KR100852426B1 - Wireless communication repeater - Google Patents

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KR100852426B1
KR100852426B1 KR1020070032299A KR20070032299A KR100852426B1 KR 100852426 B1 KR100852426 B1 KR 100852426B1 KR 1020070032299 A KR1020070032299 A KR 1020070032299A KR 20070032299 A KR20070032299 A KR 20070032299A KR 100852426 B1 KR100852426 B1 KR 100852426B1
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이성훈
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(주) 기산텔레콤
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Abstract

A wireless communication repeater is provided to obtain high isolation property requested between a donor antenna and a service antenna regardless of a place where the repeater is installed, and to widen beam width of the donor antenna and the service antenna, thereby obtaining a wide service angle and easily installing the repeater. A feed line unit(106) is installed under a double-sided dielectric substrate(105). An opening unit(108) is formed on the substrate in order to be exposed from a ground surface(107). A spacer(109) of certain height is made of a material having the same dielectric constant as an air dielectric constant. A radiation element(110) feeds signals to the feed line unit through the opening unit, and transceives RF(Radio Frequency) signals. An absorbing body(111) is equipped with a hollow unit, and absorbs propagation with which signals of a donor antenna are fed back to a service antenna and signals of the service antenna are fed back to the donor antenna. A shielding plate(112) shields interference propagation caused by a back lobe.

Description

무선통신 중계기{Wireless Communication Repeater}Wireless Communication Repeater

도 1은 종래의 안테나 분리형 중계기가 건물에 설치된 상태를 도시한 도면.1 is a view showing a state in which a conventional antenna detachable repeater is installed in a building.

도 2는 종래의 안테나 일체형 중계기의 구성을 도시한 도면.Figure 2 is a diagram showing the configuration of a conventional antenna integrated repeater.

도 3은 종래 안테나 일체형 중계기의 아이솔레이션(isolation) 확보방안으로 선형 배열 도너안테나와 선형배열 서비스안테나를 서로 수직으로 배치한 도면.FIG. 3 is a view in which a linear array donor antenna and a linear array service antenna are disposed perpendicular to each other as a method for securing isolation of a conventional antenna integrated repeater. FIG.

도 4a는 종래 안테나 일체형 중계기의 아이솔레이션 확보방안으로 안테나 주변에 특정한 높이와 위치의 칸막이를 배치한 상태를 도시한 정면도.Figure 4a is a front view showing a state in which a partition of a specific height and position is arranged around the antenna in a plan for isolating the conventional antenna integrated repeater.

도 4b는 도 4a의 A - A선 단면도.4B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4A.

도 5는 본 발명에 따른 안테나 일체형 댁내용 소형 중계기의 내부구조를도시한 도면.5 is a view showing the internal structure of an antenna-integrated indoor small repeater according to the present invention.

도 6a는 본 발명에 따른 개구결합 패치안테나와 흡수체의 구성을 도시한 도면.Figure 6a is a view showing the configuration of the aperture coupling patch antenna and the absorber according to the present invention.

도 6b는 도 6a의 B - B선 단면도.FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6A. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : 케이싱 102 : RF모듈101: casing 102: RF module

103 : 도너안테나 104 : 서비스안테나103: donor antenna 104: service antenna

105 : 유전체기판 106 : 급전선로부105: dielectric substrate 106: feed line portion

107 : 접지면 108 : 개구부107: ground plane 108: opening

109 : 스페이서 110 : 복사소자109: spacer 110: radiation element

111 : 흡수체 112 : 차폐판111 absorber 112 shielding plate

본 발명은 무선 통신망에서 RF(Radio Frequency)신호를 중계하는 무선통신 중계기에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication repeater for relaying a radio frequency (RF) signal in a wireless communication network.

일반적으로, 이동통신망 등과 같은 무선 통신망의 경우에는 가입자가 보유한 무선통신 단말기와 직접 RF신호를 통신하는 기지국이 커버할 수 있는 기지국 커버리지 내에서도, 건물 내부 등에서는 원할한 통신이 어려운 음영 지역이 존재한다.In general, in a wireless communication network such as a mobile communication network, even in a base station coverage that can be covered by a base station that directly communicates an RF signal with a wireless communication terminal held by a subscriber, there is a shaded area where smooth communication is difficult within a building.

이러한 음영지역의 해소를 위해, 종래에는 해당 음영 지역 내에 별도의 중계기 장치를 설치하여 기지국과 무선통신 단말기 간의 RF신호를 중계할 수 있도록 하고 있다. In order to solve such a shaded area, conventionally, a separate repeater device is installed in the shaded area so that the RF signal between the base station and the wireless communication terminal can be relayed.

