KR101600441B1 - 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나 - Google Patents

다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이폴 안테나의 복사소자에 미앤더(Meander)패턴을 형성함으로써, 하나의 안테나를 이용하여 저주파대역의 통신서비스와 고주파대역의 통신서비스를 모두 이용할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 복사소자에 형성된 미앤더패턴의 미앤더링 횟수에 따라 저주파대역의 공진주파수를 조절하고, 미앤더패턴의 길이에 따라 고주파대역의 공진주파수를 조절할 수 있도록 함으로써, 다양한 주파수대역을 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 기생소자 및 기생패치 등의 추가적인 구성을 요구하지 않고 미앤더패턴의 미앤더링 횟수 및 길이를 조절하여 광대역 특성을 구현함으로써, 다이폴 안테나 제조의 용이성을 향상시키고 제조비용을 최소화할 수 있다.
따라서, 무선통신용 안테나 분야, 특히 무선통신용 다이폴 안테나 분야는 물론 이를 이용한 기지국용 안테나 분야, 무선통신분야 및 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나{Broadband Dual-polarized dipole antenna by multipath}
본 발명은 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이폴 안테나의 복사소자에 미앤더(Meander)패턴을 형성하여 광대역통신이 가능하도록 함으로써, 하나의 안테나를 이용하여 다양한 주파수대역의 통신서비스를 모두 이용할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 복사소자에 형성된 미앤더패턴의 미앤더링 횟수에 따라 저주파대역의 공진주파수를 조절하고, 미앤더패턴이 형성된 직선길이에 따라 고주파대역의 공진주파수를 조절할 수 있도록 한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 관한 것이다.
아날로그 방식의 1세대 통신방식에서 디지털 방식의 2세대 통신방식, 그리고 음성데이터와 비음성데이터를 전송할 수 있는 3세대 및 고속 이동시에도 초고속 데이터 전송을 할 수 있는 4세대 통신방식으로 무선통신기술이 발달함에 따라, 통신사들은 각 세대별 통신방식에 따라 서로 다른 주파수대역을 이용하여 무선통신서비스를 제공하고 있다.
또한, 각 통신사들은 어느 한 세대의 통신방식을 이용한 무선통신서비스를 제공함에 있어서도, 서로 다른 주파수대역을 이용하는 경우도 있다.
예를 들어, 최근 이슈가 되는 LTE(Long Term Evolution)의 경우, 통신사별로 800MHz, 900MHz, 1.8GHz, 2.1GHz, 2.6GHz 등의 주파수 대역을 이용하고 있을 뿐만 아니라, 하나의 LTE 서비스를 제공하기 위하여 800MHz과 2.1GHz 또는 900MHz와 1.8GHz 등의 서로 다른 주파수 대역을 동시에 이용하는 경우도 있다.
이에, 무선통신망을 관리 및 운용하는 각 통신사들은, 제공되는 무선통신서비스뿐만 아니라 주파수대역 별로 별도의 기지국을 설치하여 운용하거나, 기지국내 각 주파수대역 별로 별도의 통신설비들을 나누어 운영하고 있었다.
한편, 무선통신서비스를 제공하기 위한 기지국의 경우, 기지국을 설치하기 위한 공간을 확보하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라, 확보하더라도 그 설치공간이 매우 협소하다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점으로 인해, 각 통신사들은 통신서비스가 증가하게 되면, 통신서비스별로 통신망을 운용하기 위한 추가적인 기지국 설치에 어려움이 많을 수 밖에 없었다.
또한, 서비스하고자 하는 주파수대역이 변경되는 경우에도, 각 통신사들은 안테나를 포함하여 기지국의 설비를 모두 교체해야만 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점들은 기지국의 관리 및 운용면에서 비용의 증가를 초래하게 되고, 이는 사용자들에게 통신요금의 부담을 줄 뿐만 아니라, 양질의 서비스를 제공하지 못하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 통신사의 입장에서는 기지국의 설치 및 운용 등에 관련된 부담을 최소화하고, 사용자들 입장에서는 양질의 서비스를 부담 없이 이용할 수 있도록 하기 위한 방법이 필요하며, 가장 효율적인 방법으로 하나의 안테나를 이용하여 여러 대역의 통신서비스를 제공할 수 있는 광대역 안테나가 요구되고 있다.
