KR102245947B1 - 무선 통신 시스템에서 송수신 장치 - Google Patents

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Abstract

송수신 장치가 개시된다. 개시된 송수신 장치는, 빔을 방사하는 방사기; 빔을 수신하는 수신기; 상기 방사기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 부 반사기; 상기 수신기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 상기 제1 부 반사기와 다르게 변경시키는 제2 부 반사기; 및상기 제1 부 반사기 및 상기 제2 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 송수신 장치{TRANSCEIVER IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 송수신 장치에 관한 것으로, 풀 듀플렉스(Full Duplex) 방식의 통신에서 수신 신호와 송신 신호 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있는 송수신 장치에 관한 것이다.
모바일 통신 기기의 보급이 확산되면서, 모바일 기기의 인터넷 접속횟수가 PC의 인터넷 접속횟수를 능가하였고, 현재 전체 인터넷 접속횟수의 대부분이 모바일 기기에서 발생하고 있다. 무선 통신 환경이 활성화 됨에 따라 스마트폰의 트래픽 발생량은 꾸준히 증가하고 있다. 이에 따라 통신 용량을 증대시킬 수 있는 다양한 기술들이 개발되고 있다.
통신 용량 증대를 위한 다중화 방식으로써 시분할다중화(time division multiplexing), 주파수 분할다중화(frequency division multiplexing), 및 코드분할다중화 방식(code division multiplexing)이 사용되고 있다. 최근, 더 많은 통신 용량 증대를 위해 궤도각운동량을(Orbital Angular Momentum; OAM) 이용한 다중화 방식에 대한 연구가 이루어지고 있다. 궤도각운동량은 빔의 파면 모양에 따라 결정되는 빔의 물리적 특성이다. 전송단은 서로 다른 궤도각운동량을 가지는 빔을 통해 서로 다른 데이터를 전송함으로써, 데이터 전송량을 증가시킬 수 있다. 또한, 수신단은 특정 궤도각운동량을 가지는 빔을 선택적으로 검출함으로써, 데이터를 복원할 수 있다.
풀 듀플렉스 방식에서는 동일한 시간에 신호의 송수신이 모두 이루어지기 때문에 기존 통신 방식에 비해 통신 용량을 두 배 가까이 증대시킬 수 있다. 그러나, 풀 듀플렉스 방식에서 송수신 장치의 송신 신호가 수신 신호와 간섭을 일으키면서 통신 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서는 풀 듀플렉스 방식에서 송신 신호와 수신 신호의 궤도각운동량 모드를 조절하여, 송신 신호와 수신 신호 사이의 간섭을 줄일 수 있는 송수신 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 장치는, 빔을 방사하는 방사기; 빔을 수신하는 수신기; 상기 방사기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 부 반사기; 상기 수신기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 상기 제1 부 반사기와 다르게 변경시키는 제2 부 반사기; 및 상기 제1 부 반사기 및 상기 제2 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함한다.
상기 제1 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고, 상기 제2 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 방사기는 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하고, 상기 수신기는 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고, 상기 제2 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
상기 방사기는 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하고, 상기 수신기는 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함할 수 있다.
상기 주 반사기는 상기 주 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 상기 주 반사기에서 반사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다.
상기 제1 부 반사기는 상기 제1 부 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고,
상기 제2 부 반사기는 상기 제2 부 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 부 반사기는 상기 제1 부 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고,
상기 제2 부 반사기는 상기 제2 부 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치는, 빔을 방사하며, 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하는 방사기; 빔을 수신하며, 수신되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는 수신기; 상기 방사기 및 상기 수신기와 마주보도록 마련된 부 반사기; 및 상기 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함하며,
상기 주 반사기 및 상기 부 반사기 중 적어도 하나는, 상기 방사기에서 방사된 빔과, 상기 송수신 장치의 외부로부터 상기 주 반사기에 입사된 빔이 상기 부 반사기에서 반사된 후 서로 다른 궤도각운동량을 가지도록 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경할 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 증가시키고,
상기 부 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 감소시키며,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키고,
상기 부 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 증가시키며,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 증가시키고,
상기 주 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 감소시키며,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키고,
상기 주 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 증가시키며,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
상기 부 반사기 및 상기 주 반사기 중 적어도 하나는, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 상기 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치는, 빔을 방사하며, 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하는 방사기; 빔을 수신하며, 수신되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는 수신기; 및 상기 방사기 및 상기 수신기와 마주보도록 마련된 반사기;를 포함하며,
상기 방사기에서 방사된 빔과, 상기 송수신 장치의 외부로부터 상기 반사기에 입사된 빔은 상기 반사기에서 반사된 후, 서로 다른 궤도각운동량을 가질 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고,
상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고,
상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고,
상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다.
상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 빔의 궤도각운동량 모드를 이용하여, 빔들 사이의 직교성을 보장할 수 있다. 이를 통해, 풀 듀플렉스 환경에서, 방사기에서 방사된 빔과 외부로부터 수신한 빔이 수신기에서 일으키는 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 1은 종래 풀 듀플렉스 방식의 통신을 지원하는 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 빔의 궤도각운동량 모드 별로, 빔의 파면을 나타낸 개념도이다.
