KR100807321B1

KR100807321B1 - 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나

Info

Publication number: KR100807321B1
Application number: KR1020060022851A
Authority: KR
Inventors: 김덕용; 문영찬; 소성환; 김인호
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2008-02-28
Also published as: EP1964206A4; BRPI0619778A2; EP1964206B1; KR20070062890A; WO2007069809A1; JP4728404B2; JP2009519668A; ES2399909T3; CN101331647B; EP1964206A1; CN101331647A

Abstract

본 발명은 이동통신 기지국용 안테나에 관한 것으로, 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나에 있어서, 적어도 1개 이상의 방사소자가 각기 설치된 반사판으로 이루어지며, 수직방향으로 적어도 2개 이상 배열되는 방사부; 외부 제어신호에 의해 회전력을 제공하는 적어도 1개 이상의 동력발생부; 상기 동력발생부에서 발생된 회전력을 상기 반사판 중 적어도 하나에 전달하여 해당 반사판을 회전시키는 동력전달기구부로 구성한다.

본 발명에 따르면 1열의 안테나로 수평 빔폭을 조절할 수 있도록 함으로써 수평 빔폭 안테나를 저가로 제작할 수 있고, 최근 이동통신 무선망에서 요구되는 자동 최적화를 용이하게 구현할 수 있다. 또한 기존에는 무선망 설계에 따라 기지국 섹터마다 빔폭이 다른 많은 종류의 안테나를 필요로 하지만, 본 발명에 따르면 하나의 안테나로 필요에 따라 빔폭을 용이하게 가변할 수 있다.

안테나, 수평, 빔폭, 가변, 회전

Description

이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나{ADJUSTABLE BEAM ANTENNA FOR MOBILE COMMUNICATION BASE STATION}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 개략적인 설치 구조도

도 2는 도 1의 안테나 중 반사판들 상호간 회전 위치의 일예를 개략적으로 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 설치 구조도

도 4는 도 1의 안테나의 빔폭 제어 시뮬레이션 결과 예시도

도 5는 도 3의 안테나의 빔폭 제어 시뮬레이션 결과 예시도

도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 주요부 외관 사시도

도 7은 도 6a, 6b, 6c의 안테나 주요부 중 제2 방사부 하부의 부분 확대 사시도

도 8a, 8b는 도 6a, 6b의 변형 예시도

본 발명은 이동통신용 기지국 안테나에 관한 것으로, 특히 안테나의 수평 빔폭의 제어 및 이와 더불어 수평 스티어링 조절이 가능하도록 한 가변 빔 제어 안테나에 관한 것이다.

이동통신 시스템의 기지국 안테나는 최초에 고정형 안테나가 사용되었으나, 근래에는 수직 가변 다운 틸팅 안테나가 많은 장점으로 인하여 보급되고 있다. 이러한 수직 가변 다운 틸팅 안테나는 변위기(Phase Shifter)를 사용하여 수직 배열에 대한 위상을 조정함으로써 안테나 빔을 셀 사이트의 커버리지에 맞춰 수직으로 제어하고 있다.

또한 최근에는 수평 방향으로 안테나 빔을 제어하여 섹터 지향 방향을 셀 사이트의 가입자 분포에 맞춰 조정하는 기술까지 개발되었다. 안테나 빔을 수평 방향으로 제어하기 위해서는 두 가지 방식이 가능한데, 2열 이상의 안테나를 사용하여 각 열에 공급되는 신호의 전기적 위상 제어를 통한 전기적인 수평 빔 제어 방식과, 1열의 안테나를 사용하되 이를 기계적으로 수평이동시켜(Steering) 제어하는 방식이 있다.

두 가지 방식 중 기계적인 제어 방식은 안테나 크기 및 가격면에서 유리하고, 수평 사이드로브가 발생하지 않는 전기적인 장점까지 갖추므로 선호되고 있다. 물론 수직 방향의 빔 제어는 별도의 동작으로 제어되므로 수직 틸팅(tilting) 및 수평 스티어링(Steering) 두 가지 방식 모두 동일하게 적용된다.

