KR101314269B1 - Phase shifter for array antenna - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균등한 힘에 의해 접촉 성능을 개선하고 백 래쉬없이 안정된 구동을 가능하게 하여 특성을 개선한 안테나 위상 변위기에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 랙 기어의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언 기어; 제 1 결합패턴이 형성되어 있고 반사판에 위치 고정된 제1 위상가변 기판; 제 2 결합패턴이 형성되어 있고 상기 피니언 기어의 회전에 따라 상기 제1 결합패턴과 상기 제2 결합패턴의 결합 위치를 가변하여 위상을 가변시키는 제 2 위상가변 기판; 상기 제2 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘을 인가하여 상기 제1 위상가변 기판과 안정된 결합을 가능하게 하는 쿠션판; 및 상기 쿠션판을 지지하기 위한 고정판으로 구성되고, 쿠션판은 상기 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘이 가할 수 있는 탄성재질의 폼이나 완충판으로 이루어지고, 제1 위상가변 기판과 상기 제2 위상가변 기판의 마주하는 패턴면은 커플링 특성을 개선하기 위해 절연물질로 코팅되어 있는 것이다.The present invention relates to an antenna phase shifter having improved characteristics by improving contact performance by equal force and enabling stable driving without backlash. The device of the present invention, the pinion gear for converting the linear motion of the rack gear into rotational motion; A first phase variable substrate having a first coupling pattern formed thereon and fixed to the reflective plate; A second phase variable substrate having a second coupling pattern formed therein and varying a phase by varying a coupling position of the first coupling pattern and the second coupling pattern according to the rotation of the pinion gear; A cushion plate for applying a uniform force to the entire surface of the second phase variable substrate to enable stable coupling with the first phase variable substrate; And a fixing plate for supporting the cushion plate, wherein the cushion plate is made of an elastic foam or a buffer plate to which an even force is applied to the entire surface of the phase change substrate, and the first phase change substrate and the second plate. The opposite patterned surface of the phase change substrate is coated with an insulating material to improve coupling characteristics.
Description
본 발명은 안테나의 위상 변위기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균등한 힘에 의해 접촉 성능을 개선하고 백 래쉬없이 안정된 구동을 가능하게 하여 특성을 개선한 안테나 위상 변위기에 관한 것이다.
The present invention relates to a phase shifter of an antenna, and more particularly, to an antenna phase shifter which improves contact performance by an equal force and enables stable driving without backlash.
일반적으로, 이동통신 기지국 등에서 사용되는 안테나는 전방향성의 옴니 안테나나 지향성을 갖는 섹터 안테나로 구현될 수 있는데, 섹터 안테나는 복사소자와 반사판으로 이루어진 안테나를 지지대로 설치한 후 안테나 후방에 반사판이나 전파흡수체를 설치하여 일정 방향으로만 무선신호를 송수신할 수 있도록 되어 있다. 그리고 각 섹터 안테나는 다수의 단위 안테나가 수직으로 배열된 배열 안테나가 사용되어 빔 패턴 특성 및 지향 특성에 의하여 특정 지역에 있는 이동통신 단말기와 통신할 수 있도록 되어 있다. 예컨대, 기지국용 배열 안테나는 음영지역을 해소하기 위하여 수직방향의 빔 패턴을 틸트시킬 필요가 있는데, 안테나를 물리적으로 틸트시키지 않고 통상 위상변위기를 사용하여 전기적으로 틸트시키고 있다.In general, an antenna used in a mobile communication base station may be implemented as an omni-directional omni-directional antenna or a directional sector antenna. A sector antenna is provided with a reflector or radio behind the antenna after installing an antenna composed of a radiating element and a reflector as a support. By installing an absorber, it is possible to transmit and receive radio signals only in a certain direction. In addition, each sector antenna has an array antenna in which a plurality of unit antennas are arranged vertically to communicate with a mobile communication terminal in a specific region by beam pattern characteristics and directivity characteristics. For example, an array antenna for a base station needs to tilt a beam pattern in a vertical direction in order to solve a shadow area, but is electrically tilted using a phase shifter without physically tilting the antenna.
