KR102088036B1

KR102088036B1 - 안테나 성능 시험장치

Info

Publication number: KR102088036B1
Application number: KR1020180112465A
Authority: KR
Inventors: 박종호; 백형일; 이찬우
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-05-22
Also published as: WO2020060160A1; CN112805574A; US20220026479A1; CN112805574B; US11353489B2

Abstract

본 발명은 안테나 성능 시험장치에 관한 것으로, DUT거치대(300)가 착탈 가능하게 결합되는 축부(110)를 중심점으로 회전 가능한 수평 회전체(200)와, 기준안테나거치대(400)가 착탈 가능하게 고정되며 DUT거치대(300)의 측면에서 이격되고 수평 회전체(200)와 수직하게 설치되며 중앙 가상의 중심점을 기준으로 하여 회전 가능한 수직 회전체(500)를 포함한다.
본 발명은 피시험장치에서 일정거리에 있는 모든 방향에서 기준안테나가 피시험장치와 송수신하면서 RF를 측정할 수 있으며, 측정하고자 하는 주파수에 따라 확장 및 교체가 가능하고, RF 측정시 반사파 영향이 최소화되므로 무반사실이나 반무반사실에서도 간단하게 안테나 성능 검사가 가능한 이점이 있다.

Description

안테나 성능 시험장치{ANTENNA PERFORMANCE TESTING APPARATUS}

본 발명은 안테나 성능 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나의 이득, EIRP 및 방사패턴 등을 측정하기 위한 확장이 용이한 안테나 성능 시험장치에 관한 것이다.

기술의 발전과 함께 5G, M2M(Machine to machine) 및 IoT(Internet of thing)와 같은 무선 통신을 기반으로 초고속, 저지연 분야의 차별화된 융합 서비스가 대두되고 있으며, 이를 구현하는 기기들은 특정 조건을 만족하는 복수의 안테나를 구비한다.

그에 따라 복수의 안테나들을 동작하는 칩셋과 이를 측정 및 검증하기 위한 시험장비 수요가 증가하고 있으며, 기존 BT, Wifi 대역을 넘어선 초고주파 측정을 위한 모니터링 및 측정 환경에 대한 수요가 만들어지고 있다.

그런데 기존 장비는 안테나 방사가 이루어지는 무반사실 챔버에서 안테나 성능을 측정하므로 높은 비용으로 인해 중소기업이나 제조 현장에 설치가 어려운 문제점이 있다. 또한 기존 장비는 각 국가마다 다른 주파수 표준으로 인하여 주파수에 따른 여러 대의 측정 환경을 갖추어야 하는 등 문제점이 있다.

특허문헌 1: 공개특허공보 제2009-0121836호(2009.11.26 공개)

본 발명의 목적은 3차원 공간에서 피시험장치와 일정 거리에 기준안테나를 배치하고 기준안테나가 모든 방향(360도)에서 피시험장치와 송수신하면서 RF를 측정할 수 있으며, 무반사실 또는 반무반사실에서 RF의 정밀한 측정이 가능하도록 한 안테나 성능 시험장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 측정하고자 하는 안테나의 주파수에 따라 확장 및 교체가 가능한 안테나 성능 시험장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 베이스 프레임의 상부에 설치되며 중심에 축부가 배치되며 축부를 중심점으로 회전 가능한 수평 회전체와 축부의 상부에 착탈 가능하게 결합되며 상단에 피시험장치가 거치되는 DUT거치대와 DUT거치대에 거치되는 피시험장치와 송수신하기 위한 기준안테나가 거치되는 기준안테나거치대와 기준안테나거치대가 착탈 가능하게 고정되며 DUT거치대의 측면에서 이격되고 수평 회전체와 수직하게 설치되며 중앙 가상의 중심점을 기준으로 하여 회전 가능한 수직 회전체를 포함한다.

수평 회전체는 상기 축부가 배치되기 위한 관통공이 형성되는 수평 회전판과 수평 회전판의 하부에 고정되며 중앙에 상기 관통공과 연통되어 축부가 끼워지는 끼움공이 형성되는 회전판 지지대와 회전판 지지대를 회전시키기 위한 수평 회전수단을 포함할 수 있다.

수평 회전수단은 수평회전모터와 수평회전모터의 축에 결합되는 피니언기어와 회전판 지지대의 외경을 둘러 구비되며 피니언기어와 맞물리는 수평회전기어를 포함할 수 있다.

수직 회전체는 축부의 측면에서 이격되고 수평 회전체와 수직하게 수평 회전체의 상면에 고정되는 수직 지지대에 회전 가능하게 설치되며, 수직 회전수단에 의해 회전될 수 있다.

