KR102293354B1 - Omni-directional antenna for mobile communication service - Google Patents

Omni-directional antenna for mobile communication service Download PDF

Info

Publication number
KR102293354B1
KR102293354B1 KR1020200136016A KR20200136016A KR102293354B1 KR 102293354 B1 KR102293354 B1 KR 102293354B1 KR 1020200136016 A KR1020200136016 A KR 1020200136016A KR 20200136016 A KR20200136016 A KR 20200136016A KR 102293354 B1 KR102293354 B1 KR 102293354B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
radiating
radiating element
dipole
feeding
Prior art date
Application number
KR1020200136016A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200125545A (en
Inventor
문영찬
최오석
김인호
양형석
Original Assignee
주식회사 케이엠더블유
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020140109486A external-priority patent/KR102172187B1/en
Application filed by 주식회사 케이엠더블유 filed Critical 주식회사 케이엠더블유
Priority to KR1020200136016A priority Critical patent/KR102293354B1/en
Publication of KR20200125545A publication Critical patent/KR20200125545A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102293354B1 publication Critical patent/KR102293354B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/30Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements

Abstract

본 발명은 이동통신 서비스용 옴니 안테나에 있어서; 수평면 상에서 상호 동일한 각도로 배치되어, 각각 빔을 방사하는 복수의 방사소자와; 복수의 방사소자의 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 급전부를 포함하며; 복수의 방사소자 각각은, 두 개의 방사암을 가지는 수평 편파용 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암을 가지는 수직 편파용 다이폴 방사부의 결합 구조를 가진다.The present invention in the omni antenna for mobile communication service; A plurality of radiating elements disposed at the same angle to each other on a horizontal plane, each radiating a beam; It includes a feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating elements; Each of the plurality of radiating elements has a combined structure of a dipole radiating unit for horizontal polarization having two radiation arms and a dipole radiating unit for vertical polarization having two radiation arms.

Description

이동통신 서비스용 옴니 안테나{OMNI-DIRECTIONAL ANTENNA FOR MOBILE COMMUNICATION SERVICE}OMNI-DIRECTIONAL ANTENNA FOR MOBILE COMMUNICATION SERVICE

본 발명은 이동통신(PCS, Cellular, CDMA, GSM, LTE 등) 네트워크에서, 기지국이나 중계국에 적용될 수 있는 안테나에 관한 것으로서, 특히 옴니 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna that can be applied to a base station or a relay station in a mobile communication (PCS, Cellular, CDMA, GSM, LTE, etc.) network, and more particularly, to an omni antenna.

무지향성(Non-directional) 안테나라고 불리는, 옴니 안테나는 수평방향으로 360도 전체방향으로 고르게 전자파가 방사되도록 설계되는 안테나를 뜻한다. 이동통신 네트워크에서, 이동통신 단말기는 그 특성상 어느 방향으로 이동할지 예측할 수 없기 때문에 통상 원형의 모노폴(mono-pole) 안테나 구조를 채용한 옴니 안테나를 구비한다. 이동통신 네트워크 기지국이나 중계국에 설치되는 안테나는 통상 3섹터로 분할된 각 서비스 범위를 지향하기 위한 지향성 안테나가 설치된다. An omni antenna, called a non-directional antenna, refers to an antenna designed to radiate electromagnetic waves evenly in the entire 360-degree horizontal direction. In a mobile communication network, a mobile communication terminal is provided with an omni-antenna employing a typical circular mono-pole antenna structure because it cannot predict which direction it will move due to its characteristics. Antenna installed in a mobile communication network base station or relay station is usually provided with a directional antenna for directing each service range divided into three sectors.

최근, LTE(Long Term Evolution) 서비스가 본격화되면서 건물 내부 등과 같은 음영지역의 원활한 서비스를 위해서, 또한, 데이터 전송속도를 높이기 위해 소형 셀(small Cell) 또는 초소형 셀 장비 구축이 요구되고 있다. 아웃도어(outdoor)용 소형 셀은 0.5 ~ 1.5km의 커버리지(coverage)에서 서비스 되며, 장비 자체의 사이즈도 소형을 요구하므로, 해당 장비에 적용되는 안테나는 옴니 안테나를 채용하는 것이 유용할 수 있다. Recently, as Long Term Evolution (LTE) service is in full swing, it is required to construct a small cell or ultra-small cell equipment for smooth service in a shaded area, such as inside a building, and to increase data transmission speed. Small cells for outdoor use are serviced in a coverage of 0.5 to 1.5 km, and since the size of the equipment itself also requires a small size, it may be useful to employ an omni antenna for the antenna applied to the equipment.

통상 사용되는 옴니 안테나는 단일편파(V-pol)를 주로 사용하고 있다. 그러나 LTE 서비스를 하기 위해서 MIMO(Multi Input Multi Output) 기술이 필연적이며, 이를 위해 복편파 안테나가 반드시 필요하다. 옴니 안테나에서, 기존에 복편파라고 하면 수평 편파(H-pol; 0도), 수직 편파(V-pol; 90도)를 말한다. A commonly used omni antenna mainly uses a single polarization (V-pol). However, for LTE service, MIMO (Multi Input Multi Output) technology is inevitable, and for this, a double polarization antenna is absolutely necessary. In the omni-antenna, conventionally, double polarization refers to horizontal polarization (H-pol; 0 degrees) and vertical polarization (V-pol; 90 degrees).

그러나 이중편파(+/-45도)가 페이딩에 의해 전파의 반사 또는 회절에 두 편파간에 상관도가 가장 낮아서, 통상 기지국이나 중계국에 적용되는 지향성 안테나는 이중편파(+/-45)를 주로 사용하고 있다. 이에 따라 옴니 안테나에서도 +/-45도 이중편파를 발생하기 위한 연구가 진행되고 있으나, 실질적으로 전방향(Omni-direction)의 고른 방사 특성을 만족시키면서, +/-45도 이중편파를 발생하기 위한 구조를 구현하는 것은 어려운 과제였다. 더욱이, +/-45도 이중편파를 발생하는 것과 더불어, 건물 내부 등과 같이 소형 셀에 설치되는 것을 고려하여, 옴니 안테나의 사이즈를 소형으로 구현하는 것을 고려할 경우에, 이는 더욱 어려운 과제였다. However, double polarization (+/-45 degrees) has the lowest correlation between the two polarized waves in the reflection or diffraction of radio waves due to fading. are doing Accordingly, research is being conducted to generate +/-45 degree double polarization in the omni antenna. Implementing the structure was a difficult task. Moreover, in addition to generating +/-45 degree double polarization, considering that it is installed in a small cell such as inside a building, when considering implementing the size of the omni antenna in a small size, this was a more difficult task.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 전방향(Omni-direction) 방사 특성을 만족시키면서, +45도 또는 -45도 편파를 발생시킬 수 있도록 하기 위한 이동통신 서비스용 옴니 안테나를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an omni-antenna for a mobile communication service for generating +45 degrees or -45 degrees polarization while satisfying excellent omni-direction radiation characteristics.

본 발명의 다른 목적은 +/-45도 이중편파를 발생할 수 있도록 하기 위한 이동통신 서비스용 옴니 안테나를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an omni-antenna for mobile communication service for generating +/-45 degree dual polarization.

본 발명의 또다른 목적은 사이즈를 소형으로 구현하면서 +/-45도 이중편파를 발생할 수 있도록 하기 위한 이동통신 서비스용 옴니 안테나를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an omni-antenna for mobile communication service for generating +/-45 degree double polarization while implementing a small size.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 특징에 따르면, 이동통신 서비스용 옴니 안테나에 있어서; 수평면 상에서 상호 동일한 각도로 배치되어, 각각 빔을 방사하는 복수의 방사소자와; 상기 복수의 방사소자의 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 급전부를 포함하며; 상기 복수의 방사소자 각각은, 두 개의 방사암을 가지는 수평 편파용 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암을 가지는 수직 편파용 다이폴 방사부의 결합 구조를 가짐을 특징으로 한다. According to one aspect of the present invention in order to achieve the above object, in the omni antenna for mobile communication service; A plurality of radiating elements disposed at the same angle to each other on a horizontal plane, each radiating a beam; and a feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating elements; Each of the plurality of radiating elements is characterized in that it has a combined structure of a dipole radiating unit for horizontal polarization having two radiation arms and a dipole radiating unit for vertical polarization having two radiation arms.

상기 복수의 방사소자 각각은, 연성인쇄회로기판(F-PCB: Flexible - Printed Circuit Board)을 이용하여 패턴 인쇄 방식으로 구성될 수 있다. Each of the plurality of radiating elements may be configured in a pattern printing method using a flexible printed circuit board (F-PCB).

상기 복수의 방사소자들은, 상기 연성인쇄회로기판에 미리 지정된 간격에 따라 배치되며, 상기 연성인쇄회로기판은 원통형 구조로 설치될 수 있다. The plurality of radiating elements may be disposed at predetermined intervals on the flexible printed circuit board, and the flexible printed circuit board may be installed in a cylindrical structure.

상기 복수의 방사소자 각각은, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암이 해당 방사소자의 중심에 위치에서 각각 서로 연결되거나, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 또는 일측 방사암이 해당 방사소자의 중심에 위치에서 각각 서로 연결되는 구조를 가지며; 상기 수평 편파용 다이폴 방사패턴과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부가 연결되는 부위들에 동시에 급전되도록 설계될 수 있다. Each of the plurality of radiating elements is connected to each other at one or the other side of the dipole radiating arm for the horizontally polarized wave and one or the other radiating arm of the dipole radiating part for the vertical polarization at a position at the center of the radiating element, or the horizontally polarized wave one side or the other radiation arm of the dipole radiation unit for the vertical polarization and the other or one radiation arm of the dipole radiation unit for vertical polarization have a structure in which they are respectively connected to each other at a position at the center of the radiation element; The horizontal polarization dipole radiation pattern and the vertical polarization dipole radiation portion may be designed to be simultaneously powered to the connected portions.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 이동통신 서비스용 옴니 안테나에 있어서; 수평면 상에서 상호 동일한 각도로 배치되어, 각각 빔을 방사하는 복수의 방사소자를 포함하며 구성되며, 각각 수직 방향으로 연속적으로 배치되는 복수의 방사소자어레이와; 상기 복수의 방사소자어레이 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 급전부를 포함하며; 상기 복수의 방사소자들의 각각의 복수의 방사소자 각각은, 두 개의 방사암을 가지는 수평 편파용 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암을 가지는 수직 편파용 다이폴 방사부의 결합 구조를 가짐을 특징으로 한다. According to another feature of the present invention, in the omni antenna for mobile communication service; A plurality of radiating element arrays arranged at the same angle to each other on a horizontal plane, each comprising a plurality of radiating elements for emitting a beam, each of which is continuously arranged in a vertical direction; It includes a feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating element arrays; Each of the plurality of radiating elements of the plurality of radiating elements is characterized in that it has a combined structure of a horizontally polarized dipole radiating unit having two radiating arms and a vertically polarized dipole radiating unit having two radiating arms.

