KR100293280B1 - 코너리플렉션안테나 - Google Patents

Abstract

통신용 중계기에 사용되는 코너 리플렉션 안테나가 개시된다. 개시된 코너 리플렉션 안테나는 전파 반사력을 향상시켜 안테나의 효율을 제고하고, 풍압의 저항 및 적설의 영향과 중량 및 부피를 줄이기 위하여 상기 안테나 반사면을 그리드 와이어 방식을 사용하여 통공을 등간격으로 구성하여 배열한다. 그리고 상기 반사면의 모서리 부분을 개선하여 구조물에 용이하게 부착할 수 있도록 하였다. 또한, 본 발명의 코너 리플렉션 안테나는 반사면에 통공을 등간격으로 구성하여 배열하므로 상기 반사면에 입사되는 전파에 대한 반사특성이 우수하여 종래기술에 비해 안테나의 전후방비 특성이 우수하다.

Description

코너 리플렉션 안테나

본 발명은 안테나에 관한 것으로, 특히 통신용 중계기 등에 사용하는 코너 리플렉션 안테나에 관한 것이다.

통신용 중계기에 사용되는 코너 리플렉션 안테나의 전형적인 예가 도 1 및 2에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 코너 리플렉션 안테나의 정면도 이고, 도 2는 도 1의 평면도로서, 도시된 바와 같이, 안테나는 반사판(1), 급전소자(2) 및 급전 커넥터(3)로 구성되어 있다. 상기 반사판(1)으로 입력되는 전파는 급전소자(2)로 전달되고, 이는 다시 급전 커넥터(3)에 의해 전송된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 코너 리플렉션 안테나는, 전파 반사력이 열악하여 안테나의 전후방비 특성 및 효율이 저하된다는 문제가 제기되고 있다.

또한, 종래의 코너 리플렉션 안테나는, 반사판이 일체형의 아연도강판으로 형성되고, 급전소자 또한 원통형의 도파관으로 형성됨으로써, 큰 중량과 부피를 가진다. 이러한 안테나의 큰 중량 및 부피로 인해 안테나를 높은 지형 지물위의 철탑 등에 설치하는 경우, 풍압 및 적설 등 여러 가지 자연 환경적인 요인에 의해 잦은 고장이 발생되고 있으며, 심지어는 파손되는 경우도 발생되고 있고, 상기와 같은 이유로 보수 유지에 많은 비용과 노력이 소모되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출한 것으로, 반사판에 입사되는 전파에 대한 반사특성을 개선함으로써 안테나의 전후방비 특성 및 효율을 향상시키는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 안테나의 중량과 부피를 줄임으로써, 풍압이나 적설 등과 같은 자연 환경적인 요인에 의한 영향을 받지 않도록 하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구조물에의 설치가 용이한 코너 리플렉션 안테나를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 코너 리플렉션 안테나를 나타낸 정면도.

도 2는 도 1의 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 코너 리플렉션 안테나를 나타낸 정면도.

도 4는 도 3의 평면도.

도 5는 본 발명의 안테나에서 급전소자로 사용된 다이폴의 구조를 보인 정면도.

도 6은 도 5의 평면도.

도 7은 도 5의 측면도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 코너 리플렉션 안테나의 방사 패턴도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 코너 리플렉션 안테나의 전압정재파비 특성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1;반사판 1-1,1-2;제 1 및 제 2 반사판부

1a;통공 2;급전소자

2a,2b;도전체 2c;테프론 링

3;급전 커넥터 4;설치공

5;커넥터 통공

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 코너 리플렉션 안테나는, 대칭 구조의 제 1 및 제 2 반사판부가 일정 각도를 유지하여 배치된 반사판과, 급전소자 및 급전 커넥터로 이루어지며; 상기 반사판은 그 높이(H1)가 상기 급전소자 높이(K)의 배수로 형성되고, 반사면에는 다수의 통공이 등간격으로 형성되며; 상기 급전소자는 2개의 도전체가 일정 간격을 두고 배치되어 반사판에 부착되며; 상기 급전 커넥터는 상기 급전소자에 연결되어 송수신되는 전파를 전송하도록 된 것을 특징으로 한다.

