KR102158982B1 - 케이블 연결 부재 및 이를 이용한 분리도 개선 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나에서 서로 다른 편파의 신호를 공급하는 한 쌍의 케이블을 연결시켜 편파 또는 대역간 분리도를 개선하기 위한 케이블 연결 부재 및 이를 이용한 분리도 개선 안테나에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분리도 개선 안테나는 서로 다른 편파 또는 대역에 대한 신호를 공급하는 급전부, 급전부로부터 신호를 공급받아 서로 다른 편파 또는 대역을 출력하는 적어도 하나의 복사 소자, 급전부와 복사 소자를 연결하는 복수의 케이블, 급전부와 복사 소자 사이에 복수의 케이블의 경로 상에 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 케이블을 연결하고, 정전기 소산성 물질로 형성되는 적어도 하나의 연결 부재를 포함한다.

Description

케이블 연결 부재 및 이를 이용한 분리도 개선 안테나{Cable connecting member and antenna for improving separation using the same}
본 발명은 케이블 연결 부재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나에서 서로 다른 편파의 신호를 공급하는 한 쌍의 케이블을 연결시켜 편파 또는 대역간 분리도를 개선하기 위한 케이블 연결 부재 및 이를 이용한 분리도 개선 안테나에 관한 것이다.
서로 다른 편파를 출력하는 안테나의 경우 급전부로부터 복사 소자에 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 케이블이 인접해 있거나 적층된 구조로 배치된다.
또한 다중 대역 안테나의 경우, 서로 다른 대역의 신호를 전달하는 케이블이 서로 인접해 있거나 적층된 구조로 배치된다.
이 경우, 각각의 케이블로 누설 전류가 발생하게 되는데, 누설된 전류는 다른 편파 또는 대역의 케이블로 유도되어 편파간 분리도를 열화시키는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2015-0087171호 (2015.07.29.)
따라서 본 발명의 목적은 안테나에서 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 공급하는 한 쌍의 케이블을 연결시켜 편파간 분리도를 개선하기 위한 케이블 연결 부재 및 이를 이용한 분리도 개선 안테나를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 분리도 개선 안테나는 서로 다른 편파 또는 대역에 대한 신호를 공급하는 급전부, 상기 급전부로부터 신호를 공급받아 서로 다른 편파 또는 대역을 출력하는 적어도 하나의 복사 소자, 상기 급전부와 상기 복사 소자를 연결하는 복수의 케이블, 상기 급전부와 상기 복사 소자 사이에 상기 복수의 케이블의 경로 상에 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결하고, 정전기 소산성 물질로 형성되는 적어도 하나의 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분리도 개선 안테나에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 외부 도체를 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분리도 개선 안테나에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 피복을 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분리도 개선 안테나에 있어서, 상기 연결 부재는 필름 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 분리도 개선 안테나에 있어서, 상기 연결 부재는 표면 저항 값이 106 ~ 1012 ohm/sq 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 케이블 연결 부재는 급전부와 복사 소자 사이에 복수의 케이블의 경로 상에 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결하고, 정전기 소산성 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 케이블 연결 부재는 정전기 소산성 물질로 형성되기 때문에 전기적 연결을 위한 솔더링 작업이 필요하지 않으므로, 절삭, 절곡 등의 공정과, 솔더링과 같은 추가 공정을 최소화 할 수 있다.
한편 도체의 경우 전기적인 연결을 위한 솔더링 작업이 필요하다. 이러한 도체의 연결은 전원의 두 극이 직접 연결되는 쇼트 서킷(short circuit)을 의미한다.