상기 복수의 방사소자어레이 각각에서, 상기 복수의 방사소자 각각은, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암이 해당 방사소자의 중심에 위치에서 각각 서로 연결되는 구조를 가지는 제1 타입 방사소자들로 구성되거나, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 또는 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 또는 일측 방사암이 해당 방사소자의 중심에 위치에서 각각 서로 연결되는 구조를 가지는 제2 타입 방사소자들로 구성되며; 상기 수평 편파용 다이폴 방사패턴과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부가 연결되는 부위들에 동시에 급전되도록 설계될 수 있다. In each of the plurality of radiating element arrays, each of the plurality of radiating elements, one or the other radiating arm of the dipole radiating unit for horizontal polarization and one or the other radiating arm of the dipole radiating unit for vertical polarization is located at the center of the radiating element is composed of first type radiating elements each having a structure connected to each other, or the other side or one side of the radiating arm of the dipole radiating unit for horizontal polarization and the other or one radiating arm of the dipole radiating unit for vertical polarization is located at the center of the radiating element composed of second-type radiating elements each having a structure connected to each other at positions; The horizontal polarization dipole radiation pattern and the vertical polarization dipole radiation portion may be designed to be simultaneously powered to the connected portions.

상기 복수의 방사소자어레이 각각에서, 상기 복수의 방사소자들은, 하나의 연성인쇄회로기판(F-PCB: Flexible - Printed Circuit Board)을 이용하여 패턴 인쇄 방식으로 동시에 구성될 수 있다. In each of the plurality of radiating element arrays, the plurality of radiating elements may be simultaneously configured in a pattern printing method using a single flexible printed circuit board (F-PCB).

상기 복수의 방사소자어레이 각각에서, 상기 복수의 방사소자는, 제1 내지 제3 방사소자로 구성하며; 상기 제1 내지 제3 방사소자가 형성되는 상기 연성인쇄회로기판은 원통형 구조로 설치될 수 있다. In each of the plurality of radiating element arrays, the plurality of radiating elements are composed of first to third radiating elements; The flexible printed circuit board on which the first to third radiating elements are formed may be installed in a cylindrical structure.

상기 복수의 방사소자어레이는, 상기 제1 타입 방사소자들로 구성되는 적어도 하나의 방사소자어레이와, 상기 제2 타입 방사소자들로 구성되는 적어도 하나의 방사소자어레이의 조합 구조를 가질 수 있다. The plurality of radiating element arrays may have a combination structure of at least one radiating element array composed of the first type radiating elements and at least one radiating element array composed of the second type radiating elements.

상기 복수의 방사소자어레이는, 제1 내지 제4 방사소자어레이가 수직방향으로 연속적으로 배치되는 구조를 가지며; 상기 제1 및 제2 방사소자어레이는 상기 제1 타입 또는 제2타입 방사소자들로 구성되며, 상기 제3 및 제4 방사소자어레이는 상기 제1 및 제2 방사소자어레이와는 다른 타입의 방사소자들로 구성될 수 있다. The plurality of radiating element arrays have a structure in which the first to fourth radiating element arrays are continuously arranged in a vertical direction; The first and second radiating element arrays are composed of the first type or second type radiating elements, the third and fourth radiating element arrays are the first and second radiating element arrays of a different type from the radiating element array It may consist of elements.

상기 복수의 방사소자어레이 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 상기 급전부는, 상기 복수의 방사소자어레이 각각별로 급전 신호를 제공하는 복수의 급전기판을 포함하며; 상기 복수의 급전기판 각각은, 기판내층과; 상기 기판내층의 상면에 형성되며, 대응되는 방사소자어레이에 형성된 복수의 방사소자에 각각 커플링 방식으로 급전하기 위한 복수의 커플링급전패턴을 가지는 급전패턴과; 상기 기판내층의 하면에 형성되는 접지패턴을 포함할 수 있다. The feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating element arrays includes a plurality of feeding boards for providing a power supply signal for each of the plurality of radiating element arrays; Each of the plurality of power supply substrates, a substrate inner layer; a feeding pattern formed on the upper surface of the inner substrate layer and having a plurality of coupling feeding patterns for respectively supplying power to a plurality of radiating elements formed in a corresponding radiating element array in a coupling manner; A ground pattern formed on a lower surface of the inner layer of the substrate may be included.

상기 복수의 급전기판 각각은, 복수의 급전선로를 통해 급전되며; 다른 급전기판(들)으로 급전하는 급전선로(들) 중 적어도 하나가 지나가기 위한 적어도 하나의 연결통로가 관통 홀의 형태로 형성되며; 상기 연결통로를 통해 지가는 급전선로는 상기 접지패턴과 솔더링될 수 있다. Each of the plurality of feeding substrates is fed through a plurality of feeding lines; at least one connection passage for passing at least one of the feed line(s) feeding the other feeder board(s) is formed in the form of a through hole; A feed line passing through the connection passage may be soldered to the ground pattern.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 서비스용 옴니 안테나는, 우수한 전방향 방사 특성을 만족시키면서, +/-45도 이중편파를 발생할 수 있으며, 더욱이 전체 안테나 사이즈를 소형으로 구현할 수 있다.As described above, the omni antenna for mobile communication service according to the present invention can generate +/-45 degree double polarization while satisfying excellent omnidirectional radiation characteristics, and furthermore, the overall antenna size can be implemented in a small size.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동통신 서비스용 옴니 안테나의 개략적인 분리 구조도
도 2는 도 1의 일 방사소자의 제1 타입 구조도
도 3은 도 1의 일 방사소자의 제2 타입 구조도
도 4는 도 1의 옴니 안테나의 방사 특성을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동통신 서비스용 옴니 안테나의 사시도
도 6은 도 5의 옴니 안테나의 정면도
도 7은 도 5의 방사소자어레이들 간의 편파 방향의 조합 특성을 나타낸 개략도
도 8은 도 5의 일 방사소자어레이의 상세 사시도
도 9는 도 5의 일 방사소자어레이의 전개 평면도
도 10은 도 5의 다른 방사소자어레이의 전개 평면도
도 11은 도 5의 일 방사소자어레이에 적용되는 급전기판의 평면도
도 12는 도 12의 급전기판의 배면도
도 13은 도 5의 다른 방사소자어레이에 적용되는 급전기판의 평면도
도 14는 도 13의 급전기판의 배면도
도 15는 도 5의 옴니 안테나의 급전기판들에 대한 급전선로의 연결 구조도
도 16 내지 도 19는 도 5의 옴니 안테나의 방사 특성들을 나타낸 그래프
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사소자어레이의 사시도
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사소자의 구조도
1 is a schematic separation structural diagram of an omni antenna for mobile communication service according to a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a first type structural diagram of one radiating element of Figure 1;
Figure 3 is a second type structural diagram of one radiating element of Figure 1;
Figure 4 is a graph showing the radiation characteristics of the omni antenna of Figure 1
5 is a perspective view of an omni antenna for mobile communication service according to a second embodiment of the present invention;
6 is a front view of the omni antenna of FIG. 5
7 is a schematic diagram showing the combination characteristics of the polarization direction between the radiating element arrays of FIG. 5
8 is a detailed perspective view of one radiating element array of FIG.
9 is an exploded plan view of one radiating element array of FIG.
10 is an exploded plan view of another radiating element array of FIG.
11 is a plan view of a power supply substrate applied to one radiating element array of FIG.
12 is a rear view of the power supply board of FIG.
13 is a plan view of a power supply substrate applied to another radiating element array of FIG.
14 is a rear view of the power supply board of FIG. 13
15 is a connection structure diagram of a feed line to the feed boards of the omni antenna of FIG.
16 to 19 are graphs showing radiation characteristics of the omni antenna of FIG. 5
20 is a perspective view of a radiating element array according to another embodiment of the present invention;
21 is a structural diagram of a radiating element according to another embodiment of the present invention;

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. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, specific items such as specific components are shown, which are provided to help a more general understanding of the present invention, and it is understood that certain modifications or changes can be made within the scope of the present invention. It will be obvious to those with ordinary knowledge in

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이동통신 서비스용 옴니 안테나의 개략적인 분리 구조도이며, 도2는 도 1의 제1 내지 제3 방사소자 각각의 제1 타입에 따른 구조도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 옴니 안테나는 예를 들어, 3개의 방사소자, 즉 제1 내지 제3 방사소자(11: 11-1, 11-2, 11-3)의 조합 구조로 구현될 수 있다. 1 is a schematic separation structural diagram of an omni antenna for mobile communication service according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structural diagram according to a first type of each of the first to third radiating elements of FIG. 1 and 2, the omni antenna according to the present invention is, for example, a combination of three radiating elements, that is, the first to third radiating elements (11: 11-1, 11-2, 11-3) structure can be implemented.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 내지 제3 방사소자(11)의 방사패턴(110)은 각각 두 개의 방사암(radiating arm)(110b, 110d)을 가지는 수평 편파용(H-pol) 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암(110a, 110c)을 가지는 수직 편파용(V-pol) 다이폴 방사부의 결합 구조를 가진다. 이때, 각각의 방사소자(11)에서 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(110d)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(110a)이 방사소자(110)의 중심에 위치하는 급전점(P)에 대응하는 부위에서 서로 연결되며, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110c)이 상기 급전점(P)에 대응하는 부위에서 연결되는 구조를 가진다. 1 and 2, the radiation pattern 110 of the first to third radiation elements 11 is for horizontal polarization (H-pol) having two radiation arms (radiating arms) 110b and 110d, respectively. It has a combined structure of a dipole radiating unit and a vertically polarized (V-pol) dipole radiating unit having two radiation arms 110a and 110c. At this time, in each radiating element 11 , the one-side radiation arm 110d of the dipole radiating unit for horizontally polarized wave and the one-side radiating arm 110a of the dipole radiating unit for vertical polarization are the feeding point P located at the center of the radiating element 110 . ) are connected to each other, and the other radiation arm 110b of the dipole radiation unit for horizontal polarization and the other radiation arm 110c of the dipole radiation unit for vertical polarization are connected at a portion corresponding to the feeding point P have

즉, 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(110d)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(110a)이 페어(pair)를 이루어 일체로 마련되고, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110c)이 페어를 이루어 일체로 마련됨을 알 수 있다.That is, one side radiation arm 110d of the dipole radiation unit for horizontal polarization and one radiation arm 110a of the dipole radiation unit for vertical polarization are integrally provided as a pair, and the other radiation arm 110b of the dipole radiation unit for horizontal polarization. ) and the other side radiation arm 110c of the dipole radiation unit for vertical polarization are formed as a pair and are integrally provided.

