KR101609665B1 - 이동통신 기지국 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 기지국 안테나에 있어서, 반사판과; 반사판 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자와; 제1방사소자에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자와; 반사판 상에서 제1방사소자 및 상기 제2방사소자가 설치되는 면과 동일한 면에 설치되며, 제1방사소자에 급전 신호를 제공하기 위한 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판을 포함한다.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에 사용되는 이동통신 기지국 안테나에 관한 것으로, 특히, 이중대역(dual band) 이중편파 구조의 안테나에 채용되기에 적합한 이동통신 기지국 안테나에 관한 것이다.
이동통신 시스템에 사용되는 중계기를 비롯한 기지국 안테나는 다양한 형태와 구조가 있을 수 있으며, 통상, 길이방향으로 직립하는 적어도 하나의 반사판 상에 다수의 방사소자들이 적절히 배치되는 구조를 가진다.
최근, 기지국 안테나에 대한 소형화 및 경량화 요구를 만족시키고자 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 이들 중에서 이중대역 이중편파 안테나의 경우에는 예를 들어, 700/800MHz 대역의 저주파수 대역의 제1방사소자에 예를 들어, 차세대 무선 서비스(AWS: Advanced Wireless Service) 대역 또는 2GHz 대역의 고주파수 대역의 제2방사소자를 적층한(stack) 구조의 안테나가 개발되고 있다.
이러한 안테나는 예를 들어, 패치(patch) 타입의 제1방사소자 위에 패치 타입 또는 다이폴(dipole) 타입의 제2방사소자가 설치된 적층 구조의 제1, 제2방사소자들을 가질 수 있는데, 이러한 적층 구조의 제1, 제2방사소자들은 제1주파수 대역의 방사소자 배열을 만족시키기 위한 간격으로 다수개가 반사판 상에 배치된 구조를 가질 수 있다.
또한, 이와 같이 다수 개 설치된 적층 구조의 제1, 제2방사소자 사이에는 해당 제2주파수 대역의 방사소자 배열을 만족시키기 위해 제2방사소자가 반사판 상에 추가적으로 설치되는 구조를 가진다. 이러한 배치 방식으로 인해, 전체적으로 소형화를 만족시키면서 안테나 이득을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 종래의 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 일 예시 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'부분 일부 투과 절단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 제1방사소자에 제2방사소자가 적층된 구조를 구비한 안테나를 살펴보면, 제1주파수 대역(예를 들어, 700/800MHz 대역)의 패치 타입 제1방사소자들(11, 12)이 반사판(1) 상면에 일정 간격으로 배치되어 있다. 또한, 제2주파수 대역(예를 들어, AWS 대역)의 다이폴 타입 제2방사소자들(21, 22, 23, 24)들은 상기 제1방사소자들(11, 12)에 적층되거나 또는 제1방사소자들(11, 12) 사이에서 반사판(1) 상면에 직접 설치된다.
제1방사소자들(11, 12) 각각은 상부 패치 판(11-2, 12-2) 및 하부 패치 판(11-1, 12-1)으로 구성된다. 하부 패치 판(11-1, 12-1)들은 반사판(1)을 관통하는 급전 케이블(112)을 통해서 반사판(1)의 뒷면에 부착되는 급전용 도체 패턴이 형성된 회로기판(111)과 연결된다. 또한, 상기 제1방사소자들(11, 12)에 적층된 제2방사소자들(21, 22)은 반사판(1) 및 해당 설치된 제1방사소자들(11, 12)의 상부 및 하부 패치 판(11-1, 11-2)을 관통하는 급전 케이블(212)을 통해서 급전망과 연결된다.
이외에도, 기지국 안테나는, 상기 방사소자들이 설치되는 반사판(1) 및 내부의 송수신 신호 처리를 위한 각종 신호 처리 장비들을 전체적으로 감싸는 통 형태로 구성되는 레이돔(미도시)과, 상기 반사판(1)의 상하부를 각각 고정하며, 상기 통 형태의 레이돔(202)의 상하 개방부들 밀봉하는 상부캡 및 하부캡(미도시)이 구비될 수 있다.
