(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-09
(54)【発明の名称】位相シフター、位相変換ユニット、および位相変換方法
(51)【国際特許分類】
H01P 1/18 20060101AFI20240702BHJP
【ＦＩ】
H01P1/18
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023578167
(86)(22)【出願日】2022-06-09
(85)【翻訳文提出日】2023-12-19
(86)【国際出願番号】 KR2022008151
(87)【国際公開番号】W WO2023282479
(87)【国際公開日】2023-01-12
(31)【優先権主張番号】10-2021-0089757
(32)【優先日】2021-07-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0030208
(32)【優先日】2022-03-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514182333
【氏名又は名称】ギガレーン カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＧＩＧＡＬＡＮＥ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ ジェ ジュン
(72)【発明者】
【氏名】キム デ ホ
(72)【発明者】
【氏名】パク ウン グク
(72)【発明者】
【氏名】チョン ヒ ソク
(57)【要約】
本発明は、位相シフターに関し、複数の位相変換ユニットと連結され、前記複数の位相変換ユニットを通じて変更されるそれぞれの位相を同期化する動作部と、回転軸を有するモータ、前記回転軸と連動して回転する複数のギア、および前記複数のギアのうちいずれか一つと連結されて前記動作部に動力を伝達するスクリューが設けられ、前記モータ、前記複数のギア、および前記スクリューを通じて、前記動作部を駆動する駆動部とを含み、前記スクリューは、前記モータの外側に設けられる装着部に装着され、前記装着部上で軸回転することを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の位相変換ユニットと連結され、前記複数の位相変換ユニットを通じて変更されるそれぞれの位相を同期化する動作部と、回転軸を有するモータ、前記回転軸と連動して回転する複数のギア、および前記複数のギアのうちいずれか一つと連結されて前記動作部に動力を伝達するスクリューが設けられ、前記モータ、前記複数のギア、および前記スクリューを通じて、前記動作部を駆動する駆動部と、を含み、
前記スクリューは、前記モータの外側に設けられる装着部に装着され、前記装着部上で軸回転することを特徴とする、位相シフター。
【請求項2】
前記装着部には、少なくとも一つ以上の潤滑部材が設けられ、前記少なくとも一つ以上の潤滑部材は、前記装着部と前記スクリューの間で、前記スクリューの回転による摩擦または摩耗を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の位相シフター。
【請求項3】
前記少なくとも一つ以上の潤滑部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む材質からなることを特徴とする、請求項２に記載の位相シフター。
【請求項4】
前記駆動部は、前記スクリューに連結されて前記スクリューの回転により前記装着部上で循環移動され、前記スクリューの回転運動を直線運動に変換することによって前記動作部を駆動する循環部材、をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の位相シフター。
【請求項5】
前記駆動部は、前記装着部の一側または他側で前記スクリューが貫通し、前記循環部材の移動範囲を制限する止め部材、をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の位相シフター。
【請求項6】
前記止め部材は、前記装着部の一側と他側にそれぞれ設けられる第１止め部材および第２止め部材を含み、前記循環部材は、前記第１止め部材および第２止め部材の間で循環移動されることを特徴とする、請求項５に記載の位相シフター。
【請求項7】
前記循環部材には、前記スクリューが貫通する第１貫通ホールが形成され、前記循環部材の循環移動時、前記循環部材は、前記第１貫通ホールの縁が前記止め部材の縁に支持されることによって循環移動が止まることになることを特徴とする、請求項５に記載の位相シフター。
【請求項8】
前記第１貫通ホールの縁には、第１係止突起が形成され、前記第１係止突起は、前記止め部材の縁に形成された第２係止突起に噛み合って支持されることを特徴とする、請求項７に記載の位相シフター。
【請求項9】
前記装着部の一側には、前記スクリューと離隔した地点にガイド部材が設けられ、前記循環部材には、前記ガイド部材が貫通する第２貫通ホールが形成され、前記循環部材の循環移動は、前記ガイド部材によってガイドされることを特徴とする、請求項４に記載の位相シフター。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相シフター、位相変換ユニット、および位相変換方法に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、移動通信システムで新しく拡張された５Ｇサービスが導入されるにつれて、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナ技術が浮び上がっている。
【0003】
一般的に５ＧサービスでＭＩＭＯアンテナ技術にはビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）方式が適用されている。このようなビームフォーミング方式は、位相シフター（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ）がアンテナから放射されるビームの操向角度を変更する。また、位相シフターは、複数のアンテナごとに連結されてそれぞれのアンテナに伝送される信号の位相をシフト（ｓｈｉｆｔ）、すなわち位相を変換する複数の位相変換ユニットを含む。
