KR102238497B1 - 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치 - Google Patents

광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치 Download PDF

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박정수
최유성
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경상국립대학교산학협력단
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Abstract

광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치는 급전을 받아 제1 빔을 방사하는 패치 안테나, 급전을 받아 제2 빔을 방사하는 모노폴 안테나 및 상기 패치 안테나 및 상기 모노폴 안테나에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0도인 모드와 180도인 모드가 반복적으로 동작하도록 급전을 제어하는 급전 장치를 포함한다. 상기 패치 안테나는 기판과 평행하게 배치되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 패치 안테나의 중심에 수직 방향으로 배치된다.

Description

광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치{BEAM RECONFIGURABLE ANTENNA APPARATUS FOR WIDE COVERAGE}
이하 설명하는 기술은 빔 재구성 안테나 장치에 관한 것이다.
무선 통신 환경 발전과 더불어 다양한 분야에서 새로운 안테나 장치가 연구 개발되고 있다. 예컨대, 자율 주행 자동차, 무인비행기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle), IoT 기기 등 다양한 애플리케이션에서 특수한 목적의 안테나 장치가 요구되는 상황이다.
미국공개특허 US 2017-0244159호
예컨대, UAV는 공중에서 이동하면서 공중 또는 지상에 위치한 객체와 통신을 수행해야 한다. 즉, UAV는 가능하면 하나의 안테나 장치로 넓은 범위의 커버리지(coverage)를 갖는 것이 바람직하다. 도 1을 살펴보면, 종래 패치 안테나는 UAV에 좁은 커버리지(앙각)를 제공한다. 따라서, 종래 배열 안테나는 UAV, 차량 등과 같이 3차원 공간에서 다양한 방향으로 통신이 필요한 객체에는 적절하지 않다.
이하 설명하는 기술은 넓은 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치를 제공하고자 한다.
광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치는 급전을 받아 제1 빔을 방사하는 패치 안테나, 급전을 받아 제2 빔을 방사하는 모노폴 안테나 및 상기 패치 안테나 및 상기 모노폴 안테나에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0도인 모드와 180도인 모드가 반복적으로 동작하도록 급전을 제어하는 급전 장치를 포함한다. 상기 패치 안테나는 기판과 평행하게 배치되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 패치 안테나의 중심에 수직 방향으로 배치된다.
이하 설명하는 기술은 구조가 단순하여 소형으로 패키징이 가능하면서, 넓은 커버리지를 갖는 안테나를 제공한다. 이하 설명하는 기술은 U2X 시스템을 비롯한 다양한 시스템의 시장 환경에 부합하는 안테나를 제공한다.
도 1은 패치안테나가 적용된 UAV에 대한 커버리지에 대한 예이다.
도 2는 빔 재구성 안테나 장치에 대한 예이다.
도 3은 빔 재구성 안테나 장치에서 형성되는 빔에 대한 예이다.
도 4는 빔 재구성 안테나 장치에서 급전 포트를 도시한 예이다.
도 5는 급전 장치의 구조에 대한 예이다.
도 6은 빔 재구성 안테나 장치의 방사 패턴에 대한 예이다.
도 7은 빔 재구성 안테나의 성능을 실험한 결과이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설명된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
최근 국제전기통신연합(ITU, International Telecommunication Union) 산하의 세계 전파통신회의(WRC, World Radio Conference)는 전세계적으로 무인항공기 지상제어 전용으로 5030~5150MHz 대역을 분배하였다. 지상의 무인 항공기 제어 목적으로 5030~5150MHz 대역을 할당하여 수 km까지 통신이 가능하도록 환경을 조성하였다. 이하 설명하는 안테나도 5000MHz 대역 서비스가 가능하다.
이하 설명하는 기술은 빔 재구성 안테나에 관한 것이다. 이하 설명하는 기술은 넓은 범위 커버리지를 지원하는 안테나에 관한 것이다.
