KR20210037505A

KR20210037505A - 시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈

Info

Publication number: KR20210037505A
Application number: KR1020200034816A
Authority: KR
Inventors: 김덕용; 문영찬; 소성환; 최오석
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2021-04-06
Also published as: KR20210118777A; KR102294722B1

Abstract

시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈로서, 제1방사소자 및 상기 제1방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제2방사소자를 포함하는 제1방사소자 모듈; 및 상기 제1방사소자의 편파 방향과 45도의 편파 방향 차이를 가지는 제3방사소자 및 상기 제3방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제4방사소자를 포함하는 제2방사소자 모듈을 포함하고, 상기 제1방사소자 모듈은, 상기 제2방사소자 모듈이 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는 경우에 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되며, 상기 제2방사소자 모듈이 상기 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되는 경우에 상기 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는, 4중 편파 안테나 모듈을 제공한다.

Description

시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈{QUADRUPLE POLARIZED ANTENNA MODULE WITH TIME-POLARIZATION SEPARATION}

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 시간-편파 분리가 가능함은 물론 안테나 모듈의 면적 효율성을 향상시킬 수 있는 4중 편파 안테나 모듈에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

주파수 분할 듀플렉스(FDD: frequency-division duplex) 방식과 시간 분할 듀플렉스(TDD: Time-division duplex) 방식이 하나의 전송선이나 안테나를 이용하여 송수신 신호를 공유하는 방법으로 활용되고 있다.

TDD 방식을 활용하여 송수신 신호를 공유하는 종래 안테나 장치에 대한 일 예가 도 1에 나타나 있다.

종래 TDD 방식의 안테나 장치는 안테나(ANT), 필터(Filter), 스위치(S/W), 파워 증폭기(Power Amplifier, PA), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA), AD 컨버터(미도시) 및, 디지털 신호 처리기(FPGA, 미도시) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

TDD 방식의 안테나(AND)는 복수 개의 안테나 모듈들이 어레이(array)된 형태를 가질 수 있으며, 안테나 모듈은 2중 편파 안테나의 형태를 가진 방사소자들(2중 편파 안테나 모듈)로 구성될 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 2중 편파 안테나 모듈은 서로 다른 편파 방향을 가지는(서로 다른 편파 방향으로 설정된) 두 개의 방사소자들로 구성될 수 있다. 화살표 각각은 방사소자를 나타내며, 화살표의 방향은 각 방사소자의 편파 방향을 나타내고, 일점 쇄선 박스는 안테나 모듈이 점유하는 영역 또는 공간을 나타낸다.

2중 편파 안테나 모듈은 스위치(S/W)가 송신 라인(Tx 라인)과 연결되면 신호의 송신 기능을 수행하게 되고, 스위치(S/W)가 수신 라인(Rx 라인)과 연결되면 신호의 수신 기능을 수행하게 된다. 즉, 2중 편파 안테나 모듈(더 나아가, 종래 TDD 방식의 안테나 장치)은 스위치(S/W)의 선택적인 스위칭 동작에 의해 TDD 기능을 구현할 수 있게 된다.

그러나, 스위칭 과정을 통해 송신신호(다운링크 신호) 또는 수신신호(업링크 신호)에서 신호 손실이 발생할 수 있으며, 수신신호가 케이블을 통해 장치 내 후단으로 전달되는 과정에서도 신호 손실이 발생할 수 있다. 이러한 신호 손실은 잡음지수(Noise Figure, NF)를 악화시키고, 무선 통신 시스템의 업링크 커버리지(coverage) 확장을 제한하는 문제들을 야기할 수 있다.

위와 같은 문제들을 해결하기 위해, 송신용 안테나 모듈(Tx 안테나 모듈)과 수신용 안테나 모듈(Rx 안테나 모듈)이 물리적으로 구분된 TDD 방식의 새로운 안테나 모듈이 최근 소개되었다.

새로운 안테나 모듈에 대한 일 예가 도 3에 나타나 있다. 도 3에서, 좌측에 위치한 안테나 모듈은 송신용 안테나 모듈(Tx1, Tx2)을 나타내며, 우측에 위치한 안테나 모듈은 수신용 안테나 모듈(Rx1, Rx2)을 나타내고, 일점 쇄선 박스는 새로운 안테나 모듈 전체가 점유하는 영역 또는 공간을 나타낸다. 새로운 안테나 모듈은 송신용과 수신용이 물리적으로 구분되므로(송신 라인과 수신 라인이 별도로 구성되므로), 종래 스위칭에 의해 발생하는 문제점들을 일부 해소시킬 수 있다.

