KR102346780B1

KR102346780B1 - 양방향 틸팅이 가능한 안테나를 포함하는 기지국

Info

Publication number: KR102346780B1
Application number: KR1020170076917A
Authority: KR
Inventors: 장민수; 김영진; 윤병태; 이대업; 정종욱
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2022-01-04
Also published as: EP3416239B1; US20180366809A1; EP3416239A1; US10923794B2; KR20180137343A

Abstract

본 발명은 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 통신주와 결합되는 통신주 결합부를 포함하는 함체 및 통신용 안테나의 일측면을 감싸 상기 합체와 결합되는 안테나 조립체를 포함하며, 상기 함체는 상기 안테나 조립체와 결합되는 안테나 조립체 결합부가 적어도 하나 배치되고, 상기 안테나 조립체는 상기 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 기설정된 각도만큼 회전하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.

Description

양방향 틸팅이 가능한 안테나를 포함하는 기지국{BASE STATION INCLUDING ANTENNA HAVING TWO-WAY TILTING STURCTURE}

본 발명은 일체형 안테나 조립체를 포함하는 기지국에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상기 안테나의 양방향 틸팅을 통해 커버리지를 확장시킬 수 있는 기지국에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

이와 같이 5G 또는 종래의 LTE 통신에서 활용되는 기지국 안테나는 기지국에 일체형으로 조립하여 운용하거나 별도로 기지국 부근에 설치하여 운용한다. 이 경우, 안테나에서 방사되는 전파의 손실을 줄이고 신호의 전달이 정확하게 이루어지게 하기 위해서는 안테나의 방향을 제어할 필요가 있다.

즉, 안테나의 방향을 상하 또는 좌우 방향으로 조절을 해야하며, 이와 같은 방향 조절을 위해 안테나 또는 안테나 일체형 기지국에 별도 브라켓을 조립하여 상하/좌우 방향으로 안테나의 조절이 가능하도록 한다.

앞서 개시한 바와 같이 종래기술에 따를 경우, 안테나의 방향조절을 위해서는 별도의 브라켓을 설치해야 한다. 그러나 안테나 방향조절이 가능한 브라켓은 필요한 부품수가 많고 조립 구조가 복잡하여 설치하기 어려울 뿐만 아니라 설치에 시간이 오래 걸린다.

뿐만 아니라, 브라켓을 포함하는 기지국 장비의 무게는 무겁기 때문에, 혼자서 안전하게 기지국을 설치하는 것이 어렵다. 즉, 기지국을 설치하는 작업자가 작업 중 부상을 당할 위험이 높을 수 있으며, 기지국이 낙하에 의해 파손될 수도 있다.

또한 별도의 브라켓을 이용하여 기지국을 설치할 경우, 설치되는 통신주나 벽면으로부터 돌출되므로 미관상 좋지 않다는 단점도 있다.

본 발명은 통신주와 결합되는 통신주 결합부를 포함하는 함체 및 통신용 안테나의 일측면을 감싸 상기 합체와 결합되는 안테나 조립체를 포함하며, 상기 함체는 상기 안테나 조립체와 결합되는 안테나 조립체 결합부가 적어도 하나 배치되고, 상기 안테나 조립체는 상기 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 기설정된 각도만큼 회전하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.

상기 안테나 조립체 결합부는 제1 안테나 조립체 결합부와 제2 안테나 조립체 결합부를 포함하며, 상기 제1 안테나 조립체 결합부는 상기 제2 안테나 조립체 결합부보다 상기 통신주의 길이방향에서 더 상단면에 배치될 수 있다.

상기 기지국은 상기 제1 안테나 조립체 결합부와 상기 제2 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 안테나 조립체와 상기 함체가 형성하는 각도를 유지하는 적어도 하나의 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 지지부는 상기 안테나 조립체를 향해 돌출된 결합돌기를 포함하며, 상기 안테나 조립체에는 상기 결합돌기의 위치에 대응하여 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 기지국은 상기 결합돌기에 결합되는 와셔(washer) 및 상기 결합돌기를 덮을 수 있도록 형성된 덮개를 더 포함할 수 있다.