도 3은 빔의 궤도각운동량 모드를 설정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 5은 도 4에서 설명한 송수신 장치에서 간섭 효과를 억제하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 8는 본 발명의 제4 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 9은 본 발명의 제5 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 11는 본 발명의 제7 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 12은 본 발명의 제8 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 13는 본 발명의 제9 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 14는 본 발명의 제10 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 15은 본 발명의 제11 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제12 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 17은 본 발명의 제13 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 18는 본 발명의 제14 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 종래 풀 듀플렉스 방식의 통신을 지원하는 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 송수신 장치는 제1 송신 안테나(4), 제2 송신 안테나(6) 및 수신 안테나(5)를 포함할 수 있다. 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)는 빔을 방사할 수 있다. 입력 단자(1)를 통해 인가된 신호는 전력 분배기(3)로 전송될 수 있다. 전력 분배기(3)는 입력 단자(1)에 인가된 신호를 두 개의 신호로 분리하여 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)에 전달할 수 있다. 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)에서 방사하는 빔들은 다른 송수신 장치에서 수신될 수 있다.
수신 안테나(5)는 다른 송수신 장치가 전송하는 빔을 수신할 수 있다. 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)에서 방사하는 빔들 중 일부는 수신 안테나(5)에 입사될 수 있다. 수신 안테나(5)는 다른 송수신 장치에 비해 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)와 가깝게 있을 수 있다. 따라서, 수신 안테나(5)가 있는 위치에서, 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)에서 방사되는 빔들의 세기는 상대적으로 강할 수 있다. 따라서, 수신 안테나(5)가 있는 위치에서 제1 송신 안테나(4)에서 방사되는 빔과 제2 송신 안테나(6)에서 방사되는 빔을 서로 상쇄시킬 필요가 있다.
예를 들어, 제1 송신 안테나(4)와 수신 안테나(5) 사이의 거리가 D일 때, 제2 송신 안테나(6)와 수신 안테나(5) 사이의 거리는 D+λ/2일 수 있다. 여기서, λ는 제1 송신 안테나(4) 및 제2 송신 안테나(6)가 방사하는 빔의 중심 파장을 의미한다. 도 1에서 나타낸 바와 같이 제1 송신 안테나(4), 수신 안테나(5) 및 제2 송신 안테나(6)를 배치하면, 수신 안테나(5)가 있는 위치에서, 제1 송신 안테나(4)가 방사하는 빔과 제2 송신 안테나(6)가 방사하는 빔이 서로 상쇄될 수 있다.
도 1에서 나타낸 송수신 장치의 경우, 두 개 이상의 송신 안테나들(4, 6)을 사용해야 하고, 송신 안테나들(4, 6)과 수신 안테나(5) 사이의 거리가 신호 간섭 여부에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 송수신 장치의 안테나들 배열에 많은 제약이 따른다. 또한, 밀리미터파 대역에서는 파장이 짧기 때문에, 원하는 규격대로 안테나들을 배열하는 것이 어려울 수 있다.
본 발명에서는, 송수신 장치의 방사기에서 방사되는 빔과, 외부로부터 주 반사기에 입사된 빔이 서로 다른 궤도각운동량(Orbital Angular Momentum; OAM) 모드를 가지고 수신기에 입사되도록 함으로써, 빔들 사이의 간섭 효과를 완화할 수 있다. 빔의 궤도각운동량은 빔의 파면 모양에 따라 결정되는 빔의 물리적 특성이다. 이하에서는 빔의 궤도각운동량에 관하여 설명한다.
도 2는 빔의 궤도각운동량 모드 별로, 빔의 파면을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 빔의 궤도각운동량이 달라지게 되면 빔의 파면이 바뀔 수 있다. 예를 들어, 빔의 궤도각운동량이 0인 0차 모드의 경우, 빔의 파면이 빔의 진행방향에 수직한 평면일 수 있다. 즉, 빔의 횡단면(Cross section)에서 빔의 위상이 동일할 수 있다. 반면, 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 0이 아닌 경우, 빔의 파면은 빔의 진행방향에 대해 회전하는 나선모양일 수 있다. 빔의 궤도 각운동량 모드 차수에 따라 빔의 파면 모양이 달라질 수 있다. 또한, 빔의 궤도 각운동량 모드 차수의 부호에 따라 나선모양의 회전 방향이 다를 수 있다. 예를 들어, 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 양수인 경우, 빔의 파면은 빔의 진행방향에 대해서 시계 방향으로 회전할 수 있다. 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 음수인 경우, 빔의 파면은 빔의 파면은 빔의 진행방향에 대해서 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
도 3은 빔의 궤도각운동량 모드를 설정하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 서브 방사기들에서 방사되는 빔들의 위상을 달리함으로써, 빔의 궤도각운동량 모드를 설정할 수 있다. 예를 들어, 서브 방사기들(21, 22, 23, 24)에서 방사되는 빔들의 위상이 시계 방향으로 90도씩 차이가 나도록 함으로써, 궤도각운동량 모드 차수가 +1인 빔을 형성할 수 있다. 다른 예로, 서브 방사기들(25, 26, 27, 28)에서 방사되는 빔들의 위상이 반 시계 방향으로 90도씩 차이가 나도록 함으로써, 궤도각운동량 모드 차수가 -1인 빔을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 송수신 장치는, 방사기(110), 수신기(120), 제1 부 반사기(132), 제2 부 반사기(134) 및 주 반사기(140)를 포함할 수 있다. 도 4에서는 주 반사기(140)와 제1 부 반사기(132) 및 제2 부 반사기(134)의 모양을 곡면으로 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 주 반사기(140)와 제1 부 반사기(132) 및 제2 부 반사기(134)에 마이크로스트립 패치(Microstrip Patch)를 배열하여, 반사되는 빔의 진행 방향을 조절하는 경우, 주 반사기(140)와 제1 부 반사기(132) 및 제2 부 반사기(134)는 평판 모양으로 설계될 수도 있다.