반면에 본 발명에 따른 연결 부재는 정전기 소산성 물질로 형성되어, 에너지를 자기적으로 서로 전송하는 결합 회로(Coupled Circuit)에 해당한다. 즉 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블이 직접적으로 접합된 상태는 아니지만, 유도적으로 연결되어 있기 때문에 누설 전류가 상쇄되는 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 연결 부재는 이동간의 금속을 연결하는 과정에서 발생하는 PIMD(Passive Intermodulation Distortion) 특성이 열화 될 수 있는 포인트를 원천적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
도 4는 비교예 1에 따른 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 분리도 개선 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
도 6은 비교예 2에 따른 안테나를 나타낸 사진이다.
도 7은 실시예 2에 따른 안테나를 나타낸 사진이다.
도 8은 비교예 2에 따른 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 2에 따른 분리도 개선 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 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 안 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 안테나에서 서로 다른 편파의 신호를 공급하는 한 쌍의 케이블을 연결시켜 편파간 분리도를 개선하기 위한 방안에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
한편 하기의 설명에서는 서로 다른 편파 신호를 전달하는 케이블(30)을 연결 부재(50)를 통해 연결하여 편파간 분리도를 개선하는 것으로 설명하지만, 이에 한정된 것은 아니고, 본 발명에 따른 분리도 개선 안테나가 다중 대역 안테나에 적용될 경우, 서로 다른 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결 부재를 통하여 연결하여 대역간 분리도를 개선하도록 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 분리도 개선 안테나(100)는 급전부(10), 복사 소자(20), 케이블(30) 및 연결 부재(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
급전부(10)는 복사 소자(20)에 신호를 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 급전부(10)는 '+'신호를 급전하는 제1 급전부(11)와 '-'신호를 급전하는 제2 급전부(12)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 급전부(11)는 '+45°' 편파 신호를 출력하는 제1 복사 소자(21)에 전원을 공급할 수 있고, 제2 급전부(12)는 '-45°' 편파 신호를 출력하는 제2 복사 소자(22)에 전원을 공급할 수 있다.
복사 소자(20)는 급전부(10)로부터 신호를 공급받아 서로 다른 편파를 출력할 수 있다. 이러한 복사 소자(20)는 복수의 제1 복사 소자(21) 및 복수의 제2 복사 소자(22)로 구성될 수 있다.
예를 들어, 복수의 제1 복사 소자(21)는 제1 급전부(11)로부터 급전받아 '+45°' 편파 신호를 출력할 수 있고, 복수의 제2 복사 소자(22)는 제2 급전부(12)로부터 급전받아 '-45°' 편파 신호를 출력할 수 있다.
이러한 복수의 제1 복사 소자(21) 및 복수의 제2 복사 소자(22)는 서로 교차로 배열된 상태로 수직 방향으로 복수개로 배치될 수 있다. 하지만 이에 한정된 것은 아니고, 복사 소자(20)는 다중 대역 안테나 등 설계에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
케이블(30)은 급전부(10)와 복사 소자(20)를 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 이러한 케이블(30)은 서로 다른 편파의 신호를 공급하는 적어도 한 쌍의 케이블(31, 32)을 포함한다.
즉 케이블(30)은 제1 급전부(11)와 제1 복사 소자(21)를 연결하는 제1 케이블(31) 및 제2 급전부(12)와 제2 복사 소자(22)를 연결하는 제2 케이블(32)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 케이블(30)이 한 쌍으로 구성되는 것을 설명하지만 이에 한정된 것은 아니고, 안테나의 설계에 따라 다양한 개수의 케이블(30)로 구성될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 안테나(100)는 전기적 빔 틸트를 위한 위상 가변기(40)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 위상 가변기(40)는 빔 틸트를 위한 구성으로, 예를 들어 각각 선로가 형성된 두개의 기판을 포함할 수 있다.
연결 부재(50)는 필름 형태로 급전부(10)와 복사 소자(20) 사이에 복수의 케이블(30)의 경로 상에 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 케이블(31, 32)을 연결할 수 있다.
여기서 연결 부재(50)는 정전기 소산성 물질(Static Dissipative Material)로 형성될 수 있다.
