KR100194120B1 - Directional Gain Variable Antenna - Google Patents

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KR100194120B1 KR1019960032433A KR19960032433A KR100194120B1 KR 100194120 B1 KR100194120 B1 KR 100194120B1 KR 1019960032433 A KR1019960032433 A KR 1019960032433A KR 19960032433 A KR19960032433 A KR 19960032433A KR 100194120 B1 KR100194120 B1 KR 100194120B1
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Abstract

본 지향성 이득 가변안테나는 종래의 안테나 장치가 복사빔폭을 조정할 수 없고, 수직 편파로만 사용하게 되어 단말기 안테나의 위체이 따른 편파변화와 구조물에 의한 반사로 인한 편파의 변화 등으로 인해 통신중 단절되는 문제점 등을 해결하기 위해 수직, 수평편파, 원편파(좌회전편파, 우회전편파) 또는 이중편파를 각각 혹은 동시복사 특성의 안테나를 구성하여, 사용자가 안테나 위치변화에 따른 편파변화 또는 주변 구조물의 반사에 의한 편파변화에 관계없이 양질의 고신뢰도 통신이 가능하고, 서비스 지역에 따라 빔폭을 가변 조정하고 안테나 이그을 조절 하는 안테나 장치를 개발하였다.This directional gain variable antenna is a conventional antenna device that can not adjust the radiation beam width, it is used only with vertical polarization, and is disconnected during communication due to the polarization change due to the polarization of the terminal antenna and the polarization change due to reflection by the structure To solve the problem, vertical, horizontal polarization, circular polarization (left-handed polarization, right-handed polarization), or double polarized antennas are configured respectively or simultaneously. We have developed an antenna device that enables high-quality, high-reliability communication regardless of polarization change, and the beam width is variable and the antenna is controlled according to the service area.

본 안테나의 구성은 수직 및 수평 편파 안테나 소자, 수평 및 수직 편파 분배기, 분배기(하이브리드, 레트링, 매직티), 스위치, 고주파 입력 콘넥터, 고정형 및 가변형 안테나 금속반사판(반사망)그리고 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기 등으로 되어 있으며, 지향성 안테나(야기, 대수주기, 평면, 다이폴 안테나 등)를 사용하여 초단파 및 극초단파대역의 통신함에 있어서 지향성 안테나 반사판의 각도를 조정하여 수평빔폭을 서비스 사용 목적에 맞게 가변 조정하고 이득 가변하는 안테나로 복사 소자를 수직편파용 또는 수평편파용을 수직으로 여러단(1~n단) 부착하여 수직편파, 수평편과. 이중편파 또는 원편파로 각각 또는 동시복사 특성을 갖는 안테나 장치로 서비스하는 지역의 범위와 환경상태에 맞게 편파특성을 선택하여 통신함으로서 양질의 통신 서비스를 가능하게 하며 타통신 서비스지역에 혼신장해를 최소화 하는 지향성 빔폭조정형 이득 가변 안테나이다. 따라서 본 발명의 안테나는 이동통신용, TV, FM 방송 등의 광범위한 주파수 대역에서 사용 가능하며, 특히 이동통신 분야에서는 아직 원편파용 안테나를 사용하지 않고 있어, 원편파를 사용한 본 발명에서와 같은 안테나를 사용함으로써 통신 신뢰도 개선에 획기적인 개선된 특성을 얻을 수 있다.The antenna consists of vertical and horizontal polarization antenna elements, horizontal and vertical polarization dividers, dividers (hybrids, letrings, magic tees), switches, high frequency input connectors, fixed and variable antennas, metal reflectors (reflectors), and reflector hinges. And angle indicators, and the horizontal beam width is changed to suit the service usage purpose by adjusting the angle of the directional antenna reflector in the communication of microwave and microwave using directional antennas (wild, logarithmic, flat, dipole antenna, etc.). The antenna with adjustable and variable gain radiates vertical and horizontal polarization by attaching the radiation element for vertical polarization or horizontal polarization in multiple stages (1 ~ n stages). It is possible to provide high quality communication service by minimizing interference to other communication service areas by selecting and communicating polarization characteristics according to the range and environment of the area serviced by antenna device having double or circular polarization, respectively or simultaneous radiation characteristics. It is a directional beam width adjustable gain variable antenna. Therefore, the antenna of the present invention can be used in a wide range of frequency bands such as mobile communication, TV, FM broadcasting, and the like, especially in the field of mobile communication, the antenna for circular polarization has not yet been used. By using the above, it is possible to obtain a significant improvement in communication reliability.