상기 결합홀의 내주면에는 굴곡이 형성될 수 있다.

상기 지지부는 상기 결합돌기와 상기 함체를 결합시키는 탄성부를 더 포함할 수 있다.

상기 결합홀의 폭은 상기 함체와 결합되는 통신주의 방향으로 갈수록 넓어질 수 있다.

상기 안테나 조립체 결합부는 제1 안테나 조립체 결합부, 제2 안테나 조립체 결합부, 제3 안테나 조립체 결합부 및 제4 안테나 조립체 결합부를 포함하며, 상기 제1 안테나 조립체 결합부와 상기 제2 안테나 조립체 결합부는 상기 제3 안테나 조립체와 상기 제4 안테나 조립체 결합부보다 상기 함체의 길이방향에서 더 상단면에 배치될 수 있다.

상기 제1 안테나 조립체 결합부는 상기 제2 안테나 조립체 결합부와 상기 함체의 길이방향으로 대응되는 높이에 배치되며, 상기 제3 안테나 조립체 결합부는 상기 제4 안테나 조립체 결합부와 상기 함체의 길이방향으로 대응되는 높이에 배치될 수 있다.

상기 기지국은 상기 제1 안테나 조립체 결합부와 상기 제3 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 안테나 조립체와 상기 함체가 형성하는 각도를 유지하는 제1 지지부 및 상기 제2 안테나 조립체 결합부와 상기 제4 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 안테나 조립체와 상기 함체가 형성하는 각도를 유지하는 제2 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 지지부와 제2 지지부는 각각 상기 안테나 조립체를 향해 돌출된 제1 결합돌기와 제2 결합돌기를 포함하며 상기 안테나 조립체에는 상기 제1 결합돌기와 상기 제2 결합돌기의 위치에 대응하여 제1 결합홀과 제2 결합홀이 형성될 수 있다.

상기 기지국은 상기 제1 결합돌기에 결합되는 제1 와셔(washer), 상기 제2 결합돌기에 결합되는 제2 와셔, 상기 제1 결합돌기를 덮을 수 있도록 형성된 제1 덮개 및 상기 제2 결합돌기를 덮을 수 있도록 형성된 제2 덮개를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 결합홀과 상기 제2 결합홀의 내주면에는 굴곡이 형성될 수 있다.

상기 제1 지지부는 상기 제1 결합돌기와 상기 함체를 결합시키는 제1 탄성부를 더 포함하고, 상기 제2 지지부는 상기 제2 결합돌기와 상기 함체를 결합시키는 제2 탄성부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 결합홀과 상기 제2 결합홀의 폭은 상기 함체와 결합되는 통신주의 방향으로 갈수록 넓어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따를 경우 별도의 브라켓을 이용하지 않고 안테나 조립체만을 회전시켜 안테나의 방향 조절이 가능하므로 기지국을 생산하는데 사용되는 부품수를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 기지국의 설치시간을 단축시키고 재료비를 절감할 수 있다.

뿐만 아니라, 직관적으로 간단하게 조립한 후, 최소한의 체결류를 이용한 안테나 방향 고정이 가능하므로 1인만으로도 기지국 설치 작업이 가능하여, 기지국 설치 작업의 안정성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예를 통해 기지국의 하단 방향 뿐만 아니라 상단 방향도 안테나 방사가 가능해지므로 기지국의 커버리지를 향상시킬 수 있다.

도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 안테나 조립체를 나타낸 도면이다.
도 3a, 3b, 3c는 본 발명에 따라 기지국의 하단면으로 안테나 조립체가 틸팅한 경우를 나타낸 도면이다.
도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따라 기지국의 상단면으로 안테나 조립체가 틸팅한 경우를 나타낸 도면이다.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 기지국의 지지부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국이 통신주에 결합된 모습을 나타낸 도면이다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들'~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시 예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

도 1a, 1b, 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 기지국은 통신주와 결합되는 통신주 결합부(116, 117, 118, 116', 117', 118')를 포함하는 함체(110)와 통신용 안테나의 일측면을 감싸 함체와 결합되는 안테나 조립체(120)를 포함할 수 있다.

