, 크기 또는 위상을 조절할 수 있다. RIS는 상대적으로 설치 장소에 제한이 없고 비용이 저렴할 수 있다.
mmWave(millimeter wave) 주파수 대역에서는, 경로 손실(path loss)이 증가하고, 회절의 감소로 인한 다중-경로 페이딩 손실(multi-path fading loss)이 증가한다. 따라서, 링크 버짓(link budget)의 열화가 발생한다. 전파 손실(propagation loss)을 보상하기 위해 mmWave 주파수 대역에서 기지국과 단말기에 고-이득 안테나가 사용될 수 있다. 하지만 전파 손실을 보상하기 위한 고-이득 안테나는 좁은 빔 폭 (beam width)을 가지기 때문에 통신 링크가 장애물에 취약해지는 단점이 있다. 송신단과 수신단 사이의 장애물로 인해 신호의 적어도 일부가 차단될 수 있다. 신호가 수신단에게 정상적으로 도달하지 않기 때문에, 통신 성능에 열화가 발생할 수 있다. 장애물로 인한 경로 손실을 줄이기 위한 방안이 바람직할 수 있다.
장애물에 의한 경로 손실을 줄이기 위해, 장애물을 전기적으로 투명하게 만드는 클로킹(cloaking) 기술이 사용될 수 있다. 이러한 클로킹 기술은 장애물을 전기적으로 투명하게 만들고자 하기 위해, 상기 장애물의 표면에 메타표면 (meta surface)이나 FSS(frequency selective surface)을 부착하는 방식이다. 클로킹 기술을 이용하면, 전파가 장애물을 우회하게 만들거나 장애물이 발생시키는 산란(scattering)을 상쇄하여, 장애물이 전기적으로 투명해진다. 그러나, 장애물에 메타 표면이나 FSS를 배치해야 하므로, 클로킹 기술은 장애물이 정해진 고정된 상황에서만 이용 가능한 단점이 있다. 또한, 클로킹 기술은 장애물의 표면에 구조체를 부착해야 하므로 복잡한 장애물의 형상에는 적용이 어려운 단점이 있다.
장애물로 인한 성능 열화를 줄이기 위해, 액정 층을 포함하는 FSS(frequency selective surface)가 이용될 수 있다. FSS는, 기지국(110), 단말(120) 또는 RIS(140)에 배치되거나, 기지국(110), 단말(120) 또는 RIS(140)와 관련된 장치에 배치될 수 있다. 이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 FSS를 위한 임피던스 분포를 조절함으로써, 장애물로 인한 성능 열화를 줄이기 위한 기술을 설명한다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 FSS(frequency selective surface)를 포함하는 무선 통신 환경의 예를 도시한다. 여기서, FSS는 도전성의 패턴 또는 형상이 주기적으로 유전 기판에 배열되는 구조를 의미하며, 입사되는 입사 평면파의 특정 주파수 대역을 선택적으로 통과 또는 반사시키는 필터 특성을 갖는다. 일반적으로 주기적으로 배열되는 유닛 셀(unit cell)의 인덕턴스 혹은 캐패시턴스 성분에 의해 동작 주파수가 결정될 수 있다. FSS는 유닛 셀마다 전기적인 특성을 결정하는 캐패시턴스 혹은 인덕턴스에 영향을 미치는 조절 가능한 요소(예: 액정 층의 전압)를 포함할 수 있다.
도 2를 참고하면, 신호원(210)은 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 신호원(210)은 기지국(110)일 수 있다. 다른 예를 들어, 신호원(210)은 단말(120)이 수 있다. 다른 예를 들어, 신호원(210)은 기지국(110) 혹은 단말(120)의 기능을 수행하는 별도의 노드(예: RU(radio unit), DU(distributed unit)), CU(central unit), 차량(vehicle), CPE, IAB(integrated access and backhaul))일 수 있다.
신호원(210)으로부터 전송되는 신호는 무선 채널을 통해 공기중으로 방사된다. 신호원(210)은 송신단일 수 있다. 상기 신호는 수신단에게 전송될 수 있다. FSS(230)는 수신단의 구성요소일 수 있다. 수신단은, 신호원(210)으로부터 상기 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신단은 기지국(110)일 수 있다. 예를 들어, 수신단은 단말(120)일 수 있다. 다른 예를 들어, 수신단은 RIS(140)일 수 있다. 다른 예를 들어, 수신단은 기지국(110) 혹은 단말(120)의 기능을 수행하는 별도의 노드일 수 있다. 송신단과 수신단 사이, 즉 신호원(210)과 FSS(230) 사이의 무선 채널에 배치되는 장애물(220)은 신호의 전파 경로를 방해하여, 결과적으로 신호에 방해가 된다. 특히, mmWave 대역(예: NR의 FR2, FR2-1, FR2-2)이나 테라헤르츠 대역과 같은 고주파수 통신 환경에서는, 다중-경로 페이딩 손실(multi-path fading loss)로 인해, 상기 장애물(220)로 인한 성능 열화가 보다 빈번하게 발생한다.
FSS(230)는 신호원(210)에 대응하는 수신단의 구성요소일 수 있다. FSS(230)는 도전성의 패턴 또는 형상이 주기적으로 유전 기판에 배열되는 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, FSS(230)는 가로로 M개의 행(M은 자연수) 및 세로로 N개의 열(N은 자연수)에 대응하는 유닛 셀들을 포함할 수 있다. 각 유닛 셀에서 제공되는 특성 변환(Zij, i는 가로 위치, j는 세로 위치)은 독립적일 수 있다. FSS(230)는, FSS(230)으로 입사되는 신호의 특정 주파수 대역을 선택적으로 통과 혹은 반사시키는 필터 특성을 갖는다. FSS(230)의 액정 층을 갖는 유닛 셀의 전기적 성분이 조절됨으로써, 필터 특성이 재구성될 수 있다. 필터 특성의 재구성을 통해, 수신단에서의 장애물(220)로 인한 영향이 감소할 수 있다. 이하, 본 개시에서 FSS(230)를 위한 장치는 FSS 장치로 지칭될 수 있다. FSS 장치는, FSS(230)을 포함하고, FSS(230) 내부 또는 외부에 배치될 수 있는 FSS(230)를 제어하기 위한 장치 또는 기타 메커니즘을 포함할 수 있다. 수신단은, FSS 장치를 포함할 수 있다. 도 3을 통해 FSS 장치의 예시적인 구성이 서술된다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 FSS 장치의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 3을 참고하면, FSS 장치(300)(예: 도 2의 FSS(230))는, 송수신기(301), 메모리(303), 및 프로세서(305)를 포함할 수 있다.
송수신기(301)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 송수신기(301)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 송수신기(301)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 송수신기(301)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원할 수 있다. 또한, 송수신기(301)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나(예: FSS(230))를 통해 송신하고, 안테나(예: FSS(230))를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(301)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등과 같은 구성요소들을 포함할 수 있다. 실시예들에 따른 송수신기(301)는 FSS(230)와 동작적으로(operably) 결합될 수 있다. 일 실시예에 따라, 송수신기(301)는 송신단(예: 신호원(210))으로부터 전송되는 신호들을 수신할 수 있다. FSS(230)는 입사된 신호들을 반사시키거나, 선택적으로 통과시킴으로써, 변환된 신호들을 출력할 수 있다. 송수신기(301)는, FSS(230)로부터 출력되는 변환된 신호들을 수신할 수 있다.