각 방사소자(11)로 급전 신호를 제공하는 급전부의 구성을 살펴보면, 각 방사소자(11)의 급전점(P)은 급전선로(예를 들어, 도1의 참조번호 14)와 연결되어 급전되는데, 급전점(P)을 통해, 상기 수평 편파용 다이폴 방사패턴의 일측 방사암(110d)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(110a)이 연결되는 연결부위와, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(110c)이 연결되는 연결부위에 동시에 급전되도록 설계된다. Looking at the configuration of the feeding unit for providing a feeding signal to each radiating element 11 , the feeding point P of each radiating element 11 is connected to a feeding line (for example, reference number 14 in FIG. 1 ) to feed it. However, through the feeding point (P), the one side radiation arm (110d) of the dipole radiation pattern for horizontally polarized wave and the one side radiation arm (110a) of the dipole radiation part for vertical polarization are connected to a connection part, and a dipole radiation part for horizontal polarization The other side radiation arm (110b) and the other side radiation arm (110c) of the dipole radiating unit for vertical polarization is designed to simultaneously feed power to the connecting portion.

제1 내지 제3 방사소자(11) 각각의 방사 패턴들은 얇은 금속 판(예를 들어, 동판)을 성형하여 구성할 수도 있다. 또한, 도 2의 예에서 도시한 바와 같이, 연성인쇄회로기판(F-PCB: Flexible - Printed Circuit Board)(122)을 이용하여 패턴 인쇄 방식을 통한 회로 패턴(pattern)으로 구현될 수도 있다. Each of the radiation patterns of the first to third radiation elements 11 may be formed by molding a thin metal plate (eg, a copper plate). In addition, as shown in the example of FIG. 2 , it may be implemented as a circuit pattern through a pattern printing method using a flexible printed circuit board (F-PCB) 122 .

여기서는 상기 복수의 방사소자들(11)이 F-PCB에 구현된 기술을 예로 들어 설명하지만, 상기 복수의 방사소자들은 PCB에 한정하지 않고 원형 또는 타원형으로 휘어진 동판을 이용하여 형성될 수도 있다. 또한 상기 F-PCB 대신에 일반적인 평판(flat) PCB를 삼각형, 사각형 등 다각형으로 구성하여 복수의 방사소자들을 배치할 수도 있다. 각 평판(flat) PCB에는 적어도 하나 이상의 방사소자가 배치될 수 있다.Here, the plurality of radiating elements 11 are described as an example of the technology implemented in the F-PCB, but the plurality of radiating elements are not limited to the PCB and may be formed using a copper plate bent in a circular or oval shape. Also, instead of the F-PCB, a plurality of radiating elements may be disposed by configuring a general flat PCB in a polygonal shape such as a triangle or a square. At least one radiating element may be disposed on each flat PCB.

도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 제1 내지 제3 방사소자(11)의 구조는 소형화된 보우타이(bow tie) 형태의 수평 편파용 다이폴 안테나와, 보우타이 형태의 수직 편파용 다이폴 안테나를 결합하여 예를 들어, +45도 방향의 편파를 발생하는 (제1타입의) 구조임을 알 수 있다. 이때 수평 편파용 다이폴 방사부와 수직 편파용 다이폴 방사부를 서로 대칭으로 설계하여, 정확한 +45도(또는 -45도) 편파를 발생할 수 있다. 한편, 도 3에는 상기 도 1에 도시된 각 방사소자(11)의 제2 타입에 따른 구조가 도시되고 있는데, 도 3에 도시된 제2 타입의 구조에 따른 각 방사소자(11)의 방사패턴(113)은 도 2에 도시된 구조와 마찬가지로, 각각 두 개의 방사암(113b, 113d)을 가지는 수평 편파용(H-pol) 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암(113a, 113c)을 가지는 수직 편파용(V-pol) 다이폴 방사부의 결합 구조를 가진다.As shown in FIG. 2 , the structure of the first to third radiation elements 11 combines a miniaturized bow tie type dipole antenna for horizontal polarization and a bow tie type vertical polarization dipole antenna. Thus, it can be seen that, for example, it is a (first type) structure that generates a polarized wave in a direction of +45 degrees. In this case, by designing the dipole radiation unit for horizontal polarization and the dipole radiation unit for vertical polarization symmetrical to each other, accurate +45 degree (or -45 degree) polarization can be generated. Meanwhile, FIG. 3 shows a structure according to the second type of each radiating element 11 shown in FIG. 1 , and a radiation pattern of each radiating element 11 according to the second type of structure shown in FIG. 3 . Reference numeral 113 denotes a horizontally polarized (H-pol) dipole radiating part having two radiation arms 113b and 113d, respectively, and a vertical beam having two radiation arms 113a and 113c, similar to the structure shown in FIG. 2 . It has a combined structure of a polarization (V-pol) dipole radiating part.

이때, 각각의 방사소자에서 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(113d)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113c)이 방사소자(113)의 중심에 위치하는 급전점(P)에 대응하는 부위에서 서로 연결되며, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113c)이 상기 급전점(P)에 대응하는 부위에서 연결되는 구조를 가진다. 즉, 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(113d)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113c)이 페어를 이루어 일체로 마련되고, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113c)이 페어를 이루어 일체로 마련됨을 알 수 있다.At this time, in each radiating element, the one side radiation arm 113d of the dipole radiating unit for horizontal polarization and the other radiating arm 113c of the dipole radiating unit for vertical polarization correspond to the feeding point P located at the center of the radiating element 113 . It has a structure in which the other radiating arm 113b of the dipole radiating unit for horizontal polarization and the other radiating arm 113c of the dipole radiating unit for vertical polarization are connected at a site corresponding to the feeding point P. That is, the one side radiation arm 113d of the dipole radiation part for horizontal polarization and the other radiation arm 113c of the dipole radiation part for vertical polarization are integrally provided as a pair, and are perpendicular to the other radiation arm 113b of the dipole radiation part for horizontal polarization. It can be seen that the other side radiation arm 113c of the dipole radiation unit for polarization is formed as a pair and is integrally provided.

이때 급전점(P)을 통해, 상기 수평 편파용 다이폴 방사패턴의 일측 방사암(113d)과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113c)이 연결되는 연결부위와, 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암(113b)과 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암(113a)이 연결되는 연결부위에 동시에 급전되도록 설계된다. At this time, through the feeding point (P), the connecting portion where the one side radiation arm (113d) of the dipole radiation pattern for horizontal polarization and the other radiation arm (113c) of the dipole radiation part for vertical polarization are connected, and the dipole radiation part for horizontal polarization The other side radiation arm (113b) and the one side radiation arm (113a) of the dipole radiation part for vertical polarization are designed to simultaneously feed power to the connecting portion.

이러한 구조는 -45도 방향의 편파를 발생하는 구조임을 알 수 있다. 이와 같이, 도 2 또는 도 3에 도시된 구조로 제1 내지 제4 방사소자의 방사패턴을 형성함으로써, 요구되는 +45도 또는 -45도 편파를 선택적으로 발생할 수 있다. It can be seen that this structure generates a polarization in the -45 degree direction. In this way, by forming the radiation patterns of the first to fourth radiation elements in the structure shown in FIG. 2 or FIG. 3, a required +45 degree or -45 degree polarization can be selectively generated.

상기 도 2 또는 도 3에 도시된 같은 구성을 가지는 각각의 제1 내지 제3 방사소자(11)를 상호 결합하여 본 발명의 실시예에 따른 옴니 안테나를 구성하는데, 수평면 상 한 기준점에서 수평 방향으로 미리 지정된 각도에 따라 상호 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 방사소자(11)가 전체 360도 수평면 상에서 120도 각도의 동일한 각도로 서로 등을 마주대고 설치되어, 설치된 위치에서 수평 방향으로 빔을 방사하도록 구성할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 방사소자(11)의 각 급전점(P)은 하나의 급전선로(14)에서 1/3으로 분배된 신호를 각각 제공받도록 구성될 수 있다. 이외에도 본 발명의 제1 실시예에 따른 옴니 안테나는, 통상적인 안테나 구조와 마찬가지로, 옴니 안테나의 전체 외형을 형성하는 레이돔 구조 등을 포함하는 케이스(미도시)와, 각 방사소자(11)들 및 급전선로를 지지하기 위한 지지물(미도시) 등을 구비할 수 있으며, 이와 더불어, 송수신 신호를 처리하기 위한 신호 처리 장비들을 추가로 더 구비할 수 있다. Each of the first to third radiating elements 11 having the same configuration as shown in FIG. 2 or 3 is mutually coupled to form an omni antenna according to an embodiment of the present invention, in the horizontal direction from one reference point on the horizontal plane. They may be arranged at regular intervals from each other according to a predetermined angle. For example, as shown in FIG. 1 , the first to third radiating elements 11 are installed facing each other at the same angle of 120 degrees on the entire 360 degree horizontal plane, and the beam in the horizontal direction at the installed position It can be configured to emit At this time, each feeding point P of the first to third radiating elements 11 may be configured to receive a signal distributed by 1/3 from one feeding line 14 , respectively. In addition, the omni antenna according to the first embodiment of the present invention, like a typical antenna structure, a case (not shown) including a radome structure that forms the overall outer shape of the omni antenna, each radiating element 11 and A support (not shown) for supporting the feed line may be provided, and in addition, signal processing equipment for processing a transmission/reception signal may be further provided.

상기에서, 도 2와 도 3에서 보는 것과 같이, 4개의 방사암들은 서로 대칭형 구조로 동일한 형상으로 설계되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 4개의 방사암들이 서로 대칭형으로 동일한 형상으로 설계되어 있을 경우에는, 방사암들이 비대칭 구조일 때 반드시 수행해야 하는 다이폴 방사부의 진폭(amplitude), 위상(phase) 등을 조절하는 시뮬레이션 작업을 생략할 수 있는 장점이 있다. 따라서 제조 공정을 단순화하고 제작 시간을 단축할 수 있으며 대량생산에도 용이하다.In the above, as shown in FIGS. 2 and 3 , it can be seen that the four radiation arms are designed to have the same shape in a symmetrical structure to each other. In this way, when the four radiation arms are designed to be symmetrical and have the same shape, the simulation work for adjusting the amplitude and phase of the dipole radiation part, which must be performed when the radiation arms have an asymmetric structure, is omitted. There are advantages to doing. Therefore, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing time can be shortened, and it is easy for mass production.

도 4는 도 1의 옴니 안테나의 방사 특성을 3차원적으로 나타낸 그래프로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 옴니 안테나는 매우 우수한 전방향(Omni-direction) 방사 특성을 만족시키고 있음을 알 수 있다. 4 is a graph showing the radiation characteristics of the omni antenna of FIG. 1 three-dimensionally, as shown in FIG. 4, according to the first embodiment of the present invention configured as shown in FIGS. It can be seen that the omni antenna satisfies very good omni-direction radiation characteristics.