이러한 수직틸팅 및 수평 스티어링의 2차원적 제어 기능을 갖는 안테나를 사용하면 능동적으로 가입자 분포에 따른 망 최적화가 가능하다 그러나 2차원적인 빔 제어만으로는 실제 셀 사이트에서 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어 가장 일반적인 120도 단위의 3섹터 기준에서 수평 지향방향을 가입자 분포에 맞춰 조정하면 섹터간 음영지역이 발생하거나 섹터간 오버랩 존이 증가하게 된다. 따라서 수평 지향방향을 조정할 경우에는 음영 지역 발생 억제 및 오버랩 존의 최소화를 가능케 하기 위하여 수평 빔폭 가변이 필수적으로 요구된다고 할 수 있다.

그런데, 현재까지 수평 빔폭 가변 기능은 용이하게 저가로 구현하기 어려웠다. 수평 빔폭을 가변하기 위한 종래 기술은 세 가지 방법으로 요약할 수 있다.

첫 번째 방식은 1열 안테나에 있어서 반사판(Reflector)의 각도 및 길이를 조정하는 방법으로서 수직 편파 안테나에 고전적으로 적용되던 기술이다. 이러한 기술로는 "Ref. Mobile Antenna System Handbook, K. Fujimoto and J. R. James pp. 133~134"에 개시된 바를 예로 들 수 있다. 그런데, 이 기술은 유효한 반사판 길이로 인하여 안테나 크기가 무척 커질 뿐 아니라, 현재 보편적으로 사용되는 이중 편파 안테나에서 분리도(Isolation) 및 교차 편파(Cross Polarization) 특성이 열화 된다.

두 번째 방식은 통상적인 안테나 기술로서 수평 방향으로 3열 이상의 안테나를 구현하여 각 열의 분배비 및 위상을 제어하여 안테나 빔폭을 가변 하는 방식이다. 이러한 기술의 예로는 '앤드류 코포레이션'에 의해 국내 특허 출원된 제2003- 7000418호(명칭: 셀룰러 안테나)에 개시된 바를 들 수 있다. 그러나 이 방식은 이동통신 기지국에 상용화 제품으로 적용하기에는 무리가 있다.

왜냐하면 통상의 이동통신 기지국 안테나에서는 정해진 빔폭을 1열 내지 2열의 안테나로 구현하고 있는 반면, 이 방식에서는 최소 3열 이상 안테나를 사용해야 하므로 안테나 크기 및 가격 문제가 있고, 또한 분배비 및 위상을 가변하기 위하여 고가이고 손실이 많은 부품을 사용하므로 안테나 이득이 저하되기 때문이다. 따라서 이 방식의 안테나는 주로 군사용으로 사용되고 있다.

세 번째 방식은 수평 방향으로 2열 이상의 안테나를 구현한 후, 각 열의 반사판의 수평 지향 방향을 기계적으로 엇갈리게 제어하여 빔폭을 제어하는 방식이다. 그러나 이러한 방식의 안테나로는 실제 구현시 섹터에 맞는 통상적인 안테나 빔을 형성하기가 어렵다. 이러한 기술의 예로는 본 출원인에 의해 국내 특허 출원된 제2003-95761호(명칭: 이동통신 기지국 안테나 빔 제어장치)를 들 수 있다. 이 방식으로 안테나 빔폭을 가변하면 넓은 빔폭을 구현할 경우, 안테나 정방향으로 리플이 발생하고 'Sharp Roll-off' 패턴이 아니라서 섹터간 오버랩 존이 증가한다. 또한 이 방식 역시 최소 2열 이상의 안테나를 필요로 하는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 1열의 안테나로 수평 빔폭을 제어할 수 있는 안테나를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 1열의 안테나로 수평 빔폭을 제어할 수 있도록 함으 로써 고기능, 저비용 및 망 최적화에 적합한 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 1열의 안테나로 수평 빔폭을 제어함과 더불어 수평 스티어링 조절이 가능하도록 하기 위한 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나에 있어서, 적어도 1개 이상의 방사소자가 각기 설치된 반사판으로 이루어지며, 수직방향으로 적어도 2개 이상 배열되고 동일한 회전중심을 갖는 방사부;

외부 제어신호에 의해 회전력을 제공하는 적어도 1개 이상의 동력발생부;

상기 동력발생부에서 발생된 회전력을 상기 방사부 중 적어도 하나에 전달하여 해당 방사부를 회전시키는 동력전달기구부로 구성한다.