단일 안테나 소자는 다양한 방사 패턴을 갖지 못한다. 개발자는 특정한 지향성(방사 패턴)을 갖는 안테나를 개발하고자 할 때 배열 안테나를 사용할 수 있다. 배열 안테나는 2개 이상의 안테나 소자를 동시에 사용한 배열을 포함한다. 이하 설명하는 안테나도 기본적으로 2개의 안테나 소자를 사용하는 배열 안테나에 해당한다.
도 2는 빔 재구성 안테나 장치(100)에 대한 예이다. 안테나 장치(100)는 패치 안테나(110), 모노폴 안테나(120) 및 급전장치(130)를 포함한다.
급전장치(130)는 CPW-G(Coplanar Waveguide with Lower Ground Plane) 구조를 가질 수 있다. CPW(Coplanar Waveguide) 급전 방식은 마이크로 스트립 급전 방식에 비해 분산이 적게 발생하며 광대역 전파 특성이 있고 접지면과 동일한 면상에 급전 구조가 구현되었기 때문에 급전 손실이 줄어든다. 도 2는 유전체 기판을 별도로 도시하였다. 다만, CPW-G 구조는 기판 위에 도파로가 구성되고, 아래면에 접지면이 구성되는 구조이다. 따라서, 별도의 추가 기판이 없을 수도 있다.
패치 안테나(110)는 기판 또는 급전면에 평행하게 배치된다. 도 2는 원형 형태의 패치 안테나(110)를 도시하였다. 패치 안테나(110)는 다른 형태를 가질 수도 있다.
모노폴 안테나(120)는 패치 안테나(110) 위에 배치된다. 모노폴 안테나(120)는 안테나의 높이를 최대한 낮추기 위하여 미앤더(meander) 형태를 가질 수 있다. 도 2는 미앤더 모노폴 안테나를 도시하였다.
모노폴 안테나(120)는 패치 안테나(110)의 중심에 배치될 수 있다. 모노폴 안테나(120)는 모노폴 안테나의 바닥면 중심과 패치 안테나(110)의 중심이 일치하게 배치될 수 있다. 모노폴 안테나(120)는 패치 안테나(110)에 수직 방향으로 배치될 수 있다.
이를 위하여, 패치 안테나(110)의 중심부에 클리어런스(clearance)와 비아(via)를 구성하여, 모노폴 안테나(120)를 배치할 수 있다.
도 3은 빔 재구성 안테나 장치에서 형성되는 빔에 대한 예이다. 도 3에서 모노폴 안테나(120) 배치를 위한 클리어런스와 급전 경로를 확인할 수 있다. 도 3(A)는 패치 안테나(110)와 모노폴 안테나(120)의 빔 패턴을 도시한다. 도 2(B)는 패치 안테나(110)의 빔 패턴과 모노폴 안테나(120)의 빔 패턴이 합성된 예를 도시한다.
도 4는 빔 재구성 안테나 장치에서 급전 포트를 도시한 예이다. 모노폴 안테나(120)는 하나의 급전 포트 P1에 연결된다. 모노폴 안테나(120)는 평면 기준으로 면의 길이가 0.25λ 크기일 수 있다. 패치 안테나(110)는 두 개의 급전 포트 P2 및 P3에 연결된다. 패치 안테나(110)는 평면 기준으로 면의 길이가 0.5λ 크기일 수 있다. 급전 포트 P2와 P3의 위치는 패치 안테나 중심을 기준으로 일정한 간격 d로 이격될 수 있다. 급전 포트 P2와 P3는 서로 90°각도로 이격 배치될 수 있다.
급전장치(130)는 패치 안테나(110) 및 모노폴 안테나(120)에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0°인모드 또는 180°인 모드로 동작하게 제어할 수 있다. 도 5는 급전 장치(200)의 구조에 대한 예이다. 급전 장치(200)는 커플러(210), 위상 변환기(220) 및 스위치(230)를 포함한다. 도 5는 전력 공급원 내지 신호 공급원은 생략하였다.
전력 공급원 내지 신호 공급원에서 전달되는 두 개의 신호 RFIN #1 및 RFIN #2 중 어느 하나가 입력된다. 커플러(210)는 RFIN #1 및 RFIN #2을 서로 다른 2개의 입력 단자(경로)를 통해 입력받는다. 커플러(210)는 입력 신호에 대하여 90°위상을 변환하여 전달하는 90° 하이브리드 커플러(hybrid coupler)일 수 있다.
