KR101517773B1

KR101517773B1 - 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템

Info

Publication number: KR101517773B1
Application number: KR1020130082956A
Authority: KR
Inventors: 박진영
Original assignee: 주식회사 굿텔
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2015-05-07
Also published as: KR20150008690A

Abstract

본 발명은 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템에 관한 것으로, 동일 크기 내에서 급전 간격의 조정을 통하여 이득을 높이기 위한 것이다. 본 발명은 띠 형상의 기판, 기판의 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 있는 기판의 가장자리에 배치되는 접점부, 접점부를 중심으로 기판의 전후면에 대칭되게 배치되는 방사소자모듈들을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나 및 이를 포함하는 시스템을 제공한다.

Description

이중편파 다이폴 안테나 및 시스템{Dual Polarization Dipole Antenna and System including the same}

본 발명은 기지국 및 이동통신 중계기에 사용되는 전파 송수신 장치인 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전파 특성이 개선된 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템에 관한 것이다.

개인 휴대전화의 보편화와 스마트폰 및 타블렛 PC의 보급 증가로 통화 및 무선인터넷을 위한 전파 사용량이 급증하고 있다. 이러한 사용량 급증은 다양한 환경에서의 통신 소통 요구와 통신 속도, 통화품질 등에 대한 니즈를 발생시키고 있다. 특히 건물 같은 실내뿐만 아니라 실외에서, 기존의 기지국 및 이동통신용 중계기로부터 거리가 멀거나 지형지물에 의해 전파가 잘 전달되지 않는 음영지역 등에서도 적절한 통화 품질이 요구되고 있다. 이러한 니즈를 충족하기 위하여 각 통신사들은 음영지역에 기지국 및 이동통신용 중계기를 추가로 설치하고 있다.

한편 상기 기지국 및 이동통신 중계기의 주요 구성 요소로서 안테나가 있다. 안테나는 전파를 송수신하는 핵심적인 장치로서 앞서 언급한 바와 같이 다양하면서도 제한적인 설치 환경에 적절히 적용하기 위하여 가볍고 작은 크기가 요구되고 있다. 이러한 경박단소하며 제작 및 관리가 용이한 안테나 제공을 위하여 안테나를 구성하는 방사소자의 형태, 기능, 전파방향 설정, 회로 및 기구 구조 등에 대한 적절한 설계가 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 요구에 의해 제안된 것으로, 보다 개선된 전파 특성을 가지는 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 동일 크기 내에서 급전 간격의 조정을 통하여 이득을 높일 수 있는 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중심부에 대해서 서로 등각 위치에 배치되며, 상기 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 배치되는 접점부들과, 상기 접점부들을 중심으로 각각 대칭되게 배치되는 방사소자모듈들을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나를 제공한다.

여기서 본 발명에 따른 이중편파 다이폴 안테나는 상기 접점부들과 상기 방사소자모듈들이 형성되는 띠 형상의 기판을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 접점부들은 상기 기판의 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 있는 상기 기판의 가장자리에 배치될 수 있다. 상기 방사소자모듈은 상기 접점부를 중심으로 상기 기판의 전후면에 대칭되게 배치될 수 있다.

본 발명은 띠 형상의 기판, 상기 기판의 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 있는 기판의 가장자리에 배치되는 접점부, 상기 접점부를 중심으로 상기 기판의 전후면에 대칭되게 배치되는 방사소자모듈들을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나의 구성을 개시한다.

여기서 상기 기판은 외곽이 다수개의 변이 이어진 다각형의 형상으로 마련될 수 있고, 이 경우 상기 접점부는 두 개의 변이 이어진 모서리 영역에 배치될 수 있다.

상기 기판의 내부는 원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 마련될 수 있다.

그리고 상기 접점부들에 각각 연결된 방사소자모듈들은 금속 소재를 이용한 몰딩 방법으로 형성될 수 있다.

본 발명은 또한, 상술한 특징의 상기 이중편파 다이폴 안테나와, 상기 기판 하부에 배치되는 반사판, 상기 반사판에 배치되데 상기 기판의 중심 하부에 배치되는 급전부, 상기 급전부와 상기 접점부를 잇는 케이블, 상기 기판은 상기 반사판 상에 일정 간격 이격 고정하는 적어도 하나의 지지대, 상기 기판의 모서리 영역에 배치되어 상기 지지대 일측이 삽입되는 기판홀, 상기 반사판 일측에 형성되어 상기 지지대 타측이 삽입되는 반사판홀을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 구성을 개시한다.