먼저, 도 1에 도시된 종래의 분리형 안테나 시스템은, 기지국(1)과 무선통신 단말기의 사이에서 RF신호를 중계하는 RF 중계기의 케이싱(4)이 건물(2) 내부에 설치되는 바, 상기 기지국(1)과 RF신호를 송/수신하기 위한 도너안테나(Donor Antenna)(6)는 해당 RF 중계기(4)와 RF 케이블로 연결되어 옥외에 설치되고, 건물내에 위치하는 무선통신 단말기와 RF신호를 송/수신하는 서비스안테나(Service Antenna)(8)는 건물내에 위치하는 RF 중계기의 케이싱(4) 측에 부착되었다. First, in the conventional split antenna system shown in FIG. 1, a casing 4 of an RF repeater for relaying an RF signal between a base station 1 and a wireless communication terminal is installed in a building 2. (1) and a donor antenna (6) for transmitting / receiving an RF signal is connected to a corresponding RF repeater (4) with an RF cable and installed outdoors, and transmits an RF signal to a wireless communication terminal located in a building. The transmitting / receiving service antenna 8 is attached to the casing 4 side of the RF repeater located in the building.

아울러, 도 2에 도시된 종래의 일체형 안테나 시스템은 도너안테나(6)와 서비스안테나(8)가 결합되어 있는 것을 말하는 것으로, 도 1의 분리형 안테나 시스템과 도 2의 일체형 안테나 시스템은 모두 상기한 바와 같이 중계 모국(Donor)과의 통신에 도너안테나(6)가 사용되고, 전파음영지역에 있는 다수의 단말기 또는 단말국(Mobile terminal)은 서비스안테나(8)가 사용된다.In addition, the conventional integrated antenna system shown in FIG. 2 refers to a combination of the donor antenna 6 and the service antenna 8, and the separate antenna system of FIG. 1 and the integrated antenna system of FIG. Likewise, a donor antenna 6 is used for communication with a relay mother station, and a service antenna 8 is used for a plurality of terminals or mobile terminals in a radio shade area.

여기서, 도너안테나(6)에 수신되는 신호는 중계 모국으로부터의 직접파와 주변 구조물에 의해 반사되어 들어오는 반사파, 서비스안테나(8)로부터 후엽(Back lobe)에 의한 직접파와 서비스안테나(8)로부터의 신호가 주변 전파반사체에 의한 반사파에 의해 도너안테나(6)로 궤환되는 신호들로 구성되며, 중계 모국으로부터 도너안테나(6)로 수신되는 직접파와 주변 구조물에 의해 반사되어 들어오는 반사파 외에 서비스안테나(8)로부터 후엽(Back lobe)에 의한 직접파와 서비스안테나(8)로부터의 신호가 주변 전파반사체에 의해 도너안테나(6)로 궤환되는 신호들은 통신에 방해가 되는 간섭신호로 작용된다.Here, the signal received by the donor antenna 6 is a reflected wave which is reflected by the direct wave from the relay mother station and the surrounding structure, the direct wave by the back lobe from the service antenna 8 and the signal from the service antenna 8 Is composed of signals fed back to the donor antenna 6 by the reflected wave by the surrounding radio reflector, and in addition to the direct wave received from the relay station to the donor antenna 6 and the reflected wave reflected by the surrounding structure, the service antenna 8 The signals from the direct wave by the back lobe and the signal from the service antenna 8 to the donor antenna 6 by the surrounding radio reflector act as interference signals that interfere with communication.

뿐만 아니라, 역방향 통신 시에도 서비스안테나(8)에 수신되는 신호는 서비스지역내 단말기로부터의 직접파와 주변 구조물에 의해 반사되어 들어오는 반사파외에 도너안테나(6)로부터 후엽(Back lobe)에 의한 직접파와 도너안테나(6)로부터의 신호가 주변 전파반사체에 의해 서비스안테나(6)로 궤환되는 신호들은 통신에 방해가 되는 간섭 신호로 작용하게 된다. In addition, the signal received by the service antenna 8 during the reverse communication is a direct wave and a donor by the back lobe from the donor antenna 6 in addition to the direct wave from the terminal in the service area and the reflected wave reflected by the surrounding structure. Signals fed back from the antenna 6 to the service antenna 6 by the surrounding radio reflectors act as interference signals that interfere with communication.

따라서, 무선통신 중계기(9)가 호절단률 상승, 데이터속도 저하 및 잡음레벨 상승 등과같은 문제없이 동작하기 위해서는 이와 같은 간섭신호의 영향을 최소화하 여 도너안테나(6)와 서비스안테나(8)간의 아이솔레이션(isolation)을 높이는 것이 중요하다.Therefore, in order for the wireless communication repeater 9 to operate without problems such as an increase in call cutting rate, a data rate drop, and a noise level increase, the influence of such interference signal is minimized to minimize the influence of the donor antenna 6 and the service antenna 8. It is important to increase isolation.