수직 회전체는 링 형상의 수직회전기어와 수직회전기어의 내경을 둘러 구비되는 기어 지지대와 수직회전기어의 일면에 원주 방향을 따라 다수 개가 일정 간격을 두고 구비되는 기어 보강대를 포함할 수 있다.

수직 지지대는 상호 이격되어 그 사이에 수직 회전체가 회전 가능하게 배치되는 배치공간을 형성하며 수직회전기어의 일부만 감싸는 형상으로 형성되는 제1 지지판 및 제2 지지판과 수직회전기어의 회전시 기어 보강대가 간섭없이 이동할 수 있도록 제1 지지판와 제2 지지판에 형성되는 가이드홈을 포함할 수 있다.

수직 회전수단은 수직회전모터와 수직회전모터의 축에 결합된 구동기어와 수직 지지대에 중심축이 결합되고 수직회전기어와 맞물리는 종동기어와 구동기어와 상기 종동기어를 연결하는 구동벨트를 포함할 수 있다.

수직회전기어의 세로 중심축을 기준으로 종동기어와 대칭되는 위치에 하중분산기어가 배치되어 수직회전기어와 맞물릴 수 있다.

종동기어와 하중분산기어는 수직회전기어의 중심점으로부터 120도 이하의 각도로 배치될 수 있다.

기준안테나거치대는 수직 회전체에 나사 결합에 의해 고정되는 체결부와 체결부와 수직하며 상부로 연장되는 연장부와 연장부와 수직하며 상기 체결부와 반대되는 방향으로 연장되어 기준안테나가 수직으로 거치되는 거치홈이 형성된 거치부를 포함할 수 있다.

기준안테나거치대는 수직 회전체에 다수 개가 고정 가능할 수 있다.

축부는 회전이 방지되도록 단부가 수평 회전판의 관통공을 관통하여 베이스 프레임의 저면에 고정되는 고정판부에 고정될 수 있다.

본 발명은 수평 회전체가 축부를 기준으로 수평 방향으로 360도 회전 가능하고, 수평 회전체에 종속된 수직 회전체가 수직 방향으로 360도 회전 가능하므로, 수직 회전체에 설치된 기준안테나가 수직 회전체와 수평 회전체의 회전에 의해 360도 회전 가능하고, 피시험장치에서 일정거리에 있는 모든 방향에서 피시험장치와 송수신하면서 RF를 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 DUT거치대, 기준안테나거치대, 수평 회전판 및 수직 회전체의 탈착이 가능하므로 측정하고자 하는 주파수에 따라 확장 및 교체가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 모터를 제외한 부품을 비금속 재질 또는 알루미늄 재질로 형성하여 RF 측정시 반사파 영향이 최소화되므로 무반사실이나 반무반사실에서도 간단하게 안테나 성능 검사가 가능한 효과가 있다.

따라서 본 발명은 하나의 장치로 주파수에 따른 안테나 성능 검사가 가능하고 무반사실이나 반무반사실에서도 안테나 성능 검사가 가능하므로 검사 비용이 낮아 중소기업이나 제조 현장에서 적용이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치를 보인 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 수평 회전체를 보인 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 수평 회전체 부분을 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 기준안테나 거치대를 보인 부분 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 수직 회전체를 보인 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 수직 회전체가 수평 회전체에 부속된 상태를 보인 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 안테나 성능 시험장치에서 수직 회전체를 회전시키는 수평 회전수단을 보인 도면.
도 9는 도 1을 A 방향에서 보인 도면.
도 10은 도 9를 B 방향에서 보인 도면.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 안테나 성능 시험장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수평 회전체(200), DUT거치대(300), 기준안테나거치대(400) 및 수직 회전체(500)를 포함한다.

수평 회전체(200)는 베이스 프레임(100)의 상부에 설치된다. 수평 회전체(200)는 중심에 축부(110)가 배치되고 축부(110)를 중심점으로 회전 가능하다. 도면상 수평 회전체(200)는 축부(110)를 기준으로 π 방향(수평 방향)으로 360도 회전 가능하다.

베이스 프레임(100)은 수평 회전체(200)와 수직 회전체(500)를 설치하기 위한 기본 프레임이다. 베이스 프레임(100)은 상면에 수평 회전체(200)를 회전 가능하게 설치할 수 있다.

DUT거치대(300)는 축부(110)의 상부에 착탈 가능하게 결합된다. 축부(110)는 속이 빈 원기둥 형상으로 형성되어 상부에 DUT거치대(300)를 끼움 결합할 수 있다.

