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KR100834724B1 - 배열 간격이 자동 조절되는 배열 안테나 시스템 - Google Patents

배열 간격이 자동 조절되는 배열 안테나 시스템 Download PDF

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KR100834724B1
KR100834724B1 KR1020060050980A KR20060050980A KR100834724B1 KR 100834724 B1 KR100834724 B1 KR 100834724B1 KR 1020060050980 A KR1020060050980 A KR 1020060050980A KR 20060050980 A KR20060050980 A KR 20060050980A KR 100834724 B1 KR100834724 B1 KR 100834724B1
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antenna
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driving
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김정표
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박준한
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주식회사 이엠따블유안테나
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Abstract

베이스프레임, 베이스프레임 상에 배열되는 복수의 안테나소자, 각 안테나소자의 베이스프레임 상에서의 운동 또는 형상 변형에 구동력을 제공하는 구동부, 주변 전파 환경의 변화를 감지하는 센서부, 및 센서부에서 감지된 주변 전파 환경의 변화에 따라 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 제어부를 포함하는 배열 안테나 시스템이 개시된다. 본 발명에 따르면 주변 전파 환경의 변화에 따라 배열 간격이 자동 조절되어 최적의 수신 상태를 유지하는 배열 안테나 시스템이 제공된다.
배열안테나, 안테나소자, 간격, 빔 패턴, 반사판

Description

배열 간격이 자동 조절되는 배열 안테나 시스템{ARRAY ANTENNA SYSTEM AUTOMATICALLY ADJUSTING SPACE BETWEEN ARRANGED ANTENNAS}
도 1은 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템에 포함되는 각 안테나소자의 병진운동을 도시한 평면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템에 포함되는 구동부의 다양한 실시예를 도시한 측면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110, 210 : 베이스프레임 112, 212 : 가이드슬롯
120, 220 : 안테나소자 130,230 : 체결부재
141 : 스테핑모터 143 : 랙기어
144 : 피니언기어 145 : 회전캠
146 : 볼스크류 147 : 연결부재
148 : 링크부재 250 : 센터프레임
260 : 가동프레임 270 : 반사판
본 발명은 배열 간격이 자동 조절되는 배열 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 주변 전파 환경의 변화에 따라 안테나소자의 간격 및 배열형태가 자동적으로 변경되는 배열 안테나 시스템에 관한 것이다.
배열안테나는 많은 안테나소자를 배열하여 각 소자의 여진 전류의 위상을 조절하고 각 안테나소자를 특정 방향 및 위상으로 하여 주 빔을 형성하는 안테나로서 최근에는 RFID(radio frequency identification) 등과 같이 다양한 전파환경에 적용되고 있다.
이러한 배열안테나는 설치될 장소 및 환경에 따라 성능이 최적화될 수 있도록 안테나소자의 개수 및 간격, 배열형태가 최적으로 설계되어야 한다.
그러나 종래 배열안테나의 경우에는 안테나소자의 간격 및 빔 복사 각도 등의 성능이 특정 응용분야에 맞게 고정되어 있기 때문에 RFID와 같은 다양한 전파환경에 적용할 경우 각 환경에 맞게 최적의 성능이 구현될 수 있도록 안테나소자의 개수 및 간격, 배열형태를 변경하기 어려운 문제점이 있고, 이에 따라 전파환경에 따라 최적의 빔 패턴을 형성하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 주변 전파 환경의 변화에 따라 배열 간격이 자동 조절되어 최적의 수신 상태를 유지하는 배열 안테나 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 설치되는 장소 및 환경에 따라 구조 및 형태를 자유롭게 구현할 수 있는 배열 안테나 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 베이스프레임, 상기 베이스프레임 상에 배열되는 복수의 안테나소자, 상기 각 안테나소자의 상기 베이스프레임 상에서의 운동 또는 형상 변형에 구동력을 제공하는 구동부, 주변 전파 환경의 변화를 감지하는 센서부, 및 상기 센서부에서 감지된 주변 전파 환경의 변화에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 제어부를 포함하는 배열 안테나 시스템이 제공된다.