한편, 도 3에는 도 1의 제1방사소자들의 급전 구조를 나타낸 도면으로서, 도 3의 (a)는 평면도이며, 도 3의 (b)는 배면도이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해 제1방사소자들 중 하나의 하부 패치 판(11-1) 및 급전용 도체 패턴이 형성된 회로기판(111)을 나타내었으며, 그 외의 구성에 대해서는 생략하였다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1방사소자(11)의 하부 패치 판(11-1)은 반사판(1)을 관통하는 급전 케이블(112)을 통해서 반사판(1)의 뒷면에 부착되는 회로기판(111)과 연결된다. 즉, 제1방사소자의 급전용 도체 패턴은 회로기판(111) 상에서 인쇄 방식으로 형성되며, 회로기판(111)에서 급전 포인트들(a~d)과, 하부 패치 판(11-1)의 급전 포인트들(a~d)은 급전 케이블들(112)을 통해 연결되는 구조를 가진다.
이때, 예를 들어, a 급전 포인트에 비해 이와 대각선에 위치하는 c 급전 포인트에서의 송신 신호는 180도 위상 지연되며, 마찬가지로, b 급전 포인트에 비해 이와 대각선에 위치하는 d 급전 포인트에서의 송신 신호도 180도 위상 지연되도록 회로 기판(111)에서 급전용 도체 패턴이 형성된다. 이에 따라, 제1방사소자의 하부 패치 판(11-1)에서 a, c 급전 포인트 및 b, d 급전 포인트에서 서로 직교하는 이중 편파가 발생하게 된다.
한편, 제1방사소자의 상부 패치 판(11-2)은 방사 특성 최적화를 위해 설치되는 것으로서, 하부 패치 판(11-1)과 절연되게 플라스틱 소재 등의 지지대(도 2의 참조번호 130 등)를 이용하여 설치된다.
상기한 구조를 가지는 기지국 안테나에 관한 기술로는, 본원 출원인에 의해 선출원된 국내 특허 출원번호 제10-2009-0110696호(명칭: 서로 다른 평면에 배치되는 방사소자들의 설치 방법 및 이를 이용한 안테나, 발명자: 문영찬 외 4명, 출원일: 2009년 11월 17일)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
그런데, 상기 특허 출원번호 제10-2009-0110696호에도 개시된 바와 같이, 패치 타입 제1방사소자(11)에 다이폴 타입 제2방사소자(21)가 적층되는 구조는 비교적 복잡한 구조를 가지며, 제1방사소자(11) 및 제2방사소자(21)를 지지 및 고정하기 위한 별도의 추가적인 부속품들이 비교적 많이 필요하였다. 또한, 이 경우에, 패치 타입 제1방사소자(11)에 급전하기 위한 회로기판(111)은 반사판(1)의 뒷면에 설치되며, 또한, 제1방사소자(11)에 적층된 제2방사소자(21)의 급전 선로(예를 들어, 급전 케이블)는 다시 상기 회로기판(111)을 관통하는 형태 등으로 설치되어야 하므로, 반사판(1)의 뒷면에 이를 설치하기 위한 필요 공간이 비교적 많이 요구되었다. 또한, 이외에도 반사판(1)의 뒷면에 설치되는 위상 시프터 등을 비롯한 각종 신호 처리 장비들의 설치 공간에 제약을 받을 수 있게 된다. 이에 따라, 이에 따라, 전체적인 기지국 안테나의 사이즈가 커지게 되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 패치 타입 방사소자에 다이폴 타입 방사소자를 적층할 수 있는 보다 간단한 구조를 제공하며, 특히, 급전 구조를 개선하여 전체 안테나의 구조가 최적화될 수 있도록 하기 위한 이동통신 기지국 안테나를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 이동통신 기지국 안테나에 있어서; 반사판과; 상기 반사판 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자와; 상기 제1방사소자에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자와; 상기 반사판 상에서 상기 제1방사소자 및 상기 제2방사소자가 설치되는 면과 동일한 면에 설치되며, 상기 제1방사소자에 급전 신호를 제공하기 위한 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 이동통신 기지국 안테나는 매우 간단한 구조로, 패치 타입 방사소자에 다이폴 타입 방사소자를 적층할 수 있도록 하며, 또한, 급전 구조를 개선하여 반사판의 뒷면 공간 활용도를 넓힐 수 있는 등, 전체 안테나의 구조가 최적화될 수 있도록 한다.
