KR101387778B1 - 안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나 - Google Patents

안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나 Download PDF

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Abstract

안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나가 개시된다. 개시된 안테나 틸팅 장치는, 기판; 상기 기판과 동일 평면에 형성되는 원형 기판; 상기 원형 기판에 복수개가 배열되는 압전 소자; 상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈; 상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전판을 포함하되, 상기 회전판은 페이즈 시프터의 아암과 결합되어 상기 페이즈 시프터의 아암을 움직인다. 개시된 장치에 의하면, 안테나 틸팅 장치가 소형으로 제작될 수 있으며, 반사판으로의 영향이 최소화될 수 있고, 페이즈시프터와 그 구조가 일체화될 수 있는 장점이 있다.

Description

안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나{Antenna Tilting Device and Base Station Antenna Including the Same}
본 발명의 실시예들은 기지국 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안테나 틸팅 장치가 내장된 기지국 안테나에 관한 것이다.
근래에 들어, 이동통신 기술은 급속히 발전하고 있으며 이동통신 기술의 발전에 따라 통신 서비스를 제공하는 기지국 장치 역시 급속히 발전하고 있다. 기지국 장치는 해당 기지국 셀 커버 영역에 있는 단말들과 통신하며, 단말들간의 통신을 중계 또는 제어하는 기능을 한다.
이러한 기지국 장치에는 기지국 안테나가 구비되며, 기지국 안테나는 주다로 높은 빌딩이나 첨탑과 같은 고지대에 설치된다. 기지국 안테나는 인접 기지국과의 간섭을 줄이고 단말들과의 원활한 통신을 위해 틸팅을 수행한다.
안테나의 틸팅은 기구적 틸팅 및 전기적 틸팅으로 구분되는데, 기구적 틸팅은 섹터간 중첩 영역을 확대시켜 소프트 핸드오프의 발생을 증가시키는 단점이 있으며, 이로 인해 주파수 자원의 손실 및 기지국 내 핸드오프 처리 부하가 증대된다.
또한, 기구적 틸팅은 정밀한 망 최적화 작업이 용이하지 않고 유지 보수 비용 및 작업자의 사고 위험 등의 문제가 존재한다. 이러한 문제점으로 인해 근래에는 위상 배열 기술을 적용하여 안테나의 지향각을 전기적으로 틸팅하는 기술이 주로 사용되고 있다.
안테나의 전기적 틸팅은 위상 배열 안테나의 각 방사체로 입력되는 급전 신호의 위상을 조절하여 안테나의 전체적인 빔 패턴을 조절한다. 급전 신호의 위상을 조절하기 위해 페이즈 시프터란 장치가 사용되며, 페이즈 시프터는 급전 신호가 각 방사체로 제공되는 신호 경로의 전기적 길이를 변화시켜 각 방사체로 제공되는 신호의 위상을 조절한다.
이러한 페이즈 시프터는 신호 경로의 전기적 길이 변화를 위해 회전 동작을 수행하는 암을 구비하는 것이 일반적이며, 이러한 암의 회전 동작에 의해 신호 경로의 길이가 조절된다.
물론, 회전하는 암이 아닌 다른 구조에 의해 신호 경로의 전기적 길이를 조절하는 다양한 구조의 페이즈 시프터가 존재하나, 어떠한 구조의 페이즈 시프터건 구조적 변형을 통해 전기적 길이를 변화시키므로 구조적 변형을 제공하기 위한 모터를 필요로 한다. 페이즈 시프터 구동을 위한 모터는 안테나 내에 내장된다.
도 1은 종래의 일반적인 기지국 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나는 상부 커버(100), 하부 커버(102), 다수의 방사체(104), 페이즈 시프터(106), 모터(108), 모터 축(110), RF 커넥터(112), 통신 커넥터(114), 인쇄회로기판(116) 및 반사판(118)을 포함한다.
상부 커버(100) 및 하부 커버(102)는 안테나의 상부 및 하부를 덮는 기능을 하며, 유전체 재질로 이루어진다. 안테나의 하부 커버(102)에는 RF 커넥터(112) 및 통신 커넥터(114)와 같은 커넥터들이 결합된다.
