KR100345615B1

KR100345615B1 - 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치

Info

Publication number: KR100345615B1
Application number: KR1020000020019A
Authority: KR
Inventors: 정영배; 하재권
Original assignee: 학교법인 한국정보통신학원; 하재권; 정영배
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2002-07-24
Also published as: KR20010096090A

Abstract

본 발명은 수동으로 앙각과 방위각 조절이 가능한 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 개시한다.

본 발명은 다수의 열 단위 평판 안테나의 기울기를 베이스 상의 평면으로부터 기구적으로 조정할 수 있도록 설치된 앙각 조절수단과, 베이스를 수평방향으로 회전 및 고정시킬 수 있도록 설치된 방위각 조절수단을 포함하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 제공한다.

본 발명에 따르면 안테나 자체를 지지하기 위한 지지대를 고정시킨 상태에서 앙각과 방위각을 수동으로 조절하여 위성 수신각을 맞출 수 있으며, 평판형 위상배열 안테나를 벽체에 설치할 수 있다.

Description

평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치{AN ARCHITECTURE FOR ADJUSTING AN ANGLE OF PHASED ARRAY MICROSTRIP PATCH ANTENNA}

본 발명은 위성수신용 평판형 위상배열 안테나(Phased Array Microstrip Patch Antenna)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동으로 앙각과 방위각 조절이 가능한 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치에 관한 것이다.

현재 위성방송 및 통신에서 가장 널리 쓰이고 있는 안테나의 형태는 파라볼라 형태의 반사체 안테나이다.

종래의 반사체 안테나는 안테나 자체의 부피가 크며, 이러한 이유로 일반가옥이나 건물에 해당 안테나를 설치할 경우, 일반적으로 옥상이나 가옥의 지붕 등에 설치해야하는 불편함을 안고 있다. 또한, 위성수신을 위해 앙각 및 방위각 조정을 위하여 안테나 자체를 움직여야하고, 각도를 조정한 이후에도 안테나를 고정시키기 위한 추가적인 작업을 필요로 한다.

이에 따라서, 최근에 기존의 위성안테나의 단점을 보완하기 위한 대안으로 평판형 위상배열 안테나가 새롭게 제시되었다.

한편, 종래의 평판형 위상배열 안테나의 경우에 있어서도, 위성수신을 위한 앙각 및 방위각 조정방식은 기존의 반사체 안테나와 같이 지면 위에 삼각대와 같은 지지대를 세우고, 지지대 위에 안테나를 올려놓은 후, 안테나 본체를 움직이는 방식을 사용하고 있다.

이와 같이 위에서 언급한 안테나들의 앙각 및 방위각 조정방식은 위성수신을 위한 앙각 및 방위각을 조정을 위해서 안테나 자체를 움직여야 하므로 조작이 불편하며, 각도를 조정한 이후에도 안테나를 고정시키기 위한 추가적인 안테나 고정작업을 해야하는 불편함이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평판형 위상배열 안테나 열의 각도조정을 통해서 앙각을 변화시키고, 안테나를 회전시켜 방위각을 조정하는 방식을 채택하여 위성 수신각을 수동으로 손쉽게 조정할 수 있으며, 더 나아가 건물의 벽면 등에도 설치할 수 있도록 하여 안테나가 차지하는 면적을 최소화할 수 있는 벽걸이 형태의 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 베이스 상에 다수의 평판 안테나가 열 단위로 배열된 평판형 위상배열 안테나의 앙각 및 방위각을 조정하기 위한 각도조정장치에 있어서, 다수의 열 단위 평판 안테나의 기울기를 베이스 상의 평면으로부터 기구적으로 조정할 수 있도록 설치된 앙각 조절수단과, 베이스를 수평방향으로 회전 및 고정시킬 수 있도록 설치된 방위각 조절수단을 포함하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 베이스 상에 다수의 평판 안테나가 열 단위로 배열된 평판형 위상배열 안테나의 앙각 및 방위각을 조정하기 위한 각도조정장치에 있어서, 다수의 안테나 열이 고정 설치된 베이스를 수평방향으로 회전시킬 수 있도록 설치되는 방위각 조절수단과; 보호수단의 기울기를 조절할 수 있도록 설치되는 앙각 조절수단을 포함하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 제공한다.