여기서 함체(110)는 통신용 안테나를 통해 송수신되는 신호를 처리하기 위한 제어부를 포함할 수 있으며, 그 밖에 기지국의 동작을 위한 다양한 통신 장치들이 상기 함체(110)에 포함될 수 있다.

상기 함체(110)에는 안테나 조립체와 결합되는 안테나 조립체 결합부가 적어도 하나 배치될 수 있다. 도 1에서는 일례로써 안테나 조립체 결합부가 4개 배치된 경우를 도시하고 있다.

보다 구체적으로 제1 안테나 조립체 결합부(111)와 제2 안테나 조립체 결합부(미도시하였으나, 제1 안테나 조립체 결합부와 함체의 길이방향으로 대응되는 높이에 배치된다.)는 제 3안테나 조립체 결합부(112)와 제4 안테나 조립체 결합부(마찬가지로 미도시하였으나, 제3 안테나 조립체 결합부와 함체의 길이방향으로 대응되는 높이에 배치된다.)보다 상기 함체의 길이방향에서 더 상단면에 배치될 수 있다.

상기 안테나 조립체(120)는 상기 복수개의 안테나 조립체 결합부(111, 112)를 중심축으로 기설정된 각도만큼 회전할 수 있다. 즉 복수개의 안테나 조립체 결합부는 상기 안테나 조립체(120)가 삼기 함체(110)로부터 일정 각도 회동할 수 있도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 안테나 조립체(120)는 도 1a, 도 1b, 도 1c에 개시된 바와 같이 상기 함체(110)의 커버(cover)로 동작할 수 있다. 즉, 안테나 조립체(120)는 안테나(125)가 결합되어 있는 구조물인 동시에 함체(110)를 외부의 충격으로부터 보호하는 함체 커버가 될 수 있다.

본 발명의 도면에서는 힌지 나사(hinge screw)를 이용하여 안테나 조립체 결합부를 구성하는 방법만을 개시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다. 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 안테나 조립체를 회전시킬 수 있는 구성이라면 본 발명의 권리범위가 미칠 것이다.

또한, 본 발명에서 개시하고 있는 도면에서는 4개의 안테나 조립체 결합부가 기지국에 배치되는 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다. 보다 구체적으로 안테나 조립체 결합부의 개수는 기지국의 설계 방식에 따라 변경이 가능하므로, 본 발명의 권리범위가 안테나 조립체 결합부의 개수에 기반하여 결정되어서는 안 될 것이다.

한편, 본 발명에 따른 기지국은 도 1a, 1b, 1c에서 개시하고 있는 바와 같이 적어도 하나의 지지부를 포함할 수 있다. 본 발명의 도 1a, 1b, 1c에서는 일례로써 제1 지지부(114)와 제2 지지부(미도시하였으나, 제1 지지부와 함체의 길이방향으로 대응되는 높이에 배치된다.)가 기지국에 배치되는 경우를 도시하고 있다.

제1 지지부(114)는 제1 안테나 조립체 결합부(111)와 제3 안테나 조립체 결합부(112) 사이에 배치되어 상기 안테나 조립체와 상기 함체가 형성하는 각도를 유지할 수 있으며 제2 지지부도 동일하게 제2 안테나 조립체 결합부와 제4 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 안테나 조립체와 상기 함체가 형성하는 각도를 유지할 수 있다. 상기 제1 지지부와 제2 지지부의 세부적인 구성 및 동작 원리는 도 3 내지 도 5에 대한 설명을 통해 후술하도록 한다.

본 발명에서 개시하고 있는 도면에서는 2개의 지지부가 기지국에 배치되는 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이다. 보다 구체적으로 지지부의 개수는 기지국의 설계 방식에 따라 변경이 가능하므로, 본 발명의 권리범위가 지지부의 개수에 기반하여 결정되어서는 안 될 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 안테나 조립체를 나타낸 도면이다.