Description

지향성 이득 가변안테나Directional Gain Variable Antenna

본 발명은 초단파, 극초단파 대역에서 이동 또는 고정 통신기지국 및 중계국에 사용하는 고이득 수직, 수평 편파 및 이중편파, 원편파 동시복사 특성을 갖는 안테나로, 통신할 때 해당 서비스 지역에 알맞게 수평복사 빔폭을 가변 및 안테나 이득을 조정 할 수 있도록 안출한 안테나 장치에 관한 것이다.The present invention is an antenna having high gain vertical, horizontal polarization, dual polarization, and circular polarization simultaneous radiation characteristics used in mobile or fixed communication base stations and relay stations in the microwave and microwave bands. The present invention relates to an antenna device designed to adjust a variable and antenna gain.

종래의 안테나 장치는 복사빔폭을 조정할 수 없으며, 수직 편파로만 사용하게 되어 여러형태의 서비스 환경, 즉 휴대용 단말기의 경우 단말기 안테나의 지향자세로 인해서 단말기 안테나 편파가 변해, 송·수신할 때 신뢰도가 저하되고, 구조물에 의한 반사로 편파가 변하여 통신중 단절되는 문제점이 있다.Conventional antenna devices cannot adjust the radiation beam width, and are used only with vertical polarization, so that the terminal antenna polarization changes due to the orientation of the terminal antenna in various types of service environments, that is, in the case of a portable terminal, the reliability decreases when transmitting and receiving. In addition, there is a problem that the polarization is changed by the reflection caused by the structure and is disconnected during communication.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안테나의 전파복사를 수직, 수평편파, 원편파(좌회전편파, 우회전편파) 또는 이중편파를 각 각 혹은 동시복사 하는 특성의 안테나를 구성하여 안테나의 위치에 따른 편파 변화와 주변 구조물의 반사에 의한 편파변화에 관계없이 사용자가 양질으 고신뢰 통신을 하도록 하는 안테나 장치이다.The present invention is to solve the above problems by configuring the antenna of the characteristic that radiates the radio wave radiation of the antenna vertically, horizontally polarized, circularly polarized (left-turned polarization, right-turned polarization) or double polarization respectively or simultaneously according to the position of the antenna It is an antenna device that enables users to communicate with high quality and reliability regardless of polarization change due to polarization change and reflection of surrounding structure.

제1도의 (a)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 정면도.(A) is a front view of a directional beamwidth variable antenna.

(b)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 측면도.(b) is a side view of the directional beamwidth variable antenna;

(c)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 평면도.(c) is a plan view of a directional beamwidth variable antenna;

(d)은 지향성 빔폭 가변 안테나의수평 빔폭 조정 장치.(d) a horizontal beamwidth adjusting apparatus for a directional beamwidth variable antenna.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11,12,13..., 1n: 1, 2,...,n단 수직편파 안테나1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n : 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antenna

21,22,23..., 2n: 1, 2,...,n단 수평편파 안테나2 1 , 2 2 , 2 3 ..., 2 n : 1, 2, ..., n-stage horizontally polarized antenna

31: 수평편파 분배기 (수신의 경우 합성기)3 1 : Horizontal polarization divider (synthesizer for reception)

32: 수직편파 분배기 (수신의 경우 합성기)3 2 : Vertical polarization divider (synthesizer for reception)

4 : 분배기(혹은 하이브리드, 레트링 또는 매직티)4: Splitter (or Hybrid, Letring or Magic Tea)

5 : 스위치 6 : 고주파 입력 콘넥터5: switch 6: high frequency input connector

7 : 고정형 안테나 금속반사판(반사망) 8 : 가변형 안테나 금속반사판(반사망)7: Fixed antenna metal reflector (reflective net) 8: Variable antenna metal reflector (reflective net)

9 : 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기9: hinge and angle indicator for variable reflector

본 발명의 구성을 보면 다음과 같다.The configuration of the present invention is as follows.