송수신기(301)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 송수신기(301)는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널, 백홀망, 광케이블, 이더넷, 기타 유선 경로를 통해 수행되는 송신 및 수신은 송수신기(301)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 일 실시예에 따라, 송수신기(301)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 즉, 송수신기(301)는 노드들 간(예: 접속 노드들, 기지국들, 상위 및 하위 노드들, 코어망 등) 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환할 수 있다.
메모리(303)는 FSS 장치(300)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(303)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고 메모리(303)는 프로세서(305)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다. 일 실시예에 따라, 메모리(303)는 FSS(230)에 대한 굴절 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 굴절 정보는 FSS(230)의 각 셀에 대한 굴절률(refractive index)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(305)는 FSS 장치(300)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(305)는 메모리(303)에 데이터를 기록하고, 읽을 수 있다. 예를 들어, 프로세서(235)는 송수신기(301)를 통해 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 도 3에서는 하나의 프로세서가 도시되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. FSS 장치(300)는 본 개시의 실시예들을 수행하기 위해, 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(305)는 제어부(control unit) 혹은 제어 수단(control means)로 지칭될 수 있다. 실시예들에 따라, 프로세서(305)는 장치가 본 개시의 실시예들에 따른 FSS 장치(300)의 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, FSS 장치(300)는, FSS(230)의 재구성을 수행할 수 있다. FSS 장치(300)는, FSS(230)의 셀들에 대해 인가되는 전압을 제어할 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 액정 층에 인가되는 전압을 조절함으로써, FSS(230)의 각 셀에 대한 주파수 응답 특성을 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라, FSS 장치(300)의 구성요소들은, 하나의 노드 내에 구현될 수 있다. 이하, FSS 장치(300)는 주로 FSS(230)를 포함하는 하나의 노드처럼 서술되나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 일 실시예에 따라, FSS 장치(300)는 제1 엔티티(310)와 제2 엔티티(320)로 구분되어 구현될 수 있다. 제1 엔티티(310)는 송수신기(301), 메모리(303), 및 프로세서(305)를 포함할 수 있다. 제2 엔티티(320)는 FSS(230)를 포함할 수 있다. FSS(230)는 무선 채널을 통해 신호들을 수용하기 위해, 신호 처리를 위한 구성요소들(예: 송수신기(301), 메모리(303), 및 프로세서(305))과 다른 엔티티에 배치될 수 있다.
FSS(230)는, 복수의 유닛 셀들을 포함할 수 있다. 이하, 도 4a 내지 도 4c를 통해, 각 유닛 셀의 구조 및 형상이 서술된다.
도 4a 내지 도 4c는 예시적인 실시예에 따른 FSS의 유닛 셀(unit cell)의 예를 도시한다.
도 4a를 참고하면, 유닛 셀을 외부에서 바라본 사시도(400)가 제시된다. 유닛 셀을 액정 층(405)을 포함할 수 있다. 액정 층(405)은, 급전되는 신호 또는 수신되는 신호의 크기 성분 및 위상 성분을 변경하기 위해 이용될 수 있다. 액정 층(405)은, 급전되는 신호 또는 수신되는 신호의 크기 성분을 변경하기 위해 이용될 수 있다. 액정 층(405)은, 급전되는 신호 또는 수신되는 신호의 위상 성분을 변경하기 위해 이용될 수 있다. 액정 층(405)의 유전율에 기반하여, 액정 층(405)에서 신호는 굴절될 수 있다. 예를 들어, FSS 장치의 프로세서(예: 프로세서(305))는 바이어싱 라인(biasing line)에 DC를 인가할 수 있다. 프로세서(305))는 비아를 통해, 유닛 셀 그라운드에 대한 DC 바이어스를 개별적으로 제어할 수 있다. DC 바이어스가 달라짐에 따라, 유닛 셀에 인가되는 전압이 달라진다. 액정 층(405)은 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함할 수 있다. 액정 층(405)의 유전율은, 인가되는 전압에 의존적이고, 따라서 인가 전압을 조정하여 가변 방식으로 설정 및 조정할 수 있다. 달라지는 유전율은 유닛 셀을 통과하는 신호의 전기적인 특성을 변화시킬 수 있다.
도 4b를 참고하면, 유닛 셀을 위에서 바라본 평면도(420)가 제시된다. 유닛 셀은 복수의 다이폴들(예: 도시된 유닛 셀에서, 3개의 다이폴들)을 포함할 수 있다. 서로 다른 공진 주파수는 광대역을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따라, 유닛 셀은, 광대역 동작을 위해, 서로 다른 길이의 다이폴들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 유닛 셀의 복수의 다이폴들은 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 일 실시예에 따라, 유닛 셀의 복수의 다이폴들 간의 간격은 서로 다를 수 있다. 서로 다른 길이 또는 서로 다른 간격은, 각 다이폴에서의 공진 주파수를 다르게 한다. 인접한 범위 내에서 다른 공진 주파수의 형성은 일정 데시벨 이상의 이득을 제공하는 주파수 범위를 넓힐 수 있다. 넓어진 주파수 범위는 광대역일 수 있다.
도 4c를 참고하면, 단면도(430)는 유닛 셀의 적층 구조를 나타낸다. 유닛 셀은 수정(예: 석영(quartz)) 층(401), 제1 금속 층(403), 액정 층(405), 제2 금속 층(407), PCB(409), 및 제3 금속 층(411)으로 적층되는 구조를 포함할 수 있다. 액정 층(405)은, 제1 금속 층(403)과 제2 금속 층(407) 사이에 배치될 수 있다. 액정 층(405)을 위해, 폴리아미드들(404a, 404b)이 액정 층(405)의 윗면과 아래면 각각에 배치될 수 있다. 폴리아미드(404a)는 제1 금속 층(403)과 액정 층(405) 사이에 배치될 수 있다. 폴리아미드(404b)는 액정 층(405)과 제2 금속 층(407) 사이에 배치될 수 있다. 액정 층(405)은 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함할 수 있다. 액정 층(405)의 유동적인 액정을 고정하기 위해, 스페이서(406)가 배치될 수 있다. 스페이서(406)는 제1 금속 층(403)과 결합된 폴라아미드(404a) 및 제2 금속 층(407)과 결합된 폴리아미드(404b) 사이에 배치될 수 있다.
급전되는 신호를 전달하거나, 외부로부터 수신된 신호를 전달하기 위해, PCB(409)의 층들에 걸쳐, 비아(410)가 형성될 수 있다. 비아(410)를 통해, 제2 금속 층(407)과 및 제3 금속 층은 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 적층 구조의 제1 금속 층(403), 액정 층(405), 제2 금속 층(407), 및 제3 금속 층(411)에 걸쳐 전기적인 연결이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 프로세서(예: 프로세서(305))는 유닛 셀에 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제1 금속 층(403) 및 제3 금속 층(411) 사이에 전압(예: Vb)이 인가될 수 있다. 제1 금속 층(403)과 제3 금속 층(411) 사이에 배치되는 액정 층(405)의 유전율은, 상기 인가되는 전압에 의존적이다. 따라서 유전율은, 인가된 전압을 조정하여 다양한 방식으로 설정 및 조정될 수 있다. 달라지는 유전율은 유닛 셀을 통과하는 신호의 전기적인 특성을 변경시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4c에서는 유닛 셀에 3개의 다이폴 안테나들이 도시되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에 따라, 3개 보다 많은 안테나들(예: 4개 5개) 혹은 3개 보다 적은 안테나들(예: 2개)에 유닛 셀에 배치될 수도 있다. 뿐만 아니라, 유닛 셀에 배치되는 안테나의 유형은 다이폴로 도시되나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 다른 일 실시예에 따라, 액정 층을 갖는 유닛 셀 구조는, 신호를 수신하기 위한 패치 안테나, 마이크로스트립 안테나, 혼 안테나, 또는 슬롯 안테나 중 적어도 하나를 이용하는 방사 층을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 장치의 FSS 구조의 예를 도시한다.