DUT거치대(300)는 상단에 피시험장치(DUT, device under test)가 거치된다. 피시험장치(1)는 복수의 안테나들 뿐만 아니라 이들을 동작시키는 칩셋 또는 이들을 동작시키는 컴퓨터 전자계산장치를 포함할 수 있다. 또한, 피시험장치(1)는 지향성 또는 무지향성 안테나일 수 있다.

DUT거치대(300)는 축부(110)에 끼움 결합되는 결합부(310)와 피시험장치(1)가 거치되는 거치부(320)를 포함한다. 결합부(310)는 축부(110)에 결합되어 거치부(320)를 지지하고 피시험장치(1)를 고정하는 관 형상일 수 있다.

DUT거치대(300)는 피시험장치(1)의 형상 및 종류에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있고, 피시험장치(1)에 따라 교체 가능하도록 축부(110)에 착탈 가능하게 결합된다.

DUT거치대(300)는 측정하고자 하는 피시험장치(1)의 조건에 따라 형상의 변경이 가능하다. 예를 들어, 피시험장치(1)와 기준안테나(3)의 거리를 변경하여 RF를 측정하고자 할 때 DUT거치대(300)를 조건에 해당하는 것으로 변경할 수 있다.

기준안테나거치대(400)는 DUT거치대(300)에 거치되는 피시험장치(1)와 송수신하기 위한 기준안테나(3)가 거치된다. 기준안테나(3)는 피시험장치(1)와 송수신하면서 피시험장치(1)가 송신하는 RF(무선 주파수)를 측정한다. 기준안테나(3)는 혼 안테나일 수 있다. 혼 안테나는 특정 방향으로만 RF를 송신하는 지향성 안테나이다.

수직 회전체(500)는 기준안테나거치대(400)가 착탈 가능하게 고정되며 DUT거치대(300)의 측면에서 이격되고 수평 회전체(200)와 수직하게 설치되어 중앙 가상의 중심점을 기준으로 하여 회전 가능하다.

도면상 수직 회전체(500)는 중앙 가상의 중심점을 기준으로 θ 방향(수직 방향)으로 360도 회전 가능하다. 여기서 중앙 가상의 중심점은 DUT거치대(300)에 피시험장치(1)가 거치되는 위치와 동일선상에 위치된다.

기준안테나(3)는 피시험장치(1)와 마주하면서 피시험장치(1)와 송수신한다.

또한, 기준안테나(3)는 수평 회전체(200)와 수직 회전체(500)에 의해 피시험장치(1)를 기준으로 수평 방향과 수직 방향으로 각각 360도 회전하면서 피시험장치(1)와 송수신할 수 있다. 이를 위해 기준안테나(3)는 수직 회전체(500)에 고정되어 피시험장치(1)와 마주보고, 수직 회전체(500)는 수평 회전체(200)에 종속되어 수평 방향으로 360도 회전하면서 수직 방향으로 360도 회전할 수 있다. 그에 따라 3차원공간에서, 피시험장치(1)에서 일정 거리에 있는 기준안테나(3)가 모든 방향에서 피시험장치(1)와 송수신하면서 RF를 측정할 수 있다.

이하에서는 수평 회전체(200)와 수직 회전체(500)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수평 회전체(200)는 DUT거치대(300)가 끼움 결합되는 축부(110)를 중심점으로 360도 회전 가능하다.

수평 회전체(200)는 수평 회전판(210), 회전판 지지대(220) 및 수평 회전수단(230)을 포함할 수 있다. 수평 회전판(210)은 축부(110)가 배치되기 위한 관통공(211)이 형성된다. 수평 회전판(210)은 원판 형상으로 형성된다. 수평 회전판(210)은 복수의 체결공(210a)이 형성된다. 복수의 체결공(210a)은 회전판 지지대(220) 및 후술할 수직 지지대(510)를 고정하기 위한 것이다.

회전판 지지대(220)는 수평 회전판(210)의 하부에 고정된다. 회전판 지지대(220)는 후술할 수평회전모터(231)의 하중을 분산하여 수평 회전판(210)을 균형있게 회전시키기 위한 것이다.

회전판 지지대(220)는 중앙에 수평 회전판(210)의 관통공(211)과 연통되는 끼움공(222)이 형성된다. 끼움공(222)은 관통공(211)을 관통한 축부(110)가 관통된다.

회전판 지지대(220)는 회전부(221)와 지지부(223)를 포함한다. 회전부(221)는 원판 형상이며, 지지부(223)는 회전부(221)의 상면에서 돌설되는 다수 개로 구성된다. 회전판 지지대(220)의 지지부(223)가 수평 회전판(210)과 고정된다. 회전판 지지대(220)의 지지부(223)에는 수평 회전판(210)의 체결공(210a)에 대응되는 복수의 체결공(223a)이 형성된다. 그에 따라 회전판 지지대(220)는 수평 회전판(210)의 하부에 나사 체결에 의해 일체로 고정될 수 있다.