도 1은 종래의 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 일 예시 평면도
도 2는 도 1의 A-A'부분 일부 투과 절단면도
도 3은 도 1의 제1방사소자들의 급전 구조를 나타낸 평면 및 배면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 사시도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 4의 제1방사소자의 급전 방식을 개략적으로 나타낸 도면
도 7은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제1예시 구조도
도 8은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제2예시 구조도
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 사시도
도 10은 도 9의 측면도
도 11은 도 9의 신호 커플링용 회로기판의 상세 구조도
도 2는 도 1의 A-A'부분 일부 투과 절단면도
도 3은 도 1의 제1방사소자들의 급전 구조를 나타낸 평면 및 배면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 사시도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 4의 제1방사소자의 급전 방식을 개략적으로 나타낸 도면
도 7은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제1예시 구조도
도 8은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제2예시 구조도
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 사시도
도 10은 도 9의 측면도
도 11은 도 9의 신호 커플링용 회로기판의 상세 구조도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 첨부 도면들에서 가능한 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하였다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 평면도이며, 도 5는 도 4의 측면도로서, 도4 및 도 5에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 패치 타입의 제1방사소자(14)에 다이폴 타입의 제2방사소자(13)가 적층되는 구조를 하나만 도시하였다. 이때, 추가적으로, 다이폴 타입의 방사소자(미도시)가 상기 방사소자들의 적층되는 구조 사이에서 반사판(1) 상에 직접 설치될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국 안테나는, 반사판(1)과; 반사판(1) 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자(14)와; 제1방사소자(14)에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자(13)와; 상기 제1방사소자(14) 및 제2방사소자(13)를 지지하는 발룬 지지체(134, 144)를 포함하여 구성한다.
패치 타입의 제1방사소자(14)는, 해당 기지국 안테나의 송신 주파수 대역 중, 예를 들어 제1 대역에 해당하는 주파수 대역의 무선 주파수를 발생하기 위한 미리 설정된 크기로 설계되며, 금속 재질의 사각 판 형태로 형성되는 패치 판(140)과; 상기 패치 판(140)의 하부에서, 해당 패치 판(140)에 급전 신호를 제공하는 다수의 제1 급전 선로(142)를 포함하여 구성된다. 이러한 제1 급전 선로(142)는 전체적으로 X자 형태로 배치되어 상기 패치 판(140)에 각각 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 다수, 즉 4개의 급전 신호 커플링용 스트립라인 구조를 가질 수 있다. 이러한 다수의 제1 급전 선로(142)를 형성하는 신호 커플링용 스트립라인들은 커플링 방식으로 패치 판(140)에 급전 진호를 제공하기 위해, 해당 커플링 신호 전달 부위가 패치 판(140)과의 적절한 이격 거리를 가지도록 반사판(1) 상에서 비교적 높은 위치를 유지하도록 설치된다. 이때 다수의 신호 커플링용 스트립라인의 설치 상태를 지지 및 고정하기 위하여, 예를 들어, 테플론 등의 합성물질로 형성된 적절한 형태의 지지물(142)이 추가로 더 설치된다.
다이폴 타입의 제2방사소자(13)는 해당 기지국 안테나의 송신 주파수 대 중, 예를 들어 제2 대역에 해당하는 주파수 대역의 무선 주파수를 발생하기 위한 미리 설정된 구조의 다수의 방사 암(130)을 포함하여 설계된다. 이러한 다이폴 타입의 제2방사소자(13)의 방사 암(130)의 구조는 통상적인 다이폴 타입의 안테나들에 적용되는 다양한 방사 암 구조들을 그대로 채용하여 구성할 수 있다.