도 5a를 참고하면, FSS 장치(예: FSS 장치(300))의 FSS(예: FSS(230))는 복수의 유닛 셀들을 포함할 수 있다. 평면도(510)는 두 개의 유닛 셀들을 위에서 바라본 평면도(510)이 제시된다. 유닛 셀들은 제1 유닛 셀(501) 및 제2 유닛 셀(503)을 포함할 수 있다. 도 4a 내지 도 4c를 통해 서술된 바와 같이, 각 유닛 셀 내에서 다이폴들의 길이들은 서로 다를 수 있다. 또한, 셀 내에서 다이폴들 간 간격은 서로 다를 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 FSS 장치(300)는, FSS(230)의 유닛 셀들 각각에 개별적인 전압을 인가할 수 있다. FSS 장치(300)는 상기 유닛 셀에 특정적인(specific to) 전압을 인가함으로써, FSS(230)의 재구성(reconfiguration)을 수행할 수 있다. 개별적인 전압 인가를 가능하게 하기 위해서는, 유닛 셀들 간 전기적인 분리가 제공될 수 있다. 일 실시예에 따라, 유닛 셀들 간의 전기적인 분리를 위해, FSS(230)의 유닛 셀들의 그라운드 평면(ground plane)에서, 유닛 셀들 간 갭이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 유닛 셀(501)과 제2 유닛 셀(503) 사이에 갭(505)이 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 갭의 길이는 약 100㎛(micrometer)일 수 있다.
도 5b를 참고하면, 개략도(520)는 FSS(230)의 각 유닛 셀에 인가되는 바이어싱 라인들을 나타낸다. 각 유닛 셀에 개별적인 바이어싱 라인(예: 바이어싱 라인(521))이 연결될 수 있다. FSS 장치(300)는 유닛 셀(예: 유닛 셀(523))에 인가되는 전압을 개별적으로(individually) 제어할 수 있다. 일 예로, 유닛 셀들 간 인가되는 전압 크기가 다를 수 있다. 유닛 셀들 각각에서의 액정층의 유전율은, 예를 들어 인가된 전압 크기, 단위 전지의 물리적 구성, 또는 이들의 조합에 기초하여 서로 다를 수 있다.
도 5c는 예시적인 실시예에 따른 그라운드 갭(gap)에 따른 반사 특성의 예를 도시한다. 여기서, 그라운드 갭은, FSS(예: FSS(230))의 그라운드 평면 내에서, 유닛 셀들 간의 물리적인 간격을 형성하기 위해 배치되는 갭을 의미한다.
도 5c를 참고하면, 그래프(530)는 유전율(permittivity) 별 반사 특성을 나타낸다. 그래프(530)의 가로축(531)은, 액정 층(예: 액정 층(405))의 유전율(단위: mm)을 나타낸다. 그래프(530)의 왼쪽 세로축(532)은 반사 크기(reflection magnitude)(단위: dB(decibel))을 나타낸다. 그래프(530)의 오른쪽 세로축(533)은 반사 위상(reflection phase)(단위: 도(degree))을 나타낸다. 이 예에서 그래프(530)는 약 37GHz 대역에서 전송된 신호를 수신한 FSS(230)를 기준으로 하지만, 다른 주파수 대역을 사용해도 유사한 결과를 볼 수 있다.
제1 라인(541)은 그라운드 갭이 없는 FSS의 반사 크기를 나타낸다. 제2 라인(542)은 그라운드 갭을 포함하는 FSS의 반사 크기를 나타낸다. 제1 라인(541)과 제2 라인(542)을 비교하면, 그라운드 갭으로 인해 성능 변화의 차이는 임계 범위 내이다. 또한 일정 구간에서는 이득의 향상이 확인될 수 있다. 제3 라인(551)은 그라운드 갭을 포함하는 FSS의 반사 위상을 나타낸다. 제4 라인(552)은 그라운드 갭이 없는 FSS의 반사 위상을 나타낸다. 제3 라인(551)과 제4 라인(552)을 비교하면, 그라운드 갭으로 인해 성능 변화의 차이는 임계 범위 내이다. 또한 일정 구간에서는 이득의 향상이 확인될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 장치의 맵핑 패턴의 예들을 도시한다. FSS 장치(예: FSS 장치(300))의 FSS(예: FSS(230))는 평면형 표면을 포함할 수 있다. 평면형 표면의 적어도 일부는 일 방향으로 M개, 상기 일 방향에 수직인 다른 방향으로 N개로 구성되는 사각형 영역 내의 유닛 셀들을 포함할 수 있다. FSS(230)는 M x N 개의 유닛 셀들은 포함할 수 있다. 각 유닛 셀은 (m, n)에 대응할 수 있다(m은 1 이상 M 이하의 정수, n은 1 이상 N 이하의 정수). 여기서, 맵핑 패턴은, 수신되는 입사 패턴의 값들이 FSS의 각 유닛 셀에 맵핑되도록 샘플링된 패턴을 의미한다.
도 6a를 참고하면, 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000001
)은, 장애물(예: 장애물(220))이 없는 제1 예시 무선 통신 환경에서, FSS 장치(300)의 FSS(230)에 입사되는 신호의 분포를 나타낸다. 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000002
)는 상기 제1 예시 무선 통신 환경의 무선 채널을 통해 FSS 장치(300)에게 전송될 수 있다. 따라서, FSS 장치(300)는 별도의 차단(blockage) 없이, 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000003
)를 정상적으로 수신할 수 있다. 즉, FSS 장치(300)는 방해받지 않은 신호(unimpeded signal)를 수신할 수 있다. FSS 장치(300)에서 획득되는 신호는 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000004
)에 대응할 수 있다. 이와 같이, 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000005
)은 FSS 장치(300)로의 실제 전송을 통해 결정되는 것이 아니라 신호원(210)에서의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000006
)로부터 도출될 수 있다.
FSS 장치(300)는 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000007
)에 기반하여 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000008
)을 획득할 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 크기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라, FSS(230)의 크기에 대한 정보는, FSS(230)의 유닛 셀들의 개수를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, FSS(230)의 크기에 대한 정보는 상기 유닛 셀들의 배치에 대한 정보를 포함할 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 크기에 대한 정보에 기반하여, 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000009
)에 대한 샘플링을 수행할 수 있다. FSS 장치(300)는 상기 샘플링에 기반하여, 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000010
)을 획득할 수 있다. 상기 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000011
)은, FSS(230)에서 반사 기능을 위해 이용될 수 있다. 상기 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000012
)의 복수의 요소들
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000013
각각은 FSS(230)의 각 유닛 셀 (m,n)에 대응할 수 있고, 해당 유닛 셀(m, n)의 적어도 하나의 샘플에 기초하여 결정될 수 있다. 결과적인 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000014
)은 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000015
)으로부터 유도될 수 있다.