본 발명은 또한, 띠 형상의 기판, 상기 기판의 측면에 배치되는 접점부, 상기 접점부와 이어지며 상기 기판의 전후면에 대칭되게 배치되는 방사소자모듈들, 을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나의 구성을 개시한다.

여기서 상기 기판의 외곽은 다수개의 변이 이어진 다각형의 형상으로 마련될 수 있으며, 상기 접점부는 두 개의 변이 이어진 모서리 영역에 배치될 수 있다.

한편 상기 기판의 외곽이 원형의 형상으로 마련되는 경우 상기 접점부는 상기 원형의 테두리에 홈 형태로 마련될 수 있다.

본 발명은 또한, 접점부가 기판의 측면에 배치되는 상기 이중편파 다이폴 안테나와, 상기 이중편파 다이폴 안테나와 관련된 구성들 예컨대 상기 기판 하부에 배치되는 반사판, 상기 반사판에 배치되데 상기 기판의 중심 하부에 배치되는 급전부, 상기 급전부와 상기 접점부를 잇는 케이블, 상기 기판은 상기 반사판 상에 일정 간격 이격 고정하는 적어도 하나의 지지대, 상기 기판의 모서리 영역에 배치되어 상기 지지대 일측이 삽입되는 기판홀, 상기 반사판 일측에 형성되어 상기 지지대 타측이 삽입되는 반사판홀을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 구성을 개시한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이중편파 다이폴 안테나 및 시스템은 양호한 전파 특성을 제공한다. 즉 본 발명에 따른 이중편파 다이폴 안테나는 동일 크기 내에서 급전 간격을 기판의 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 위치하게 형성함으로써 이득을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 분해도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 조립도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나를 보다 상세히 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나의 다른 형태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나 구조를 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 9b는 접점부와 기판 중심부 간의 이격 거리에 따른 전파 특성을 설명하기 위한 도면들.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나 시스템의 결합도를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나 시스템(1)은 반사판(50), 특정 주파수 대역을 지원하는 안테나 패턴들에 해당하는 방사소자모듈들이 배치된 이중편파 다이폴 안테나(200), 이중편파 다이폴 안테나(200)의 급전을 위한 급전부(300), 지지대(260)를 포함할 수 있다. 또한 이중편파 다이폴 안테나 시스템(1)은 급전부(300)를 반사판(50)에 고정하기 위한 고정부를 더 포함할 수 있다.

여기서 도시하지는 않았으나 급전부(300)의 급전을 위한 급전 회로가 반사판(50)의 후면이나 전면 등에 마련될 수 있다. 이 급전 회로는 이중편파 다이폴 안테나(200)와 연결되어 특정 주파수 대역에 해당하는 신호의 송수신을 지원할 수 있다. 지지대(260)의 높이는 설계자의 의도에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나 시스템(1)은 급전을 위한 접점부(100)가 이중편파 다이폴 안테나(200)의 기판(10) 중심에서 가장 먼 거리의 위치에 배치한다. 이에 따라 본 발명은 이중편파 다이폴 안테나(200)에 있어서, 두 다이폴 간의 배열 간격을 최대한으로 사용한다. 이로 인하여 본 발명은 이중편파 다이폴 안테나(200)는 빔폭이 좁아지면서 지향성 증가하며 이득이 향상되게 된다.

반사판(50)은 이중편파 다이폴 안테나(200) 및 이의 급전부(300)가 안착 및 고정되는 지지 기능을 지원함과 아울러 이중편파 다이폴 안테나(200)의 신호 반사 특성을 제공한다. 이러한 반사판(50)은 반사 기능 개선을 위한 표면 처리가 수행될 수 있다. 추가로 반사판(50) 표면 또는 후면에는 설계자의 설계 의도에 따라 이중편파 다이폴 안테나(200)를 통하여 송수신하고자 하는 신호의 전달을 위한 신호라인과 신호 라인과 연결되는 신호 공급부 예를 들면 신호 송수신기 등이 더 배치될 수 있다.

한편 반사판(50) 일측에는 복수개의 지지대(260)가 체결될 수 있는 복수개의 반사판홀(263)이 형성될 수 있다. 반사판홀(263)은 이중편파 다이폴 안테나(200)를 반사판(50)에 일정 간격으로 이격 고정시키는 지지대(260)의 일측이 삽입되는 홀이다. 이러한 반사판홀(263)은 이중편파 다이폴 안테나(200)와 체결되는 지지대(260)의 개수에 대응하는 개수로 예를 들면, 2개, 3개, 4개... 등 설계자의 의도에 따라 다양하게 마련될 수 있다. 여기서 지지대(260)와 반사판홀(263)의 개수는 상호 유사하게 마련될 수 있으나, 서로 다른 개수로 마련될 수 도 있다.