그러나, 신호의 송신과 신호의 수신을 모두 담당하던 단일의 안테나 모듈이 새로운 안테나 모듈에서는 서로 다른 두 개의 구성으로 물리적으로 분리되어 있다. 따라서, 새로운 안테나 모듈은 안테나 모듈 자체의 면적이 증가되는 문제점을 발생시킬 수 있다.

일반적으로 안테나 장치에는 복수 개의 안테나 모듈들로 구성되는 안테나 모듈 어레이가 적용된다. 또한, MIMO(multiple-input multiple-output) 기술의 구현을 위해 안테나 모듈 어레이에 포함되는 안테나 모듈들의 개수가 점차 증가하고 있다. 따라서, 새로운 안테나 모듈과 같이 안테나 모듈 자체의 면적이 증가하면, 안테나 모듈 어레이뿐만 아니라 안테나 장치 전체의 면적 또는 크기가 증가하게 되고, 이는 안테나 장치를 생산하는 과정은 물론 설치하는 과정 또는 유지 보수하는 과정에 대한 어려움을 불러일으킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 2중 편파 안테나 모듈들을 단일화하여 안테나 모듈의 면적을 감소시키고, 단일화된 안테나 모듈 내에서 송신용과 수신용을 구분함으로써 스위칭으로 인하여 발생하는 신호 손실을 해결할 수 있는 4중 편파 안테나 모듈을 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈로서, 제1방사소자 및 상기 제1방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제2방사소자를 포함하는 제1방사소자 모듈; 및 상기 제1방사소자의 편파 방향과 45도의 편파 방향 차이를 가지는 제3방사소자 및 상기 제3방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제4방사소자를 포함하는 제2방사소자 모듈을 포함하고, 상기 제1방사소자 모듈은, 상기 제2방사소자 모듈이 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는 경우에 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되며, 상기 제2방사소자 모듈이 상기 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되는 경우에 상기 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는, 4중 편파 안테나 모듈을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 단일화된 안테나 모듈 내에서 송신용과 수신용이 구분되므로, 스위칭으로 인하여 발생하는 신호 손실이 감소될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 물리적으로 구분된 2중 편파 안테나 모듈들이 하나의 4중 편파 안테나 모듈로 단일화되므로, 면적의 감소는 물론 제작, 설치, 유지 보수 등의 편의성이 제공될 수 있다.

도 1은 종래 안테나 장치의 일 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 종래 안테나 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 4중 편파 안테나 모듈을 이용하여 시간-편파를 분리하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 4중 편파 안테나 모듈에 대한 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 4중 편판 안테나 모듈에 대한 다른 예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 4중 편파 안테나 모듈에 대한 또 다른 예들을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 4중 편파 안테나 모듈(500)은 시간-편파 분리가 가능한 안테나 모듈에 해당한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 4중 편파 안테나 모듈(500)은 제1방사소자 모듈(510) 및 제2방사소자 모듈(520)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1방사소자 모듈(510)은 상호 간에 직교 또는 수직하는 편파 방향을 가지는 두 개의 방사소자들(512, 514)을 포함하여 구성될 수 있다. 제2방사소자 모듈(520)은 상호 간에 직교 또는 수직하는 편파 방향을 가지는 두 개의 방사소자들(522, 524)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 '직교' 또는 '수직'이란, 방사소자들의 편파 방향이 정확하게 90도의 각도 차를 가지는 경우와, 90±θ의 각도 차를 가지는 경우를 모두 포함할 수 있다. θ는 안테나 모듈의 제작 공정에서의 오차, 다른 안테나 모듈과의 상관관계(correlation) 정도, 빔 포밍 방향의 조절 필요성 등에 따라 가변될 수 있다.

제1방사소자 모듈(510)에 포함되는 두 개의 방사소자들(512, 514) 중에서, 어느 하나를 제1방사소자(512)로 지칭하고, 다른 하나를 제2방사소자(514)로 지칭하도록 한다. 제2방사소자(514)는 제1방사소자(512)의 편파 방향과 직교 또는 수직하는 편파 방향을 가지도록 설정될 수 있다.

제2방사소자 모듈(520)에 포함되는 두 개의 방사소자들(522, 524) 중에서, 어느 하나를 제3방사소자(522)로 지칭하고, 다른 하나를 제4방사소자(524)로 지칭하도록 한다. 제3방사소자(522)는 제1방사소자(512)의 편파 방향과 45도의 편파 방향 차이를 가지도록 설정될 수 있다.