발룬 지지체(134, 144)는 상기 패치 타입의 제1방사소자(14)를 지지하는 하부 발룬 지지체(144)와, 상기 다이폴 타입의 제2방사소자(13)를 지지하는 상부 발룬 지지체(134)로 구분하여 구성될 수 있다. 이때 제2방사소자(13)에 급전하기 위한 급전 신호는 통상적으로 다이폴 타입의 방사소자 급전 방식과 마찬가지로 제2 급전 선로(132)를 통해 제공될 수 있는데, 제2 급전 선로(132)는 통상적인 다이폴 타입의 방사소자 급전 방식과 마찬가지로 급전 케이블 구조나 신호 커플링용 스트립 라인 구조를 통해 구성될 수 있다. 이러한 제2 급전 선로(132)는 반사판(1)(및 상기 제1방사소자(14))에 형성된 관통 홀들을 통해 반사판(1)의 뒷면까지 연장될 수 있으며, 반사판(1)의 뒷면에서 도 2의 a로 표시한 바와 같은 지점에서, 급전 케이블과 연결되는 구성을 가질 수 있다.
상기한 구성에서, 상기 패치 타입의 제1방사소자(14)에 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 4개의 신호 커플링용 스트립라인들 각각은 본 발명의 특징에 따라 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판(16)을 통해 각각 급전 신호를 제공받도록 급전 경로가 형성된다. 이러한 급전 경로는 마찬가지로 스트립라인으로 구현될 수 있다.
이때, 급전용 회로기판(16)은 본 발명의 특징에 따라, 반사판(1)의 뒷면이 아니라, 해당 방사소자들이 설치되는 반사판(1)의 앞면에서 적절한 영역에 고정되게 설치된다. 급전용 회로기판(16)을 반사판(1)에 고정되게 설치하는 것은 나사 체결 구조나, 솔더링 등의 방식을 적용하여 수행될 수 있다. 통상적으로, 반사판(1)의 앞면에는 방사소자들의 설치 공간 사이에 비교적 넓은 빈 영역이 있으며, 따라서, 상기 급전용 회로기판(16)을 설치하기 위한 공간 확보에 별다른 어려움이 없으며, 추가적인 설치 공간을 요구하지 않게 된다.
도 6은 도 4의 제1방사소자의 급전 방식을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 6을 추가적으로 참조하여, 급전용 회로기판(16)에서 급전용 도체 패턴이 형성되는 방식을 설명하면, 패치 판(140)의 하부에서 얼마간 이격되어 X 자 형태로 배치되는 4개의 제1 급전 선로(142), 즉 4개의 신호 커플링용 스트립라인들 중에서 서로 대각선 방향에 위치한 스트립라인들끼리 쌍을 이루어, X자 형태의 이중편파 중 일 편파를 각각 발생하도록 구성되다.
이에 따라 급전용 회로기판(16) 상에서는 서로 쌍을 이루는 신호 커플링용 스트립라인들끼리 급전 신호를 분배하여 제공하도록 급전 패턴이 형성되며, 이때, 어느 한 쌍의 신호 커플링용 스트립라인들 간에는 전달되는 급전 신호가 상호180도 위상 차이를 가지도록, 급전용 회로기판(16) 상에서 적절한 길이 및 패턴으로 급전 패턴이 형성된다. 마찬가지로 다른 쌍의 신호 커플링용 스트립라인들 간에 전달되는 급전 신호도 상호 180도 위상 차이를 가지도록 급전용 회로기판(16)의 급전 패턴이 형성된다.
도 7은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제1예시 구조도이다. 도 7을 참조하면, 제1방사소자(14)와 제2방사소자(13)를 지지 및 결합하는 발룬 지지체(134, 144)는 전체적으로 하나의 구조물로 일체형으로 형성될 수 있다. 제1방사소자(14)의 중앙에는 이러한 일체형으로 형성될 수 있는 발룬 지지체(134, 144)의 단면과 대응되는 형태의 관통 홀이 형성되며, 이를 통해 발룬 지지체(134, 144)에 끼워는 형태로 설치될 수 있다. 이때 제2방사소자(13)는 발룬 지지체(134, 144)에 나사 결합 등으로 고정되게 설치될 수 있다. 도 7의 예에서는 제2방사소자(13)를 적정 위치에 고정되게 지지하는 추가적인 지지 구조물(202) 제공됨이 도시되고 있으며, 이러한 지지 구조물을 통해 제2방사소자(13)를 나사 결합 등으로 발룬 지지체(134, 144)에 고정되게 구성할 수도 있다. 이러한 구조는 제1방사소자(14)와 제2방사소자(13)를 적층되게 설치하고자 할 경우에 매우 편리한 구조임을 알 수 있다.