도 6b를 참고하면, 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000016
)은, 장애물(예: 장애물(220))이 있는 제2 예시 무선 통신 환경에서, FSS 장치(300)의 FSS(230)에 입사되는 신호의 분포를 나타낸다. 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000017
)는 상기 제2 예시 무선 통신 환경의 무선 채널을 통해 전송되는 동안, 장애물(220)에 부딪힌 뒤, 산란되거나 차단될 수 있다. 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000018
) 중 적어도 일부는 FSS 장치(300)에 의해 여전히 전송될 수 있다. 그러나, FSS 장치(300)는 장애물(220)의 차단(blockage)으로 인해, 신호원(210)의 신호를 정상적으로 수신하기 어렵다. 대신, 장애물(220)로 인해 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000019
)가 발생할 수 있다. FSS 장치(300)에서 획득되는 신호는, 장애물(220)의 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000020
)로 인해, 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000021
)와 다를 수 있다. 즉, FSS 장치(300)는 방해된 신호(impeded signal)를 수신할 수 있다. FSS 장치(300)는, 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000022
) 및 장애물(220)의 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000023
)에 따른, 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000024
)을 획득할 수 있다.
FSS 장치(300)는 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000025
)에 기반하여 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000026
)을 획득할 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 크기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라, FSS(230)의 크기에 대한 정보는, FSS(230)의 유닛 셀들의 개수를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, FSS(230)의 크기에 대한 정보는 상기 유닛 셀들의 배치에 대한 정보를 포함할 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 크기에 대한 정보에 기반하여, 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000027
)에 대한 샘플링을 수행할 수 있다. FSS 장치(300)는 상기 샘플링에 기반하여, 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000028
)을 획득할 수 있다. 상기 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000029
)은, FSS(230)에서 반사 기능을 위해 이용될 수 있다. 상기 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000030
)의 복수의 요소들
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000031
각각은 FSS(230)의 각 유닛 셀(m, n)에 대응할 수 있고, 해당 유닛 셀(m, n)의 적어도 하나의 샘플에 기초하여 결정될 수 있다. 결과적인 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000032
)은 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000033
)으로부터 유도될 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 차단(blockage) 패턴의 예를 도시한다. FSS 장치(예: FSS 장치(300))의 FSS(예: FSS(230))는, 장애물(예: 장애물(220))로 인해 신호가 손실되지 않도록, 장애물(220)에 의한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 장애물(220)로 인해, FSS(230)에 입사되는 신호의 패턴이 달라질 수 있다. 획득되는 정보는 장애물(220)을 전기적으로 투명하게 하기 위해 이용될 수 있다.
도 7을 참고하면, FSS 장치(300)는 차단 패턴(700)을 획득할 수 있다. 예를 들어, FSS 장치(300)는 도 6a의 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000034
)과 도 6b의 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000035
)에 기반하여, 차단 패턴(700)을 획득할 수 있다. FSS 장치(300)는 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000036
)과 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000037
)의 차이에 기반하여, 차단 패턴(700)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000038
)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000039
)은 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000040
)에 대응할 수 있다. 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000041
)은 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000042
) 및 장애물(220)의 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000043
)에 대응할 수 있고, 예를 들어, 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000044
)은 신호원(210)의 신호(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000045
) 및 장애물(220)의 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000046
)의 합(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000047
)에 대응할 수 있다. FSS 장치(300)는 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000048
)과 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000049
)의 차이에 기반하여, 및 장애물(220)의 반사 벡터(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000050
)에 대응하는 차단 패턴(700)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000051
)을 획득할 수 있다.
제1 입사 패턴(610) 및 제1 맵핑 패턴(620)은 장애물(220)로 인해 신호가 차단되기 전에 입사되는 신호들에 기반하여, 미리 획득될 수 있다. FSS 장치(300)는 장애물(220)과 같은 외부 요인으로 인해 무선 통신 환경이 변경되기 전에 제1 입사 패턴(610) 및 제1 맵핑 패턴(620)을 미리 획득할 수 있다. 제2 입사 패턴(630) 및 제2 맵핑 패턴(640)은 무선 통신 환경이 변경된 후. 장애물(220)로 인해, 신호가 흩어지거나(scattered) 적어도 일부가 차단됨(blocked)으로써 입사되는 신호들에 기반하여 획득될 수 있다.
FSS 장치(300)는 차단 패턴(700)을 통해 무선 채널 및 무선 통신 환경과 관련되는 공간 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라, FSS 장치(300)는 차단 패턴(700)에 기반하여, 장애물(220)과 같이, 무선 채널에 공간적인 변화가 발생했음을 인식할 수 있다. 예를 들어, FSS 장치(300)는 제1 맵핑 패턴(620)과 다른 이득 값들(즉, 제2 맵핑 패턴(640))이 검출되는 경우, 장애물(220)로 인해 무선 통신 채널의 물리적인 경로 환경에 변화가 발생함을 인식할 수 있다. 상술된 설명들에서는 하나의 장애물(220)이 예시적으로 언급되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. FSS 장치(300)는 장애물의 개수나 위치와 상관없이, 현재 신호의 전달 경로에 위치하는 공간에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른 굴절 정보의 예를 도시한다.
도 8을 참고하면, FSS 장치(예: FSS 장치(300))는 차단 패턴(700)에 기반하여 굴절 패턴(800)을 획득할 수 있다. 굴절 패턴(800)은, 각 유닛 셀의 액정 층에서의 굴절 정보(예: 굴절률(refractive index))을 가리킬 수 있다.
FSS 장치(300)는 차단 패턴(700)에 기반하여 굴절 패턴(800)을 FSS(예: FSS(230))에게 할당할 수 있다. FSS 장치(300)는 차단 패턴(700)으로부터 FSS(230)의 유닛 셀(예: 유닛 셀(m, n))의 신호 정보를 식별할 수 있다. FSS 장치(300)는 신호 정보에 기반하여, 유닛 셀로 입사되는 신호가 정상적으로 복원할 수 있다. 예를 들어, FSS 장치(300)는 유닛 셀로 입사되는 신호가 공간적인 제약(예: 장애물(220))으로 인한 영향을 받지 않도록, 상기 유닛 셀의 신호 정보를 반대로 적용할 수 있다. 즉, FSS 장치(300)는 장애물로 인해 야기되는 변화를 역으로 적용함으로써, 신호원(예: 신호원(210))에서 의도된 신호를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, FSS 장치(300)는, 유닛 셀로 입사되는 신호의 정상적인 복원을 위하여, 차단 패턴(700)에 기반하여 상기 유닛 셀에 대한 굴절 정보(예: 굴절률)을 결정할 수 있다. 여기서, 굴절 정보란, 액정 층을 통과하는 신호의 크기 및/또는 위상을 변경하기 위해, 이용될 수 있다. 다시 말해, 상기 굴절 정보는, 상기 신호의 전기적 길이를 다르게 하기 위해 이용될 수 있다. FSS 장치(300)는 FSS(230)의 복수의 유닛 셀들 중에서, 각 유닛 셀에 대한 굴절 정보를 결정할 수 있다.
FSS 장치(300)는 굴절 패턴(800)에 기반하여 FSS(230)를 위한 전압 정보를 결정할 수 있다. FSS 장치(300)는, 각 유닛 셀에 대한 굴절 정보에 기반하여 FSS(230)를 위한 전압 정보를 결정할 수 있다. 액정 층에서의 굴절 정보는, 상기 액정 층의 유전율에 의존적이다. FSS 장치(300)는, 특정 유닛 셀에 대한 굴절 정보에 기반하여, 상기 특정 유닛 셀에 요구되는 유전율의 값을 획득할 수 있고, 보다 구체적으로, FSS 장치(300)는 특정 유닛 셀에 대해 원하는 굴절률을 달성할 유전율 값을 결정할 수 있다. 따라서, FSS 전자 장치(300)는 요구되는 유전율에 기반하여, 상기 특정 유닛 셀에 적용될 전압을 결정할 수 있다. 전압 정보는, 각 유닛 셀에 대한 전압을 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 8에서는 맵핑 패턴(예: 제1 맵핑 패턴(620) 및 제2 맵핑 패턴(640))을 도출하기 위해 입사 패턴들(예: 제1 입사 패턴(610), 제2 입사 패턴(630))을 샘플링한 후, 샘플링된 맵핑 패턴들의 차이에 기반하여 양자화된 차단 패턴(700)을 획득하는 예가 서술되었다. 그러나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 입사 패턴들의 차이를 직접 샘플링함으로써, 차단 패턴을 획득하는 동작 및 상기 차단 패턴에 기반하여 굴절 정보를 결정하는 동작 또한 본 개시의 일 실시예에 따른 FSS 장치(300)의 동작으로써 이해될 수 있다.