방사기(110)는 빔을 방사할 수 있다. 방사기(110)는 제1 모드 변경 유닛(112) 및 제1 전달 유닛(114)을 포함할 수 있다. 제1 모드 변경 유닛(112)은 빔을 입력 받아 빔의 궤도각운동량 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(112)은 0차 모드 빔을 입력 받을 수 있다. 0차 모드 빔은 송수신 장치가 송신하는 데이터 정보를 포함하도록 변조된 빔일 수 있다. 제1 모드 변경 유닛(112)은 0차 모드 빔을 1차 모드 빔으로 변경할 수 있다.
제1 예로, 제1 모드 변경 유닛(112)은 스파이럴 위상 플레이트(Spiral Phase Plate; SPP)를 포함할 수 있다. 스파이럴 위상 플레이트는 복굴절 결정(Birefringent Crystal)로 이루어져 있으며 빔의 통과면에 단차가 형성되어 있을 수 있다. 스파이럴 위상 플레이트는 빔의 통과 위치에 따라 빔의 위상을 다르게 함으로써, 빔의 궤도각운동량을 변화시킬 수 있다. 제2 예로, 제1 모드 변경 유닛(112)은 피치-포크 홀로그램(Pitch-Fork Hologram)을 포함할 수 있다. 피치-포크 홀로그램은 빔의 간섭에 의해 빔의 위상을 변화시킴으로써, 빔의 궤도각운동량을 변화시킬 수 있다. 제1 모드 변경 유닛(112)의 실시예는 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(112)은 Q-플레이트 또는 크리스탈 모드 컨버터 등을 포함할 수도 있다.
제1 모드 변경 유닛(112)에서 궤도각운동량이 변화된 빔은 제1 전달 유닛(114)을 거쳐 제1 부 반사기(132)를 향해 방사될 수 있다. 제1 전달 유닛(114)에서 방사된 빔은 1차 모드 빔일 수 있다. 1차 모드 빔은 제1 부 반사기(132)에서 반사될 수 있다. 제1 부 반사기(132)는 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 부 반사기(132)의 반사면에는 단차가 형성되어 있을 수 있다. 제1 부 반사기(132)의 반사면에 단차가 형성됨에 따라 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 위상이 변할 수 있다. 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 위상이 변하면서, 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량이 변할 수 있다. 다른 예로, 제1 부 반사기(132)는 빔의 위상을 변화시키는 패치 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 패치 엘리먼트들은 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 위상을 변경시켜, 빔의 궤도각운동량을 변경시킬 수 있다.
제1 부 반사기(132)는 제1 부 반사기(132)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 방사기(110)에서 방사된 1차 모드 빔은 제1 부 반사기(132)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 빔은 제1 부 반사기(132)에서 반사된 후, 주 반사기(140)에서 반사되어 다른 송수신 장치에게 전달될 수 있다. 결과적으로, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 전송할 수 있다.
외부로부터 송수신 장치에 전달되는 빔은 주 반사기(140)에 입사될 수 있다. 주 반사기(140)에서 반사된 빔은 제2 부 반사기(134)에서 반사된 후, 수신기(120)로 입사될 수 있다. 제2 부 반사기(134)는 제2 부 반사기(134)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 부 반사기(134)의 반사면에는 단차가 형성되어 있을 수 있다. 다른 예로, 제2 부 반사기(134)는 빔의 위상을 변화시키는 패치 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
제2 부 반사기(134)는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 제1 부 반사기(132)와 다르게 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 부 반사기(134)는, 제2 부 반사기(134)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 주 반사기(140)에서 반사된 0차 모드 빔은 제2 부 반사기(134)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 될 수 있다. 제2 부 반사기(134)에서 반사된 빔은 수신기(120)에 입사될 수 있다.
수신기(120)는 제2 빔 전달 유닛(124) 및 제2 모드 변경 유닛(122)을 포함할 수 있다. 제2 빔 전달 유닛(124)은, 제2 빔 전달 유닛(124)에 입사된 빔을 제2 모드 변경 유닛(122)으로 전달할 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(122)은 스파이럴 위상 플레이트를 포함할 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(122)은 피치-포크 홀로그램을 포함할 수도 있다. 제2 모드 변경 유닛(122)의 실시예는 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(122)은 Q-플레이트 또는 크리스탈 모드 컨버터 등을 포함할 수도 있다.
제2 모드 변경 유닛(122)은 제2 모드 변경 유닛(122)에 전달된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 부 반사기(134)에서 반사된 1차 모드 빔은 제2 빔 전달 유닛(124)을 거쳐 제2 모드 변경 유닛(122)에서 0차 모드 빔이 될 수 있다. 즉, 송수신 장치의 주 반사기(140)에 입사된 0차 모드 빔이 수신기(120)에서 다시 0차 모드로 돌아올 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 복조하여 데이터를 확인할 수 있다.