바람직하게는 상기 센서부는 상기 각 안테나소자의 수신 신호 강도를 검출하는 RSSI (Received Signal Strength Indicator; 수신 신호 강도 표시) 회로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달할 수 있다.
상기 제어부는 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도가 기 입력된 기준치보다 낮으면 상기 구동부에 상기 안테나소자 간의 간격을 넓히는 구동 신호를 전달하고, 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도가 상기 기준치보다 높으면 상기 구동부에 상기 안테나소자 간의 간격을 좁히는 구동 신호를 전달할 수 있다.
상기 베이스프레임은 전자기파가 반사 가능한 도전성 재질로 형성될 수 있 다.
상기 안테나소자는 특정 주파수의 전자기파에 공진하는 방사체 및 상기 방사체의 배면으로부터 소정 간격을 두고 형성되는 도전성 반사판을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 각 안테나 소자의 형상 변형은 상기 방사체와 상기 반사판의 간격 변화일 수 있다.
상기 반사판은 접힌 평판 형상이고, 상기 각 안테나 소자의 형상 변형은 상기 반사판의 접힌 각도 변화일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 배열 안테나 시스템은 상기 베이스프레임과 상기 각 안테나소자를 선택적으로 분리 가능하게 결합하는 체결부재를 더 포함하고, 상기 베이스프레임에는 상기 각 체결부재가 안내될 수 있도록 상기 안테나소자의 개수와 일치하는 개수의 가이드슬롯이 형성될 수 있다.
상기 가이드슬롯은 상기 베이스프레임의 중앙부로부터 방사형으로 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 안테나소자는 원편파 수신 안테나로서, 그 형상이 모두 동일하고, 그 개수는 4 일 수 있으며, 상기 각 안테나소자의 배열 방향은 인접한 안테나소자의 배열 방향과 90°의 차이가 있을 수 있다.
또는 상기 안테나소자는 원편파 수신 안테나로서, 그 형상 및 배열 방향이 모두 동일할 수도 있다.
상기 베이스프레임은 센터프레임 및 상기 센터프레임에 상대 이동 가능하게 결합되는 복수개의 가동프레임을 포함할 수 있으며, 이때 상기 각 안테나소자는 상기 가동프레임의 이동방향과 교차되는 방향으로 상기 각 가동프레임에 상대 이동 가능하게 설치될 수 있다.
상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되는 피니언기어, 상기 피니언기어와 치합 가능하게 상기 안테나소자에 일체로 형성되는 랙기어를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되어 상기 각 안테나소자의 사이에 배치되는 회전캠을 포함할 수 있다.
상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되는 볼스크류, 상기 안테나소자에 연결되며 상기 볼스크류를 따라 이동 가능하게 설치되는 연결부재를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 각각 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 안테나 시스템은 베이스프레임(110), 상기 베이스프레임(110) 상에 배열되는 복수 의 안테나소자(120), 상기 각 안테나소자(120)의 상기 베이스프레임(110) 상에서의 운동 또는 형상 변형에 구동력을 제공하는 구동부(미도시), 상기 각 안테나소자(120)의 수신 신호 강도를 검출하는 RSSI 회로를 포함하는 센서부(미도시) 및 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
베이스프레임(110)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 베이스프레임(110)은 각 안테나소자(120)를 지지하는 역할을 수행하며, 안테나소자(120)로부터 베이스프레임(110)을 향해 방사되는 전자기파를 반사하도록 도전성 재질로 형성될 수 있다. 이때 각 안테나소자(120)에 의한 빔 패턴은 베이스프레임(110)의 면적에 따라 변경될 수 있다.