도 9a는 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성(reconfiguration)의 예를 도시한다. 여기서, FSS 재구성이란, FSS 장치(예: FSS 장치(300))가 FSS(예: FSS(230))의 유닛 셀들 각각에 대한 전압 값을 다시 설정하는 것을 나타낸다. 재설정된 전압에 의해, 유닛 셀의 액정 층의 유전율이 달라질 수 있다. 달라지는 유전율에 따라, 신호를 FSS(230)에 입사되는 신호는 다른 크기 및/또는 다른 위상으로 반사될 수 있다.
도 9a를 참고하면, 신호원(210) 및 FSS(230) 사이에 장애물(901)이 배치될 수 있다. FSS 장치(300)는, 장애물(901)로 인해 FSS(230)에 입사되는 신호의 입사 패턴(이하, 수신 패턴)을 획득할 수 있다. 또한, FSS 장치(300)는, 신호원(210)을 위한 다른 입사 패턴(이하, 기본 패턴)도 획득할 수 있다. 여기서, 기본 패턴이란, 장애물(901)이 배치되기 전의 무선 채널을 통해 신호원(210)으로부터 수신된 신호들이 FSS(230)에 입사되는 패턴을 의미한다. FSS 장치(300)는, 수신 패턴과 기본 패턴 간의 차이에 기반하여 차단 패턴을 획득할 수 있다. 여기서, 차단 패턴은, FSS(230)의 이득 측면에서 장애물(901)로 인한 이득 변경을 나타내는 패턴이다. FSS 장치(300)는 장애물(901)에 대한 차단 패턴에 기반하여 굴절 정보(910)을 획득할 수 있다. FSS 장치(300)는, 각 유닛 셀에서의 굴절 정보(910)(예: 굴절률)의 맵핑에 기반하여, FSS 재구성을 수행할 수 있다. FSS 장치(300)는 유닛 셀에서 굴절 정보에 대응하는 전압 정보를, 상기 유닛 셀에 인가함으로써, 유닛 셀의 유전율을 변경할 수 있다. FSS 장치(300)는, 유닛 셀들 각각에 대한 유전율을 재설정함으로써, 장애물(901)을 극복하기 위한 방사 패턴을 획득할 수 있다.
그래프(920)는 방사 패턴을 나타낸다. 그래프(920)의 가로축(921)은 조준방향(boresight)에 대한 각도(단위: 도(degree))를 나타낸다. 그래프(920)의 세로축(923)은 이득(단위: dBi(decibel isotropic))을 나타낸다. 제1 라인(931)은 기본 패턴을 나타내고, 상기 기본 패턴은, 신호원(210)의 방사 패턴을 의미한다. 신호원(210)의 신호들이 반사 없이 FSS(230)로 입사됨에 따라, FSS(230)에서, 제1 라인(931)의 방사 패턴이 획득될 수 있다. 제2 라인(932)은, 실시예들에 따른 재구성된 FSS(230)에서의 수신 패턴을 나타낸다. 제3 라인(933)은 수신 패턴을 나타낸다. 수신 패턴은, FSS 재구성 전, 장애물(901)로 인해 야기되는 손실이 반영된 FSS(230)에서의 수신 패턴을 의미한다.
그래프(920)를 참고하면, 재구성된 FSS(230)은 유효 매체(effective medium)에 대응한다. 예를 들어, 0도에서 이득을 참고하면, 제1 라인(931)은 약 21.1dBi, 제3 라인(933)은 약 7.0dBi를 가리킨다. 즉, 장애물(901)로 인해, 이득이 약 14.1dB 만큼 감소한다. 실시예들에 따른 FSS(230)는 굴절 정보(910)에 기반하여 재구성될 수 있다. 0도에서 제2 라인(932)은 약 16.45dBi를 가리킨다. 재구성된 FSS(230)으로 인해, 이득은 약 9.45dB 만큼 증가함이 식별될 수 있다.
도 9b는 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성의 다른 예를 도시한다. 여기서, FSS 재구성이란, FSS 장치(예: FSS 장치(300))는 FSS(예: FSS(230))의 유닛 셀들 각각에 대한 전압 값을 다시 설정하는 것을 나타낸다. 도 9b에서는 도 9a의 장애물(901)과 다른 장애물(951)로 인해, 굴절 정보가 달라지는 예가 서술된다.
도 9b를 참고하면, 신호원(210) 및 FSS(230) 사이에 장애물(951)이 배치될 수 있다. FSS 장치(300)는, 장애물(951)로 인해 FSS(230)에 입사되는 신호의 입사 패턴(이하, 수신 패턴)을 획득할 수 있다. 또한, FSS 장치(300)는, 신호원(210)을 위한 입사 패턴(이하, 기본 패턴)을 획득할 수 있다. 여기서, 기본 패턴이란, 장애물(951)이 배치되기 전의 무선 채널을 통해 신호원(210)으로부터 수신된 신호들이 FSS(230)에 입사되는 패턴을 의미한다. FSS 장치(300)는, 수신 패턴과 기본 패턴 간의 차이에 기반하여 차단 패턴을 획득할 수 있다. 여기서, 차단 패턴은, FSS(230)의 이득 측면에서 장애물(951)로 인한 이득 변경을 가리킨다. FSS 장치(300)는 장애물(951)에 대한 차단 패턴에 기반하여 굴절 정보(960)를 획득할 수 있다. FSS 장치(300)는, 각 유닛 셀에서의 굴절 정보(960)(예: 굴절률)의 맵핑에 기반하여, FSS 재구성을 수행할 수 있다. FSS 장치(300)는 유닛 셀에서 굴절 정보에 대응하는 전압 정보를, 상기 유닛 셀에 인가함으로써, 유닛 셀의 유전율을 변경할 수 있다. FSS 장치(300)는, 유닛 셀들 각각에 대한 유전율을 재설정함으로써, 장애물(951)을 극복하기 위한 방사 패턴을 획득할 수 있다.
그래프(970)는 방사 패턴을 나타낸다. 그래프(970)의 가로축(971)은 조준방향(boresight)에 대한 각도(단위: 도(degree))를 나타낸다. 그래프(970)의 세로축(973)은 이득(단위: dBi(decibel isotropic))을 나타낸다. 제1 라인(981)은 기본 패턴을 나타낸다. 기본 패턴은, 신호원(210)의 방사 패턴을 의미한다. 신호원(210)의 신호들이 반사 없이 FSS(230)로 입사됨에 따라, FSS(230)에서, 제1 라인(981)의 방사 패턴이 획득될 수 있다. 제2 라인(982)은, 실시예들에 따른 재구성된 FSS(230)에서의 수신 패턴을 나타낸다. 제3 라인(983)은 수신 패턴을 나타낸다. 수신 패턴은, FSS 재구성 전, 장애물(951)로 인해 야기되는 손실이 반영된 FSS(230)에서의 수신 패턴을 의미한다.