이에 따른면, 반사판의 반사면에 다수의 통공을 형성함과 동시에 급전소자로 다이폴 안테나를 이용하므로 안테나의 전체적인 중량 및 크기를 줄일 수 있다. 따라서 안테나의 전후방비 특성을 개선시킬 수 있고, 풍압이나 적설 등의 외부 환경 조건에 대해 효과적으로 대처할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 코너 리플렉션 안테나는, 반사판의 중앙 모서리 부분이 평면 처리된다. 따라서 구조물에의 설치가 용이하게 이루어진다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 코너 리플렉션 안테나를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 코너 리플렉션 안테나를 나타낸 정면도 이고, 도 4는 도 3의 평면도 이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 안테나에서 급전소자로 사용된 다이폴의 구조를 보인 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코너 리플렉션 안테나의 기본적인 구조, 즉 반사판(1), 급전소자(2) 및 급전 커넥터(3)로 이루어지는 기본적인 구조는 상술한 일반적인 안테나의 구성과 같다. 여기서, 본 발명은 상기 반사판(1)이 그리드 와이어 방식으로 구성된다는 점이 다른 바, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 반사판(1)은 서로 대칭을 이루는 제 1 반사판부(1-1)와 제 2 반사판부(1-2)가 대략 90∼110°의 각도로 배치되어 있다. 그리고 상기 제 1 반사판부(1-1)와 제 2 반사판부(1-2)의 반사면에는 복수의 통공(1a)이 일정간격으로 형성되어 있다. 이에 의해 반사판의 중량을 줄일 수 있음은 물론 안테나의 전후방비 특성을 개선시킬 수 있다.

여기서, 상기 통공(1a)의 폭(D1)과 통공 사이의 간격은 0.05λ∼ 0.1λ(λ=165.75mm) 범위내로 형성되고, 높이(H2)는 1λ정도로 형성된다.

또한, 본 발명에서는 상기 급전소자(2)로써, 2개의 얇은 도전체(2a)(2b)를 테프론 링(2c)을 이용하여 한 쌍이 되도록 겹쳐 구성한 다이폴 안테나로 구성되어 있다. 따라서 안테나의 전체적인 중량과 부피를 줄일 수 있어, 상대적으로 풍압의 저항 및 적설의 영향 등에 강한 구조를 가진다.

상기 다이폴 안테나를 구성하는 도전체(2a)(2b)로는 'ㄱ'자 형의 철편이나 또는 황동편이 사용되나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 도전성의 금속이면 어떤 것이어도 무방하다. 상기한 두 개의 철편이나 황동편을 테프론 링(2c)을 사용해서 일정간격(약 2mm 정도)으로 부착하여 급전소자를 구성한다.

이 때, 다이폴 안테나의 전체폭(W1)은 해당 주파수대의 중심주파수(예를 들면, 1760∼1860MHz의 주파수대일 경우의 중심주파수는 1810MHz, λ=165.75mm)의 λ/2(82.8mm)로 형성된다. 그리고 다이폴 안테나의 높이(K)는 0.28λ∼0.3λ의 크기로 형성된다. 상기 높이(k)가 너무 작으면 방사 저항이 감소하여 안테나의 효율이 나빠지며, 반대로 너무 크면 다중 로브가 발생하여 지향성이 나빠지므로 0.28λ∼0.3λ정도가 적당하다.

그리고, 상기 반사판(1)의 폭(S)은 1.1λ 정도로 하고, 높이(H1)은 다이폴 안테나 높이(K)의 4∼5배 범위내에서 정한다. 만약 상기 반사판의 높이(H1)가 너무 작으면 안테나의 이득이 감소하는 결과를 초래한다. 또한 반사판(1)의 개구면의 폭(N)은 1λ∼2λ 범위내로 구성함이 바람직하다.