하기의 선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088471호 '이동통신 기지국용 이중편파 안테나 및 이를 이용한 다중대역 안테나 시스템'은 삼중대역 안테나를 구현하는 기술에 관한 것으로, 각 대역별 안테나의 배치에 관한 것으로, 각 대역별로 통신서비스를 할 수 있는 서로 다른 기능의 안테나들을 한 영역에 배치한 것일 뿐이며, 하나의 안테나를 이용하여 여려 대역의 통신서비스를 이용할 수 있도록 하는 기술에 대해서는 나타나 있지 않다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0088471호 '이동통신 기지국용 이중편파 안테나 및 이를 이용한 다중대역 안테나 시스템'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 하나의 안테나를 이용하여 다양한 주파수 대역의 통신서비스를 이용할 수 있도록 한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
이를 위하여, 본 발명은 다이폴 안테나의 복사소자에 미앤더(Meander)패턴을 형성함으로써, 하나의 안테나를 이용하여 저주파대역의 통신서비스와 고주파대역의 통신서비스를 모두 이용할 수 있도록 한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 복사소자에 형성된 미앤더패턴의 미앤더링 횟수에 따라 저주파대역의 공진주파수를 조절하고, 미앤더패턴의 길이에 따라 고주파대역의 공진주파수를 조절할 수 있도록 한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 기생소자 및 기생패치 등의 추가적인 구성을 요구하지 않고 미앤더패턴의 미앤더링 횟수 및 길이를 조절함으로써, 광대역 특성을 구현하여 복수의 통신서비스를 이용할 수 있도록 한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나는, 미앤더(Meander)패턴이 절곡형성된 상부패턴부; 및 상기 상부패턴부의 일측에서 하부방향으로 수직형성되며 상하방향으로 관통홀이 형성되는 하부몸체부를 포함하는 제1 단위복사소자 내지 제4 단위복사소자; 상기 제1 단위복사소자의 관통홀을 통해 상기 제3 단위복사소자와 연결되는 제1 급전선; 및 상기 제2 단위복사소자의 관통홀을 통해 상기 제4 단위복사소자와 연결되는 제2 급전선을 포함한다.
또한, 상기 상부패턴부는, 평면상에서 사각형상으로 형성되며 상기 사각형상 중 적어도 하나의 선분에 대하여 수평방향으로 미앤더패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부패턴부는, 상기 미앤더패턴의 수직방향으로 패턴홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부패턴부는, 상기 미앤더패턴의 수직방향으로 패턴홈이 상하방향으로 엇갈려 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
또한, 상기 상부패턴부는, 평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며 상기 부채꼴형상의 호에 대하여 수평방향로 미앤더패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부패턴부는, 평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며 상기 부채꼴형상의 호에 대하여 수직방향로 미앤더패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부패턴부는, 저주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 미앤더링 횟수에 따라 상기 미앤더패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부패턴부는, 고주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 길이에 상기 미앤더패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 급전선은, 상기 제1 단위복사소자의 관통홀 하부에서 상기 관통홀 상부로 이어져 상기 제3 단위복사소자의 상부와 연결되고, 상기 제2 급전선은, 상기 제2 단위복사소자의 관통홀 하부에서 상기 관통홀 상부로 이어져 상기 제4 단위복사소자의 상부와 연결되며, 상기 제1 급전선의 상부와 제2 급전선의 상부가 상하방향으로 이격되어 수평면상에서 직교할 수 있다.
또한, 상기 제1 단위복사소자의 관통홀 및 제2 단위복사소자의 관통홀 중 적어도 하나에는, 상기 제1 급전선 및 제2 급전선 중 적어도 하나를 지지하는 적어도 하나의 급전선지지부가 구성될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 다이폴 안테나의 복사소자에 미앤더(Meander)패턴을 형성함으로써, 하나의 안테나를 이용하여 다양한 주파수 대역의 통신서비스를 이용할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 다이폴 안테나가 구성된 기지국의 경우, 사용자들에게 제공하는 무선통신서비스의 주파수대역이 변경되더라도, 기지국의 설비 및 안테나 등을 변경하거나 추가로 설치하지 않고서도 충분히 대응할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 복사소자에 형성된 미앤더패턴의 미앤더링 횟수에 따라 저주파대역의 공진주파수를 조절하고, 미앤더패턴의 길이에 따라 고주파대역의 공진주파수를 조절할 수 있도록 함으로써, 다양한 주파수대역을 이용할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 다이폴 안테나의 크기를 증가시키지 않고, 물리적으로 한정된 크기의 복사소자에 미앤더패턴을 형성하여 광대역특성을 얻을 수 있도록 함으로써, 다이폴 안테나의 소형화 및 광대역특성을 모두 만족시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기생소자 및 기생패치 등의 추가적인 구성을 요구하지 않고 미앤더패턴의 미앤더링 횟수 및 길이를 조절하여 광대역 특성을 구현함으로써, 다이폴 안테나 제조의 용이성을 향상시키고 제조비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 무선통신용 안테나 분야, 특히 무선통신용 다이폴 안테나 분야는 물론 이를 이용한 기지국용 안테나 분야, 무선통신분야 및 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 상부패턴부를 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에서 한 쌍의 +45 편파 다이폴을 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 4는 도 1에서 한 쌍의 -45 편파 다이폴을 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 5는 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 저주파대역의 +45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 저주파대역의 -45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 고주파대역의 +45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 고주파대역의 -45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 또 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11는 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 또 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 1의 다이폴 안테나에 의한 광대역 복사소자의 VSWR 및 Isolation 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 13은 도 1의 다이폴 안테나에 의한 광대역 복사소자의 수평 반치각 측정값을 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 제1 상부패턴부를 상세하게 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1에서 한 쌍의 +45 편파 다이폴을 나타내는 부분절개 사시도이고, 도 4는 도 1에서 한 쌍의 -45 편파 다이폴을 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 1을 참조하면, 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는 제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)가 베이스(600)의 상부에 구성되고, 베이스(600)의 하부에 연결되는 동축케이블(700)의 RF신호가 제1 급전선(510) 및 제2 급전선(520)으로 공급되어, 제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)로 RF신호를 공급한다.