【0004】
一方、５Ｇサービスを提供する基地局装備のアンテナは６４個で構成されるが、位相シフターの位相変換ユニットの数もこれに対応するように構成される。例えば、２個のアンテナが１個の送受信機に連結されるハイブリッドビームフォーミング方式（２ ｓｕｂ－ａｒｒａｙ方式）の場合、位相変換ユニットは３２個であり得る。
【0005】
このように、位相変換ユニットの数が多くなると、複数の位相変換ユニットを通じて変換されるそれぞれの位相が同期化されない問題がある。
【0006】
発明の背景となる技術は、本発明に対する理解をより容易にするために作成された。発明の背景となる技術に記載された事項が先行技術として存在すると認めるものと理解されてはならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、複数の位相変換ユニットによって変換されるそれぞれの位相を同期化できる位相シフター、位相変換ユニット、および位相変換方法を提供することにその目的がある。
【0008】
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないさらに他の課題は、下記の記載から明確に理解され得るであろう。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の実施例に係る位相シフターは、複数の位相変換ユニットと連結され、前記複数の位相変換ユニットを通じて変更されるそれぞれの位相を同期化する動作部と、回転軸を有するモータ、前記回転軸と連動して回転する複数のギア、および前記複数のギアのうちいずれか一つと連結されて前記動作部に動力を伝達するスクリューが設けられ、前記モータ、前記複数のギア、および前記スクリューを通じて、前記動作部を駆動する駆動部と、を含み、前記スクリューは、前記モータの外側に設けられる装着部に装着され、前記装着部上で軸回転される。
【0010】
前記装着部には、少なくとも一つ以上の潤滑部材が設けられ、前記少なくとも一つ以上の潤滑部材は、前記装着部と前記スクリューの間で、前記スクリューの回転による摩擦または摩耗を減少させることができる。
【0011】
前記少なくとも一つ以上の潤滑部材は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む材質からなり得る。
【0012】
前記駆動部は、前記スクリューに連結されて前記スクリューの回転により前記装着部上で循環移動され、前記スクリューの回転運動を直線運動に変換することによって前記動作部を駆動する循環部材、をさらに含むことができる。
【0013】
前記駆動部は、前記装着部の一側または他側で前記スクリューが貫通し、前記循環部材の移動範囲を制限する止め部材、をさらに含むことができる。
【0014】
前記止め部材は、前記装着部の一側と他側にそれぞれ設けられる第１止め部材および第２止め部材を含み、前記循環部材は、前記第１止め部材および第２止め部材の間で循環移動され得る。
【0015】
前記循環部材には、前記スクリューが貫通する第１貫通ホールが形成され、前記循環部材の循環移動時、前記循環部材は、前記第１貫通ホールの縁が前記止め部材の縁に支持されることによって循環移動が止まることになり得る。
【0016】
前記第１貫通ホールの縁には、第１係止突起が形成され、前記第１係止突起は、前記止め部材の縁に形成された第２係止突起に噛み合って支持され得る。
【0017】
前記装着部の一側には、前記スクリューと離隔した地点にガイド部材が設けられ、前記循環部材には、前記ガイド部材が貫通する第２貫通ホールが形成され、前記循環部材の循環移動は、前記ガイド部材によってガイドされ得る。
【0018】
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、位相シフターが支持フレーム上で複数の位相変換ユニットを含み、これに連結された動作部と駆動部によって同時に動作することによって、複数の位相をすべて同一に変換できる効果がある。
【0020】
本発明の多様かつ有益な長所と効果は、前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施例を説明する過程でより容易に理解され得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施例に係る位相シフターの上面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る位相変換ユニットを構成要素別に順次分解した分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例に係る駆動部の斜視図である。
【図4】本発明の一実施例に係る位相変換ユニット内の回路パターンの重なった長さの変更方式を説明するための概略図である。
【図5】本発明の一実施例に係る動作部のガイドバーの斜視図である。
【図7A】本発明の一実施例に係る位相変換ユニット（ハウジングを含む）の斜視図である。
【図8】本発明の多様な実施例に係る弾性部材の構造を説明するための斜視図である。
【図9】本発明の多様な実施例に係る弾性部材の構造を説明するための斜視図である。
【図11】本発明の一実施例に係る位相シフターの動作方式を説明するためのブロック図である。
【図12】本発明の他の実施例に係る位相シフターを示した図面である。
【図13】本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部を示した図面である。
【図14】本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部を構成要素別に順次分解した分解斜視図である。
【図15】本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部で装着部の循環部材と止め部材を示した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【0023】
