KR101415540B1 - Antenna device capable of variable tilt by band - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대역별 가변 틸트 안테나 장치에 관한 것으로 공용 안테나, 각 대역별 위상 변위기, 입출력 포트로부터 각 변위기에 대응하는 제1듀플렉서, 각 변위기로부터 각 소자에 대응하는 제2듀플렉서를 포함한다. 여기에서, 상기 안테나는 어레이의 말단 소자 외측에 상기 변위기 중 저주파수 대역 변위기에만 접속되는 저주파수용 소자를 더 포함하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 안테나 장치의 콤팩트한 설계가 가능하며, 특히 저주파수 대역에 대한 서비스 음영지역이 해소되는 효과가 있다.The present invention relates to a band-dependent variable tilt antenna apparatus, which includes a common antenna, a phase shifter for each band, a first duplexer corresponding to each of the transmitters from an input / output port, and a second duplexer corresponding to each element from each of the transmitters . Here, the antenna further comprises a low frequency receiving element connected to the outside of the end element of the array only to the low frequency band displayer of the displayer. According to the present invention, a compact design of the antenna device is possible, and in particular, the service shadow area for the low frequency band is eliminated.

Description

대역별 가변틸트 안테나 장치 { Antenna device capable of variable tilt by band }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a variable-

본 발명은 이동 통신용 기지국에서 사용되는 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 인접한 주파수 대역에서 대역별 빔(beam) 틸트의 조절이 가능하도록 설계된 소위 가변-틸트 안테나 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device used in a base station for mobile communication, and more particularly to a so-called variable-tilt antenna device designed to adjust beam tilt for each band in an adjacent frequency band.

일반적인 광대역 안테나에는 사용 주파수 대역별로 전용의 소자 어레이가 구비되어 있으며, 예컨대 특허공개 제2006-12625호 및 제2000-10139호에 개시된 안테나 시스템에서는 하나의 변위기가 공용되어 복수의 주파수 대역에서 빔 틸트가 동일하게 형성됨에 따라, 빔 틸트에 있어서 각 대역별 특성 또는 요구가 고려되지 못하는 문제가 있다.
For example, in the antenna system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2006-12625 and 2000-10139, one displacement device is shared so that a beam tilt is generated in a plurality of frequency bands There is a problem that characteristics or demands of each band are not taken into account in beam tilting.

따라서 각 주파수 대역별로 빔 틸트를 독립적으로 가변할 수 있는 안테나 장치가 필요하게 된 것이다. 이러한 필요에 의하여 제안된 예로서, 특허공개 제2006-12625호에 개시된 안테나 시스템이 있다.
Therefore, an antenna device capable of independently varying the beam tilt for each frequency band is required. As an example suggested by this need, there is an antenna system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-12625.

도 1은 특허공개 제2006-12625호에 개시된 안테나 시스템을 편의상 간략하게 도시한 것으로, 이 시스템(1)은 두 개의 주파수 대역을 송수신하는 장치로서, 제1주파수 대역용 어레이 소자(2e)를 포함하는 제1안테나(2)와, 제2주파수 대역용 어레이 소자(3e)를 포함하는 제2안테나(3), 상기 제1안테나(2) 및 제2안테나(3)의 각 소자(2e,3e)에 각각 접속되어 대응 주파수 대역의 신호를 위상 제어하는 두 개의 변위기(4,5)로 구성되어 있다.
1 schematically shows an antenna system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-12625 for convenience. This system 1 is an apparatus for transmitting and receiving two frequency bands, and includes an array element 2e for a first frequency band A second antenna 3 including an array element 3e for a second frequency band, a first antenna 2 and a second antenna 3e of the first antenna 2 and the second antenna 3, And two phase shifters (4, 5) for phase-controlling signals of corresponding frequency bands, respectively.

상기 시스템은 대역별 제1안테나(2) 및 제2안테나(3)의 각 소자(2e,3e)를 일렬 배치하고 각 안테나(2,3)에 대응하는 변위기(4,5)로 신호의 위상을 제어하는 방법으로, 각 안테나(2,3)의 빔 틸트를 독립적 또는 개별적으로 가변할 수 있다.
The system arranges the respective elements 2e and 3e of the first antenna 2 and the second antenna 3 for each band in a row and outputs the signals to the respective displacers 4 and 5 corresponding to the antennas 2 and 3 As a method of controlling the phase, the beam tilt of each of the antennas 2 and 3 can be varied independently or individually.