상기한 바와 같이 아이솔레이션을 높이기 위해서 도 1과 같은 종래의 안테나 시스템을 채택하는 무선통신 중계기(4)에서는, 도너안테나(6)를 중계 모국과 통신이 가능한 장소에 설치하고, 서비스안테나(8)는 전파음영지역에 있는 다수의 단말국(Mobile Terminal)(이하, 단말기라 함)과 통신을 할 수 있으면서 동시에 도너안테나(6)와 충분한 아이솔레이션을 제공하는 장소에 설치하여 왔다. As described above, in the radio communication repeater 4 adopting the conventional antenna system as shown in FIG. 1 in order to increase the isolation, the donor antenna 6 is installed in a place where communication with the relay main station is possible, and the service antenna 8 is It has been installed in a place that can communicate with a large number of mobile terminals (hereinafter referred to as terminals) in the radio shade area while providing sufficient isolation with the donor antenna 6.

그러나, 이와 같은 장소들을 찾기 위해서는 많은 시간과 노력 그리고 비용이 소요될 뿐 아니라 RF동축선 포설시에도 상당한 어려움이 있었다. However, finding such places is not only time-consuming, labor-intensive, and costly, but also has considerable difficulty in laying RF coaxial lines.

도 2의 안테나 일체형 무선통신 중계기(9)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에 고안된 것인데, 무선통신 중계기(9) 자체에서 도너안테나(6)와 서비스안테나(8)간간 특정 아이솔레이션을 확보하는 것이 선결 과제이다. The antenna-integrated wireless communication repeater 9 of FIG. 2 has been recently devised to solve this problem, and it is to ensure a specific isolation between the donor antenna 6 and the service antenna 8 in the wireless communication repeater 9 itself. It is a prerequisite.

자체 아이솔레이션을 확보하기 위한 방안으로는, 도 3에서 보듯이 각각 선형 배열안테나인 도너안테나(6)와 서비스안테나(8)를 서로 수직되게 배치시켜서 안테나주변 반사체에 의한 반사궤환신호와 안테나간 후엽(Back lobe)에 의한 직접궤환신호를 줄이고자하는 시도가 있었는데, 이는 충분한 아이솔레이션을 주지 못할 뿐만 아니라 안테나 자체가 매우 크기 때문에 댁내에 설치되는 무선통신 중계기에 적용하기에는 불가능하다. As a method for securing its own isolation, as shown in FIG. 3, the donor antenna 6 and the service antenna 8, which are linear array antennas, are disposed perpendicular to each other, so that the reflection feedback signal caused by the reflector around the antenna and the posterior lobe between the antennas ( Attempts have been made to reduce the direct feedback signal caused by the back lobe, which does not provide sufficient isolation, and because the antenna itself is very large, it is impossible to apply to a wireless repeater installed in the home.

도 4a에 도시된 바와 같이 도너 패치(patch) 배열 안테나(10)의 복사소자(11) 주변에는 λ/16, λ/8, λ/4 간격의 위치마다 λ/2의 높이를 가지는 칸막 이(12)를 설치하거나 도너안테나(6) 및 서비스안테나(8) 뒷면에 차폐판(도시하지 않음)을 설치하여 후엽 신호를 차단시켜 두 안테나간(6)(8)의 아이솔레이션을 높이고자하는 기법이 사용되고 있었는데, 이 방법에서도 후엽에 의한 직접궤환신호는 어느 정도 감쇄시키는 효과는 있으나 차폐판이 상대적으로 크기 때문에 전체 안테나시스템이 커지며 또한 배열 안테나이기 때문에 빔폭도 협소해서 설치 시에 상대적으로 제약이 있을 수 있으며 서비스 각도도 협소한 단점이 있다. As shown in FIG. 4A, around the radiating element 11 of the donor patch array antenna 10, a partition having a height of λ / 2 at positions of λ / 16, λ / 8, and λ / 4 intervals ( 12) or by installing a shielding plate (not shown) on the back of the donor antenna and the service antenna (8) to block the posterior lobe signal and increase the isolation between the two antennas (6) and (8). In this method, the direct feedback signal by the rear lobe has some effect of attenuation, but because the shielding plate is relatively large, the whole antenna system is large, and because it is an array antenna, the beam width is narrow, which may be relatively limited in installation. The service angle also has a narrow disadvantage.

또한, 칸막이(12) 높이가 반파장(λ/2)이나 되고, 칸막이 간격도 λ/16, λ/8, λ/4이기 때문에 CDMA, WCDMA, Wibro와 같은 무선통신 중계기(9)에 적용할 경우 중계기의 두께가 커지게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the height of the partition 12 is half wavelength (λ / 2), and the partition spacing is also λ / 16, λ / 8, and λ / 4, it is applicable to wireless communication repeaters 9 such as CDMA, WCDMA, and Wibro. There was a problem that the thickness of the repeater becomes large.

