KR101888824B1 - 기지국 안테나 - Google Patents

Abstract

기지국 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 금속 재질로 형성되는 제1 반사판; 상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제1 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제1 방사체; 상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제2 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제2 방사체; 상기 제1 방사체와 상기 제1 반사판을 전기적으로 이격시키는 유전체; 및 상기 제1 반사판 하부에 형성되는 금속 재질의 제2 반사판을 포함하되, 상기 제1 방사체는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 방사체는 상기 제1 반사판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 개시된 안테나에 따르면, 저대역 방사체의 방사패턴 열화를 방지하고, 대역별 방사체간 격리도 및 저대역 방사체의 교차편파비가 향상되는 장점이 있다.

Description

기지국 안테나{Base Station Antenna}

본 발명은 기지국 안테나에 관한 것이다.

기지국 안테나는 미리 설정된 영역에 존재하는 단말들과 통신을 수행하는 안테나로서, 빌딩, 산과 같은 고지대에 주로 설치되어 단말들과 신호의 송수신을 수행한다.

일반적으로 기지국 안테나는 금속 재질의 반사판 상면에 다수의 방사체가 배열되는데, 반사판은 기지국 안테나의 전후방비를 개선할 수 있다. 그러나 반사판과 연결되는 다수의 방사체가 하나의 주파수 대역이 아닌 둘 이상의 주파수 대역을 가질 경우, 고대역 방사체가 저대역 방사체의 신호를 방사하는 자가 공진으로 인하여 저대역 방사체와 고대역 방사체간의 격리도가 떨어지고 방사패턴이 열화되는 문제점이 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로 2015년 9월 1일자로 공고된 국내등록특허공보 제10-1548915호가 있다.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 저대역 방사체의 방사패턴 열화를 방지하고, 대역별 방사체간 격리도 및 저대역 방사체의 교차편파비가 향상된 기지국 안테나를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 금속 재질로 형성되는 제1 반사판; 상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제1 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제1 방사체; 상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제2 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제2 방사체; 상기 제1 방사체와 상기 제1 반사판을 전기적으로 이격시키는 유전체; 및 상기 제1 반사판 하부에 형성되는 금속 재질의 제2 반사판을 포함하되, 상기 제1 방사체는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 방사체는 상기 제1 반사판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나가 제공된다.

상기 제1 방사체에는 다수의 홀이 형성된 발룬부가 형성되며, 상기 발룬부는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되고, 상기 유전체는 상기 발룬부와 상기 제1 반사판에 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 방사체는 상기 발룬부의 홀을 관통하는 급전선으로부터 커플링 방식으로 급전 신호를 공급받는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 반사판의 단면은 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 제1 반사판과 상기 제2 반사판은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 방사체는 상기 제2 반사판의 ㄷ자 형상의 중심에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 반사판 및 상기 제2 반사판은 접지 전위를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 고주파 대역인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 방사체 및 제2 방사체는 듀얼 편파를 방사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속 재질로 형성되는 제1 반사판; 상기 제1 반사판 상에 형성되는 하나 이상의 방사체; 상기 하나 이상의 방사체와 상기 제1 반사판을 전기적으로 이격시키는 유전체; 및 상기 제1 반사판 하부에 형성되는 제2 반사판을 포함하되, 상기 하나 이상의 방사체는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나가 제공된다.

상기 하나 이상의 방사체에는 다수의 홀이 형성된 발룬부가 형성되며, 상기 발룬부는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되고, 상기 유전체는 상기 발룬부와 상기 제1 반사판에 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 방사체는 상기 발룬부의 홀을 관통하는 급전선으로부터 커플링 방식으로 급전 신호를 공급받는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 반사판의 단면은 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 제1 반사판과 상기 제2 반사판은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 방사체는 상기 제2 반사판의 ㄷ자 형상의 중심에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 반사판 및 상기 제2 반사판은 접지 전위를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 하나 이상의 방사체는 듀얼 편파를 방사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 저대역 방사체의 방사패턴 열화를 방지하고, 대역별 방사체간 격리도 및 저대역 방사체의 교차편파비가 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체와 회로기판의 연결부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체 및 제2 반사판을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 정면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나는 제1 방사체(100), 제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)을 포함할 수 있다. 제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)은 금속 재질로 형성되며, 접지 전위를 가질 수 있다. 종래 기술의 기지국 안테나에서의 반사판은 방사체의 접지와 연결되며, 방사체가 방사하는 방사파를 반사하여 기지국 안테나의 전후방비를 개선하는 역할을 한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나에서는 두 개의 반사판을 이용하여 방사체의 전후방비뿐만 아니라 교차편파비 또한 개선할 수 있게 된다. 여기서 교차편파비란, +45˚와 -45˚의 듀얼 편파를 발생하는 방사체에 있어서, 각 편파의 격리도를 뜻한다. 이러한 반사판의 자세한 기능은 후술하도록 한다.