RF 커넥터(112)를 통해 제공되는 신호는 방사체(104)에 제공되며 통신 커넥터(114)를 통해 제공되는 신호는 인쇄회로기판(116)에 형성된 회로 모듈에 제공된다.
다수의 방사체(104)는 배열 구조를 가지며, 페이즈 시프터(106)는 각 방사체로 제공되는 신호의 위상을 조절한다. 페이즈 시프터(106)는 모터(108)의 축(110)과 결합되며 모터(108)를 통해 회전력을 제공받아 그 구조를 변경시키며, 구조 변경에 의해 신호의 위상이 조절된다.
방사체(104), 페이즈 시프터(106) 및 모터(108)는 반사판(118)에 결합되며, 반사판(118)은 평판 형태의 금속으로 방사체의 빔 신호를 반사한다.
위와 같은 구조를 가지는 종래의 기지국 안테나는 모터 및 모터를 제어하고 기지국과의 통신을 위한 회로 모듈이 형성된 인쇄회로기판(116)이 반사판에 고정되므로 반사판에 진동이 발생하고 소음이 유발되며 큰 공간을 차지하는 문제점이 있었다.
또한, 인쇄회로기판과 모터는 비교적 큰 공간을 차지하여 안테나의 사이즈를 증가시키는 주요한 요인으로 작용하며 제조 시 비용이 증가의 주요한 원인으로 작용하기도 한다.
본 발명에서는 소형으로 제작될 수 있는 안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나를 제안한다.
또한, 본 발명은 반사판으로의 영향이 최소화될 수 있는 안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나를 제안한다.
또한, 본 발명은 페이즈시프터와 그 구조가 일체화될 수 있는 안테나 틸팅 장치 및 이를 포함하는 기지국 안테나를 제안한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판과 동일 평면에 형성되는 원형 기판; 상기 원형 기판에 복수개가 배열되는 압전 소자; 상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈; 상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전판을 포함하되, 상기 회전판은 페이즈 시프터의 아암과 결합되어 상기 페이즈 시프터의 아암을 움직이는 안테나 틸팅 장치가 제공된다.
상기 기판은 커넥터들이 결합되는 안테나의 하부 커버에 결합되는 안테나 틸팅 장치가 제공된다.
상기 기판은 상기 하부 커버에 결합되도록 상기 하부 커버와 동일한 형태를 가지는 것이 바람직하다.
상기 안테나 틸팅 장치는 상기 원형 기판과 상기 기판을 결합하기 위한 적어도 하나의 연결 부재를 더 포함한다.
상기 연결 부재에는 상기 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 회로 패턴이 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판; 상기 기판에 복수개가 원형으로 배열되는 압전 소자; 상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈; 상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전판을 포함하되, 상기 회전판은 페이즈 시프터의 아암과 결합되어 상기 페이즈 시프터의 아암을 움직이는 안테나 틸팅 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 페이즈 시프터 바디; 상기 페이즈 시프터 바디와 결합되는 기판; 상기 기판과 동일 평면에 형성되는 원형 기판; 상기 원형 기판에 복수개가 배열되는 압전 소자; 상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈; 상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전 부재; 및 상기 회전 부재와 결합되어 회전하는 페이즈 시프터 아암을 포함하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 페이즈 시프터 바디; 상기 페이즈 시프터 바디와 결합되는 기판; 상기 기판에 복수개가 원형으로 배열되는 압전 소자; 상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈; 상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전 부재; 및 상기 회전 부재와 결합되어 회전하는 페이즈 시프터 아암을 포함하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 안테나 틸팅 장치가 소형으로 제작될 수 있으며, 반사판으로의 영향이 최소화될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 페이즈시프터와 그 구조가 일체화될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 기지국 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 기지국 안테나의 하우징 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 모터의 개념적 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치의 상세 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 모터 고정자의 분해 사시도를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치가 형성되는 하부 커버 영역의 단면도를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치의 구조를 도시한 분해사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치에서 페이즈 시프터 바디와 기판을 분리한 분해 사시도를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치의 기판 구조를 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 기지국 안테나의 하우징 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 기지국 안테나의 하우징은 레이돔(200), 상부 커버(210) 및 하부 커버(220)를 포함한다. 레이돔(200)은 긴 돔 형태를 가지며 반사판 등은 레이돔(200)에 결합되어 고정된다.