도 8은 도 4의 제1방사소자와 제2방사소자간 결합 방식에 대한 제2예시 구조도이다. 도 8을 참조하면, 제1방사소자(14)와 제2방사소자(13)를 지지 및 결합하는 발룬 지지체(134, 144)는 상부 발룬 지지체(134)와 하부 발룬 지지체(144)로 별도로 형성될 수도 있다. 즉 하부 발룬 지지체(144)는 제1방사소자(14)를 고정되게 지지하며, 상부 발룬 지지체(134)는 이러한 제1방사소자(14)에 상에 고정되게 설치될 수 있다. 이때 상부 발룬 지지체(134)는 제1방사소자(14) 상에 나사 결합 등으로 고정되게 설치될 수 있다. 도 8의 예에서는 상부 발룬 지지체(134)를 제1방사소자(14) 상에서 고정되게 지지하는 추가적인 지지 구조물(204) 제공됨이 도시되고 있다.
상기한 바와 같이, 도 4 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국 안테나의 구조는 패치 타입 제1방사소자(14)에 다이폴 타입 제2방사소자(13)가 적층되는 구조는 비교적 간단한 구조를 가지며, 예를 들어 일체형으로 형성될 수도 있는 발룬 지지체(144, 134)를 이용하여 제1방사소자(14) 및 제2방사소자(13)를 간단히 지지 및 고정할 수 있게 된다.
또한, 이 경우에, 패치 타입 제1방사소자(13)에 급전하기 위한 급전용 회로기판(16)은 반사판(1)의 앞면에 설치되므로, 반사판(1)의 뒷면에는 종래와 비교하여 비교적 여유 공간이 발생할 수 있게 된다. 이는 전체 안테나 사이즈를 보다 최적화 할 수 있으며, 반사판(1)의 뒷면에 설치되는 위상 시프터 등을 비롯한 각종 신호 처리 장비들의 설치 공간 확보가 용이하게 된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중대역 이중편파 이동통신 기지국 안테나의 사시도이며, 도 10은 도 9의 측면도이며, 도11은 도 9의 신호 커플링용 회로기판의 상세 구조도이다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국 안테나는, 상기 도 4 내지 도 8에 도시된 제1 실시예의 구조와 마찬가지로, 반사판(1)과; 반사판(1) 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자(14)와; 제1방사소자(14)에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자(13)를 포함하여 구성한다. 이때, 제2방사소자(13)는 제1 실시예의 구조와 유사하게 발룬 지지체(136)에 의해 지지되는 구조를 가질 수 있는데, 제2 실시예에 따른 제1방사소자(14)는 신호 커플링용 회로기판(344: 344-1, 344-2)에 의해 지지되는 구조를 가진다.
즉, 패치 타입의 제1방사소자(14)의 해당 주파수 대역의 무선 주파수를 발생하는 패치 판(140)은, 직립하는 형태로 결합되어, 전체적인 평면 형태가 X자 형태로 설치된 신호 커플링용 회로기판(344)에 의해 지지되도록 구성될 수 있다. 도 11에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 신호 커플링용 회로기판(344)은 직립하는 직사각형 형태의 2개의 회로기판, 즉, 제1 신호 커플링용 회로기판(344-1)과, 제2 신호 커플링용 회로기판(344-2)이 서로 결합하여, 상호 직립하는 형태를 유지하도록 구성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 신호 커플링용 회로기판(344-1, 344-2)에는, 서로 맞물리게 형성되는 홈 구조들이 가운데 지점에서 상호 대응되는 측면에 형성되어, 이러한 홈 구조들을 통해 상호 결합 상태를 보다 굳건히 유지할 수 있다.
한편, 이러한 구조 외에도, 신호 커플링용 회로기판(344)은 별도로 제작되는 4개의 회로기판 서로 결합하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 직사각형 형태의 4개의 회로기판을 직립 상태에서 일 기준 지점에서 상호 고정되게 부착하여, 전체적인 평면 형태가 X자 형태를 가지도록 구성할 수 있다.