제1 반사판(400)의 하부에 제2 반사판(300)이 형성될 수 있으며, 제1 방사체(100)는 제1 반사판(400) 상에 배열될 수 있다. 제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)은 양측에 측벽이 형성되어 그 단면이 ㄷ자 형상을 가질 수도 있다. 또한, 제1 반사판(400)과 제2 반사판(300)은 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 제1 방사체(100)는 제1 반사판(100)을 관통하여 제2 반사판(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방사체(100)는 필요에 따라 하나 이상 형성될 수 있으며, 제1 방사체(100)는 하나 이상의 어레이를 형성하며 배열될 수도 있다.

또한, 제2 반사판(300)하부에는 회로기판(200)이 형성될 수 있으며, 회로기판(200)에는 제1 방사체(100)와 연결되는 회로가 형성될 수 있으며, 상기 회로는 제1 방사체(100)에 급전 신호를 공급할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체를 도시한 사시도이다.

도2 및 도 3을 참조하면, 제1 방사체(100)에는 급전을 위한 발룬부(110)가 형성될 수 있다. 발룬부(110) 내부에는 홀이 형성되며, 홀을 급전선(120)이 관통하게 된다. 발룬부(110)에는 급전부(113) 및 접지부(115)가 형성될 수 있다. 발룬부(110)를 관통하는 급전선(120)은 발룬부(110)와 커플링을 통하여 제1 방사체(100)에 급전 신호를 공급할 수 있다.

한편, 제1 방사체(100)에는 유전체(130)가 형성된다. 제1 방사체(100)는 제1 반사판(400)을 관통하며 위치할 수 있는데, 유전체(130)는 제1 반사판(400)과 접촉하여 제1 방사체(100)가 제1 반사판(400)과 전기적으로 이격되도록 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체와 회로기판의 연결부를 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 방사체(100)의 급전부(113)는 제2 반사판(300)하부의 회로기판(200)과 연결될 수 있다. 급전부(113)의 홀을 통해 급전선(120)은 회로기판(200)에 형성된 회로와 연결될 수 있다.

특히, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나에 적용되는 제1 방사체는 ±45˚의 듀얼 편파를 방사할 수 있다. 제1 방사체(100)에 형성되는 급전선(120)은 발룬부(110)에 형성된 홀에 위치하게 되므로, 두 개의 급전부(113)를 통하여 +45˚와 -45˚의 신호가 각각 두 개의 급전선(120)으로 공급될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체 및 제2 반사판을 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 제1 방사체(100)의 접지부(115)는 접지 전위를 갖는 제2 반사판(300)과 연결될 수 있다. 특히, 두 개의 급전부(113)를 관통하는 두 개의 급전선(120)은 발룬부(110)의 급전부(113)를 제외한 나머지 두 개의 홀을 관통하여 접지부(115)와 연결될 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 제1 방사체의 발룬부(110)는 제1 반사판(400)을 관통하여 제2 반사판(300)에 연결된다. 특히, 제1 방사체(100)는 발룬부(110)에 형성된 유전체(130)로 인해 제1 반사판(400)과는 전기적으로 이격되며, 제2 반사판(300)과 전기적으로 연결되게 된다. 따라서 제1 반사판(400)은 전후방비 개선을 위한 반사판의 기능을 하며, 제2 반사판(300)은 제1 방사체(100)의 접지부(115)와 연결되게 된다. 이 때, 도면에서와 같이 제1 방사체(100)는 제2 반사판(300)의 ㄷ자 형상의 중심에 위치하게 될 수 있다. 이러한 구조로 인하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국 안테나는 하나의 반사판을 사용하는 종래의 구조에 비하여 교차편파비가 향상되게 된다.

이러한 두 개의 반사판이 적용된 기지국 안테나는 다중 대역 방사체를 이용하는 기지국 안테나에도 적용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 정면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나는 제1 방사체(100), 제2 방사체(500), 제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)을 포함할 수 있다.

제1 방사체(100)는 고주파 대역을 위한 방사체일 수 있으며, 제2 방사체(500)는 저주파 대역을 위한 방사체일 수 있다. 제1 방사체(100) 및 제2 방사체(500)는 각각 하나 이상의 어레이를 형성하며 제1 반사판(400)상에 배열될 수 있다. 도면에 도시된 본 발명의 다른 실시예처럼 저주파 대역을 위한 방사체인 제2 방사체(500)는 하나만 형성될 수도 있다. 일례로, 도 6에서와 같이 기지국 안테나의 중심에 제2 방사체(500)가 형성되며, 제2 방사체(500)의 양측에 제1 방사체(100)가 두 개의 어레이를 형성하며 좌우 대칭이 되는 형상으로 배열되어 형성될 수도 있을 것이다.

제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)은 금속 재질로 형성되며, 접지 전위를 가질 수 있다. 특히, 제1 반사판(400)은 도 7에서와 같이 접힌 판 형상으로 형성될 수도 있다. 제1 반사판(400)은 주파수 대역이 서로 다른 제1 방사체(100)와 제2 방사체(500)가 같은 평면에 배열되지 않도록 형상을 달리하여 형성될 수 있다.