레이돔(200)의 상부 및 하부는 개방 상태이며, 개방된 부분에 상부 커버(210) 및 하부 커버(220)가 결합된다. 상부 커버(210) 및 하부 커버(220)는 본딩 등과 같은 다양한 결합 방식을 통해 레이돔(200)에 결합될 수 있다.
두 개의 커버(210, 220) 중 하부 커버(220)에는 RF 커넥터 및 통신 커넥터와 같은 다양한 종류의 커넥터가 결합된다.
레이돔(200), 상부 커버(210) 및 하부 커버(220)는 모두 유전체 재질로 이루어지며, 동일 재질로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 틸딩 장치는 하부 커버(220)에 결합되어 구현되며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치는 기판(300), 압전 소자 모터(302) 및 제어 회로 모듈(304)을 포함한다.
기판(300)은 유전체 재질로 이루어지며, 일례로 범용적으로 사용되는 인쇄회로기판이 이용될 수 있다. 기판(300)은 기지국 안테나 내부에서 하부 커버(220)와 결합되며, 기판(300)의 형태는 하부 커버(220)의 형태에 상응할 수 있다.
하부 커버(220)에는 커넥터 삽입을 위한 다수의 커넥터 홀(250)이 형성되는데, 기판(300)에는 하부 커버(220)의 커넥터 홀(250)에 대응되는 커넥터 홀(350)이 형성된다.
커넥터들은 하부 커버(220) 및 기판(300)에 형성된 커넥터 홀(250, 350)을 관통하여 안테나 내부로 삽입된다.
기판(300)에는 압전 소자 모터(302) 및 제어 회로 모듈(304)이 형성되며, 압전 소자 모터(302)는 기판상에 형성되어 종래의 기지국 안테나와는 구별된다. 종래의 기지국 안테나는 일반적인 스텝 모터를 이용하며 모터가 반사판에 결합되고, 모터의 결합 시 모터를 수용하기 위한 별도의 공간을 필요로 하였다.
그러나, 본 발명에서 제안하는 안테나는 기판(300)상에 압전 소자를 이용한 모터(302)를 형성하므로 모터를 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않으며 모터가 반사판에 결합될 필요도 없다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 모터의 개념적 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 모터는 고정자(302a, Stator) 및 회전판(302b)을 포함한다. 고정자(302a)는 회전판(302b)을 회전시키기 위한 회전력을 제공한다.
고정자(302a)는 다수의 압전 소자를 포함하며, 압전 소자에는 전압이 인가된다. 압전 소자에 전압이 인가되면 기계적 변형이 발생하며, 이러한 압전 소자의 기계적 변형으로 인해 회전판(302b)에 회전력이 인가된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압전 소자의 기계적 변형으로 인해 일종의 트래블링 웨이브(Traveling Wave) 형태의 회전력이 회전판(302b) 에 인가되며 회전판(302b)은 인가된 회전력에 응답하여 회전한다.
압전 소자의 기계적 변형에 따라 회전이 이루어지는 원리는 이미 공지된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 본 발명은 이를 기판(300)에 적용하도록 한다.
회전판(302b)은 페이즈 시프터의 회전축(360)과 결합되며, 고정자(302a)의 회전 동작은 페이즈 시프터의 회전축을 회전시켜 방사체들로 급전되는 신호의 위상 가변이 이루어지도록 한다. 연동되는 페이스 시프터가 회전 방식에 의해 위상 가변을 수행하지 않을 경우 회전 동작을 다른 동작으로 변환하는 기어가 페이즈 시프터와 회전판(302a) 사이에 구비될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
즉, 본 발명의 모터는 기판상에 고정자(302a)가 형성되고 고정자(302a)에 회전자(302b)가 결합되어 모터로 기능하며 이러한 구조로 인해 모터가 실질적으로 기판상에 형성되어 반사판과는 무관하게 동작하는 것이 가능하다. 특히, 하부 커버의 내면 공간은 기존에는 전혀 사용되지 않았던 공간으로 안테나의 공간 사용 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
제어 회로 모듈(304)은 기판(300)상에 형성되며, 외부로부터 전송되는 제어 신호를 수신하고, 제어 신호에 따라 압전 소자 모터(302)의 동작을 제어하는 기능을 한다.