회전부(221) 및 지지부(223)는 다수 개의 살빼기 구멍이 포함되어 중량 감소가 가능하게 제작된다.

수평 회전수단(230)은 회전판 지지대(220)를 회전시키기 위한 것이다. 회전판 지지대(220)에 수평 회전판(210)이 일체로 고정되므로 회전판 지지대(220)가 회전하면 수평 회전판(210)도 회전된다.

회전판 지지대(220), 수평 회전수단(230)은 수평 회전판(210)과 베이스 프레임(100)의 상면 사이에 배치되어 수평 회전판(210)을 회전시킨다.

수평 회전수단(230)은 수평회전모터(231), 피니언기어(232) 및 수평회전기어(233)를 포함한다.

수평회전모터(231)는 축이 베이스 프레임(100)의 상면으로 돌출되게 베이스 프레임(100)에 고정된다. 수평회전모터(231)의 축에 피니언기어(232)가 결합된다. 피니언기어(232)는 회전판 지지대(220)의 외경을 둘러 구비되는 수평회전기어(233)와 맞물린다. 수평회전기어(233)는 회전판 지지대(220)의 회전부(221)의 외경에 형성될 수도 있고 별도로 제작된 후 회전부(221)의 외경을 둘러 결합될 수도 있다. 수평회전기어(233)와 결합되는 회전부(221)는 수평회전기어(233)의 강도 보강 및 수평회전기어(233)의 회전 동력을 수평 회전판(210)에 균형있게 전달하는 역할을 한다.

수평회전모터(231)가 동작하면 수평회전모터(231)의 축에 결합된 피니언기어(232)가 회전하면서 수평회전기어(233)가 회전하고 그에 따라 회전판 지지대(220)와 일체로 고정된 수평 회전판(210)이 회전하게 된다.

회전판 지지대(220)의 저면에 지지판부(240)가 더 결합된다. 지지판부(240)는 끼움공(222)과 연통되는 연통공(241)이 형성된다. 지지판부(240)는 회전판 지지대(220)의 저면에 나사 체결에 의해 결합될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 지지판부(240)는 회전판 지지대(220)와 베이스 프레임(100)의 상면 사이의 간격을 이격시켜 회전판 지지대(220)가 원활하게 회전될 수 있도록 한다.

지지판부(240)는 베이스 프레임(100)의 상면 중앙에 형성된 설치공(101)에 관통되게 설치된다. 베이스 프레임(100)의 저면에는 고정판부(120)가 더 설치된다. 고정판부(120)는 베이스 프레임(100)의 저면에 나사 체결에 의해 고정되고 지지판부(240)의 연통공(241)과 연통되게 고정공(121)이 형성된다.

베이스 프레임(100)의 설치공(101)을 관통하여 베이스 프레임(100)의 상면으로 돌출되게 설치되는 지지판부(240)에 의해 회전판 지지대(220)가 회전 가능하고, 베이스 프레임(100)의 하부에 설치되는 고정판부(120)의 고정공(121)에 축부(110)가 고정될 수 있다.

구체적으로, 축부(110)는 수평 회전판(210)의 관통공(211), 회전판 지지대(220)의 끼움공(222), 지지판부(240)의 연통공(241)을 관통하여 고정판부(120)의 고정공(121)에 고정된다. 수평 회전판(210)의 관통공(211), 회전판 지지대(220)의 끼움공(222), 지지판부(240)의 연통공(241)은 축부(110)의 외경에 비해 상대적으로 크고, 고정판부(120)의 고정공(121)은 축부(110)의 외경에 대응되어 축부(110)가 고정판부(120)의 고정공(121)에 끼움 결합식으로 고정될 수 있다. 이는 수평 회전판(210)이 회전하여도 축부(110)는 회전하지 않도록 한다.

도 5에 도시된 바에 의하면, 수직 회전체(500)에 기준안테나거치대(400)가 고정된다. 기준안테나거치대(400)는 피시험장치(1)와 송수신하기 위한 기준안테나(3)가 거치된다.

수직 회전체(500)는 중앙 가상의 중심점을 기준으로 θ 방향(수직 방향)으로 360도 회전 가능하다. 그에 따라 기준안테나(3)는 피시험장치(1)를 기준으로 수직 방향으로 360도 회전 가능하고, 수직 회전체(500)가 수평 회전체(200)에 종속되므로 기준안테나(3)는 피시험장치(1)를 기준으로 수평 방향으로 360도 회전 가능하다.