제1 단위복사소자(100)는 미앤더(Meander)패턴(111)으로 절곡형성된 제1 상부패턴부(110)와, 상부패턴부(110)의 일측에서 하부방향으로 수직형성되며 베이스(600)의 상부에 고정되는 제1 하부몸체부(120)를 포함하여 구성된다.
또한, 제1 하부몸체부(120)는 도 2에 나타난 바와 같이, 상하방향으로 관통홀(121)이 형성된다.
제2 단위복사소자(200) 내지 제4 단위복사소자(400)의 경우에도 제1 단위복사소자(100)와 동일하게, 각각 미앤더패턴(211 내지 411)으로 절곡형성된 제2 상부패턴부(210) 내지 제4 상부패턴부(410)와 제2 하부몸체부(220) 내지 제4 하부몸체부(420)를 포함하여 구성되며, 제2 하부몸체부(220) 내지 제4 하부몸체부(420)에는 각각 상하방향으로 관통홀(221 내지 421)이 형성된다.
그리고, 일측이 베이스(600)의 하부에서 어느 하나의 동축케이블(700)과 연결되는 제1 급전선(510)은, 제1 단위복사소자(100)의 관통홀(121)을 통해 제3 단위복사소자(300)와 연결된다.
또한, 일측이 베이스(600)의 하부에서 다른 하나의 동축케이블(700)과 연결되는 제2 급전선(520)은, 제2 단위복사소자(200)의 관통홀(221)을 통해 제4 단위복사소자(400)와 연결된다.
이때, 제1 급전선(510)은 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 단위복사소자(100)의 관통홀(121) 하부에서 상부로 이어져 제3 단위복사소자(300)의 상부와 연결될 수 있다.
또한, 제2 급전선(520)은 도 4에 나타난 바와 같이, 제2 단위복사소자(200)의 관통홀(221) 하부에서 상부로 이어져 제4 단위복사소자(400)의 상부와 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 다이폴 안테나가 이중편파를 발생시키기 위해서는 도 1에 나타난 바와 같이, 제1 단위복사소자(100)와 제3 단위복사소자(300)의 배치방향 및 제2 단위복사소자(200)와 제4 단위복사소자(400)의 배치방향이 서로 직교하는 방향으로 배치되어야 한다.
따라서, 제1 단위복사소자(100)에서 제3 단위복사소자(300)로 연결되는 제1 급전선(510) 및 제2 단위복사소자(200)에서 제4 단위복사소자(400)로 연결되는 제2 급전선(520)은 수평면상에서 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
이때, 제1 급전선(510) 및 제2 급전선(520)의 상부는 전기적으로 접촉되지 않도록 하기 위하여, 상하방향으로 서로 이격되어 구성됨이 바람직하다.
도 3에서, 제1 단위복사소자(100)의 관통홀(121)을 통과하는 제1 급전선(510)은, 적어도 하나의 급전선지지부(530)에 의해 지지되어 제1 단위복사소자(100)의 제1 하부몸체부(120)와 전기적으로 접촉되지 않도록 구성될 수 있다.
이와 동일하게, 제2 단위복사소자(200)의 관통홀(221)을 통과하는 제2 급전선(520)은, 도 4에 나타난 바와 같이 적어도 하나의 급전선지지부(530)에 의해 지지되어 제2 단위복사소자(200)의 제2 하부몸체부(220)와 전기적으로 접촉되지 않도록 구성될 수 있다.
