KR101118919B1 - 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치는, RF신호를 송수신 하는 적어도 하나 이상의 안테나소자와; 상기 안테나소자에 연결되어 상기 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈과; 상기 송수신모듈에 디지털제어신호를 전송하여 상기 안테나소자에 의해 송수신되는 RF신호를 디지털제어하는 디지털제어모듈; 및 상기 송수신 모듈과 상기 디지털제어모듈에 동작전원을 공급하는 전원공급기;를 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈을 내장함으로써 전력손실을 줄이고 신호잡음을 줄이는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 구비하여 RF신호의 위상과 크기를 조절함으로써 안테나특성을 향상시키는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 고주파신호인 RF신호와 중간주파수 신호인 IF신호를 서로 변환시키는 믹서부를 더 포함하여 전력손실과 설치비용을 저감시키는 효과가 있다.

Description

송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치 { BASE STATION ANTENNA DEVICE WITH BUILT-IN TRANSMITTING AND RECEIVING MODULE }
본 발명은 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈의 내부에 전자식 빔 제어가 가능하도록 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 구비하고 안테나 소자에 상기 송수신모듈을 일체화시켜 내장함으로써 전력손실을 줄이고 신호잡음을 줄이며 안테나 특성을 향상시키는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기지국 안테나장치(10)를 나타내는 개락적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기지국 안테나장치(10)는 RF신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 안테나 소자(11)와 상기 RF신호를 분배결합하는 전력분배기(12)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 기지국 안테나장치(10)와 기지국(1) 사이에는 케이블(2)이 연결되어 상기 RF신호가 상기 기지국(1)으로부터 입출력되고, 상기 기지국(10) 내부에는 상기 기지국(1)으로부터 상기 기지국 안테나장치(10)로 전송되는 RF신호의 송신경로를 형성하거나 또는 상기 기지국 안테나장치(10)로부터 상기 기지국(1)으로 전송되는 RF신호의 수신경로를 형성하는 송수신부(3)가 형성된다.
그러나, 이와 같이 RF신호의 송신경로 및 수신경로가 기지국(1) 내부에서 형성되는 경우에는, 송신경로를 형성하며 송신되는 RF신호를 증폭하기 위하여 사용되는 고출력증폭기(4)가 기지국(1) 내부의 송수신부(3)에 포함되기 때문에 상기 기지국 안테나장치(10)와 상기 기지국(1)를 상호 연결하는 케이블(2)에 의하여 송신효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 또한, 송신효율을 높이기 위하여 높은 전력을 필요로하는 고출력증폭기(4)를 사용해야 되기 때문에 상기 고출력증폭기(4)에서 출력되는 높은 전력에 적합한 케이블을 사용하게 됨으로써 이에 대한 설치비용이 증가하는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 동시에 수신경로를 형성하며 수신되는 RF신호를 증폭하기 위하여 사용되는 저잡음증폭부(5)가 기지국(1) 내부의 송수신부(3)에 포함되기 때문에 상기 기지국 안테나장치(10)와 상기 기지국(3)을 상호 연결하는 케이블(2)에 의하여 상기 수신되는 RF신호에서 신호잡음이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 전력손실을 줄이고 그에 따른 비용을 절감할 뿐만 아니라, 동시에 신호잡음을 줄일수 있는 현실적이고 활용도가 높은 기지국 안테나장치에 관한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈을 내장함으로써 전력손실을 줄이고 신호잡음을 줄이는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 구비하여 RF신호의 위상과 크기를 조절함으로써 안테나특성을 향상시키는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는데 목적이 있다.
게다가, 상기 송신부와 수신부의 내부에 직렬-병렬 신호변환모듈을 포함하여 디지털제어모듈과 연결되는 제어선의 구성을 효율적으로 구현할 수 있으며, 상기 송신부의 내부에 적응형 아날로그 선형화모듈을 구비하여 고출력증폭기의 선형화를 개선함으로써 안정적으로 고품질의 신호전송을 가능하게 하는데 목적이 있다.