도 5는 도 4에서 설명한 송수신 장치에서 간섭 효과를 억제하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 방사기(110)에서 방사된 빔과, 외부로부터 주 반사기(140)로 입사된 빔은 서로 다른 궤도 각운동량을 가지고 수신기(120)에 입사될 수 있다. 예를 들어, 방사기(110)에서 방사된 1차 모드 빔은 제1 부 반사기(132)에서 반사된 후, 0차 모드가 되어 수신기(120)에 입사될 수 있다. 방사기(110)에서 방사된 1차 모드 빔은 제2 부 반사기(134)에서 반사된 후, 2차 모드가 되어 수신기(120)에 입사될 수 있다. 반면, 외부로부터 주 반사기(140)에 입사된 0차 모드 빔은, 제2 부 반사기(134)에서 반사된 후 1차 모드가 되어 수신기(120)에 입사될 수 있다.
방사기(110)에서 방사된 빔과, 외부로부터 주 반사기(140)로 입사된 빔이 서로 다른 궤도각운동량 모드를 가지고 수신기(120)에 입사되면, 빔들 사이에 직교성이 보장될 수 있다. 송수신 장치는 제2 모드 변환 유닛(122)을 통과한 빔들 중 0차 모드 빔만 선택적으로 검출할 수 있다. 따라서, 외부로부터 수신한 빔과 방사기(110)에서 방사된 빔이 함께 수신기(120)에 입사하더라도, 빔들 사이의 직교성을 이용하여, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 빔들의 궤도각운동량 모드 차수가 변경되는 일 예를 나타냈지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 빔의 궤도각운동량 모드 차수는 다른 방식으로 변경될 수도 있다. 예를 들어, 방사기(110)의 제1 모드 변경 유닛(112)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 증가시킬 수 있다. 여기서, n은 임의의 자연수이다. 그리고, 제1 부 반사기(132)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 감소시킬 수 있다. 따라서, 방사기(110)에서 방사된 빔은 주 반사기(140)에서 반사된 후, 제1 모드 변경 유닛(112)에 입사되었을 때와 같은 궤도각운동량을 가질 수 있다.
반면, 제2 부 반사기(134)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 증가시킬 수 있다. 여기서, m은 임의의 자연수이다. 수신기(120)의 제2 모드 변경 유닛(122)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 감소시킬 수 있다. 따라서, 외부로부터 주 반사기(130)에 입사된 빔은, 제2 모드 변경 유닛(122)을 통과한 후, 제2 부 반사기(132)에서 반사되기 이전과 같은 궤도각운동량을 가질 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 제1 부 반사기(132)가 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키고, 제2 부 반사기(134)가 궤도 각운동량 모드 차수를 증가시키는 것을 예시적으로 나타냈지만, 반대의 경우도 가능하다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 6의 실시예를 설명함에 있어서 도 4와 중복되는 내용은 생략한다.
도 6을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(112)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 제1 모드 변경 유닛(112)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 제1 모드 변경 유닛(112)에 0차 모드 빔이 입력된 경우, 방사기(110)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 제1 부 반사기(132)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 제1 부 반사기(132)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(110)에서 방사된 -1차 모드 빔은 제1 부 반사기(132)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 결과적으로, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 외부로 전송할 수 있다.
제2 모드 변경 유닛(122)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(122)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 제2 부 반사기(134)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 제2 부 반사기(134)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 외부로부터 주 반사기(140)에 입사된 0차 모드 빔은 제2 부 반사기(134)에서 반사되어 -1차 모드 빔이 될 수 있다. 수신기(120)에 입사된 -1차 모드 빔은 제2 모드 변환 유닛(122)을 통과하여 0차 모드 빔이 될 수 있다.
도 6에서 나타낸 모드 변환의 예는 예시적인 것에 불과할 뿐, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 빔의 궤도각운동량 모드 차수는 다른 방식으로 변경될 수도 있다. 예를 들어, 방사기(110)의 제1 모드 변경 유닛(112)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 감소시킬 수 있다. 여기서, n은 임의의 자연수이다. 그리고, 제1 부 반사기(132)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 증가시킬 수 있다. 따라서, 방사기(110)에서 방사된 빔은 주 반사기(140)에서 반사된 후, 제1 모드 변경 유닛(112)에 입사되었을 때와 같은 궤도각운동량을 가질 수 있다.
반면, 제2 부 반사기(134)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 감소시킬 수 있다. 여기서, m은 임의의 자연수이다. 수신기(120)의 제2 모드 변경 유닛(122)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 증가시킬 수 있다. 따라서, 외부로부터 주 반사기(130)에 입사된 빔은, 제2 모드 변경 유닛(122)을 통과한 후, 제2 부 반사기(132)에서 반사되기 이전과 같은 궤도각운동량을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 주 반사기(240)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 주 반사기(240)는 제1 패치 엘리먼트를 복수개 포함하고, 제2 패치 엘리먼트를 복수개 포함할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트들 및 제2 패치 엘리먼트들은 주 반사기(240)의 반사면에 배열되어 있을 수 있다. 따라서, 주 반사기(240)에서 반사되는 빔들 중 일부는, 궤도각운동량 모드 차수가 증가하고, 나머지 일부는 궤도각운동량 모드 차수가 감소할 수 있다.