제2 반사판(300)은 제1 반사판(400)의 하부에 위치할 수 있다. 제2 반사판(300) 하부에 위치한 회로기판(200)의 회로에서는 누설파가 발생하여 방사체에 영향을 줄 수 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나는 제2 반사판(300)이 제1 반사판(400)의 하부에 위치하므로, 상기 누설파가 제1 반사판(400)에 의해 차단되며, 따라서 상기 누설파가 제2 방사체(500)에 미치는 영향을 최소화 할 수 있게 된다.

또한, 제2 반사판(300)은 제1 방사체(100)와 제2 방사체(500) 중 어느 하나의 하부에 형성될 수 있다. 일례로, 도 7에서는 제1 방사체(100)의 하부에만 제2 반사판(300)이 형성되었다.

한편, 제1 방사체(100)의 하부, 즉 제2 반사판(300)의 하면에는 회로기판(200)이 형성되어 제1 방사체(100)에 급전 신호를 공급할 수 있으며, 제2 방사체(500)의 하부에는 제2 방사체(500)의 회로기판이 형성되어 제2 방사체(500)에 급전 신호를 공급할 수 있음은 자명할 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체(100)는 제1 반사판(400)상에 배열되지만, 유전체(120)로 인해 제1 반사판(400)과 전기적으로는 연결되지 않으며, 제1 방사체(100)는 제1 반사판(400)을 관통하여 제1 반사판(400) 하부에 위치하는 제2 반사판(300)과 전기적으로 연결되게 된다.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 제1 방사체(100)와 제1 반사판(400) 및 제2 반사판(300)의 연결 구조는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나와 유사한 구조일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나의 제2 방사체(500)는 제1 반사판(400)과 전기적으로 연결될 수 있다.

종래 기술의 다중 대역을 위한 기지국 안테나는 각기 다른 대역을 방사하는 방사체들이 하나의 반사판에 연결되었다. 이로 인하여 저대역 방사체의 필드가 고대역 방사체로 유기될 수도 있으며, 접지면이 하나의 반사판으로 공유되기 때문에 저대역 방사체에 의한 전류가 고대역 방사체로 유입될 수도 있다. 따라서 고대역 방사체가 저대역 방사체의 신호를 방사하는 자가 공진이 발생하여 저대역 방사체와 고대역 방사체간의 격리도가 떨어지고 방사패턴이 열화되는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나는 제2 방사체(500)가 제1 반사판(400)과 전기적으로 연결되지만, 제1 방사체(100)는 제1 반사판(400)과 전기적으로 연결되지 않고 제2 반사판(300)과 전기적으로 연결된다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 안테나는 제1 방사체(100)와 제2 방사체(500)간의 격리도가 향상되며, 저대역 방사체의 교차편파비가 향상될 수 있게 된다.

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 가능하다는 것을 이해할 것이다. 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.

100: 제1 방사체
110: 발룬부
113: 급전부
115: 접지부
120: 급전선
130: 유전체
200: 회로기판
300: 제2 반사판
400: 제1 반사판
500: 제2 방사체

Claims (15)

1. 금속 재질로 형성되는 제1 반사판;
   상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제1 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제1 방사체;
   상기 제1 반사판 상에 형성되며, 제2 주파수 대역을 위한 적어도 하나의 제2 방사체;
   상기 제1 방사체와 상기 제1 반사판을 전기적으로 이격시키는 유전체; 및
   상기 제1 반사판 하부에 형성되는 금속 재질의 제2 반사판을 포함하되,
   상기 제1 방사체는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 방사체는 상기 제1 반사판과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 방사체에는 다수의 홀이 형성된 발룬부가 형성되며,
   상기 발룬부는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되고, 상기 유전체는 상기 발룬부와 상기 제1 반사판에 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 방사체는 상기 발룬부의 홀을 관통하는 급전선으로부터 커플링 방식으로 급전 신호를 공급받는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 반사판의 단면은 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 제1 반사판과 상기 제2 반사판은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 방사체는 상기 제2 반사판의 ㄷ자 형상의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 반사판 및 상기 제2 반사판은 접지 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역보다 고주파 대역인 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 방사체 및 제2 방사체는 듀얼 편파를 방사하는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
9. 금속 재질로 형성되는 제1 반사판;
   상기 제1 반사판 상에 형성되는 하나 이상의 방사체;
   상기 하나 이상의 방사체와 상기 제1 반사판을 전기적으로 이격시키는 유전체; 및
   상기 제1 반사판 하부에 형성되는 제2 반사판을 포함하되,
   상기 하나 이상의 방사체는 상기 제1 반사판을 관통하여 상기 제2 반사판과 전기적으로 연결되며,
   상기 제2 반사판의 단면은 ㄷ자 형상을 가지며, 상기 제1 반사판과 상기 제2 반사판은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 기지국 안테나.
   
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