한편, 상기한 본 발명의 제1 실시예에 따른 옴니 안테나의 구성에서, 제1 내지 제3 방사소자(11)를 도2에 도시된 제1 타입의 구조로 구성할 경우에는 옴니 안테나는 전체적으로 +45도 편파를 발생하며, 제1 내지 제3 방사소자(11)를 도3에 도시된 제2 타입의 구조로 구성할 경우에는 옴니 안테나는 전체적으로 -45도 편파를 발생한다. 이에, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 타입 및 제2 타입의 방사소자들을 모두 사용하여 +/-45도 이중편파를 발생하기 위한 구조를 제안한다. 이러한 구조는 예를 들어, 제1 타입의 방사소자들로 구성한 도 1에 도시된 바와 같은 옴니 안테나 구조와, 제2 타입의 방사소자들로 구성한 옴니 안테나 구조들을 수직 방향으로 복수개 배치하여 구성할 수 있다. On the other hand, in the configuration of the omni antenna according to the first embodiment of the present invention, when the first to third radiating elements 11 are configured in the first type structure shown in FIG. 2, the omni antenna is overall + A 45 degree polarization is generated, and when the first to third radiating elements 11 are configured in the second type structure shown in FIG. 3, the omni antenna generates -45 degree polarization as a whole. Accordingly, another embodiment of the present invention proposes a structure for generating +/-45 degree double polarization using both the first type and the second type radiating elements. This structure, for example, can be configured by disposing a plurality of omni antenna structures as shown in FIG. 1 composed of the first type of radiating elements and the omni antenna structures composed of the second type of radiating elements in the vertical direction. have.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이동통신 서비스를 위한 옴니 안테나의 사시도이며, 도 6은 도 5의 옴니 안테나의 정면도이며, 도 7은 도 5의 방사소자어레이들 간의 편파 방향의 조합 특성을 나타낸 개략도이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 상기 도 1에 도시된 옴니 안테나 구조가 복수개 조합된 구조를 가진다. 복수개 조합되는 옴니 안테나 구조 각각을 이하 '방사소자어레이'라 칭하기로 한다. 5 is a perspective view of an omni antenna for a mobile communication service according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the omni antenna of FIG. 5, and FIG. 7 is a combination of polarization directions between the radiating element arrays of FIG. It is a schematic diagram showing the characteristics. 5 to 7 , the omni antenna according to the second embodiment of the present invention has a structure in which a plurality of the omni antenna structures shown in FIG. 1 are combined. Each of the omni-antenna structures to be combined with a plurality will be referred to as a 'radiation element array' below.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 제1 내지 제4 방사소자어레이(21, 22, 23, 24)가 수직 방향으로 연속적으로 배치되어 구성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 방사소자어레이(21, 22)는 상기 도 3에 도시된 제2 타입의 방사소자들로 구성되어 -45도 편파를 전방향으로 발생하는 구성을 가질 수 있다. 또한, 제3 및 제4 방사소자어레이(23, 24)는 상기 도 2에 도시된 제1 타입의 방사소자들로 구성되어 +45도 편파를 전방향으로 발생하는 구성을 가질 수 있다. That is, the omni antenna according to the second embodiment of the present invention may be configured such that the first to fourth radiating element arrays 21 , 22 , 23 , 24 are continuously arranged in a vertical direction. At this time, the first and second radiating element arrays 21 and 22 may have a configuration for generating -45 degree polarized waves in all directions by being composed of the second type of radiating elements shown in FIG. 3 . In addition, the third and fourth radiating element arrays 23 and 24 may have a configuration for generating +45 degree polarized waves in all directions by being composed of the first type of radiating elements shown in FIG. 2 .

이에 따라 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 방사소자어레이(21, 22)에서 발생되는 -45도 편파와, 제3 및 제4 방사소자어레이(23, 24)에서 발생되는 +45도 편파가 서로 조합되어, 전체적으로 +/-45도의 이중편파를 발생한다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, +/-45도 편파들 간의 격리도(Isolation)를 높이기 위해 동일 편파를 가진 방사소자어레이들끼리 서로 묶어서 인접하게 배치하는 구조를 가질 수 있다. Accordingly, the omni antenna according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the -45 degree polarization generated in the first and second radiation element arrays 21 and 22, and the third and fourth radiation The +45 degree polarization generated from the device arrays 23 and 24 is combined with each other, thereby generating a double polarization of +/-45 degree as a whole. At this time, as shown in Figure 7, in order to increase the isolation (Isolation) between the +/-45 degree polarization may have a structure in which the radiating element arrays having the same polarization are bundled with each other and disposed adjacently.

서로 다른 편파를 발생하는 방사소자어레이들(예를 들어, 제2 및 제3방사소자어레이)간의 이격 거리(S)는 커질수록 격리도 특성이 향상된다. 하지만 안테나의 소형화 등을 위해 이격 거리(S)를 줄일 필요가 있다. 이격 거리(S)에 영향을 주는 몇 가지 요인이 있는데, 각 방사소자어레이의 방사 빔 폭이 감소하면 방사소자어레이 간에 간섭이 감소하고 이격 거리(S)도 더 줄일 수 있다. 또한 이격 거리(S)는 방사소자어레이들의 수가 증가하면 그에 반비례한다.As the separation distance (S) between the radiating element arrays (eg, the second and third radiating element arrays) generating different polarizations increases, the isolation characteristic is improved. However, in order to miniaturize the antenna, it is necessary to reduce the separation distance (S). There are several factors that affect the separation distance (S), and when the radiation beam width of each radiating element array is reduced, interference between the radiating element arrays is reduced and the separation distance (S) can be further reduced. In addition, the separation distance (S) is inversely proportional to the increase in the number of radiating element arrays.

또한, 동일 편파 방사소자어레이들(예를 들어, 제1 및 제2방사소자어레이, 또는 제3 및 제4방사소자어레이)간의 이격 거리(g)는 사이드로브(sidelobe) 특성 및 이득(gain) 등을 고려하여 적절하게 설정된다. 예를 들어, 이격 거리(g)는 처리 주파수 대비 약 0.75 ~ 0.8λ(λ: 파장)로 설정될 수 있다. 상기 이격 거리(g)는 이득과 사이드로브의 크기에 비례하므로 이격 거리(g)가 작을수록 사이드로브를 줄일 수 있다. 이를 통해 옴니 안테나를 좀 더 소형화시키는 것이 가능하다. In addition, the separation distance (g) between the same polarization radiation element arrays (eg, the first and second radiation element arrays, or the third and fourth radiation element arrays) is a sidelobe (sidelobe) characteristic and gain (gain) are appropriately set in consideration of the For example, the separation distance g may be set to about 0.75 to 0.8λ (λ: wavelength) compared to the processing frequency. Since the separation distance g is proportional to the gain and the size of the side lobe, the smaller the separation distance g, the less the side lobe. This makes it possible to make the omni antenna more compact.

또한, 동일 편파를 가지는 방사소자어레이들 간에는 보다 높은 격리도를 확보하기 위하여, 수평면 상에서 상대적으로 약 60도의 차이를 가지게 설치된다. 예를 들어, 도 6에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 제1 방사소자어레이(21)에 배치된 방사소자들이 수평면에서, 0도, 120도, 240도를 향하는 위치에 있도록 설치될 경우에, 제2 방사소자어레이(22)에 배치된 각 방사소자들은 예를 들어, 60도, 180도, 300도를 향하는 위치에 있도록 설치될 수 있다. In addition, in order to secure a higher degree of isolation between the radiating element arrays having the same polarization, it is installed to have a relative difference of about 60 degrees on a horizontal plane. For example, as shown more clearly in FIG. 6, when the radiating elements disposed on the first radiating element array 21 are installed so as to be positioned at 0 degrees, 120 degrees, and 240 degrees in a horizontal plane, the first Each of the radiating elements disposed on the 2 radiating element array 22 may be installed, for example, at a position facing 60 degrees, 180 degrees, 300 degrees.

상기 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나가 구성될 수 있는데, 도 5 및 도 6에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나가 통상적인 안테나 구조와 유사하게, 옴니 안테나의 전체 외형을 형성하는 케이스로서 상부 캡(28)과, 하부 캡(29)을 구비하며, 또한, 상부 캡(28)과 하부 캡(29) 사이에서 방사소자어레이들을 감싸는 레이돔(27)을 구비하는 것을 개시하고 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 방사소자어레이들을 지지하는 복수, 예를 들어 전파 특성에 영향을 주지 않는 재질(플라스틱, 테플론 등)의 제1 내지 제3 지지대(261, 262, 263)를 구비하는 것이 도시되고 있다. 이외에도 각 방사소자어레이들에 급전하기 위한 급전 구조 및 송수신 신호를 처리하기 위한 신호 처리 장비들을 추가로 더 구비할 수 있다. 5 to 7, the omni antenna according to the second embodiment of the present invention may be configured, and in FIGS. 5 and 6, the omni antenna according to the second embodiment of the present invention is a typical antenna. Similar to the structure, it has an upper cap 28 and a lower cap 29 as a case forming the overall outer shape of the omni antenna, and also includes a radiating element array between the upper cap 28 and the lower cap 29. Disclosed is provided with a radome (27) that wraps. In addition, the omni antenna according to the second embodiment of the present invention is a plurality of supporting the radiating element array, for example, the first to third supports 261, 262 of a material (plastic, Teflon, etc.) that does not affect the propagation characteristics. , 263) is shown. In addition, a power supply structure for feeding each radiating element array and signal processing equipment for processing a transmission/reception signal may be further provided.

도 8은 도 5의 일 방사소자어레이, 예를 들어 제3 방사소자어레이(23)의 상세 사시도이며, 도 9는 도 5의 일 방사소자어레이, 예를 들어 제3 방사소자어레이(23)의 전개 평면도이며, 도 10은 도 5의 다른 방사소자어레이, 예를 들어 제1 방사소자어레이(21)의 전개 평면도이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 도5에 도시된 제1 내지 제4 방사소자어레이(21-24)는 각각 하나의 연성인쇄회로기판(232 또는 212) 상에 복수개 예를 들어, 3개의 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3)가 패턴 인쇄 방식으로 인쇄되어 미리 지정된 간격에 따라 (예를 들어, 연속적으로 배치되게) 형성되는 구성을 가질 수 있다. (도 8에서는 설명의 편의를 위해 인쇄회로기판에 해당하는 구성에 대한 도시는 생략하였다.) FIG. 8 is a detailed perspective view of a radiating element array of FIG. 5, for example, the third radiating element array 23, and FIG. 9 is a radiating element array of FIG. 5, for example, the third radiating element array 23. It is an exploded plan view, and FIG. 10 is an exploded plan view of another radiating element array of FIG. 5 , for example, the first radiating element array 21 . 8 to 10 , the first to fourth radiating element arrays 21 to 24 shown in FIG. 5 are a plurality of, for example, three radiating elements on one flexible printed circuit board 232 or 212, respectively. The elements 23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3 are printed in a pattern printing manner to form (eg, arranged consecutively) according to a predetermined interval. configuration can be. (In FIG. 8, the illustration of the configuration corresponding to the printed circuit board is omitted for convenience of explanation.)