제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)의 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)는, 평면상에서 사각형상으로 형성되며 사각형상 중 적어도 하나의 선분에 대하여 수평방향으로 미앤더패턴(111 내지 411)이 형성될 수 있다.
한편, 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)에 형성되는 미앤더패턴(111 내지 411)은, 미앤더링 횟수와 미앤더패턴의 길이에 따라 저주파대역의 공진주파수와 고주파대역의 공진주파수를 조절할 수 있으며, 이에 대하여 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 저주파대역의 +45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서, 저주파대역(예를 들어, 1710~2170MHz)에서의 공진주파수가 +45 편파를 급전하는 제1 급전선(510)으로 공급되면, 제1 단위복사소자(100) 및 제3 단위복사소자(300)의 표면에는 미앤더패턴을 따라 전류(I1)가 흐르게 된다.
이러한 전류(I1)의 흐름에 의해 우측 및 하부 방향으로 전계(EF1)가 형성되며, 전계(EF1)방향의 벡터합인 우측하부방향으로 +45 편파(P1)가 발생될 수 있다.
도 6은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 저주파대역의 -45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서, 저주파대역(예를 들어, 1710~2170MHz)에서의 공진주파수가 -45 편파를 급전하는 제2 급전선(520)으로 공급되면, 제2 단위복사소자(200) 및 제4 단위복사소자(400)의 표면에는 미앤더패턴을 따라 전류(I2)가 흐르게 된다.
이러한 전류(I2)의 흐름에 의해 좌측 및 하부 방향으로 전계(EF2)가 형성되며, 전계(EF2)방향의 벡터합인 좌측하부방향으로 -45 편파(P2)가 발생될 수 있다.
도 5 및 도 6에서와 같이, 저주파대역에서의 공진주파수는 미앤더링패턴에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)의 미앤더패턴(111 내지 411)은 저주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 미앤더링 횟수에 따라 형성될 수 있다.
도 7은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 고주파대역의 +45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서, 고주파대역(예를 들어, 2300~2690MHz)에서의 공진주파수가 +45 편파를 급전하는 제1 급전선(510)으로 공급되면, 제1 단위복사소자(100) 및 제3 단위복사소자(300)에는 미앤더패턴을 통과하는 전류(I3)가 흐르게 된다.
이러한 전류(I3)의 흐름에 의해 우측 및 하부 방향으로 전계(EF3)가 형성되며, 전계(EF3)방향의 벡터합인 우측하부방향으로 +45 편파(P3)가 발생될 수 있다.
도 8은 도 1의 다이폴 안테나에 대하여 고주파대역의 -45 편파를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서, 고주파대역(예를 들어, 2300~2690MHz)에서의 공진주파수가 -45 편파를 급전하는 제2 급전선(520)으로 공급되면, 제2 단위복사소자(200) 및 제4 단위복사소자(400)에는 미앤더패턴을 통과하는 전류(I4)가 흐르게 된다.
이러한 전류(I4)의 흐름에 의해 우측 및 하부 방향으로 전계(EF4)가 형성되며, 전계(EF4)방향의 벡터합인 우측하부방향으로 -45 편파(P4)가 발생될 수 있다.
다시 말해, 도 7 및 도 8에서와 같이 고주파대역에서는 미앤더패턴이 형성된 길이(L)에 따라 공진주파수가 결정될 수 있다. 따라서, 제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)의 미앤더패턴(111 내지 411)은 고주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 미앤더패턴 길이에 따라 형성될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, 제1 단위복사소자(100) 내지 제4 단위복사소자(400)는 미앤더패턴의 미앤더링 횟수 및 패턴의 형성길이에 대응하는 서로 다른 공진주파수에 의해 무선통신을 함으로써, 1710~2170MHz의 주파수대역과 2300~2690MHz 주파수대역을 동시에 이용할 수 있도록 통합하여 1710~2690MHz 주파수대역을 사용하는 복수의 통신서비스를 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)에 형성된 미앤더패턴(111 내지 411)의 수직방향으로 패턴홈(111a 내지 411a)을 형성함으로써, 도 1에 비하여 보다 낮은 저주파대역의 공진주파수를 이용할 수 있도록 조절할 수 있다.
또한, 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)에 형성된 미앤더패턴(111 내지 411)의 수직방향에 대하여, 상부로 개방되는 패턴홈(111a 내지 411a)과 하부로 개방되는 패턴홈(111b 내지 411b)을 엇갈려 형성하여, 보다 더 낮은 저주파대역의 공진주파수를 이용할 수 있도록 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 또 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)는, 평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며, 부채꼴형상의 호에 대하여 수평방향로 미앤더패턴(111 내지 411)이 형성될 수 있다.