제1 부 반사기(232)는, 제1 부 반사기(232)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 부 반사기(232)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(210)에서 방사된 0차 모드 빔은 제1 부 반사기(232)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 될 수 있다. 제1 부 반사기(232)에서 반사된 1차 모드 빔은 주 반사기(240)에서 반사된 후, 일부는 0차 모드 빔이 되고 나머지 일부는 2차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
제2 부 반사기(234)는, 제2 부 반사기(234)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 부 반사기(234)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 주 반사기(240)에 입사된 0차 모드 빔 중 일부는 1차 모드 빔이 되고, 나머지 일부는 -1차 모드 빔이 될 수 있다. 1차 모드 빔은 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. -1차 모드 빔은 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, -2차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 수신기(220)에 입사된 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(210)에서 방사되는 빔 중 일부는 제1 부 반사기(232)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 되어 수신기(220)에 입사될 수 있다. 방사기(210)에서 방사되는 빔 중 다른 일부는 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, -1차 모드 빔이 되어 수신기(220)에 입사될 수 있다. 어느 경우든, 방사기(210)에서 방사되는 빔은 0차 모드와 다른 모드로 수신기(220)에 입사되기 때문에, 빔의 간섭 영향을 줄일 수 있다.
도 7에서 나타낸 모드 변환의 예는 예시적인 것에 불과할 뿐, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 빔의 궤도각운동량 모드 차수는 다른 방식으로 변경될 수도 있다. 예를 들어, 주 반사기(240)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 여기서, n, m은 임의의 자연수이다. 제1 부 반사기(232)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 증가시킬 수 있다. 제2 부 반사기(234)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 감소시킬 수 있다.
도 7에서는 제1 부 반사기(232)가 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고, 제2 부 반사기(234)가 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 예를 나타냈지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 반대의 경우도 가능하다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 8의 실시예를 설명함에 있어서, 도 7과 중복되는 내용은 생략한다.
제1 부 반사기(232)는, 제1 부 반사기(232)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 부 반사기(232)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(210)에서 방사된 0차 모드 빔은 제1 부 반사기(232)에서 반사된 후, -1차 모드 빔이 될 수 있다. 제1 부 반사기(232)에서 반사된 -1차 모드 빔은 주 반사기(240)에서 반사된 후, 일부는 0차 모드 빔이 되고 나머지 일부는 -2차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
제2 부 반사기(234)는, 제2 부 반사기(234)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 부 반사기(234)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 주 반사기(240)에 입사된 0차 모드 빔 중 일부는 1차 모드 빔이 되고, 나머지 일부는 -1차 모드 빔이 될 수 있다. 1차 모드 빔은 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, 2차 모드 빔이 될 수 있다. -1차 모드 빔은 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 수신기(220)에 입사된 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(210)에서 방사되는 빔 중 일부는 제1 부 반사기(232)에서 반사된 후, -1차 모드 빔이 되어 수신기(220)에 입사될 수 있다. 방사기(210)에서 방사되는 빔 중 다른 일부는 제2 부 반사기(234)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 되어 수신기(220)에 입사될 수 있다. 어느 경우든, 방사기(210)에서 방사되는 빔은 0차 모드와 다른 모드로 수신기(220)에 입사되기 때문에, 빔의 간섭 영향을 줄일 수 있다.
도 8에서 나타낸 모드 변환의 예는 예시적인 것에 불과할 뿐, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 빔의 궤도각운동량 모드 차수는 다른 방식으로 변경될 수도 있다. 예를 들어, 주 반사기(240)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 여기서, n, m은 임의의 자연수이다. 제1 부 반사기(232)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 n만큼 감소시킬 수 있다. 제2 부 반사기(234)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 m만큼 증가시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 송수신 장치는, 방사기(310), 수신기(320), 부 반사기(330) 및 주 반사기(340)를 포함할 수 있다. 방사기(310)는 제1 모드 변경 유닛(312) 및 제1 빔 전달 유닛(314)을 포함할 수 있다. 수신기(320)는 제2 모드 변경 유닛(322) 및 제2 빔 전달 유닛(324)을 포함할 수 있다. 부 반사기(330)는 방사기(310) 및 수신기(320)와 마주볼 수 있다. 주 반사기(340)는 부 반사기(330)와 서로 마주볼 수 있다.
제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 방사기(310)는 1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 빔은 부 반사기(330)에서 반사될 수 있다.
부 반사기(330)는 부 반사기(330)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 부 반사기(330)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 주 반사기(340)에서 반사되어 외부로 전송될 수 있다. 결과적으로, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 외부로 전송활 수 있다.
