KR20000001836A - 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사장치 - Google Patents

Abstract

인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치에 대하여 개시한다. 본 장치는, 송신 안테나를 가지는 제 1 통신 시스템과 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 수신하는 수신 안테나를 가지는 제 2 통신 시스템에 있어서, 송신 안테나에서 수신 안테나로 유입되는 간섭 신호를 차단하는 좌/우측 반사판과, 송신 안테나의 폴에 부착되어 있으며 좌/우측 반사판을 폴에 고정시키는 고정 장치를 포함한다. 좌/우측 반사판은, '송신 주파수의 진폭/10' 의 간격을 가지는 다수의 격자로 이루어지며, 알루미늄으로 제작된다. 고정 장치는 반사판이 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 최대로 감소시키도록 상기 반사판의 상하 기울기와 좌우 각도를 조정한다.

Description

인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치

본 발명은 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 서로 다른 통신 방식을 사용하며 인접된 주파수를 사용하는 송신 시스템과 수신 시스템간에 발생되는 간섭(Interference)을 제거하기 위한 안테나의 반사 장치(Reflector)에 관한 것이다.

셀룰러 이동 통신 시스템은 전체 서비스지역을 다수의 무선 기지국(Base Station: BS)으로 분할하여 소규모의 서비스지역인 셀(cell)들로 구성하고, 이러한 무선 기지국들을 교환기로 집중 제어하여, 가입자가 셀 간을 이동하면서도 통화를 계속할 수 있도록 하는 방식이다.

셀룰러 이동 통신 시스템에는 아날로그 셀룰러 시스템과 디지털 셀룰러 시스템으로 구분된다. 아날로그 셀룰러 시스템은 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)가 있으며, 디지털 셀룰러 시스템은 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access: FDMA) 방식의 시스템과, 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식의 시스템이 있다.

이동 통신의 급격한 발전에 따라 다수의 사용자가 한정된 주파수 자원을 사용하게 되었으며, 특히 도심 지역에서는 가까운 거리에 서로 다른 통신 방식을 사용하는 통신 시스템이 위치하게 되었다. 따라서 시스템 간의 주파수 간격이 좁아지게 되고, 인접한 주파수를 사용하는 시스템 간에는 주파수 간섭이 필연적으로 발생하게 되었다.

즉, 서로 충분히 떨어져 있지 않은 두 시스템의 송신 주파수와 수신 주파수가 매우 근접해 있는 경우 그 간섭의 정도는 시스템의 통화 품질에 심각한 영향을 미친다. 특정 통신 방식을 사용하는 시스템의 출력 신호와 간섭 신호는, 다른 통신 방식을 사용하는 시스템의 수신 특성을 열화시켜, 시스템 전체의 성능에 치명적인 영향을 미치거나 서비스 특성을 현저히 저하시킨다.

이러한 간섭 현상을 제거하기 위해서는 주파수 할당을 제한하거나 안테나의 방사 패턴을 조정할 수 있다. 그러나 종래에 이용되었던 가장 일반적인 방법은 송신 시스템에는 송신 주파수 대역만을 통과시키는 송신 대역 통과 여파기(Transmit Band Pass Filter: TBPF)를 적용하고, 수신 시스템에는 수신 주파수 대역만을 통과시키는 수신 대역 통과 여파기(Receive Band Pass Filter: RBPF)를 적용하는 것이다.

그러나 이 방법은 한 시스템의 송신 주파수와 다른 시스템의 수신 주파수가 매우 근접해 있을 경우, 주파수 간섭 문제를 완벽하게 해결할 수 없다. 이것은 여파기에 의한 대역의 감쇠(Attenuation) 특성에는 한계가 있기 때문이다.