제4방사소자(524)는 제3방사소자(522)의 편파 방향과 직교 또는 수직하는 편파 방향을 가지도록 설정될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제2방사소자(514)가 제1방사소자(512)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 관계를 가지며, 제1방사소자(512)가 제3방사소자(522)와 45도의 편파 방향 관계를 가지고, 제4방사소자(524)가 제3방사소자(522)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 관계를 가진다. 따라서, 제4방사소자(524)는 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)와 45도의 편파 방향 관계를 가질 수 있다.

여기서, '45도 편파 방향 관계'란, 방사소자들이 정확하게 45도의 편파 방향 차이를 가지는 경우와, 45±θ의 편파 방향 차이를 가지는 경우를 모두 포함할 수 있다. θ는 안테나 모듈의 제작 공정에서의 오차, 다른 안테나 모듈과의 상관관계 정도, 빔 포밍 방향의 조절 필요성 등에 따라 가변될 수 있다.

실시형태에 따라, 방사소자들(512, 514, 522, 524)의 편파 방향은 다양할 수 있다. 예를 들어, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514) 각각이 +45도와 -45도의 편파 방향을 가지고, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524) 각각이 vertical 및 horizontal의 편파 방향을 가질 수 있다. 다른 예로, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514) 각각이 vertical 및 horizontal의 편파 방향을 가지고, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524) 각각이 +45도와 -45도의 편파 방향을 가질 수 있다.

제1방사소자 모듈(510)은 송신 라인(Tx1, Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용되고, 제2방사소자 모듈(520)은 수신 라인(Rx1, Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다. 이와 반대로, 제1방사소자 모듈(510)이 수신 라인(Rx1, Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용되고, 제2방사소자 모듈(520)이 송신 라인(Tx1, Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 4중 편파 안테나 모듈(500)은 신호의 송신에 이용되는 방사소자 모듈과 신호의 수신에 이용되는 방사소자 모듈이 서로 구분될 수 있으므로, 스위치 동작에 의해 발생하는 종래 기술의 문제점(신호 손실)을 해결할 수 있다.

또한, 4중 편파 안테나 모듈(500)은 제1방사소자 모듈(510)과 제2방사소자 모듈(520) 중에서 어느 하나를 송신용으로 사용하고 다른 하나를 수신용으로 사용하므로, 시간-편파 분리(신호의 송수신과 편파의 분리)를 구현할 수 있게 된다.

4중 편파 안테나 모듈(500)을 이용하여 구현되는 시간-편파 분리에 대한 일 예가 도 4에 나타나 있다.

도 4에서, 빗금으로 표시된 영역(Tx)은 송신용으로 사용되는 제1방사소자 모듈(510)을 통해 신호가 송신되는 시간 구간을 나타내고, 빗금으로 표시되지 않은 영역(Rx)은 수신용으로 사용되는 제2방사소자 모듈(520)을 통해 신호가 수신되는 시간 구간을 나타낸다.

여기서, 제1방사소자 모듈(510) 내 두 개의 방사소자들(512, 514)은 ±45도의 편파 방향 차이(±45°Pol.)를 가지며, 제2방사소자 모듈(520) 내 두 개의 방사소자들(522, 524)은 vertical의 편파 방향과 horizontal의 편파 방향(V/H Pol.)을 가진다.

이하에서는 4중 편파 안테나 모듈(500)의 면적 효율성을 향상시킬 수 있는 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 제1방사소자 모듈(510)이 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되며, 제2방사소자 모듈(520)이 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용됨을 가정하도록 한다.

실시예 1

실시예 1은 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)가 제1방사소자 모듈(510)의 주변에 배치되는 실시예이다. 실시예 1은 제3방사소자(522)가 배치되는 위치와 제4방사소자(524)가 배치되는 위치에 따라 아래와 같은 하위 실시예들로 구분될 수 있다.

실시예 1-1

도 5에 나타낸 바와 같이, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 송신 라인(Tx1, Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

제3방사소자(522)는 제1방사소자 모듈(510)의 상측(상측 주변)에 배치될 수 있다. 제1방사소자 모듈(510)의 상측에 배치된 제3방사소자(522)는 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가지며, 수신 라인(Rx1)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

제4방사소자(524)는 제1방사소자 모듈(510)의 좌측(좌측 주변)에 배치되거나(도 5 (a)), 제1방사소자 모듈(510)의 우측(우측 주변)에 배치될 수 있다(도 5 (b)). 제1방사소자 모듈(510)의 좌측 또는 우측에 배치된 제4방사소자(524)는 제3방사소자(522)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가지며, 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제4방사소자(524)는 수신 라인(Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

실시예 1-2

도 6에 나타낸 바와 같이, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 송신 라인(Tx1, Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

