KR0162889B1 - 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이폴 각각에 개별급전을 함으로써 부빔의 형태 및 크기를 변화시킬 수 있으며, 다이폴 어레이의 간격을 변화시키지 않고 수직면 패턴의 주빔을 상하로 틸트시키는 것이 가능하며, 빔틸트시에 패턴의 찌그러짐이 없고 충분한 서비스 지역을 확보하는데 적당하도록 한 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나를 제공하기 위하여, 송신기의 전력을 전파의 에너지로 변환하여 공간에 방사하기 위한 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)과, 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 전력을 공급하기 위한 급전콘넥터(2)와, 급전콘넥터(2)의 전력을 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 공급하기 위한 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)과, 급전콘넥터(2)로부터 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)로 전력을 전달해주는 내부도체(5)와, 상기 내부도체(5)의 선상에 결합되어 최대의 전력 전송을 하기 위한 임피던스 및 모드 변환기(3-1 내지 3-3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나

제1도는 종래의 급전방식을 나타낸 콜리니어 어레이 안테나 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 안테나 상부의 세부 구성도.

제3도는 본 발명에 의한 안테나 하부의 세부 구성도.

제4도는 본 발명에 의한 안테나의 전체 구성도.

제5도는 본 발명의 조립을 마친 상태의 외형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-1∼1-8 : 다이폴 2 : 콘넥터

3-1∼3-3 : 임피던스 및 모드 변환기 4-1∼4-4 : 저손실 케이블

5 : 내부도체 6-1∼6-2 : 외부도체

7-1∼7-4 : 내부도체 편심유지봉 8-1∼8-4 : 다이폴 편심유지기

10 : 안테나 연결기 11 : 플랜지

12,15 : 제1, 제2 방수캡 13 : 수축튜브

14 : 방설커버 16 : 마운트

17 : 마운트캡

본 발명은 이동통신 기지국용 무지향성 안테나에 관한 것으로, 특히 다이폴(dipole) 각각에 개별급전을 함으로써 부빔(Side lobe)의 형태 및 크기를 변화시킬 수 있으며 수직면 패턴의 주빔(main lobe)을 상하로 틸트(Tilt)시키는 것이 가능하며, 빔틸트시에 패턴의 찌그러짐이 없고 충분한 서비스 지역을 확보하는데 적당하도록 한 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나(sleeve collinear array antenna)에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 이동통신 기지국의 무지향성 콜리니어 어레이 안테나는 제1도에 도시된 바와 같이 전력을 공간에 방사하기 위한 다수의 다이폴 소자(101)와, 상기 다수의 다이폴 소자(101)에 전력을 공급하기 우한 급전부(102)와, 상기 급전부(102)의 출력전력을 상기 다수의 다이폴 소자(101)에 공급하기 위해 분기급전하는 동축케이블(103)을 구비하여, 동일 평면 내에 1/2 파장 다이폴(101)을 종횡으로 배열하여 전력을 동진폭·동위상으로 다이폴 소자에 공급하면 안테나는 수평면상에서 무지향 특성을 나타내며, 수직면상에서는 8자 지향특성을 나타낸다. 8자 지향특성은 다이폴 소자가 많을수록 첨예해지며 안테나의 이득도 증가한다.

그런데, 기존의 이동통신 기지국용 무지향성 콜리니어 어레이 안테나는 일반적으로 제1도와 같이 종속적인 분기급전으로 다이폴 소자에 급전을 하므로 그에 따른 위상지연으로 동위상·동진폭으로 다이폴 소자에 급전함에 어려움이 있었으며 안테나의 이득을 높이기 위해 어레이를 하지만 빔틸트하기 위해 어레이 간격을 조정하여야 하므로 어레이 간격에 따른 위상차로 패턴이 찌그러지고 빔패턴에 차이가 있어 부빔(Side lobe)을 개선시키지 못하였다. 이에 의하여 서비스 지역이 축소되는 결과를 초래하며 서비스 지역의 축소는 언제 어디서나 통화를 할 수 있는 이동통신의 장점을 현저히 저하시키는 문제점을 초래하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다이폴 각각에 개별급전을 함으로써 부빔의 형태 및 크기를 변화시킬 수 있으며, 다이폴 어레이의 간격을 변화시키지 않고 수직면 패턴의 주빔을 상하로 틸트시키는 것이 가능하며, 빔틸트시에 패턴의 찌그러짐이 없고 충분한 서비스 지역을 확보하는데 적당하도록 한 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나(sleeve collinear array antenna)를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 두개의 슬리이브가 한쌍을 이루어 송신기의 전력을 전파의 에너지로 변환하여 공간에 방사하기 위한 다수의 다이폴과, 상기 다수의 다이폴에 전력을 공급하기 위한 급전콘넥터와, 어레이에 따른 임피던스 부정합을 정합시켜 최대의 전력 전송을 하기 위한 임피던스 및 모드 변환기를 갖는 무지향성 슬리이브 콜리니어 안테나에 있어서, 급전콘넥터로부터 동진폭·동위상의 전력을 상기 다수의 다이폴에 개별급전하기 위한 독립적인 다수의 저손실 케이블과, 급전콘넥터로부터 저손실 케이블로 전력을 전달해주는 내부도체와, 내부도체와 다이폴을 지지하며 접지를 위한 외부도체를 부가하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 안테나 상부의 세부 구성도이고, 제3도는 본 발명의 안테나 하부의 세부 구성도이고, 제4도는 본 발명의 안테나 전체 구성도, 제5도는 본 발명의 조립을 마친 상태의 외형도이다.