한편, 주위 환경 변화에 따라 중계기의 아이솔레이션은 변하는데, 그 이유는 도너안테나(6)에서 출력된 신호가 다중 경로를 통해 반사되어 서비스안테나(8)로 피드백될 때 그 이동경로에 따라 피드백되는 신호들 간에 보강 또는 상쇄가 발생하기 때문이다.On the other hand, the isolation of the repeater changes according to the change of the surrounding environment, because the signal output from the donor antenna 6 is reflected through the multipath and fed back to the service antenna 8 according to the movement path thereof. This is because reinforcement or offset occurs between them.

즉, 도너안테나(6)로부터 출력되어 서비스안테나(8)로 피드백되는 신호의 이동경로가 주위의 환경변화와 함께 변하면 서비스안테나(8)로 입력되는 다중 경로 신호들의 위상과 크기가 서로 변하게 되고, 이러한 위상과 크기의 변화에 따라서 서비스안테나(8)로 피드백된 다중 경로 신호가 서로 상쇄되기도 하고 보강되기도 한다. 이와 같은 피드백된 다중 경로 신호의 보강 또는 상쇄는 중계기의 아이솔레이션을 변화시킨다.That is, when the movement path of the signal output from the donor antenna 6 and fed back to the service antenna 8 changes with the surrounding environment, the phase and magnitude of the multipath signals input to the service antenna 8 are changed. According to the change in phase and magnitude, the multipath signals fed back to the service antenna 8 may be canceled or reinforced. This reinforcement or cancellation of the fed back multipath signal changes the isolation of the repeater.

그런데 종래의 무선통신 시스템(4)(9)은 비록 RF 중계기의 초기 설치 시에는 도너안테나(6)와 서비스안테(8)나 간의 아이솔레이션이 안정적으로 확보되어 있다 하더라도, 전술한 바와 같이 주변환경의 변화 등으로 인해 피드백되는 다중 경로 신호의 위상이 바뀌고 그에 따라 도너안테나(6)와 서비스안테(8)나 간 아이솔레이션이 변하게 되면 RF 중계기가 안정적으로 서비스를 할 수 없다는 문제점이 발생하게 된다.However, the conventional wireless communication system (4) (9), although the isolation between the donor antenna 6 and the service antenna (8) at the time of the initial installation of the RF repeater is secured, as described above If the phase of the multipath signal fed back due to the change is changed and the isolation between the donor antenna 6 and the service antenna 8 is changed accordingly, the RF repeater cannot stably service.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 도너안테나와 서비스안테나를 하나의 케이싱에 내장하여 일체형 중계기를 소형화하고, 댁내에 설치되는 장소에 관계없이 도너안테나와 서비스안테나사이에 요구되는 높은 아이솔레이션 특성이 확보되게 함과 동시에 도너안테나와 서비스안테나의 빔폭을 크게 하여 용이한 설치와 넓은 서비스각도에 의하여 고품질의 서비스가 안정적으로 제공되게 하는 무선통신 중계기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems is to miniaturize the integrated repeater by embedding the donor antenna and the service antenna in one casing, high isolation characteristics required between the donor antenna and the service antenna irrespective of the place installed in the home The purpose of the present invention is to provide a wireless communication repeater that provides high quality service stably by easy installation and wide service angle by increasing the beam width of the donor antenna and the service antenna.

상기한 목적은, 케이싱(101)에 내설되어 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호를 수신하고, 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호가 RF모듈(102)에 의해 처리되면 기지국으로 중계하도록 된 도너안테나(103)와, 케이싱(101)에 내설되어 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호를 수신하고, 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호가 RF모듈(102)에 의해 처리되면 단말기 측으로 중계하는 서비스안테나(104)를 포함하는 무선통신 중계기(100)에 있어서, 상기 케이싱(101) 내부의 일측에는 도너안테나(103)를 기립설치하고, 도너안테나(103)로부터 일정거리 이격된 케이싱(101) 내 부의 타측에는 서비스안테나(104)를 기립설치하며, 도너안테나(103)와 서비스안테나(104)사이에 RF모듈(102)이 설치된 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기(100)에 의해 달성된다.The above-mentioned object is the donor antenna 103 which is installed in the casing 101 and receives the forward RF signal transmitted from the base station, and relays to the base station when the reverse RF signal transmitted from the terminal is processed by the RF module 102. And a service antenna 104 which is installed in the casing 101 and receives the reverse RF signal transmitted from the terminal, and relays to the terminal side when the forward RF signal transmitted from the base station is processed by the RF module 102. In the communication repeater 100, a donor antenna 103 stands up on one side of the casing 101, and a service antenna 104 on the other side of the casing 101 spaced a predetermined distance from the donor antenna 103. It is achieved by the wireless communication repeater 100, characterized in that the standing up, the RF module 102 is installed between the donor antenna 103 and the service antenna (104).