본 발명의 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 도시한 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 도시한 측면도,

도 3은 도 2의 "A"부 확대 단면도,

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방위각 조정상태를 설명하기 위해 평면적으로 도시한 원리도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 도시한 평면도,

도 7은 도 6의 측면도,

도 8은 도 6의 "B"부 확대도,

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열 단위 평판 안테나의 각도조정장치를 도시한 측면도,

도 10은 도 9의 저면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 ; 안테나 열 2 ; 베이스

10 ; 앙각 조절수단 11, 25 ; 조절레버

12, 26 ; 가이드 13 ; 연결브라켓

14 ; 연결링크 15 ; 피니언기어

16 ; 랙기어부 20 ; 방위각 조절수단

21 ; 중심축 22 ; 중심축 지지부

23 ; 고정레버 24 ; 홈

27 ; 축 28 ; 장공

29 ; 장공판

30 ; 보호수단 31 ; 보호수단 베이스

40 ; 텔레스코픽 실린더 41 ; 브라켓

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 평판형 위상배열 안테나의 앙각 및 방위각을 조정하기 위한 각도조정장치가 도시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 "A"부 확대 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치는 다수의 안테나 열(1)의 기울기를 베이스(2) 상의 평면으로부터 조정할 수 있도록 설치된 앙각 조절수단(10)과, 베이스(2)의 수평방향으로 회전시킬 수 있도록 설치된 방위각 조절수단(20)으로 구성된다.

먼저, 앙각 조절수단(10)은 앙각 조절레버(11)를 회전시켜 안테나 열(1)의 기울기를 조절하는 구조를 갖는다. 이를 위해, 앙각 조절레버(11)는 베이스(2)상에 설치된 가이드(12)와 랙 앤 피니언(rack and pinion)결합되며, 가이드(12)의 왕복운동을 안테나 열(1)의 기울기 변화로 가져올 수 있도록 가이드(12)와 안테나 열(12) 사이는 연결 브라켓(13)과, 연결링크(14)로 설치된다.

즉, 앙각 조절레버(11)의 끝단부에는 피니언기어(15)가 설치되고, 이 피니언기어(15)와 접하는 가이드(12)의 일부 구간에는 랙기어부(16)가 형성되어 앙각 조절레버(11)의 회전운동을 가이드(12)의 직선운동으로 변환할 수 있다.

또한, 도 3에 확대 도시된 바와 같이, 안테나(1) 열의 하단부는 베이스(2) 상에 회전가능하도록 힌지결합되며, 연결브라켓(13)와 연결링크(14)의 결합부도 힌지결합되며, 연결링크(14)와 안테나 열(1)의 결합부도 힌지결합되어 연결브라켓(13)의 직선 왕복 이동에 의해 연결링크(14)가 밀어지거나 당겨지면서 안테나 열(1)의 앙각을 변화시킬 수 있다.

예시도면에서는 열 단위 평판 안테나(1)의 중간부에 연결링크(14)가 설치된 예를 보이고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 연결 브라켓(13)을 연장하여안테나 열(1)의 양단에 각각 연결링크(14)를 설치하여 안테나 열(1)의 기울기 조절이 좀 더 원활하게 변형시킬 수 있다.

한편, 방위각 조절수단(20)은 다수의 안테나 열(1)을 포함하는 베이스(2) 자체를 수평방향으로 회전 및 고정시킬 수 있도록 설치된다. 이를 위해 베이스(2)의 중심 저면에 중심축(21)이 설치되고, 중심축(21)을 지지하기 위한 지지부(22)가 마련된다. 이 지지부(22)는 도면상 미도시되어 있으나, 통상적으로 스탠드에 고정되어 있다. 따라서, 베이스(2)는 중심축(21)이 지지부(22)에 의해 지지된 상태에서 수평방향으로 회전될 수 있어 안테나 열(1)의 방위각을 원하는 방향으로 조절할 수 있다.