기준안테나거치대(400)는 수직 회전체(500)에 나사 결합에 의해 고정되는 체결부(410)와, 체결부(410)와 수직하며 상부로 연장되는 연장부(420)와, 연장부(420)와 수직하며 체결부(410)와 반대되는 방향으로 연장되어 기준안테나(3)가 수직으로 거치되는 거치부(430)를 포함한다. 거치부(430)에는 일측이 개구된 거치홈(431)이 형성되어 기준안테나(3)가 끼움 결합식으로 거치될 수 있다. 기준안테나(3)는 피시험장치(1)와 마주하도록 거치부(430)에 RF가 방사되는 부분이 하방을 향하도록 거치된다.

도시하지는 않았지만 거치부(430)는 연장부(420)에 대해 상하 좌우 슬라이드 이동 또는 회전 가능할 수 있다. 거치부(430)와 연장부(420)의 결합 부분에 슬라이드, 모터 및 부속 기구물 등을 추가로 결합하여 거치부(430)가 연장부(420)에 대해 상하 좌우 슬라이드 이동 가능하고 회전 가능하게 구성할 수 있다. 이 경우 기준안테나(3)가 거치되는 거치부(430)를 연장부(420)에 대해 슬라이드 이동 또는 소정각도 회전시켜 기준안테나(3)의 위치를 변경하여 적용할 수 있다.

기준안테나거치대(400)는 수직 회전체(500)와 나사 체결이 가능하도록 체결부(410) 및 연장부(420)에 복수의 체결공(410a,420a)이 구비된다.

기준안테나거치대(400)는 수직 회전체(500)에 다수 개가 고정 가능하다. 예를 들어, 수직 회전체(500)에 설정간격을 두고 기준안테나거치대(400)를 2개 고정하고, 각 기준안테나거치대(400)에 기준안테나(3)를 고정하여 피시험장치(1)의 RF 측정 시험을 수행할 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 수직 회전체(500)는 수직회전기어(501), 기어 지지대(502) 및 기어 보강대(503)를 포함하는 구조로 된다.

수직회전기어(501)는 링 형상으로 되며, 수직회전기어(501)의 내경을 둘러 기어 지지대(502)가 구비된다. 기어 보강대(503)는 수직회전기어(501)의 일면에 원주 방향을 따라 다수 개가 일정 간격을 두고 구비될 수 있다.

실시예에서 수직 회전체(500)는 링 형상인 수직회전기어(501)의 내측에 링 형상인 기어 지지대(502)가 수직회전기어(501)와 일부면이 중첩되면서 고정되며, 수직회전기어(501)에서 기어 지지대(502)가 부착된 반대면에 기어 보강대(503)가 부착되어 수직회전기어(501)의 강도를 균형있게 보강하게 된다.

수직회전기어(501), 기어 지지대(502) 및 기어 보강대(503)는 일정 간격을 두고 복수 개의 나사가 체결되어 고정될 수 있다. 기어 지지대(502)에는 원주 방향을 따라 복수 개의 체결공(502a)이 형성된다. 기어 지지대(502)에 형성된 체결공(502a)은 기준안테나거치대(400)를 고정하기 위한 것이다. 기준안테나거치대(400)는 기어 지지대(502)에 하나 이상이 설치될 수 있다.

기준안테나거치대(400)는 기어 지지대(502)에 설치된 상태에서 후면이 수직 회전체(500)와 이격된다. 이는 수직 회전체(500)의 회전시 기준안테나거치대(400)와 수직 지지대(510)가 간섭되는 것을 방지한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 수직 회전체(500)는 수평 회전체(200)에 고정되는 수직 지지대(510)에 회전 가능하게 설치된다. 수직 지지대(510)는 축부(110)의 측면에서 이격되고 수평 회전체(200)와 수직하도록 수평 회전체(200)의 상면에 고정된다.

수직 회전체(500)는 수직 지지대(510)에 지지되면서 수직 회전수단(520)에 의해 회전된다. 수직 지지대(510)는 두께 방향으로 중앙에 배치공간(510a)이 형성되고 배치공간(510a)에 수직 회전체(500)가 회전 가능하게 설치된다. 수직 지지대(510)는 상부로 개구되는 반원형 내경을 가지는 형상으로 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 수직 회전수단(520)은 수직회전모터(521), 구동기어(522), 종동기어(523) 및 구동벨트(524)를 포함한다. 구동기어(522)는 수직회전모터(521)의 축에 결합된다. 수직회전모터(521)는 수평 회전판(210)과 베이스 프레임(100)의 상면 사이에 설치된다. 종동기어(523)는 수직 지지대(510)에 중심축이 지지되고 수직회전기어(501)와 맞물린다. 구동기어(522)와 종동기어(523)는 구동벨트(524)로 연결된다.