그러나 이 시스템(1)은 각 주파수 대역마다 전용의 안테나(2,3) 및 어레이 소자(2e,3e)를 구비하고 있으며, 이는 간단히 말해 두 개의 전용 안테나 장치를 서로 붙여 놀은 것으로서, 안테나 시스템(1)의 규모가 상당히 커질 수밖에 없다. 그리고, 이로 인해 안테나 장치 또는 시스템의 제작 및 설치가 복잡해지고, 경제적으로도 매우 불리하게 된다.
However, the system 1 includes dedicated antennas 2 and 3 and array elements 2e and 3e for each frequency band. In short, the system 1 is equipped with two dedicated antenna devices, 1) The size of the scale is bound to increase considerably. This makes the fabrication and installation of the antenna device or the system complicated and economically very disadvantageous.

이에 하나의 안테나 장치에서 대역별 빔 틸트가 가능한 안테나 장치가 필요하게 된 것이며, 그 예가 특허공개 2006-4928호에 개시된 위상 어레이 안테나이다. 이러한 기능을 갖는 장치에서는 보통 소자 어레이(array), 위상 변위기(shifter), 듀플렉서(duplexer) 등을 이용하게 되는데, 이들을 적절히 배치함으로써 하나의 안테나 장치에서 대역별 빔 틸트가 가능해지는 효과가 있다.
Accordingly, an antenna device capable of beam tilt by each band is required in one antenna device, and an example thereof is a phased array antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-4928. In an apparatus having such a function, an element array, a phase shifter, a duplexer, or the like is usually used. By appropriately arranging these elements, it is possible to perform beam tilt for each band in one antenna apparatus.

그러나 이러한 안테나 장치에서는 사용되는 요소의 수가 많은 문제가 있으며, 특히 대역별로 서로 다른 빔 특성에 대하여 아무런 대책을 가지지 못하는 문제가 있다.
However, there is a problem in that the number of elements used in such an antenna apparatus is large, and in particular, there is a problem in that no measures are taken against different beam characteristics for each band.

도 2를 참조하여 후자의 문제를 부연하면, 구현된 빔 틸트에 있어서, 상대적으로 저주파 대역의 빔 폭(4G)이 고주파 대역의 빔 폭(3G)에 비하여 넓고, 이로 인하여 이득은 다소 떨어지게 된다. 이 경우 각 기지국 또는 안테나 장치(6) 간 저주파 대역의 빔 폭(4G)에 의한 서비스 음영지역(S)이 나타나게 되는 것이다. 이에 대한 대책으로서 이동통신용 기지국 간의 간격을 더욱 조밀하게 할 수 있겠으나, 이 경우 시설의 구축 및 관리가 복잡하고 어려워질 것은 당연한 일이다.
2, the beam width 4G of the relatively low frequency band is larger than the beam width 3G of the high frequency band in the implemented beam tilting, so that the gain is somewhat lowered. In this case, the service shadow area S due to the beam width 4G of the low frequency band between each base station or the antenna device 6 appears. As a countermeasure against this problem, it is possible to make the interval between the mobile communication base stations more compact. However, in this case, it is natural that the establishment and management of the facility becomes complicated and difficult.

본 발명은 상기한 종래의 안테나 장치 또는 시스템의 문제점을 해결하고자 제안된 것이다. 본 발명의 목적은 종래의 경우와 마찬가지로, 하나의 안테나로서 빔 틸트를 각 주파수 대역별 독립적으로 가변할 수 있도록 하는 것은 전제로 하되, 빔 특성을 보완하여 특히 저주파수 대역에 대한 서비스 음영지역이 나타나지 않도록 설계된 안테나 장치를 제공하고자 하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional antenna apparatus or system. It is an object of the present invention to provide a method of compensating for a beam characteristic so that a service shadow region for a low frequency band does not appear particularly in a case where a beam tilt can be varied independently for each frequency band, And to provide a designed antenna device.