그래프(970)를 참고하면, 재구성된 FSS(230)은 유효 매체에 대응한다. 예를 들어, 0도에서 이득을 참고하면, 제1 라인(981)은 약 21.1dBi, 제3 라인(983)은 약 3.6dBi를 나타낸다. 즉, 장애물(951)로 인해, 이득이 약 17.5dB 만큼 감소한다. 실시예들에 따른 FSS(230)는 굴절 정보(960)에 기반하여 재구성될 수 있다. 0도에서 제2 라인(982)은 약 13.9dBi를 나타낸다. 재구성된 FSS(230)으로 인해, 이득은 약 10.3dB 만큼 증가함이 식별될 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른 FSS 재구성을 위한 전자 장치의 동작 흐름을 도시한다. 전자 장치는 도 3의 FSS 장치(300)를 예시한다.
도 10을 참고하면, 동작(1001)에서, 전자 장치는 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치는 다른 전자 장치로부터 신호를 수신할 수 있다. 전자 장치는 FSS(예: FSS(230))에 기반하여 신호를 수신할 수 있다. FSS(230)는 기본 상태일 수 있다. 여기서, 기본 상태란, 장애물로 인해 각 유닛 셀에 인가되는 전압을 변경하기 전의 상태, 즉, 즉, 본 문서의 다른 곳에서 설명한 대로 재구성하기 전 상태를 의미한다.
동작(1003)에서, 전자 장치는 패턴 정보 식별할 수 있다. 패턴 정보는, 상기 다른 전자 장치를 위한 패턴 정보와 상기 다른 전자 장치로부터 실제 수신되는 패턴 정보의 차이를 가리킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000052
)을 획득할 수 있다. 전자 장치는 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000053
)을 획득할 수 있다. 또한, 전자 장치는, 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000054
)을 획득할 수 있다. 전자 장치는 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000055
)을 획득할 수 있다. 전자 장치는 제1 맵핑 패턴(620)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000056
)과 제2 맵핑 패턴(640)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000057
)의 차이(또는 제1 입사 패턴(610)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000058
)과 제2 입사 패턴(630)(
Figure PCTKR2023006519-appb-img-000059
)의 차이)에 기반하여 차단 패턴(700)을 획득할 수 있다. 차단 패턴(700)은 전자 장치와 상기 다른 전자 장치 간의 무선 채널의 공간적인 제약을 나타낼 수 있다. 차단 패턴(700)의 분포에 기반하여, 전자 장치는 하나 이상의 장애물들이 신호의 전파 경로 사이에 배치됨을 식별할 수 있다.
동작(1005)에서, 전자 장치는 FSS(230)의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정할 수 있다. 전자 장치는 패턴 정보에 기반하여 FSS(230)의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정할 수 있다. 즉, 굴절 정보는, 기본 패턴과 수신 패턴 간의 차이에 기반하여 결정될 수 있다. 굴절 정보는, 유닛 셀에서의 액정 층에 특정적일 수 있다. 신호의 전기적인 길이를 변화시키고, 반사되는 신호의 특성(예: 위상, 이득)을 조절하기 위하여, 액정 층에서의 굴절 정도가 결정될 수 있다. 전자 장치는, 장애물과 같은 공간적인 제약으로 인한 효과를 줄이기 위해, 각 유닛 셀에서의 굴절 정보를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치는, 액정 층의 크기에 기반하여, 굴절 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 액정 층의 면적에 기반하여 굴절 정보를 결정할 수 있다. 액정 층의 면적에 따라 인가되는 전압 변화 대비 변화되는 유전율이 다르기 때문이다. 예를 들어, 전자 장치는 액정 층의 두께에 기반하여 굴절 정보를 결정할 수 있다. 액정 층의 두께에 따라, 감쇠 정도가 달라질 수 있다. 감쇠 정도는 이득에 영향을 미친다.
일 실시예에 따라, 전자 장치는, FSS(230)의 크기에 기반하여 굴절 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, FSS(230)의 유닛 셀들의 개수에 기반하여 굴절 정보를 결정할 수 있다. 유닛 셀들의 개수에 따라, 입사되는 신호 대비 반사되는 신호를 제어하기 위한 그래뉼리티가 달라질 수 있다. 전자 장치는, 유닛 셀들의 개수가 많을수록, 반사되는 신호의 특성(예: 위상, 이득)을 보다 세밀하게 제어할 수 있다. 일 실시예에 따른, FSS(230)는 개별 전압 인가를 통해, 복수의 유닛 셀들의 유전율들을 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, 전자 장치는, FSS(230)의 유닛 셀들의 개수에 기반하여, 일대일 맵핑 혹은 다대일 맵핑을 이용하는 굴절 정보를 결정할 수 있다.
전자 장치는, 상기 유닛 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정할 수 있다. 또한, 다른 일부 실시예들에서, 전자 장치는, 차단 패턴(700)에 대응하는 적어도 하나의 유닛 셀의 위치에 기반하여 굴절 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 모든 유닛 셀들 각각에 유전율을 변경할 필요가 없고, 차단 패턴(700)을 통해 식별되는 적어도 하나의 유닛 셀에 대한 유전율만을 변경할 수 있다. FSS(230) 제어의 효율성을 높이기 위해, 차단 패턴(700)에 기반하여, 전자 장치는 변경하기 위한 상기 적어도 하나의 유닛 셀을 식별할 수 있다. 이후, 전자 장치는 상기 적어도 하나의 유닛 셀에 대한 굴절 정보를 결정할 수 있다.
동작(1007)에서, 전자 장치는 FSS 재구성을 수행할 수 있다.
전자 장치는, FSS(230)의 유닛 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여, FSS(230)를 위한 전압 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 제1 유닛 셀에 대한 굴절 정보에 기반하여, 상기 제1 유닛 셀을 위한 전압 정보를 결정할 수 있다. 전자 장치는, 제2 유닛 셀에 대한 굴절 정보에 기반하여, 상기 제2 유닛 셀을 위한 전압 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, FSS(230)의 전체 굴절 패턴에 기반하여, FSS(230)의 유닛 셀들 각각에 대한 전압 정보를 결정할 수 있다.
전압 정보란, 유닛 셀에 인가될 전압 값일 수 있다.. 장애물과 관련된 차단 패턴을 역으로 적용함으로써, 신호 수신 시, 장애물로 인한 영향이 감소할 수 있다. 굴절 정보의 적용을 위해, 전자 장치는, 액정 층의 유전율을 변경하기 위한 전압 값을 식별할 수 있다. 전자 장치는, FSS(230)의 유닛 셀들 각각에 대한 전압 값을 다시 설정할 수 있다. 유닛 셀의 재설정된 전압에 의해, 상기 유닛 셀의 액정 층의 유전율이 달라질 수 있다. FSS의 유닛 셀들 모두에 대한 전압이 달라져야 하는 것은 아니며, FSS의 유닛 셀들 중에서 적어도 일부에 대한 전압은 달라질 것이 요구될 수 있다. FSS의 모든 단위 셀이 서로 다르거나 고유한 리셋 전압을 가질 필요는 없다. FSS(230)에 입사되는 신호는 반사될 수 있다. 적어도 일부 유닛 셀에서 유전율이 달라지기 때문에, 반사되는 신호의 특성은 달라질 수 있다.