베이스프레임(110) 상에서 운동이 가능하도록 설치되는 복수개의 안테나소자(120)는 선형편파 또는 원편파를 송수신할 수 있으며, 모노폴 안테나, 다이폴 안테나, 역 F 형 안테나(Planar Inverted-F Antenna), 역 L 형 안테나 또는 마이크로스트립 패치 안테나로 구현할 수 있다. 안테나소자(120)의 개수는 전파환경 등 요구되는 조건에 따라 변경될 수 있다.
안테나소자(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 도전성 재료로 형성되는 방사체(121), 상기 방사체(121)에 그 두께 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격되게 배치되는 그라운드층(122), 세라믹 또는 수지와 같은 유전성 재료로 형성되어 방사체(121)와 그라운드층(122)의 사이에 채워지는 유전체층(123)을 포함하여 구성될 수도 있다. 이때 안테나소자(120)의 급전 케이블은 안테나소자(120)가 이동될 시 유연하게 구부러지거나 접혀질 수 있도록 플렉시블(flexible)한 재질로 형성됨이 바람직하다. 선로 가설의 용이성을 위해 각 안테나소자(120)의 급전 케이블은 한곳으로 통합되는 것이 바람직하며, 통합 회로는 전력분배회로 또는 스위칭회로가 될 수 있다.
베이스프레임(110)과 각 안테나소자(120)는 체결부재(130)를 통해 선택적으로 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 체결부재(130)로서는 통상의 볼트 및 너트 등이 사용될 수 있다. 베이스프레임(110)과 각 안테나소자(120)는 체결부재(130)를 해체함으로써 용이하게 분리될 수 있으며, 이와 같은 구조는 요구되는 특성에 따라 다른 면적을 갖는 도전성 재질의 베이스프레임(110)으로의 교체 사용이 가능하도록 하여 넓은 공간에서 큰 물체를 인식하거나 좁은 공간에서 작은 물체를 인식할 경우 등의 다양한 상황 및 전파환경에 맞춰 빔 패턴이 최적화될 수 있게 할 수 있다.
베이스프레임(110)에는 각 체결부재(130)가 통과 및 안내될 수 있도록 안테나소자(120)의 개수와 일치하는 개수의 가이드슬롯(112)이 형성될 수 있으며, 이로써 각 안테나소자의 수평 방향 이동이 용이해진다. 가이드슬롯(112)은 베이스프레임(110)의 가로, 세로 또는 그 외 방향을 따라 직선 형태로 형성될 수 있음은 물론 곡선 형태로도 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 "ㄱ" 형상 등으로 절곡되게 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템에 포함되는 각 안테나소자의 병진운동을 도시한 평면도이다. 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 각 안테나소자(120)가 등간격으로 배열될 수 있도록 가이드슬롯(112)이 베이스프레임(110)의 중앙으로부터 방사형으로 배치되게 대각선 방향을 따라 직선 형태로 형 성됨으로써, 각 안테나소자(120)의 베이스프레임(110)의 중앙을 향한 또는 그 반대 방향으로의 직선 운동이 하나의 구동 신호에 따라 이루어질 수 있고, 각 안테나소자(120) 간의 간격이 구동 신호에 따른 변화시에도 항상 등간격일 수 있다.
각 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 상에서의 운동은 베이스프레임(110) 평면 상의 곡선(직선 포함)을 따른 병진운동, 베이스프레임(110) 평면과 직교하는 직선을 따른 병진운동, 베이스프레임(110) 평면과 평행한 직선을 축으로 한 회전운동 또는 베이스프레임 평면과 직교하는 직선을 축으로 한 회전운동일 수 있으며, 또는 이들 중 2 이상의 결합일 수 있다. 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 평면 상의 곡선을 따른 병진운동은 안테나소자(120) 간의 간격을 변화시킴으로써, 전체적인 배열 안테나의 빔 폭을 변화시킨다. 각 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 평면과 직교하는 직선을 따른 병진운동은 각 안테나소자(120)와 반사판의 역할을 수행할 수 있는 베이스프레임(110) 간의 간격을 변화시킴으로써, 개별 안테나소자(120)의 빔 폭을 변화시킨다. 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 평면과 평행한 직선을 축으로 한 회전운동은 안테나소자(120)의 빔 방향을 변화시킨다. 안테나소자(120)의 베이스프레임 평면과 직교하는 직선을 축으로 한 회전운동에 대해서는 후술한다.