지지대(260)는 이중편파 다이폴 안테나(200)를 반사판(50)의 표면으로부터 일정 간격 이격되도록 지지함과 아울러 이중편파 다이폴 안테나(200)의 유동을 억제하여 이중편파 다이폴 안테나(200)가 반사판(50)에 견고하게 지지될 수 있도록 지원한다. 지지대(260)의 길이에 의해 형성되는 일정 간격은 이중편파 다이폴 안테나(200)에 형성된 방사소자모듈이 지원하는 주파수 대역에 따라 달라질 수 있다.

급전부(300)는 케이블(250)을 통하여 이중편파 다이폴 안테나(200)와 연결되어 급전하는 장치이다. 이러한 급전부(300)는 이중편파 다이폴 안테나(200)의 중앙 하부에 배치될 수 있다. 즉, 급전부(300)는 케이블(250)들이 이중편파 다이폴 안테나(200)에 마련된 접점부(100)들에 이르는 거리가 동일하도록 이중편파 다이폴 안테나(200)의 정중앙에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

케이블(250)은 급전부(300)의 모서리와 연결되도록 배치될 수 있다. 케이블(250)은 다수개가 마련될 수 있다. 예컨대 케이블(250)은 이중편파 다이폴 안테나(200)의 방사소자모듈들 개수에 대응하는 개수가 마련될 수 있다. 즉 이중편파 다이폴 안테나(200)가 4개의 방사소자모듈을 포함하는 경우 케이블(250)은 4개가 마련되어 각각의 방사소자모듈을 급전부(300)의 일측과 접속되도록 지원할 수 있다. 이때 케이블(250)은 특정 방사소자모듈의 중앙부 형성된 접점부(100)와 접속되면서 해당 방사소자모듈의 임피던스 정합을 지원한다. 이에 따라 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 케이블(250)과 관련된 별도의 바룬 구조가 제거된 형태로 마련될 수 있다.

한편 본 발명에서는 케이블(250)을 매개로 급전부(300)와 이중편파 다이폴 안테나(200)를 연결하는 예를 개시하였지만, 발룬을 매개로 연결할 수도 있다.

이중편파 다이폴 안테나(200)는 중심부에 대해서 서로 등각 위치에 배치되며 중심부에서 상대적으로 먼 거리에 배치되는 접점부(100)들과, 접점부(100)들을 중심으로 각각 대칭되게 배치되는 방사소자모듈들(도 3의 210, 220, 230, 240)을 포함한다. 본 발명에 따른 이중편파 다이폴 안테나(200)는 환형 형상의 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 안테나 패턴에 해당하는 방사소자모듈들을 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대 환형 형상의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 기판(10)의 전후면에 각각 반전 위상을 가지며 신호 송수신을 지원하는 안테나 패턴이 방사소자모듈들로서 인쇄될 수 있다. 그리고 환형 형상의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 방사소자모듈이 케이블(250)을 통하여 급전부(300)와 연결된다. 이때 케이블(250)을 고정시킴과 아울러 편파 특성의 안테나들을 연결하기 위한 급전부(300)가 이중편파 다이폴 안테나(200)의 중심 영역에 대응하는 반사판(50) 상에 배치될 수 있다.

이중편파 다이폴 안테나(200)에는 다수개의 접점부(100)가 마련될 수 있다. 각 접점부(100)는 앞서 설명한 바와 같이 방사소자모듈 일측에 마련될 수 있다. 접점부(100)가 배치되는 위치는 기판(10)의 중심에서 가장 먼 거리에 떨어진 위치에 마련될 수 있다. 기판(10)에는 지지대(260)가 삽입되는 기판홀이 다수개가 형성될 수 있다. 이러한 이중편파 다이폴 안테나(200)의 세부 구조에 대해서 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나의 구성을 보다 상세히 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 기판(10), 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240), 접점부(100), 기판홀(261)을 포함하여 구성될 수 있다.

이중편파 다이폴 안테나(200)는 반사판(50) 상에 적어도 하나의 지지대(260)에 기반하여 일정 간격으로 이격 고정 배치된다. 이때 급전부(300)는 반사판(50) 상에 놓이고, 급전부(300)와 이중편파 다이폴 안테나(200) 간에 케이블(250)이 전기적으로 접속된다. 이때 케이블(250)이 접속되는 접점부(100)는 기판(10)의 중심에서 가장 먼 거리에 있는 위치가 선정되어 배치될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 빔폭이 좁아지고 이득이 증가하는 효과를 제공할 수 있다.