송수신 장치의 외부로부터 전송되는 빔은 주 반사기(340)에 입사될 수 있다. 주 반사기(340)에서 반사된 빔은 부 반사기(330)에서 반사될 수 있다. 부 반사기(330)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 주 반사기(340)에 입사된 빔은 부 반사기(330)에서 반사되면서 -1차 모드 빔이 될 수 있다. 부 반사기(330)에서 반사된 -1차 모드 빔은 수신기(320)에 입사될 수 있다. 수신기(320)의 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(322)은 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 결과적으로, 주 반사기(340)에 입사된 0차 모드 빔은, 부 반사기(330)에서 반사된 후, 제2 모드 변경 유닛(322)을 거쳐 다시 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 빔 중 일부는 수신기(320)로 입사될 수 있다. 예를 들어, 방사기(310)에서 방사된 1차 모드 빔 중 일부는 부 반사기(330)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 그런데, 외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 빔은, -1차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 따라서, 빔들 사이에 직교성이 보장될 수 있다. 송수신 장치는 제2 모드 변환 유닛(322)을 통과한 빔들 중 0차 모드 빔만 선택적으로 검출할 수 있다. 외부로부터 수신한 빔과 방사기(310)에서 방사된 빔이 함께 수신기(320)에 입사하더라도, 빔들 사이의 직교성을 이용하여, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 9에서는 부 반사기(330)가 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 예를 나타냈지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 10의 실시예를 설명함에 있어서, 도 9과 중복되는 내용은 생략한다.
도 10을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 부 반사기(330)는, 부 반사기(330)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 부 반사기(330)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 -1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 부 반사기(330)에서 반사된 0차 모드 빔은 주 반사기(340)에서 반사된 후 외부로 전송될 수 있다.
외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 될 수 있다. 부 반사기(330)에서 반사된 1차 모드 빔은 수신기(320)에 입사될 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(322)은, 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 수신기(320)에 입사된 1차 모드 빔은, 제2 모드 변경 유닛(322)을 통과하면서 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 -1차 모드 빔 중 일부는 부 반사기(330)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 그런데, 외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 빔은, 1차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 따라서, 빔들 사이에 직교성이 보장될 수 있다. 송수신 장치는 제2 모드 변환 유닛(322)을 통과한 빔들 중 0차 모드 빔만 선택적으로 검출할 수 있다.
도 9 및 도 10에서는 부 반사기(330)에서 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 변경되는 것을 예시적으로 설명했다. 하지만, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 주 반사기(340)에서 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 변경될 수도 있다. 다른 예로, 부 반사기(330) 및 주 반사기(340) 모두에서 빔의 궤도각운동량 모드 차수가 변경될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 11의 실시예를 설명함에 있어서, 도 9과 중복되는 내용은 생략한다.
도 11을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)는 1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 주 반사기(340)는, 주 반사기(340)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 주 반사기(340)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 주 반사기(340)에서 반사되면서 0차 모드 빔이 될 수 있다.
외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 0차 모드 빔은, 주 반사기(340)에서 반사된 후, -1차 모드 빔이 될 수 있다. 주 반사기(340)에서 반사된 -1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 수신기(320)에 입사될 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(322)은, 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 수신기(320)에 입사된 -1차 모드 빔은, 제2 모드 변경 유닛(322)을 통과하면서 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 1차 모드 빔 중 일부는 부 반사기(330)에서 반사된 후, 수신기(320)에 입사될 수 있다. 그런데, 외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 빔은, -1차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 따라서, 빔들 사이에 직교성이 보장될 수 있다. 송수신 장치는 제2 모드 변환 유닛(322)을 통과한 빔들 중 0차 모드 빔만 선택적으로 검출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 12의 실시예를 설명함에 있어서, 도 11와 중복되는 내용은 생략한다.
도 12를 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 주 반사기(340)는, 주 반사기(340)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 주 반사기(340)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)에서 방사된 -1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 주 반사기(340)에서 반사되면서 0차 모드 빔이 될 수 있다.
외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 0차 모드 빔은, 주 반사기(340)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 될 수 있다. 주 반사기(340)에서 반사된 1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 수신기(320)에 입사될 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(322)은, 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 수신기(320)에 입사된 1차 모드 빔은, 제2 모드 변경 유닛(322)을 통과하면서 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 -1차 모드 빔 중 일부는 부 반사기(330)에서 반사된 후, 수신기(320)에 입사될 수 있다. 그런데, 외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 빔은, 1차 모드 빔이 되어 수신기(320)에 입사될 수 있다. 따라서, 빔들 사이에 직교성이 보장될 수 있다. 송수신 장치는 제2 모드 변환 유닛(322)을 통과한 빔들 중 0차 모드 빔만 선택적으로 검출할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 13을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)는 1차 모드 빔을 방사할 수 있다.
주 반사기(340)는, 주 반사기(340)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 주 반사기(340)는 제1 패치 엘리먼트를 복수개 포함하고, 제2 패치 엘리먼트를 복수개 포함할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트들 및 제2 패치 엘리먼트들은 주 반사기(340)의 반사면에 배열되어 있을 수 있다. 제1 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +2만큼 변경시키고, 제2 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 주 반사기(340)에서 반사되는 빔들 중 일부는, 궤도각운동량 모드 차수가 증가하고, 나머지 일부는 궤도각운동량 모드 차수가 감소할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 주 반사기(340)에서 반사될 수 있다. 1차 모드 빔 중 일부는 주 반사기(340)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 3차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 0차 모드 빔 중 일부는 -1차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 2차 모드 빔이 될 수 있다. 수신기(320)의 제2 모드 변경 유닛(322)은 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -2만큼 변경시킬 수 있다. 수신기(320)에 입사된 빔 중 2차 모드 빔만 제2 모드 변경 유닛(322)을 통과한 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제10 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 도 14의 실시예를 설명함에 있어서, 도 13와 중복되는 내용은 생략한다.
도 14를 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(312)은, 방사기(310)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모드 변경 유닛(312)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(310)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다.