이와 같이, 3개의 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3)가 연속적으로 형성되는 연성인쇄회로기판(232 또는 212)은 이후 원통형으로 둥글게 말리고, 서로 접하게 되는 양 측면이 서로 부착되어 고정되는 형태로 설치된다. 이러한 연성인쇄회로기판(232 또는 212)에 설치되는 방사소자들은 후술하는 바와 같이, 급전패턴이 형성되는 인쇄회로기판 구조의 급전기판(예를 들어, 도 8의 33)들을 통해 각각 급전되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 급전기판은 연성인쇄회로기판(232, 212)에 대응되는 사이즈를 가지는 원형으로 형성되며, 연성인쇄회로기판(232, 212)은 원형의 급전기판을 감싸는 형태로 둥글게 말려서 설치될 수 있다. In this way, the flexible printed circuit board 232 or 212 on which the three radiating elements 23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3 are continuously formed is a cylindrical shape thereafter. It is installed in a form in which it is rolled in a circle, and both sides that come into contact with each other are attached to each other and fixed. The radiating elements installed on the flexible printed circuit board 232 or 212 are respectively fed through the power feeding boards (eg, 33 in FIG. 8 ) of the printed circuit board structure on which the feeding pattern is formed, as will be described later. can have At this time, the feeder board is formed in a circular shape having a size corresponding to the flexible printed circuit boards 232 and 212, and the flexible printed circuit boards 232 and 212 may be installed by rolling in a shape surrounding the circular feeder board.

이때, 각 연성인쇄회로기판(232 또는 212)에서, 각각의 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3) 별로, 수평 편파용 다이폴 방사부의 두 개의 방사암에는 급전 지점과 인접하는 부위에 각각 관통홀(235 또는 215)이 형성될 수 있다. 또한, 급전기판(예를 들어, 도 8의 33)에는 이러한 관통홀(235, 215)들이 형성되는 위치와 대응되는 위치에는 대응되는 크기로 각각 돌출부(a)가 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통해 연성인쇄회로기판(232, 212)이 급전기판을 감싸는 형태로 둥글게 말려서 설치될 경우에, 상기 관통홀(235, 215)에 급전기판의 상기 돌출부(a)가 끼워지는 형태로 설치될 수 있다. At this time, in each flexible printed circuit board 232 or 212, for each radiating element 23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3, a dipole for horizontal polarization Through-holes 235 or 215 may be formed in the two radiation arms of the radiating unit at portions adjacent to the feeding point, respectively. In addition, protrusions (a) having sizes corresponding to the positions at which the through-holes 235 and 215 are formed may be formed in the power supply board (eg, 33 of FIG. 8 ). Through this structure, when the flexible printed circuit boards 232 and 212 are installed by being rolled in a shape surrounding the feeder board, the protrusion (a) of the feeder board is fitted into the through-holes 235 and 215. can be

도 8에서 일점쇄선을 표시한 원 영역 A에는 연성인쇄회로기판(232)의 관통홀(235)을 통해 급전기판(33)의 돌출부(a)가 끼워진 형태가 보다 상세히 도시되고 있다. 이때, 급전기판(33)은 에폭시 등의 재질의 기판내층(330)의 하부면에 (상기 돌출부a까지 연장되는) 접지패턴(334)이 형성되며, 돌출부(a)가 연성인쇄회로기판(232)의 관통홀(235)에 끼워진 상태에서 b 부위로 도시한 바와 같이, 이후 솔더링 작업을 수행한다. 이를 통해, 연성인쇄회로기판(232)과 급전기판(33)을 더욱 안정되게 고정하며, 이와 더불어, 연성인쇄회로기판(232)의 각 관통홀(235) 부위에 형성된 각 방사소자(23-1, 23-2, 23-3)의 수평 편파용 다이폴 방사패턴(230)과 급전기판(33)의 접지패턴(334)을 전기적으로 연결할 수 있다. In FIG. 8 , the shape in which the protrusion a of the power supply board 33 is inserted through the through hole 235 of the flexible printed circuit board 232 is shown in more detail in the circle area A indicated by the dashed-dotted line. At this time, in the power supply board 33, a ground pattern 334 (extending to the protrusion a) is formed on the lower surface of the inner substrate layer 330 made of epoxy or the like, and the protrusion (a) is a flexible printed circuit board 232 . ) in the state of being inserted into the through-hole 235, as shown as part b, a soldering operation is performed thereafter. Through this, the flexible printed circuit board 232 and the feeder board 33 are more stably fixed, and in addition, each radiating element 23-1 formed in each through hole 235 of the flexible printed circuit board 232. , 23-2, 23-3) may be electrically connected to the dipole radiation pattern 230 for horizontal polarization and the ground pattern 334 of the power supply board 33 .

상기 도 8 내지 도 10에 도시된 구성에서 명확해 지는 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예에 따른 옴니 안테나에서는, 각 연성인쇄회로기판(232 또는212)에서, 각각의 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3)가 형성되며, 이후 각 연성인쇄회로기판(232 또는 212)이 둥글게 말려진 형태로 설치됨에 따라, 각각의 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3) 전체적으로 완전한 평면이 아니라, 좌우 가장자리에 비해 가운데 부위가 볼록한 곡면을 가짐을 알 수 있다. 이러한 형태는 방사소자어레이 및 이에 따른 옴니 안테나의 전체 가로방향 사이즈를 가장 줄일 수 있는 설계가 가능하게 하며, 더욱이, 각 방사소자(23-1, 23-2, 23-3, 또는 21-1, 21-2, 21-3)에서 방사되는 방사 빔의 조합이 최적화되어 최적의 전방향 방사 특성을 갖도록 한다. As is clear from the configuration shown in FIGS. 8 to 10, in the omni antenna according to some embodiments of the present invention, in each flexible printed circuit board 232 or 212, each radiating element 23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3) are formed, and then, as each flexible printed circuit board 232 or 212 is installed in a rolled shape, each radiating element (23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3) It can be seen that the center part has a convex curved surface compared to the left and right edges, rather than a completely flat surface. This form enables a design that can most reduce the overall horizontal size of the radiating element array and thus the omni antenna, and furthermore, each radiating element (23-1, 23-2, 23-3, or 21-1, 21-2, 21-3), the combination of the radiation beams emitted is optimized to have an optimal omnidirectional radiation characteristic.

도 11 및 도 12는 도 5의 일 방사소자어레이, 예를 들어 제3 방사소자어레이(23)에 적용되는 제1 타입의 급전기판(33)의 평면도 및 배면도이며, 도 13 및 도 14는 도 5의 다른 방사소자어레이, 예를 들어 제1 방사소자어레이(21)에 적용되는 제2 타입의 급전기판(31)의 평면도 및 배면도이다. 도 11 내지 도 14를 참조하여, 각 방사소자어레이들로 급전 신호를 제공하는 급전부의 구성으로서, 급전기판(33 또는 31)의 구성을 보다 상세히 살펴보면, 먼저 제1 타입의 급전기판(33)은 에폭시 재질 등으로 구성되는 기판내층(330)과; 기판내층(330)의 상면에 형성되는 급전패턴(332: 232-1, 232-2, 232-3)과; 기판내층(330)의 하면에 형성되는 접지패턴(334)을 포함한다. 또한, 제1 타입의 급전 기판(33)에는 복수의 지지대(예를 들어, 도 5, 도 6의 261, 262, 263)가 관통되며, 복수의 지지대에 의해 지지되기 위한 복수의 관통홀(h11, h12, h13)이 형성되며, 또한, 후술하는 바와 같이, 급전선로(들)가 지나가기 위한 복수의 연결통로(h21, h22, h23)가 적절한 위치에 관통 홀의 형태로 형성될 수 있다. 11 and 12 are a top view and a rear view of a first type of power supply board 33 applied to one radiation element array of FIG. 5, for example, the third radiation element array 23, and FIGS. 13 and 14 are Another radiating element array of Figure 5, for example, a top view and a rear view of the second type of power supply substrate 31 applied to the first radiating element array 21. 11 to 14, as a configuration of a feeding unit for providing a feeding signal to each radiating element array, looking at the configuration of the feeding board 33 or 31 in more detail, first, the first type feeding board 33 a substrate inner layer 330 made of a silver epoxy material or the like; a feeding pattern (332: 232-1, 232-2, 232-3) formed on the upper surface of the inner substrate layer 330; A ground pattern 334 formed on the lower surface of the inner substrate layer 330 is included. In addition, a plurality of supports (eg, 261 , 262 , 263 of FIGS. 5 and 6 ) are penetrated through the first type of feed substrate 33 , and a plurality of through-holes h11 for being supported by the plurality of supports are penetrated. , h12, h13) are formed, and, as will be described later, a plurality of connection passages (h21, h22, h23) for the feed line(s) to pass through may be formed in the form of through holes at appropriate positions.

급전패턴(332: 332-1, 332-2, 332-3)은 대응되는 방사소자어레이(23)에 형성된 3개의 방사소자에 각각 커플링 방식으로 급전하기 위한 제1 내지 제3 커플링급전패턴(332-2, 332-1, 332-3)을 가진다. 제1 내지 제3 커플링급전패턴(332-2, 332-1, 332-3)은 급전기판(33)과 방사소자어레이(23)가 결합되는 돌출부(a)에서 해당 방사소자어레이의(23) 각 방사소자들로 커플링 방식으로 급전하기 위한 패턴을 가진다. 제1 내지 제3 커플링급전패턴(332-2, 332-1, 332-3)은 급전기판(33)의 중앙에 형성되는 하나의 급전점(P)으로부터 급전신호를 각각 분배받는 구조로 패턴이 형성된다. 급전점(P)은 동축케이블로 구성될 수 있는 급전선로(예를 들어, 43)를 통해 급전신호를 제공받게 구성된다. The feeding patterns 332: 332-1, 332-2, 332-3 are first to third coupling feeding patterns for feeding power to the three radiating elements formed in the corresponding radiating element array 23 in a coupling manner, respectively. (332-2, 332-1, 332-3). The first to third coupling feed patterns (332-2, 332-1, 332-3) are 23 of the radiating element array in the protrusion (a) to which the feed plate 33 and the radiating element array 23 are coupled. ) It has a pattern for feeding power to each radiating element in a coupling method. The first to third coupling feeding patterns 332-2, 332-1, 332-3 have a structure in which feeding signals are distributed from one feeding point P formed in the center of the feeding board 33, respectively. this is formed The feeding point (P) is configured to receive a feeding signal through a feeding line (eg, 43) that may be composed of a coaxial cable.