이러한 신호 커플링용 회로기판(344)은 X자 형태의 각각의 단부에 해당하는 회로기판에는, 상기 패치 판(140)에 각각 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 다수의 신호 커플링용 선로 패턴(342)이 인쇄된다. 이러한 신호 커플링용 선로 패턴을 통해 커플링 방식으로 패치 판(140)에 급전 진호를 제공하기 위해, 해당 커플링 신호 전달 부위가 패치 판(140)과의 적절한 이격 거리를 가지도록, 신호 커플링용 선로 패턴(342)의 형태 및 신호 커플링용 회로기판(344)의 사이즈 등이 적절히 설계된다. 이때, 신호 커플링용 회로기판(344)의 설치 상태를 지지 및 고정하기 위하여, 예를 들어, 테플론 등의 합성물질로 형성된 적절한 형태의 지지물(미도시)이 추가로 더 설치될 수 있다.
한편, 다이폴 타입의 제2방사소자(13)는 종래의 구조와 유사하게, 해당 주파수대역의 무선 주파수를 발생하는 다수의 방사 암(130)을 구비할 수 있다. 또한, 발룬 지지체(136)도 종래의 유사한 구조를 가질 수 있으며, 제1방사소자(14)의 패치 판(140)에 상에 고정되게 설치될 수 있다. 이때, 발룬 지지체(136)는 제1방사소자(14) 상에 나사 결합 등으로 고정되게 설치될 수 있다.
이때, 제2방사소자(13)에 급전하기 위한 급전 신호는 통상적으로 다이폴 타입의 방사소자 급전 방식과 마찬가지로 별도의 급전 선로(142)를 통해 제공될 수 있는데, 이때, 제2방사소자(13)의 급전 선로(142)는 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 신호 커플링용 회로기판(344)에서 상기 신호 커플링용 선로 패턴(342)과 더불어, 적절한 부위에 형성될 수 있는 신호 전달용 선로 패턴(346)을 통해 급전 신호를 제공받도록 구성할 수 있다.
이러한 신호 전달용 선로 패턴(346)의 하단부가 형성되는 회로기판 부위는 반사판(1)의 대응되는 부위에 형성된 관통 홀들을 통해 반사판(1)의 뒷면까지 연장되는 형태를 가질 수 있으며, 반사판(1)의 뒷면에서 예를 들어, 급전 케이블과 연결되는 구성을 가질 수 있다. 또한, 마찬가지로 상기 신호 전달용 선로 패턴(346)의 상단부가 형성되는 회로기판 부위는 제1방사소자(14)(의 패치 판(140)) 대응되는 부위에 형성된 관통 홀들을 통해 제1방사소자(14)의 상부까지 연장되는 형태를 가질 수 있으며, 반사판(1)의 뒷면에서 예를 들어, 급전 케이블과 연결되는 구성을 가질 수 있다.
상기한 구조를 살펴보면, 신호 전달용 회로기판(344)을 이용하여 제1방사소자(14)를 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1방사소자(14)를 비롯한 제2방사소자(13)에도 동시에 급전 신호를 전달할 수 있는 구조임을 알 수 있다. 이러한 구조는 제1방사소자(14)의 지지 구조를 구현함 아울러, 제1 및 제2방사소자(14, 13)들의 복잡한 급전 구조를 단순화할 수 있게 된다.
상기한 구성에서, 상기 패치 타입의 제1방사소자(14)에 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 신호 커플링용 회로기판(344)에서 각각의 4개의 신호 커플링용 선로 패턴(342) 각각은 상기 제1 실시예의 구조와 마찬가지로, 본 발명의 특징에 따라 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판(16)을 통해 각각 급전 신호를 제공받도록 급전 경로가 형성된다. 이러한 급전 경로는 마찬가지로 스트립라인으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 급전용 회로기판(16)에서 4개의 신호 커플링용 선로 패턴(342) 각각에 대한 급전 방식은 상기 제1 실시예의 구조와 마찬가지로 구현된다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 기지국 안테나가 구성될 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
예를 들어, 상기의 설명에서 제2방사소자에 대해 일 예시 구조를 개시하고 있으나, 제2방사소자에 대해서는, 종래의 어떠한 타입이나 종류의 구조를 거의 설계 변경없이 그대로 본 발명의 구조에 채용할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는 제2방사소자의 급전 선로를 반사판의 뒷면으로 설치되는 것으로 설명하였으나, 이외에도 제2방사소자의 급전 선로로 반사판의 앞면에 설치할 수도 있다.