여기서 정전기 소산성 물질은 전기적으로 절연체와 도체 사이의 저항 값을 가지는 물질이다. 예를 들어, 정전기 소산성 물질의 표면 저항 값은 106 ~ 1012 ohm/sq 가 될 수 있다. 이러한 정전기 소산성 물질은 도체는 아니지만, 도체와 마찬가지로 물질 내부에서 전자가 자유롭게 움직일 수 있어서 전류가 흐르는 물질이다.
이러한 연결 부재(50)는 케이블(30)의 경로 상에 서로 다른 편파 또는 대역을 연결하는 한 쌍의 케이블 중 어디에든 설치될 수 있다.
여기서 연결 부재(50)는 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블(31, 32)의 외부 도체를 연결할 수 있다.
또한 연결 부재(50)는 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 피복을 연결할 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 연결 부재(50)는 정전기 소산성 물질로 형성되기 때문에 전기적 연결을 위한 솔더링 작업이 필요하지 않는다. 이에 따라 연결 부재(50)는 절삭, 절곡 등의 공정과, 솔더링과 같은 추가 공정을 최소화 할 수 있다.
한편 도체의 경우 전기적인 연결을 위한 솔더링 작업이 필요하다. 이러한 도체의 연결은 전원의 두 극이 직접 연결되는 쇼트 서킷(short circuit)을 의미한다.
반면에 본 발명에 따른 연결 부재(50)는 정전기 소산성 물질로 형성되어, 에너지를 자기적으로 서로 전송하는 결합 회로(Coupled Circuit)에 해당한다. 즉 연결 부재(50)는 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블(31, 32)이 직접적으로 접합된 상태는 아니지만, 유도적으로 연결되어 있기 때문에 누설 전류가 상쇄되는 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라 연결 부재(50)는 이동간의 금속을 연결하는 과정에서 발생하는 PIMD(Passive Intermodulation Distortion) 특성이 열화 될 수 있는 포인트를 원천적으로 제거할 수 있다.
또한 연결 부재(50)는 도체와 대비하여 원가가 저렴하고, 가볍기 때문에 활용성을 높일 수 있다.
또한 연결 부재(50)는 얇은 필름 형태로 형성되기 때문에 케이블(30)간의 간격과 배치 상태에 관계없이 유연하게 적용할 수 있다. 예를 들어, 연결 부재(50)는 필름 형태로 케이블(30)에 감긴 상태로 접착재, 접착 테입 등에 의해 고정될 수 있다. 여기서 연결 부재(50)는 한 쌍의 케이블(31, 32)을 유도적으로 연결하기 때문에 피복에 설치되어도 무방하다. 이에 따라 연결 부재(50)는 케이블 경로 상에 특성이 열화되는 지점에 선택적으로 설치가 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
한편 도 2를 참조하면, 제1 및 제2 케이블(31, 32)은 신호를 전달하는 심선(31a, 32a), 심선(31a, 32a)의 외부면을 감싸며 그라운드와 연결되는 외부 도체(31b, 32b) 및 심선(31a, 32a)과 외부 도체(31b, 32b)를 보호하는 피복(31c, 32c)으로 구성될 수 있다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 분리도 개선 안테나는 연결 부재(50)가 외부 도체(31b, 32b)를 서로 연결하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 분리도 개선 안테나는 각각 서로 다른 편파의 신호를 전달하는 선로(42)가 형성된 두개의 기판(41)을 포함하는 위상 가변기(40)를 구비할 수 있다. 이 경우, 연결 부재(50)는 '+'측 신호를 공급하는 제1 케이블(31)과 '-'측 신호를 공급하는 제2 케이블(32)의 한 쌍의 외부 도체(31b, 32b)를 연결하여 누설 전류를 상쇄시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리도 개선 안테나를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리도 개선 안테나는 연결 부재(50)가 급전부로부터 위상 가변기로 향하는 케이블의 경로 상에 위치한 한 쌍의 케이블의 피복(31c, 32c)을 서로 연결할 수 있다.