본 발명의 가변틸트 안테나 장치는, In the variable tilt antenna apparatus of the present invention,

복수의 주파수 대역에서 송수신하는 일렬 어레이 소자를 갖는 안테나와, 각 주파수 대역마다 구비되어 대역별로 신호 위상을 제어하는 변위기를 구비하는 안테나 장치에 있어서,1. An antenna device comprising an antenna having a plurality of frequency bands and a linear array element for transmitting and receiving in a plurality of frequency bands and a displacer provided for each frequency band and controlling a signal phase for each band,

입·출력 포트 측에 구비되고 각 변위기에 접속되어, 송신신호를 대역별로 분리하여 각 변위기로 전송하는 한편, 각 변위기에서 위상 제어된 수신신호를 결합하여 상기 포트로 전송하는 제1듀플렉서; A first duplexer provided at the input / output port side and connected to each of the transmitter and demultiplexes the transmission signal for each band and transmits the resultant signal to the respective displacer,

각 소자 측에 구비되고 각 변위기에 접속되어, 각 변위기에서 대역별로 위상 제어된 송신신호를 소자로 전송하는 한편, 수신신호를 대역별로 분리하여 각 변위기에 전송하는 복수의 제2듀플렉서;A plurality of second duplexers provided on the respective device sides and connected to the respective demultiplexers, for transmitting the transmission signals phase-controlled for each band in each of the demultiplexers to the device,

를 포함하며,/ RTI >

상기 안테나는 상기 어레이의 말단 소자 외측에 상기 변위기 중 저주파수 대역 변위기에만 접속되는 저주파수용 소자를 더 포함하며, 상기 저주파수용 소자와 인접 말단 소자는 상기 저주파수 대역 변위기 측에 구비되는 전력 분배기(divider)에 각각 접속되는 것;The antenna further includes a low frequency receiving element connected to the outside of the end element of the array only to a low frequency band displayer of the transformer, and the low frequency receiving element and the adjacent end element are connected to a power distributor divider, respectively;

를 특징으로 한다.
.

바람직하게, 상기 안테나는 그 소자 어레이 중 양측 말단 소자를 제외한 가운데 소자 또는 그 일부가 상기 입·출력 포트와 제1듀플렉서 사이에 구비되는 전력 분배기에 접속되어, 상기 변위기 또는 듀플렉서를 거치지 않고 직접 입·출력 포트에 접속되도록 설계된다.
Preferably, the antenna is connected to a power divider in which an element or a part thereof is provided between the input / output port and the first duplexer, excluding both terminal elements of the element array, Designed to be connected to the output port.

본 발명의 안테나 장치에 따르면, 상기 안테나는 어레이의 말단 소자 외측에 복수 변위기 중 저주파수 대역 변위기에만 접속되는 저주파수용 소자를 더 포함한다. 이 저주파수용 소자를 이용하여, 원칙적으로 고주파수 대역에 비하여 상대적으로 빔 폭이 넓고 이득이 낮은 저주파수 대역 빔 특성을 고주파수 대역의 빔 특성과 유사하게 할 수 있다. 따라서 저주파수 대역에 대한 서비스 음영지역이 나타나지 않는 효과가 있다.
According to the antenna apparatus of the present invention, the antenna further includes a low-frequency receiving element connected to only the low-frequency band displayer of the plurality of displacers outside the terminal element of the array. By using this low-frequency receiving element, in principle, the low-frequency band beam characteristic having a relatively wide beam width and low gain can be made similar to the beam characteristic of the high-frequency band as compared with the high frequency band. Therefore, there is an effect that the service shadow region for the low frequency band is not displayed.

또한 바람직한 예에서, 상기 안테나는 그 소자 어레이 중 일부가 듀플렉서 구성을 거치지 않고 직접 입·출력 포트에 접속되도록 구성된다. 이로써 듀플렉서 기타 다른 구성을 거치는 경우에 비하여, 좀 더 콤팩트한 설계가 가능한 동시에 전력손실을 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
Also in a preferred example, the antenna is configured such that some of its element arrays are directly connected to the input / output ports without going through a duplexer configuration. As a result, compared with the case of passing through other structures such as a duplexer, a more compact design can be achieved and power loss can be effectively reduced.