방위각이 조절된 상태로 베이스(2)를 고정시키기 위해서 지지부(22) 일단에 고정레버(23)가 마련되어 있으며, 이 고정레버(23)는 지지부(22)의 일단을 중심축(21) 방향으로 관통하는 나사결합되어 중심축(21)의 일단을 가압함으로써 고정력을 발휘하도록 되어 있다. 한편, 베이스(1)의 고정력을 증대시키기 위해 고정레버(23)의 끝단과 접하는 중심축(21)의 외주연에 오목한 홈(24)을 일정한 간격으로 형성할 수 있다.

도 4 및 도 5 본 발명의 일실시예에 따른 방위각 조정상태를 설명하기 위해 평면적으로 도시한 원리도이다. 즉, 기준위치로부터 평판형 위상 배열 안테나를 수평방향으로 회전시켜 소망하는 방위각(g)에 고정시킬 수 있다. 한편, 미설명부호 30은 다수의 안테나 열 및 베이스를 보호하기 위해 설치되는 보호수단이다.

즉, 본 발명에서 의미하는 보호수단(30)은 평판형 위상배열 안테나 제작시외부환경으로부터 안테나를 보호를 위하여 사용하는 레이돔을 포함한 외부의 장착기구를 일컫는 것으로, 평판형 위상배열 안테나의 본체가 보호수단(30) 내부에 포함되어 있는 것으로 간주하여 설명한다.

한편, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 단위 평판 안테나의 각도조정장치를 도시한 것으로, 앙각 조절방식의 다른 예를 보이고 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 앙각 조절수단은 반원형 장공(28)이 형성된 장공판(29)을 따라 조절레버(25)를 이동하여 안테나 열(1)의 기울기를 조절하는 구조이다.

이를 위해, 베이스(2)상에 배열된 모든 안테나 열(1)을 일체로 연결시킬 수 있도록 안테나 열(1)의 양측면에 가이드(26)가 설치되되, 그 연결부는 안테나 열(1)의 하부로부터 일정 간격 떨어진 위치에 설정되어 회전가능하게 축결합되며, 가이드(26)는 장공판(29)의 반원형 장공(28)을 따라 슬라이드 이동될 수 있도록 가이드(26)로부터 돌출된 축(27)이 장공판(29)의 반원형 장공(28)에 결합되며, 축(27)의 끝단부에는 조절레버(25)가 나사결합되어 조절레버(25)의 일면이 장공판(29)의 일면에 밀착되어 원하는 위치에 축(27)을 고정시킬 수 있도록 구성된다. 한편, 안테나 열(1)의 하부는 앞서 설명한 실시예에서와 마찬가지로 베이스(2) 상에 힌지결합된다.

즉, 조절레버(25)를 반원형 장공(28)을 따라 슬라이드 이동시키면 가이드(26)의 축(27)이 장공(28)의 위상을 따라서 이동하게 되므로 가이드(26)는 수평방향의 이동과 함께 수직방향으로의 이동이 동시에 이루어진다. 이와 같은 가이드(26)의 이동은 각 안테나 열(1)을 연동시켜 안테나 열(1)의 기울기를 변화시키게 된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 안테나 열(1)이 베이스(2) 상에 고정 설치되는 대신 보호수단(30) 자체의 기울기를 조절하는 방식이다.

도 9 및 도 10은 이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 보호수단 베이스(31)의 일측은 브라켓(41)에 힌지결합되며, 보호수단 베이스(31)의 저면과 브라켓(41) 사이에는 길이조절이 가능한 텔레스코픽 실린더(40)가 설치되어 평판형 위상배열 안테나가 내장된 보호수단(30) 자체의 기울기를 조절함으로써 안테나 열(1)의 앙각을 조절하는 것이다.