주 반사기(340)는, 주 반사기(340)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 제1 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시키고, 제2 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -2만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 주 반사기(340)에서 반사되는 빔들 중 일부는, 궤도각운동량 모드 차수가 증가하고, 나머지 일부는 궤도각운동량 모드 차수가 감소할 수 있다.
방사기(310)에서 방사된 -1차 모드 빔은 부 반사기(330)에서 반사된 후, 주 반사기(340)에서 반사될 수 있다. 1차 모드 빔 중 일부는 주 반사기(340)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 -3차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
외부로부터 주 반사기(340)에 입사된 0차 모드 빔 중 일부는 1차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 -2차 모드 빔이 될 수 있다. 수신기(320)의 제2 모드 변경 유닛(322)은 수신기(320)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(322)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +2만큼 변경시킬 수 있다. 수신기(320)에 입사된 빔 중 +2차 모드 빔만 제2 모드 변경 유닛(322)을 통과한 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다.
이상에서 도 13 및 도 14를 참조하여서는 주 반사기(340)가 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함하는 경우를 예시적으로 설명했지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 부 반사기(330)가 제1 패치 엘리먼트 및 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수도 있다.
이상에서는 송수신 장치가 카세그레인 식 안테나인 경우를 나타냈다. 이하에서는 송수신 장치를 파라볼라 식 안테나로 구현하는 경우에 대해 기술한다.
도 15는 본 발명의 제11 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 15를 참조하면, 송수신 장치는, 방사기(410), 수신기(420) 및 반사기(430)를 포함할 수 있다. 방사기(410)는 제1 모드 변경 유닛(412) 및 제1 빔 전달 유닛(414)을 포함할 수 있다. 수신기(420)는 제2 모드 변경 유닛(422) 및 제2 빔 전달 유닛(424)을 포함할 수 있다. 반사기(430)는 방사기(410) 및 수신기(420)와 마주볼 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 빔과, 외부로부터 반사기(430)에 입사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 서로 다른 궤도각운동량을 가질 수 있다.
제1 모드 변경 유닛(412)은 방사기(410)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 방사기(410)는 1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 반사기(430)는, 반사기(430)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 반사기(430)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 1차 모드 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되어 외부로 전송될 수 있다.
외부로부터 반사기(430)에 입사된 0차 모드 빔은, 반사기(430)에서 반사된 후, -1차 모드 빔이 될 수 있다. 반사기(430)에서 반사된 -1차 모드 빔은 수신기(420)에 입사될 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(422)은, 수신기(420)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 수신기(420)에 입사된 -1차 모드 빔은 제2 모드 변경 유닛(422)을 거쳐 0차 모드 빔이 될 수 있다.
방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 방사기(410)에서 방사된 빔이 반사기(430)에서 반사된 후 일부가 수신기(420)에 입사되더라도, 제2 모드 변경 유닛(422)을 통과하면 0차 모드 빔이 되지 않을 수 있다. 따라서, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다. 또한, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 16은 본 발명의 제12 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 16을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(412)은 방사기(410)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 방사기(410)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 반사기(430)는, 반사기(430)에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 반사기(430)는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 -1차 모드 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 되어 외부로 전송될 수 있다.
외부로부터 반사기(430)에 입사된 0차 모드 빔은, 반사기(430)에서 반사된 후, 1차 모드 빔이 될 수 있다. 반사기(430)에서 반사된 1차 모드 빔은 수신기(420)에 입사될 수 있다. 제2 모드 변경 유닛(422)은, 수신기(420)에 입사된 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 수신기(420)에 입사된 1차 모드 빔은 제2 모드 변경 유닛(422)을 거쳐 0차 모드 빔이 될 수 있다.
방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 방사기(410)에서 방사된 빔이 반사기(430)에서 반사된 후 일부가 수신기(420)에 입사되더라도, 제2 모드 변경 유닛(422)을 통과하면 0차 모드 빔이 되지 않을 수 있다. 따라서, 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다. 또한, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 17은 본 발명의 제13 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 17을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(412)은 방사기(410)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 방사기(410)는 1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 반사기(430)는, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 따라서, 반사기(430)에서 반사된 빔 중 일부는 궤도각운동량이 증가하고, 다른 일부는 궤도각운동량이 감소할 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변화시키고, 제2 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변화시킬 수 있다.
방사기(410)에서 방사된 1차 모드 빔 중 일부는 반사기(430)에서 반사된 후 0차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 반사기(430)에서 반사된 후 2차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
제2 모드 변경 유닛(422)은, 수신기(420)에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 수신기(420)에 입사하는 빔 중 1차 모드 빔만 제2 모드 변경 유닛(422)을 통과한 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 2차 모드 빔 또는 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 17에서는 제2 모드 변경 유닛(422)이 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 것을 예시적으로 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수도 있다. 즉, 반사기(430)에서 반사된 빔 중 -1차 모드 빔을 0차 모드 빔으로 변경시킬 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, 2차 모드 빔 또는 0차 모드 빔이 되기 때문에, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 18은 본 발명의 제14 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 개념도이다.
도 18을 참조하면, 제1 모드 변경 유닛(412)은 방사기(410)에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 방사기(410)는 -1차 모드 빔을 방사할 수 있다. 반사기(430)는, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함할 수 있다. 따라서, 반사기(430)에서 반사된 빔 중 일부는 궤도각운동량이 증가하고, 다른 일부는 궤도각운동량이 감소할 수 있다. 예를 들어, 제1 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변화시키고, 제2 패치 엘리먼트는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변화시킬 수 있다.