도 1은 종래 안테나 시스템의 개략 구성도.
도 2는 종래 안테나 시스템의 빔 틸트 특성도.
도 3은 본 발명에 따른 안테나 장치의 구성도.
도 4는 도 3 장치의 빔 틸트 특성도.1 is a schematic block diagram of a conventional antenna system;
2 is a beam tilt characteristic diagram of a conventional antenna system.
3 is a configuration diagram of an antenna device according to the present invention.
Figure 4 is a beam tilt characteristic diagram of the Figure 3 apparatus.

이상에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명 "대역별 가변틸트 안테나 장치"(이하 '안테나 장치')의 특징과 효과들은, 이하에서 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예 기재를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 도 3에서 본 발명에 따른 안테나 장치가 부호 10으로 표시되어 있다.
The features and advantages of the present invention "band-specific variable tilt antenna device" (hereinafter referred to as "antenna device") described or not described above will become more apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. 3, the antenna device according to the present invention is indicated by the reference numeral 10.

도 3을 참조하면, 본 발명의 안테나 장치(10)는:3, the antenna device 10 of the present invention comprises:

복수의 주파수 대역에서 송수신하는 주파수 공용의 안테나(11)와, 각 주파수 대역마다 구비되어 송수신 신호의 위상을 대역별로 제어하는 두 개의 위상 변위기(12,13)을 기반으로 하며;A frequency-shared antenna 11 for transmitting and receiving signals in a plurality of frequency bands, and two phase shifters 12 and 13 provided for each frequency band and controlling the phases of the transmission and reception signals band-by-band;

안테나 입·출력 포트(16)와 상기 변위기(12,13) 사이에 접속되는 단일의 제1듀플렉서(14)와, 상기 안테나(11)와 변위기(12,13) 사이에 접속되는 복수의 제2듀플렉서(15)를 포함하여 이루어진다.
A first duplexer 14 connected between the antenna input / output port 16 and the displacers 12 and 13; a plurality of first duplexers 14 connected between the antenna 11 and the displacers 12 and 13; And a second duplexer 15.

구체적으로, 상기 안테나(11)는 두 개의 주파수 대역에서 송수신하는 복수의 일렬 어레이 소자(11a,11b,11c)를 포함한다. 상기 안테나 소자(11a,11b,11c)는 광대역 특성을 갖는 소자이며, 두 개의 주파수 대역으로서 2.1 GHz 대역(3G) 및 1.8 GHz 대역(4G)을 공용하여 신호를 송수신하는 것이다. 본 실시예에서, 이와 같이 두 개의 주파수 대역을 공용하는 것으로 설명되지만, 설계에 따라서는 그 이상 대역 수 또는 다른 대역의 공용이 가능할 것이다.
Specifically, the antenna 11 includes a plurality of linear array elements 11a, 11b, and 11c that transmit and receive in two frequency bands. The antenna elements 11a, 11b, and 11c are devices having broadband characteristics, and transmit and receive signals by sharing the 2.1 GHz band (3G) and the 1.8 GHz band (4G) as two frequency bands. In this embodiment, it is described that two frequency bands are used in common, but depending on the design, it is possible to share the number of the extra bands or other bands.

상기 변위기(12,13)는, 소위 이상기(phase shifter)라고 하는 것으로, 상기 안테나(11)가 송수신하는 신호의 위상을 제어함으로써 안테나(11)의 수직 빔 틸트를 가변하는 일반적인 수단이다. 본 발명에서 상기 변위기(12,13)는 안테나 장치(10)에서 공용하는 주파수 대역의 수만큼 구비되며, 따라서 본 실시예에서 상기 변위기(12,13)의 수는 두 개이다. 여기에서, 제1변위기(12)는 3G 전용이며 제2변위기(13)는 4G 전용이다.
The shifters 12 and 13 are so-called phase shifters and are general means for varying the vertical beam tilt of the antenna 11 by controlling the phase of a signal transmitted and received by the antenna 11. In the present invention, the number of transformers 12 and 13 is equal to the number of frequency bands commonly used in the antenna device 10, and therefore, the number of the transformers 12 and 13 is two in the present embodiment. Here, the first displacer 12 is dedicated to 3G and the second displacer 13 is dedicated to 4G.