제3방사소자(522)는 제1방사소자 모듈(510)의 하측(하측 주변)에 배치될 수 있다. 제1방사소자 모듈(510)의 하측에 배치된 제3방사소자(522)는 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 수신 라인(Rx1)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

제4방사소자(524)는 제1방사소자 모듈(510)의 좌측(좌측 주변)에 배치되거나(도 6 (a)), 제1방사소자 모듈(510)의 우측(우측 주변)에 배치될 수 있다(도 6 (b)). 제1방사소자 모듈(510)의 좌측 또는 우측에 배치된 제4방사소자(524)는 제3방사소자(522)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제4방사소자(524)는 수신 라인(Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

실시예 1에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 4중 편파 안테나 모듈(500)은 제1방사소자 모듈(510)이 점유하는 영역(도 5 및 도 6의 일점 쇄선 박스) 내에 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)가 배치되도록 구성될 수 있다. 따라서, 송신용 안테나 모듈과 수신용 안테나 모듈이 물리적으로 구분된 두 개의 영역에 배치되는 종래 방법에 비해, 더욱 향상된 면적 효율성이 제공될 수 있다. 또한, 면적 효율성의 향상은 제작, 설치, 유지 보수 등의 편의성으로 이어질 수 있다.

실시예 1에서, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 각각의 중심이 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 제1방사소자 모듈(510)이 점유하는 영역(도 5 및 도 6의 일점 쇄선 박스)의 면적이 최소가 되어, 4중 편파 안테나 모듈(500) 전체의 면적 효율성이 더욱 증대될 수 있다.

실시예 2

실시예 2는 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)가 제2방사소자 모듈(520)의 주변에 배치되는 실시예이다. 실시예 2는 제1방사소자(512)가 배치되는 위치와 제2방사소자(514)가 배치되는 위치에 따라 아래와 같은 하위 실시예들로 구분될 수 있다.

실시예 2-1

도 7에 나타낸 바와 같이, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 수신 라인(Rx1, Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

제1방사소자(512)는 제2방사소자 모듈(520)의 좌상측(좌상측 주변)에 배치될 수 있다. 제2방사소자 모듈(520)의 좌상측에 배치된 제1방사소자(512)는 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 송신 라인(Tx1)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

제2방사소자(514)는 제2방사소자 모듈(520)의 좌하측(좌하측 주변)에 배치되거나(도 7 (a)), 제2방사소자 모듈(520)의 우상측(우상측 주변)에 배치될 수 있다(도 7 (b)). 제2방사소자 모듈(520)의 좌하측 또는 우상측에 배치된 제2방사소자(514)는 제1방사소자(512)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제2방사소자(514)는 송신 라인(Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

실시예 2-2

도 8에 나타낸 바와 같이, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 수신 라인(Rx1, Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

제1방사소자(512)는 제2방사소자 모듈(520)의 우하측(우하측 주변)에 배치될 수 있다. 제2방사소자 모듈(520)의 우하측에 배치된 제1방사소자(512)는 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 송신 라인(Tx1)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

제2방사소자(514)는 제2방사소자 모듈(520)의 좌하측(좌하측 주변)에 배치되거나(도 8 (a)), 제2방사소자 모듈(520)의 우상측(우상측 주변)에 배치될 수 있다(도 8 (b)). 제2방사소자 모듈(520)의 좌하측 또는 우상측에 배치된 제2방사소자(514)는 제1방사소자(512)와 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)와 ±45도의 편파 방향 차이를 가질 수 있다. 제2방사소자(514)는 송신 라인(Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

실시예 2에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 4중 편파 안테나 모듈(500)은 제2방사소자 모듈(520)이 점유하는 영역(도 7 및 도 8의 일점 쇄선 박스) 내에 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)가 배치되도록 구성될 수 있다. 따라서, 송신용 안테나 모듈과 수신용 안테나 모듈이 물리적으로 구분된 두 개의 영역에 배치되는 종래 방법에 비해, 더욱 향상된 면적 효율성이 제공될 수 있다. 또한, 면적 효율성의 향상은 제작, 설치, 유지 보수 등의 편의성으로 이어질 수 있다.

실시예 2에서, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 또한, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 각각의 중심이 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 제2방사소자 모듈(520)이 점유하는 영역(도 7 및 도 8의 일점 쇄선 박스)의 면적이 최소가 되어, 면적 효율성이 더욱 증대될 수 있다.