뿐만 아니라, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 고주파신호인 RF신호와 중간주파수 신호인 IF신호를 서로 변환시키는 믹서부를 더 포함하여 전력손실과 설치비용을 저감시키는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치는, RF신호를 송수신 하는 적어도 하나 이상의 안테나소자와; 상기 안테나소자에 연결되어 상기 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈과; 상기 송수신모듈에 디지털제어신호를 전송하여 상기 안테나소자에 의해 송수신되는 RF신호를 디지털제어하는 디지털제어모듈; 및 상기 송수신 모듈과 상기 디지털제어모듈에 동작전원을 공급하는 전원공급기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈을 내장함으로써 전력손실을 줄이고 신호잡음을 줄이는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 전자식 빔 제어가 가능하도록 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 구비하여 RF신호의 위상과 크기를 조절함으로써 안테나 빔 패턴을 원하는 지역에서의 빔 조향성 및 방향성 이득과 같은 안테나특성을 향상시킬 수 있는 능동위상배열 기술이 적용된 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
게다가, 상기 송신부와 수신부의 내부에 직렬-병렬 신호변환모듈을 포함하여 디지털제어모듈과 연결되는 제어선의 구성을 효율적으로 구현할 수 있으며, 상기 송신부의 내부에 적응형 아날로그 선형화모듈을 구비하여 고출력증폭기의 선형화를 개선함으로써 안정적으로 고품질의 신호전송을 가능하게 하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 고주파신호인 RF신호와 중간주파수 신호인 IF신호를 서로 변환시키는 믹서부를 더 포함하여 전력손실과 설치비용을 저감시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기지국 안테나 장치를 나타내는 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 기지국과 RF케이블로 연결되며 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치를 나타내는 개략적인 구성도
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 안테나 장치의 내부에 일체형으로 내장된 송수신모듈을 나타내는 세부 구성도
도 4는 도 3의 송수신모듈에 직렬-병렬 신호변환모듈과 적응형 아날로그 선형화모듈을 추가한 구성도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기지국과 IF케이블로 연결되며 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치를 나타내는 개략적인 구성도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나 장치의 내부에 일체형으로 내장된 송수신모듈을 나타내는 세부 구성도
도 7은 도 6의 송수신모듈에 직렬-병렬 신호변환모듈과 적응형 아날로그 선형화모듈을 추가한 구성도
본 발명에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(100,200)는, 기지국(101,201)으로부터 전송된 신호를 입력받아 자유공간으로 송신하거나 또는 자유공간으로부터 수신된 신호를 기지국(101,201)으로 전송하는 기지국 안테나장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 기지국과 RF케이블로 연결되며 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치(100)는 RF신호를 송수신 하는 적어도 하나 이상의 안테나소자(110)와; 상기 안테나소자(110)에 연결되어 상기 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈(120)과; 상기 송수신모듈(120)에 디지털제어신호를 전송하여 상기 안테나소자(110)에 의해 송수신되는 RF신호를 디지털제어하는 디지털제어모듈(130); 및 상기 송수신 모듈(120)과 상기 디지털제어모듈(130)에 동작전원을 공급하는 전원공급기(140);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치(100)는 상기 송수신모듈(120)에 형성된 송신경로 및 수신경로를 통하여 입출력되는 송신신호 또는 수신신호를 각각 동일한 신호별로 분배하거나 결합하는 복수개의 전력분배기(150)를 더 포함한다.