이동 통신 시스템에서 사용되는 대역 통과 여파기는, 사용 주파수 대역만을 통과시키는 대역 통과 여파기(BPF)와, 대역 외의 신호를 최대로 감소시키는 대역 제거 여파기(Notch Filter)의 합성으로 구성되어, 대역 외의 주파수 간섭을 최소로 한다. 그러나 상기 대역 제어 여파기는 대역 통과 여파기보다 삽입 손실이 크기 때문에 시스템의 성능에 나쁜 영향을 초래할 수 있다. 또한 대역 외 주파수가 1MHz 이내로 이격된 대역에서의 잡음 감쇠 특성은 일반 대역 통과 여파기보다 그다지 나은 효과를 얻을 수가 없다.

그러므로 한 시스템의 송신 주파수와 다른 시스템의 수신 주파수가 매우 근접해 있는 상황에서는 대역 제거 여파기 이외에 추가적으로 간섭을 제거할 수 있는 새로운 주파수 간섭 해결 방법을 필요로 하게 되었다.

미국특허 제 4,535,476 호에는 종래 기술에 의한 일정 주파수와 그 주파수의 라운드 트립 지연(round trip delay)에 의한 간섭을 제거하는 장치가 제시되어 있다. 이 장치는 안테나 자체에 양방향기기(duplexer)와 증폭기(Amplifier)의 조합으로 구성된 부가적인 간섭 제거 회로를 부착하여 주파수 간섭을 해결한다. 그러나 상기의 장치는 서로 근접한 주파수를 사용하는 다른 시스템간에 발생되는 간섭을 제거할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 한 통신 시스템의 송신 주파수가 주변의 다른 통신 시스템의 수신 주파수에 간섭을 일으키는 경우, 송신 안테나의 주변에 안테나 크기에 적합한 반사 장치를 부가하여 간섭을 제거하도록 하는 안테나의 간섭 제거를 위한 반사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 하기된 발명의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 반사 장치의 정면도를 나타낸 것이다.

도 2 는 본 발명에 의한 반사 장치의 평면도를 나타낸 것이다.

도 3 은 본 발명에 의한 반사 장치의 평면도를 나타낸 것이다.

도 4 는 본 발명에 의한 반사 장치를 안테나에 설치한 구조를 나타낸 것이다.

도 5 는 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 송신 안테나와 수신 안테나의 구조를 나타낸 것이다.

도 6 은 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 것이다.

도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 간섭 제거 결과를 나타낸 것이다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 것이다.

도 9 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 간섭 제거 결과를 나타낸 것이다.

도 10 은 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 것이다.

도 11 은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 간섭 제거 결과를 나타낸 것이다.

도 12 은 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸 것이다.

도 13 은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 간섭 제거 결과를 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,15 : 반사판

11 : 격자

20 : 고정 장치

30 : 폴

100 : 반사 장치

200 : 송신 안테나

300 : 신호 발생기

400 : 수신 안테나

500 : 스펙트럼 분석기

350,550 : 급전선

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 안테나의 간섭 제거를 위한 반사 장치의 바람직한 실시예는, 송신 안테나를 가지는 제 1 통신 시스템과 상기 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 수신하는 수신 안테나를 가지는 제 2 통신 시스템에 있어서,

상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 유입되는 간섭 신호를 차단하는 좌/우측 반사판과;

송신 안테나의 폴에 부착되어 있으며 상기 좌/우측 반사판을 폴에 고정시키는 고정 장치를 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제 1 통신 시스템과 제 2 통신 시스템은, 서로 다른 통신 방식을 사용하는 것이 바람직하며,

상기 제 1 통신 시스템과 제 2 통신 시스템은 매우 근접한 위치에 설치되어 있으며, 상기 제 1 통신 시스템의 송신 주파수와 제 2 통신 시스템의 수신 주파수는 매우 근접해 있는 것이 바람직하며,