제어 회로 모듈(304)은 통신 커넥터(352)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있으며, 외부로부터 제공되는 제어 신호를 분석하여 압전 소자 모터(302)의 회전 동작을 제어한다. 제어 회로 모듈(304)에는 압전 소자 모터(302)의 압전 소자들에 전압을 인가하기 위한 회로 모듈이 포함된다.
물론, 제어 회로 모듈(304)이 도 3에 도시된 것과 같이 유선으로 제어 신호를 수신하지 않고 무선으로 제어 신호를 수신할 수도 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
본 발명의 안테나 틸팅 장치가 적용되는 기지국 안테나에는 RF 커넥터(350) 및 통신 커넥터(352)가 사용될 수 있으며, RF 커넥터(350)를 통해 안테나 급전을 위한 RF 신호가 제공되며, 통신 커넥터(352)를 통해 안테나 틸팅 장치의 제어를 위한 신호가 제공된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 안테나 틸팅 장치를 위한 고정자(302a)는 원형 기판(500) 및 다수의 압전 소자(502)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 고정자(302a) 위에는 회전판(302b)이 놓여지는데, 도 5에는 본 발명의 고정자(302a)를 명확히 파악할 수 있도록 회전판(302b)이 제거된 구조가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원형 기판(500)는 중앙에 홀이 형성된 링 구조를 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 원형 기판(500)에는 다수의 압전 소자들(502)이 원형으로 배열된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 모터 고정자의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기판상에 압전 소자(502)가 고정되며, 압전 소자 위에 회전판(302b)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 원형 기판(500)이 본 발명의 안테나 틸팅 장치의 기판(300)과 고정 되도록 다수의 연결 부재(510)가 사용된다. 연결 부재(510)는 기판(300) 및 원형 기판(500)과 동일한 재질인 것이 바람직하다.
다수의 압전 소자들(502)에 전압을 인가하기 위한 회로 패턴이 원형 기판에 형성되며, 이러한 회로 패턴은 제어 회로 모듈(304)에 연결되기 위해 연결 부재(510)의 공간을 이용한다.
도 5에는 4개의 연결 부재(510)가 도시되어 있으나, 연결 부재(510)의 수는 필요에 따라 변경될 수 있을 것이다. 물론 필요에 따라 원형 기판(500)이 구비되지 않고 기판(300)상에 다수의 압전 소자들(502)이 형성되는 것으로 본 발명의 고정자가 구현될 수도 있을 것이다.
각 압전 소자(502)마다 전압 인가를 위한 회로 패턴이 결합되며 이러한 회로 패턴들에 전압 인가를 위한 제어 신호가 제어 회로 모듈(304)로부터 제공된다. 이러한 압전 소자(502)는 일례로 세라믹 소자일 수 있으며, 전압이 인가될 때 그 형상이 변형된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치가 형성되는 하부 커버 영역의 단면도를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 안테나 틸팅 장치의 바디 기능을 하는 기판(300)은 하부 커버(220)에 밀착된다. 전술한 바와 같이, 본딩 방식이 이용될 수 있으며, 이외에도 나사 결합, 끼움 결합 등 다양한 결합 방식이 이용될 수 있다.
하부 커버(220)에는 RF 커넥터(350) 및 통신 커넥터(352)가 결합되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(300)에는 RF 커넥터(350) 및 통신 커넥터(352)가 삽입되기 위한 홀이 형성된다.
RF 커넥터(350)는 급전 신호를 방사체에 제공하기 위한 커넥터이다. RF 커넥터는 RF 케이블(700)과 결합되며, RF 케이블(700)을 통해 급전 신호가 방사체에 제공된다. RF 케이블(700)은 페이즈 시프터와 결합되며, 급전 신호는 페이즈 시프터를 통해 위상이 조절되어 방사체에 제공된다. RF 케이블(700)은 일례로 동축 케이블일 수 있으며, 동축 케이블의 내심은 페이즈 시프터의 신호 패턴과 결합되고 내심은 페이즈 시프터의 접지 패턴과 결합된다.