커플러(210)는 RFIN #1 또는 RFIN #2를 입력받아 모노폴 안테나에 연결된 급전 포트 P1 및 위상 변환기(220)의 입력으로 전달한다. 급전 포트 P1으로 전달되는 출력을 RFOUT #1이라고 표현한다. 위상 변환기(220)로 전달되는 출력을 RFOUT #2라고 표현한다. 90° 하이브리드 커플러(210)는 RFIN #1을 입력받아 위상 변환 없는 신호를 RFOUT #1으로 출력하고, 90°위상이 변경된 신호를 RFOUT #2로 출력한다. 또한, 90° 하이브리드 커플러(210)는 RFIN #2을 입력받아 위상 변환 없는 신호를 RFOUT #2로 출력하고, 90°위상이 변경된 신호를 RFOUT #2으로 출력한다.
위상 변환기(220)는 입력되는 신호의 위상을 변화시켜 출력하는 구성이다. 위상 변환기(220)의 구조는 다양할 수 있다. 위상 변환기(220)는 입력 신호의 위상을 90°변경하여 출력한다.
스위치(230)는 위상 변환기(220)의 출력 신호를 입력받는다. 스위치(230)는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치가 사용될 수 있다. 스위치(230)는 입력 신호를 패치 안테나에 연결된 제1 급전 포트 P2 또는 패치 안테나에 연결된 제2 급전 포트 P3로 전달한다.
두 개의 입력 신호 RFIN #1 및 RFIN #2에 대하여, RF 스위치 동작을 고려하여 가능한 모드를 살펴보면 아래 표 1과 같다.
RF 스위치 위상변화 (단위: °)
모드 RF IN SPDT P1 P2 P3 △θ
Mode1 #1 P1 0 180 × ±180
Mode2 #1 P2 0 × 180 ±180
Mode3 #2 P1 90 90 × ±0
Mode4 #2 P2 90 × 90 ±0
도 5와 같은 구조를 갖는 급전 장치(200)는 도 2의 안테나에 대하여 4개의 모드(Mode1 ~ Mode4)를 제공한다.
Mode 1 및 Mode 2는 RFIN #1이 입력되는 경우이다. (i) Mode 1에서 모노폴 안테나 A1은 급전 포트 P1로 입력신호와 위상 변화가 없는(위상차가 0°) 신호를 받아 빔을 방사한다. 패치 안테나 A2는 급전 포트 P2로 입력신호와 위상차가 180°인 신호를 받아 빔을 방사한다. 이때 두 개의 안테나는 서로 위상차가 180°인 신호를 입력받는다. (ii) Mode 2에서 모노폴 안테나 A1은 급전 포트 P1로 입력신호와 위상 변화가 없는(위상차가 0°) 신호를 받아 빔을 방사한다. 패치 안테나 A2는 급전 포트 P3로 입력신호와 위상차가 180°인 신호를 받아 빔을 방사한다. 이때 두 개의 안테나는 서로 위상차가 180°인 신호를 입력받는다.
Mode 3 및 Mode 4는 RFIN #2가 입력되는 경우이다. (iii) Mode 3에서 모노폴 안테나 A1은 급전 포트 P1로 입력신호와 위상차가 90° 신호를 받아 빔을 방사한다. 패치 안테나 A2는 급전 포트 P2로 입력신호와 위상차가 90°인 신호를 받아 빔을 방사한다. 이때 두 개의 안테나는 서로 위상차가 0°인 신호를 입력받는다. (iv) Mode 4에서 모노폴 안테나 A1은 급전 포트 P1로 입력신호와 위상차가 90° 신호를 받아 빔을 방사한다. 패치 안테나 A2는 급전 포트 P3로 입력신호와 위상차가 90°인 신호를 받아 빔을 방사한다. 이때 두 개의 안테나는 서로 위상차가 0°인 신호를 입력받는다.