상기 반사판은 다수의 격자로 이루어지는 것이 바람직하며,

상기 격자들 사이의 간격은, 송신 안테나의 송신 주파수를 λ라고 할 때, λ/자연수인 것이 바람직하며,

상기 격자들 사이의 간격은, 송신 안테나의 송신 주파수를 λ라고 할 때, λ/10인 것이 바람직하며,

상기 반사판은 알루미늄으로 제작되는 것이 바람직하며,

상기 반사판의 너비는, 상기 송신 안테나의 길이와 동일하게 제작되는 것이 바람직하며,

상기 반사판의 길이는, 상기 송신 안테나의 빔 패턴이 일그러지지 않는 범위 내에서 최대로 제작되는 것이 바람직하며,

상기 고정 장치는, 상기 반사판의 상하 기울기와 좌우 각도를 조정하는 것이 바람직하며,

상기 고정 장치는, 상기 반사판이 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 최대로 감소시키도록 상기 반사판의 상하 기울기와 좌우 각도를 조정하는 것이 바람직하다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 송신 안테나의 크기에 적합하며 다수의 격자를 포함하는 반사판과 반사판의 기울기와 각도를 조절할 수 있는 고정 장치를 포함하여 구성된다.

도 1 은 본 발명에 의한 반사 장치의 정면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 다수의 격자(11)로 이루어진 반사판(10)과; 반사판(10)의 한쪽 면에 접해 있어서 반사판을 고정시키며 반사판의 기울기와 각도를 변경할 수 있는 고정 장치(20)로 구성된다. 상기 반사판(10)은 좌측 반사판(10)과 우측 반사판(15)의 두 가지가 있으며, 고정 장치(20)는 좌측 반사판(10)과 우측 반사판(15)의 사이에서 두 반사판을 지탱한다.

도 2 는 본 발명에 의한 반사 장치의 평면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 반사판(10)(15)과 고정 장치(20)로 구성된다. 상기 고정 장치(20)는 폴(pole)(30)에 고정되며, 폴(30)은 송신 안테나와 공유된다. 반사판(10)(15)은 좌우로 각도 조정이 가능하다.

도 3 은 본 발명에 의한 반사 장치의 평면도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 고정 장치(20)는 송신 안테나의 폴(30)에 고정되며, 반사판(10)(15)은 고정 장치(20)에 고정된다. 반사판(10)(15)은 상하로 기울기 조정이 가능하다.

상기 반사판(10)(15)의 크기는 사용하는 송신 안테나의 크기에 따라서 적절하게 제작된다. 바람직하기로는 반사판의 길이는 송신 안테나의 길이와 동일하며 반사판의 너비는 송신 안테나 빔의 패턴이 일그러지지 않는 범위 내에서 가장 크게 한다.

반사판(10)(15)의 격자(11) 사이의 간격은, 송신 안테나의 운용 진폭을 λ라고 할 때, 'λ/자연수'로 설정하여 신호 감쇠 효과가 나도록 설정한다. 바람직하기로는 'λ/10'으로 설정한다.

반사판(10)(15)의 재질은 강우와 무게 등을 고려하여 제작한다. 바람직하기로는 알루미늄으로 제작한다.

고정 장치(20)는 반사판(10)(15)을 견고히 고정시킬 수 있고, 반사판(10)(15)의 상하 기울기와 좌우 각도를 변경할 수 있도록 제작된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명에 의한 반사 장치를 안테나에 설치한 구조를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 송신 안테나(200)의 빔이 송출되는 방향을 앞면이라고 할 때, 반사 장치는 송신 안테나(200)의 옆면 혹은 뒷면에 설치한다.

간섭을 받는 수신 안테나의 위치에 따라서 반사판(10)(15)의 기울기와 각도를 조정한다. 도 4 에 나타낸 바와 같이, 반사판(10)(15)은 그 각도에 따라서 A 또는 B 또는 C의 위치로 조정된다.

반사판(10)(15)은 주파수 이격이 좁은 두 시스템의 송신 안테나와 수신 안테나가 근접한 위치에 설치되어 상호간 간섭을 유발하는 경우, 간섭을 유발하는 시스템의 송신 안테나의 옆면 혹은 뒷면에 설치한다. 상기 반사판(10)(15)은 송신 안테나와 수신 안테나의 설치 형태와 간섭의 정도에 따라서 여러 가지 형태의 응용이 가능하다.