전자 장치는, FSS(230)의 액정 층에 인가되는 전압을 통해, FSS(230)의 반사 신호의 위상 및/또는 크기를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자 장치는, FSS(230)의 액정 층을 위한 전압 정보에 기반하여 반사 신호의 크기를 제어할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 전자 장치는, FSS(230)의 액정 층을 위한 전압 정보에 기반하여 반사 신호의 위상을 제어할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 전자 장치는, FSS(230)의 액정 층을 위한 전압 정보에 기반하여 반사 신호의 위상 및 크기를 제어할 수 있다.
동작(1009)에서, 전자 장치는 재구성된 FSS(230)에 기반하여 복원 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 복원 신호는, 재구성된 FSS(230)에 입사되는 신호가 반사된 신호를 의미한다. 전자 장치는, 공간적인 제약(예: 장애물(220), 장애물(901), 장애물(951))로 인해, 손상된 신호를 수신할 수 있다. 손상된 신호는, 재구성된 FSS(230)에 입력될 수 있다. 재구성된 FSS(230)는, 입력된 신호를 반사시킬 수 있다. 재구성된 FSS(230)에 기반하여, 전자 장치는, 신호원(210)의 신호와 가깝게 복원되는 신호(즉, 복원 신호)를 획득할 수 있다. 도 9a의 그래프(920) 또는 도 9b의 그래프(970)와 같이, 무선 통신 환경에서 재구성된 FSS는 장애물이 배치되더라도, 0도의 방향에서, 높은 이득을 제공할 수 있다.
도 2 내지 도 10에서는 FSS를 포함하는 전자 장치가 신호를 수신하는 수신단에서의 동작들이 서술되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 실시예들에 따른 굴절 정보의 맵핑을 위한 FSS는 송신단에 배치될 수도 있다. 일 실시예에 따라, 장애물에 대한 정보를 피드백받음으로써, 송신 장치는 장애물이 전기적으로 투명하게 되도록, 신호를 전송하기 전에 FSS 재구성을 수행할 수 있다.
실시예들에 있어서, 전자 장치는 메모리, 복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface) 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 굴절 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 상기 굴절 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보를 식별하도록 구성될 수 있다. 상기 굴절 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 패턴 정보와 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보를 식별하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 패턴 정보는, 상기 신호를 수신하기 전에, 상기 다른 전자 장치를 위해 획득된 제1 신호 이득 값들을 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴 정보는, 상기 신호가 상기 FSS의 영역에 입사됨으로써, 획득되는 제2 신호 이득 값들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 패턴 정보 및 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보에 기반하여, 각 셀에서의 굴절률(refractive index)을 결정함으로써, 상기 굴절 정보를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 굴절 정보는, 각 셀에 대한 상기 굴절률을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들의 각 셀은 제1 금속 층, PCB(printed circuit board)의 일 면에 배치되는 제2 금속 층, 상기 PCB의 다른 면에 배치되는 제3 금속 층, 상기 제1 금속 층 및 상기 제2 금속 층 사이에 배치되는 액정 층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀의 상기 액정 층의 유전율은, 상기 제1 금속 층 및 상기 제3 금속 층 사이에 전압을 적용하여, 조절가능록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대하여, 상기 굴절 정보에 기반하여, 셀에 대한 전압을 결정하고, 상기 셀의 상기 액정 층의 유전율을 변경하도록, 상기 셀에 상기 결정된 전압을 적용함으로써, 상기 FSS에 대한 재구성을 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들은 제1 바이어싱 라인(biasing line)과 연관되는 제1 셀 및 상기 제1 바이어싱 라인과 다른 제2 바이어싱 라인과 연관되는 제2 셀을 포함할 수 있다. 상기 제1 바이어싱 라인은, 상기 제1 셀에 제1 전압은 적용함으로써 상기 제1 셀의 제1 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 바이어싱 라인은, 상기 제2 셀에 제2 전압을 적용함으로써 상기 제2 셀의 제2 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 FSS는 그라운드 평면(ground plane)을 더 포함할 수 있다. 상기 그라운드 평면 내에서, 상기 복수의 셀들 중에서 인접한 셀들 간 갭(gap)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들의 각 셀은 서로 다른 길이를 갖는 복수의 다이폴(dipole) 안테나들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 FSS는, RIS(reconfigurable intelligent surface)에 배치될 수 있다.
실시예들에 있어서, 전자 장치에 의해 수행되는 방법은, 복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface)에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보를 식별하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은, 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보를 식별하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은, 상기 제1 패턴 정보와 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보를 식별하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 패턴 정보는, 상기 신호를 수신하기 전에, 상기 다른 전자 장치를 위해 획득된 제1 신호 이득 값들을 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴 정보는, 상기 신호가 상기 FSS의 영역에 입사됨으로써, 획득되는 제2 신호 이득 값들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은, 상기 제1 패턴 정보 및 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하차단 패턴 정보에 기반하여, 각 셀에서의 굴절률(refractive index)을 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 굴절 정보는, 각 셀에 대한 상기 굴절률을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들의 각 셀은 제1 금속 층, PCB(printed circuit board)의 일 면에 배치되는 제2 금속 층, 상기 PCB의 다른 면에 배치되는 제3 금속 층, 상기 제1 금속 층 및 상기 제2 금속 층 사이에 배치되는 액정 층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 셀들의 각 셀의 상기 액정 층의 유전율은, 상기 제1 금속 층 및 상기 제3 금속 층 사이에 전압을 적용하여, 조절가능록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 FSS에 대한 재구성을 수행하는 동작은, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대하여, 상기 굴절 정보에 기반하여, 셀에 대한 전압을 결정하는 동작과, 상기 셀의 상기 액정 층의 유전율을 변경하도록, 상기 셀에 상기 결정된 전압을 적용하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들은 제1 바이어싱 라인(biasing line)과 연관되는 제1 셀 및 상기 제1 바이어싱 라인과 다른 제2 바이어싱 라인과 연관되는 제2 셀을 포함할 수 있다. 상기 제1 바이어싱 라인은, 상기 제1 셀에 제1 전압은 적용함으로써 상기 제1 셀의 제1 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 바이어싱 라인은, 상기 제2 셀에 제2 전압을 적용함으로써 상기 제2 셀의 제2 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 FSS는 그라운드 평면(ground plane)을 더 포함할 수 있다. 상기 그라운드 평면 내에서, 상기 복수의 셀들 중에서 인접한 셀들 간 갭(gap)이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 복수의 셀들의 각 셀은 서로 다른 길이를 갖는 복수의 다이폴(dipole) 안테나들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 FSS는, RIS(reconfigurable intelligent surface)에 배치될 수 있다.
실시예들에서, 전자 장치는 적어도 하나의 메모리, 적어도 하나의 프로세서 및 복수의 셀들을 포함하는 FSS(Frequency Selective Surface)를 포함한다. 복수의 셀 중 각각의 셀은 액정층을 포함한다. FSS는 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하고 신호를 변환하여 적어도 하나의 프로세서로 출력하도록 구성된다. 적어도 하나의 프로세서는 FSS로부터 다른 전자 장치의 방해 신호를 수신하고, 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보와 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여 FSS의 복수의 셀 중 각 셀에 대한 굴절 정보를 결정하도록 구성된다. 방해 신호에 대한 패턴 정보, FSS의 복수의 셀 각각에 대한 굴절 정보를 기반으로 FSS의 재구성을 수행하고, 재구성된 FSS에 의해 변환된 다른 전자 장치의 재구성 신호를 수신한다.