여기서, 상기 전력분배기(150)는 상기 송수신모듈(120) 및 상기 기지국(101)사이에서 RF케이블(102)로 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 적어도 하나 이상의 안테나 소자(110)는 RF신호를 자유공간으로 송신하거나 또는 자유공간으로부터 RF신호를 수신하기 위하여 기지국 안테나장치로 널리 사용되는 이중편파특성을 갖는 다이폴 안테나인 것이 바람직하다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 안테나 장치의 내부에 일체형으로 내장된 송수신모듈을 나타내는 세부 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈(120)은, 상기 RF신호의 송신경로를 형성하고, 상기 디지털 제어모듈(130)의 디지털제어신호를 수신하여 상기 송신경로에 형성되는 RF신호의 크기를 조절하는 디지털 감쇄기(122)와 상기 디지털 제어모듈(130)의 디지털제어신호를 수신하여 상기 송신경로에 형성되는 RF신호의 위상을 조절하는 제 1 디지털 위상조절기(123) 및 상기 송신경로에 형성된 RF신호의 전력을 증폭하는 고출력증폭기(124)를 포함하는 송신부(121)와; 상기 RF신호의 수신경로를 형성하고, 상기 디지털 제어모듈(130)의 디지털제어신호를 수신하여 상기 수신경로에 형성되는 RF신호의 크기를 조절하는 디지털 감쇄기(126)와 상기 디지털 제어모듈(130)의 디지털제어신호를 수신하여 상기 수신경로에 형성되는 RF신호의 위상을 조절하는 제 2 디지털 위상조절기(127) 및 상기 수신경로에 형성된 RF신호의 전력을 증폭하여 노이즈를 방지하는 저잡음증폭기(128)를 포함하는 수신부(125); 및 상기 송신부(121)에 형성된 RF신호의 송신경로 및 상기 수신부(125)에 형성된 RF신호의 수신경로로 상기 RF신호의 송신신호 및 수신신호를 분리하는 듀플렉서(129);로 이루어진다.
여기서, 송신부(121)와 수신부(125) 및 듀플렉서(129)로 이루어진 상기 송신모듈(120)에 의하여 RF신호의 송신경로 및 수신경로가 형성되는 동작과정을 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 송신부(121)에 의하여 형성되는 RF신호의 송신경로를 살펴보면, 기지국(101)으로부터 전송된 RF신호가 전력분배기(150)를 통하여 입력되면 디지털 감쇄기(122)에 의하여 상기 RF신호의 크기가 조절되고 제 1 디지털 위상조절기(123)에 의하여 상기 RF신호의 위상이 변화된 채 상기 고출력증폭기(124)에 공급되며, 상기 고출력증폭기(124)에 공급된 RF신호는 증폭되어 상기 듀플렉서(129)를 통해 원하는 주파수대역의 RF신호만이 상기 안테나 소자(110)로 전송된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(100)는 고출력 증폭기(124)를 포함하는 송신부(121)를 구비한 송수신모듈(120)에 의하여 기지국(101)으로 부터 기지국 안테나장치(100)에 전송되는 RF신호의 전력손실을 줄일 수 있기 때문에 기지국(101)에서 전력을 효율적으로 사용할 수 있으며, 기지국 안테나장치(100)와 기지국(101)을 상호 연결하기 위한 고출력증폭기(124)에 적합한 송신용 케이블의 설치비용을 줄일 수 있다.
또한, 상기 수신부(125)에 의하여 형성되는 RF신호의 수신경로를 살펴보면, 상기 안테나 소자(110)로부터 수신된 RF신호가 듀플렉서(129)를 통해 원하는 주파수대역의 RF신호만이 검출되어지고, 검출된 RF신호는 저잡음증폭기(128)에 의하여 증폭되어지며, 이와 같이 증폭된 RF신호는 제 2 디지털 위상조절기(127)에 의하여 위상이 변화되고 디지털 감쇄기(126)에 의하여 크기가 조절된 채 전력분배기(150)로 전송된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(100)는 저잡음증폭기(128)를 포함하는 수신부(125)를 구비한 송수신모듈(120)에 의하여 안테나소자(110)로 수신되는 RF신호를 기지국 안테나장치(100) 내부에서 직접 증폭하기 때문에 상기 기지국 안테나장치(100)로부터 기지국(101)으로 전송되는 RF신호의 신호잡음을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(100)는, 상기 송수신모듈(120)에 포함되는 송신부(121)와 수신부(125)의 내부에 전자식 빔 제어가 가능하도록 디지털 위상조절기(123,127)와 디지털 감쇄기(122,126)를 구비하고 이를 디지털 제어하여 RF신호의 위상과 크기를 조절함으로써 안테나 빔 패턴을 원하는 지역에서의 빔 조향성 및 방향성 이득과 같은 안테나특성을 향상시킬 수 있는 능동위상배열 기술이 적용된 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
도 4는 도 3의 송수신모듈에 직렬-병렬 신호변환모듈과 적응형 아날로그 선형화모듈을 추가한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(100)는, 디지털제어모듈(130)과 연결되는 제어선의 구성을 효율적으로 구현하기 위하여 상기 송신부(121)와 수신부(125)의 내부에 직렬-병렬 신호변환(SPC : Serial to Parallel Converter)모듈(160)을 포함하며, 상기 송신부(121)의 내부에 소출력용에 적합한 적응형 아날로그 선형화(AAL : Adaptive Analog Linearization)모듈(170)을 추가로 구비하고 이를 고출력증폭기에 장착하여 상기 고출력증폭기의 선형화를 개선함으로써 안정적으로 고품질의 신호전송을 가능하게 한다.