이중편파 다이폴 안테나(200)는 중앙이 빈 환형의 기판(10) 상에 복수의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 배치되는 구조를 제공한다. 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 기판의 전후면에 일부씩 배치됨으로서 위상이 180도 차이를 가지며 신호를 방사한다. 결과적으로 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 보다 양호한 신호 대칭성을 제공함으로써 상호변조왜곡신호(PIMD:Passive InterModulation Distortion) 발생을 최소화할 수 있도록 지원한다. 이와 함께 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 각 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 급전이 제공되는 접점부(100)가 기판(10)의 최외곽에 마련되거나 또는 기판(10)의 중심에서 가장 먼 거리에 배치됨으로써 보다 개선된 전파 특성을 제공할 수 있다. 여기서 기판(10)의 중심에서 가장 먼 거리는 사실상 기판(10)에 인쇄되는 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 신호 공급 특성, 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 인쇄 형태, 인쇄 과정에서의 기구적 공차 등에 조정될 수 있다. 예컨대 접점부(100)는 기판(10) 상에 형성되는 과정에서 기구적으로 안정적이며 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 인쇄 등을 위하여 기판(10)의 최외곽부에서 기판 중심부 방향으로 일정 간격 앞쪽에 형성될 수 있다. 따라서 본 발명에서 접점부(100)는 형성 과정에서 기판(10)의 형상에 따라 위치가 조정이 될 수 있으나, 기판(10)의 중심에서 가장자리에 이르는 거리가 상대적으로 먼 거리의 위치에 배치될 수 있다. 접점부(100)가 마련되면 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 인쇄 작업이 수행될 수 있다.

기판(10)은 4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 실장되는 면을 제공하는 구성이다. 이러한 기판(10)은 비전도성 재질로 마련될 수 있다. 예컨대 기판(10)은 테프론이나 플라스틱 재질, PCB 재질 등이 될 수 있다. 기판(10)은 띠 또는 링 형상으로 마련될 수 있다. 띠 형상의 기판(10) 외곽은 다각형이나 타원형 또는 원형으로 마련될 수 있다. 또한 띠 형상의 기판(10) 내부는 다각형이나 원형으로 마련될 수 있다. 기판(10)의 외곽과 내부의 형상을 동일하거나 또는 다르게 형성될 수 있다. 예컨대 기판(10)의 외곽은 사각형 형상의 모서리부분이 라운딩된 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 기판(10)의 내부는 팔각형으로 마련될 수 있다.

이에 따라 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240) 각각은 내부가 팔각형의 링 형상 기판(10)에서 모서리 영역에서 굽혀지고 변 영역의 중앙부에서 중심방향으로 굽혀진 형태의 "C"자 형상으로 마련될 수 있다. 그러나 본 발명의 기판(10)이 상술한 팔각형의 링 형상으로 한정되는 것은 아니며 다양한 형상 중 적어도 하나의 형상으로 형성되데 신호 방사 시 신호 특성 개선을 위하여 중심점 또는 중심축을 기준으로 대칭되는 구조로 마련될 수 있다.

한편 기판(10) 상에는 전후면을 관통하는 접점부(100)들이 마련될 수 있다. 이러한 접점부(100)들은 각각의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 중심점에 형성될 수 있다. 그리고 이 접점부(100)들은 케이블(250)들이 접속되어 신호가 급전되는 심선홀 역할을 수행할 수 있다. 케이블(250)들은 접점부(100)들에 끝단이 삽입된 후 솔더링 작업을 통하여 기판(10) 상에 고정되면서 접점들(213, 223, 233, 243)을 형성한다. 접점들(213, 223, 233, 243)은 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 중심점에 위치하여 각각의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)과 전기적으로 접속된다. 결과적으로 접점부(100)들에 케이블(250)들이 연결되면서 접점들(213, 223, 233, 243)을 형성하고, 해당 접점들(213, 223, 233, 243)이 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)과 연결되는 구조로 마련될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 케이블(250)들과 각 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 접점들(213, 223, 233, 243)을 기준으로 상호 연결되는 구조를 제공할 수 있다.