상기 제1변위기(12)는 그 후단이 제1듀플렉서(14)를 경유하여 안테나 입·출력 포트(16) 측에 접속되는 한편, 그 전단은 각 제2듀플렉서(15)를 경유하여 각 소자(11a,11b)에 병렬로 접속된다. 마찬가지로, 상기 제2변위기(13) 역시 그 후단이 제1듀플렉서(14)를 경유하여 안테나 입·출력 포트(16) 측에 접속되는 한편, 그 전단은 각 제2듀플렉서(15)를 경유하여 각 소자(11a,11b)에 병렬로 접속된다.
The rear end of the first displacer 12 is connected to the antenna input / output port 16 via the first duplexer 14 and the front end of the first displacer 12 is connected to each element (11a, 11b). Similarly, the rear end of the second displacer 13 is also connected to the antenna input / output port 16 side via the first duplexer 14, and the front end thereof is connected to the second duplexer 15 via the second duplexer 15 And are connected in parallel to the elements 11a and 11b.

이 구조에 의하여 본 발명의 안테나 장치는, 전제로 보아, 송신신호를 1입력 다출력 방식으로 안테나(11) 측에 전송하게 되는 한편, 수신신호를 다입력 1출력 방식으로 포트(16) 측에 전송하게 된다.
According to this structure, the antenna apparatus of the present invention transmits the transmission signal to the side of the antenna 11 in a one-input multiple-output system on the premise, .

도면에 나타난 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 안테나(11)는 그 어레이 소자(11a,11b,11c) 중 양측 말단 소자(11a,11b)를 제외한 가운데 부분의 소자(11c)가 상기 포트(16)와 제1듀플렉서(14) 사이에 구비되는 전력 분배기(17)에 접속되어, 상기 변위기(12,13)나 제1듀플렉서(14) 기타 다른 요소를 거치지 않고 직접 입·출력 포트(16)에 접속되도록 설계된다.
As shown in the drawing, in the present embodiment, the antenna 11 is formed such that the element 11c in the middle portion excluding the two end elements 11a and 11b of the array elements 11a, 11b, and 11c is connected to the port 16 Output port 16 without being connected to the power distributor 17 provided between the first duplexer 14 and the first duplexer 14 and bypassing the other elements of the displacer 12 or 13 or the first duplexer 14. [ Respectively.

이러한 설계는, 실제로 어레이 안테나에서 위상 가변의 Reference('0')가 되는 중간 부분의 소자에는 전력이 가장 크게 공급되고 특별히 위상 가변의 필요도 생기지 않는다는 점에 착안한 것이며, 변위기 또는 듀플렉서 등을 배제함으로써 콤팩트한 구현이 가능해지는 한편, 구현시 중간 부분의 소자에 공급되는 전력의 손실을 크게 줄일 수 있게 되는 효과를 발견하고 완성된 것이다.
This design is based on the fact that power is supplied most to the middle part of the array antenna which is a reference ('0') of the phase variable in the array antenna, and there is no need to change the phase in particular, and a stator or duplexer It is possible to realize a compact implementation by eliminating the power consumption and to significantly reduce the loss of electric power supplied to the device in the middle part in the implementation.

상기 제1듀플렉서(14)는 하나로 구비되며, 안테나 입·출력 포트(16)와 두 개의 변위기(12,13) 사이에 배치된다. 구체적으로, 이 제1듀플렉서(14)는 그 후단이 단일로 구비된 입·출력 포트(16)에 접속되는 한편 그 전단은 각 변위기(12,13) 측에 병렬 접속된다, 그리하여 송신 기준, 입력된 신호를 3G 및 4G 신호로 분리하여 각 전용의 변위기(12 또는 13)에 전송하는 것이다.
The first duplexer 14 is provided as one unit and is disposed between the antenna input / output port 16 and the two displacers 12 and 13. [ Specifically, the first duplexer 14 is connected to the input / output port 16 provided at the rear end of the first duplexer 14, and the front end of the first duplexer 14 is connected to the sides of the respective switches 12 and 13 in parallel. And separates the input signal into 3G and 4G signals and transmits them to each dedicated converter 12 or 13.