本発明は、種々の異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。
【0024】
因みに、本発明で定義する位相変換ユニットは、一般的に、位相シフターであると理解され得る。
【0025】
図１は、本発明の一実施例に係る位相シフターの上面図である。
【0026】
図１に図示された通り、本発明の位相シフター１０は、アンテナから放射されるビームの操向角度を変更できる装置であって、複数の位相変換ユニット２００を通じてアンテナに伝送される信号の位相をシフト（ｓｈｉｆｔ）、すなわち位相を変換することができる。
【0027】
このために、位相シフター１０は、支持フレーム１００、位相変換ユニット２００、動作部３００、および駆動部４００を含むことができる。
【0028】
支持フレーム１００上には、複数の位相変換ユニット２００を配置させることができる。支持フレーム１００は、平面形フレームで構成され、複数の位相変換ユニット２００を支持できる硬い素材、例えばアルミニウムのような金属素材で形成され得る。支持フレーム１００は、複数の位相変換ユニット２００をアレイ形態で配置させるための四角形状からなり得る。ただし、支持フレーム１００の素材と形状は、前述した例に限定されるものではない。
【0029】
複数の位相変換ユニット２００は、支持フレーム１００上に複数のアレイ形態で配置され得る。具体的には、支持フレーム１００上で複数の位相変換ユニット２００が、第２方向に沿って互いに離隔したアレイ形態で配置され、このような位相変換ユニット２００のアレイは、第１方向に沿って互いに離隔した複数のアレイで配置され得る。
【0030】
図１で複数の位相変換ユニット２００は、支持フレーム１００の中心を基準として上下、すなわち第２方向を基準として両側に一対のアレイＡＲ１、ＡＲ２が配置されるものとして図示されたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の位相変換ユニット２００は、支持フレーム１００上に三つ以上のアレイをなして配置されてもよい。
【0031】
動作部３００は、複数の位相変換ユニット２００と連結され、複数の位相変換ユニット２００を通じて変換されるそれぞれの位相を同期化することができる。具体的には、動作部３００は、複数の位相変換ユニット２００内部に連結された伝送線路、すなわち、アンテナと連結された信号線全体の長さを変更させることによって、それぞれの位相を同期化することができ、より具体的な説明は、後述することにする。
【0032】
駆動部４００は、動作部３００を駆動することができる。具体的には、駆動部４００は、動作部３００との構造的な連動を通じて、動作部３００を駆動することができる。
【0033】
【0034】
図２に図示された通り、複数の位相変換ユニット２００それぞれは、第１回路基板２１０、第２回路基板２２０、移動部材２３０、およびハウジング２４０を含むことができる。
【0035】
実施例により、第１回路基板２１０と第２回路基板２２０は、印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）であり、第１回路基板２１０は、第１回路パターン２１１を有することができ、第２回路基板２２０は、第２回路パターン２２１を有することができる。この時、第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１は、アンテナに信号を伝送する伝送線路の一部であり、回路パターンを構成することができる。
【0036】
第２回路基板２２０は、第２回路パターン２２１が第１回路パターン２１１と重畳連結され得るように、第２回路パターン２２１を有する面が第１回路基板２１０の第１回路パターン２１１を有する面と対向配置され得る。それにより、第２回路パターン２２１は、第１回路パターン２１１と一部の領域が重畳連結され得る。
【0037】
第２回路パターン２２１は、動作部３００の駆動により、第１回路パターン２１１との重なった長さが変更され得る。具体的には、第２回路パターン２２１を有する第２回路基板２２０は、移動部材２３０の一面に配置され得、動作部３００と連結された移動部材２３０が第１方向に移動することにより、第１回路パターン２１１と第２回路パターン２２１の重なった長さ、すなわち回路パターンの長さが変更され得る。例えば、第２回路基板２２０は移動部材２３０とともに第１方向に移動する反面、第１回路基板２１０は停止しているので、第２回路基板２２０が第１方向に沿って移動した分だけ回路パターンの長さが変更され得る。
【0038】
ハウジング２４０は、第１回路基板２１０上に配置され、第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１を収容することができる。実施例により、移動部材２３０とハウジング２４０は、第１回路パターン２１１と第２回路パターン２２１を通じて伝送される信号を歪曲させないように非伝導性素材で形成され得る。
【0039】
一方、図２で、第１回路パターン２１１が第１回路基板２１０に形成されたものとして図示したが、第１回路パターン２１１は、ハウジング２４０に形成されてもよい。例えば、第１回路基板２１０の代わりにハウジング２４０に下部面が形成され、ハウジング２４０の下部面、すなわち移動部材２３０の一面と接触する面に第１回路パターン２１１が形成され得る。
【0040】
また、第２回路パターン２２１が第２回路基板２２０に形成されたものとして図示したが、第２回路パターン２２１は、移動部材２３０に形成されてもよい。すなわち、位相変換ユニット２００は、第１回路基板２１０および第２回路基板２２０のうち一つ以上を省略することができ、これを通じて位相変換ユニット２００の製作工数を減らすことができる。
【0041】
再び図１を参照すると、動作部３００は、複数の位相変換ユニット２００と連結され、複数の位相を同期化することができる。具体的には、動作部３００は、アレイ形態で配置された複数の位相変換ユニット２００それぞれの一側を連結する複数の動作バー３１０と、複数の動作バー３１０を連結する一つ以上のガイドバー３２０とを含むことができる。実施例により、複数の動作バー３１０は、複数の位相変換ユニット２００のアレイ個数に合うように配置され得る。例えば、複数の動作バー３１０は、一対のアレイＡＲ１、ＡＲ２が配置されたため、一対が配置され得る。