또한 기판(10) 상에는 지지대(260)의 일단이 삽입되도록 기판의 전후면을 관통하는 적어도 하나의 기판홀(261)들이 마련될 수 있다. 기판홀(261)들은 기판(10) 상에 다수개가 마련될 수 있으며, 이중편파 다이폴 안테나(200)를 반사판(50) 일측에 견고하게 지지하기 위하여 적어도 2곳 이상이 마련될 수 있다. 도면에서는 기판(10) 상에 4개의 기판홀(261)들이 마련되는 것을 기준으로 나타내었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 또한 4개의 기판홀(261)들에 지지대(260)가 모두 설치되지 않고 필요에 따라 일부 기판홀(261)에만 지지대(260)가 설치될 수 도 있다. 예컨대 적어도 2곳 이상 예를 들면 2개의 기판홀(261)에 지지대(260)가 설치될 수 있다. 이때 지지대(260)가 설치되는 기판홀(261)들은 견고한 지지를 위하여 상호 대칭되는 위치의 기판홀들이 선택될 수 있다.

4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 제1 방사소자모듈(210), 제2 방사소자모듈(220), 제3 방사소자모듈(230), 제4 방사소자모듈(240)을 포함한다. 이러한 4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 각각 기판(10)의 전후면 상에 금속박으로 인쇄되어 형성될 수 있다. 인쇄되는 금속박의 두께와 폭 및 길이 등은 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)이 지원하는 주파수 대역에 따라 조정될 수 있다.

한편 제1 방사소자모듈(210) 및 제2 방사소자모듈(220)은 도면의 세로 중심선을 기준으로 상호 대칭되는 구조로 배치될 수 있다. 이와 유사하게 제3 방사소자모듈(230) 및 제4 방사소자모듈(240)도 세로 중심선을 기준으로 상호 대칭되는 구조로 배치될 수 있다.

제1 방사소자모듈(210)은 제11 다이폴(211) 및 제12 다이폴(212), 제1 접점(213)을 포함한다. 여기서 도면의 전면을 기준으로 제11 다이폴(211)은 기판(10)의 전면에 배치되며, 제12 다이폴(212)은 기판(10)의 후면에 배치된다. 제11 다이폴(211) 및 제12 다이폴(212)은 "C"자 형상을 가지며 설계될 수 있다. 제11 다이폴(211) 및 제12 다이폴(212)의 두께와 길이 및 폭은 이중편파 다이폴 안테나(200)이 지원하는 주파수 대역에 따라 조절될 수 있다. 한편 제1 방사소자모듈(210)은 제1 접점(213)을 기준으로 대칭되는 구조를 가질 수 있다. 특히 제1 방사소자모듈(210)은 제1 접점(213)을 기준으로 기판(10)의 전후면 대칭 구조를 가진다. 예컨대 제11 다이폴(211)이 기판(10)의 전면에 배치되면서 제1 접점(213)과 전기적으로 연결되고, 제12 다이폴(212)은 제11 다이폴(211)과 대칭되데 기판(10)의 후면에 배치되면서 제1 접점(213)과 전기적으로 연결된다. 이에 따라 제11 다이폴(211) 및 제12 다이폴(212)은 위상이 전후면으로 180도 차이를 가지며 대칭되어 배치된다. 제1 접점(213)은 앞서 설명한 접점부(100)에 솔더링 작업을 거치면서 형성될 수 있다. 제1 접점(213)은 솔더링 작업 과정에서 케이블(250)과 전기적으로 접속될 수 있다.

제2 방사소자모듈(220)은 제21 다이폴(221) 및 제22 다이폴(222), 제2 접점(223)을 포함한다. 제3 방사소자모듈(230)은 제1 방사소자모듈(210)과 대각선 방향에 위치하며, 제2 방사소자모듈(220)과는 90도 우측으로 회전된 위치에 배치된다. 제3 방사소자모듈(230)은 제31 다이폴(231) 및 제32 다이폴(232), 제3 접점(233)을 포함한다. 제4 방사소자모듈(240)은 제2 방사소자모듈(220)과 대각선 방향에 위치하며, 제1 방사소자모듈(230)이 좌측 방향으로 90도 회전된 위치에 배치된다. 제4 방사소자모듈(240)은 제41 다이폴(241) 및 제42 다이폴(242), 제4 접점(243)을 포함한다. 상술한 방사소자모듈들의 다이폴들은 제11 다이폴(211) 및 제12 다이폴(212)의 형상과 유사한 형상을 가지되 전후면에 배치되는 방향이 유사하거나 또는 반대될 수 있다. 그리고 각 다이폴들은 접점들(213, 223, 233, 243)에 연결되는 케이블(250)에 의하여 임피던스 정합이 1차적으로 이루어지고 케이블(250)의 타단이 연결되는 급전부(300)에 마련된 교차 급전 장치에 의하여 2차 정합이 이루어질 수 있다. 여기서 교차 급전 장치는 케이블 접속부들을 전기적으로 연결하는 급전선의 양 끝단이 접속될 수 있는 드루 홀을 포함할 수 있다.