본 발명은 송신기의 전력을 전파의 에너지로 변환하여 공간에 방사하기 위한 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)과, 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 전력을 공급하기 위한 급전콘넥터(2)와, 급전콘넥터(2)로부터 동진폭·동위상의 전력을 다이폴(1-1 내지 1-8)에 공급하기 위한 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)과, 급전콘넥터(2)로부터 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)로 전력을 전달해주는 내부도체(5)와, 상기 내부도체(5)선상에 결합되어 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)의 어레이에 따른 임피던스 부정합을 정합시켜 최대의 전력 전송을 하기 위한 임피던스 및 모드 변환기(3-1 내지 3-3)와, 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)을 보호하고, 내부도체(5)와 다이폴(1-1 내지 1-8)을 지지하며 접지역할을 하는 외부도체(6-1 내지 6-2)와, 내부도체(5)가 외부도체(6-1 내지 6-2)와 편심을 유지하도록 하는 내부도체 편심유지봉(7-1 내지 7-4)과, 다이폴(1-1 내지 1-8)이 외부도체(6-1 내지 6-2)와 편심을 유지하도록 하는 다이폴 편심유지기(8-1 내지 8-4)와, 안테나의 상부와 안테나의 하부를 연결해주는 안테나 연결기(10)와, 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)과 내부도체(5) 및 외부도체(6-1 내지 6-2)의 방수를 위한 제1 방수캡(12)과, 상기 다이폴(1-1 내지 1-8)을 방수할 목적으로한 수축튜브(13)와, 다이폴(1-1 내지 1-8)을 눈,비 등의 외부 환경으로부터 보호하기 위한 방설커버(14) 및 제2 방수캡(15)와, 안테나를 타워에 설치하기 위한 마운트(16)와, 급전콘넥터(2)를 외부의 환경으로부터 보호하기 위한 마운트캡(17)과, 마운트(16)와 방설커버(14)를 고정시키기 위한 플랜지(11)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나는 급전콘넥터(2)와 연결되어 접지되는 외부도체(6-1 내지 6-2)가 자기정합 역할을 하며, 다이폴(1-1 내지 1-8)은 각각 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)을 통하여 개별급전 되므로 그 저손실 케이블의 길이에 따른 위상변화로 빔합성을 최대로 하며, 부빔의 형태와 크기를 변화시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 급전콘넥터(2)로부터 전달된 전력을 동진폭·동위상으로 각각의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 개별공급하는 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)의 길이를 조절함으로써 빔합성을 최대로 하며 부빔의 형태와 크기를 변화시킬 수 있어, 수직면의 주빔을 상하로 틸트시킬 수 있으며 개별급전에 의해 위상지연이 없으므로 찌그러짐이 없는 방사 패턴으로 각 다이폴 어레이에서 효율적인 전파복사가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 송신기의 전력을 전파의 에너지로 변환하여 공간에 방사하기 위한 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)과, 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 전력을 공급하기 위한 급전콘넥터(2)와, 상기 급전콘넥터(2)와 연결되며, 그로부터 공급받은 전력을 균일하게 분배하기 위한 내부도체(5)와, 상기 내부도체(5)선상에 결합되어 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)의 어레이에 따른 임피던스 부정합을 정합시켜 최대의 전력 전송을 하기 위한 다수의 임피던스 및 모드 변환기(3-1 내지 3-3)와, 상기 다수의 임피던스 및 모드 변환기(3-1 내지 3-3)에 의한 최대 전력을 내부도체(5)를 통해 입력받아 동진폭·동위상의 전력을 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)에 개별적으로 각각 공급하기 위한 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)과, 상기 내부도체(5)와 상기 다수의 다이폴(1-1 내지 1-8)을 지지하는 외부도체(6-1 내지 6-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 다이폴(1-1 내지 1-8)은, 외부도체(6-1 내지 6-2)에 길이가 1/4 파장의 원통형 도체인 슬리이브 두개를 나란히 설치한 형태로 상기 두개의 슬리이브 중 하단부는 개방되고 상단부는 외부도체(6-1 내지 6-2)의 내부를 통하여 저손실 케이블(4-1 내지 4-4)과 연결되는 것을 특징으로 하는 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나.
3. 제1항에 있어서, 상기 외부도체(6-1 내지 6-2)는 개별급전에 의한 저손실케이블(4-1 내지 4-4)을 설치하기 용이하도록 상하로 분리되는 것을 특징으로 하는 자기정합형 무지향성 슬리이브 콜리니어 어레이 안테나.