여기서, 상기 도너안테나(103)와 서비스안테나(104)는, 양면 유전체기판(105)의 하부면에 놓이는 급전선로부(106)와; 상기 급전선로부(106)가 유전체기판(105)의 상부면에 위치하는 접지면(107)에서 노출될 수 있도록 유전체기판(105)에 형성된 개구부(108)와; 상기 유전체기판(105)의 개구부(108) 연부의 접지면(107)에 부착되며, 공기 유전율과 동일한 유전율을 가지는 재질로 이루어진 일정 높이의 스페이서(109)와; 상기 스페이서(109) 상면에 부착되어 개구부(108)를 통하여 급전선로부(106)에 급전하며, RF신호를 송수신하도록 된 복사소자(110)와; 상기 스페이서(109)의 둘레방향으로 일정거리 접지면(107)에 부착될 수 있도록 중공부(111a)가 형성되며,복사소자(110)와 접지면(107)사이에 분포되는 등가자계전류로부터 복사되는 부엽(Side lobe) 및 도너안테나(6)로부터의 신호가 서비스안테나(8)로 궤환되고 서비스안테나(8)로부터의 신호가 도너안테나(6)로 궤환되는 전파를 흡수시키도록 된 흡수체(111)와; 상기 유전체기판(105)의 하부면에 부착되어 후엽(Back lobe)에 의한 간섭전파를 차폐하도록 된 차폐판(112)을 포함한다.The donor antenna 103 and the service antenna 104 may include: a feed line unit 106 disposed on a lower surface of the double-sided dielectric substrate 105; An opening 108 formed in the dielectric substrate 105 so that the feed line part 106 can be exposed from the ground plane 107 positioned on the upper surface of the dielectric substrate 105; A spacer 109 of a predetermined height, which is attached to the ground plane 107 at the edge of the opening 108 of the dielectric substrate 105 and is made of a material having the same dielectric constant as the air dielectric constant; A radiating element (110) attached to an upper surface of the spacer (109) to feed the feed line unit (106) through an opening (108), and transmit and receive an RF signal; A hollow portion 111a is formed to be attached to the ground plane 107 for a predetermined distance in the circumferential direction of the spacer 109, and radiates from an equivalent magnetic field current distributed between the radiation element 110 and the ground plane 107. Absorber 111 which is configured to absorb a radio wave from which the side lobe and the donor antenna 6 are fed back to the service antenna 8 and the signal from the service antenna 8 is fed back to the donor antenna 6. )Wow; It is attached to the lower surface of the dielectric substrate 105 includes a shielding plate 112 to shield the interference radio waves by the back lobe (Back lobe).

그리고, 상기 흡수체(111)의 중공부(111a)는 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성되며, 상기 흡수체(111)의 외측 형상은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성된다.The hollow portion 111a of the absorber 111 is formed of any one of a circle or a polygon, and the outer shape of the absorber 111 is formed of any one of a circle or a polygon.

아울러,상기 흡수체(111)의 두께와 폭은 흡수체(111)의 유전율과 투자율에 따라 수직입사파에 대한 반사계수와 전달계수가 '0'에 가깝게 형성되게 하는 것이 바람직하다.In addition, the thickness and width of the absorber 111 is preferably such that the reflection coefficient and the transmission coefficient for the vertical incident wave are close to '0' according to the permittivity and permeability of the absorber 111.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 5와 도 6a, 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B.

도 5와 도 6a, 도 6b에 도시된 바와 같이 도너안테나(103)와 서비스안테나(104)(이하, 도너안테나(103)와 서비스안테나(104)를 동시에 열거할 때는 '두 안테나(103)(104)'라 약칭하기로 함)는 케이싱(101)의 내부에 설치되는 바, 도너안테나(103)는 일측에 서비스안테나(104)는 타측에서 기립설치되는 바, 두 안테나(103)(104)는 후술하게 될 유전체기판(105)의 하부면에 부착되는 차폐판(112)이 서로 대향되도록 설치된다.As shown in FIGS. 5, 6A, and 6B, when the donor antenna 103 and the service antenna 104 (hereinafter, the donor antenna 103 and the service antenna 104 are enumerated simultaneously, 'the two antennas 103' ( 104) is a bar installed inside the casing 101, the donor antenna 103 is installed on one side, the service antenna 104 is installed on the other side bar, two antennas (103, 104) The shield plate 112 attached to the lower surface of the dielectric substrate 105, which will be described later, is installed to face each other.