한편, 이와 같은 방식에 있어서 방위각 조절수단은 앞서 설명한 실시예에서와 같이 동일하게 적용되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 구조는 브라켓(41)을 이용해 벽면에 설치함으로써 벽걸이형으로 적용하기에 적당하다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따르면 안테나를 설치한 상태에서 안테나 열 또는 보호수단 자체의 앙각 또는 방위각을 수동으로 조절하여 위성 수신각을 맞출 수 있으며, 평판형 위상배열 안테나를 벽체에 설치할 수 있다.

즉, 앙각의 경우 안테나 열의 기울기 조정을 통해서 또는 보호수단 자체의 기울기 조정을 통해서 위성을 추이할 수 있으며, 방위각의 경우는 위상배열 안테나 또는 보호수단을 회전시키는 구조를 통해 수동으로 위성을 추이할 수 있으므로 안테나의 설치작업 및 유지관리가 수월한 잇점이 있다.

Claims

베이스 상에 다수의 평판 안테나가 열 단위로 배열된 평판형 위상배열 안테나의 앙각 및 방위각을 조정하기 위한 각도조정장치에 있어서,

상기 다수의 안테나 열(1)의 기울기를 베이스(2) 상의 평면으로부터 조정할 수 있도록 설치된 앙각 조절수단(10)과,

상기 베이스(2)를 수평방향으로 회전시킬 수 있도록 설치된 방위각 조절수단(20)을 포함하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 앙각 조절수단(10)은 끝단부에 피니언기어(15)가 구비된 앙각 조절레버(11)와,

상기 피니언기어(15)와 기어결합되는 랙기어부(16)를 구비하며 베이스(2) 상에 왕복운동 가능하도록 설치된 가이드(12)와,

상기 가이드(12)의 왕복운동을 상기 안테나 열(1)의 기울기 변화로 가져올 수 있도록 상기 가이드(12)와 안테나 열(12) 사이에 연결 브라켓(13) 및 연결링크(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 방위각 조절수단(20)은 상기 베이스(2)의 중심 저면에 설치된 중심축(21)과,

상기 베이스(2)가 회전가능하게 상기 중심축(21)을 지지하는 지지부(22)와,

상기 베이스(2)를 고정시키기 위해 상기 지지부(22) 일단에 설치된 고정레버(23)를 구비하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 앙각 조절수단은 베이스(2)의 양측면에 구비되며, 반원형 장공(28)이 형성된 장공판(29)과;

상기 베이스(2)상에 배열된 모든 안테나 열(1)을 일체로 연결시킬 수 있도록 상기 안테나 열(1)의 양측면에 설치된 가이드(26)와;

상기 가이드(26)가 상기 반원형 장공(28)을 따라 슬라이드 이동될 수 있도록 상기 가이드(26)로부터 돌출형성되어 상기 반원형 장공(28)에 결합되는 축(27)과;

상기 축(27)의 끝단부에 나사결합되어 일면이 상기 장공판(29)의 일면에 밀착되어 상기 축(27)을 고정시킬 수 있도록 설치되는 조절레버(25)를 구비하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.
베이스 상에 다수의 평판 안테나가 열 단위로 배열된 평판형 위상배열 안테나의 앙각 및 방위각을 조정하기 위한 각도조정장치에 있어서,

다수의 안테나 열(1)이 고정 설치된 베이스(2)를 수평방향으로 회전시킬 수있도록 설치되는 방위각 조절수단과;

보호수단(30)의 기울기를 조절할 수 있도록 설치되는 앙각 조절수단을 포함하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.
제 5 항에 있어서, 상기 앙각 조절수단은 보호수단 베이스(31)의 일측이 브라켓(41)에 힌지결합되며, 상기 보호수단 베이스(31)의 저면과 브라켓(41) 사이에 길이조절이 가능한 텔레스코픽 실린더(40)가 설치되는 것을 특징으로 하는 평판형 위상배열 안테나의 각도조정장치.