이 구성은 안테나 장치(10)에 있어서, 수신 및 송신시 실질적인 1입력 및 1출력을 가능하게 하는 것이며, 이에 따라 안테나 장치(10)에서 각 주파수 대역마다 별도의 포트를 구비할 필요는 없게 된다.
This configuration enables substantial one-input and one-output in the antenna apparatus 10 during reception and transmission, so that it is not necessary to provide a separate port for each frequency band in the antenna apparatus 10. [

상기 제2듀플렉서(15)는 안테나 소자(11a,11b)와 변위기(12,13) 사이에 배치된다. 구체적으로, 제2듀플렉서(15)는 필요한 소자(11a,11b)에 비례하여 적정 수 구비되며 전단의 각 소자(11a,11b)와 이대일(2:1)로 접속되어 있다. 다만, 이러한 수적 대응관계가 본 발명을 한정하지는 않는다. 여기에서 각 제2듀플렉서(15)는 후단의 모든 변위기(12,13)에 접속되어 있다.
The second duplexer 15 is disposed between the antenna elements 11a and 11b and the displacers 12 and 13. Specifically, the second duplexer 15 is suitably provided in proportion to the necessary elements 11a and 11b and is connected to the elements 11a and 11b at the front end in a one-to-one relationship (2: 1). However, such a numerical correspondence relationship does not limit the present invention. Here, each second duplexer 15 is connected to all the displacers 12, 13 at the rear end.

본 발명에서, 상기 안테나(11)는 상기 어레이의 말단 소자(11a) 외측에 상기 변위기(12,13) 중 저주파수 대역 변위기(13)에만 접속되는 저주파수용 소자(11d)를 더 포함한다. 그리고, 상기 저주파수용 소자(11d)와 그 인접 말단 소자(11a)는 상기 저주파수 대역 변위기(13) 측에 구비되는 전력 분배기(17)에 각각 접속된다.
In the present invention, the antenna 11 further includes a low frequency receiving element 11d connected to only the low frequency band shifter 13 of the displacer 12, 13 outside the terminal element 11a of the array. The low frequency receiving element 11d and the adjacent end elements 11a are connected to a power distributor 17 provided on the low frequency band shifter 13 side.

일반적으로, 안테나의 물리적 간격이 동일할 때 저주파수 대역의 빔 폭(4G)이 고주파 대역의 빔 폭(3G)에 비하여 넓고, 이로 인하여 이득은 다소 떨어지게 된다. 이에 각 기지국 또는 안테나 장치 간 저주파 대역의 빔 폭(4G)에 의한 서비스 음영지역이 나타나게 되는 것이다(도 2 참조). 본 발명자는 상기한 저주파수용 소자(11d) 및 그 배치를 통하여 이 문제를 해결할 수 있음을 확인하였으며, 이는 여타의 방법이나 장치에 비하여 간편하고 효율적인 것으로 판단된다.
Generally, when the physical spacing of the antennas is the same, the beam width 4G in the low frequency band is larger than the beam width 3G in the high frequency band, and the gain is somewhat lowered. Accordingly, a service shadow area due to the beam width 4G of the low frequency band between each base station or the antenna apparatus appears (refer to FIG. 2). The present inventor has confirmed that this problem can be solved through the above-described low-frequency receiving element 11d and its arrangement, which is considered to be simple and efficient as compared with other methods and apparatuses.

이상과 같이 구성된 본 발명의 안테나 장치(10)는 신호 송수신시 아래와 같은 방법으로 동작한다.
The antenna device 10 of the present invention configured as described above operates in the following manner when transmitting and receiving signals.

동작 1: 송신Operation 1: Transmission

우선 입·출력 포트(16) 측으로부터 송신신호가 입력되면, 제1듀플렉서(14)에서 이를 수신하여 각 대역별 신호로 분리하고 각각 전용의 변위기(12,13)에 전송한다. 본 실시예에서, 이 신호는 2.1 GHz 대역(3G) 및 1.8 GHz 대역(4G)으로 분리되어 각각 전용의 제1변위기(12)와 제2변위기(13)로 전송되는 것이다.
First, when a transmission signal is input from the input / output port 16 side, the first duplexer 14 receives the transmission signal, separates the transmission signal into signals for each band, and transmits them to the dedicated shifters 12 and 13. In this embodiment, this signal is separated into the 2.1 GHz band (3G) and the 1.8 GHz band (4G) and transmitted to the dedicated first and second displacers 12 and 13, respectively.