따라서, 케이싱(101)에 내설된 도너안테나(103)는 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호를 수신하고, 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호가 RF모듈(102)에 의해 처리되면 기지국으로 중계하며, 서비스안테나(104)는 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호를 수신하고, 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호가 RF모듈(102)에 의해 처리되면 단말기 측으로 중계하게 된다.Accordingly, the donor antenna 103 in the casing 101 receives the forward RF signal transmitted from the base station, and relays to the base station when the reverse RF signal transmitted from the terminal is processed by the RF module 102, and the service antenna 104 receives the reverse RF signal transmitted from the terminal, and relays to the terminal when the forward RF signal transmitted from the base station is processed by the RF module 102.

여기서, 본 발명의 도너안테나(103)와 서비스안테나(104)는 도 5에 도시된 바와 같이 양면 유전체기판(105)으로 이루어져 있는 것으로서, 그 구조는 서로 동일하다.Here, the donor antenna 103 and the service antenna 104 of the present invention is composed of a double-sided dielectric substrate 105, as shown in Figure 5, the structure is the same as each other.

즉, 양면 유전체기판(105)의 하부면에는 급전선로부(106)가 도 6b와 같이 배치되어 있으며, 상기 급전선로부(106)가 유전체기판(105)의 상부면 즉, 접지 면(107)에서 노출될 수 있도록 도 6a, 도 6b같이 유전체기판(105)에는 개구부(108)가 형성된다.That is, the feed line unit 106 is disposed on the lower surface of the double-sided dielectric substrate 105 as shown in FIG. 6B, and the feed line unit 106 is the upper surface of the dielectric substrate 105, that is, the ground surface 107. An opening 108 is formed in the dielectric substrate 105 as shown in FIGS. 6A and 6B so as to be exposed in the dielectric substrate 105.

그리고, 상기 개구부(108) 연부의 접지면(107)에는 공기 유전율과 동일한 유전율을 가지는 재질로 이루어진 일정 높이의 스페이서(109)가 부착되며, 이 스페이서(109)의 상면에는 복사소자(110)가 부착되어 RF신호를 송수신함과 동시에 개구부(108)를 통하여 급전선로부(106)와 복사소자(110)가 전자기적 결합이 이루어지게 한다.In addition, a spacer 109 having a predetermined height made of a material having a dielectric constant equal to an air dielectric constant is attached to the ground surface 107 of the edge of the opening 108, and the radiation element 110 is formed on an upper surface of the spacer 109. Attached to transmit and receive the RF signal at the same time through the opening 108, the feed line unit 106 and the radiating element 110 is made to electromagnetic coupling.

여기서, 도 6a, 도 6b에서와 같이 두 안테나(103)(104)의 구조는 접지면(107)에 있는 개구부(108)를 통하여 전력이 결합되기 때문에 통상 개구결합 패치안테나라고 하는데 캐비티(Cavity) 모델 이론에 의하면 복사소자(110)의 가장자리와 접지면(107)사이에는 수직으로 분포되는 등가자계전류가 복사원이다.6A and 6B, the structure of the two antennas 103 and 104 is generally referred to as an opening coupling patch antenna because the power is coupled through the opening 108 in the ground plane 107. According to the model theory, the equivalent magnetic field current distributed vertically between the edge of the radiation element 110 and the ground plane 107 is a radiation source.

따라서, 상기 스페이서(109)의 둘레방향으로 일정거리 이격된 접지면(107)에는 중공부(111a)가 형성된 흡수체(111)가 스페이서(109) 및 복사소자(110)를 감싸는 형태로 도 6과 같이 부착된다.Therefore, the absorber 111 having the hollow portion 111a formed on the ground plane 107 spaced a predetermined distance in the circumferential direction of the spacer 109 surrounds the spacer 109 and the radiation element 110. Attached together.

상기 흡수체(111)는 복사소자(110)와 접지면(107)사이에 분포되는 등가자계전류로부터 복사되는 부엽(Side lobe) 및 도너안테나(6)로부터의 신호가 서비스안테나(8)로 궤환되고 서비스안테나(8)로부터의 신호가 도너안테나(6)로 궤환되는 전파를 흡수하며, 도시된 바와 같이 사각형을 포함하는 다각형의 중공부(111a) 또는 원형의 중공부(111a)를 가지며, 흡수체(111)의 외형도 다각형 또는 원형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.The absorber 111 has a signal from the side lobe and donor antenna 6 radiated from the equivalent magnetic field current distributed between the radiating element 110 and the ground plane 107 to the service antenna 8, The signal from the service antenna 8 absorbs radio waves fed back to the donor antenna 6, and has a polygonal hollow portion 111a or a circular hollow portion 111a including a quadrangle as shown in FIG. 111 may also be formed of any of polygons or circles.