바람직하게는 본 발명의 안테나는 상기 방사부를 전체적으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 제2 동력 발생부와;

상기 제2 동력 발생부에서 발생된 회전력을 상기 방사부 전체로 전달하여 방사부 전체를 회전시키는 제2 동력 전달 기구부를 더 구비한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 개략적인 설치 구조도이며, 도 2는 도 1의 안테나 중 반사판들 상호간 회전 위치의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 수평 빔폭 가변을 수행하는 안테나는 전체적으로 1열 안테나의 구조를 가지되, 수직 방향으로 3개의 방사부를 분리하여 설치한다. 즉, 제1 방사부(10), 제2 방사부(20), 제3 방사부(30)로 분리하여 구성한다.

상기 각각의 방사부는 이동통신용 무선 신호를 수신 및 송신하도록 적절히 배열된 1개 이상의 방사 소자들을 비롯한 안테나 소자들이 장착된 반사판으로 구성한다.

도 1의 예에서는, 제1 방사부(10)에는 제1, 제2, 제3 방사 소자(111, 112, 113)를 구비한 제1 반사판(11)이 구비되며, 제2 방사부(20)에는 제4, 제5, 제6 방사 소자(211, 212, 213)를 구비한 제2 반사판(21)이 구비되며, 제3 방사부(30)에는 제7, 제8, 제9 방사 소자(311, 312, 313)를 구비한 제3 반사판(31)이 구비됨이 도 시되고 있다.

본 실시예에서는 각각의 제1, 제2, 제3 방사부(10, 20, 30)에서, 각각의 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)은 동일한 회전중심을 갖고 회전 가능하도록 구성한다. 그러나 상기 동일한 회전중심에서 어느 정도 벗어난 각기 다른 회전중심을 갖도록 구성할 수도 있다.

그리고 외부 제어신호에 의해 동작되어 각각의 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)에 회전력을 발생시키기 위한 모터 등으로 구성될 수 있는 제1, 제2, 제3 동력 발생부(13, 23, 33)가 구비된다.

또한 다수의 기어, 샤프트 및 베어링 등으로 구성되어 각각의 제1, 제2, 제3 동력 발생부(13, 23, 33)에서 발생된 회전력을 각각의 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)에 전달하여 해당 반사판을 회전시킬 수 있도록 하기 위한 제1, 제2, 제3 동력 전달 기구부(12, 22, 32)가 구비된다.

상기 제1, 제2, 제3 동력 발생부(13, 23, 33)의 동작을 제어하는 외부 제어신호는 원격지 즉, 안테나 근처 또는 기지국 본체(미도시) 또는 기지국 제어국 등으로부터 유선 또는 무선신호로 제공될 수 도 있다.

이와 같이 인접 지역에 고층건물이 건축되거나 새로운 기지국이 증설되거나, 또는 일시적인 통화량 증가 등에 따라 전파 환경이 변할 경우 최적의 셀 플래닝을 위해 상기 제1, 제2, 제3 동력 발생부(13, 23, 33)에 적절한 제어신호를 출력하여 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)이 적당량 회전하도록 한다.

이와 같이 구성되는 안테나의 제1, 제2, 제3 방사부(10, 20, 30)는 전체적으로 하우징 역할을 하는 상, 하측캡(미도시)들로 밀폐되는 하나의 레이돔(radome)(50)내에 장착된다. 즉, 외관상으로는 1개의 안테나처럼 보인다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 설치 구조도이다. 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나는 도 1의 실시예에 도시된 제1 실시예의 구조와 원리적으로 동일한 구조를 가지며, 단지 도 1에 도시된 제1 실시예의 안테나에서는 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)들에 구비되는 방사 소자들이 1열 배열의 구조를 가짐에 비해, 도 3의 제2실시예에서는 각각의 반사판에 구비되는 방사 소자들이 2열 배열의 구조를 가지는 것에서 차이가 있다.

도 4는 도 1의 안테나의 빔폭 제어 시뮬레이션 결과 예시도이며, 도 5는 도 3의 안테나의 빔폭 제어 시뮬레이션 결과 예시도로서, 도 4 및 도 5에서는 예를 들어 가운데의 제2 반사판(21)을 기준으로 제1, 제3 반사판(11, 31)들 상호간의 회전 각도(방향)에 따른 수평 빔폭의 변화되는 값이 나타나고 있으며, 그 빙 형성 상태도 양호함을 알 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 시뮬레이션 결과는 하기 표 1 및 표 2와 같이 정리할 수 있다.