한편 본 발명에서는 기판(10) 상에 4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)과 접점부(100)들을 알루미늄이나 구리와 같은 금속 소재를 이용한 몰딩 방법으로 형성할 수 있다. 이때 몰딩으로 형성된 4개의 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)과 접점부(100)들은 발룬을 매개로 급전부(도 1의 300)에 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나(200)의 다른 형상을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 외곽이 사각형 형상이며 내부는 팔각형 형상으로 마련된 기판(10), 기판(10) 상에 형성된 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)을 포함하여 구성될 수 있다.

기판(10)에는 적어도 하나의 기판홀(261)이 형성될 수 있다. 또한 기판(10)에는 적어도 하나의 접점부(100)가 형성될 수 있다. 접점부(100)는 기판(10)의 전후면을 관통하는 홀 형태로 마련될 수 있다. 특히 접점부(100)는 기판(10)의 중심에서 상대적으로 먼 거리에 배치되는 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 4개가 마련되는 구종에서 접점부(100) 역시 4개가 마련될 수 있다. 각각의 접점부(100)는 사각형 형상의 외곽을 가지는 기판(10)에서 가장자리들이 연결되는 모서리 영역에 형성될 수 있다. 도시된 도면에서 기판홀(261)은 기판(10)의 중심에서 모서리로 이어진 가상의 선 상에 배치한 것으로 나타내었으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 도시된 도면을 기준으로 기판홀(261)은 기판(10)의 가장자리에 수직하게 그어지는 가상의 선 상에 배치될 수도 있다.

방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 기판(10)의 전면에 일부 패턴이 형성되며 나머지 일부는 기판(10)의 후면에 배치될 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 인쇄 패턴은 접점부(100)와 전기적으로 연결되도록 마련될 수 있다. 예컨대 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 인쇄 패턴은 접점부(100)를 덮도록 마련되어 급전부(300)에 이어진 케이블(250)이 삽입된 이후 솔더링에 의하여 급전부(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상술한 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 기판(10)의 외곽이 두 개의 변이 서로 만나서 이룬 적어도 하나의 모서리 영역을 포함할 때, 모서리 영역에 접점부(100)를 배치할 수 있다. 이에 따라 이중편파 다이폴 안테나(200)는 급전부(300)의 급전이 상대적으로 먼 거리에 배치된 접점부(100)에 연결되도록 함으로써 보다 양호한 전파 특성을 제공할 수 있다. 여기서 기판(10)의 모서리 영역은 변 영역에 비하여 기판(10)의 중심에서 상대적으로 먼 거리에 배치된 영역이다. 이를 정의하기 위하여 변 영역은 직선으로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나(200)의 또 다른 형태를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 외곽이 팔각형 형상이며 내부가 팔각형 형상으로 마련된 띠 형상의 기판(10), 기판(10) 상에 형성되는 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다.

기판(10)은 외곽이 팔각형 형상으로 마련될 수 있다. 팔각형 형상은 8개의 변이 서로 만나서 바깥쪽으로 뻗은 8개의 모서리 영역을 형성할 수 있다. 팔각형 형상의 기판(10)은 기판(10)의 중심에서 특정 방향으로 배치된 가상의 선을 기준으로 대칭된 구조를 제공할 수 있다. 기판(10)의 내부 역시 팔각형 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라 기판(10)의 내부 역시 8개의 안으로 굽혀진 모서리 영역을 포함할 수 있다.

방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 4개의 패턴을 포함할 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 일부 패턴은 기판(10)의 전면에 배치되며, 나머지 일부는 기판(10)의 후면에 배치될 수 있다. 이때 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240) 각각은 접점부(100)를 기준으로 전후면이 대칭되는 구조로 인쇄될 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 도시된 도면을 기준으로 중심에 대해서 서로 대칭되는 구조로 배치될 수 있다.