수직회전모터(521)가 동작하면 수직회전모터(521)의 축에 결합된 구동기어(522)가 회전하면서 구동벨트(524)로 연결된 종동기어(523)가 회전하고 종동기어(523)와 맞물리는 수직회전기어(501)가 회전하므로 수직 회전체(500)가 회전하게 된다.

구동기어(522)와 종동기어(523)는 수직 지지대(510) 내에서 구동벨트(524)로 연결되며 수직회전기어(501)의 가상의 세로 중심축을 기준으로 동일 거리에 배치된다.

수직회전기어(501)의 가상의 세로 중심축을 기준으로 종동기어(523)와 대칭되는 위치에 하중분산기어(530)가 배치된다. 하중분산기어(530)는 수직회전기어(501)와 맞물려 회전한다. 하중분산기어(530)는 종동기어(523)와 레벨링을 맞추어 수직회전모터(521)의 하중이 일측으로 쏠리는 것을 방지하여 수직 회전체(500)가 균형있게 회전하도록 한다.

하중분산기어(530)는 수직 지지대(510)에 중심축이 지지된다. 예를 들어, 하중분산기어(530)는 중심축을 수직 지지대(510)의 지지공에 삽입한 상태에서 수직 지지대(510)의 지지공을 통과한 중심축의 단부에 마감핀을 결합하는 것에서 수직 지지대(510)에 지지되고 지지공에 대해 회전 가능할 수 있다. 종동기어(523)도 하중분산기어(530)와 동일한 방식으로 수직 지지대(510)에 중심축이 지지될 수 있다.

구동기어(522), 종동기어(523) 및 하중분산기어(530)는 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동기어(522), 종동기어(523) 및 하중분산기어(530)는 동일한 형상의 피니언기어로 형성될 수 있다.

종동기어(523)와 하중분산기어(530)는 수직회전기어(501)의 중심점으로부터 120 °이하의 각도로 배치된다. 종동기어(523)와 하중분산기어(530)는 수직회전기어(501)의 중심점으로부터 120 °이하의 각도로 배치되면 하중 분산 효과가 있고 120 °를 초과하면 하중분산기어(530)를 이용한 하중 분산 효과가 반감되거나 효과가 없다.

도 8에서 확인되듯이, 수평회전모터(231)가 동작하면 수평회전모터(231)의 축에 결합된 피니언기어(232)가 회전하면서 수평회전기어(233)가 회전하고 그에 따라 회전판 지지대(220)와 일체로 고정된 수평 회전판(210)이 360도 회전하게 된다.

그리고, 수직회전모터(521)가 동작하면 수직회전모터(521)의 축에 결합된 구동기어(522)가 회전하면서 구동벨트(524)로 연결된 종동기어(523)가 회전하고 종동기어(523)와 맞물리는 수직회전기어(501)가 회전하므로 수직 회전체(500)가 회전하게 된다.

수직 회전체(500)는 수직 지지대(510)에 설치되고 수직 지지대(510)는 수평 회전판(210)에 고정되어 있는 상태이므로 수직 회전체(500)는 수평 방향으로 회전하면서 수직 방향으로 회전할 수 있게 된다.

반경은 반지름 값(R)을 기준으로 정해질 수 있다.

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수직 회전체(500)의 반경에 따라 DUT거치대(300)를 교체할 수 있다. DUT거치대(300)에 거치되는 피시험장치가 수직 회전체의 회전 중심점에 위치되도록 DUT거치대(300)를 해당 길이로 교체할 수 있다.

도 1, 도 9 및 도 10에 도시된 바에 의하면, 수직 지지대(510)는 상호 이격되어 그 사이에 수직 회전체(500)가 회전 가능하게 배치되는 배치공간(510a)을 형성하며 수직회전기어(501)의 일부만 감싸는 형상으로 형성되는 제1 지지판(511) 및 제2 지지판(512)으로 구성된다.

즉, 제1 지지판(511) 및 제2 지지판(512)은 수직회전기어(501)의 일부만 감싸도록 상부가 개구되는 반원 형상으로 형성된다. 제1 지지판(511)과 제2 지지판(512)의 반원 형상은 기어 지지대(502)의 내경에 비해 큰 내경을 가져 수직 회전체(500)에서 기어 지지대(502)는 감싸지 않는 형상으로 된다. 그에 따라 기어 지지대(502)에 설치되는 기준안테나거치대(400)와 수직 지지대(510)의 간섭이 방지될 수 있다.