즉 연결 부재(50)는 한 쌍의 케이블(31, 32)을 유도적으로 연결하기 때문에 피복(31c, 32c)에 설치되어도 무방하다.
이에 따라 케이블 경로 상에 특성이 열화되는 지점에 선택적으로 설치가 가능하다.
도 4는 비교예 1에 따른 안테나의 분리도를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 분리도 개선 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
먼저 실시예 1은 위상 가변기에 연결되는 '+'측 신호를 공급하는 케이블과 '-'측 신호를 공급하는 케이블의 한 쌍의 외부 도체를 본 발명에 따른 연결 부재를 통해 연결하였다.
비교예 1은 실시예 1과 동일한 위상 가변기에 본 발명에 따른 연결 부재를 설치하지 않았다.
도 4 및 도 5 를 참조하면, 실시예 1과 비교예 1의 분리도를 측정한 결과, 비교예는 피크 값이 -31.282dB인 반면에, 실시예는 피크 값이 -33.463dB로 비교예와 대비하여 실시예가 현저히 낮은 분리도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
즉 실시예 1는 '+'측과 '-'측 두 케이블 간에 서로 신호를 적게 수신하였다는 것을 의미하며, 이는 편파간 분리도가 개선된 것을 확인할 수 있었다.
도 6은 비교예 2에 따른 안테나를 나타낸 사진이고, 도 7은 실시예 2에 따른 안테나를 나타낸 사진이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 먼저 비교예 2 및 실시예 2는 두가지 대역을 출력하는 다중 안테나를 구현하였다. 이 중 실시예 2는 서로 다른 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결 부재를 통하여 연결하였다.
한편 도 8은 비교예 2에 따른 안테나의 분리도를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 2에 따른 분리도 개선 안테나의 분리도를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 실시예 2와 비교예 2의 분리도를 측정한 결과, 비교예는 피크 값이 -39.621dB인 반면에, 실시예는 피크 값이 -41.940dB로 비교예와 대비하여 실시예가 현저히 개선된 분리도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
즉 실시예 2는 서로 다른 대역의 신호를 전달하는 두 케이블 간에 서로 신호를 적게 수신하였다는 것을 의미하며, 이는 편파간 분리도가 개선된 것을 확인할 수 있었다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
10 : 급전부 11 : 제1 급전부
12 : 제2 급전부 20 : 복사 소자
21 : 제1 복사 소자 22 : 제2 복사 소자
30 : 케이블 30a : 심선
30b : 외부 도체 30c : 피복
40 : 위상 가변기 50 : 연결 부재
100 : 분리도 개선 안테나

Claims (6)

  1. 서로 다른 편파 또는 대역에 대한 신호를 공급하는 급전부;
    상기 급전부로부터 신호를 공급받아 서로 다른 편파 또는 대역을 출력하는 적어도 하나의 복사 소자;
    상기 급전부와 상기 복사 소자를 연결하는 복수의 케이블;
    상기 급전부와 상기 복사 소자 사이에 상기 복수의 케이블의 경로 상에 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결하고, 정전기 소산성 물질로 형성되는 적어도 하나의 연결 부재; 를 포함하고,
    상기 연결 부재는,
    상기 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 외부 도체를 연결하는 것을 특징으로 하는 분리도 개선 안테나.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    상기 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 피복을 연결하는 것을 특징으로 하는 분리도 개선 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 필름 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 분리도 개선 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는,
    표면 저항 값이 106 ~ 1012 ohm/sq 인 것을 특징으로 하는 분리도 개선 안테나.
  6. 급전부와 복사 소자 사이에 복수의 케이블의 경로 상에 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 케이블을 연결하고, 정전기 소산성 물질로 형성되고, 상기 서로 다른 편파 또는 대역의 신호를 전달하는 한 쌍의 케이블의 외부 도체를 연결하는 것을 특징으로 하는 케이블 연결 부재.
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