아울러, 상기 스페이서(109)의 높이는, 접지면(107)과 복사소자(110)간의 이격거리를 말하는 것으로서, 안테나 동작수파수대역과 안테나 이득, 입력임피던스에 영향을 주므로, RF중계기가 이용되는 서비스대역을 포함하도록 개구부(108)의 크기와 함께 조정되어야 하며, 개구부(108) 하부의 급전선로부(106)에 따라 급전선로부(106)와 복사소자(110)간 전자기적 결합이 좋아지므로, 급전선로부(106)를 통하여 제공되는 전력이 대부분 복사소자(110)를 여기시키는데 이용되고 극히 일부의 전력이 개구부(108) 뒤로 복사된다.In addition, the height of the spacer 109 refers to the separation distance between the ground plane 107 and the radiation element 110, and affects the antenna operating frequency band, the antenna gain, and the input impedance, so that the service band used for the RF repeater is used. It should be adjusted together with the size of the opening 108 to include, and the electromagnetic feed between the feed line unit 106 and the radiation element 110 is improved according to the feed line unit 106 below the opening 108, the feed line Most of the power provided through the furnace 106 is used to excite the radiating element 110 and very little of the power is radiated behind the opening 108.

따라서, 이 전력이 두 안테나(103)(104)간의 아이솔레이션을 열화시킬 수 있으므로 높은 아이솔레이션을 확보하기 위해서는 급전선로부(106)가 배설된 유전체기판(105)의 하부면에는 차폐판(112)을 부착하여 후엽(Back lobe)에 의한 간섭전파를 차폐하는 것이 바람직하다.Therefore, since this power may degrade the isolation between the two antennas 103 and 104, the shielding plate 112 is provided on the lower surface of the dielectric substrate 105 on which the feed line unit 106 is disposed to ensure high isolation. It is preferable to attach and shield the interference wave by the back lobe.

한편, 상기 흡수체(111)의 두께와 폭은 흡수체(111)의 유전율과 투자율에 따라 수직입사파에 대한 반사계수와 전달계수가 '0'에 가깝게 형성되게 하여 도 6b에 도시된 바와 같이 등가자계전류로부터 측면으로 복사되는 전파가 반사되지 않아서 두 안테나(103)(104)의 임피던스에 영향을 주지 않으며 흡수체(111) 내부에서 전파가 모두 흡수되어 외부로 전파되는 신호가 없게끔 되므로 후엽의 발생을 억제할 수 있고, 측면에 위치한 주변 전파반사물의 영향이 없어지며, 여러 전파경로를 통해 수신 안테나로 입사되는 신호를 제거하여 두 안테나(103)(104)간 아이솔레이션을 증대시킬 수 있는 것이다.On the other hand, the thickness and width of the absorber 111 is formed so that the reflection coefficient and the transmission coefficient for the vertical incident wave close to '0' according to the dielectric constant and permeability of the absorber 111, as shown in Figure 6b Since the radio wave radiated laterally from the current is not reflected, it does not affect the impedance of the two antennas 103 and 104, and since the radio wave is absorbed inside the absorber 111, there is no signal propagating to the outside. It can be suppressed, and the influence of the surrounding radio reflectors located on the side is eliminated, and the isolation between the two antennas 103 and 104 can be increased by removing the signal incident to the receiving antenna through various propagation paths.

따라서, 본 발명은 고이득이면서도 광대역특성을 가질 수 있으므로 여러 통 신사업자가 공용할 수 있다는 장점과 함께 두 개 이상의 복사소자(110)를 사용하지 않고도 동등한 높은 안테나 이득을 얻을 수 있으므로 중계기의 소형화에 매우 유리하다.Therefore, the present invention can have a high gain and broadband characteristics, and can be used by many communication companies, and the same high antenna gain can be obtained without using two or more radiating elements 110. Very advantageous.

상기한 바와 같이 본 발명은 첫 째, 단일 복사소자만을 사용함으로써 빔폭이 넓어지기 때문에 도너안테나와 방향을 맞추기 위한 번거로움이 해소되며, 서비스지역도 넓어지지며, 복사소자면과 접지면 사이에 삽입되어 있는 흡수체에 의하여 안테나 임피던스에 영향을 주지 않아 두 안테나간 아이솔레이션을 증대시키는 장점을 가진다.As described above, the present invention, first, because the beam width is widened by using only a single radiating element to eliminate the hassle to adjust the direction with the donor antenna, the service area is also widened, inserted between the radiating element surface and the ground plane The absorber does not affect the antenna impedance, which increases the isolation between the two antennas.