각 안테나 소자(120)의 베이스프레임(110) 상에서의 운동은 구동부(미도시), 센서부(미도시) 및 제어부(미도시)에 의해 다음에서 설명하는 바와 같이 자동으로 이루어진다. 즉, 센서부에 포함되는 RSSI(Received Signal Strength Indicator; 수신 신호 강도 표시) 회로는 각 안테나소자(120)가 수신하는 신호의 신호 강 도(signal strength)를 검출하고, 제어부는 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하며, 구동부는 제어부로부터 받은 특정 구동 신호에 따라 각 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 상에서의 특정 운동에 구동력을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부의 구동 신호는 다음과 같이 생성되어 전달될 수 있다. 즉, RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도가 기준치보다 낮으면 구동부에 안테나소자(120) 간의 간격을 넓히는 구동 신호를 전달함으로써, 전체적인 배열 안테나의 빔 폭을 좁혀 수신 신호의 인식률을 높일 수 있다. 또한 수신 신호 강도가 기준치보다 높은 경우는 수신 신호의 인식률이 충분히 높은 상황이므로, 구동부에 안테나소자(120) 간의 간격을 좁히는 구동 신호를 전달함으로써 전체적인 배열 안테나의 빔 폭을 넓혀 수신 신호의 인식 범위를 넓힐 수 있다.
센서부는 주변 전파 환경의 변화를 감지하기 위해 RSSI 회로가 아닌 다른 회로 기타 장치를 구비할 수도 있으며, 이를 통해 배열 안테나 시스템이 최적의 수신 상태를 유지할 수 있도록 안테나소자(120)의 베이스프레임(110) 상에서의 운동이 제어될 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나소자(120)의 개수는 4 일 수 있다. 각 안테나소자(120)는 원편파 수신 안테나로서, 그 형상이 모두 동일할 수 있다. 각 안테나소자(120)의 배열 방향이 인접한 안테나소자(120)의 배열과 90°의 차이가 있으면, 각 안테나소자(120)가 수신하는 원편파의 위상이 인접한 안테나소자(120)가 수신하는 원편파의 위상과 90°의 차이를 보이게 된다. 이 경우, 전체적 인 배열 안테나가 한 시점에 모든 방향을 스캔하는 효과가 발생하여 넓은 공간으로부터 수신되는 신호의 인식률을 높일 수 있게 된다. 이와 반대로, 각 안테나소자(120)의 배열 방향이 모두 동일하면, 각 안테나소자(120)가 수신하는 원편파의 위상이 모두 동일하므로, 전체적인 배열 안테나의 이득이 향상되어 좁은 공간으로부터 수신되는 신호를 인식하는 경우에 적합하다. 각 안테나소자(120)는 주변 전파 환경의 변화에 따라 베이스프레임 평면과 직교하는 직선을 축으로 회전운동을 함으로써, 위와 같이 배열 방향이 변화되어 전파 환경의 변화에 적응할 수 있다.
본 실시예에 따른 배열 안테나 시스템은 RFID 택(tag)이 협소한 영역에 몰려 있는 경우 또는 광대한 영역에 산포된 경우를 비롯한 주변 전파 환경의 변화를 능동적으로 감지하고, 안테나소자의 배열 간격 등을 변화시킴으로써, 최적의 수신 상태를 유지한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템에 포함되는 구동부의 다양한 실시예를 도시한 측면도이다.