상술한 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 기판(10)의 중심에서 기판(10)의 가장자리에 잇는 가상의 선이 상대적으로 긴 거리에 있는 모서리 영역에 접점부(100)를 배치한다. 이에 따라 본 발명은 접점부(100)와 기판(10)의 중심 사이의 이격 거리에 따라 급전에 의한 전파 특성을 개선시킬 수 있다. 여기서 앞서 설명한 바와 같이 기판(10)의 중심 하부에는 반사판(50) 상에 놓이는 급전부(300)가 배치될 수 있다. 결과적으로 급전부(300)에서 일정 높이로 이격 고정되는 기판(10)과 케이블(250)과의 거리가 상대적으로 보다 먼 거리에 위치하도록 접점부(100)를 배치하는 것에 의하여 전파 특성이 개선됨을 설명하는 것이다. 따라서 동일한 높이와 동일한 형상의 기판(10)을 이용하는 경우 기판(10)의 중심에서 상대적으로 먼 거리에 위치한 기판(10)에 접점부(100)를 배치함으로써 본 발명에서 설명하는 전파 특성을 획득할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이중편파 다이폴 안테나의 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)는 기판(10), 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)을 포함하여 구성될 수 있다.

기판(10)은 외곽이 사각형 형상으로 마련되며 내부는 팔각형 형상의 공동이 마련되어 전체적으로 띠 형상이 될 수 있다. 띠 형상의 기판(10)의 전면 및 후면에는 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)이 배치될 수 있다. 또한 기판(10)의 일측에는 도 2에서 설명한 지지대(260)의 일측이 삽입되는 기판홀(261)이 적어도 하나가 마련될 수 있다. 도시된 도면에서 기판홀(261)은 기판(10)의 중심에서 기판(10)의 모서리 영역으로 그어진 가상의 선상에 배치되는 것을 나타내었다. 외곽이 사각형이고 내부가 팔각형으로 마련되는 경우 도시된 바와 같이 기판(10)의 모서리 영역이 변의 중앙 영역에 비하여 상대적으로 넓은 면적을 가지며 형성될 수 있다. 따라서 기판(10)의 모서리 영역에 기판홀(261)을 형성하는 것이 기구적 용이성 및 안정적인지지 역할을 제공하는데 유리할 수 있다. 그러나 기판홀(261)의 위치는 설계자의 의도에 따라 변경될 수 있으며, 이에 따라 변 중앙 영역에 배치될 수도 있다.

기판(10)의 모서리 영역 중 모서리의 측면에는 접점부(100)가 마련될 수 있다. 접점부(100)는 케이블(250) 연결 이후 솔더링 작업에 의하여 접점 역할을 수행할 수 있다. 도시된 도면을 기준으로 우상측 모서리 영역에 배치되는 제2 방사소자모듈(220)은 제2 접점(223)이 모서리의 측면에 형성된 접점부(100)에 의해 마련될 수 있다. 제2 접점(223)은 기판(10)의 전면 및 후면에 형성되는 제21 다이폴(221) 및 제22 다이폴(222)과 전기적으로 접속될 수 있다. 접점부(100)는 모서리 영역의 측면 중 두 변이 만나는 꼭짓점에 홈 형태로 마련될 수 있다.

방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 제1 내지 제4 방사소자모듈(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)은 기판(10)의 중심에서 가상의 세로 선을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240)의 일부는 기판(10)의 전면에 배치되며, 나머지 일부는 기판(10)의 후면에 배치될 수 있다. 이때 방사소자모듈들(210, 220, 230, 240) 각각은 전후면이 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)의 기판(10)은 외곽이 타원형 또는 이심률이 0인 원형으로 형성될 수도 있다. 이 경우 기판(10)의 중심에서 외곽에 이르는 거리는 모두 동일할 수 있다. 따라서 본 발명의 이중편파 다이폴 안테나(200)의 전파 특성 개선을 위하여 접점부(100) 형성 시 기판(10)의 측면부에 홈을 마련하여 접점부(100)를 마련할 수 있다. 이에 따라 이중편파 다이폴 안테나(200)는 상대적으로 먼 거리의 급전을 제공하여 양호한 전파 특성을 달성할 수 있다. 여기서 기판(10)의 측면부에 홈을 마련하고 이를 접점부(100)로 이용하는 방식은 앞서 설명한 다양한 형태의 기판들에서도 적용할 수 있다. 예컨대 도 3 내지 도 5에서 설명하는 기판(10)의 모서리 영역 또는 상대적으로 먼 거리의 가장자리 영역에 접점부(100)를 형성할 때, 해당 영역의 기판(10) 측면에 홈을 마련하고, 해당 홈을 접점부(100)로 이용할 수도 있을 것이다.