반사판의 설치 형태와 위치, 각도 등을 조정하면 최대의 간섭 제거 효과가 나타나는 지점을 찾을 수 있다.

먼저 반사판의 각도를 도 4 의 B에 설치한 다음, 계측기(스펙트럼 분석기)를 사용하여 수신 안테나의 간섭 정도를 측정하면서 반사판의 각도를 조금씩 변경시키면 간섭이 최소가 되는 기울기와 각도와 찾을 수 있다. 반사판은 송신 안테나의 간섭 신호가 수신 안테나로 유입되는 것을 막아주는 일종의 실드(Shield) 역할을 수행하여, 간섭을 유발하는 신호의 유입를 차단한다.

이하 본 발명에 의한 반사판을 설치한 경우의 실시예에 대해서 설명한다.

도 5 는 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 송신 안테나와 수신 안테나의 구조를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 송출될 신호를 생성하는 신호 발생기(Signal Generator)(300)와, 급전선(Feeder Line)(350)을 통해 신호 발생기(300)로부터 신호를 공급받아 송출하는 송신 안테나(200), 송신 안테나(200)의 밑면 또는 옆면에 설치되는 반사 장치(100), 송신 안테나(200)와 인접한 곳에 존재하는 수신 안테나(400) 및 급전선(550)을 통해 상기 수신 안테나(400)의 신호를 공급받아 레벨을 측정하는 스펙트럼 분석기(Spectrum Analyzer) (500)로 구성된다.

도 6 은 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 것이다. 제 1 실시예는 송신 안테나(200)와 수신 안테나(400)가 동일 높이이며, 수평 이격 거리가 2m인 경우이다. 송신 주파수는 880MHz이고 송신 레벨은 10dBm이다. 송수신 안테나는 모두 13dBd 60°섹터 안테나로서 수평 60°, 수직 8°의 빔폭(Beam Width)을 가지며, 급전선의 길이는 3m이다.

상기와 같은 구성을 가지는 송신 안테나에 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 경우, 반사판의 기울기 및 각도 변화에 의한 수신 억제 레벨은 도 7 에 나타낸 바와 같다. 반사판의 기울기 및 각도를 최적화한 경우 반사 장치를 통한 신호 억제 레벨은 30.52dB 정도가 되므로, 간섭 신호 레벨을 30.52dB 정도 낮출 수 있다.

도 8 은 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 것이다. 제 2 실시예는 송신 안테나와 수신 안테나가 동일 높이이며, 수평 이격 거리가 2m이고 수직 이격 거리가 1.7m인 경우이다. 송신 주파수는 880MHz이고 송신 레벨은 10dBm이다. 송수신 안테나는 모두 13dBd 60°섹터 안테나로서 수평 60°, 수직 8°의 빔폭을 가지며, 급전선(Feeder Line)의 길이는 3m이다.

상기와 같은 구성을 가지는 송수신 안테나에 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 경우, 반사판의 기울기 및 각도 변화에 의한 수신 억제 레벨은 도 9 에 나타낸 바와 같다. 반사판의 기울기 및 각도를 최적화한 경우 반사 장치를 통한 신호 억제 레벨은 22.4dB 정도가 되므로, 간섭 신호 레벨을 22.4dB 정도 낮출 수 있다.

도 10 는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 것이다. 제 3 실시예는 송신 안테나와 수신 안테나가 동일 높이이며, 수평 이격 거리가 2m이고, 전후 이격 거리가 2m인 경우이다. 즉, 송신 안테나가 수신 안테나보다 2m 앞쪽에 위치한다. 송신 주파수는 880MHz이고 송신 레벨은 10dBm이다. 송수신 안테나는 모두 13dBd 60°섹터 안테나로서 수평 60°, 수직 8°의 빔폭을 가지며, 급전선(Feeder Line)의 길이는 3m이다.

