KR20030013660A

KR20030013660A - 이동통신 서비스용 중계기 및 능동안테나의 출력조정/방향 제어장치

Info

Publication number: KR20030013660A
Application number: KR1020010047778A
Authority: KR
Inventors: 이돈신
Original assignee: (주)하이게인안테나
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-02-15
Also published as: KR100435121B1

Abstract

본 발명은 이동통신 서비스용 중계기 및 능동안테나의 출력 조정/방향 제어장치에 관한 것으로서, 서비스 지역 내에서 동시 통화하는 가입자 수량에 따라 중계기 또는 능동 안테나장치의 고주파 출력을 조정하고, 이동통신 가입자 수량에 따라 안테나의 방향을 제어하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 섹터 안테나의 수신 저잡음 증폭기와 섹터 합성기 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파를 상기 섹터 합성기로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기, 상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기, 상기 α, β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 능동안테나에 분산 부착된 각 방향 HPA의 출력을 조정하는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기를 포함하여 구성한다.

Description

이동통신 서비스용 중계기 및 능동안테나의 출력 조정/방향 제어장치{OUTPUT ADJUSTMENT/DIRECTION CONTROL APPARATUS OF REPEATER AND ACTIVE ANTENNA FOR THE USE OF MOBILE COMMUNICATION SERVICE}

본 발명은 이동통신 서비스용 중계기 및 안테나의 고주파 출력조정 및 방향 제어장치에 관한 것으로서, 특히 서비스 지역 내에서 동시 통화하는 가입자 수량에 따라 중계기 또는 능동 안테나장치의 고주파 출력을 조정하고, 이동통신 가입자 수량에 따라 안테나의 방향을 제어할 수 있는 이동통신 서비스용 중계기 및 능동안테나의 출력 조정/방향 제어장치에 관한 것이다.

종래 Cellula, PCS, IMT-2000 등의 이동통신 가입자 제어를 위한 서비스용 중계기는 기지국으로부터 오는 무선 신호를 고전력 증폭기(HPA)로 대출력 증폭하여광케이블 또는 동축 케이블을 통해 광신호 또는 고주파신호로 능동 안테나에 전송하게 되며, 능동 안테나에서는 다시 고주파 변환(또는 직접)후 각 방향 섹터 안테나의 복사기에 분산 설치된 고전력 증폭기(HPA)(HPA)로 고주파 고전력 증폭하여 대출력 형태로 서비스 구역내의 각 방향에 전파복사하여 이동 단말기에 서비스하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 이동통신 가입자 제어를 위한 서비스용 중계기 및 전파 복사(또는 흡수)장치는 각각의 송신단에서 각각 대출력 소자인 고주파 고전력 증폭기를 사용하여 증폭한 후 이동통신 서비스 구역의 각 방향에 전파 복사하기 때문에, 해당 서비스 구역에서 소수의 몇몇 가입자들이 통신할 때나 수십 내지 수백 이상의 다수 가입자들이 통신할 때나 동일하게 대출력으로 전파 복사하게 되며, 따라서 과대전력에 의한 다른 서비스 구역과의 전파간섭을 과중시키는 단점 및, 상기 전파간섭에 의한 혼신 발생으로 통화효율을 저하시키는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 이동통신 서비스구역내의 동시 통화하는 가입자수량을 능동 안테나에서 감지하여, 능동안테나에 분산 부착된 HPA의 출력을 조정하는 이동통신 서비스용 능동안테나의 출력조정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은, 이동통신 서비스 구역내의 동시 통화하는 가입자 수량을 능동 안테나에서 감지하여, 능동 안테나의 HPA 출력을 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 이동통신 가입자 동시 통화 밀지지역의 이동에 따라 2방향으로 안테나 회전방향을 제어하여 서비스 구역을 확대할 수 있는 이동통신 서비스용 능동 안테나의 방향 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제 3목적은, 이동통신 서비스구역내의 동시 통화하는 가입자수량을 중계기에서 감지하여, 중계기에 부착된 HPA의 출력을 조정하는 이동통신 서비스용 중계기의 출력조정장치를 제공함이 있다.

본 발명의 제 4목적은, 이동통신 서비스 구역내의 동시 통화하는 가입자 수량을 중계기에서 감지하여, 중계기의 HPA 출력을 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 이동통신 가입자 동시 통화 밀집지역의 이동에 따라 2방향으로 안테나 회전방향을 제어하여 서비스 구역을 확대할 수 있는 이동통신 서비스용 중계기의 안테나 방향 제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 서비스용 능동 안테나에 고주파 출력 조정/방향 제어장치가 부착된 상태를 도시한 블록 회로도

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이동통신 서비스용 중계기에 고주파 출력 조정/방향제어장치가 부착된 상태를 도시한 블록 회로도

도 3a 내지 도 3d는 도 1의 능동 안테나에 고주파 출력 조정/방향 제어장치가 부착된 상태를 설명하기 위하여 안테나 각 부분을 상세하게 나타낸 도면으로서,