제1도의 (a)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 정면도; (b)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 측면도; (c)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 평면도; (d)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 수평 빔폭 조정 장치를 보이고있는 본 발명의 일시시예이다.(A) is a front view of a directional beamwidth variable antenna; (b) is a side view of a directional beamwidth variable antenna; (c) is a plan view of a directional beamwidth variable antenna; (d) is a temporary example of the present invention showing a horizontal beamwidth adjusting apparatus for a directional beamwidth variable antenna.

일실시예 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제1도의 (a)을 보면 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9) 2개가 평행으로 세워져있고 그 양 옆단에 전파의 패턴과 이득(GAIN)을 가변할 수 있도록 전, 후로 꺾임형으로 회전 이동되는 가변형 안테나 금속반사판(반사망)(8)이 부착된다.Referring to (a) of FIG. 1, two reflector variable hinges and angle indicators 9 are erected in parallel, and are rotated in a forward and backward angular fashion so as to vary the pattern and gain of a wave at both ends thereof. A variable antenna metal reflector (reflective net) 8 is attached.

제1도의 (c)은 상기 결합 관계를 더욱 잘 묘사하고 있는데 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9)가 회전되도록 원형고리 모양으로 되어있으며 그 한끝면에 가변형 안테나 금속반사판 (반사망)(8)이 부착된다.(C) of FIG. 1 illustrates the coupling relationship better, in which the reflector variable hinge and the angle indicator 9 have a circular ring shape, and at one end thereof, a variable antenna metal reflector plate (reflective net) 8 Is attached.

다시 제1도의 (a)으로 돌아가면 2개의 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9) 사이에는 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7)이 수평면으로 설치되는데 그 중앙부위에 일직성으로 1, 2, ...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n)가 +형, ㅜ형 또는 ×형으로 설치된다.Returning to (a) of FIG. 1, a fixed antenna metal reflector (reflective net) 7 is installed in a horizontal plane between the two reflector variable hinges and the angle indicator 9, in a straight line at the center thereof. , ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n) are provided in + type, TT type or X type.

제1도의 (b)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 측면도인데 수직편파, 수평편파, 이중편파, 원편파를 발생할 때 사용되는 스위치, 위상변위장치, 전력분배장치가 묘사되 있다.(B) of FIG. 1 is a side view of the directional beamwidth variable antenna, which depicts a switch, a phase shifter, and a power distribution device used to generate vertical polarization, horizontal polarization, double polarization, and circular polarization.

도면에서 보면 알 수 있듯이 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7)의 중앙에 실질적으로 각 전파를 공중으로 발생시켜 보내는 1, 2,...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n)가 일직선으로 서있는 형상으로 부착된다. 1, 2,...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n) 일측 끝단에 고정형 안테나 금속반사판(반사망)(7)을 경계로 고주파 신호를 전달하는 고주파 급전선이 연결된다. 1, 2,...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n)가 연결되있는 고주파 급전선의 다른 측단에 수평편파 분배기 (수신의 경우 합성기)(31)와 수직편파 분배기(수신의 겨우 합성기)(32)가 연결된다. 분 장치는 수직편파, 수평편파, 이중편파를 발생할 때 후단에 부착되는 스위치(5)에 의해 선택 동작하게 된다. 수평편과 분배기 (수신의 경우 합성기)(31)와 수직편파 분배기(수신의 경우 합성기)(32)후단에는 원편파를 발생할 때 동작하는 분배기(혹은 하이브리드, 레트링 또는 매직티)(4)가 연결되고 그 후단에는 전술한 동작, 다시말하면 편파를 선택 단속하는 스위치(5)가 부착되어 고주파 입력 콘넥터(6)로 들어오는 입,출력 신호를 단속한다.As can be seen from the figure, 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 ,) which substantially generate each radio wave in the air in the center of the fixed antenna metal reflector (reflective network) 7. 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n stage horizontally polarized antennas 2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n are attached in a straight line shape. 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n) At one end, a high frequency feed line for transmitting a high frequency signal to a fixed antenna metal reflector (reflection net) 7 is connected. 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2 1 , 2 2 , At the other end of the high frequency feed line to which 2 3, ... 2n are connected, a horizontal polarization divider (synthesizer for reception) 3 1 and a vertical polarization divider (only synthesizer for reception) 3 2 are connected. The dividing device is selectively operated by a switch 5 attached to the rear end when generating vertical polarization, horizontal polarization and double polarization. After the horizontal piece and the divider (synthesizer for reception) (3 1) and the vertical polarization divider (synthesizer for reception) (3 2 ), the divider (or hybrid, letring or magic tea) that operates when circular polarization is generated (4) ) Is connected to the rear end of the above-described operation, that is, a switch 5 for selecting and controlling a polarization is attached to interrupt the input and output signals coming into the high frequency input connector 6.