빔폭	65	90	120
방사부 방향	0	± 41	± 54

빔폭	33	45	65	90
방사부 방향	0	± 24	± 30	± 36

상기와 같은 본 발명의 제1, 제2 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나는 수직으로 1열로 배치된 제1, 제2, 제3 방사부(10, 20, 30)의 상호 회전 방향을 적절히 제어함으로 수평 빔폭을 가변적으로 조절할 수 있고, 또한 안테나 정방향으로 리플이 적은 빔형성을 할 수 있다.

이때, 상기 제1, 제2 실시예에 따른 안테나에서는 각 제1, 제2, 제3 방사부(10, 20, 30)에 각각 제1, 제2, 제3 동력 발생부(13, 23, 33)를 구비시켜 별도로 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)을 회전시키는 구조를 가지는 것으로 설명하였으나, 이외에도 하나의 모터를 가진 동력 발생부만을 설치하고, 이로부터의 동력을 각각의 제1, 제2, 제3 방사부(10, 20, 30)의 일부 또는 전부에 전달하기 위해 다수의 기어, 기어 샤프트 등을 가지는 동력 전달 기구부를 구비하여 제1, 제2, 제3 반사판(11, 21, 31)의 일부 또는 전부를 회전시키는 구조를 가질 수도 있다.

도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 주요부 외관 사시도로서, 도 6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 주요부의 후면을 좌측 상부에서 바라본 상태가 도시되며, 도 6b는 이를 우측 하부에서, 도 6c는 도 6b보다 낮은 높이에서 바라본 상태가 도시된다. 이때 도 6c에서 동력 발생부의 도시는 생략하였다. 또한 도 7은 도 6a, 6b, 6c의 안테나 주요부 중 제2 방사부 하부의 부분 확대 사시도로서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 주요부의 전면을 좌측 상부에서 바라본 상태가 도시된다.

도 6a~6c 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나는 도 1 및 도 3에 도시된 제1, 제2 실시예에 따른 구조와 마찬가지로, 수직으로 3개의 방사부로 분리하여 구성하며, 제1, 제2, 제3 반사판(11', 21', 31')이 동일한 회전중심을 갖도록 수직으로 설치된다. 이때, 상기 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 제1 내지 제3 반사판은 동일하지 않은 회전중심을 갖도록 설치할 수도 있다.

그리고 제2 반사판(21')은 고정용 가이드(도 7의 440a, 440b)에 의해 레이돔(미도시)에 고정되게 설치되며, 제1, 제3 반사판(11', 31')은 회전 가능하도록 설치된다.

또한 모터 등으로 구성되는 동력 발생부(33')는 제3 반사판(31')의 하부에 설치되며, 이때 동력 발생부(33')의 모터의 회전축과 제3 반사판(31')이 기어로 연결되어 모터의 회전에 따라 제3 반사판(31')이 회전하도록 설치될 수 있다.

이러한 구조에서, 상기 제1 반사판(11')은 다수의 기어, 기어 샤프트 등을 가지는 동력 전달 기구부를 통해 제3 반사판(31')의 회전시 연동되어 반대 방향으로 회전하도록 구성되는데, 이러한 동력 전달 기구부로서는 제1~제5 기어(411, 412, 413, 414, 415)와 기어샤프트(416)로 구성된다.

제1 기어는 제3 반사판(31')의 상단부에 부착되어, 제3 반사판(31')의 회전시에 회전되도록 설치되며, 제2 기어(412)는 제1 기어(411)와 맞물리고 제3 기어(413)는 제2 기어(412)와 맞물리어 회전도록 설치된다. 또한 제5 기어(415)는 제1 반사판(11')의 하단부에 부착되어, 제1 반사판(11')은 제5 기어(415)의 회전시에 회전되도록 설치되며, 제4 기어(414)는 제5 기어(415)와 맞물리어 회전되도록 설치된다.

이때 제3 기어(413)와 제4 기어(414)는 기어샤프트(416)에 의해 서로 연결되어 설치된다. 이러한 기어샤프트(4165)는 제3 기어(413)의 회전시에 회전하여 제4 기어(414)를 회전시키게 된다.