앞서 개시한 바와 같이 본 발명에 따른 안테나 조립체(120)는 통신용 안테나(125)의 일측면을 감싼다. 따라서 상기 안테나 조립체(120)를 통해 통신용 안테나가 외부로 노출되지 않기 됨으로써, 통신용 안테나(125)는 외부의 충격으로부터 보호 받을 수 있다.

안테나 조립체(120)는 함체에 형성되는 결합돌기의 위치에 대응하는 위치에 지지부 결합홀이 형성될 수 있다. 앞서 개시한 예를 인용해보면, 제1 지지부 결합돌기의 위치에 대응하는 위치에 제1 지지부 결합홀(124)이 형성될 수 있으며, 제2 지지부 결합돌기의 위치에 대응하는 위치에 제2 지지부 결합홀(124')이 형성될 수 있다.

상기 제1 지지부 결합홀(124) 및 제2 지지부 결합홀(124')은 다양한 형상을 가질 수 있는데, 이에 대한 구체적은 설명은 도 5에 대한 설명을 통해 후술하도록 한다.

도 2a에서 개시하고 있는 바와 같이, 안테나 조립체(120)에는 함체에 형성되는 제1 안테나 조립체 결합부, 제2 안테나 조립체 결합부, 제3 안테나 조립체 결합부 및 제4 안테나 조립체 결합부와 결합을 하기 위한 함체 결합홀에 형성될 수 있다.

구체적으로 제1 안테나 조립체 결합부의 위치에 대응하는 위치에 제1 함체 결합홀(121)이, 제2 안테나 조립체 결합부의 위치에 대응하는 위치에 제2 함체 결합홀(121')이, 제3 안테나 조립체 결합부의 위치에 대응하는 위치에 제3 함체 결합홀(122)이, 제4 안테나 조립체 결합부의 위치에 대응하는 위치에 제4함체 결합홀(122')이 형성될 수 있다.

상기 복수개의 함체 결합홀과 복수개의 안테나 조립체 결합부를 통해 함체(110)와 안테나 조립체(120)가 결합될 수 있으며, 상기 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 상기 안테나 조립체(120)는 회동할 수 있다.

앞서 안테나 조립체 결합부가 힌지 나사로 구성될 수 있다고 개시하였는바, 도 2a에서는 상기 힌지 나사에 대응되도록 안테나 조립체(120)에 복수개의 함체 결합홀(121, 121', 122, 122')이 형성된 경우를 도시하고 있다.

따라서 본 발명의 권리범위가 본 발명의 도면에서 개시하고 있는 안테나 조립체 형상에 국한되어서는 안 될 것이며, 본 발명에서 개시하고 있는 동작원리와 유사한 동작원리로 동작하는 안테나 조립체에도 본원 발명의 권리범위가 미칠 수 있다.

한편, 도 2a, 2b에서는 안테나(125)의 일면이 안테나 조립체(120)에 결합된 경우만을 도시하고 있으나, 상기 안테나(125)가 전기적 틸팅(electrical tilting)이 가능하도록 상기 안테나 조립체(120)에 결합될 수 있다.

전기적 틸팅은 안테나(125)가 자체적으로 방사하는 전파의 방사방향을 변경시키는 기술을 의미한다. 일반적으로 안테나(125)를 구성하는 안테나 어레이의 전파 방사방향을 기울이거나 안테나(125)에 모터 등의 전자장치를 결합하여 상기 전기적 틸팅을 구현할 수 있다.

이와 같은 구조를 통해 안테나의 전기적 틸팅이 가능하다면, 전기적 틸팅으로 인해 기울어지는 전파의 방사방향에 본 발명에 따른 기계적 틸팅(mechanical tilting, 본 발명에 따른 안테나 조립체의 회전으로 인한 안테나의 틸팅을 의미)을 추가적으로 적용할 수 있으므로, 안테나를 틸팅할 수 있는 범위가 전기절 틸팅만을 이용한 경우보다 넓어질 수 있다.

이하부터는 구체적으로 안테나 조립체의 회전에 따라 기지국에 기계적 틸팅이 형성된 경우를 살펴본다. 본 발명에서 개시하고 있는 기지국 구조에 따를 경우, 기지국은 상단면을 향한 틸팅과 하단면을 향한 틸팅이 가능할 수 있다.