도 7a 내지 도 9b는 급전점으로 이용되는 접점부와 기판 중에서의 거리 이역에 따른 전파 특성 개선을 나타낸 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 ± 45H, 172mm 다이폴 안테나에서 급전 간격이 146mm 상태의 전파 특성을 나타낸 도면이다. 도 8a 및 도 8b는 ± 45H, Ø 180 다이폴 안테나에서 급전 간격이 168mm 상태의 전파 특성을 나타낸 도면이다. 도 9a 및 도 9b는 ± 45H, Ø 200 다이폴 안테나에서 급전 간격이 188mm 상태의 전파 특성을 나타낸 도면이다.

도 7a 내지 도 9b를 통해 알 수 있는 바와 같이, 상대적으로 먼 거리에 위치하는 접점부에 의하여 좁혀지는 빔폭 효과와 개선된 이득 특성이 확보됨을 알 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1 : 이중편파 다이폴 안테나 시스템
10 : 기판
50 : 반사판
100 : 접점부
200 : 이중편파 다이폴 안테나
201, 210, 220, 230, 240 : 방사소자모듈
250 : 케이블
260 : 지지대
261 : 기판홀
263 : 반사판홀
300 : 급전부

Claims

중심부에 대해서 서로 등각 위치에 배치되는 접점부들;
상기 접점부들을 중심으로 각각 대칭되게 배치되되, 상기 접점부들 보다는 상기 중심부에 가깝게 배치되는 방사소자모듈들;
을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나.
제1항에 있어서,
상기 접점부들과 상기 방사소자모듈들이 형성되는 환형의 기판;을 더 포함하며,
상기 접점부들은 상기 기판의 가장자리에 배치되고,
상기 방사소자모듈은 상기 접점부를 중심으로 상기 기판의 전후면에 대칭되게 배치되는 이중편파 다이폴 안테나.
제2항에 있어서,
상기 기판이
외곽이 다수개의 변이 이어진 다각형의 형상으로 마련되는 이중편파 다이폴 안테나.
제3항에 있어서,
상기 접점부가
두 개의 변이 이어진 모서리 영역에 배치되는 이중편파 다이폴 안테나.
제4항에 있어서,
상기 기판의 내부가
원형 또는 다각형으로 형성되는 이중편파 다이폴 안테나.
제1항에 있어서,
상기 접점부들에 각각 연결된 방사소자모듈들은 금속 소재를 이용한 몰딩 방법으로 형성되는 이중편파 다이폴 안테나.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 이중편파 다이폴 안테나와;
상기 기판 하부에 배치되는 반사판;
상기 반사판에 배치되데 상기 기판의 중심 하부에 배치되는 급전부;
상기 급전부와 상기 접점부를 잇는 케이블 또는 발룬;
상기 기판은 상기 반사판 상에 일정 간격 이격 고정하는 적어도 하나의 지지대;
상기 기판의 모서리 영역에 배치되어 상기 지지대 일측이 삽입되는 기판홀;
상기 반사판 일측에 형성되어 상기 지지대 타측이 삽입되는 반사판홀;
을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나 시스템.
환형의 기판;
상기 기판의 중심부에서 등각 위치에 배치되되, 상기 기판의 측면에 배치되는 접점부들;
상기 접점부들과 각각 이어지며 상기 기판의 전후면에 대칭되게 배치되되, 상기 접점부들 보다는 상기 기판의 중심부에 가깝게 배치되는 방사소자모듈들;
을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나.
제8항에 있어서,
상기 기판의 외곽이
다수개의 변이 이어진 다각형의 형상으로 마련되는 이중편파 다이폴 안테나.
제9항에 있어서,
상기 접점부가
두 개의 변이 이어진 모서리 영역에 배치되는 이중편파 다이폴 안테나.
제8항에 있어서,
상기 기판의 외곽이
원형의 형상으로 마련되는 이중편파 다이폴 안테나.
제11항에 있어서,
상기 접점부가
상기 원형의 테두리에 홈 형태로 마련되는 이중편파 다이폴 안테나.
제8항에 있어서,
상기 기판의 내부가
원형 또는 다각형으로 형성되는 이중편파 다이폴 안테나.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 이중편파 다이폴 안테나와;
상기 기판 하부에 배치되는 반사판;
상기 반사판에 배치되데 상기 기판의 중심 하부에 배치되는 급전부;
상기 급전부와 상기 접점부를 잇는 케이블 또는 발룬;
상기 기판은 상기 반사판 상에 일정 간격 이격 고정하는 적어도 하나의 지지대;
상기 기판의 모서리 영역에 배치되어 상기 지지대 일측이 삽입되는 기판홀;
상기 반사판 일측에 형성되어 상기 지지대 타측이 삽입되는 반사판홀;
을 포함하는 이중편파 다이폴 안테나 시스템.