이러한 구조에 의해 동력 발생부(33')에 구동에 따른 제3 반사판(33')의 회전시에 제1 기어(411), 제2 기어(412), 제3 기어(413), 기어샤프트(416), 제4 기어(414), 제5 기어(415)가 순서대로 회전하게 되며, 결국 제1 반사판(11')은 제3 반사판(33')의 회전방향과는 반대 방향으로 회전하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나가 구현되어 제2 반사판(21')을 기준으로 제1, 제3 반사판(11', 31')이 상호 연동되어 서로 반대방향으로 회전하여 수평 빔폭을 가변적으로 조절할 수 있게 된다. 한편, 도 6a~6c 및 도 7에서는 제2 반사판(21')의 설치 구조를 보다 견고히 하기 위해 적절한 위치에 지지봉(430)들이 설치됨이 도시되고 있다.

도 8a, 8b는 도 6a, 6b의 변형 예시도로서, 도 8a는 본 발명의 제3 실시예의 변형 예에 따른 안테나 주요부의 후면을 좌측 상부에서 바라본 상태가 도시되며, 도 8b는 이를 우측 하부에서 바라본 상태가 도시된다. 도 8a, 8b를 참조하면, 도 6a~6c 등에 도시된 바와 같은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나의 구조를 거의 대부분 채용하고, 이와 더불어 안테나의 수평 빔폭뿐만 아니라 수평 스티어링 조절이 가능하도록 제1, 제2, 제3 반사판(11', 21', 31') 전체를 회전시키기 위한 모터(미도시) 등으로 구성되는 제2 동력 발생부(53) 및 제2 동력 전달 기구부(52)를 구비한다.

제2 동력 발생부(53)는 외부 제어신호에 의해 동작되어 상기 제1, 제2, 제3 반사판(11', 21', 31') 전체를 회전시키기 위한 모터 등으로 구성된다. 또한 제2 동력 전달 기구부(52)는 동력 발생부(33')의 고정 프레임 하부에 설치되어, 제2 동력 발생부(53)의 모터의 회전축과 동력 발생부(33')의 고정 프레임이 기어로 연결하는 구조를 가지며, 이에 따라 제2 동력 발생부(53)의 모터의 회전에 따라 동력 발생부(33')의 고정 프레임이 회전하도록 설치될 수 있다. 이에 따라 동력 발생부(33')의 고정 프레임이 회전함에 따라 제1, 제2, 제3 반사판(11', 21', 31')이 전체적으로 회전될 수 있다.

물론, 이러한 구성에서, 상기 도 6a ~ 6c 등에서는 제2 반사판(21')이 고정용 가이드(도 7의 440a, 440b)에 의해 레이돔(미도시)에 고정되게 설치되는 것으로 설명하였나, 도 8a, 8b에 도시된 구성에서는 상기 제2 반사판(21')은 회전 가능하도록 설치되어야 하므로, 레이돔에 고정되지 않는다.

상기와 같은 본 발명의 제3 실시예의 변형 예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나가 구현되어 제1, 제2, 제3 반사판(11', 21', 31')들이 전체적으로 회전 가능하게 되므로, 안테나의 수평 스티어링을 가변적으로 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

예를 들어 상기의 설명에서는 본 발명의 실시예들에 따른 안테나가 3의 방사부로 분리되어 구성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예들에서는 이외에도 2개의 방사부로, 또는 4개 이상의 방사부로 구성될 수 있음은 물론이다. 이러한 방사부의 구성은 수직 사이드로브(sidelobe) 특성이나, 실제 제작시 용이성 및 비용 등을 고려하여 적절히 설계될 수 있다.

또한 상기의 설명에서는 본 발명의 실시예들에 따른 안테나의 각각의 방사부가 동력 발생부 및 동력 전달 기구부 등을 통해 회전되는 구조, 즉 기계적 수평 빔폭 가변 방식을 채용하였으나,

이외에도, 각 방사 소자에 전송되는 신호의 위상을 제어하여 안테나 빔의 수평 방위각, 즉 수평 스티어링(horizontal steering)을 조정하는 전기적 수평 스티어링의 경우와 마찬가지로, 본 발명의 다른 실시예에서는 각각의 방사부의 방사 소자에 전송되는 신호의 위상을 제어하여 안테나의 수평 빔폭을 조절하는 구조, 즉 전기적 수평 빔폭 가변 방식을 채용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 다양한 변형이나 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나는

1열의 안테나로 수평 빔폭을 조절할 수 있도록 함으로써 수평 빔폭 안테나를 저가로 제작할 수 있고, 최근 이동통신 무선망에서 요구되는 자동 최적화를 용이하게 구현할 수 있다. 또한 기존에는 무선망 설계에 따라 기지국 섹터마다 빔폭이 다른 많은 종류의 안테나를 필요로 하지만, 본 발명에 따르면 하나의 안테나로 필요에 따라 빔폭을 용이하게 가변할 수 있다.