도 3a는 안테나의 정면도이고,

도 3b는 안테나의 배면도이고,

도 3c는 도 3b의 A-A'선 평단면도이고

도 3d는 도 3b의 B-B'선 평단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100A,100B : 중계기 200A, 200B : 능동 안테나 장치

101,110 : 광 트랜시버 102 : 송신 고주파(RF) 증폭기

103 : 수신 고주파(RF) 증폭기 104,201 : 다이플렉서

111,202,204a,204b : 분배기 114a,114b : 복사기

116,117,207,208 : 모터 123a,123b,214a,214b : HPA 제어기

115a,115b,206a,206b,209a,209b : 섹터 안테나

113a,113b,205a,205b : 고전력 증폭기(HPA)

120a,120b,211a,211b : 수신 저잡음 증폭기(LNA)

121a,121b,212a,212b : 방향성 결합기

119a,119b,122,210a,210b,213 : 합성기

112a,112b,203a,203b : HPA 출력 조정기

215 : 안테나 회전모터 제어 및 지시기

124a,124b,216a,216b : 모터 구동기

상기 본 발명의 제 1목적은, 중계기에서 오는 Cellula, PCS, IMT-2000...등의 이동통신 서비스신호를 α, β각 방향으로 분배하여 각 방향 섹터 안테나를 통해 서비스 구역내의 각 방향으로 전파복사하거나, 그 역방향 신호를 전파흡수하는 이동통신 서비스용 능동안테나 장치에 있어서, 이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여, 상기 동시 통화하는 가입자 수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사기에 분산 부착된 α방향 고전력 증폭기(αHPA) 또는 β방향 고전력 증폭기(βHPA)의 출력을 각각 제어하는 안테나 출력 제어수단을 포함하는, 이동통신 가입자 제어용 능동안테나의 출력조정장치의 실시예에 의해 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 제 2목적은, 상기 제 1목적을 달성하기 위해 구현된 실시예로부터, 상기 안테나 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사 지향성을 제어하는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하는, 이동통신 서비스용 능동 안테나의 방향 제어장치의 실시예에 의해 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 제 3목적은, 기지국으로부터 오는 Cellula, PCS, IMT-2000 등의 이동통신 중계신호를 α, β각 방향으로 분배 및 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)로 각각 증폭하여 능동 안테나의 각 방향 섹터 안테나를 통해 서비스 구역내의 각 방향에 전파복사하거나, 그 역방향 신호를 전파흡수하여 기지국으로 역전송하는 이동통신 서비스용 중계기에 있어서, 이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여, 상기 감지된 가입자 수량에 따라, 상기방향 고전력 증폭기(αHPA) 또는 β방향 고전력 증폭기(βHPA)의 출력을 각각 제어하는 중계기 출력 제어수단을 포함하는, 이동통신 서비스용 중계기의 출력 조정장치의 실시예에 의해 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 제 4목적은, 상기 제 2목적을 달성하기 위해 구현된 실시예로부터, 상기 중계기 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사 지향성을 제어하는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하는, 이동통신 중계기의 안테나 방향 제어장치의 실시예에 의해 달성될 수 있다.

특히, 상기 안테나 출력 제어수단이, 상기 각 방향 섹터 안테나의 수신 저잡음 증폭기와 섹터 합성기 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파를 상기 섹터 합성기로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기와, 상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기와, 상기 α, β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 능동안테나에 분산 부착된 각 방향 HPA의 출력을 조정하는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 제 1목적 및 제 2목적이 더욱 더 효율적으로 달성될 수 있을 것이다.

또한, 상기 중계기 출력 제어수단이, 상기 중계기의 각 방향 수신 저잡음 증폭기와 섹터 합성기 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파를 상기 섹터 합성기로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기와, 상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수를 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기와, 상기 α, β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 출력을 조정하는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기를 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 제 3목적 및 제 4목적이 더욱 더 효율적으로 달성될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 여러 목적들, 및 이들 목적을 이루기 위한 본 발명의 기술적인 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하에서의 본 발명은 이동통신 서비스용 중계기, 및 그 중계기에 α, β두 방향의 섹터 안테나를 구비한 능동안테나가 장착된 형태를 바람직한 실시예로서 제안한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시 될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 서비스용 능동 안테나에 고주파 출력 조정/방향 제어장치가 부착된 상태를 도시한 블록 회로도로서, 본 발명의 제 1실시예는, 기지국으로 연결되는 중계기(100A)와, 상기 중계기에 광케이블 또는 동축 케이블(10; 이하에서는 동축 케이블을 통해 연결된 경우를 예로 들어 설명함)을 통해 연결되는 능동 안테나장치(200A)를 포함하여 구성된다.

도 1을 참조하면, 상기 중계기(100A)는, 광트랜시버(101)와 송신 고주파(RF) 증폭기(102)와 수신 고주파(RF) 증폭기(103)와 다이플렉서(104)를 포함한다. 여기서 상기 중계기(100A)는 상기 능동 안테나의 송신단에서 직접 고주파 출력 조정이 가능하므로, 중계기 송신단에 고출력 증폭기 대신 저출력의 송신 고주파 증폭기(102)가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 능동 안테나장치(200A)는 상기 동축 케이블(10)을 통해 상기 중계기(100A)에 연결되기 위한 다이플렉서(201)와, 상기 다이플렉서(201)를 통해 들어오는 신호를 α, β두 방향 신호로 각각 분배하는 α, β분배기(202)와, 상기 다이플렉서(201)로 나가는 α, β두 방향 신호를 하나로 합성하는 α, β합성기(213)를 포함한다.

