KR100699604B1 - 파라볼라 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전파를 포물면 반사기에 반사시켜 송수신하는 파라볼라 안테나에 관한 것이다. 특히 풍압에 대한 영향을 최소화할 수 있는 형태로서, 본 발명에 따른 안테나는: 포물면 반사기와, 상기 반사기 전방의 전파 집속위치에 배치되는 방사기를 포함하는 파라볼라 안테나에 있어서; 상기 반사기는 솔리드 포물면에 적어도 하나의 통풍공이 형성된 것임을 특징으로 한다. 전후방비 보상을 위하여, 바람직하게 상기 반사기는 포물면의 외주에서 전방으로 연장된 차폐벽을 포함한다.
파라볼라, 안테나, 솔리드, 반사기, 포물면, 통풍공, 방사기, 아암

Description

파라볼라 안테나{Parabola antenna}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 정재파비그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 수평패턴도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 수직패턴도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 파라볼라 안테나
11. 반사기 12. 방사기
13. 포물면 14. 통풍공
15. 아암 18. 브래킷
19. 보강살 20. 차폐벽
22. 제2반사기 24. 연결구
본 발명은 파라볼라 안테나에 관한 것으로, 특히 풍압에 대한 영향을 최소화할 수 있는 형태의 솔리드 파라볼라 안테나에 관한 것이다.
파라볼라 안테나는 구조적으로 포물면 반사기와 상기 반사기의 촛점에 구비되는 방사기로 이루어진다. 이 안테나는 전파를 포물면 반사기에 반사시켜 송수신하며, 고지향성 특성에 따라 특히 마이크로파 통신 또는 위성 통신용으로 적합하게 사용된다.
파라볼라 안테나는 반사기의 형태에 따라 솔리드(solid) 파라볼라 안테나와 그리드(grid) 파라볼라 안테나로 구분된다. 구체적으로, 솔리드 파라볼라 안테나는 반사기의 포물면이 완전한 면(面)으로 이루어진 경우이고, 그리드 파라볼라 안테나는 반사기의 포물면이 다수의 용접 리브(ribs)로 이루어진 경우를 말한다.
일반적인 안테나 특성면에서 보면, 솔리드 파라볼라 안테나는 그리드 파라볼라 안테나에 비하여 유리하다. 그러나 솔리드 파라볼라 안테나는 상기한 바와 같이 반사기의 포물면이 완전한 면으로 이루어진 것이고, 이러한 반사기의 형태에 근거하여 풍압(風壓)에 약하고 내구성이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 그리드 파라볼라 안테나는 풍압으로 인한 문제는 크지 않지만, 안테나 특성이나 제작 비용 및 시간 등 경제적인 측면에서 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여 불리하다. 이러한 이유로, 현실적으로는 풍압에 대한 문제가 있음에도 불구하고 솔리드 파라볼라 안테나가 보통으로 사용되고 있다.
이에 풍압의 영향을 덜 받도록 함으로써, 가능한 환경에 구애됨이 없이 설치되고 사용될 수 있는 개선된 형태의 솔리드 파라볼라 안테나의 개발이 필요하게 되는 것이다.
본 발명은 종래 솔리드 파라볼라 안테나의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 풍압의 영향을 덜 받도록 개선된 형태의 솔리드 파라볼라 안테나를 제공하고자 하는 것이다. 상기한 목적을 위하여 본 발명에서는 솔리드 포물면에 통풍공이 형성된 반사기를 포함하는 파라볼라 안테나를 제안한다.
본 발명에 따른 안테나는 전파를 포물면 반사기에 반사시켜 송수신하는 파라볼라 안테나이다. 상기 파라볼라 안테나는, 통상의 것과 마찬가지로, 포물면 반사기와 상기 반사기 전방의 전파 집속위치에 배치되는 방사기를 포함하여 이루어진다. 특징적으로, 상기 반사기는 솔리드 포물면에 통풍공이 형성된 것이다. 바람직 하게, 상기 반사기는 포물면의 외주에서 전방으로 연장된 차폐벽을 포함한다.
상기 파라볼라 안테나는 반사기의 솔리드 포물면에 형성된 통풍공에 의하여, 통상의 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여 풍압의 영향을 덜 받게 된다. 한편, 반사기의 통풍공 형성에 따라 생길 수 있는 안테나 특성 로스는 차폐벽 또는 기타의 몇 가지 방법으로 보완될 수 있다.
위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 보다 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 파라볼라 안테나는 부호 10으로 표시된다. 상기 안테나(10)는 전파를 포물면 반사기에 반사시켜 송수신하는 소위 파라볼라 안테나이다. 상기 파라볼라 안테나(10)는 포물면을 갖는 접시모양의 반사기(11)와, 상기 반사기(11) 전방의 전파 집속 위치에 배치되는 방사기(12)를 포함한다.