일 예로서, 도 5에서 도시한 바와 같이, 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터(141), 스테핑모터(141)의 축(141a)에 결합되어 일체로 회전되는 피니언기어(144), 상기 피니언기어(144)와 치합 가능하게 안테나소자(120)에 일체로 형성되는 랙기어(143)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 각 안테나소자(120)는 스테핑모터(141)의 구동력을 피니언기어(144) 및 랙기어(143)를 통해 전달받아 직선운동할 수 있다.
다른 실시예로서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 구동부는 구동력을 발생시키 는 스테핑모터(141), 스테핑모터(141)의 축(141a)에 결합되어 각 안테나소자(120)의 사이에 배치되는 회전캠(145)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 회전캠(145)은 회전 중심을 기준으로 반경 방향을 따라 높이차를 갖도록 형성되어 각 안테나소자(120)의 사이에 접촉 가능하게 배치된다. 각 안테나소자(120)는 스테핑모터(141)의 구동력을 회전캠(145)을 통해 전달받아 직선운동하며, 이와 같은 구성은 특히 주변 전파 환경의 변화에 따른 안테나소자의 변위 폭이 비교적 좁은 경우에 유용하다.
또 다른 실시예로서, 도 7에서 도시한 바와 같이, 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터(141), 스테핑모터(141)의 축(141a)에 결합되어 일체로 회전되는 볼스크류(146), 상기 안테나소자(120)에 연결되며 볼스크류(146)를 따라 이동 가능하게 설치되는 연결부재(147)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 연결부재(147)는 서로 상대 회동 가능하게 연결되는 복수개의 링크부재(148)를 포함하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 단순히 볼스크류(146)와 안테나소자(120)를 연결하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 각 안테나소자(120)는 구동모터(141)의 구동력을 연결부재(147)를 통해 전달받아 직선운동할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 배열 안테나 시스템은 베이스프레임(210) 및 베이스프레임(210) 상에 배열되는 복수의 안테나소 자(220)를 포함하고, 베이스프레임(210)은 센터프레임(250) 및 센터프레임(250)에 상대 이동 가능하게 설치되는 복수개의 가동프레임(260)을 포함하며, 각 안테나소자(220)는 가동프레임(260)의 이동방향과 교차되는 방향으로 각 가동프레임(260)에 상대 이동 가능하게 설치된다.
안테나소자(220)는 특정 주파수의 전자기파에 공진하는 방사체(221) 및 방사체(221)의 배면으로부터 소정 간격을 두고 형성되는 도전성 반사판(270)을 포함한다. 도전성 재질로 형성되어 방사체(221)의 배면으로부터 방사되는 전자기파를 반사하는 반사판(270)에 의해 안테나소자(220)의 지향성을 향상시킬 수 있고, 반사판(270)의 크기를 변경함으로써 안테나소자(220)의 빔 폭을 변화시킬 수 있다.
반사판(270)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 평판 형상인 것이 일반적이나, 안테나소자(220)의 지향성 향상 또는 특별한 형태의 빔 폭 형성을 위해 접힌 평판 형상일 수도 있다. 이 경우, 구동부(미도시)는 접힌 평판 형상을 지닌 반사판의 접힌 각도 변화에 구동력을 제공할 수 있으며, 제어부(미도시)는 센서부(미도시)로부터 감지된 주변 전파 환경의 변화에 따라 구동부에 반사판의 접힌 각도 변화에 관한 특정 구동 신호를 전달할 수 있다. 즉, 주변 전파 환경의 변화에 따라 각 안테나소자(220)의 반사판의 접힌 각도가 자동적으로 변화함으로써, 주변 전파 환경에 적합한 지향성 및 빔 폭을 형성하게 된다. 반사판의 접힌 각도 변화는 힌지 또는 다른 공지된 방법으로 이루어질 수 있다. 접힌 평판 형상을 지닌 반사판의 접힌 각도 변화는 안테나소자의 형상 변형의 일례이며, 주변 전파 환경의 변화에 쉽게 적응할 수 있기 위한 안테나소자의 다른 형상 변형이 있을 수 있다. 안테나소 자(220)의 빔 패턴을 변화시키기 위한 방사체(221)와 반사판(270)의 간격 변화도 안테나소자(220)의 형상 변형에 포함된다.