실시예 3

실시예 3은 제1방사소자(512) 및 제2방사소자(514)가 서로 교차하도록 배치되며, 제3방사소자(522) 및 제4방사소자(524)도 서로 교차하도록 배치되는 실시예이다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)가 서로 교차하는 지점 또는 포인트를 '제1교차점(910)'이라 지칭하도록 한다. 또한, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 송신 라인(Tx1, Tx2)과 연결되어 신호의 송신에 이용될 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)가 서로 교차하는 지점 또는 포인트를 '제2교차점(920)'이라 지칭하도록 한다. 또한, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)는 직교 또는 수직하는 편파 방향 차이를 가질 수 있으며, 수신 라인(Rx1, Rx2)과 연결되어 신호의 수신에 이용될 수 있다.

4중 편파 안테나 모듈(500)이 점유하는 면적(도 9의 일점 쇄선 박스)은 제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리에 따라 결정될 수 있다. 제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리가 증가할수록 4중 편파 안테나 모듈(500)이 점유하는 면적이 증가하고, 제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리가 감소할수록 4중 편파 안테나 모듈(500)이 점유하는 면적이 감소할 수 있다.

종래 방법(송신용 안테나 모듈과 수신용 안테나 모듈이 물리적으로 구분된 두 개의 영역에 배치)에 비해 더욱 향상된 면적 효율성을 제공하기 위해서는, 제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리가 방사소자 하나의 길이 이하인 것이 바람직하다.

제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리가 방사소자 하나의 길이 이하라면, 제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리는 설계자의 의도나 안테나 모듈 어레이를 구성하는 다른 안테나 모듈과의 배치 관계 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제1교차점(910)과 제2교차점(920) 사이의 거리가 최소인 경우에 4중 편파 안테나 모듈(500)이 점유하는 면적의 효율성이 최대가 되므로, 면적 효율성의 극대화를 위해서는 제1교차점(910)과 제2교차점(920)이 서로 같은 위치에 자리할 수도 있다. 즉, 제1방사소자(512)와 제2방사소자(514)가 각각의 중심이 서로 교차(제1교차점)하도록 배치되며, 제3방사소자(522)와 제4방사소자(524)도 각각의 중심이 서로 교차(제2교차점)하도록 배치되고, 제1교차점(910)과 제2교차점(920)이 서로 같은 위치에 자리한다면, 면적 효율성이 극대화될 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

500: 4중 편파 안테나 모듈 510: 제1방사소자 모듈
512: 제1방사소자 514: 제2방사소자
520: 제2방사소자 모듈 522: 제3방사소자
524: 제4방사소자 910: 제1교차점
920: 제2교차점 Tx1, Tx2: 송신 라인
Rx1, Rx2: 수신 라인

Claims

시간-편파 분리가 가능한 4중 편파 안테나 모듈로서,
제1방사소자 및 상기 제1방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제2방사소자를 포함하는 제1방사소자 모듈; 및
상기 제1방사소자의 편파 방향과 45도의 편파 방향 차이를 가지는 제3방사소자 및 상기 제3방사소자의 편파 방향과 직교하는 편파 방향을 가지는 제4방사소자를 포함하는 제2방사소자 모듈을 포함하고,
상기 제1방사소자 모듈은,
상기 제2방사소자 모듈이 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는 경우에 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되며, 상기 제2방사소자 모듈이 상기 송신 라인과 연결되어 신호의 송신에 이용되는 경우에 상기 수신 라인과 연결되어 신호의 수신에 이용되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제3방사소자는,
상기 제1방사소자 모듈의 상측에 배치되며,
상기 제4방사소자는,
상기 제1방사소자 모듈의 좌측 또는 우측에 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제3방사소자는,
상기 제1방사소자 모듈의 하측에 배치되며,
상기 제4방사소자는,
상기 제1방사소자 모듈의 우측 또는 좌측에 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1방사소자 및 상기 제2방사소자는,
각각의 중심이 서로 교차하도록 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1방사소자는,
상기 제2방사소자 모듈의 좌상측에 배치되며,
상기 제2방사소자는,
상기 제2방사소자 모듈의 좌하측 또는 우상측에 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1방사소자는,
상기 제2방사소자 모듈의 우하측에 배치되며,
상기 제2방사소자는,
상기 제2방사소자 모듈의 우상측 또는 좌하측에 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3방사소자 및 상기 제4방사소자는,
각각의 중심이 서로 교차하도록 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1방사소자는,
제1교차점을 기준으로, 상기 제2방사소자와 서로 교차하도록 배치되며,
상기 제3방사소자는,
제2교차점을 기준으로, 상기 제4방사소자와 서로 교차하도록 배치되는, 4중 편파 안테나 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제1교차점은,
상기 제2교차점과 같은 위치에 자리하는, 4중 편파 안테나 모듈.