급전 장치(200)는 패치 안테나 및 모노폴 안테나에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0°인 모드(Mode3, Mode4)와 180°인 모드(Mode1, Mode2)가 반복적으로 동작하도록 급전을 제어한다. 급전 장치(200)는 사전에 결정된 특정 순서에 따라 상기 모드가 일정하게 반복되게 제어할 수 있다. 모드가 전환되는 순서는 사전에 결정된 순서 또는 임의의 순서일 수도 있다.
도 6은 빔 재구성 안테나 장치의 방사 패턴에 대한 예이다. 도 2의 빔 재구성 안테나 장치의 방사 패턴에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 6(A)는 Mode 1에서의 방사패턴이다. 도 6(B)는 Mode 2에서의 방사패턴이다. 도 6(C)는 Mode 3에서의 방사패턴이다. 도 6(D)는 Mode 4에서의 방사패턴이다. 도 6(E)는 전체 모드의 빔이 합성된 방사패턴이다.
도 7은 빔 재구성 안테나의 성능을 실험한 결과이다. 실험을 위한 안테나는 0.5λ × 0.5λ × 0.20λ (1λ × 1λ × 0.01λ 급전회로) 크기를 고려하였다. 중심 주파수는 5.09GHz를 고려하였다. 실험 결과, 재구성 안테나 장치는 합성된 빔 패턴을 이용하여 170°이상의 넓은 동작 커버리지를 제공할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서, 안테나는 반구 영역을 커버할 만큼 넓은 동작 커버리지를 제공하였고, 이때 6.8dBi(Sim) 이상의 높은 이득을 갖는 것으로 확인되었다.
또한, 상술한 바와 같은 빔 재구성 안테나 장치에서의 급전 모드 제어 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수 있다. 상기 프로그램은 일시적 또는 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM(Erasable PROM, EPROM) 또는 EEPROM(Electrically EPROM) 또는 플래시 메모리 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
일시적 판독 가능 매체는 스태틱 램(Static RAM，SRAM), 다이내믹 램(Dynamic RAM，DRAM), 싱크로너스 디램 (Synchronous DRAM，SDRAM), 2배속 SDRAM(Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM), 증강형 SDRAM(Enhanced SDRAM，ESDRAM), 동기화 DRAM(Synclink DRAM，SLDRAM) 및 직접 램버스 램(Direct Rambus RAM，DRRAM) 과 같은 다양한 RAM을 의미한다.
본 실시례 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시례는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 급전을 받아 제1 빔을 방사하는 패치 안테나;
    급전을 받아 제2 빔을 방사하는 모노폴 안테나; 및
    상기 패치 안테나 및 상기 모노폴 안테나에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0도인 모드와 180도인 모드가 반복적으로 동작하도록 급전을 제어하는 급전 장치를 포함하고,
    상기 패치 안테나는 기판과 평행하게 배치되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 패치 안테나의 중심에 수직 방향으로 배치되고,
    상기 급전 장치는
    제1 신호 공급원에 연결되는 제1 입력단자;
    제2 신호 공급원에 연결되는 제2 입력단자;
    상기 제1 입력단자의 신호 또는 상기 제2 입력단자의 신호를 입력받아 상기 패치 안테나의 급전 포트와 연결된 제1 출력단자와 제2 출력단자의 신호가 90도 위상차를 갖게 하는 하이브리드 커플러;
    상기 제2 출력단자의 신호를 입력받아 위상을 90도 변환하는 위상 변환기; 및
    상기 위상 변환기의 출력을 입력받아 상기 모노폴 안테나의 제1 급전 포트 또는 상기 모노폴 안테나의 제2 급전 포트에 신호를 전달하도록 제어하는 스위치를 포함하는 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모노폴 안테나는 미앤더(meander) 형태의 안테나인 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패치 안테나는 2개의 급전 포트와 연결되고, 상기 2개의 급전 포트는 상기 패치 안테나의 중심을 기준으로 90도 방향으로 이격되는 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모노폴 안테나는 제1 급전 포트, 상기 패치 안테나는 제2 급전 포트 및 제3 급전 포트에 연결되고, 상기 제2 급전 포트와 상기 제3 급전 포트는 상기 패치 안테나의 중심을 기준으로 90도 방향으로 이격되고,
    상기 급전 장치는