실시예들에서, 전자 장치에 의해 수행되는 방법은 복수의 셀들을 포함하는 FSS(Frequency Selective Surface)로부터 다른 전자 장치의 방해 신호(impeded signal)를 수신하는 동작과, 상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보와 방해 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기초하여 복수의 셀들의 각 셀에 대한 굴절 정보를 결정하는 동작과, 상기 FSS의 복수의 셀들의 각 셀에 대한 굴절 정보에 기반하여, FSS의 재구성을 수행하는 동작과, 재구성된 FSS에 의해 변환된 다른 전자 장치의 재구성 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 FSS는 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하여 신호를 변환하여 출력하도록 구성될 수 있으며, 상기 FSS의 복수의 셀 중 각각의 셀은 액정층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패턴 정보는 FSS의 영역에 입사되는 다른 전자 장치의 무방해 신호에 의해 획득된 제1 신호 이득 값을 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴 정보는 FSS의 영역에 입사되는 방해 신호에 의해 획득되는 제2 신호 이득 값을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패턴 정보는 다른 전자 장치의 신호로부터 도출된 제1 신호 이득 값을 포함할 수 있다. 제2 패턴 정보는 FSS의 영역에 방해 신호가 입사되어 얻은 제2 신호 이득 값을 포함할 수 있다.
액정 층으로 구동되는 반사형 전파 표면은, LCD 제작 공정에 기반하여 양산이 용이하다. 뿐만 아니라, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 FSS(230)는 RIS의 프로그래밍을 통해, 빔 조향, 편파 조작, 다중 빔과 같은 차세대 통신 기능들과 연계되어, 효율적으로 운용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 FSS 장치(300)는 기존의 클로킹 기술이나 스캐터링 제거에서의 복잡한 장애물들로 인한 문제를 해소하고, 장애물의 형상과 상관없이, 수신단에서 FSS(230)의 임피던스 제어를 통해 장애물의 산란 효과를 효과적으로 억제할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 다양한 구체적인 실시예들에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 자명할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    메모리;
    복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface), 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함하고; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 FSS에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하고,
    상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하고,
    상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하고,
    상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하도록 구성되는,
    전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 굴절 정보를 결정하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보를 식별하고,
    상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보를 식별하고,
    상기 제1 패턴 정보와 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보를 식별하도록 구성되는,
    전자 장치.
  3. 청구항 1 내지 2에 있어서,
    상기 제1 패턴 정보는, 상기 신호를 수신하기 전에, 상기 다른 전자 장치를 위해 획득된 제1 신호 이득 값들을 포함하고,
    상기 제2 패턴 정보는, 상기 신호가 상기 FSS의 영역에 입사됨으로써, 획득되는 제2 신호 이득 값들을 포함하는, 전자 장치.
  4. 청구항 1 내지 3에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 패턴 정보 및 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보에 기반하여, 각 셀에서의 굴절률(refractive index)을 결정함으로써, 상기 굴절 정보를 결정하도록 구성되고,
    상기 굴절 정보는, 각 셀에 대한 상기 굴절률을 포함하는,
    전자 장치.
  5. 청구항 1 내지 4에 있어서,
    상기 복수의 셀들의 각 셀은 제1 금속 층, PCB(printed circuit board)의 일 면에 배치되는 제2 금속 층, 상기 PCB의 다른 면에 배치되는 제3 금속 층, 상기 제1 금속 층 및 상기 제2 금속 층 사이에 배치되는 액정 층을 포함하고,
    상기 복수의 셀들의 각 셀의 상기 액정 층의 유전율은, 상기 제1 금속 층 및 상기 제3 금속 층 사이에 전압을 적용하여, 조절가능록 설정되는,
    전자 장치.
  6. 청구항 1 내지 5에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대하여,
    상기 굴절 정보에 기반하여, 셀에 대한 전압을 결정하고,
    상기 셀의 상기 액정 층의 유전율을 변경하도록, 상기 셀에 상기 결정된 전압을 적용함으로써, 상기 FSS에 대한 재구성을 수행하도록 구성되는,
    전자 장치.
  7. 청구항 1 내지 6에 있어서,
    상기 복수의 셀들은 제1 바이어싱 라인(biasing line)과 연관되는 제1 셀 및 상기 제1 바이어싱 라인과 다른 제2 바이어싱 라인과 연관되는 제2 셀을 포함하고,
    상기 제1 바이어싱 라인은, 상기 제1 셀에 제1 전압은 적용함으로써 상기 제1 셀의 제1 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성되고,
    상기 제2 바이어싱 라인은, 상기 제2 셀에 제2 전압을 적용함으로써 상기 제2 셀의 제2 액정 층의 유전율을 변경하도록 구성되는,
    전자 장치.
  8. 청구항 1 내지 7에 있어서,
    상기 FSS는 그라운드 평면(ground plane)을 더 포함하고,
    상기 그라운드 평면 내에서, 상기 복수의 셀들 중에서 인접한 셀들 간 갭(gap)이 배치되는,
    전자 장치.
  9. 청구항 1 내지 8에 있어서,
    상기 복수의 셀들의 각 셀은 서로 다른 길이를 갖는 복수의 다이폴(dipole) 안테나들을 포함하는,
    전자 장치.
  10. 청구항 1 내지 9에 있어서,
    상기 FSS는, RIS(reconfigurable intelligent surface)에 배치되는,
    전자 장치.
  11. 전자 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    복수의 셀들을 포함하는 FSS(frequency selective surface)에 기반하여 다른 전자 장치로부터 신호를 수신하는 동작과, 상기 복수의 셀들의 각 셀은 액정 층(liquid crystal layer)을 포함하고; 및
    상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보 및 상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보의 차이에 기반하여, 상기 FSS의 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보를 결정하는 동작과,
    상기 FSS의 상기 복수의 셀들 각각에 대한 굴절 정보에 기반하여 상기 FSS에 대한 재구성(reconfiguration)을 수행하는 동작과,
    상기 재구성된 FSS에 기반하여 상기 다른 전자 장치로부터 복원 신호를 획득하는 동작을 포함하는,
    방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은,
    상기 다른 전자 장치에 대한 제1 패턴 정보를 식별하는 동작과,
    상기 수신된 신호에 대한 제2 패턴 정보를 식별하는 동작과,
    상기 제1 패턴 정보와 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보를 식별하는 동작을 포함하는,
    방법.
  13. 청구항 11 내지 12에 있어서,
    상기 제1 패턴 정보는, 상기 신호를 수신하기 전에, 상기 다른 전자 장치를 위해 획득된 제1 신호 이득 값들을 포함하고,
    상기 제2 패턴 정보는, 상기 신호가 상기 FSS의 영역에 입사됨으로써, 획득되는 제2 신호 이득 값들을 포함하는, 방법.
  14. 청구항 11 내지 13에 있어서, 상기 굴절 정보를 결정하는 동작은, 상기 제1 패턴 정보 및 상기 제2 패턴 정보의 차이에 대응하는 차단 패턴 정보에 기반하여, 각 셀에서의 굴절률(refractive index)을 결정하는 동작을 포함하고,
    상기 굴절 정보는, 각 셀에 대한 상기 굴절률을 포함하는,
    방법.
  15. 청구항 11 내지 14에 있어서,
    상기 복수의 셀들의 각 셀은 제1 금속 층, PCB(printed circuit board)의 일 면에 배치되는 제2 금속 층, 상기 PCB의 다른 면에 배치되는 제3 금속 층, 상기 제1 금속 층 및 상기 제2 금속 층 사이에 배치되는 액정 층을 포함하고,
    상기 복수의 셀들의 각 셀의 상기 액정 층의 유전율은, 상기 제1 금속 층 및 상기 제3 금속 층 사이에 전압을 적용하여, 조절가능록 설정되는,
    방법.
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