제1 지지판(511)과 제2 지지판(512)에 서로 마주보는 방향으로 요입된 가이드홈(513,514)이 형성된다. 가이드홈(513,514)은 수직 회전체(500)의 회전시 기어 보강대(503)가 간섭없이 이동하는 통로가 된다. 수직 회전체(500)의 회전시 가이드홈(513,514)을 통과하는 방식으로 기어 보강대가 이동된다.

실시예에서 제1 지지판(511)에 형성된 가이드홈(513)을 통해서는 기어 보강대(503)가 이동하고, 제2 지지판(512)에 형성된 가이드홈(514)을 통해서는 기어 지지대(502)가 이동하여 수직 회전체(500)가 제1 지지판(511)과 제2 지지판(512) 사이의 배치공간(510a)에서 안정적으로 회전될 수 있다.

실시예에서 수평회전모터(231)와 수직회전모터(521)를 제외한 나머지 부품은 RF의 정밀한 측정을 위해 모두 비금속 재질로 제작한다. 비금속 재질로 제작시 RF 측정시 발신되는 신호의 반사파 영향을 방지하여 RF의 정밀한 측정이 가능하다. 단, 수평 회전체(200)는 알루미늄 재질로 제작할 수 있다.

또한, 수평회전모터(231)와 수직회전모터(521)는 수평 회전판(210)과 베이스 프레임(100)의 상면 사이에 배치하고, 수평 회전판의 일측 및 수직 회전체의 일측에 기어로 모터의 동력을 전달하여 간섭없이 수평 회전판과 수직 회전체의 360도 회전이 가능하도록 한다.

한편, 베이스 프레임(100)에는 수평 회전체(200)와 수직 회전체(500)의 수평 및 수직 회전을 제어하는 제어반이 포함될 수 있다. 제어반은 수평회전모터(231)와 수직회전모터(521)의 회전 동작을 제어할 수 있다. 제어반의 제어동작을 설정하는 설정부를 포함할 수 있다. 설정부는 제어반에 구비된 설정버튼일 수 있고, 제어반과 무선통신으로 제어반의 제어동작을 수행할 수 있는 리모컨일 수도 있다.

이하 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 수평회전모터(231)가 동작하면 수평회전모터(231)의 축에 결합된 피니언기어(232)가 회전하면서 수평회전기어(233)가 회전하고 그에 따라 회전판 지지대(220)와 일체로 고정된 수평 회전판(210)이 360도 회전하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수평 회전체(200)가 축부(110)를 기준으로 π 방향(수평 방향)으로 360도 회전하면서, 수직 회전체(500)가 중앙 가상의 중심점을 기준으로 θ 방향(수직 방향)으로 360도 회전한다.

이 과정에서 기준안테나(3)가 수직 회전체(500)에 설치되어 회전하므로 피시험장치(1)에서 일정 거리에 있는 모든 방향에서 피시험장치(1)와 송수신하면서 RF를 측정할 수 있다.

이때, 피시험장치(1)가 고정되는 DUT거치대(300)는 수평 회전체가 회정하여도 회전하지 않으므로 RF 측정에 대한 정밀성을 높일 수 있다.

또한, DUT거치대는 축부에서 탈착 가능하고 기준안테나도 기준안테나거치대에서 탈착 가능하므로 측정하고자 하는 조건에 따라 기준안테나의 변경이 가능하고 DUT거치대도 변경 가능하다. 또한, 측정하고자 하는 주파수, 피시험장치(1)에 따라 수평 회전판과 수직 회전체의 교체가 가능하다. 이때 수직 회전체의 반경은 반지름 값(R)을 기준으로 정해질 수 있다.

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상술한 본 발명은 측정하고자 하는 주파수에 따라 확장 및 교체가 가능하고, RF 측정시 반사파 영향이 최소화되도록 구성되므로 무반사실이나 반무반사실에서도 간단하게 안테나 성능 검사가 가능하다.