또한 본 발명의 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나는 1열의 안테나로 수평 빔폭을 제어함과 더불어 수평 스티어링 조절까지 가능하도록 할 수 있다.

Claims

이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나에 있어서,

적어도 1개 이상의 방사소자가 각기 설치된 반사판으로 이루어지며,

수직방향으로 적어도 2개 이상 배열되는 방사부;

외부 제어신호에 의해 회전력을 제공하는 적어도 1개 이상의 동력발생부;

상기 동력발생부에서 발생된 회전력을 상기 반사판 중 적어도 하나에 전달하여 해당 반사판을 회전시키는 동력전달기구부로 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제1항에 있어서,

상기 각 반사판은 전체적으로 하우징 역할을 하는, 상,하측 캡으로 밀폐되는 하나의 레이돔 내에 장착됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제1항에 있어서,

상기 각 반사판은 동일한 회전중심을 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제1항에 있어서,

상기 각 반사판은 동일하지 않은 회전중심을 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 반사판에 설치되는 방사소자는 1열 또는 2열 배열의 구조를 가짐을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 방사부를 전체적으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 제2 동력 발생부와;

상기 제2 동력 발생부에서 발생된 회전력을 상기 방사부 전체로 전달하여 방사부 전체를 회전시키는 제2 동력 전달 기구부를 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
이동통신 기지국 가변 빔 제어 안테나에 있어서,

적어도 1개 이상의 방사소자가 각기 설치된 반사판으로 이루어지며,

수직방향으로 순서적으로 배열되는 제1, 제2, 제3 방사부;

외부 제어신호에 의해 상기 제3 방사부내의 반사판을 회전시키기 위한 회전력을 발생하는 동력발생부;

상기 제3 방사부내 반사판의 회전시 연동되어 상기 제1 방사부내 반사판을 상기 제3 방사부내 반사판의 회전방향과 반대방향으로 회전시키는 동력전달기구부로 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제7항에 있어서, 상기 동력전달기구부는

상기 제3 방사부내 반사판의 일단부에 부착되어 상기 제3 방사부의 반사판이 회전시에 연동되어 회전하는 제1 기어와;

상기 제1 기어와 연동되어 회전하는 제2기어와;

상기 제2 기어와 연동되어 회전하는 제3기어와;

상기 제3 기어와 연동되어 회전하는 기어샤프트와;

상기 기어샤프터와 연동되어 회전하는 제4기어와;

상기 제1 방사부내 반사판의 일단부에 부착되어 상기 제4기어와 연동되어 회전함으로써 상기 제1 방사부내 반사판을 회전시키는 제5기어로 구성한 한 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제7항에 있어서,

상기 각 반사판은 전체적으로 하우징 역할을 하는, 상,하측 캡으로 밀폐되는 하나의 레이돔 내에 장착됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각각의 반사판에 구비되는 방사소자들은 1열 또는 2열 배열의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 방사부, 동력 발생부, 동력 전달 기구부를 전체적으로 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 제2 동력 발생부와;

상기 제2 동력 발생부에서 발생된 회전력을 적어도 상기 동력 전달 기구부로 전달하여 상기 제1, 제2 및 제3 방사부, 동력 발생부, 동력 전달 기구부를 전체적으로 회전시키는 제2 동력 전달 기구부를 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.
이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나에 있어서,

적어도 1개 이상의 방사소자가 각기 설치된 반사판으로 이루어지며,

수직방향으로 적어도 2개 이상 배열되는 방사부들;

제어신호에 의해 구동되어 상기 각 방사부들에 전달되는 신호의 위상을 각각 제어하는 가변이상부;

외부 제어신호에 의해 상기 가변이상부를 구동시키기 위한 동력을 발생시키는 동력발생부로 구성한 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 가변 빔 제어 안테나.