분리된 각 대역의 신호는 전용의 변위기(12,13)에서 위상이 제어된다. 이와 같이 위상이 제어된 각 신호는 각 변위기(12,13)에 접속된 제2듀플렉서(15)를 통하여 신호 결합된 다음. 안테나의 각 소자(11a,11b)에 전송되고 전파로서 방사되는 것이다. 이때 송신신호는 주파수 대역마다 각 전용의 변위기(12,13)에서 독립적으로 위상이 제어되어 있기 때문에, 주파수 대역마다 원하는 빔 틸트를 얻을 수가 있는 것이다.
The signals of the separated bands are phase-controlled in the dedicated shifters 12 and 13. Each phase-controlled signal is signal-coupled through a second duplexer 15 connected to each of the capacitors 12 and 13. Is transmitted to each of the elements 11a and 11b of the antenna and is radiated as a radio wave. At this time, since the phase of the transmission signal is independently controlled in each of the dedicated transformers 12 and 13 in each frequency band, desired beam tilt can be obtained for each frequency band.

한편, 안테나 어레이 중 소자 11c는 이상 설명한 변위기(12,13) 및 듀플렉서(14,15)에 상관없이 포트(16)에 연결되어 있으며, 소자 11d는 제2듀플렉서(15)에 상관없이 저주파수 대역을 위한 제2변위기(13)에 연결되어 있다. 이로 인하여, 저주파수 대역에서 이득이 떨어지는 점을 보완할 수 있으며, 대역별 빔 폭 및 이득을 고주파수 대역을 기준으로 대역마다 유사하게 함으로써 서비스 음영지역(도 2의 A 부분)을 대부분 해소할 수 있게 되는 것이다.
The element 11c of the antenna array is connected to the port 16 irrespective of the above described displacers 12 and 13 and the duplexers 14 and 15. The element 11d is connected to the low frequency band 15 regardless of the second duplexer 15. [ To the second displacer 13 for the first time. This makes it possible to compensate for the drop in gain in the low frequency band. By making the beam width and gain for each band similar for each band based on the high frequency band, it is possible to eliminate most of the service shadow region (portion A in FIG. 2) will be.

도 4는 본 발명의 안테나 장치(10)을 이용하고, 송신신호 2.1 GHz 대역(3G) 및 1.8 GHz 대역(4G)으로 하여 대역별로 가변 수행한 경우의 빔 틸트를 예시한다. 이 도면에서, 본 발명의 안테나 장치(10)에서 각 주파수 대역마다 틸트가 독립적으로 제어 및 가변될 수 있음을 알 수 있으며 특히, 각 대역별 빔 폭 및 이득이 고주파수 대역(3G)을 기준으로 대역마다 유사하게 구현됨을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 이 빔 특성은 저주파수 대역의 서비스 음영지역을 대부분 해소할 수 있게 되는 효과가 있다.
FIG. 4 illustrates a beam tilt when the antenna device 10 of the present invention is used and the transmission signal is varied for each band in the 2.1 GHz band (3G) and the 1.8 GHz band (4G). In this figure, it can be seen that the tilt can be independently controlled and varied in each frequency band in the antenna device 10 of the present invention. In particular, it can be seen that the beam width and gain for each band are in a band As shown in FIG. As described above, this beam characteristic has an effect that most of the service shadow regions in the low frequency band can be eliminated.

동작 1: 수신Action 1: Receive

당연하게, 수신신호는 상기 송신신호와 역으로 처리될 것이다. 먼저, 안테나 소자(11a-11d)에 수신된 신호는 각 소자(11a,11b)에 접속된 제2듀플렉서(15)를 통하여 신호 분리된 다음, 각 주파수 대역별 전용의 변위기(12,13)로 전송된다. 그리고, 분리된 각 대역의 신호는 개별적으로 전용 변위기(12,13)에서 위상 제어된다.
Naturally, the received signal will be processed inversely to the transmitted signal. First, signals received by the antenna elements 11a-11d are separated by a second duplexer 15 connected to each of the elements 11a and 11b. Then, signals are demultiplexed by dedicated demodulators 12 and 13 for the respective frequency bands, Lt; / RTI > The separated signals of the respective bands are individually phase-controlled by the dedicated displacers 12, 13.

이와 같이 위상이 제어된 각 신호는 단일의 제1듀플렉서(14)를 통하여 신호 결합된 다음, 하나의 포트(16)을 통하여 수신되는 것이다. 물론 그 외의 다른 소자(11c,11d)는 경로를 달리하지만, 역시 하나의 포트(16)을 통하게 되는 것이다.
Each phase-controlled signal is signal-coupled through a single first duplexer 14 and then received through one port 16. Of course, the other elements 11c and 11d have different paths, but also pass through one port 16.