제1도의 (c)은 상기에서 간단히 언급하였다.(C) of FIG. 1 is briefly mentioned above.

제1도의 (d)은 지향성 빔폭 가변 안테나의 수평 빔폭 저정 장치를 묘사하고 있는데, 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7)과 일측 끝단과 가변형 안테나 금속 반사판(반사망)(8)의 일측 끝단이 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9)는 회전 조종이 가능한 가변형 안테나 금속반사판 (반사망)(8)에 의해 변하는 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7)과의 각도를 알 수 있도록 중심화살과 눈금이 그려져 있다.(D) of FIG. 1 depicts a horizontal beamwidth storage device of a directional beamwidth variable antenna, which has a fixed antenna metal reflector (reflective net) 7 and one end and a variable antenna metal reflector (reflective net) 8 end. The reflector variable hinge and the angle indicator 9 are centered so that the angle with the fixed antenna metal reflector (reflective net) 7 which is changed by the variable antenna metal reflector (reflective net) 8 which can be rotated and manipulated. And scale are drawn.

여기까지 본 발명 지향성 이득 가변 안테나의 전반적인 구조와 각 구성 장치의 역할과 동작을 설명하였다.So far, the overall structure of the directional gain variable antenna of the present invention and the role and operation of each component have been described.

본 발명은 상기와 같은 장치를 구비하여 고주파 입력 콘넥터(6)로 들어온 신호를 스위치(5)로 수평편파 분배기(수신의 경우 합성기)(31)와 수직편파 분배기(수신의 경우 합성기)(32) 그리고 분배기(혹은 하이브리드, 레트링 또는 매직티)(4)를 선택하여 수직편파, 수평편파, 원편파를 선택적으로 발생한다. 1, 2,....,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n) 에 의해 발생된 전파는 가변형 안테나 금속반사판 (반사망)(8)으로 가변하는데 각도의 변화에의하여 수평복사 빔폭을 45 W ~ 120 W이상 조종하여 이득을 3dB ~ 25dB 이상되게 할 수 있으며 안테나 이득과 빔폭을 동시 조종하여 서비스 구역에 맞는 전파를 보낼 수 있게 된다.The present invention is equipped with a device as described above, the horizontal polarization divider (synthesizer for reception) 3 1 and the vertical polarization divider (synthesizer for reception) 3 with a switch 5 for the signal entering the high frequency input connector 6. 2 ) Select a divider (or hybrid, letring or magic tee) 4 to selectively generate vertical, horizontal and circular polarizations. 1, 2, ...., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n), the radio wave generated by the variable antenna metal reflector (reflective net) (8) is controlled by varying the angle of the horizontal radiation beam width 45 W ~ 120 W or more to gain 3dB ~ It can be more than 25dB, and the antenna gain and beamwidth can be controlled at the same time to send a radio wave suitable for the service area.

이상으로 본 발명의 동작원리 및 특성을 설명하였는데 본 발명은 상기의 실시예에 국한되지 않고 다양하게 응용할 수가 있다.While the operation principle and characteristics of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied in various ways.