【0042】
一つ以上のガイドバー３２０には複数の動作バー３１０が連結され、複数の動作バー３１０が同時に第１方向に沿って移動することができる。
【0043】
一つ以上のガイドバー３２０は、複数の動作バー３１０の両側をそれぞれ連結できる一対のガイドバー３２０形態で配置され得る。このような一対のガイドバー３２０が動作バー３１０の両側をそれぞれ連結すると、動作バー３１０の一側に連結されたガイドバー３２０の移動が歪んでも他側に連結されたガイドバー３２０により複数の位相変換ユニット２００の移動が補正され得る。
【0044】
実施例により、図１で一対の動作バー３１０の両側に一対のガイドバー３２０がそれぞれ連結されたものとして図示されたが、必要に応じて、一対のガイドバー３２０には三つ以上の動作バー３１０が連結されてもよい。例えば、第１動作バー３１０の両側に連結された一対の第１ガイドバー３２０および第２ガイドバー３２０は、第２動作バー３１０および第３動作バー３１０の両側にそれぞれ連結されて、第１ガイドバー３２０および第２ガイドバー３２０を通じて第１動作バー３１０、第２動作バー３１０、および第３動作バー３１０が同時に第１方向に沿って移動してもよい。
【0045】
このように、一つ以上のガイドバー３２０を通じて複数の動作バー３１０が同時に第１方向に沿って移動することができる。また、複数のガイドバー３２０を通じて複数の動作バー３１０が第１方向に沿って移動する間、ある一側が歪むことなく安定的に同時に移動することができる。
【0046】
また、複数の動作バー３１０が同時に移動することによって、動作部３００は、複数の位相を同一に変換、すなわち同期化することができる。駆動部４００は、支持フレーム１００上に配置され、動作部３００を駆動することができる。具体的には、駆動部４００は、複数の動作バー３１０のうち少なくとも一つの動作バー３１０と連結されることによって、複数の動作バー３１０が第１方向に沿って移動できる駆動力を提供することができる。例えば、駆動部４００は、アクチュエータであり得る。
【0047】
これまで、本発明の一実施例に係る位相シフター１０について説明した。本発明によると、位相シフター１０が支持フレーム１００上で複数の位相変換ユニット２００を含み、これに連結された動作部３００と駆動部４００により同時に動作することによって、複数の位相をすべて同一に同期化できる効果がある。
【0048】
以下では、複数の位相変換ユニット２００を動作させるための、駆動部４００の構造について説明することにする。
【0049】
図３は、本発明の一実施例に係る駆動部の斜視図である。
【0050】
図３に図示された通り、駆動部４００は、モータ４１０および複数のギア４２０を含むことができる。モータ４１０は、回転軸を有することができ、複数のギア４２０は、モータ４１０の回転軸と連動して回転することができる。例えば、複数のギア４２０のうち最初に回転するギアは、モータ４１０の回転軸と連動して回転し、最初に回転するギアと連動されたギアが回転することができる。
【0051】
また、複数のギア４２０の回転は、複数の動作バー３１０の移動と連動され得る。それにより、複数のギア４２０は、モータ４１０から伝達される駆動力を通じて複数の動作バー３１０およびこれに連結された複数の位相変換ユニット２００の移動部材２３０を同一に第１方向に移動させることができる。
【0052】
例えば、複数のギア４２０のうち最終に回転するギアと複数の動作バー３１０のうちいずれか一つがスクリュー４２１に連結され、ギアでの回転運動が複数の動作バー３１０の直線運動に変換され得る。
【0053】
一方、ギアは複数個で形成されるので、モータ４１０の回転速度がギア比により減速され得、複数の動作バー３１０の移動速度は、必要以上に速くないように減速され得る。
【0054】
図４は、本発明の一実施例に係る位相変換ユニット内回路パターンの重なった長さの変更方式を説明するための概略図である。
【0055】
図４に図示された通り、複数の位相変換ユニット２００内の第１回路パターン２１１と第２回路パターン２２１は、斜線で表示された領域で重なり得る。このような重なった長さが増加するほど回路パターンの長さは短くなり、重なった長さが減少するほど回路パターンの長さは長くなり得る。
【0056】
モータ４１０と複数のギア４２０が駆動することにより、複数の動作バー３１０により第１回路パターン２１１と第２回路パターン２２１の重なった長さが変更され得、回路パターンの長さの差分Ｙ１を通じて位相が変換され得る。
【0057】
すなわち、複数の動作バー３１０の駆動範囲は、第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１の重なった長さと対応し得る。例えば、複数の動作バー３１０の駆動範囲は、０ｍｍ～１４ｍｍであり得、回路パターンの重なった長さは、０ｍｍ～１４ｍｍであり得る。
【0058】
これまで本発明の一実施例に係る駆動部４００について説明した。以下では、駆動部４００で形成された駆動力によって動作する動作部３００の構造について説明することにする。
【0059】
【0060】
図５に図示された通り、ガイドバー３２０は、駆動部４００により第１方向に沿って移動することができ、第１方向への円滑な移動のために一領域に第１ガイドローラ３２１と第２ガイドローラ３２３をさらに含むことができる。
【0061】
また、ガイドバー３２０はそれぞれ２個の第１ガイドローラ３２１と第２ガイドローラ３２３を含むことができ、第１ガイドローラ３２１と第２ガイドローラ３２３の個数は、必要に応じてそれぞれ１個または３個以上を含んでもよい。
【0062】
一方、ガイドバー３２０は、第１ガイドローラ３２１と第２ガイドローラ３２３との結合構造によって、第２方向および第３方向への移動が制約され得、第１方向に安定的に移動することができる。
【0063】
【0064】
図６に図示された通り、ガイドバー３２０は、位相シフター１０の正面（第１方向基準）から見た断面が折り曲げられた形状をなし得、折り曲げられた部分を基準としてガイドバー３２０は、第１ガイド部分３２０ａ、第２ガイド部分３２０ｂ、および第３ガイド部分３２０ｃに区分され得る。