가동프레임(260)과 안테나소자(220)는 체결부재(230)를 통해 선택적으로 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 체결부재(230)로서는 통상의 볼트 및 너트 등이 사용될 수 있다. 또한 센터프레임(250)과 각 가동프레임(260) 역시 동일한 체결부재(230)를 통해 선택적으로 분리 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 센터프레임(250) 및 각 가동프레임(260)에는 체결부재(230)가 통과 및 안내될 수 있도록 가이드슬롯(212,262)이 그 길이 방향을 따라 양단부에 형성되어 있다.
이와 같은 구조에 의해 각 가동프레임(260)은 센터프레임(250)의 길이 방향을 따라 상대 슬라이딩될 수 있으며, 각 안테나소자(220)는 센터프레임(250)의 폭 방향을 따라 상대 슬라이딩될 수 있다. 구동부(미도시)는 각 가동프레임(260)의 이동에 구동력을 제공함으로써, 각 안테나소자의 운동에 간접적인 구동력을 제공한다.
한편, 센터프레임(250)과 가동프레임(260)을 동일한 형태로 형성할 수 있고, 이들 각 프레임과 안테나소자(220) 및 체결부재(230)를 규격화함으로써, 설치되는 장소 및 환경에 따라 배열 안테나 시스템의 구조를 다양한 형태로 자유롭게 구현할 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 다른 실시예에서는 센터프레임(250)과 가동프레임(260)이 대략 "H" 형태로 연결된 예를 들어 설명하고 있지만, 각 프레 임(250,260)의 배열은 요구되는 조건에 따라 자유롭게 변경될 수 있으며 이 형상에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로서 이와 같은 구조는 각 안테나소자가 좌우측 및 상측에 배치되는 "ㄷ" 형상의 게이트 형태와 같이 3차원적 구성도 가능하게 한다. 아울러 이와 같이 3차원적으로 구성되는 배열안테나의 급전회로는 스위칭회로 등을 이용하여 각 안테나소자가 순차적으로 작동될 수 있게 함으로써 각 안테나소자에 의한 간섭을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 배열 안테나 시스템은 주변 전파 환경의 변화를 능동적으로 감지하고, 안테나소자의 형상을 변형시키거나 배열 간격 등을 변화시킴으로써, 최적의 수신 상태를 유지한다. 또한, 센터프레임, 가동프레임 및 직선 가이드슬롯이라는 간단한 구성에 의해 안테나소자의 베이스프레임 상에서의 2차원 운동이 충분히 자유롭게 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 배열 안테나 시스템은 특성이 서로 다른 여러개의 안테나를 이용하여 양산안테나의 최적 배열 형태를 찾을 수 있게 하는 시스템 설치 전의 테스트벤치(test bench)로서도 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 주변 전파 환경의 변화에 따라 배열 간격이 자동 조절되어 최적의 수신 상태를 유지하는 배열 안테나 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명은 설치되는 장소 및 환경에 따라 배열안테나의 구조를 자유롭게 구현할 수 있으며, 경우에 따라서는 배열안테나의 3차원적 구성도 가능하게 한다.

Claims (16)

  1. 베이스프레임;
    상기 베이스프레임 상에 배열되는 복수의 안테나소자;
    상기 안테나 소자 사이의 이격 거리가 상기 베이스 프레임 상에서 서로 교차하는 두 방향에서 변화하도록 구동력을 제공하는 구동부;
    주변 전파 환경의 변화를 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부에서 감지된 주변 전파 환경의 변화에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 제어부를 포함하는 배열 안테나 시스템.