상기 반사기(11)는 솔리드 포물면(13)을 갖는 반사기이다. 그리고 상기 솔리드 포물면(13)에는 다수의 통풍공(14)이 형성되어 있으며, 따라서 바람은 상기 통풍공(14)을 통하여 통과될 수 있다. 당연하게 상기 파라볼라 안테나(10)는, 반사기의 포물면이 완전한 면(面)으로 된 통상의 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여, 풍압 의 영향을 덜 받게 된다.
상기 방사기(12)는 아암(15)의 끝단에 결합되어 반사기(11) 전방의 전파 집속 위치에 배치된다. 본 실시예에서와 같이, 상기 아암(15)이 반사기(11)의 중앙부분을 관통하여 설치되는 경우에 반사기(11)는 아암(15)에 고정될 수 있다. 보다 구체적으로, 반사기(11)는 중앙부분을 관통하여 설치되는 아암(15)의 표면에 형성된 환형 홈(16)에 끼워져 고정된다.
도시되지 않았으나, 예를들어 상기 반사기(11)를 고정시키는 별도의 프레임이 구비되는 경우에 아암(15)은 방사기(11)의 외부에서 제공될 수 있다. 이 때에도 방사기(12)는 아암(15) 전방의 전파 집속 위치에 결합된다. 다만, 이와 같은 반사기(11) 고정구조들은 본 발명에서 특이한 것은 아니다.
도면에서 부호 17은 상기 아암(15)의 끝단에 제공되는 급전 컨넥터이며, 부호 18은 상기 파라볼라 안테나(10)가 기둥 또는 기타의 구조물에 장착되도록 하는 브래킷이다.
통상의 파라볼라 안테나는 반사기의 모서리 부분이 취약하여 휘거나 찌그러지는 현상이 발생하는데, 이는 안테나 특성이 불안정하게 되는 원인이 된다. 이러한 문제에 대비하여, 본 실시예에서는 상기 반사기(11)의 모서리 부분(11a)을 둥글 게 말아서 처리하였다. 같은 목적으로, 상기 브래킷(18)은 반사기(11)의 모서리 부분(11a) 뒤쪽에 접촉하여 반사기(11)를 지지하는 보강살(19)을 포함한다.
상기 파라볼라 안테나(10)는 반사기(11)의 솔리드 포물면(13)에 형성된 통풍공(14)에 의하여, 통상의 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여 풍압의 영향을 덜 받게 된다. 한편으로는 반사기(11)의 통풍공(14) 형성에 의하여 안테나의 전후방비 로스가 생길 수 있으며, 따라서 이에 대한 보완책이 필요하게 된다.
우선, 반사기(11)의 면적을 크게 하는 것이 하나의 방법이 될 수 있다. 일반적으로 파라볼라 안테나의 특성은 반사기의 크기에 따라 달라진다. 아래 표 1, 2는 각각 IMT 주파수 밴드(1.7~2.1GHz)에 사용되는 파라볼라 안테나의 스펙을 나타낸다.
[표 1 : 파라볼라 안테나 스펙-Ⅰ]
Type Diameter(m) Gain(dBi) Mid-Band Beam Witdh Degrees F/B Ratio(dB) VSWR Max.
Solid 0.6 19.5 1.8 30 1.10
Solid 1.2 25.5 8.5 34 1.10
Solid 1.8 28.8 6.0 36 1.10
- - - - - -
[표 2 : 파라볼라 안테나 스펙-Ⅱ]
Type Diameter(m) Gain(dBi) Mid-Band Beam Witdh Degrees F/B Ratio(dB) VSWR Max.
Solid 0.6 19.0 1.6 30 1.50
Solid 1.2 24.5 8.8 36 1.30
Solid 1.8 26.8 7.2 37 1.20
- - - - - -
위 표들에서 알 수 있듯이, 파라볼라 안테나에 있어서 반사기의 직경이 커질수록 안테나 특성 특히 전후방비가 좋아진다. 마찬가지로, 본 발명에서도 더 우수한 특성을 얻기 위해서 간단하게는 보다 면적이 큰 반사기(11)를 사용하면 된다. 그러나 반사기(11)의 면적이 커질수록 제작 및 취급상의 어려움 발생하는 문제, 중량이 커지고 풍압에 약해지는 문제 등이 동시에 수반되는 것은 당연하다.
이에, 파라볼라 안테나의 면적이 커지는 것을 가능한 억제하는 방법으로 전후방비를 확보하여야 할 필요가 있다. 본 실시예에서, 이러한 목적으로 상기 반사기(11)는 포물면(13)의 외주에서 전방으로 연장된 차폐벽(20)을 포함한다. 상기 차폐벽(20)은 방사기(12)로부터 측방향 및 후방향으로 흐르는 전파를 감쇄시키며, 이에 따라 충분한 안테나 특성 및 전후방비 특성이 확보된다.