【0065】
第１ガイド部分３２０ａは、支持フレーム１００と対向配置され得、第２ガイド部分３２０ｂは、第１ガイド部分３２０ａで折り曲げられて支持フレーム１００から遠ざかる方向に延長され得る。第３ガイド部分３２０ｃは、第２ガイド部分３２０ｂで折り曲げられて第１ガイド部分３２０ａと平行に延長され得る。
【0066】
第１ガイドローラ３２１は、第１ガイド部分３２０ａの上部に配置され得る。具体的には、第１ガイドローラ３２１は、下面が第１ガイド部分３２０ａと接触し、側面が第２ガイド部分３２０ｂの一側面と接触することができる。
【0067】
第２ガイドローラ３２３は、第３ガイド部分３２０ｃの下部に配置され得る。具体的には、第２ガイドローラ３２３は、上面が第３ガイド部分３２０ｃと接触し、側面が第２ガイド部分３２０ｂの他側面と接触することができる。
【0068】
第１ガイドローラ３２１および第２ガイドローラ３２３は、支持フレーム１００の平面上でガイドバー３２０の第１方向と垂直な第２方向の移動を制限させ、ガイドバー３２０の同一平面上の第１方向および第２方向と垂直な第３方向の移動を制限させることができる。具体的には、第１ガイドローラ３２１により第２ガイド部分３２０ｂが第２方向の一側（第２ガイドローラ３２３が配置された右側）への移動が制限され、第２ガイドローラ３２１により第２ガイド部分３２０ｂが第２方向の他側（第１ガイドローラ３２１が配置された左側）への移動が制限され得る。また、第１ガイドローラ３２１により第１ガイド部分３２０ａが第３方向の一側（第１ガイドローラ３２１が配置された上側）への移動が制限され、第２ガイドローラ３２３により第３ガイド部分３２０ｃが第３方向の他側（第２ガイドローラ３２３が配置された下側）への移動が制限され得る。
【0069】
このように、ガイドバー３２０の一側に装着された第１ガイドローラ３２１および他側に装着された第２ガイドローラ３２３を通じてガイドバー３２０の第２方向への動きおよび第３方向への動きを制限するものの、第１方向へは円滑に動くことができる。
【0070】
また、第１ガイドローラ３２１には、支持フレーム１００の平面上に位置した回転軸が挿入され、第１ガイドローラ３２１は、固定部材１０１を通じて回転軸に固定され得る。また、第２ガイドローラ３２３には、支持フレーム１００の平面上に位置した回転軸が挿入され得る。図面に図示してはいないが、第２ガイドローラ３２３も、第１ガイドローラ３２１と同一に別途の固定部材（図示されず）を通じて回転軸に固定され得る。
【0071】
第１ガイドローラ３２１および第２ガイドローラ３２３は、互いに平行に配置された回転軸を中心に回転することによって、第２方向および第３方向で互いに対応するようにガイドバー３２０の動きを制限することによって、ガイドバー３２０の第２方向および第３方向への動きをより円滑に制限することができる。
【0072】
この他にも、第１ガイドローラ３２１および第２ガイドローラ３２３は、摩擦による損傷が最小化され得る素材からなり得る。実施例により、第１ガイドローラ３２１および第２ガイドローラ３２３は、耐熱性プラスチックのように摩耗に強い素材からなり得、具体的には、ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＬＣＰ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｙｍｅｒ）、およびＰＰＴＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）のうちいずれか一つで形成され得る。
【0073】
このように、第１ガイドローラ３２１および第２ガイドローラ３２３が摩耗に強い素材で形成されることによって、ガイドバー３１０が反復的に移動する間ローラの摩耗によってガイドバー３２０の動きを制限する性能に低下が発生せず、位相シフター１０の耐久性が向上し得る。
【0074】
これまで本発明の一実施例に係る動作部３００の構造について説明した。以下では、動作部３００の駆動により第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１の重なった長さを変更する位相変換ユニット２００の構造について説明することにする。
【0075】
【0076】
図７Ａおよび図７Ｂに図示された通り、複数の位相変換ユニット２００それぞれは、第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１の重なった長さを変更するための移動部材２３０をさらに含むことができる。具体的には、図７Ｂを参照すると、移動部材２３０は、位相シフター１０の側面（第２方向）から見た断面が折り曲げられた形状をなし得、折り曲げられた形状を基準として区画された第１移動部分２３１および第２移動部分２３３を含むことができる。
【0077】
第１移動部分２３１には、第２回路基板２２０が配置され得、第２移動部分２３３は、第１移動部分２３１から延び、動作部３００と固定結合され得る。例えば、第２移動部分２３３の突出部分は、動作部３００のホールに挿入されて固定結合され得る。この時、突出部分の一端は、動作部３００のホールに挿入された後に分離されることを防止するための係止形状を有することができる。
【0078】
移動部材２３０は、第２回路基板２２０と共に動作部３００により第１方向に移動されて、第１回路パターン２１１および第２回路パターン２２１の重なった長さを変更することができる。
【0079】
実施例により、移動部材２３０に配置された第２回路基板２２０は、第３方向を基準として第１回路基板２１０と微細間隔離隔した状態であり得、移動部材２３０の弾性力を通じて第１回路パターン２１１に第２回路パターン２２１が密着され得る。具体的には、移動部材２３０は、第２回路パターン２２１が第１回路パターン２１１と密着可能であるように、第１回路基板２１０が位置した方向に第２回路基板２２０を弾性力を通じて加圧する弾性構造からなり得る。例えば、弾性構造は、形状または素材が弾性力を有する構造であり得る。
【0080】
まず、移動部材２３０の形状が弾性力を有する構造について説明することにする。
【0081】