  2. 베이스프레임;
    상기 베이스프레임 상에 배열되는 복수의 안테나소자;
    상기 각 안테나소자의 상기 베이스프레임 상에서의 형상 변형에 구동력을 제공하는 구동부;
    주변 전파 환경의 변화를 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부에서 감지된 주변 전파 환경의 변화에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 제어부를 포함하는 배열 안테나 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 각 안테나소자의 수신 신호 강도를 검출하는 RSSI (Received Signal Strength Indicator; 수신 신호 강도 표시) 회로를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도에 따라 상기 구동부에 특정 구동 신호를 전달하는 배열 안테나 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도가 기 입력된 기준치보다 낮으면 상기 구동부에 상기 안테나소자 간의 간격을 넓히는 구동 신호를 전달하고, 상기 RSSI 회로에서 검출된 수신 신호 강도가 상기 기준치보다 높으면 상기 구동부에 상기 안테나소자 간의 간격을 좁히는 구동 신호를 전달하는 배열 안테나 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스프레임은 전자기파가 반사 가능한 도전성 재질로 형성되는 배열 안테나 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나소자는 특정 주파수의 전자기파에 공진하는 방사체 및 상기 방사체의 배면으로부터 소정 간격을 두고 형성되는 도전성 반사판을 포함하는 배열 안테나 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 안테나소자는 특정 주파수의 전자기파에 공진하는 방사체 및 상기 방사체의 배면으로부터 소정 간격을 두고 형성되는 도전성 반사판을 포함하되,
    상기 각 안테나 소자의 형상 변형은 상기 방사체와 상기 반사판의 간격 변화인 배열 안테나 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 안테나소자는 특정 주파수의 전자기파에 공진하는 방사체 및 상기 방사체의 배면으로부터 소정 간격을 두고 형성되는 도전성 반사판을 포함하되,
    상기 반사판은 접힌 평판 형상이고, 상기 각 안테나 소자의 형상 변형은 상기 반사판의 접힌 각도 변화인 배열 안테나 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스프레임과 상기 각 안테나소자를 선택적으로 분리 가능하게 결합하는 체결부재를 더 포함하고,
    상기 베이스프레임에는 상기 각 체결부재가 안내될 수 있도록 상기 안테나소자의 개수와 일치하는 개수의 가이드슬롯이 형성되는 배열 안테나 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가이드슬롯은 상기 베이스프레임의 중앙부로부터 방사형으로 배치되도록 형성되는 배열 안테나 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 안테나소자는 원편파 수신 안테나로서, 그 형상이 모두 동일하고, 그 개수는 4 이며,
    상기 각 안테나소자의 배열 방향은 인접한 안테나소자의 배열 방향과 90°의 차이가 있는 배열 안테나 시스템.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 안테나소자는 원편파 수신 안테나로서, 그 형상 및 배열 방향이 모두 동일한 배열 안테나 시스템.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스프레임은 센터프레임 및 상기 센터프레임에 상대 이동 가능하게 결합되는 복수개의 가동프레임을 포함하고,
    상기 각 안테나소자는 상기 가동프레임의 이동방향과 교차되는 방향으로 상기 각 가동프레임에 상대 이동 가능하게 설치되는 배열 안테나 시스템.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되는 피니언기어, 상기 피니언기어와 치합 가능하게 상기 안테나소자에 일체로 형성되는 랙기어를 포함하는 배열 안테나 시스템.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되어 상기 각 안테나소자의 사이에 배치되는 회전캠을 포함하는 배열 안테나 시스템.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동부는 구동력을 발생시키는 스테핑모터, 상기 스테핑모터의 축에 결합되는 볼스크류, 상기 안테나소자에 연결되며 상기 볼스크류를 따라 이동 가능하게 설치되는 연결부재를 포함하는 배열 안테나 시스템.
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