즉 기지국은 양방향으로 틸팅이 가능한바, 도 3a, 3b, 3c를 통해서는 기지국이 하단면을 향해 틸팅한 경우를 살펴보고, 도 4a, 4b, 4c를 통해서는 기지국이 상단면을 향해 틸팅한 경우를 살펴보도록 하겠다.

도 3a, 3b, 3c는 본 발명에 따라 기지국의 하단면으로 안테나 조립체가 틸팅한 경우를 나타낸 도면이다.

이 경우 안테나 조립체(120)는 함체(110)와 제1 안테나 조립체 결합부(111)를 통해 결합된다. 한편, 도시하지는 않았지만 앞서 개시한 바와 같이 제1 안테나 조립체 결합부의 높이와 대응되는 위치에 제2 안테나 조립체 결합부가 배치될 수 있으며, 상기 제2 안테나 조립체 결합부를 통해서도 안테나 조립체(120)와 함체(110)가 결합될 수 있다.

반면에, 제3 안테나 조립체 결합부(112)를 통해서는 안테나 조립체(120)와 함체(110)가 결합되지 않는다. 즉, 제3 안테나 조립체 결합부(112)를 통한 안테나 조립체(120)와 함체(110)의 결합은 해제된다.(마찬가지로 제4 안테나 조립체 결합부를 통한 안테나 조립체와 함체의 결합도 해제된다.)

따라서 안테나 조립체에 형성되는 제3 함체 결합홀(122)은 도 3a, 3b, 3c에서 도시하고 있는 바와 같이 제3 안테나 조립체 결합부(112)와 이격되어 배치된다. (제4 함체 결합홀도 동일하다.)

상기 안테나 조립체(120)는 도 3a, 3b, 3c에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 제1 안테나 조립체 결합부(111)와 상기 제2 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 기설정된 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서 상기 안테나 조립체의 회전을 통해 안테나 조립체(120)에 결합되는 안테나는 기계적 틸팅이 될 수 있다.

일정 각도 회전된 안테나 조립체(120)는 제1 지지부(114) 및 제2 지지부(미도시)를 통해 회전된 각도를 유지할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 지지부를 통해 안테나 조립체(120)와 상기 함체(110)가 형성하는 각도를 유지할 수 있다.

한편 본 발명에서는 상기 지지부를 통해 안테나 조립체(120)와 함체(110)가 형성하는 각도를 유지하는 방법만을 개시하고 있으나, 안테나 조립체 결합부만으로도 조립체(120)와 함체(110)가 형성하는 각도를 유지할 수 있다면, 지지부는 본 발명의 실시를 위한 필수적인 구성이 아닐 수 있다.

예를 들어, 락킹(locking) 장치를 이용하여 제1 안테나 조립체 결합부와 제2 안테나 조립체 결합부가 회동이 가능한 중심축이면서 일정 각도 회동한 경우 고정될 수 있는 구조라면 지지부는 기지국 구조에서 제외될 수 있다.

도 3a, 3b, 3c에서 개시하고 있는 구조를 통해 기지국은 하단면을 향해 일정 각도만큼 안테나 조립체를 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 안테나 조립체에 결합되어 있는 안테나가 하단면을 향해 일정 각도만큼 틸팅될 수 있다.

도 4a, 4b, 4c는 본 발명에 따라 기지국의 상단면으로 안테나 조립체가 틸팅한 경우를 나타낸 도면이다.

이 경우 안테나 조립체(120)는 함체(110)와 제3 안테나 조립체 결합부(112)를 통해 결합된다. 한편, 도시하지는 않았지만 앞서 개시한 바와 같이 제3 안테나 조립체 결합부의 높이와 대응되는 위치에 제4 안테나 조립체 결합부가 배치될 수 있으며, 상기 제4 안테나 조립체 결합부를 통해서도 안테나 조립체(120)와 함체(110)가 결합될 수 있다.

반면에, 제1 안테나 조립체 결합부(111)를 통해서는 안테나 조립체(120)와 함체(110)가 결합되지 않는다. 즉, 제1 안테나 조립체 결합부(111)를 통한 안테나 조립체(120)와 함체(110)의 결합은 해제된다.(마찬가지로 제4 안테나 조립체 결합부를 통한 안테나 조립체와 함체의 결합도 해제된다.)

따라서 안테나 조립체(120)에 형성되는 제1 함체 결합홀(121)은 도 4a, 4b, 4c에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 안테나 조립체 결합부(111)와 이격되어 배치된다.(제2 함체 결합홀도 동일하다.)

상기 안테나 조립체(120)는 도 4a, 4b, 4c에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 제3 안테나 조립체 결합부(112)와 상기 제4 안테나 조립체 결합부를 중심축으로 기설정된 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서 상기 안테나 조립체(120)의 회전을 통해 안테나 조립체(120)에 결합되는 안테나는 기계적 틸팅이 될 수 있다.

도 4a, 4b, 4c에서 개시하고 있는 구조를 통해 기지국은 상단면을 향해 일정 각도만큼 안테나 조립체를 회전시킬 수 있으며, 이를 통해 안테나 조립체에 결합되어 있는 안테나가 상단면을 향해 일정 각도만큼 틸팅될 수 있다.

따라서 본 발명에서 개시하고 있는 기지국 형상에 따를 경우, 함체와 안테나 조립체가 결합되는 결합위치에 따라 기지국은 안테나를 상단면방향 또는 하단면방향으로 틸팅할 수 있다.

구체적으로, 제1 안테나 조립체 결합부 및 제2 안테나 조립체 결합부를 통해 안테나 조립체와 함체가 결합된 기지국이라면 상기 기지국은 하단면방향으로 안테나 틸팅이 가능하며, 제3 안테나 조립체 결합부 및 제4 안테나 조립체 결합부를 통해 안테나 조립체와 함체가 결합된 기지국이라면 상기 기지국은 상단면방향으로 안테나 틸팅이 가능할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 기지국은 양방향 틸팅이 가능하며, 안테나가 틸팅 방향은 안테나 조립체와 함체가 결합되는 결합 위치에 기반하여 결정될 수 있다.

도 5a, 5b는 본 발명에 따른 기지국의 지지부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 지지부는 안테나 조립체를 향해 돌출된 결합돌기(114)와 상기 결합돌기에 결합되는 와셔(washer, 115)를 포함할 수 있으며, 상기 결합돌기(114)는 함체에 결합될 수 있다. 또한 상기 결합돌기(114)의 위치와 대응되는 안테나 조립체의 위치에 도 5a에서 나타내고 있는 바와 같이 지지부 결합홀(124)이 형성될 수 있다.

상기 결합돌기(114)는 도 5b에서 개시하고 있는 바와 같이 나사로 구성될 수 있으며, 나사에 형성된 나사산을 통하여 함체와의 결합이 고정될 수 있다. 다만 이는 일례일 뿐 본원 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이며, 결합돌기와 함체가 일체형으로 형성된 구조도 고려해 볼 수 있다.

상기 결합돌기(114)에는 와셔가 결합되는데 상기 와셔를 통해 결합과정에 발생하는 압력을 분산시킬 수 있으며, 결합돌기가 안테나 결합체의 지지부 결합홀(124)을 통과하지 않도록 막을 수 있다.

상기 지지부 결합홀(124)의 폭은 도 5a에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 함체와 결합되는 통신주의 방향으로 갈수록 넓어질 수 있다. 안테나 조립체가 상단면을 향해 회전하는 경우와 하단면을 향해 회전하는 경우 지지부 결합돌기가 이동하는 방향이 상이하므로, 원활한 안테나 조립체의 회전을 위해서 지지부 결합홀(124)은 폭은 통신주의 방향으로 갈수록 넓어져야 한다.

보다 구체적으로 지지부 결합홀(124)은 도 5a에서 나타내고 있듯이 Y자 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우 지지부 결합돌기(114)가 이동하여 Y자 분기점에서 상단면으로 이동하는 것은 안테나 조립체가 하단면 방향으로 회전하였다는 것을 의미한다. 즉, 안테나가 하단면 방향으로 틸팅된 경우가 될 수 있다.

반면에 지지부 결합돌기(114)가 이동하여 Y자의 분기점에서 하단면으로 이동하는 것은 안테나 조립체가 상단면 방향으로 회전하였다는 것을 의미한다. 즉, 안테나가 상단면 방향으로 틸팅한 경우라고 볼 수 있다.

한편, 도 5a에서는 도시하지 않았지만 상기 지지부 결합홀(124)의 내주면에는 굴곡이 형성될 수 있다. 상기 굴곡을 통해 안테나 조립체가 회전하여 형성되는 안테나 조립체와 함체간의 각도는 다양한 값을 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 지지부 결합돌기(114)는 상기 지지부 결합홀(124)의 일단끝에서 상기 지지부 결합홀(124)의 타단끝까지 이동할 수 있는데, 상기 지지부 결합홀(124)의 내주면에 굴곡이 형성되는 경우 상기 지지부 결합돌기(114)의 이동은 상기 굴곡에 의하여 방해될 수 있다.

즉 굴곡에 의하여, 지지부 결합홀의 폭이 좁아지는 구간에는 상기 지지부 결합돌기(114)의 이동이 정지될 수 있으며, 이에 따라 안테나 조립체와 함체가 형성하는 각도가 유지될 수 있다.

따라서 상기 굴곡에 의하여 지지부 결합홀(124)의 폭이 좁아지는 구간의 개수에 기반하여 안테나 조립체와 함체가 형성하는 각도, 즉 유지 가능한 안테나 틸팅 각도의 종류를 결정할 수 있다.

예를 들어 안테나 조립체와 함체가 형성하는 최대각도가 10°이며, 상기 지지부 결합홀(124)의 내주면에 균일한 형상을 가지는 굴곡이 형성되고, 상기 굴곡에 의하여 지지부 결합홀(124)의 폭이 좁아지는 구간이 5개 형성된다면, 유지 가능한 안테나 틸팅 각도는 0°, 2°, 4°, 6°, 8°, 10°가 될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았지만 상기 지지부 결합홀(124)의 내주면에 형성된 굴곡에 의해 지지부 결합돌기(114)를 고정시키고, 다시 그 고정을 해제하여 지지부 결합돌기(114)를 이동시키기 위해 상기 함체와 상기 지지부 결합돌기(114) 사이에 탄성부를 더 포함시킬 수 있으며, 상기 탄성부를 통해 상기 지지부 결합돌기(114)와 상기 함체를 결합시킬 수 있다.

도 5a에서는 지지부 결합홀(124)이 Y자로 형성된 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 국한되어서는 안 될 것이며, 지지부 결합홀(124)의 내주면에 형성되는 굴곡도 균일한 형상뿐만 아니라, 분균일한 형상으로도 형성될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명의 권리범위가 도 5a 및 도 5b에서 도시하고 있는 실시예에만 국한되어서는 안 될 것이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 기지국이 통신주에 결합된 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 기지국은 함체(110)에 형성된 복수개의 통신주 결합부(116, 116'117, 117',118, 118')와 통신주 결합장치(131, 132, 133)를 통해 통신주(200)와 결합될 수 있다. 여기서 통신주 결합장치(131, 132, 133)는 본 발명에서 개시하고 있는 기지국과는 별물로써, 메탈 밴드(metal band)와 같은 장치로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따를 경우 안테나 조립체(120)에 형성된 지지부 결합홀와 함체(110)에 포함된 지지부 결합돌기를 덮을 수 있는 덮개(140)가 형성될 수 있다. 상기 덮개를 통해 지지부 결합홀로 이물질이 침투되거나 또는 결합돌기가 외부의 충격에 의하여 손상되는 경우를 방지할 수 있다.

도 6에서는 도 1a, 1b, 1c에서 도시한 바와 같이 제1 안테나 조립체 결합부(111)와 제3 안테나 조립체 결합부(112)가 모두 결합되어 있는 상태, 즉, 어느 방향으로도 안테나 틸팅이 이루어지지 않은 상태만을 도시하고 있다.

그러나 본 발명에 따라 통신주에 결합된 기지국은 도 3a, 3b, 3c에서 도시한 바와 같이 제1 안테나 조립체 결합부(111)는 결합되고 제3 안테나 조립체 결합부(112)의 결합은 해제되어 하단면으로 안테나 틸팅이 가능할 수 있을 뿐만 아니라, 도 4a, 4b, 4c에서 도시한 바와 같이 제1 안테나 조립체 결합부(111)의 결합은 해제되고 제3 안테나 조립체 결합부(112)는 결합되어 상단면으로 안테나 틸팅이 가능할 수도 있다.

따라서 본 발명을 통해 통신주에 결합된 기지국은 기지국의 하단면 뿐만 아니라 상단면에도 안테나 틸팅을 통해 전파를 방사하는 것이 가능해지며, 이를 통해 기지국보다 높은 위치에 배치되는 단말과도 전파를 송수신 할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예 1와 실시예 2, 그리고 실시예3의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 LTE 시스템을 기준으로 제시되었지만, 5G 혹은 NR 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이실시 가능할 것이다.

Claims

통신주와 결합되는 기지국에 있어서,
상기 통신주와 결합되는 통신주 결합부를 포함하는 함체;
상기 함체의 상부의 제1 측면에 배치되는 제1 안테나 조립체 결합부, 및 상기 함체의 상부의 제2 측면에 배치되는 제2 안테나 조립체 결합부를 포함하는 상부 안테나 조립체 결합부;
상기 함체의 하부의 제1 측면에 배치되는 제3 안테나 조립체 결합부, 및 상기 함체의 하부의 제2 측면에 배치되는 제4 안테나 조립체 결합부를 포함하는 하부 안테나 조립체 결합부;
상기 제1 안테나 조립체 결합부 및 상기 제3 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 함체와 안테나 조립체가 형성하는 각도를 유지하는 제1 지지부; 및
상기 제2 안테나 조립체 결합부 및 상기 제4 안테나 조립체 결합부 사이에 배치되어 상기 함체와 상기 안테나 조립체가 형성하는 각도를 유지하는 제2 지지부;를 포함하고,
상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 각각 상기 안테나 조립체의 중간 측면에 배치되고,
상기 안테나 조립체는 통신용 안테나의 일측면을 감싸 상기 함체와 결합되며,
상기 안테나 조립체는, 상기 상부 안테나 조립체 결합부를 상기 안테나 조립체와 결합하고 상기 하부 안테나 조립체 결합부를 상기 안테나 조립체와 결합 해제하거나, 또는 상기 하부 안테나 조립체 결합부를 상기 안테나 조립체와 결합하고 상기 상부 안테나 조립체 결합부를 상기 안테나 조립체와 결합 해재함으로써, 기설정된 각도만큼 회전하고,
상기 안테나 조립체는 상기 제1 지지부의 위치에 대응하여 상기 제1 지지부와 결합되는 제1 결합홀, 및 상기 제2 지지부의 위치에 대응하여 상기 제2 지지부와 결합되는 제2 결합홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
기지국.
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제1항에 있어서,
상기 제1 결합홀 및 상기 제2 결합홀의 각각의 폭은 상기 함체와 결합되는 통신주의 방향으로 갈수록 넓어지는 것을 특징으로 하는,
기지국.
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제1항에 있어서,
상기 제1 지지부와 제2 지지부는 각각 상기 안테나 조립체를 향해 돌출된 제1 결합돌기와 제2 결합돌기를 포함하며,
상기 안테나 조립체에는 상기 제1 결합돌기와 상기 제2 결합돌기의 위치에 대응하여 제1 결합홀과 제2 결합홀이 형성된 것을 특징으로 하는,
기지국.
제12항에 있어서,
상기 제1 결합돌기에 결합되는 제1 와셔(washer);
상기 제2 결합돌기에 결합되는 제2 와셔;
상기 제1 결합돌기를 덮을 수 있도록 형성된 제1 덮개; 및
상기 제2 결합돌기를 덮을 수 있도록 형성된 제2 덮개;를 더 포함하는,
기지국.
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