도 11에서 일점쇄선으로 표시한 원 영역 A에는 급전기판(33)과 급전선로(43)의 연결 구조가 보다 상세히 도시되고 있는데, 급전기판(33)의 하부에서 급전선로(43)에 연결될 수 있다. 동축케이블로 구성되는 급전선로(43)의 내부도체(432)는 급전점(P) 지점에 형성되는 관통홀(h1)을 통해서 삽입되어 급전기판(33)을 관통하고, 급전기판(33)의 상면의 급전패턴(332)과 연결된다. 이때 급전선로(43)의 외부도체(434)는 급전기판(33)의 하면의 접지패턴(334)과 연결된다. 이후 급전기판(33)의 상면에서 급전패턴(332)과 급전선로(43)의 내부도체(332)와 솔더링되며, 급전기판(33)의 하면에서 접지패턴(334)과 급전선로(43)의 외부도체(434)가 솔더링된다. In the circle region A indicated by the dashed-dotted line in FIG. 11 , the connection structure of the feed board 33 and the feed line 43 is shown in more detail, and may be connected to the feed line 43 at the lower portion of the feed board 33 . . The inner conductor 432 of the feed line 43 composed of a coaxial cable is inserted through the through hole h1 formed at the feed point P and passes through the feed board 33, and of the feed board 33 It is connected to the feeding pattern 332 of the upper surface. At this time, the external conductor 434 of the feed line 43 is connected to the ground pattern 334 of the lower surface of the feed board 33 . Then, it is soldered with the inner conductor 332 of the feed pattern 332 and the feed line 43 on the upper surface of the feed board 33, and the ground pattern 334 and the feed line 43 on the lower surface of the feed board 33. The outer conductor 434 is soldered.

도 13 및 도 14에서는 제2 타입의 급전기판(31)이 도시되고 있는데, 제2 타입의 급전기판(31)은 상기 제1 타입의 급전기판(33)과 마찬가지로, 기판내층(310)과; 기판내층(310)의 상면에 형성되는 급전패턴(312: 312-1, 312-2, 312-3)과; 기판내층(310)의 하면에 형성되는 접지패턴(314)을 포함한다. 또한, 복수의 지지대가 관통되며, 복수의 지지대에 의해 지지되기 위한 복수의 관통홀(h11, h12, h13)과, 복수의 급전선로가 지나가기 위한 복수의 연결통로(h21, h22, h23)가 적절한 위치에 형성된다. 13 and 14, a second type of power supply substrate 31 is shown. The second type of power supply substrate 31, like the first type of power supply substrate 33, includes: a substrate inner layer 310; a feeding pattern (312: 312-1, 312-2, 312-3) formed on the upper surface of the inner substrate layer 310; A ground pattern 314 formed on the lower surface of the inner substrate layer 310 is included. In addition, a plurality of supports pass through, a plurality of through holes (h11, h12, h13) for being supported by the plurality of supports, and a plurality of connection passages (h21, h22, h23) for passing a plurality of feed lines are provided. formed in an appropriate location.

급전패턴(312: 312-1, 312-2, 312-3)은 대응되는 방사소자어레이(21)에 형성된 3개의 방사소자에 각각 커플링 방식으로 급전하기 위한 제1 내지 제3 커플링급전패턴(312-2, 312-1, 312-3)을 가진다. 제1 내지 제3 커플링급전패턴(312-2, 312-1, 312-3)은 급전기판(31)의 중앙에 형성되는 하나의 급전점(P)으로부터 급전신호를 각각 분배받는 구조로 패턴이 형성된다. 급전점(P)은 동축케이블로 구성될 수 있는 급전선로를 통해 급전신호를 제공받게 구성된다. The feeding patterns 312: 312-1, 312-2, 312-3 are first to third coupling feeding patterns for feeding power to the three radiating elements formed in the corresponding radiating element array 21 in a coupling manner, respectively. (312-2, 312-1, 312-3). The first to third coupling feeding patterns 312-2, 312-1, 312-3 have a structure in which feeding signals are distributed from one feeding point P formed in the center of the feeding board 31, respectively. this is formed The feeding point (P) is configured to receive a feeding signal through a feeding line that may be composed of a coaxial cable.

이때, 제2 타입의 급전기판(31)에 형성되는 제1 내지 제3 커플링급전패턴(312-1, 312-2, 312-3)은 상기 도 11 및 도 12에 도시된 급전기판(33)에 형성되는 패턴과 다소 차이가 있다. 즉, 제2 타입의 급전기판(31)에 형성되는 제1 내지 제3 커플링급전패턴(312-2, 312-1, 312-3)은 상기 도 11 및 도 12에 도시된 급전기판(33)에 형성되는 패턴에 비해 신호 커플링 부위에서 급전 신호의 진행 방향이 서로 반대되게 형성된다. At this time, the first to third coupling feeding patterns 312-1, 312-2, and 312-3 formed on the second type of feeding board 31 are the feeding board 33 shown in FIGS. 11 and 12. ) is slightly different from the pattern formed in That is, the first to third coupling feeding patterns 312-2, 312-1, 312-3 formed on the second type of feeding board 31 are the feeding board 33 shown in FIGS. 11 and 12. ), the direction in which the feed signal travels in the signal coupling region is opposite to that of the pattern formed in FIG.

도 15는 도 5의 옴니 안테나의 급전기판들에 대한 급전선로의 연결 구조도로서, 4개의 방사소자어레이 각각에 대응되는 제1 내지 제4 급전기판(31, 32, 33, 34)들이 상측에서부터 연속적으로 설치되는 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 도 15를 참조하면, 제1 내지 제4 급전기판(31, 32, 33, 34)은 각각 제1 내지 제4 급전선로(41, 42, 43, 44)에 의해 급전된다. 이때, 제1 및 제2 급전선로(41, 42)는 제1 공통 급전선로(40-1)로부터 제1 분배기(52)를 통해 분배된 신호를 각각 제공받도록 구성된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 급전선로(43, 44)는 제2 공통 급전선로(40-2)로부터 제2분배기(54)를 통해 분배된 신호를 각각 제공받도록 구성된다. Figure 15 is a connection structure diagram of the feed line for the feed boards of the omni antenna of Figure 5, the first to fourth feed boards (31, 32, 33, 34) corresponding to each of the four radiating element arrays are continuous from the top. It schematically shows the state in which it is installed. Referring to FIG. 15 , the first to fourth power supply substrates 31 , 32 , 33 , and 34 are fed by first to fourth power supply lines 41 , 42 , 43 and 44 , respectively. In this case, the first and second feed lines 41 and 42 are configured to receive signals distributed through the first divider 52 from the first common feed line 40-1, respectively. Similarly, the third and fourth feed lines 43 and 44 are configured to receive signals distributed through the second divider 54 from the second common feed line 40-2, respectively.

이러한 구성에서, 각 급전선로(41-44)들 중에서 다른 급전기판 부위를 지나가는 급전선로들(도 15의 예에서는, 41, 43, 40-1)은 각 급전기판(31-34)에 형성된 연결통로(h2: 예를 들어, 도 11 내지 도 14의 h21, h22, h23)를 통과하도록 설계된다. 도 15에서 일점쇄선으로 표시한 원 영역 A에는 예를 들어 제2 급전기판(32)의 연결통로(h2)를 통해 제1 급전선로(41)가 지나가는 구조가 보다 상세히 도시되고 있다. 이때, 동축케이블로 구성될 수 있는 제1 급전선로(41)(의 외부도체)는 제2 급전기판(32)의 하면에 형성된 접지패턴(324)과 솔더링된다. 마찬가지로, 각 급전기판의 연결통로를 통해 지나가는 급전선로들은 해당 급전기판의 하면에 형성된 접지패턴과 솔더링된다. 이에 따라, 각각의 급전선로에 해당하는 동축케이블의 케이블 접지와, 각 급전기판의 접지가 상호 솔더링되어, 접지 특성을 보다 안정화시킬 수 있게 된다. In this configuration, the feed lines (41, 43, 40-1 in the example of FIG. 15) passing through another feed board portion among the feed lines 41-44 are connections formed on each feed board 31-34. It is designed to pass through passage h2: for example, h21, h22, h23 of FIGS. 11 to 14. In FIG. 15 , a structure in which the first feed line 41 passes through the connection passage h2 of the second feed board 32 is illustrated in more detail in the circle area A indicated by the dashed-dotted line in FIG. 15 . At this time, the first feed line 41 (external conductor of), which may be composed of a coaxial cable, is soldered to the ground pattern 324 formed on the lower surface of the second feed board 32 . Similarly, the feed lines passing through the connection passage of each feed board are soldered to the ground pattern formed on the lower surface of the feed board. Accordingly, the cable ground of the coaxial cable corresponding to each feed line and the ground of each feed board are soldered to each other, so that the grounding characteristics can be more stabilized.

한편, 상기한 구성에서, 각 급전기판과 연결되는 급전선로의 길이는 각 방사소자어레이에서 방사되는 빔의 위상을 맞추기 위해 예를 들어, 동일하게 설계된다. 이에 따라, 예를 들어, 제1 분배기(52)와 연결되는 제1 급전선로(41)와 제2 급전선로(42)의 길이가 동일하게 설계될 수 있다. 이러한 경우에 제1급전기판(31)과 제2급전기판(32)은 동일한 타입의 급전기판을 사용하여 위상이 동일하므로 두 기판 간에 위상차는 없다. 만약 상기 제1 타입의 급전기판과 제2타입의 급전기판은 해당 급전패턴의 차이에 따라 서로 간의 급전 신호가 180도의 위상 차이를 가지는 구조를 갖는다면 각 방사소자어레이에 설치되는 급전기판의 타입을 적절히 달리 설계하여, 어느 한쪽의 급전기판과 연결되는 급전선로의 길이를 180도의 위상차이와 대응되게 상당한 길이를 줄일 수 있게 된다. 이때 줄어드는 급전선로의 길이는 파장, 유전율 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 제1급전선로(41)가 100mm인 경우 제2급전선로(42)는 2GHz에서 60mm, 2.6GHz에서 40mm 등으로 길이를 줄이는 것이 가능하다.On the other hand, in the above configuration, the length of the feed line connected to each feed board is designed, for example, to match the phase of the beam radiated from each radiating element array. Accordingly, for example, the length of the first feed line 41 and the second feed line 42 connected to the first distributor 52 may be designed to be the same. In this case, since the first and second feed boards 31 and 32 have the same phase using the same type of feed board, there is no phase difference between the two boards. If the first type of feed board and the second type of feed board have a structure in which feed signals between each other have a phase difference of 180 degrees depending on the difference in the feed pattern, the type of feed board installed in each radiating element array By appropriately designing differently, it is possible to significantly reduce the length of the feed line connected to one of the feed boards to correspond to a phase difference of 180 degrees. In this case, the length of the reduced feed line may vary depending on a wavelength, a dielectric constant, and the like. For example, when the first feed line 41 is 100 mm, the length of the second feed line 42 can be reduced to 60 mm at 2 GHz, 40 mm at 2.6 GHz, and the like.