본 출원인에 의해 선출원되어 특허 제1016681호로 등록된 위상변위기 및 배열 안테나는 운영자의 조작에 따라 좌/우로 회전하는 스윙구동부와, 스윙구동부의 회전에 따라 급전선로의 위상을 가변하여 출력하는 위상변위기로 이루어지는데, 위상변위기는 구동력에 따라 회전되는 웜기어와, 웜기어의 회전에 의해 회전되면 회전침을 회전시켜 선로를 지나는 신호의 위상을 가변시키는 웜휠을 포함하여 웜기어로 위상을 가변시키도록 되어 있다.The phase shifter and the array antenna, which are filed by the present applicant and registered in Korean Patent No. 1016681, have a swing driver which rotates left and right according to an operator's operation, and a phase shift that outputs a variable phase of a feed line according to the rotation of the swing driver. The phase shifter is configured to change the phase of the worm gear, including a worm gear that is rotated according to a driving force, and a worm wheel that rotates the rotary needle to change the phase of a signal passing through the track when the worm gear is rotated by the rotation of the worm gear.
위상변위기에서 위상을 가변시키기 위해 마주하는 두 커플링 판의 접촉특성이 매우 중요한데, 종래에는 스프링 등을 이용하므로 커플링 단에 힘이 불균등하게 인가되어 특성이 떨어지고, 웜기어와 웜휠에 의한 구동력 전달은 백래쉬 등에 의해 정밀하지 못한 문제점이 있다. The contact characteristics of two coupling plates facing each other in order to change the phase in the phase shifter are very important. Conventionally, since the spring is used, the force is applied unevenly to the coupling stage, resulting in poor characteristics. There is a problem that is not precise due to the backlash.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 균등한 힘에 의해 접촉 성능을 개선하고, 안정된 구동을 가능하게 하여 특성을 개선한 안테나 위상변위기를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an antenna phase shifter having improved characteristics by improving contact performance and enabling stable driving by an equal force.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 랙 기어의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언 기어; 제 1 결합패턴이 형성되어 있고 반사판에 위치 고정된 제1 위상가변 기판; 제 2 결합패턴이 형성되어 있고 상기 피니언 기어의 회전에 따라 상기 제1 결합패턴과 상기 제2 결합패턴의 결합 위치를 가변하여 위상을 가변시키는 제 2 위상가변 기판; 상기 제2 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘을 인가하여 상기 제1 위상가변 기판과 안정된 결합을 가능하게 하는 쿠션판; 및 상기 쿠션판을 지지하기 위한 고정판으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the device of the present invention, the pinion gear for converting the linear motion of the rack gear into rotational motion; A first phase variable substrate having a first coupling pattern formed thereon and fixed to the reflective plate; A second phase variable substrate having a second coupling pattern formed therein and varying a phase by varying a coupling position of the first coupling pattern and the second coupling pattern according to the rotation of the pinion gear; A cushion plate for applying a uniform force to the entire surface of the second phase variable substrate to enable stable coupling with the first phase variable substrate; And a fixing plate for supporting the cushion plate.
상기 위상 변위기는 손잡이의 회전을 직선운동으로 변환하는 위상조절자와, 상기 위상조절자의 직선운동을 랙 기어로 전달하기 위한 연결판과, 상기 연결판의 직선운동에 따라 상기 피니언 기어를 회전시키기 위한 랙 기어로 구성된 구동부재에 의해 구동되고, 상기 랙 기어와 피니언 기어는 나사산이 라운드처리된 것이다.The phase shifter includes a phase adjuster for converting the rotation of the handle into a linear motion, a connecting plate for transmitting the linear motion of the phase adjuster to the rack gear, and a rotation of the pinion gear according to the linear motion of the connecting plate. Driven by a drive member comprised of a rack gear, the rack gear and pinion gear are threaded rounded.
또한 상기 쿠션판은 상기 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘이 가할 수 있는 탄성재질의 폼이나 완충판으로 이루어지고, 제1 위상가변 기판과 상기 제2 위상가변 기판의 마주하는 패턴면은 커플링 특성을 개선하기 위해 절연물질로 코팅되어 있는 것이다.
In addition, the cushion plate is made of an elastic foam or a buffer plate that can be applied evenly to the entire surface of the phase variable substrate, the pattern surface facing the first phase variable substrate and the second phase variable substrate is a coupling It is coated with insulating material to improve its properties.
본 발명에 따르면, 쿠션판에 의해 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘이 가해져 특성이 안정되고, 커플링면에 절연물질이 코팅되어 결합특성을 개선할 수 있다.According to the present invention, an even force is applied to the entire surface of the phase-variable substrate by the cushion plate to stabilize the characteristics, and an insulating material is coated on the coupling surface to improve the coupling characteristics.