図７Ｂに図示された通り、第１移動部分２３１が自由端からなるカンチレバー形状ＣＴを具備することができる。具体的には、移動部材２３０が第１方向に移動する間、第１移動部分２３１に備えられたカンチレバー形状ＣＴの自由端は、ハウジング２４０の内側面に接触して弾性力を得ることができる。このような弾性力を得た第１移動部分２３１は、第２回路基板２２０を加圧し、加圧された第２回路基板２２０の第２回路パターン２２１は、第１回路パターン２１１に密着され得る。この時、第１移動部分２３１は、第１回路パターン２１１と第２回路パターン２２１の密着は維持するものの、必要以上に加圧はしない程度の弾性力を有することができる。
【0082】
第１移動部分２３１がカンチレバー形状ＣＴを容易に具備できるように、移動部材２３０は、プラスチック系列の素材で形成され得る。
【0083】
図７Ａおよび図７Ｂで、第１移動部分２３１に備えられたカンチレバー形状ＣＴの自由端は、ハウジング２４０の内側面に接触して弾性力を得るものとして図示されたが、これに限定されるものではない。例えば、第１移動部分２３１に備えられたカンチレバー形状ＣＴの自由端は、第２回路基板２２０に接触して弾性力を得てもよい。
【0084】
このように、移動部材２３０の形状が弾性力を有する構造で形成されることによって、第１回路基板２１０と第２回路基板２２０の密着は維持されるものの、必要以上に加圧しないので、回路パターンが損傷することを防止することができる。
【0085】
次に、移動部材２３０の素材が弾性力を有する構造について説明することにする。
【0086】
【0087】
図８に図示された通り、移動部材２３０は、弾性力を提供するための弾性部材２３５をさらに含むことができる。
【0088】
弾性部材２３５は、第２回路基板２２０と第１移動部分２３１の間に配置され得、それにより、第２回路基板２２０を第１回路基板２１０が位置した方向に加圧することができる。例えば、弾性部材２３５は、ゴムやシリコンなどのように弾性素材であり得る。
【0089】
図面に図示してはいないが、弾性部材２３５の弾性力を下げて第２回路基板２２０の移動性を向上できるように、弾性部材２３５には、複数の貫通するホールが形成され得る。
【0090】
【0091】
突起２３７は、第１移動部分２３１または第２回路基板２２０と接触する弾性部材２３５の両面のうち少なくとも一面に配置され得る。例えば、突起２３７は、第１移動部分２３１と接触する弾性部材２３５の一面に配置されるか、第１移動部分２３１および第２回路基板２２０と接触するように弾性部材２３５の両面に配置されてもよい。
【0092】
弾性部材２３５に突起２３７が配置されると、弾性部材２３５の面を通じて第２回路基板２００を全体的に加圧する代わりに、突起２３７を通じて加圧力が部分的に集中されて加圧することになるので、加圧がより容易となり得る。
【0093】
実施例により、突起２３７の内側には第１方向に沿って所定の空いた空間ＧＡＰが形成されて加圧を容易にするものの、第２回路基板２２０に過度の加圧力が加えられることを防止することができる。
【0094】
図９に図示された通り、突起２３７は、内部領域に所定の空いた空間ＧＡＰを有することができる。
【0095】
弾性部材２３５が弾性素材である場合、第１回路基板２１０に向けられる第２回路基板２２０の加圧力が必要以上に高くなると、第２回路基板２２０の移動を阻害することができる。それに伴い、突起２３７を弾性部材２３５に形成し、ひいては突起２３７の内部領域を所定の空いた空間ＧＡＰで形成することによって、加圧力を低くすることができる。この時、突起２３７を通じて第２回路基板２２０が第１回路基板２１０を加圧することにより、突起２３７の空いた空間ＧＡＰが圧縮され得る。すなわち、空いた空間ＧＡＰは、第２回路基板２２０と移動部材２３０の間で押さえられて潰され得る。
【0096】
このように、突起２３７の内部領域に形成された所定の空いた空間ＧＡＰが加圧力を低くして、密着は維持するものの第２回路基板２２０の移動を向上させることができる。
【0097】
これまで本発明の一実施例に係る位相変換ユニット２００と内部構成要素について説明した。前述した、位相変換ユニット２００の形状と素材は、前述した例に限定されるものではない。
【0098】
以下では、複数の位相変換ユニット２００を配置した位相シフター１０の耐久性を向上するための構造について説明することにする。
【0099】
【0100】
図１０に図示された通り、位相シフター１０は、固定部５００をさらに含むことができる。
【0101】
固定部５００は、支持フレーム１００に両側が固定されるアーチ状からなり得、支持フレーム１００に固定された両側の間に開口部を形成することができる。
【0102】
複数の動作バー３１０のうち一つ以上は、支持フレーム１００と固定部５００の間に形成された開口部を貫通することができ、該当動作バー３１０が第１方向および第２方向と垂直な第３方向への動きを制限することができる。
【0103】
このように、固定部５００を通じて動作バー３１０の第３方向への動きを制限することによって、動作バー３１０が第１方向に移動する間、動作バー３１０が第３方向に浮くことなく安定した状態を維持することができる。
【0104】
実施例により、図１で固定部５００が複数の動作バー３１０それぞれに配置されたものとして図示されたが、必要に応じて、複数の動作バー３１０のうち駆動部４００と直接連結される動作バー３１０は、固定部５００の配置が除外されてもよい。例えば、固定部５００は、駆動部４００と直接的に動作が連動されない動作バー３１０に配置されて、該当動作バー３１０の動きのみを制限させることができる。これは、駆動部４００が固定部５００の代わりに動作バー３１０の第３方向への動きを制限できるためである。
【0105】
以下では、前述した位相シフター１０の位相を変換するための一連の方法について説明することにする。
【0106】
図１１は、本発明の一実施例に係る位相シフターの動作方式を説明するためのブロック図である。
【0107】
位相シフター１０は、支持フレーム１００、複数の位相変換ユニット２００、動作部３００、および駆動部４００を含むことができ、各構成は、前記図１～図１０に図示された位相シフター１０と同一であるため、具体的な説明は省略することにする。
【0108】