본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 피시험장치(DUT) 3: 기준안테나
10: 안테나 성능 시험장치 100: 베이스 프레임
101: 설치공 110: 축부
120: 고정판부 121: 고정공
200: 수평 회전체 210: 수평 회전판
211: 관통공 220: 회전판 지지대
221: 회전부 222: 끼움공
223: 지지부 230: 수평 회전수단
231: 수평회전모터 232: 피니언기어
233: 수평회전기어 240: 지지판부
241: 연통공 300: DUT거치대
310: 결합부 320: 거치부
400: 기준안테나거치대 410: 체결부
420: 연장부 430: 거치부
431: 거치홈 500: 수직 회전체
501: 수직회전기어 502: 기어 지지대
503: 기어 보강대 510: 수직 지지대
510a: 배치공간 511: 제1 지지판
512: 제2 지지판 513,514: 가이드홈
520: 수직 회전수단 521: 수직회전모터
522: 구동기어 523: 종동기어
524: 구동벨트 530: 하중분산기어
210a,221a,223a,410a,420a,502a: 체결공

Claims

베이스 프레임의 상부에 설치되며 중심에 축부가 배치되고 상기 축부를 중심점으로 회전 가능한 수평 회전체;
상기 축부의 상부에 착탈 가능하게 결합되며 상단에 피시험장치가 거치되는 DUT거치대;
상기 DUT거치대에 거치되는 피시험장치와 송수신하기 위한 기준안테나가 거치되는 기준안테나거치대; 및
상기 기준안테나거치대가 착탈 가능하게 고정되며 상기 DUT거치대의 측면에서 이격되고 상기 수평 회전체와 수직하게 설치되며 중앙 가상의 중심점을 기준으로 하여 회전 가능한 수직 회전체를 포함하고,
상기 기준안테나거치대는 상기 수평 회전체의 회전에 의해 수평 방향으로 회전하고, 상기 수직 회전체의 회전에 의해 수직 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수평 회전체는
상기 축부가 배치되기 위한 관통공이 형성되는 수평 회전판;
상기 수평 회전판의 하부에 고정되며 중앙에 상기 관통공과 연통되어 상기 축부가 끼워지는 끼움공이 형성되는 회전판 지지대; 및
상기 회전판 지지대를 회전시키기 위한 수평 회전수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 2에 있어서,
상기 수평 회전수단은
수평회전모터;
상기 수평회전모터의 축에 결합되는 피니언기어;
상기 회전판 지지대의 외경을 둘러 구비되며 상기 피니언기어와 맞물리는 수평회전기어;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수직 회전체는
상기 축부의 측면에서 이격되고 상기 수평 회전체와 수직하게 상기 수평 회전체의 상면에 고정되는 수직 지지대에 회전 가능하게 설치되며, 수직 회전수단에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 4에 있어서,
상기 수직 회전체는
링 형상의 수직회전기어;
상기 수직회전기어의 내경을 둘러 구비되는 기어 지지대; 및
상기 수직회전기어의 일면에 원주 방향을 따라 다수 개가 일정 간격을 두고 구비되는 기어 보강대;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 5에 있어서,
상기 수직 지지대는
상호 이격되어 그 사이에 상기 수직 회전체가 회전 가능하게 배치되는 배치공간을 형성하며 상기 수직회전기어의 일부만 감싸는 형상으로 형성되는 제1 지지판과 제2 지지판; 및
상기 수직회전기어의 회전시 상기 기어 보강대가 간섭없이 이동할 수 있도록 상기 제1 지지판과 상기 제2 지지판에 형성되는 가이드홈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 5에 있어서,
상기 수직 회전수단은
수직회전모터
상기 수직회전모터의 축에 결합된 구동기어;
상기 수직 지지대에 중심축이 결합되고 상기 수직회전기어와 맞물리는 종동기어;
상기 구동기어와 상기 종동기어를 연결하는 구동벨트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 7에 있어서,
상기 수직회전기어의 세로 중심축을 기준으로 상기 종동기어와 대칭되는 위치에 하중분산기어가 배치되어 상기 수직회전기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 8에 있어서,
상기 종동기어와 상기 하중분산기어는 상기 수직회전기어의 중심점으로부터 120도 이하의 각도로 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 기준안테나거치대는
상기 수직 회전체에 나사 결합에 의해 고정되는 체결부;
상기 체결부와 수직하며 상부로 연장되는 연장부; 및
상기 연장부와 수직하며 상기 체결부와 반대되는 방향으로 연장되어 상기 기준안테나가 수직으로 거치되는 거치홈이 형성된 거치부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 11에 있어서,
상기 거치부는 상기 연장부에 대해 상하 좌우 슬라이드 이동 또는 회전 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 1에 있어서,
상기 기준안테나거치대는 상기 수직 회전체에 다수 개가 고정 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 2에 있어서,
상기 축부는 회전이 방지되도록 단부가 상기 수평 회전판의 관통공을 관통하여 상기 베이스 프레임의 저면에 고정되는 고정판부에 고정되는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수평 회전체와 상기 수직 회전체의 수평 및 수직 회전을 제어하는 제어반;
상기 제어반의 동작을 설정하는 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 성능 시험장치.