    (1) 상기 제1 급전 포트에 0도 위상 신호 및 상기 제2 급전 포트에 180도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제1 모드,
    (2) 상기 제1 급전 포트에 0도 위상 신호 및 상기 제3 급전 포트에 180도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제2 모드,
    (3) 상기 제1 급전 포트에 90도 위상 신호 및 상기 제2 급전 포트에 90도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제3 모드 또는
    (4) 상기 제1 급전 포트에 90도 위상 신호 및 상기 제3 급전 포트에 90도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제4 모드로 동작하게 제어하는 광각 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 상기 제3 모드 및 상기 제4 모드에서 서로 다른 형태의 빔들을 방사되고,
    상기 급전 장치는 시간축에서 특정한 순서로 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 상기 제3 모드 및 상기 제4 모드가 반복적으로 동작하게 제어하여 상기 서로 다른 형태의 빔들이 합성된 빔을 제공하는 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 급전 장치는 CPW-G(Coplanar Waveguide with Lower Ground Plane) 구조인 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
  8. 급전 장치가 모노폴 안테나에 연결되는 제1 급전 포트, 패치 안테나에 연결되는 제2 급전 포트 및 상기 패치 안테나에 연결되는 제3 급전 포트에 급전을 제어하되,
    상기 급전 장치는 (1) 상기 제1 급전 포트에 0도 위상 신호 및 상기 제2 급전 포트에 180도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제1 모드, (2) 상기 제1 급전 포트에 0도 위상 신호 및 상기 제3 급전 포트에 180도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제2 모드, (3) 상기 제1 급전 포트에 90도 위상 신호 및 상기 제2 급전 포트에 90도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제3 모드 또는 (4) 상기 제1 급전 포트에 90도 위상 신호 및 상기 제3 급전 포트에 90도 위상의 신호를 동시에 공급하는 제4 모드로 동작하게 제어하고,
    상기 패치 안테나는 기판과 평행하게 배치되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 패치 안테나의 중심에 수직 방향으로 배치되는 빔 재구성 안테나 장치에서의 급전 모드 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 상기 제3 모드 및 상기 제4 모드에서 서로 다른 형태의 빔들을 방사되고,
    상기 급전 장치는 시간축에서 특정한 순서로 상기 제1 모드, 상기 제2 모드, 상기 제3 모드 및 상기 제4 모드가 반복적으로 동작하게 제어하여 상기 서로 다른 형태의 빔들이 합성된 빔을 제공하는 빔 재구성 안테나 장치에서의 급전 모드 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 급전 장치는
    제1 신호 공급원에 연결되는 제1 입력단자;
    제2 신호 공급원에 연결되는 제2 입력단자;
    상기 제1 입력단자의 신호 및 상기 제2 입력단자의 신호를 입력받아 상기 패치 안테나의 급전 포트와 연결된 제1 출력단자와 제2 출력단자의 신호가 90도 위상차를 갖게 하는 하이브리드 커플러;
    상기 제2 출력단자의 신호를 입력받아 위상을 90도 변환하는 위상 변환기; 및
    상기 위상 변환기의 출력을 입력받아 상기 모노폴 안테나의 제1 급전 포트 또는 상기 모노폴 안테나의 제2 급전 포트에 신호를 전달하도록 제어하는 스위치를 포함하는 빔 재구성 안테나 장치에서의 급전 모드 제어 방법.
  11. 급전을 받아 제1 빔을 방사하는 패치 안테나;
    급전을 받아 제2 빔을 방사하는 모노폴 안테나; 및
    상기 패치 안테나 및 상기 모노폴 안테나에 전달되는 신호 사이의 위상차가 0도인 모드와 180도인 모드가 반복적으로 동작하도록 급전을 제어하는 급전 장치를 포함하고,
    상기 패치 안테나는 기판과 평행하게 배치되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 패치 안테나의 중심에 수직 방향으로 배치되고,
    상기 급전 장치는 CPW-G(Coplanar Waveguide with Lower Ground Plane) 구조인 광범위 커버리지를 갖는 빔 재구성 안테나 장치.
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