도 11는 본 발명의 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 형성되는 광대역 복사소자 패턴의 또 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 제1 상부패턴부(110) 내지 제4 상부패턴부(410)는, 평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며, 부채꼴형상의 호에 대하여 수직방향로 미앤더패턴(111 내지 411)이 형성될 수 있다.
도 12는 도 1의 다이폴 안테나에 의한 광대역 복사소자의 VSWR 및 Isolation 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, 1710~2690MHz 주파수대역에서 VSWR(voltage standing wave ratio) 1.36:1이하, 단자간분리도 -28dB이하의 특성을 얻을 수 있다.
VSWR은 반사파의 값을 standing wave의 비율로 표시하는 것으로, 일반적으로 1.5:1이면 양호한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, VSWR의 특성이 1.36:1인 본 발명의 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, VSWR의 특성면에서 크게 향상되었음을 알 수 있다.
도 13은 도 1의 다이폴 안테나에 의한 광대역 복사소자의 수평 반치각 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, 1710~2690MHz 주파수대역에서 약 64°~69°의 수평 반치각(Half power beamwidth) 특성을 얻을 수 있다.
다시 말해, 본 발명에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, 대역별 공진주파수에 의한 수평 반치각의 편차가 6°이내로, 수평 빔폭의 편차가 매우 작다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나(A)는, 하나의 안테나를 이용하여 다양한 주파수 대역의 통신서비스를 제공함에 있어서, 기지국용 안테나의 설계면에서 신뢰성을 확보할 수 있으며, 광대역 무선통신서비스를 적용하기에 매우 적합함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
A : 다이폴 안테나
100 : 제1 단위복사소자 110 : 제1 상부패턴부
111 : 미앤더패턴 111a, 111b : 패턴홈
120 : 제1 하부몸체부
200 : 제2 단위복사소자 210 : 제2 상부패턴부
211 : 미앤더패턴 211a, 211b : 패턴홈
220 : 제2 하부몸체부
300 : 제3 단위복사소자 310 : 제3 상부패턴부
311 : 미앤더패턴 311a, 311b : 패턴홈
320 : 제3 하부몸체부
400 : 제4 단위복사소자 410 : 제4 상부패턴부
411 : 미앤더패턴 411a, 411b : 패턴홈
420 : 제4 하부몸체부
510 : 제1 급전선 520 : 제2 급전선
530 : 급전선지지부

Claims (10)

  1. 미앤더(Meander)패턴이 절곡형성된 상부패턴부;
    상기 상부패턴부의 일측에서 하부방향으로 수직형성되며 상하방향으로 관통홀이 형성되는 하부몸체부를 포함하는 제1 단위복사소자 내지 제4 단위복사소자;
    상기 제1 단위복사소자의 관통홀을 통해 상기 제3 단위복사소자와 연결되는 제1 급전선; 및
    상기 제2 단위복사소자의 관통홀을 통해 상기 제4 단위복사소자와 연결되는 제2 급전선을 포함하며,
    상기 제1 급전선은,
    상기 제1 단위복사소자의 관통홀 하부에서 상기 관통홀 상부로 이어져 상기 제3 단위복사소자의 상부와 연결되고,
    상기 제2 급전선은,
    상기 제2 단위복사소자의 관통홀 하부에서 상기 관통홀 상부로 이어져 상기 제4 단위복사소자의 상부와 연결되며,
    상기 제1 급전선의 상부와 제2 급전선의 상부가 상하방향으로 이격되어 수평면상에서 직교하고,
    상기 제1 단위복사소자의 관통홀 및 제2 단위복사소자의 관통홀 중 적어도 하나에는,
    상기 제1 급전선 및 제2 급전선 중 적어도 하나를 지지하는 적어도 하나의 급전선지지부가 구성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    평면상에서 사각형상으로 형성되며 상기 사각형상 중 적어도 하나의 선분에 대하여 수평방향으로 미앤더패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    상기 미앤더패턴의 수직방향으로 패턴홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    상기 미앤더패턴의 수직방향으로 패턴홈이 상하방향으로 엇갈려 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며 상기 부채꼴형상의 호에 대하여 수평방향로 미앤더패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    평면상에서 부채꼴형상으로 형성되며 상기 부채꼴형상의 호에 대하여 수직방향로 미앤더패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    저주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 미앤더링 횟수에 따라 상기 미앤더패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부패턴부는,
    고주파대역의 공진주파수에 대응하여 결정된 길이에 상기 미앤더패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 다중경로에 의한 광대역 이중편파 다이폴 안테나.
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