한편, 본 발명에 의한 안테나는 상기한 반사판(1)의 중앙 모서리 부분을 평면 형태로 처리하여 철탑 등의 구조물에 부착하기 쉬운 형태로 구성되어 있다. 이 때 상기 평면부의 길이(L)는 0.3λ로 구성한다. 이와 같이 평면부의 길이를 구성하면, 모든 입사각에 대응하여 입력되는 전파를 상기 급전소자(2)에 전달할 수 있는 구조가 된다.

도면에서 미설명 부호 4는 설치공, 5는 커넥터 통공이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 코너 리플렉션 안테나는, 종래와 같이, 상기 반사판(1)으로 입력되는 전파가 급전소자(2)로 전달되고, 이와 같이 전달된 전파가 급전 커넥터(3)에 의해 전송되는 것에 의해 전파를 송수신 하게 되는데, 종래에 비하여 개선된 전후방비 특성을 가질 뿐만 아니라 안테나의 효율을 한 층 높일 수 있다.

즉, 도 8에 도시한 본 발명의 코너 리플렉션 안테나의 방사 패턴도에서 보는 바와 같이, 종래의 안테나에서는 다중 로브가 발생되고 있으나, 본 발명의 안테나에서는 다중 로브가 발생되지 않는다. 또한 본 발명 안테나의 전력 반치폭이 수평면(H)에서 40°, 수직면에서는 36°의 특성(도시되지 않음)을 나타낸다. 따라서 일직선 형태의 고저 편차가 심한 지형에서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나는 도 9에서 보는 바와 같이, 해당 주파수대의 전대역에서 우수한 전압정재파비 특성을 나타낸다. 즉 1760∼1860MHz의 주파수대일 경우, 전대역에 걸쳐 전압정재파비가 1.3이하를 보이고 있다. 이는 안테나의 반사판과 다이폴 안테나의 길이가 상호 최적의 비율을 유지하고 있는 구조를 나타낸다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 코너 리플렉션 안테나는, 지향성 및 전후방비 특성이 우수하므로, 통신이 불가능한 전파 음영지역에 전파를 송수신 하기 위한 이동 통신용 중계기 등에서 유리하게 사용될 수 있으며, 특히 특히 골프장, 스키장 등과 같은 일직선 형태의 지형 구조를 가진 지형에서는 매우 큰 효과를 볼 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나는 전체적인 중량 및 부피가 작아, 산악 및 철탑 등과 같은 높은 지형에 설치되는 경우에도(대부분 코너 리플렉션 안테나는 통신용 중계기로 사용되므로 높은 지형에 설치된다) 풍압 및 적설 등과 같은 열악한 기후 조건에 대한 내구력도 강해서 고장 및 파손의 우려가 적으므로, 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 대칭 구조의 제 1 및 제 2 반사판부가 일정 각도를 유지하여 배치된 반사판과, 급전소자 및 급전 커넥터로 이루어지는 코너 리플렉션 안테나로서,

   상기 반사판은 그 높이(H1)가 상기 급전소자 높이(K)의 배수로 형성되고, 반사면에는 다수의 통공이 등간격으로 형성되며;

   상기 급전소자는 2개의 도전체가 일정 간격을 두고 배치되어 반사판에 부착되며; 그리고

   상기 급전 커넥터는 상기 급전소자에 연결되어 송수신되는 전파를 전송하도록 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은 중앙 모서리 부분이 평면으로 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사면의 통공폭(D1) 및 통공간격(D2)은 0.05λ∼0.1λ로 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판의 제 1 반사판부와 제 2 반사판부의 개구면 폭(N)은 1λ∼2λ로 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 급전소자는 전체폭(W1)이 1/2λ, 높이(K)가 0.28λ∼0.3λ로 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은 그 높이(H1)가 상기 급전소자 높이(K)의 4배∼5배로 된 것을 특징으로 하는 코너 리플렉션 안테나.