또한, 상기에서 설명한 각종 구조물들 외에도, 특히 제2 실시예의 구조에서는, 해당 제1방사소자의 패치 판을 더욱 안정적으로 고정 및 지지하기 위한 추가적인 지지 구조물이 제공될 수도 있다.
Claims (7)
- 삭제
- 이동통신 기지국 안테나에 있어서,
반사판;
상기 반사판 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자;
상기 제1방사소자에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자; 및
상기 반사판의 일측에 설치되며, 상기 제1방사소자에 급전 신호를 제공하기 위한 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판을 포함하며;
상기 제1방사소자는,
일정 주파수 대역의 무선 주파수를 발생하기 위해 미리 설정된 크기의 판 형태로 형성된 패치 판과;
상기 패치 판의 하부에, 일정 간격을 두고 위치하며 전체적으로 X자 형태로 배치되고 상기 패치 판에 각각 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 다수의 신호 커플링용 스트립라인으로 구성되는 급전 선로를 포함하며;
상기 급전용 회로기판은 상기 다수의 신호 커플링용 스트립라인으로 각각 급전신호를 제공함을 특징으로 하는 기지국 안테나.
- 제2항에 있어서,
상기 제1방사소자 및 상기 제2방사소자를 지지하는 발룬 지지체를 포함하며;
상기 발룬 지지체는 전체적으로 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 기지국 안테나.
- 이동통신 기지국 안테나에 있어서,
반사판;
상기 반사판 상에 설치되는 패치 타입의 제1방사소자;
상기 제1방사소자에 적층되게 설치되는 다이폴 타입의 제2방사소자; 및
상기 반사판의 일측에 설치되며, 상기 제1방사소자에 급전 신호를 제공하기 위한 급전용 도체 패턴이 형성된 급전용 회로기판을 포함하며;
상기 제1방사소자는
해당 주파수 대역의 무선 주파수를 발생하기 위한 미리 설정된 크기로 설계되며, 금속 재질의 사각 판 형태로 형성되는 패치 판과;
직립하는 형태로 결합되며, 전체적인 평면 형태가 X자 형태로 설치되어, 상기 패치 판을 지지하는 신호 커플링용 회로기판을 포함하며;
상기 신호 커플링용 회로기판에서 상기 X자 형태의 각각의 단부에 해당하는 부위에는 상기 패치 판에 각각 커플링 방식으로 급전 신호를 제공하는 다수의 신호 커플링용 선로 패턴이 인쇄되며;
상기 급전용 회로기판은 상기 다수의 신호 커플링용 선로 패턴으로 각각 급전신호를 제공함을 특징으로 하는 기지국 안테나.
- 제4항에 있어서,
상기 신호 커플링용 회로기판에는 상기 제2방사소자에 급전 신호를 전달하기 위한 신호 전달용 선로 패턴이 인쇄됨을 특징으로 하는 기지국 안테나.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 급전용 회로기판에는, 서로 대각선에 위치한 상기 신호 커플링용 스트립라인끼리 쌍을 이루어 급전 신호를 분배하며, 상기 쌍으로 이루어진 신호 커플링용 스트립라인들 간에 전달되는 급전 신호가 상호 180도 위상 차이를 가지도록, 급전 패턴이 형성됨을 특징으로 하는 기지국 안테나.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 급전용 회로기판에는, 서로 대각선에 위치한 상기 신호 커플링용 선로 패턴들끼리 쌍을 이루어 급전 신호를 분배하며, 상기 쌍으로 이루어진 신호 커플링용 선로 패턴들 간에 전달되는 급전 신호가 상호 180도 위상 차이를 가지도록, 급전 패턴이 형성됨을 특징으로 하는 기지국 안테나.
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