상기와 같은 구성을 가지는 송수신 안테나에 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 경우, 반사판의 기울기 및 각도 변화에 의한 수신 억제 레벨은 도 11 에 나타낸 바와 같다. 반사판의 기울기 및 각도를 최적화한 경우 반사 장치를 통한 신호 억제 레벨은 25.68dB 정도가 되므로, 간섭 신호 레벨을 25.68dB 정도 낮출 수 있다.

도 12 는 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸 것이다. 제 4 실시예는 송신 안테나와 수신 안테나가 동일 높이이며, 수평 이격 거리가 2m이고, 전후 이격 거리가 4m인 경우이다. 즉, 송신 안테나가 수신 안테나보다 4m 앞쪽에 위치한다. 송신 주파수는 880MHz이고 송신 레벨은 10dBm이다. 송수신 안테나는 모두 13dBd 60°섹터 안테나로서 수평 60°, 수직 8°의 빔폭을 가지며, 급전선(Feeder Line)의 길이는 3m이다.

상기와 같은 구성을 가지는 송수신 안테나에 본 발명에 의한 반사 장치를 설치한 경우, 반사판의 기울기 및 각도 변화에 의한 수신 억제 레벨은 도 13 에 나타낸 바와 같다. 반사판의 기울기 및 각도를 최적화한 경우 반사 장치를 통한 신호 억제 레벨은 37.57dB 정도가 되므로, 간섭 신호 레벨을 37.57dB 정도 낮출 수 있다.

상기의 실시예에 나타낸 바와 같이, 주파수 이격이 좁은 시스템의 송신 안테나와 수신 안테나가 근접한 위치에 설치되어 있는 경우, 본 발명에 의한 반사 장치를 사용하여 간섭 레벨 제거 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 반사 장치는, 반사판 격자 사이의 간격을 주파수 대역에 알맞도록 조금씩 변경함으로써, 주파수 간섭이 발생하는 모든 이동 통신 시스템에 공통적으로 적용할 수 있다.

또한 주위 전파 환경이나 날씨 등에 영향을 받지 않고 안정적으로 간섭을 제거할 수 있으며 저렴한 비용으로 제작할 수 있으므로 경제적이다.

Claims (11)

1. 송신 안테나를 가지는 제 1 통신 시스템과 상기 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 수신하는 수신 안테나를 가지는 제 2 통신 시스템에 있어서,

   상기 송신 안테나에서 상기 수신 안테나로 유입되는 간섭 신호를 차단하는 좌/우측 반사판과;

   송신 안테나의 폴에 부착되어 있으며 상기 좌/우측 반사판을 폴에 고정시키는 고정 장치를 포함하는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 통신 시스템과 제 2 통신 시스템은, 서로 다른 통신 방식을 사용하는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 통신 시스템과 제 2 통신 시스템은 매우 근접한 위치에 설치되어 있으며, 상기 제 1 통신 시스템의 송신 주파수와 제 2 통신 시스템의 수신 주파수는 매우 근접해 있는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은 다수의 격자로 이루어지는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 격자들 사이의 간격은, 송신 안테나의 송신 주파수의 파장을 λ라고 할 때, λ/자연수인, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 격자들 사이의 간격은, 송신 안테나의 송신 주파수를 λ라고 할 때, λ/10인, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판은 알루미늄으로 제작되는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판의 너비는, 상기 송신 안테나의 길이와 동일하게 제작되는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판의 길이는, 상기 송신 안테나의 빔 패턴이 일그러지지 않는 범위 내에서 최대로 제작되는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 장치는, 상기 반사판의 상하 기울기와 좌우 각도를 조정하는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 고정 장치는, 상기 반사판이 송신 안테나에 의한 간섭 신호를 최대로 감소시키도록 상기 반사판의 상하 기울기와 좌우 각도를 조정하는, 인접 주파수를 사용하는 시스템간의 간섭 제거를 위한 반사 장치.