본 발명은 이동통신용, TV,FM방송 등의 광범위한 주파수 대역에서 사용 가능하며, 임의의 편파로 통신하거나 도래파의 반사물에 의한 편파 및 차폐에도 장애 없이 양질의 통신을 할 수 있는 효과가 있고, 특히 이동통신 분야에서는 아직 원편파용 안테나를 사용하지 않고 있어, 원편파를 사용한 본 발명에서와 같은 안테나를 사용함으로써 통신 신뢰도 개선에 획기적으로 개선된 특성을 얻을 수 있다.The present invention can be used in a wide range of frequency bands, such as for mobile communication, TV, FM broadcasting, there is an effect that can communicate with any polarized wave or high-quality communication without disturbing the polarization and shielding by the reflection of the coming wave, In particular, the field of mobile communication has not yet used a circularly polarized antenna, and by using the same antenna as in the present invention using the circularly polarized wave, it is possible to obtain a drastically improved characteristic in improving communication reliability.

Claims (2)

2개가 평행으로 세워져있는 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9); 그 양 옆단에 부착되어 전파의 패턴과 이득(GAIN)을 가변할 수 있도록 전, 후로 꺾임형으로 회전 이동되는 가변형 안테나 금속반사판 (반사망)(8)을 구비하고 2개의 반사판 가변용 힌지 및 각도지시기(9) 사이에 수평면으로 설치되는 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7); 그 중앙부위에 일직선으로 서있도록 설치되는 1, 2,...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n); 1, 2,...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n) 일측 끝단에 고정형 안테나 금속반사판 (반사망)(7)을 경계로 고주파 신호를 전달하는 고주파 급전선으로 연결되는 수평편파 분배기 (수신의 경우 합성기)(31)와 수직편파 분배기(수신의 경우 합성기)(32); 그 후단에 연결되는 원편파를 발생할 때 동작하는 분배기(혹은 하이브리드, 레트링 또는 매직티)(4); 그 후단에 연결되어 수직편파,수평평파, 이중편파를 발생 할 때 선택 동작하게하는 스위치(5); 그 후단에 부착되어 입, 출력 신호를 전달하는 큰넥터(6)를 구비한 것을 특징으로 하는 지향성 이득 가변 안테나.Two reflecting plate variable hinges and angle indicators 9 arranged in parallel; It is attached to both sides and has a variable antenna metal reflector plate (reflective net) 8, which is rotated in a forward and backward angle to change the pattern and gain (GAIN) of the radio wave. A fixed antenna metal reflector plate (reflective net) 7 installed horizontally between the indicators 9; 1, 2, ..., n stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n stages installed in a straight line Horizontally polarized antennas 2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n; 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n) Vertically perpendicular to a horizontal polarization divider (synthesizer for reception) (3 1 ) connected at one end to a high-frequency feed line that transmits a high-frequency signal around a fixed antenna metal reflector (reflection net) (7) Polarization divider (synthesizer for reception) 3 2 ; A divider (or hybrid, letring or magic tea) 4 which operates when generating a circular polarization connected to the rear end thereof; A switch (5) connected to the rear end thereof to enable a selective operation when generating vertical polarization, horizontal horizontal polarization, or dual polarization; And a large connector (6) attached to the rear end thereof to transmit input and output signals. 청구항 1에 있어서,1, 2, ...,n단 수직편파 안테나(11, 12, 13...,1n)와 1,2,...,n단 수평편파 안테나(21, 22, 23,...2n)는 +형, ㅜ형 또는 ×형상으로 설치하여 수직, 수평, 이중, 원편파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 지향성 이득 가변 안테나.The 1, 2, ..., n-stage vertically polarized antennas (1 1 , 1 2 , 1 3 ..., 1 n ) and 1,2, ..., n-stage horizontally polarized antennas (2). 1 , 2 2 , 2 3, ... 2n) is a directional gain variable antenna, characterized in that installed in +, TT or × shape to generate vertical, horizontal, double, circular polarization.
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