방사기(410)에서 방사된 -1차 모드 빔 중 일부는 반사기(430)에서 반사된 후 0차 모드 빔이 되고, 다른 일부는 반사기(430)에서 반사된 후 -2차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치가 전송하는 신호를 수신하는 입장에서는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출하여, 송수신 장치가 전송하는 데이터를 복조할 수 있다.
제2 모드 변경 유닛(422)은, 수신기(420)에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 +1만큼 변경시킬 수 있다. 따라서, 수신기(420)에 입사하는 빔 중 -1차 모드 빔만 제2 모드 변경 유닛(422)을 통과한 후, 0차 모드 빔이 될 수 있다. 송수신 장치는 0차 모드 빔을 선택적으로 검출함으로써, 외부로부터 수신한 데이터를 복조할 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, -2차 모드 빔 또는 0차 모드 빔이 될 수 있다. 따라서, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
도 18에서는 제2 모드 변경 유닛(422)이 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 것을 예시적으로 나타냈지만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 모드 변경 유닛(422)은 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 -1만큼 변경시킬 수도 있다. 즉, 반사기(430)에서 반사된 빔 중 1차 모드 빔을 0차 모드 빔으로 변경시킬 수 있다. 방사기(410)에서 방사된 빔은 반사기(430)에서 반사된 후, -2차 모드 빔 또는 0차 모드 빔이 되기 때문에, 빔들 사이의 간섭 효과를 줄일 수 있다.
이상에서 도 1내지 도 18를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 송수신 장치에 관하여 설명하였다. 상술한 실시예들에 따르면, 빔의 궤도각운동량 모드를 이용하여, 빔들 사이의 직교성을 보장할 수 있다. 이를 통해, 풀 듀플렉스 환경에서, 방사기에서 방사된 빔과 외부로부터 수신한 빔이 수신기에서 일으키는 간섭 효과를 줄일 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 송수신 장치에 있어서,
    빔을 방사하는 방사기;
    빔을 수신하는 수신기;
    상기 방사기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 부 반사기;
    상기 수신기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 상기 제1 부 반사기와 다르게 변경시키는 제2 부 반사기; 및
    상기 제1 부 반사기 및 상기 제2 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함하며,
    상기 제1 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고, 상기 제2 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키며, 상기 방사기는 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하고, 상기 수신기는 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는,
    송수신 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 송수신 장치에 있어서,
    빔을 방사하는 방사기;
    빔을 수신하는 수신기;
    상기 방사기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 부 반사기;
    상기 수신기와 마주보도록 마련되며, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 상기 제1 부 반사기와 다르게 변경시키는 제2 부 반사기; 및
    상기 제1 부 반사기 및 상기 제2 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함하며,
    상기 제1 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고, 상기 제2 부 반사기는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키며, 상기 방사기는 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하고, 상기 수신기는 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는,
    송수신 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 송수신 장치에 있어서,
    빔을 방사하며, 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하는 방사기;
    빔을 수신하며, 수신되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는 수신기;
    상기 방사기 및 상기 수신기와 마주보도록 마련된 부 반사기; 및
    상기 부 반사기와 마주보도록 마련된 주 반사기;를 포함하며,
    상기 주 반사기 및 상기 부 반사기 중 적어도 하나는, 상기 방사기에서 방사된 빔과, 상기 송수신 장치의 외부로부터 상기 주 반사기에 입사된 빔이 상기 부 반사기에서 반사된 후 서로 다른 궤도각운동량을 가지도록 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경하는 송수신 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 증가시키고,
    상기 부 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 감소시키며,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 송수신 장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키고,
    상기 부 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 증가시키며,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 송수신 장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 증가시키고,
    상기 주 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 감소시키며,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 송수신 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키고,
    상기 주 반사기는 상기 부 반사기에서 반사되는 빔의 모드 차수를 증가시키며,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 송수신 장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 부 반사기 및 상기 주 반사기 중 적어도 하나는, 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 상기 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함하는 송수신 장치.
  15. 송수신 장치에 있어서,
    빔을 방사하며, 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제1 모드 변경 유닛을 포함하는 방사기;
    빔을 수신하며, 수신되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 변경시키는 제2 모드 변경 유닛을 포함하는 수신기; 및
    상기 방사기 및 상기 수신기와 마주보도록 마련된 반사기;를 포함하며,
    상기 방사기에서 방사된 빔과, 상기 송수신 장치의 외부로부터 상기 반사기에 입사된 빔은 상기 반사기에서 반사된 후, 서로 다른 궤도각운동량을 가지는 송수신 장치
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고,
    상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 송수신 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키고,
    상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키고,
    상기 제2 모드 변경 유닛은 상기 수신기에 입사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 송수신 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 반사기는, 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 제1 패치 엘리먼트 및 상기 반사기에서 반사되는 빔의 궤도 각운동량 모드 차수를 감소시키는 제2 패치 엘리먼트를 포함하는 송수신 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 증가시키는 송수신 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제1 모드 변경 유닛은 상기 방사기에서 방사되는 빔의 궤도각운동량 모드 차수를 감소시키는 송수신 장치.
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