둘 째, 안테나 측면으로부터의 간섭파에 의한 영향을 제거하고 도너안테나와 서비스안테나간 후엽에 의한 신호결합도 작게 하여 도너안테나와 서비스안테나간 아이솔레이션을 70dB이상 높이는 효과가 있다.Second, it eliminates the influence of the interference wave from the side of the antenna and reduces the signal coupling by the rear lobe between the donor antenna and the service antenna, thereby increasing the isolation between the donor antenna and the service antenna by 70dB or more.

셋 째, 광대역 고이득의 개구 결합 패치안테나를 도입하여 모든 통신 사업자가 공용으로 사용할 수 있는 장점을 가진다.Third, by introducing a broadband high gain aperture coupling patch antenna has the advantage that all communication operators can use in common.

넷 째, 설치공간이 협소한 건물내나 댁내와 같은 음영지역에서도 도너안테나와 서비스안테나간 요구되는 높은 아이솔레이션 특성을 확보함으로써, 양질의 이동통신 서비스 제공을 가능하게 하는 효과를 가진다.Fourth, it is possible to provide high quality mobile communication service by securing high isolation characteristics between donor antenna and service antenna even in shading areas such as buildings or premises where the installation space is narrow.

Claims (5)

삭제delete 케이싱에 내설되어 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호를 수신하고, 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호가 RF모듈에 의해 처리되면 기지국으로 중계하도록 된 도너안테나와, 케이싱에 내설되어 단말기로부터 전송된 역방향 RF신호를 수신하고, 기지국으로부터 전송된 순방향 RF신호가 RF모듈에 의해 처리되면 단말기 측으로 중계하는 서비스안테나를 포함하는 무선통신 중계기에 있어서,Receives the forward RF signal built into the casing and transmitted from the base station, and when the reverse RF signal transmitted from the terminal is processed by the RF module, the donor antenna which is relayed to the base station and the reverse RF signal built into the casing and transmitted from the terminal In the wireless communication repeater comprising a service antenna for receiving and forwarding the RF signal transmitted from the base station to the terminal when the RF module is processed, 상기 케이싱 내부의 일측에는 도너안테나를 기립설치하고, 도너안테나로부터 일정거리 이격된 케이싱 내부의 타측에는 서비스안테나를 기립설치하며, 도너안테나와 서비스안테나사이에 RF모듈이 설치되고,On one side of the casing, the donor antenna is standing up and installed, the other side of the casing is spaced apart from the donor antenna, and the service antenna is installed upright, and an RF module is installed between the donor antenna and the service antenna. 상기 도너안테나와 서비스안테나는,The donor antenna and the service antenna, 양면 유전체기판의 하부면에 배설는 급전선로부와;A feed line part disposed on a lower surface of the double-sided dielectric substrate; 상기 급전선로부가 유전체기판의 상부면에 위치하는 접지면에서 노출될 수 있도록 유전체기판에 형성된 개구부와;An opening formed in the dielectric substrate such that the feed line part is exposed from the ground plane positioned on the upper surface of the dielectric substrate; 상기 유전체기판의 개구부 연부의 접지면에 부착되며, 공기 유전율과 동일한 유전율을 가지는 재질로 이루어진 일정 높이의 스페이서와;A spacer having a predetermined height attached to a ground surface of the edge of the opening of the dielectric substrate and made of a material having a dielectric constant equal to an air dielectric constant; 상기 스페이서 상면에 부착되어 개구부를 통하여 급전선로부에 급전하며, RF신호를 송수신하도록 된 복사소자와;A radiation element attached to an upper surface of the spacer to feed power to a feed line through an opening, and to transmit and receive an RF signal; 상기 스페이서의 둘레방향으로 일정거리 이격된 접지면에 부착될 수 있도록 중공부가 형성되며,복사소자와 접지면사이에 분포되는 등가자계전류로부터 복사되는 부엽(Side lobe) 및 도너안테나로부터의 신호가 서비스안테나로 궤환되고 서비스안테나로부터의 신호가 도너안테나로 궤환되는 전파를 흡수하는 흡수체와;A hollow part is formed to be attached to the ground plane spaced a predetermined distance in the circumferential direction of the spacer, the signal from the side lobe and donor antenna radiated from the equivalent magnetic field current distributed between the radiation element and the ground plane An absorber that is fed back to the antenna and absorbs radio waves from which the signal from the service antenna is fed back to the donor antenna; 상기 유전체기판의 하부면에 부착되어 후엽(Back lobe)에 의한 간섭전파를 차폐하도록 된 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.And a shielding plate attached to a lower surface of the dielectric substrate to shield interference radio waves by a back lobe. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 흡수체의 중공부는 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.The hollow portion of the absorber is a wireless communication repeater, characterized in that formed in any one of a circular or polygonal. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 흡수체의 외측 형상은 원형 또는 다각형 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 무선통신 중계기.The outer shape of the absorber is a wireless communication repeater, characterized in that formed in any one of a circular or polygonal. 삭제delete
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