이러한 급전선로의 구성은 종래 다수의 급전 케이블들이 복잡하게 연결되는 점을 단순화할 수 있다. 따라서 안테나를 설계하는데 구조적 편리성이 향상되고 케이블에 따른 전력 손실도 절감시킬 수 있으며 소형경량화의 목적에도 부합한다.The configuration of such a feed line can simplify the point in which a plurality of conventional feed cables are complicatedly connected. Therefore, structural convenience is improved in designing the antenna, power loss due to cables can be reduced, and it is also suitable for the purpose of miniaturization and weight reduction.

도 16 내지 도 19는 도 5의 옴니 안테나의 방사 특성들을 나타낸 그래프로서, 도 16은 옴니 안테나의 방사 특성을 3차원적으로 나타내고 있으며, 도 17은 수직방향의 방사 특성을 나타내며, 도 18 및 도 19는 수평방향의 방사 특성을 나타낸다. 도 15 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 옴니 안테나는 전방향 방사 특성이 매우 우수하게 형성됨을 알 수 있다. 특히, 도 18 및 도 19에서 도시된 바와 같이, 전방향 방사 패턴에서 수평방향의 리플(ripple) 특성이 설계 주파수 대역(예를 들어, 2.5GHz, 2.6GHz, 2.7GHz)에서 약 0.2dB로서, 매우 우수한 방사 패턴을 보이고 있음을 알 수 있다. 16 to 19 are graphs showing the radiation characteristics of the omni antenna of FIG. 5, and FIG. 16 shows the radiation characteristics of the omni antenna in three dimensions, and FIG. 17 shows the radiation characteristics in the vertical direction, FIGS. 18 and FIG. 19 shows the radiation characteristic in the horizontal direction. As shown in Figures 15 to 19, it can be seen that the omni antenna according to the embodiment of the present invention is formed very excellently in omnidirectional radiation characteristics. In particular, as shown in FIGS. 18 and 19, the ripple characteristic in the horizontal direction in the omnidirectional radiation pattern is about 0.2 dB in the design frequency band (e.g., 2.5 GHz, 2.6 GHz, 2.7 GHz), It can be seen that a very good radiation pattern is exhibited.

상기와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 이동통신 서비스용 옴니 안테나의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. As described above, the configuration and operation of the omni-antenna for mobile communication service according to the embodiments of the present invention can be made, and on the other hand, in the above description of the present invention, although specific embodiments have been described, various modifications may increase the scope of the present invention. It can be carried out without departing.

예를 들어, 상기의 실시예들에 대한 설명에서는 옴니 안테나 또는 방사소자어레이들이 세개의 방사소자들로 형성하는 것을 개시하고 있는데, 이는 방사소자어레이 및 옴니 안테나의 사이즈를 최소화 하고자 하기 위한 구성이다. 만약, 방사소자어레이 및 옴니 안테나의 설계시에 사이즈 제약이 크지 않다면, 방사소자들을 네 개 이상 조합하여 하나의 방사소자어레이 또는 옴니 안테나를 형성하는 것도 가능하다. 또한, 경우에 따라서는 방사소자를 두 개만 조합하는 것도 가능할 수 있다. 안테나 사용 환경에 따라 방사소자 수를 변환하여 설계할 수 있는데, 예를 들어 고주파 대역에서 방사 파이에 비례하여 커지는 리플의 영향을 줄이기 위해 방사소자를 줄이고 저주파 대역에서는 방사소자의 수를 증가시킬 수 있다.For example, in the description of the above embodiments, it is disclosed that the omni antenna or the radiating element array is formed of three radiating elements, which is a configuration for minimizing the size of the radiating element array and the omni antenna. If, when designing the radiating element array and the omni antenna, the size restrictions are not large, it is also possible to form one radiating element array or omni antenna by combining four or more radiating elements. In addition, in some cases, it may be possible to combine only two radiating elements. It can be designed by changing the number of radiating elements according to the antenna usage environment. For example, in order to reduce the effect of the ripple that increases in proportion to the radiation pi in the high frequency band, the number of radiating elements can be reduced and the number of radiating elements can be increased in the low frequency band. .

또한, 상기의 설명에서는, 복수의 방사소자가 형성되는 연성인쇄회로기판이 원통형인 것으로 설명하였으나, 이외에도, 다면체 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 20에 도시된 방사소자어레이(25)는 3개의 방사소자(25-1, 25-2, 25-3)가 연성인쇄회로기판(251)에 형성되는 것이 도시되고 있는데, 이때, 연성인쇄회로기판(251)은 예를 들어 삼각 기둥 형태로 접혀서, 각 측면에 각각의 방사소자(25-1, 25-2, 25-3)가 하나씩 배치되는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 상기의 설명에서는 하나의 옴니안테나 또는 하나의 방사소자어레이를 형성하는 방사소자들이 모두 +45도 편파를 발생하는 제1 타입으로 구성하거나, 또는 -45도 편파를 발생하는 제2 타입으로 구성하는 것으로 설명하였으나, 이외에도 제1 타입 및 제2 타입의 방사소자들이 섞인 구조도 가능할 수 있다. 예를 들어, 하나의 방사소자어레이는 +45도 편파를 발생하는 제1 타입의 방사소자와 -45도 편파를 발생하는 제2 타입의 방사소자들이 서로 교대로 배치되는 형태로 구성할 수도 있다. Also, in the above description, the flexible printed circuit board on which the plurality of radiating elements are formed has been described as having a cylindrical shape, but in addition, it may have a polyhedral shape. For example, the radiating element array 25 shown in FIG. 20 is shown that three radiating elements 25-1, 25-2, 25-3 are formed on the flexible printed circuit board 251, at this time , The flexible printed circuit board 251 may be, for example, folded in the shape of a triangular pole, so that each radiating element 25-1, 25-2, 25-3 is disposed on each side one by one. In addition, in the above description, all of the radiating elements forming one omni antenna or one radiating element array are configured as a first type generating +45 degree polarization, or configured as a second type generating -45 degree polarization Although described as doing, a structure in which radiating elements of the first type and the second type are mixed may also be possible. For example, one radiating element array may be configured in a form in which a first type of radiating element generating a +45 degree polarization and a second type of radiating element generating a -45 degree polarized wave are alternately arranged with each other.

또한, 상기의 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 방사소자어레이가 4개가 조합되는 구조를 개시하였으나, 이외에도, 방사소자어레이가 2개 또는 6개 이상 조합되는 구조도 가능할 수 있다. 또한, 상기 제2 실시예에 따른 옴니 안테나는 동일 편파를 가지는 방사소자어레이들끼리 서로 묶어서 인접하게 배치하는 구조를 가지는 것으로 설명하였으나, 이외에도, +45도 편파를 발생하는 방사소자어레이와 -45도 편파를 발생하는 방사소자어레이가 수직방향으로 서로 교대로 배치되는 형태로 구성할 수도 있다. In addition, although the omni antenna according to the second embodiment disclosed a structure in which four radiating element arrays are combined, in addition, a structure in which two or six or more radiating element arrays are combined may be possible. In addition, the omni antenna according to the second embodiment has been described as having a structure in which radiating element arrays having the same polarization are bundled with each other and disposed adjacent to each other, but in addition, the radiating element array generating +45 degrees polarization and -45 degrees Radiating element arrays for generating polarized waves may be configured in a form in which they are alternately arranged with each other in the vertical direction.

또한, 상기의 설명에서는 각 방사소자의 4개의 방사암들이 제조 공정을 단순화하고 제작 시간을 단축할 수 있도록 하기 위하여, 서로 대칭형 구조로 동일한 형상으로 설계되는 것으로 설명하였으나, 이외에도 4개의 방사암들이 서로 다른 형상으로 구현될 수도 있다. 예를 들면, 도 21에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사소자의 방사패턴(110')의 구조는, 마찬가지로, 두 개의 방사암(110d', 110b')을 가지는 수평 편파용 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암(110a', 110c')을 가지는 수직 편파용 다이폴 방사부의 결합 구조를 가진다. 이때, 수평 편파용 다이폴 방사부의 방사암들(110d', 110b')과, 수직 편파용 다이폴 방사부의 방사암들(110a', 110c')은 상호 동일한 형상이 아닌 것으로 도시되고 있다. 이때, 수평 편파용 다이폴 방사부의 두 개의 방사암(110d', 110b')은 서로 동일한 형상을 가지며, 마찬가지로, 수직 편파용 다이폴 방사부의 두 개의 방사암(110a', 110c')도 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.이와 같이, 본 발명의 다양한 변형 또는 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.In addition, in the above description, in order to simplify the manufacturing process and shorten the manufacturing time, it has been described that the four radiation arms of each radiating element are designed in the same shape with a symmetrical structure. It may be implemented in other shapes. For example, the structure of the radiation pattern 110' of the radiation element according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 21 is, likewise, a dipole room for horizontal polarization having two radiation arms 110d' and 110b'. It has a combined structure of a vertical polarization dipole radiating part having a sabu and two radiating arms 110a' and 110c'. In this case, the radiation arms 110d ′ and 110b ′ of the dipole radiation unit for horizontal polarization and the radiation arms 110a ′ and 110c ′ of the dipole radiation unit for vertical polarization are illustrated as not having the same shape. At this time, the two radiation arms 110d' and 110b' of the dipole radiation unit for horizontal polarization have the same shape, and similarly, the two radiation arms 110a' and 110c' of the dipole radiation unit for vertical polarization have the same shape. As such, various modifications or changes of the present invention may be made, and therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents of the claims.