보다 상세하게는, 상기 직렬-병렬 신호변환모듈(160)은 일정한 시간 간격으로 단일의 직렬제어신호가 입력되면 복수개의 병렬제어신호가 동시에 출력되게 하는 역할을 수행하며 이는 상기 디지털제어모듈(130)과 상기 디지털감쇄기(122,126) 및 상기 디지털위상조절기(123,127)을 서로 연결하기 위하여 필요로 하는 수많은 제어선을 줄이게 된다.
또한, 상기 적응형 아날로그 선형화모듈(170)은 종래의 이동통신 기지국에 사용되는 선형화 개선방식인 디지털전치보상(DPD : Digital Pre-Distortion)방식으로 할 경우에 사이즈가 커져서 송수신모듈(120)을 안테나장치에 내장하기 어려운 문제를 해결할 수 있으며, 따라서 상기 적응형 아날로그 선형화모듈(170)은 상기 송신부(121)에 포함된 고출력증폭기(124)에 개별적으로 장착될 수 있도록 소출력용으로 설계가 가능하여 SOC(System On Chip)구현이 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 기지국과 IF케이블로 연결되며 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치(200)는 RF신호를 송수신 하는 적어도 하나 이상의 안테나소자(210)와; 상기 안테나소자(210)에 연결되어 상기 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈(220)과; 상기 송수신모듈(220)에 디지털제어신호를 전송하여 상기 안테나소자(210)에 의해 송수신되는 RF신호를 디지털제어하는 디지털제어모듈(230); 및 상기 송수신 모듈(220)과 상기 디지털제어모듈(230)에 동작전원을 공급하는 전원공급기(240);를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치(200)는 상기 송수신모듈(220)에 형성된 송신경로 및 수신경로를 통하여 입출력되는 송신신호 또는 수신신호를 각각 동일한 신호별로 분배하거나 결합하는 복수개의 전력분배기(250)를 더 포함한다.
여기서, 상기 전력분배기(250)는 상기 송수신모듈(220) 및 상기 기지국(201)사이에서 IF케이블(202)로 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 적어도 하나 이상의 안테나 소자(210)는 RF신호를 자유공간으로 송신하거나 또는 자유공간으로부터 RF신호를 수신하기 위하여 기지국 안테나장치로 널리 사용되는 이중편파특성을 갖는 다이폴 안테나인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나 장치의 내부에 일체형으로 내장된 송수신모듈을 나타내는 세부 구성도이며, 상기 도 3과 중복되는 구성에 대해서는 동일한 특성을 갖기 때문에 그에 대한 상세설명은 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신모듈(220)은, 디지털 감쇄기(222)와 제 1 디지털 위상조절기(223) 및 고출력증폭기(224)를 포함하는 송신부(221)와; 디지털 감쇄기(226)와 제 2 디지털 위상조절기(227) 및 저잡음증폭기(228)를 포함하는 수신부(225); 및 송수신신호를 분리하는 듀플렉서(229);로 이루어진다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 송신부(221)와 수신부(225)는 각각 고주파신호인 RF신호를 중간주파수 신호인 IF신호로 변환하거나 중간주파수 신호인 IF신호를 고주파신호인 RF신호로 변환하는 믹서부(MIXER)(280)를 더 포함한다.