10. 안테나 장치
11. 안테나 11a-11d. 소자
12,13. 변위기 14. 제1듀플렉서
15. 제2듀플렉서 16. 입·출력 포트
17. 전력 분배기10. Antenna device
11. Antennas 11a-11d. device
12,13. The first duplexer
15. Second duplexer 16. Input / output port
17. Power distributor

Claims (5)

복수의 주파수 대역에서 송수신하는 일렬 어레이 소자(11a-11c)를 갖는 안테나(11)와, 각 주파수 대역마다 구비되어 대역별로 신호 위상을 제어하는 변위기(12,13)를 구비하는 안테나 장치에 있어서,
입·출력 포트(16) 측에 구비되고 각 변위기(12,13)에 접속되어, 송신신호를 대역별로 분리하여 각 변위기(12,13)로 전송하는 한편, 각 변위기(12,13)에서 위상 제어된 수신신호를 결합하여 상기 포트(16)로 전송하는 제1듀플렉서(14)와; 각 소자 측에 구비되고 각 변위기에 접속되어, 각 변위기(12,13)에서 대역별로 위상 제어된 송신신호를 소자로 전송하는 한편, 수신신호를 대역별로 분리하여 각 변위기에 전송하는 복수의 제2듀플렉서(15)를 포함하며,
상기 안테나(11)는 어레이의 말단 소자(11a) 외측에 상기 변위기 중 저주파수 대역 변위기(13)에만 접속되는 저주파수용 소자(11d)를 더 포함하며, 상기 저주파수용 소자와 인접 말단 소자(11a)는 상기 저주파수 대역 변위기(13) 측에 구비되는 전력 분배기(17)에 각각 접속되는 것;
을 특징으로 하는 대역별 가변틸트 안테나 장치.
An antenna apparatus comprising an antenna (11) having a plurality of array elements (11a-11c) transmitting and receiving in a plurality of frequency bands, and a plurality of shifters (12, 13) ,
Output ports 16 and are connected to the respective shifters 12 and 13 to separate the transmission signals for each band and transmit the divided signals to the respective shifters 12 and 13 while the respective shifters 12 and 13 A first duplexer 14 for combining the phase-controlled received signals at the port 16 and transmitting the combined signals to the port 16; A plurality of transmitters, each of which is provided on each device side and is connected to each of the transmitters, for transmitting the transmit signals phase-controlled on a band-by-band basis to the respective transmitters 12 and 13, And a second duplexer 15,
The antenna 11 further includes a low frequency receiving element 11d connected to only the low frequency band shifter 13 among the shifters outside the terminal element 11a of the array and the low frequency receiving element and the adjacent end elements 11a Are respectively connected to a power divider (17) provided on the side of the low frequency band shifter (13);
Band variable antenna according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 안테나(11)는:
소자 어레이 중 양측 말단 소자(11a)를 제외한 가운데 소자(11c) 또는 그 일부가 상기 포트(16)와 제1듀플렉서(14) 사이에 구비되는 전력 분배기(17)에 접속되어, 상기 변위기(12,13) 또는 듀플렉서(14,15)를 거치지 않고 직접 상기 포트(16)에 접속되는 것;
을 특징으로 하는 대역별 가변틸트 안테나 장치.
The method according to claim 1,
The antenna 11 comprises:
The element 11c or a part thereof is connected to the power distributor 17 provided between the port 16 and the first duplexer 14 except for both end elements 11a of the element array, , 13) or directly to the port (16) without going through the duplexer (14, 15);
Band variable antenna according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 복수의 주파수 대역은 2.1 GHz 대역(3G) 및 1.8 GHz 대역(4G)인 것을 특징으로 하는 대역별 가변틸트 안테나 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of frequency bands are 2.1 GHz band (3G) and 1.8 GHz band (4G).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 입·출력 포트(16)는 단일로 구비되어 단일의 제1듀플렉서(14)에 접속되는 것을 특징으로 하는 대역별 가변틸트 안테나 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the input / output port (16) is provided as a single unit and is connected to a single first duplexer (14).
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