図１１に図示された通り、位相シフター１０は、位相シフター１０の動作を制御する制御部６００をさらに含むことができる。具体的には、制御部６００は、駆動部４００に複数の位相変換ユニット２００が動作するための電気的信号のような動作命令を提供することができ、このような動作命令は、プロセッサによって遂行可能な命令が記録されたコンピュータ読み取り可能な保存媒体から具現され得る。
【0109】
実施例により、制御部６００は、駆動部４００の動作を制御できるように、駆動部４００のモータ４１０および複数のギア４２０の属性値を保存することができる。例えば、制御部２０は、複数のギア４２０のギア歯数や、複数のギア４２０の回転比などを保存することができる。
【0110】
実施例により、制御部６００は、図１１に図示された通り、複数の位相シフター１０の動作を制御したり、複数の位相シフター１０と個別連結された制御部６００を通じて動作を制御したりすることができる。
【0111】
実施例により、制御部６００は、管理者から入力された値を基準として位相シフター１０の位相を変換させることができる。
【0112】
まず、制御部６００は、変換しようとする位相に対応する入力値を取得することができる。入力値に対する一実施例として、制御部６００は、位相シフター１０の位相変換値を入力値として取得することができる。ここで、位相変換値は、０°～１２°Ｔｉｌｔであり得、これに限定されなくてもよい。
【0113】
入力値に対する他の実施例として、制御部６００は、位相変換ユニット２００内の回路パターンの重なる長さ変更値または動作部３００の駆動範囲値を入力値として取得することができる。ここで、回路パターンの重畳長さ値および動作部３００の駆動範囲値は、０ｍｍ～１４ｍｍであり得、これに限定されなくてもよい。
【0114】
次に、制御部６００は、入力値を取得した以後、入力値と制御部２０に予め保存された参照値を利用して、複数の位相変換ユニット２００を通じてそれぞれの位相を同一に変換するための結果値を生成することができる。具体的には、参照値は、演算式または比較データを含むことができる。例えば、演算式は、入力値に対する結果値を生成するための演算であり得、比較データは、複数の入力値とこれに対する結果値が予め演算されて羅列されたテーブルであり得る。すなわち、予め保存された比較データは入力値による結果値がすでに導き出されているところ、制御部６００は、入力値に基づいて結果値をマッチングすることができる。
【0115】
参照値に対する一実施例として、制御部６００に保存された参照値は、入力値の変換範囲と動作部３００の駆動範囲に基づいて生成される相対比演算式または比較データを含むことができる。ここで、入力値の変換範囲は、位相変換ユニット２００の位相変換範囲（例、０°～１２°Ｔｉｌｔ）であり得、動作部３００の駆動範囲は、回路パターンの重畳長さの変更範囲（例、０ｍｍ～１４ｍｍ）を意味し得る。より具体的には、相対比演算式は、位相がＸ°だけ変わるために、動作部３００がＹｍｍを移動しなければならないかに対する演算式であり得る。例えば、制御部６００が、参照値が反映された相対比演算式にビームの傾き角度（ビームの方向を６°傾ける）を入力すると、動作部３００の移動長さ値（７ｍｍ）を出力として得ることができる。すなわち、制御部６００は、相対比演算式を通じて回路パターンの長さが７ｍｍ増加する出力値を演算することができる。
【0116】
参照値に対する他の実施例として、制御部６００に保存された参照値は、複数のギア４２０に基づいて生成されるギア比演算式または比較データを含むことができる。ここで、ギア比演算式は、ギア４２０の歯数で得ることができるデータであり、制御部６００は、複数のギア４２０のギア比演算式（例、被動ギア歯数／駆動ギア歯数）を保存し、入力値に対する結果値を生成する演算過程でギア比演算式を算入することができる。
【0117】
次に、制御部６００は、結果値を生成した以後、結果値に基づいて動作部３００および駆動部４００を駆動させてそれぞれの位相を変換することができる。例えば、結果値は、回路パターンの長さ変更、すなわち、動作部３００の移動長さを制御するための、駆動部４００の回転量を制御する動作命令であり得る。
【0118】
実施例により、制御部６００は、生成された結果値を基準として駆動部４００を通じて動作部３００を駆動できるように制御するものの、負荷の有無により駆動速度を制御することができる。具体的には、結果値は、駆動部４００を通じて動作部３００を低速または高速駆動させるための連続した値を含むことができ、連続した値に基づいて駆動部４００を通じて動作部３００が低速または高速駆動され得る。
【0119】
制御部６００は、結果値に合うように予め設定された範囲だけ駆動部４００を通じて動作部３００を低速駆動させることができ、もし低速駆動時、予め設定された範囲だけ駆動する間駆動部４００に負荷がかからない場合、制御部２０は、駆動部を通じて動作部３００を高速駆動させることができる。この時、「負荷」とは、動作部３００が障害物にかかって駆動しない状態を意味し得る。
【0120】
このように、制御部２０が駆動部４００を通じて動作部３００を予め設定された範囲だけ低速駆動させてから高速駆動させることによって、動作部３００が高速駆動中に障害物によって損傷することを防止することができる。
【0121】
また、動作部３００および駆動部４００の動作は、駆動速度の変化により停止せず、連続的になされ得る。
【0122】
以下では、本発明の他の実施例に係る位相シフターを説明することにする。
【0123】
図１２は、本発明の他の実施例に係る位相シフターを示した図面である。図１３は、本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部を示した図面である。図１４は、本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部を構成要素別に順次分解した分解斜視図である。図１５は、本発明の他の実施例に係る位相シフターに設置される駆動部で装着部の循環部材と止め部材を示した拡大図である。
【0124】