여기서, 상기 믹서부(280)는 주파수를 변환해 주는 역할을 수행하여 상기 안테나소자(210)에 의하여 송수신모듈(220)로 입력되는 고주파대역(1~2GHz)의 RF신호를 저주파대역(수백MHz)의 IF주파수로 낮추어 상기 전력분배기(250)를 통하여 기지국(201)으로 보내거나, 또는 전력분배기(250)을 통하여 상기 기지국(201)으로부터 입력되는 저주파대역의 IF주파수를 안테나소자(210)로 보내기 위하여 고주파대역의 RF주파수로 높이게 된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나 장치는 내부에 일체형으로 내장된 송수신모듈(220)의 송신부(221)와 수신부(225)에 주파수를 변환하는 믹서부(280)를 더 포함하여 기지국(201)과 송수신모듈(220)사이에 전력손실이 크고 고가인 RF케이블 대신 IF케이블을 설치하여 사용함으로써 전력손실을 줄이고 설치비용을 절감하는 효과가 있다.
도 7은 도 6의 송수신모듈에 직렬-병렬 신호변환모듈과 적응형 아날로그 선형화모듈을 추가한 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치(200)는, 디지털제어모듈(230)과 연결되는 제어선의 구성을 효율적으로 구현하기 위하여 상기 송신부(221)와 수신부(225)의 내부에 직렬-병렬 신호변환(SPC : Serial to Parallel Converter)모듈(260)을 포함하며, 상기 송신부(221)의 내부에 소출력용에 적합한 적응형 아날로그 선형화(AAL : Adaptive Analog Linearization)모듈(270)을 추가로 구비하고 이를 고출력증폭기에 장착하여 상기 고출력증폭기의 선형화를 개선함으로써 안정적으로 고품질의 신호전송을 가능하게 한다.
보다 상세하게는, 상기 직렬-병렬 신호변환모듈(260)은 일정한 시간 간격으로 단일의 직렬제어신호가 입력되면 복수개의 병렬제어신호가 동시에 출력되게 하는 역할을 수행하며 이는 상기 디지털제어모듈(230)과 상기 디지털감쇄기(222,226) 및 상기 디지털위상조절기(223,227)을 서로 연결하기 위하여 필요로 하는 수많은 제어선을 줄이게 된다.
또한, 상기 적응형 아날로그 선형화모듈(270)은 종래의 이동통신 기지국에 사용되는 선형화 개선방식인 디지털전치보상(DPD : Digital Pre-Distortion)방식으로 할 경우에 사이즈가 커져서 송수신모듈(220)을 안테나장치에 내장하기 어려운 문제를 해결할 수 있으며, 따라서 상기 적응형 아날로그 선형화모듈(270)은 상기 송신부(221)에 포함된 고출력증폭기(224)에 개별적으로 장착될 수 있도록 소출력용으로 설계가 가능하여 SOC(System On Chip)구현이 가능하게 된다.
상기와 같이, 본 발명은 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈을 내장함으로써 전력손실을 줄이고 신호잡음을 줄이는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 전자식 빔 제어가 가능하도록 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 구비하여 RF신호의 위상과 크기를 조절함으로써 안테나 빔 패턴을 원하는 지역에서의 빔 조향성 및 방향성 이득과 같은 안테나특성을 향상시킬 수 있는 능동위상배열 기술이 적용된 기지국 안테나장치를 제공하는 효과가 있다.