또 다른 방법으로, 도 3에서와 같은 이중반사기 구조를 제안한다. 예시된 바와 같이, 이중반사기 구조(21)는 상기 반사기(11)의 후방에 배치되는 제2반사기(22)를 포함한다. 상기 제2반사기(22)는 포물면이 다수의 리브(23)로 이루어진 그리드 반사기인 것으로 예시하였으나, 바람의 통과를 방해하지 않는 형태의 것이라면 예를 들어 전방 반사기(11)와 같이 포물면(13)에 통풍공(14)이 형성된 것이어도 좋다. 상기 이중반사기 구조(21)는, 도시된 차폐벽(20)이 없더라도, 방사기(12)로부터 측방향 및 후방향으로 흐르는 전파를 감쇄시킨다. 이에 따라 충분한 안테나 특성 및 전후방비 특성이 확보될 수 있다.
이중으로 배치된 반사기(11)와 제2반사기(22)는 이들 반사기(11,22)의 주변에 배치되는 연결구(24)에 의하여 외주간에 상호 일정한 간격으로 연결된다. 이와 같은 이중반사기 구조(21)에서, 브래킷(18)의 보강살(19)은 제2반사기(22)의 모서리 부분에 접촉한다.
실제로, 반사기(11)의 직경을 80cmg로 하고, 높이를 차폐벽(20) 15cm 포함 총 40cm로 하고, 솔리드 포물면(13)에 직경 4cm의 통풍공(14) 15개를 불규칙적으로 형성하여, 도 1과 같은 구조의 안테나(10)를 제작한 다음, 브래킷(18)을 이용하여 구조물에 장착한 후, 안테나 특성을 테스트하였다. 상기 안테나(10)는 솔리드 파라볼라 안테나이기는 하지만 통풍공(14)에 의하여 통상의 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여 풍압의 영향을 훨씬 덜 받는 것은 당연하다.
도 4 내지 도 6은 위와 같이 제작되고 설치된 안테나(10)를 IMT 주파수 밴드(1920MHz ~ 2170MHz)에서 테스트한 결과로서, 차례로 정재파비(V.S.W.R.), 수평패턴, 수직패턴을 나타낸다.
안테나 특성면에서, 상기 안테나(10)는 대체로 만족스러운 특성을 나타내고 있다. 특히, 전후방비에 있어서 36dB 이상의 우수한 특성을 보였다. 단일 솔리드 반사기를 이용하는 통상의 파라볼라 안테나에서 직경이 1.2m인 경우에 전후방비가 대략 34~36dB인 것(표 1, 2 참조)과 비교하면, 위의 결과로 보아 상기 안테나(10)는 전후방비 특성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 파라볼라 안테나는, 솔리드 포물면에 통풍공이 형성된 반사기를 포함한다. 따라서 통상의 솔리드 파라볼라 안테나에 비하여 풍압의 영향을 덜 받게 된다. 결과적으로 가능한 환경에 구애됨이 없이 설치되고 사용될 수 있으며, 내구성 측면에서도 보다 유리해 지는 이익이 있다.

Claims (8)

  1. 포물면 반사기와, 상기 반사기 전방의 전파 집속위치에 배치되는 방사기를 포함하는 파라볼라 안테나에 있어서; 상기 반사기는 솔리드 포물면에 적어도 하나의 통풍공이 형성된 것이며, 포물면의 외주에서 전방으로 연장된 차폐벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사기는 모서리 부분이 둥글게 말아서 처리된 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파라볼라 안테나는 구조물에 지지되도록 하기 위한 브래킷을 포함하며; 상기 브래킷은 반사기의 모서리 부분에 접촉하는 보강살을 포함하는 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  5. 포물면 반사기와, 상기 반사기 전방의 전파 집속위치에 배치되는 방사기를 포함하는 파라볼라 안테나에 있어서;
    상기 반사기는 솔리드 포물면에 적어도 하나의 통풍공이 형성된 것이며,
    상기 파라볼라 안테나는 상기 반사기의 후방에 이중으로 배치되며, 통풍공을 통한 통풍을 방해하지 않는 제2반사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사기와 제2반사기는 주변에 배치되는 연결구에 의하여 일정한 간격으로 연결되는 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2반사기는 솔리드 포물면에 적어도 하나의 통풍공이 형성된 반사기이거나 또는 그리드 반사기인 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 파라볼라 안테나는 구조물에 지지되도록 하기 위한 브래킷을 포함하며; 상기 브래킷은 제2반사기의 모서리 부분에 접촉하는 보강살을 포함하는 것을 특징으로 하는 파라볼라 안테나.
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