통신 커넥터(352)는 안테나 틸팅을 제어하기 위한 제어 신호 및 틸팅 제어를 위한 전원을 제공하기 위한 커넥터이다. 통신 커넥터(352)와 결합되는 케이블은 제어 회로 모듈(304)과 연결된다. 원격지의 컨트롤 센터로부터 제공되는 제어 신호는 통신 커넥터(352)와 결합된 케이블을 통해 제어 회로 모듈(304)에 제공된다. 하부 커버(220)에는 케이블을 기판(300)상의 제어 회로 모듈(304)에 연결하기 위한 홀이 형성될 수 있다.
기판(300)과 별개로 형성되는 원형 기판 위에 다수의 압전 소자(502)가 형성되며, 압전 소자(502) 위에 회전판(302b)이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 회전판(302b) 은 압전 세라믹의 기계적 변형에 따라 회전한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치의 구조를 도시한 분해사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치는 기판(800), 제어 회로 모듈(802), 원형 기판(804), 연결 부재(806), 압전 소자(808), 회전 부재(810), 페이즈 시프터 아암(812) 및 페이즈 시프터 바디(814)를 포함할 수 있다.
도 8에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 가변을 위한 틸딩 장치는 아암(812) 및 바디(814)로 이루어지는 페이즈 시프터와 일체형으로 결합되는 것을 확인할 수 있다.
기판(800)은 페이즈 시프터 바디(814)와 동일한 형상을 가지는 것이 바람직하다. 도 8에서, 페이즈 시프터 바디(814)가 원형이므로, 원형을 가지는 기판(800)이 도시되어 있다. 기판에는 제어 회로 모듈(802)과 원형 기판 및 압전 소자(808)로 이루어지는 고정자가 형성된다.
기판(800)은 페이즈 시프터 바디(814)와 결합되며, 나사 결합 등과 같은 다양한 결합 방식이 이용될 수 있다.
원형 기판(804)은 기판(800)과 동일 평면에 형성되며, 중앙에 홀이 형성된 링 형태를 가질 수 있다. 원형 기판에는 다수의 압전 소자(808)들이 원형으로 배열된다.
기판(800)상에 형성되는 제어 회로 모듈(802)은 외부로부터의 제어 신호에 응답하여 압전 소자들(808)에 전압을 인가한다.
연결 부재(806)는 원형 기판(804)과 기판(800)을 연결하며, 연결 부재(806)에는 압전 소자들(808)에 전압을 인가하기 위한 회로 패턴들이 형성된다.
회전 부재(810)는 회전축(810a) 및 회전판(810b)을 가지며, 회전축은 원형 기판(804)에 형성된 홀을 관통한다. 원형 기판(804)에 형성된 홀을 관통하는 회전축은 페이즈 시프터의 아암(812)과 결합되어 페이즈 시프터 아암(812)을 회전시킨다.
본 발명은 압전 소자를 이용하여 페이즈 시프터 회전을 위한 모터를 구현하므로, 기판을 페이즈 시프터 바디(814)에 결합시키는 것만으로 안테나 틸팅을 가능하도록 한다.
한편, 도 8에 도시된 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치에서도 원형 기판이 별도로 구비되지 않고 압전 소자가 기판(800)에 원형으로 배열될 수도 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치에서 페이즈 시프터 바디와 기판을 분리한 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 9에는 점선으로 신호 패턴이 도시되어 있는데, 이는 점선으로 표시된 신호 패턴이 페이즈 시프터 아암이 결합되는 페이즈 시프터 바디의 후면에 형성된다는 점을 표시하기 위한 것이다. 즉, 도 9에 도시된 페이즈 시프터 바디의 반대면에 점선으로 표시된 신호 패턴이 형성되는 것이다.
페이즈 시프터에는 입력 신호 패턴(900), 출력 신호 패턴(902, 904) 및 위상 가변 선로 패턴(906)이 형성된다. 페이즈 시프터 아암(812)에도 신호 패턴이 형성되며 신호 패턴으로 인가된 신호가 커플링을 통해 위상 가변 선로 패턴(906)에 제공된다.