도 1은 본 발명이 적용된 안테나를 전면에서 본 사시도,
도 2는 본 발명이 적용된 안테나를 배면에서 본 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 안테나의 일부 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 안테나 위상 변위기를 도시한 분리 사시도이다.1 is a perspective view of the antenna to which the present invention is applied;
2 is a perspective view of the antenna to which the present invention is applied;
3 is an enlarged view of a part of the antenna shown in FIG. 2;
4 is an exploded perspective view illustrating an antenna phase shifter according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명이 적용된 안테나를 전면에서 본 사시도이다.1 is a perspective view of the antenna to which the present invention is applied.
본 발명에 따른 위상변위기가 적용된 안테나(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 반사판(102)의 전면에 5개의 복사기(104)가 수직으로 배열되어 있고, 각 복사기(104)에 공급되는 전력은 도 2에 도시된 바와 같이 반사판(102)의 배면에 설치된 위상 변위기(120)를 통해 위상이 가변되어 급전되어 수직방향으로 빔을 형성하며, 빔의 틸트 각도는 위상조절자(106)를 통해 조절할 수 있도록 되어 있다.In the
도 2는 본 발명이 적용된 안테나를 배면에서 본 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 안테나의 일부 확대도이며, 도 4는 본 발명에 따른 안테나 위상 변위기를 도시한 분리 사시도이다.2 is a perspective view of the antenna to which the present invention is applied, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the antenna shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the antenna phase shifter according to the present invention.
본 발명에 따른 위상 변위기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 안테나 반사판(102)의 배면에 설치되어 안테나의 복사기(104)에 급전되는 신호의 위상을 가변시킬 수 있도록 되어 있는데, 본 발명의 실시예에서는 2개의 위상 변위기(120-1,120-2)가 설치되어 하나의 구동부재(110)로 위상을 가변시킬 수 있도록 되어 있다.
위상 변위기(120)를 구동하여 위상을 조절하기 위한 구동부재(110)는 위상 조절자(106)의 조작에 따라 직선방향으로 왕복운동하는 제 1 연결판(112)과, 제 1 연결판(112)에 연동되어 제 1 위상 변위기의 피니언 기어를 구동하는 제 1 랙 기어(114)와, 제 1 랙 기어(114)의 왕복운동을 전달하기 위한 제 2 연결판(116)과, 제 2 연결판(116)의 왕복운동에 연동되어 제 2 위상 변위기의 피니언 기어를 구동하는 제2 랙 기어(118)로 구성된다.The
랙 기어(114,118)와 피니언 기어(122)는 백 래쉬를 제거하기 위하여 각 나사산(114a,118a,122a)의 꼭지점이 라운딩 처리되어 있고, 안테나 설치시 위상 조절자(106)를 조절하면 조절자의 회전운동이 왕복운동으로 변환되어 제 1 연결판(112)을 상하로 왕복운동시키게 된다. 제 1 연결판(112)의 왕복운동은 랙 기어(114)를 직선운동시키고, 랙 기어(114)의 직선운동은 피니언 기어(122)를 통해 회전운동으로 변환되어 위상변위기(120-1,120-2)의 접촉각도를 가변시키게 된다.The
한편, 본 발명에 따른 위상 변위기(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 랙 기어(114)의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언 기어(122)와, 제 1 결합패턴이 형성되고 반사판(102)에 위치 고정된 제1 위상가변 기판(124-1)과, 제 2 결합패턴이 형성되고 피니언 기어(122)의 회전에 따라 제1 결합패턴과 제2 결합패턴의 결합 위치를 가변하여 위상을 가변시키는 제 2 위상가변 기판(124-2)과, 제2 위상가변 기판(124-2)의 전체면에 균등한 힘을 인가하여 제1 위상가변 기판(124-1)과 안정된 결합을 가능하게 하는 쿠션판(126)과, 쿠션판(126)을 지지하기 위한 고정판(128)으로 구성된다. Meanwhile, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the
쿠션판(126)은 위상 가변 기판들의 전체면에 균등한 힘이 가해져 특성을 개선시키기 위한 것으로서, 곡면 슬릿(126a)이 형성된 폼이나 완충판 등으로 되어 있으며, 제1 위상가변 기판(124-1)과 제2 위상가변 기판(124-2)의 마주하는 패턴면은 커플링 특성을 개선하기 위해 절연물질이 코팅되어 있고, 이에 따라 회전에 의해 패턴이 마모되지 않고 장기간 안정된 특성을 보장할 수 있다.The
피니언 기어(122)와 제 1 위상가변 기판(124-1), 제2 위상가변 기판(124-2), 쿠션판(126), 고정판(128)은 관통홀에 삽입된 회전축(미도시)을 통해 일체로 결합되며, 피니언 기어(122)의 돌기(122b)가 제 1 가변 위상기판(124-1)의 곡면 슬릿(124a)을 관통하여 제2 위상가변 기판(124-2)의 관통홀(124b)에 결합되어 피니언 기어(122)가 회전되면 곡면 슬릿(124a)의 허용범위 안에서 제2 위상가변 기판(124-2)이 회전되어 제1 위상가변 기판(124-1)과의 결합위치가 가변되도록 되어 있다.The