Claims (17)

이동통신 서비스용 옴니 안테나에 있어서,
수평면상 한 기준점에서 수평 방향으로 미리 지정된 각도에 따라 상호 일정한 간격으로 배치되어, 각각 빔을 방사하는 복수의 방사소자와;
상기 복수의 방사소자의 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 급전부
를 구비한 방사소자어레이를 포함하며;
상기 복수의 방사소자 각각은,
두 개의 방사암(radiating arm)을 갖는 수평 편파용 다이폴 방사부와, 두 개의 방사암을 갖는 수직 편파용 다이폴 방사부를 포함하되,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부 및 상기 수직 편파용 다이폴 방사부는 연성인쇄회로기판(F-PCB: Flexible - Printed Circuit Board) 상에 패턴(pattern)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
In the omni antenna for mobile communication service,
a plurality of radiating elements arranged at regular intervals from one reference point on a horizontal plane according to a predetermined angle in the horizontal direction, each radiating a beam;
A power feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating elements
It includes a radiating element array having;
Each of the plurality of radiating elements,
Comprising a dipole radiator for horizontal polarization having two radiating arms, and a dipole radiator for vertical polarization having two radiation arms,
The dipole radiating unit for horizontal polarization and the dipole radiating unit for vertical polarization is an omni antenna, characterized in that it is formed as a pattern on a flexible printed circuit board (F-PCB).
제1항에 있어서,
상기 방사소자어레이는 수직방향으로 복수 개가 연속 배치된 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
According to claim 1,
The radiating element array is an omni-antenna, characterized in that a plurality of consecutively arranged in the vertical direction.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 방사소자들은 상기 연성인쇄회로기판에 미리 지정된 간격에 따라 연속 배치되며,
상기 연성인쇄회로기판은 다면체 형태 또는 원통형인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
According to claim 1,
The plurality of radiating elements are sequentially arranged according to a predetermined interval on the flexible printed circuit board,
The flexible printed circuit board is an omni antenna, characterized in that it has a polyhedral shape or a cylindrical shape.
제1항에 있어서,
상기 복수의 방사소자의 방사패턴은,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암이 페어(pair)를 이루어 일체로 마련되고, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암이 페어를 이루어 일체로 마련되는 제1 타입 또는,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암이 페어를 이루어 일체로 마련되고, 상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 타측 방사암과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 일측 방사암이 페어를 이루어 일체로 마련되는 제2 타입으로 구성되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
According to claim 1,
The radiation pattern of the plurality of radiating elements,
One radiation arm of the dipole radiation part for horizontal polarization and one radiation arm of the dipole radiation part for vertical polarization are integrally provided as a pair, and the other radiation arm of the dipole radiation part for horizontal polarization and the dipole radiation for vertical polarization A first type in which the other side radiation arm of the negative side is integrally provided as a pair, or
One radiation arm of the dipole radiation part for horizontal polarization and the other radiation arm of the dipole radiation part for vertical polarization are integrally provided as a pair, and the other radiation arm of the dipole radiation part for horizontal polarization and one side radiation of the dipole radiation part for vertical polarization Omni antenna, characterized in that the arm is composed of a second type integrally provided in a pair.
제5항에 있어서,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 방사암들과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 방사암들에 동시에 급전되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
6. The method of claim 5,
Omni antenna, characterized in that the radiation arms of the dipole radiating unit for horizontal polarization and the radiation arms of the dipole radiating unit for vertical polarization are fed at the same time.
제5항에 있어서,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 방사암들과 상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 방사암들은 적어도 두 개 이상이 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
6. The method of claim 5,
Omni antenna, characterized in that at least two of the radiation arms of the dipole radiation unit for horizontal polarization and the radiation arms of the dipole radiation unit for vertical polarization have the same shape.
제7항에 있어서,
상기 일체형 페어로 마련된 수평 편파용 방사부의 방사암과 수직 편파용 방사부의 방사암은 상호 대칭 형상인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
8. The method of claim 7,
The omni-antenna, characterized in that the radiation arm of the radiation unit for the horizontal polarization and the radiation arm of the radiation unit for the vertical polarization provided in the integrated pair are symmetrical to each other.
제7항에 있어서,
상기 수평 편파용 다이폴 방사부의 방사암들은 상호 동일한 형상이며,
상기 수직 편파용 다이폴 방사부의 방사암들은 상호 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
8. The method of claim 7,
The radiation arms of the dipole radiation unit for horizontal polarization have the same shape as each other,
The omni-antenna, characterized in that the radiation arms of the dipole radiating unit for vertical polarization have the same shape.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 방사소자의 개수는, 3개인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
3. The method of claim 1 or 2,
The number of the plurality of radiating elements, Omni antenna, characterized in that three.
제2항에 있어서,
상기 복수의 방사소자어레이는, 제1편파 및 제2편파를 발생하는 적어도2개 이상이 수직방향으로 연속 배치되며, 편파 방향이 다른 방사소자어레이들이 수직방향으로 극성이 상호 대칭을 이루며 동일한 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
3. The method of claim 2,
The plurality of radiating element arrays, at least two or more generating a first polarized wave and a second polarized wave are consecutively arranged in the vertical direction, and the radiating element arrays having different polarization directions are symmetrical with each other in polarity in the vertical direction and have the same number Omni antenna, characterized in that disposed.
제11항에 있어서,
상기 편파 방향이 다른 방사소자어레이들 사이의 거리는 방사소자어레이 수에 반비례하는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
12. The method of claim 11,
The distance between the radiating element arrays having different polarization directions is inversely proportional to the number of radiating element arrays.
제2항에 있어서,
상기 복수의 방사소자어레이는, 제1편파를 발생하는 방사소자어레이들과 제2편파를 발생하는 방사소자어레이들로 구성되며,
상기 복수의 방사소자어레이 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 상기 급전부는, 상기 복수의 방사소자어레이마다 급전 신호를 제공하는 급전패턴을 구비한 복수의 급전기판을 포함하며;
상기 복수의 급전기판은
상기 급전패턴의 차이에 의해 급전 신호가 상호 위상차를 갖는 제1타입과 제2타입으로 구분하여 구성되며;
상기 제1타입과 제2타입의 급전기판들은 동일 편파를 발생하는 방사소자어레이들에 교호적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
3. The method of claim 2,
The plurality of radiating element arrays are composed of radiating element arrays generating a first polarized wave and radiating element arrays generating a second polarized wave,
The feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating element arrays includes a plurality of feeding boards having a feeding pattern for providing a feeding signal for each of the plurality of radiating element arrays;
The plurality of feeding substrates
a first type and a second type in which a feed signal has a mutual phase difference according to a difference in the feed pattern is configured;
Omni antenna, characterized in that the first type and the second type of feeding boards are alternately provided to the radiating element arrays that generate the same polarization.
제2항에 있어서,
상기 복수의 방사소자어레이는, 제1편파를 발생하는 방사소자어레이들과 제2편파를 발생하는 방사소자어레이들로 구성되며,
동일 편파를 발생하는 방사소자어레이들은 수평면 상에서 상호간 미리 지정된 각도의 차이를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
3. The method of claim 2,
The plurality of radiating element arrays are composed of radiating element arrays generating a first polarized wave and radiating element arrays generating a second polarized wave,
Radiating element arrays that generate the same polarization are omni-antenna, characterized in that they are arranged with a predetermined angle difference between each other on a horizontal plane.
제14항에 있어서,
상기 미리 지정된 각도는 60도인 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
15. The method of claim 14,
The predetermined angle is an omni antenna, characterized in that 60 degrees.
제2항에 있어서,
상기 복수의 방사소자어레이 각각으로 급전 신호를 분배하여 제공하는 상기 급전부는, 상기 복수의 방사소자어레이마다 급전 신호를 제공하는 복수의 급전기판을 포함하며;
상기 복수의 급전기판 각각은,
기판내층과;
상기 기판내층의 상면에 형성되며, 대응되는 방사소자어레이에 형성된 복수의 방사소자에 각각 커플링 방식으로 급전하기 위한 복수의 커플링 급전패턴을 가지는 급전패턴과;
상기 기판내층의 하면에 형성되는 접지패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 옴니 안테나.
3. The method of claim 2,
The feeding unit for distributing and providing a feeding signal to each of the plurality of radiating element arrays includes a plurality of feeding boards for providing a power supply signal for each of the plurality of radiating element arrays;
Each of the plurality of power supply substrates,
a substrate inner layer;
a feeding pattern formed on the upper surface of the inner layer of the substrate and having a plurality of coupling feeding patterns for respectively feeding power to a plurality of radiating elements formed in a corresponding radiating element array in a coupling manner;
Omni antenna comprising a ground pattern formed on the lower surface of the inner layer of the substrate.
제16항에 있어서,
상기 복수의 급전기판 각각은,
복수의 급전선로를 통해 급전되며;
다른 급전기판(들)으로 급전하는 급전선로(들) 중 적어도 하나가 지나가기 위한 적어도 하나의 연결통로가 관통 홀의 형태로 형성되며;
상기 연결통로를 통해 지나가는 급전선로는 상기 접지패턴과 솔더링됨을 특징으로 하는 옴니 안테나.
17. The method of claim 16,
Each of the plurality of power supply substrates,
being fed through a plurality of feeding lines;
at least one connection passage for passing at least one of the feed line(s) feeding the other feeder board(s) is formed in the form of a through hole;
Omni antenna, characterized in that the feed line passing through the connection passage is soldered to the ground pattern.
KR1020200136016A 2014-08-22 2020-10-20 Omni-directional antenna for mobile communication service KR102293354B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136016A KR102293354B1 (en) 2014-08-22 2020-10-20 Omni-directional antenna for mobile communication service

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140109486A KR102172187B1 (en) 2014-08-22 2014-08-22 Omni-directional antenna for mobile communication service
KR1020200136016A KR102293354B1 (en) 2014-08-22 2020-10-20 Omni-directional antenna for mobile communication service

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140109486A Division KR102172187B1 (en) 2014-08-22 2014-08-22 Omni-directional antenna for mobile communication service

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200125545A KR20200125545A (en) 2020-11-04
KR102293354B1 true KR102293354B1 (en) 2021-08-24

Family

ID=73571076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200136016A KR102293354B1 (en) 2014-08-22 2020-10-20 Omni-directional antenna for mobile communication service

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102293354B1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4062019A (en) * 1976-04-02 1977-12-06 Rca Corporation Low cost linear/circularly polarized antenna
JP2009159225A (en) * 2007-12-26 2009-07-16 Samsung Electronics Co Ltd Antenna device
KR20130035052A (en) * 2011-09-29 2013-04-08 주식회사 감마누 A variable electrical tilt omni-antenna using a parallel feeding method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200125545A (en) 2020-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102172187B1 (en) Omni-directional antenna for mobile communication service
EP3491697B1 (en) Multi-band access point antenna array
US8878737B2 (en) Single feed planar dual-polarization multi-loop element antenna
US11936116B2 (en) Dual polarized omni-directional antenna and base station including same
KR101541374B1 (en) Dual Polarization Dipole Antenna for Multi-Band and System including the same
US11239544B2 (en) Base station antenna and multiband base station antenna
US20220216619A1 (en) Base station antenna including fabrey-perot cavities
KR20150087171A (en) Dual Polarization Dipole Antenna System
KR102293354B1 (en) Omni-directional antenna for mobile communication service
JP2004104682A (en) Antenna device
US9397394B2 (en) Antenna arrays with modified Yagi antenna units
CN104009298A (en) Dual-directivity MIMO antenna unit and array thereof
JP3701578B2 (en) Horizontal and vertical polarization antenna device
JP2003078339A (en) Antenna shared by horizontal and vertical polarizations
KR101686903B1 (en) Dual Polarization Dipole Antenna System
KR102178616B1 (en) Antenna and its manufacturing method
KR102016014B1 (en) Antenna for Radiation of Omni Directional
KR101309505B1 (en) Mimo antenna
KR20190117965A (en) Uniform circular array antenna for milimeter wave
JP2005341376A (en) Opposite phase power supply antenna device
JP2012039305A (en) Antenna device
KR20150008690A (en) Dual Polarization Dipole Antenna and System including the same

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant