KR102462196B1 - 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치 - Google Patents

이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기지국이나 중계기 수신 안테나의 이득을 최대한 크게 하고 추가로 LNA로 증폭하게 하고 송신 안테나는 이득을 작게 한 후 빔틸트를 많이 하여 원거리 타기지국 서비스지역에 간섭이 없게 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치에 관한 것이다.
개시된 공간 다이버시티 안테나는 이동통신 3G,4G,5G,6G 서비스함에 있어서, 송신안테나는 저이득 안테나로 구성하고, 수신안테나는 고이득 안테나로 구성하되 송신안테나와 수신안테나를 분리형으로 구성하고, 수신 고이득 안테나에는 BPF와 LNA를 부착하고, 단일 반사판의 좌우에 1λ 파장 이상의 간격으로 수신안테나를 설치하여 스페이스 다이버시티로 하고, 송신안테나는 상하로 2중 설치하여 상하 스페이스 다이버시티화하여 전송 효율을 높인 것이다.

Description

이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치{Spatial diversity antenna device for mobile communication in which transmission and reception are separated }
본 발명은 이동통신 기지국이나 중계국 등에 사용되는 송수신 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국이나 중계기 수신 안테나의 이득을 최대한 크게 하고 추가로 LNA로 증폭하게 하며 송신 안테나는 이득을 작게 한 후 빔틸트를 많이 하여 원거리 타기지국 서비스 지역에 간섭이 없게 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치에 관한 것이다.
이동통신기술의 발전에 따라 4G에 이어 최근에는 5G 이동통신기술이 점차 그 영역을 넓혀가고 있으며, 차세대 6G 이동통신을 위한 연구개발의 경쟁이 심화되고 있다. 정부 발표에 따르면, 6G 이동통신에서는 최대 1T bps의 전송속도를 목표로 하여 5G의 20Gbps보다 50배 빠른 수준을 제공하고자 하며, 이와 같이 5G, 6G 서비스를 위해 L, S, C밴드 주파수 등 새로운 주파수 대역을 활용할 필요가 있다.
통상, 이동 통신 시스템(CDMA, WCDMA, LTE, 5G NR 등)의 기지국은 디지털 신호 처리를 하는 디지털 유닛(Digital Unit), RF신호 처리를 담당하는 RF 유닛(RF Unit) 및 RF 유닛에서 증폭된 RF 신호를 방사하는 안테나로 구성될 수 있다.
RF 유닛은 RF 신호를 증폭하여 안테나로 전달하는 전력증폭기(PA)와, 안테나로부터 수신된 고주파신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA)를 포함하며, 하나의 안테나를 송수신에서 동시에 사용하기 위해 FDD(Frequency Division Duplex) 방식에서는 다이플렉서를 사용하고, TDD(Time Division Duplex) 방식에서는 절체기를 사용한다. 이때, RF 유닛의 RF 신호는 전력 증폭기(Power Amplifier)를 거치면서 증폭되는데, 전력 증폭기의 비선형 특성으로 인해 RF 신호 주위에 IM(Inter Modulation) 신호가 발생된다. IM 신호는 ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio)을 높여 인접대역에 간섭을 주거나, EVM(Error Vector Magnitude)을 열화시켜 스루풋(throughput)을 저하시키는 등 시스템의 성능을 열화시킨다.
특히, 5G 이동통신에서 NR 무선규격은 업링크와 다운링크의 주파수가 다른 FDD와 달리 동일한 주파수를 사용하여 시분할하는 TDD방식을 채택하고 있고, 이에 따라 송신 신호가 수신 신호 안테나 및 수신 증폭기에 간섭하여 통신 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 고성능 이동통신용 송수신 기지국 중계기 안테나 장치와 초고주파 고출력 송신신호 간섭 제거기를 사용한 이동통신용 안테나 장치를 개발하여 특허 제10-2234539호와 특허 제10-2357981호로 특허 동록받은 바 있다.
KR 10-2234539 B1 KR 10-2357981 B1
통상적으로 L, S, C밴드 주파수대를 이용하여 이동통신의 4G, 5G, 6G 서비스를 함에 있어서 기지국과 중계국 안테나 출력은 유효복사전력이 100W 이상 되어 멀리 하향 전송되어 원거리 타서비스구역에 간섭을 일으키지만 가입자 단말기의 상향 송신 전력은 0.1W 이하 미약하게 출력되어 기지국 및 중계국과의 거리가 1km 이상 되면 중계기 안테나에 극히 미약한 전파가 전송되어 수신이 불가능하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명이 해결하고 자 하는 기술적 과제는 기지국이나 중계기 수신 안테나의 이득을 최대한 크게 하고 추가로 LNA로 증폭하게 하며 송신 안테나는 이득을 작게 한 후 빔틸트를 많이 하여 원거리 타기지국 서비스지역에 간섭이 없게 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치를 개시한다.
개시된 공간 다이버시티 안테나는 좌우 2열로 배치된 고이득의 수신안테나와, 상하로 배치된 저이득의 송신안테나가 공간 다이버시티를 구성하고 있고, 각 수신안테나에는 한쌍의 BPF와 LNA가 각각 연결되어 있으며 송신 안테나와 수신 안테나 사이에는 송신신호 간섭제거장치가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
개시된 공간 다이버시티 안테나는 이동통신 3G,4G,5G,6G 서비스함에 있어서, 송신안테나는 저이득 안테나로 구성하고, 수신안테나는 고이득 안테나로 구성하되 단일 반사판에 송신안테나와 수신안테나를 분리형으로 구성하고, 수신 고이득 안테나에는 BPF와 LNA를 부착하고, 단일 반사판의 좌우에 1λ 파장 이상의 간격으로 수신안테나를 설치하여 스페이스 다이버시티로 하고, 송신안테나는 상하로 2중 설치하여 상하 스페이스 다이버시티화하여 전송 효율을 높인 것을 특징으로 한다.
개시된 공간 다이버시티 안테나는 이동통신 3G,4G,5G,6G 서비스함에 있어서, 송신안테나는 저이득 안테나로 구성하고, 수신안테나는 고이득 안테나로 구성하되 단일 반사판에 송신안테나와 수신안테나를 분리형으로 구성하고, 수신 고이득 안테나에는 BPF와 LNA를 부착하고, 단일 반사판에 이중 또는 싱글형으로 각각 1열 또는 2열로 수신안테나와 송신안테나를 설치하거나 분리된 반사판에 수신안테나와 송신안테나를 각각 구성하여 수신안테나와 송신안테나를 이격하여 독립 분리하여 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 송신안테나를 구성함에 수신안테나 간섭 제거하기 위해서 송신 안테나 주변에 1/4λ 높이의 초크형 도체를 부착한 것 외에 추가로 초크 이상 높은 전파 흡수체를 부착하고, 수신안테나 주변에는 1/4λ 초크 도체를 생략하여 송신신호의 수신안테나 간섭을 제거한 것이다.
상기 공간 다이버시티 안테나에 수신 출력이 4단자이므로 각각 출력마다 LNA 1세트만을 부착하고, 경우에 따라 예비 LNA에 절체기를 부착한 것이다.
LNA에 공급되는 전원 및 LNA 동작 상태 감시 신호를 기지국이나 중계국의 송신, 수신장치에 연결하는 송신, 수신 동축 케이블내의 심선에 고주파 초크를 통해서 전송하는 것이다.
TDD 통신방식에서 송신신호 수신 LNA 간섭제거기에 부착한 분리도 20~40 dB의 써큘레이터 2기를 부착해서 성능을 개선한 것이고, FDD 통신방식에서 송신신호가 수신 LNA 간섭 제거함에 송신 밴드 억압 수신밴드만 통과하는 TRF(송신 주파수밴드 차단 수신 주파수밴드 통과) 필터를 첨부한 것이다.
안테나 송신 수신 신호 입출력 컨넥터 안테나측에 낙뢰 보호용 서지 필터를 부착한 것이고, 안테나 복사기는 반사판 전면에 부착하고 반사판 후면에는 분배기와 합성기, BPF, LNA간섭제거기, 낙뢰보호기, 전원공급기 일체를 부착하고 경우에 따라 전체 금속 차폐하여 낙뢰로부터 보호하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기지국이나 중계기 수신 안테나의 이득을 최대한 크게 하고 추가로 LNA로 증폭하게 하며 송신 안테나는 이득을 작게 한 후 빔틸트를 많이 하여 원거리 타기지국 서비스지역에 간섭이 없게 하는 공간 다이버시티로 하여 통신 신뢰도를 2배 이상 향상시키고 서비스 구역을 대폭 멀리 확장하여 기지국 및 중계국을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 단일 안테나를 이용하여 송신 및 수신하는 안테나보다 수신성능을 10배 이상 높혀 기지국과 중계국 숫자를 10분의 1 이상 축소하고, 스페이스 다이버시티를 사용하여 2배 이상 수신 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 전체 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 복사소자의 예,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 후면 배치도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 송수신 간섭 제거장치와 LNA 전원 및 감시신호 전송계통을 도시한 개략도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나를 싱글형 단일 반사판으로 구현한 예,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나를 송수신 안테나 반사판(방설커버 포함) 분리형으로 구현한 예이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나(100)는 송수신 안테나가 실장된 레이돔(101)이 안테나 체결구(20-1,20-2)를 통해 안테나 지지용 강관(10)의 상하에 체결되어 있고, 레이돔(101)은 체결구(20-1)에 기구적 틸트(22)를 적용하여 기구적으로 틸팅할 수 있도록 되어 있다. 또한 레이돔(101)의 후면에 개폐기(102)를 부착해서 LNA 파손 시 개폐하여 교체 가능하게 되어 있으며, 송신 수신용 동축케이블 중 1~2개의 중심선에 송신/수신 장치실에서 LNA 전원을 공급하고 LNA 동작상태 감시신호를 전송할 수 있게 되어 있다. 또한 인입 커넥터에 낙뢰 보호기(103)를 부착해서 안테나 장치(100)를 낙뢰로부터 보호할 수 있게 되어 있다. 도 1에서 A는 1개의 동축 케이블에 전원과 LNA 감시신호를 모두 연결한 예이고, B는 하나의 동축 케이블에는 전원을 연결하고 다른 하나의 동축 케이블에는 LNA 감시신호를 연결한 예이다.
송수신장치실에 있는 송신장치(30)로부터 송신신호는 2개의 송신 동축케이블을 통해 송신 안테나측으로 전송되고, 수신안테나에서 수신된 수신신호는 2개의 수신 동축 케이블을 통해 송수신장치실에 있는 수신장치(30)로 전달된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 복사소자의 예이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 후면 배치도이다.
본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 좌우 2열로 배치된 고이득의 수신안테나(120-1,120-2)와, 상하로 배치된 송신안테나(110-1,110-2)가 공간 다이버시티를 구성하고 있고, 각 수신안테나(120-1,120-2)에는 한쌍의 BPF(130A~130D)와 LNA(140A~140D)가 연결되어 있으며 송신 안테나(110-1,110-2)와 수신 안테나(120-1,120-2) 사이에는 송신신호 간섭제거기(150-1,150-2)가 연결되어 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 수신안테나(120-1)의 +45°복사기(40)에서 수신된 신호는 +45°합성기(125A)에서 합성되어 +45°BPF(130A)와 +45°LNA(140A)를 거쳐 제1 송신신호 간섭제거기(150-1)로 입력되고, 제1 수신안테나(120-1)의 -45°복사기(40)에서 수신된 신호는 -45°합성기(125B)에서 합성되어 -45°BPF(130B)와 -45°LNA(140B)를 거쳐 제1 송신신호 간섭제거기(150-1)로 입력된다.
제1 송신신호 간섭제거기(150-1)에서 출력되는 +45°송신신호는 +45°송신 분배기(116A)를 거쳐 제1 송신안테나(110-2)의 +45°복사기로 송출되고, 제1 송신신호 간섭제거기(150-1)에서 출력되는 -45°송신신호는 -45°송신 분배기(116B)를 거쳐 제1 송신안테나(110-2)의 -45°복사기로 송출된다.
제2 수신안테나(120-2)의 +45°복사기(40)에서 수신된 신호는 +45°합성기(125C)에서 합성되어 +45°BPF(130C)와 +45°LNA(140C)를 거쳐 제1 송신신호 간섭제거기(150-1)로 입력되고, 제2 수신안테나(120-2)의 -45°복사기(40)에서 수신된 신호는 -45°합성기(125D)에서 합성되어 -45°BPF(130D)와 -45°LNA(140D)를 거쳐 제2 송신신호 간섭제거기(150-2)로 입력된다.
제2 송신신호 간섭제거기(150-2)에서 출력되는 +45°송신신호는 +45°송신 분배기(116C)를 거쳐 제2 송신안테나(110-1)의 +45°복사기로 송출되고, 제2 송신신호 간섭제거기(150-2)에서 출력되는 -45°송신신호는 -45°송신 분배기(116D)를 거쳐 제2 송신안테나(110-1)의 -45°복사기로 송출된다.
보다 자세히 설명하면, 도 2의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 공간 다이버시티 안테나의 정면도로서, 수신 안테나(120-1,120-2)는 좌우 2열로 고이득 안테나와 BPF(130A~130-D), LNA(140A~140D), 송신수신 안테나 간섭제거장치(150-1,150-2)를 부착하고, LNA(140A~140D)에 전원을 공급하고 LNA 동작상태 감시 신호를 동축케이블 속심에 접속한 후 송신수신 안테나 간섭제거장치(150-1)를 통과하여 수신안테나의 LNA(140A~140D)에 접속하게 하여 스페이스 다이버시티 안테나로 구성한다. 송신안테나(110-1,110-2)는 상하로 2단 구성하여 상하 스페이스 다이버시티로 구성한 것이다.
또한 안테나 동축케이블 속심에서 초크를 통해 LNA전원을 인출하여 4개의 LNA(140A~140D)에 전원을 공급하고, 4개의 LNA 동작상태 감시 신호를 동축케이블에 입력하여 아래로 전송하는 다이버시티 안테나 장치이다.
도 2의 (b)는 수신안테나(120-1)의 측면도와 송신안테나(110-1,110-2)의 상하 다이버시티 측면도로서, BPF(130A~130D), LNA(140A~140D), 송신신호 간섭제거장치(150-1,150-2) 등을 안테나 후면에 부착한 것이다.
도 2의 (c)는 저면도로서 A는 +45°의 송신 및 수신안테나, LNA전원, LNA감시신호 커넥터이고, B는 -45° 송신 및 수신안테나의 커넥터이고, C는 +45°좌우 수신 다이버시티와 송신 상/하 스페이스 다이버시티 커넥터이며, D는 -45°수신 다이버시티와 송신 상/하 스페이스 다이버시티 커넥터이다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 다양한 복사소자의 형태를 도시한 것으로, (a)는 이중 ±45°형 복사소자의 예이고, (b)는 이중 90°, 0° 복사소자의 예이며, (c)는 단일 ±45°형 복사소자의 예이고, (d)는 단일 90°, 0° 복사소자의 예이며, (e)는 패치형 90°, 0° 복사소자로 안테나 이득과 복사소자 빔폭에 따라 다양하게 선택가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 안테나 복사기를 부착한 반사판(104) 후면에 수신안테나 소자 합성기(125A~125D)와 BPF(130A~130D), LNA(140A~140D), 송신신호 간섭제거기(150-1,150-2)와 전원공급장치(160) 등을 부착하여 송신, 수신 전파복사 효율을 높이게 한 후면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나의 송수신 간섭 제거장치와 LNA 전원 및 감시신호 전송계통을 보다 자세히 도시한 도면로서 (a)는 TDD 통신방식에서의 송수신 간섭 제거장치를 도시한 예이고, (b)는 송신 안테나의 측면도이며, (c)는 FDD 통신방식에서의 송수신 간섭 제거장치를 도시한 예이다.
도 5의 (a)는 수신안테나(120-1,120-2)를 고이득으로 좌우 2열 부착하여 스페이스 다이버시티로 구성하여 수신 효율을 높인 것으로서, 좌측 수신안테나(120-1)의 ±45°복사기(40)의 수신신호를 합성기(125A,125B)에서 합성한 후 BPF(130A,130B)와 LNA(140A,140B)로 전달하고, 우측 수신안테나(120-2)의 ±45°복사기(40)의 수신신호를 합성기(125C,125D)에서 합성한 후 BPF(130C,130D)와 LNA(140C,140D)로 전달한다.
각각의 LNA(140A~140D)에는 동축케이블 A심선에서 초크(166)를 통해 인출한 전원을 4분배(165)하여 각각의 LNA(140A~140D)에 +DC 전원을 공급하고, 또 각각의 LNA(140A~140D)의 동작상태 감시 신호 출력을 수신신호와 합성하여 동축케이블 A의 심선을 통해서 송신, 수신 통신장치(30)에 전송한다.
또한 각각의 LNA(140A~140D) 출력은 송신신호 간섭제거장치(150-1,150-2)에 내장되어 있는 써큘레이터 3번 단자에 인입하고 써쿨레이터 1번 단자에서 출력한 후 송수신 동축케이블 A를 통해 송수신기 장치(30)로 전송한다.
또한 송신장치(30)에서 출력한 RF신호는 간섭제거장치 써큘레이터 1번(수신신호 출력단자)에 입력하여 송신신호 간섭제거장치(150-1,150-2)의 써큘레이터 2번 단자에 출력하여 송신 안테나 분배기(116A~116D)를 통해서 각각의 송신안테나(110-1,110-2)의 복사소자(40)에 전송한다. 이와 같이 도 5의 (a)는 TDD 통신 방식에서 송신신호 간섭제거기의 도면으로, 써큘레이터 2개를 사용하여 첫 번째 써큘레이터의 1 단자에 입력하여 2 단자의 출력을 송신 분배기(116A~116D)로 전송하는 것이다.
도 5의 (c)는 FDD 통신방식에서 송신신호가 수신 LNA에 신호간섭제거하기 위해서 송신신호 수신 LNA 출력단에 송신신호 주파수 밴드를 제거하고, 수신 신호만을 통과하는 TRF(송신 주파수밴드 차단 수신 주파수밴드 통과) 필터를 부착한 도면이다.
도 5의 (b)는 송신 안테나(110-1,110-2)의 측면도로서, 송신신호 복사전력이 양측 수신 안테나(120-1,120-2)에 상호간섭을 줄이고자 1/4λ초크(111)에 추가로 더 높은 전파흡수체(112)를 송신안테나(110-1,110-2) 상하좌우에 부착하고, 수신안테나(120-1,120-2)의 초크를 생략하는 안테나도이다. 또한 송신안테나(110-1,110-2)는 전기적 위상틸트도 겸하여 기계적 틸트(22)에 추가하여 더 많은 틸트를 하게 하여 타서비스 지역 간섭을 제거할 수 있다.
각각의 LNA 동작상태 감시용 A~D 출력신호들은 신호발진기(161A~161D)에서 발진된 후 CPU,PLC로 이루어진 신호합성기(164)에서 합성해서 LNA신호와 함께 동축심선을 통해서 송수신장치(30)로 전송하여 감시신호 분리기(170)에서 분리해서 운영실로 보낸다. 또한 감시신호 분리기(170)는 LNA전원도 공급한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나를 싱글형 단일 반사판으로 구현한 예로서, (a)는 정면도, (b)는 측면도, (c)는 저면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 싱글형으로 수신안테나(110)와 송신안테나(120)를 단일반사판(104)에 좌우 각 1열로 배치하고, 수신안테나(110)에 BPF(130), LNA(140), 송신수신 간섭제거장치(150)를 부착한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나로서 송신안테나와 수신안테나를 반사판을 따로 독립 분리하여 구현한 예로서, (a)는 수신안테나의 정면도이고, (b)는 수신안테나의 저면도이다. (c)는 송신안테나의 정면도이고, (d)는 송신안테나의 저면도이다. 도 7을 참조하면, 수신안테나와 송신안테나는 각각의 방설커버(101-1,101-2)와 반사판(104-1,104-2)을 구비하고 있으며, 각각의 체결구(22-1,22-2)와 빔틸트 구조를 구비하고 있다.
이와 같이 송신안테나와 수신안테나를 분리할 경우에는 송신안테나 주변에는 초크와 흡수체를 생략할 수 있다.
이상의 도면은 실시 예에 불과한 것으로 다양하게 응용개량 가능한 것으로, 본 발명의 핵심은 송신안테나 이득을 작게 하고 수신안테나 간섭을 적게 하며, 송신 출력이 수신 LNA에 간섭이 적게 하여 LNA가 파손되는 것을 보호하게 하고, 수신 이득을 높이고, LNA 증폭하고 좌우 스페이스 다이버시티, 송신 상하 스페이스 다이버시티로 구성하여 원거리 단말기의 미약한 저전력 복사신호를 수신 가능하게 한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 단일 안테나를 이용하여 송신 및 수신하는 안테나보다 수신성능을 10배 이상 높혀 기지국과 중계국 숫자를 10분의 1 이상 축소하고, 스페이스 다이버시티를 사용하여 2배 이상 수신 효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10: 지지용 강관 20-1,20-2: 안테나 체결구
22,22-1,22-2: 기구형 틸트 30: 송수신장치
40: 복사소자 100: 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나
101: 레이돔(방습커버) 102: 개폐기
103: 낙뢰 보호기 104,104-1,104-2: 반사판
110-1,110-2: 송신 안테나 111: 초크
112: RF 흡수체 120-1,120-2: 수신안테나
130A~130D: BPF 140A~140D: LNA
150-1,150-2: 송수신 간섭제거장치 160: LNA 전원 및 감시신호 장치
164: LNA동작상태 신호합성기 165: 전원분배

Claims (9)

  1. 이동통신 3G,4G,5G,6G 서비스함에 있어서,
    송신안테나는 저이득 안테나로 구성하고, 수신안테나는 고이득 안테나로 구성하되 단일 반사판에 송신안테나와 수신안테나를 분리형으로 구성하고,
    수신 고이득 안테나에는 BPF와 LNA를 부착하고,
    단일 반사판의 좌우에 1λ 파장 이상의 간격으로 수신안테나를 설치하여 스페이스 다이버시티로 하고, 송신안테나는 상하로 2중 설치하여 상하 스페이스 다이버시티화하여 전송 효율을 높인 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신안테나를 구성함에 수신안테나 간섭 제거하기 위해서 송신 안테나 주변에 1/4λ 높이의 초크형 도체를 부착한 것 외에 추가로 초크 이상 높은 전파 흡수체를 부착하고, 수신안테나 주변에는 1/4λ 초크 도체를 생략하여
    송신신호의 수신안테나 간섭을 제거한 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공간 다이버시티 안테나에 수신 출력이 4단자이므로 각각 출력마다 LNA 1세트만을 부착하고, 경우에 따라 예비 LNA에 절체기를 부착한 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    LNA에 공급되는 전원 및 LNA 동작 상태 감시 신호를 기지국이나 중계국의 송신, 수신장치에 연결하는 송신, 수신 동축 케이블내의 심선에 고주파 초크를 통해서 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    TDD 통신방식에서 송신신호 수신 LNA 간섭제거기에 부착한 분리도 20~40 dB의 써큘레이터 2기를 부착해서 성능을 개선한 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    FDD 통신방식에서 송신신호가 수신 LNA 간섭 제거함에 송신 밴드 억압 수신밴드만 통과하는 TRF(송신 주파수밴드 차단 수신 주파수밴드 통과) 필터를 첨부한 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    안테나 송신 수신 신호 입출력 커넥터 안테나측에 낙뢰 보호용 서지 필터를 부착한 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    안테나 복사기는 반사판 전면에 부착하고 반사판 후면에는 분배기와 합성기, BPF, LNA 간섭제거기, 낙뢰보호기, 전원공급기 일체를 부착하고 경우에 따라 전체 금속 차폐하여 낙뢰로부터 보호하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 송수신 분리형 공간 다이버시티 안테나 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102234539B1 (ko) 2020-09-02 2021-03-31 이돈신 고성능 이동통신용 송수신 기지국 중계기 안테나 장치
KR102357981B1 (ko) 2021-04-12 2022-02-08 이돈신 초고주파 고출력 송신신호 간섭 제거기를 사용한 이동통신용 안테나 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102681977B1 (ko) * 2023-10-10 2024-07-04 이돈신 광대역 복사소자를 적용한 이동통신용 송수신 분리형 다중 다이버시티 안테나 장치

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