本発明の他の実施例に係る位相シフター２０は、前述した位相シフター１０と同一に、支持フレーム１００と、支持フレーム１００上に配置される複数の位相変換ユニット２００と、複数の位相変換ユニット２００と連結され、複数の位相変換ユニット２００を通じて変更されるそれぞれの位相を同期化する動作部３００と、動作部３００を駆動する駆動部４００とを含むものの、駆動部４００は、回転軸を有するモータ４１０と回転軸と連動して回転する複数のギア４２０、および複数のギア４２０のうちいずれか一つと連結されて前記動作部３００に動力を伝達するスクリュー４２１を含み、モータ４１０、複数のギア４２０、およびスクリュー４２１を通じて、動作部３００を駆動することができる。
【0125】
スクリュー４２１は、モータ４１０の外側に設けられる装着部４１５に装着され、装着部４１５上で軸回転される。
【0126】
スクリュー４２１は、リードスクリュー、ボールスクリューのように循環部材４３０（例えば、ナット）が循環（すなわち、スクリューに沿って循環部材が前後に移動）するスクリューであり得る。
【0127】
また、装着部４１５には少なくとも一つ以上の潤滑部材４２３が設けられ、少なくとも一つ以上の潤滑部材４２３は、装着部４１５とスクリュー４２１の間で、スクリュー４２１の回転による摩擦または摩耗を減少させることができる。
【0128】
具体的には、図１３～図１４を参照すると、潤滑部材４２３は、スクリュー４２１の一端と他端に設けられる第１潤滑部材４２３ａおよび第２潤滑部材４２３ｂを含むことができ、装着部４１５は、モータ４１０の側面で突出してスクリュー４２１が装着され得る貫通ホールの形状で形成され、スクリュー４２１は、装着部４１５に貫通して装着される。
【0129】
スクリュー４２１の端部には複数のギア４２０のうちいずれか一つが結合され、ギア４２０は他の複数のギア４２０と噛み合ってモータ４１０から駆動力の伝達を受けることになり、回転力が伝達されたスクリュー４２１は、円周方向に沿って形成されたねじ山とねじ山に連結された循環部材とを通じて回転運動を直線運動に変換することになるのである。
【0130】
この時、装着部４１５に装着されるスクリュー４２１は繰り返し回転するため、装着部４１５と接触する部位で摩擦または摩耗が発生し得、これに伴い、粉塵が発生して、粉塵による位相シフターの耐久性の減少や、位相変換ユニットの誤作動、駆動力伝達の効率性減少などの問題点を引き起こし得る。
【0131】
したがって、本発明の他の実施例に係る位相シフターでは、該当地点に少なくとも一つ以上の潤滑部材４２３、４２５を配置してスクリュー４２１と装着部４１５の間で発生する摩擦と摩耗を最小化し、これに伴い、粉塵の発生が防止されることによって位相シフターの耐久性を維持し、位相変換ユニットの誤作動を予防できるのである。
【0132】
この時、少なくとも一つ以上の潤滑部材４２３、４２５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む材質からなり得る。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等の材質は、摩擦または摩耗耐久性が強く、やわらかい潤滑材の役割をすることができる材質である。
【0133】
駆動部４００は、スクリュー４２１に連結されてスクリュー４２１の回転により装着部４１５上で循環移動され、スクリュー４２１の回転運動を直線運動に変換することによって動作部３００を駆動する循環部材４３０、をさらに含むことができる。
【0134】
駆動部４００は、装着部４１５の一側または他側でスクリュー４２１が貫通され、循環部材４３０の移動範囲を制限する止め部材４２５、をさらに含むことができる。この時、止め部材４２５の長さにより循環部材４３０が移動する区間を設定することができる。
【0135】
止め部材４２５は、装着部４１５の一側と他側にそれぞれ設けられる第１止め部材４２５ａおよび第２止め部材４２５ｂを含み、循環部材４３０は、第１止め部材４２５ａおよび第２止め部材４２５ｂの間で循環移動され得る。
【0136】
循環部材４３０には、スクリュー４２１が貫通する第１貫通ホール４３３が形成され、循環部材４３０の循環移動時、循環部材４３０は、第１貫通ホール４３３の縁が止め部材４２５の縁に支持されることによって循環移動が止まることになり得る。
【0137】
第１貫通ホール４３３の縁には第１係止突起４３５が形成され、第１係止突起４３５は、止め部材４２５の縁に形成された第２係止突起４２７に噛み合って支持され得る。この時、第１係止突起４３５はそれぞれ第１貫通ホール４３３の両端部にそれぞれ形成（図１５の４３５ａおよび４３５ｂ）され得、第２係止突起４２７はそれぞれ第１止め部材または第２止め部材に形成（図１５の４２７ａおよび４２７ｂ）され得、第１係止突起４３５ａ、４３５ｂはそれぞれ第２係止突起４２７ａ、４２７ｂが互いに対向しながら接触することによって、循環部材４３０の面と止め部材４２５の面が接触しながらロック現象が発生して循環部材４３０が止め部材４２５ａ、４２５ｂからよく分離されないことを防止することができる。
【0138】
装着部４１５の一側には、スクリュー４２１と離隔した地点にガイド部材４１７が設けられ、循環部材４３０には、ガイド部材４１７が貫通する第２貫通ホール４３７が形成され、循環部材４３０の循環移動は、ガイド部材４１７によりガイドされ得る。この時、ガイド部材４１７の両端は、装着部４１５に結合され得る。
【0139】
一方、スクリュー４２１は、回転軸を利用した回転動作に動作部３００の移動が連動されることによって、モータ４１０から伝達される駆動力を通じて動作部３００およびこれに連結された複数の位相変換ユニット２００それぞれの一側を同じ方向に移動させることができる。
【0140】
また、動作部３００は、複数の位相変換ユニット２００を連結する複数の動作バー３１０、および複数の動作バー３１０を連結する一つ以上のガイドバー３２０を含み、スクリュー４２１は、複数の動作バー３１０のうちいずれか一つと連結され、複数のギア４２０のうちいずれか一つから伝達された回転力を通じて動作バー３１０を直線運動させることができる。
【0141】
以上、好ましい実施例を通じて本発明に関して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、請求の範囲内で多様に実施され得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【国際調査報告】