페이즈 시프터 아암(812)에 위치에 따라 출력되는 신호가 경유하는 신호 라인의 길이가 달라지면서 위상 가변이 이루어진다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치의 기판 구조를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예와 비교할 때 기판에는 접지 라인(1000)이 추가적으로 형성되며, 페이즈 시프터의 접지(1200)와 기판에 형성된 접지 라인(1000)을 전기적으로 연결 시키기 위한 접속 부재(1100)가 추가적으로 형성된다.
접속 부재(1100)는 페이즈 시프터의 접지(1200)와 전기적으로 결합되며, 기판을 관통하여 기판에 형성된 접지 라인(1000)과 전기적으로 연결된다. 접지 라인(1000)은 서지 전류를 접지로 바이패스시키기 위한 소자로 사용될 수 있다.
일반적인 페이즈 시프터에는 이러한 서지 전류를 위한 접지가 별도로 형성되나, 본 발명의 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치는 안테나 틸팅을 위한 기판을 활용한다.
기판에 서지 전류를 위한 접지 라인(1000)을 형성하므로 페이즈 시프터에 별도로 서지 전류를 위한 접지를 형성하지 않아도 된다. 즉, 기왕에 구비되는 기판을 이용하여 페이즈 시프터의 구조를 단순화할 수 있는 것이다.
서지 전류를 위한 접지 라인(1000) 뿐만 아니라 필터링을 위한 회로 패턴 역시 기판상에 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 틸팅 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 도 10에 도시된 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치같이 기판에 서지 전류 억제 또는 필터링을 위한 회로 패턴(1500)이 추가적으로 형성될 수 있다.
이러한 회로 패턴(1500)은 커넥터와 연결되는 RF 케이블(1600)과 결합되고, 회로 패턴(1500)과 결합되며, 페이즈 시프터와 연결되는 RF 케이블(1700)이 구비된다. 회로 패턴(1500)은 필요에 따라 RF 케이블(1200)의 신호선 또는 접지와 결합되어 서지 전류 억제 또는 필터링 기능을 수행한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판과 동일 평면에 형성되는 원형 기판;
    상기 원형 기판에 복수개가 배열되는 압전 소자;
    상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈;
    상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전판을 포함하되,
    상기 회전판은 페이즈 시프터의 아암과 결합되어 상기 페이즈 시프터의 아암을 움직이는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 커넥터들이 결합되는 안테나의 하부 커버에 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 상기 하부 커버에 결합되도록 상기 하부 커버와 동일한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원형 기판과 상기 기판을 결합하기 위한 적어도 하나의 연결 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결 부재에는 상기 압전 소자에 전압을 인가하기 위한 회로 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  6. 기판;
    상기 기판에 복수개가 원형으로 배열되는 압전 소자;
    상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈;
    상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전판을 포함하되,
    상기 회전판은 페이즈 시프터의 아암과 결합되어 상기 페이즈 시프터의 아암을 움직이는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 커넥터들이 결합되는 안테나의 하부 커버에 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 상기 하부 커버에 결합되도록 상기 하부 커버와 동일한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 틸팅 장치.
  9. 페이즈 시프터 바디;
    상기 페이즈 시프터 바디와 결합되는 기판;
    상기 기판과 동일 평면에 형성되는 원형 기판;
    상기 원형 기판에 복수개가 배열되는 압전 소자;
    상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈;
    상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전 부재; 및
    상기 회전 부재와 결합되어 회전하는 페이즈 시프터 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원형 기판에는 상기 회전 부재의 회전축이 관통하여 상기 페이즈 시프터 아암과 결합되기 위한 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치.
  11. 페이즈 시프터 바디;
    상기 페이즈 시프터 바디와 결합되는 기판;
    상기 기판에 복수개가 원형으로 배열되는 압전 소자;
    상기 압전 소자들 각각에 전압을 인가하며 상기 기판상에 형성되는 제어 회로 모듈;
    상기 압전 소자의 기계적 변형에 상응하여 회전하는 회전 부재; 및
    상기 회전 부재와 결합되어 회전하는 페이즈 시프터 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치.
  12. 제1항, 제6항, 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판에 형성되며 상기 페이즈 시프터의 접지와 전기적을 결합되어 소정의 길이를 갖는 서지 전류 패턴 및 상기 기판 상에 형성되며 신호의 필터링을 위한 필터링 패턴 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 페이즈 시프터 일체형 안테나 틸팅 장치.
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