게다가, 상기 송신부와 수신부의 내부에 직렬-병렬 신호변환모듈을 포함하여 디지털제어모듈과 연결되는 제어선의 구성을 효율적으로 구현할 수 있으며, 상기 송신부의 내부에 적응형 아날로그 선형화모듈을 구비하여 고출력증폭기의 선형화를 개선함으로써 안정적으로 고품질의 신호전송을 가능하게 하는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 상기 송수신모듈에 포함되는 송신부와 수신부의 내부에 고주파신호인 RF신호와 중간주파수 신호인 IF신호를 서로 변환시키는 믹서부를 더 포함하여 전력손실과 설치비용을 저감시키는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
1, 101 : 기지국 2, 102,202 : 케이블
3 : 송수신부 4, 124,224 : 고출력증폭기
5, 128, 228 : 저잡음증폭기 10, 100, 200 : 기지국안테나장치
11, 110, 210 : 안테나소자 12, 150, 250 : 전력분배기
120, 220 : 송수신모듈 121, 221 : 송신부
122,126,222,226 : 디지털감쇄기
123,223 : 제 1 디지털위상조절기
127,227 : 제 2 디지털위상조절기
125,225 : 수신부 129,229 : 듀플렉서
130,230 : 디지털 제어모듈 140,240 : 전원공급기
160,260 : 직렬-병렬 신호변환모듈(SPC)
170,270 : 적응형 아날로그 선형화모듈(AAL)
280 : 믹서부(MIXER)

Claims (6)

  1. 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치에 있어서,
    RF신호를 송수신 하는 적어도 하나 이상의 안테나소자와;
    상기 안테나소자에 연결되어 상기 RF신호의 송신경로 및 수신경로를 형성하는 송수신모듈과;
    상기 송수신모듈에 디지털제어신호를 전송하여 상기 안테나소자에 의해 송수신되는 RF신호를 디지털제어하는 디지털제어모듈; 및
    상기 송수신 모듈과 상기 디지털제어모듈에 동작전원을 공급하는 전원공급기;를 포함하여 이루어지고,
    상기 송수신 모듈은, 상기 RF신호의 송신경로를 형성하고, 상기 송신경로에 형성되는 RF신호의 크기를 조절하는 디지털 감쇄기와 상기 송신경로에 형성된 RF신호의 위상을 조절하는 제 1 디지털 위상조절기 및 상기 송신경로에 형성된 RF신호의 전력을 증폭하는 고출력증폭기를 포함하는 송신부와; 상기 RF신호의 수신경로를 형성하고, 상기 수신경로에 형성되는 RF신호의 크기를 조절하는 디지털 감쇄기와 상기 수신경로에 형성된 RF신호의 위상을 조절하는 제 2 디지털 위상조절기 및 상기 수신경로에 형성된 RF신호의 전력을 증폭하여 노이즈를 방지하는 저잡음증폭기를 포함하는 수신부; 및 상기 송신부에 형성된 RF신호의 송신경로 및 상기 수신부에 형성된 RF신호의 수신경로로 상기 RF신호의 송신신호 및 수신신호를 분리하는 듀플렉서;로 이루어지며,
    상기 디지털제어모듈은, 상기 송신부와 상기 수신부에 포함된 각각의 디지털 위상조절기와 디지털 감쇄기를 디지털제어하여 위상과 크기를 조절함으로써 안테나 빔 패턴을 능동적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 송수신모듈에 형성된 송신경로 및 수신경로를 통하여 입출력되는 송신신호 또는 수신신호를 각각 동일한 신호별로 분배하거나 결합하는 복수개의 전력분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 송신부와 수신부는 각각,
    고주파신호인 RF신호를 중간주파수 신호인 IF신호로 변환하거나 중간주파수 신호인 IF신호를 고주파신호인 RF신호로 변환하는 믹서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 송신부는,
    상기 고출력증폭기의 선형성을 개선하기 위하여 상기 고출력증폭기에 장착되는 적응형 아날로그 선형화모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 송신부와 수신부는 각각,
    상기 디지털제어모듈과 연결되는 제어선을 줄이기 위하여 단일의 직렬제어신호가 입력되면 복수개의 병렬제어신호가 동시에 출력되는 직렬-병렬 신호변환모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송수신모듈을 내장한 기지국 안테나장치.
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