이러한 본 발명에 따른 위상변위기(120)는 안테나 설치시 위상 조절자(106)를 조절하면 조절자의 회전운동이 왕복운동으로 변환되어 제1 연결판(112)을 상하로 왕복운동시키게 되고, 제1 연결판(112)의 왕복운동은 랙 기어(114)를 직선운동시키며 랙 기어(114)의 직선운동은 피니언 기어(122)를 통해 회전운동으로 변환되고, 피니언 기어(122)가 회전되면 반사판(102)에 고정된 제1 위상가변 기판(124-1)의 곡면 슬릿(124a)의 허용범위 안에서 제2 위상가변 기판(124-2)이 회전되어 제1 위상기변 기판(124-1)과의 결합위치가 가변되어 복사기(104)로 급전되는 위상이 가변된다.When the phase shifter 120 according to the present invention adjusts the
이와 같이 본 발명에 따르면, 쿠션판(126)에 의해 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘이 가해져 특성이 안정되고, 커플링면에 절연물질이 코팅되어 결합특성을 개선할 수 있다.
Thus, according to the present invention, the
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
100: 안테나 102: 반사판
104: 복사기 106: 위상조절자
110: 구동부재 112,116: 연결판
114,118: 랙 기어 114a,118a,122a: 나사산
120,120-1,120-2: 위상가변기 122: 피니언 기어
122b: 돌기 124-1: 제1 위상가변 기판
124-2: 제2 위상가변 기판 124a,126a: 곡면 슬릿
126: 쿠션판 128: 고정판100: antenna 102: reflector
104: copier 106: phase adjuster
110: drive
114,118:
120,120-1,120-2: Phase shifter 122: Pinion gear
122b: protrusion 124-1: first phase variable substrate
124-2: second phase-
126: cushion plate 128: fixed plate
Claims (5)
제 1 결합패턴이 형성되어 있고 반사판에 위치 고정된 제1 위상가변 기판;
제 2 결합패턴이 형성되어 있고 상기 피니언 기어의 회전에 따라 상기 제1 결합패턴과 상기 제2 결합패턴의 결합 위치를 가변하여 위상을 가변시키는 제 2 위상가변 기판;
상기 제2 위상가변 기판의 전체면에 균등한 힘을 인가하여 상기 제1 위상가변 기판과 안정된 결합을 가능하게 하는 탄성재질의 폼이나 완충판으로 이루어진 쿠션판; 및
상기 쿠션판을 지지하기 위한 고정판으로 구성된 것을 특징으로 하는 안테나 위상 변위기.A pinion gear for converting linear motion of the rack gear into rotational motion;
A first phase variable substrate having a first coupling pattern formed thereon and fixed to the reflective plate;
A second phase variable substrate having a second coupling pattern formed therein and varying a phase by varying a coupling position of the first coupling pattern and the second coupling pattern according to the rotation of the pinion gear;
A cushion plate made of an elastic material foam or a buffer plate for applying a uniform force to the entire surface of the second phase variable substrate to enable stable coupling with the first phase variable substrate; And
An antenna phase shifter, characterized in that consisting of a fixed plate for supporting the cushion plate.
손잡이의 회전을 직선운동으로 변환하는 위상조절자와, 상기 위상조절자의 직선운동을 랙 기어로 전달하기 위한 연결판과, 상기 연결판의 직선운동에 따라 상기 피니언 기어를 회전시키기 위한 랙 기어로 구성된 구동부재에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 안테나 위상 변위기.The method of claim 1, wherein the phase shifter
A phase adjuster for converting the rotation of the handle into a linear motion, a connecting plate for transmitting the linear motion of the phase adjuster to the rack gear, and a rack gear for rotating the pinion gear according to the linear motion of the connecting plate. An antenna phase shifter, characterized in that driven by a drive member.
나사산이 라운드처리된 것을 특징으로 하는 안테나 위상 변위기.The method of claim 2, wherein the rack gear and pinion gear
An antenna phase shifter characterized in that the threads are rounded.
커플링 특성을 개선하기 위해 절연물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 위상 변위기.The patterned surface of claim 1, wherein the first phase variable substrate and the second phase variable substrate face each other.
An antenna phase shifter characterized by being coated with an insulating material to improve coupling characteristics.
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