상기 능동 안테나 장치(200A)는 중계기로부터 들어와 이동 단말기로 나가는 상기 α, β방향 신호(이하에서는 순방향 신호라 칭함)를 α, β섹터 안테나에 분산된 다수의 복사기로 각각 분배하는 각각의 분배기(204a)(204b)와, α, β두 방향 신호를 각각 고출력 증폭하기 위해 상기 α, β섹터 안테나의 각 복사기에 분산 설치되는 다수의 α, β방향 고전력 증폭기(HPA)(205a)(205b)와, α, β두 방향에 지향특성을 갖는 α, β방향 송신용 섹터 안테나(206a)(206b)와, 상기 송신용 섹터 안테나 회전을 위한 동력을 제공하는 모터(207)를 포함한다.

상기 능동 안테나 장치(200A)는, 이동 단말기로부터 수신되어 중계기로 나가는 α, β두 방향 신호(이하에서는 역방향 신호라 칭함) 각각에 대하여,α, β두 방향에 지향특성을 갖는 α, β방향 수신용 섹터 안테나(209a)(209b)와, 상기 수신용 섹터 안테나 회전을 위한 동력을 제공하는 모터(208)와, 상기 수신용 섹터 안테나에 분산된 다수 복사기들로부터 흡수되는 α, β방향신호끼리 합성하기 위한 합성기(210a)(210b)와, 상기 α, β두 방향 신호를 각각 저잡음 증폭하는 α, β저잡음 증폭기(α-LNA,β-LNA)(211a)(211b)와, 이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여 상기 동시 통화하는 가입자 수량에 따라 각 방향 섹터 안테나의 복사기에 분산 부착된 α방향 고전력 증폭기(αHPA)(205a) 또는 β방향 고전력 증폭기(βHPA)(205b)의 출력을 각각 제어하는 안테나 출력 제어수단을 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 제 1목적을 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 능동안테나의 출력 조정장치가 구성된다.

여기서, 상기 안테나 출력 제어수단이, 상기 α, β분배기에서 분배된 α, β방향신호 각각에 대하여, 송신단 HPA의 출력을 각각 조정하는 α-HPA 출력 조정기(203a) 및 β-HPA 출력 조정기(203b)와, 상기 저잡음 증폭기를 통해 수신 및 증폭된 α, β역방향 신호를 α, β합성기(213)로 각각 직진 출력하거나 또는 각각의 측로 분기 출력을 발생시키는 방향성 결합기(212a)(212b)와, 상기 α, β역방향 신호 각각에 대하여, 상기 각 방향성 결합기의 측로 분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)(205a)(205b)의 이득 제어를 위한 제어신호를 발생시켜 상기 α, β-HPA 출력 조정기(203a)(203b)로 각각 전송하는 α, β-HPA 제어기(214a)(214b)를 포함하여 구현될 경우, 본 발명의 제 1목적을 더욱 더 효율적으로 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 능동안테나의 출력 조정장치의 바람직한 실시예가 구현된다.

또, 상기 능동 안테나 장치(200A)가, 상기 안테나 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사 지향성을 제어할 수 있는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 제 2목적을 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 능동안테나의 방향 제어장치가 구성된다.

여기서, 상기 안테나 방향 제어장치가, 상기 안테나 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라 해당 방향의 섹터 안테나 회전모터를 제어하기 위한 신호를 발생하고 그 상태를 표시하는 안테나 회전모터 제어 및 지시기(215)와, 상기 안테나 회전모터 제어 및 지시수단의 출력에 따라 상기 각 방향 섹터 안테나의 회전용 모터를 각각 구동시키는 복수의 모터 구동기(216a)(216b)를 포함하여 구현될 경우, 본 발명의 제 2목적을 더욱 더 효율적으로 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 능동안테나의 방향 제어장치의 바람직한 실시예가 구현된다. 특히 이들 능동 안테나의 각 구성요소에 있어서, 상기 본 발명의 제 1목적 및 제 2목적을 달성하기 위해 섹터 안테나에 탑재된 형태는 도 3a 내지 도 3d에 상세하게 예시되어 있다. 이들 도면에서 미설명된 부호 217a, 217b, 218a, 218b는 섹터 안테나의 지향특성을 결정하기 위한 반사판이며, 217c, 217d, 218c, 218d는 섹터 안테나에 장착되는 각 종 부품들을 보호하기 위한 부품 보호함이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 이동통신 서비스용 중계기에 고주파 출력 조정/방향 제어장치가 부착된 상태를 도시한 블록 회로도로서, 기지국으로부터 오는 Cellula, PCS, IMT-2000...등의 이동통신 중계신호를 각 방향으로 분배 및 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)로 각각 증폭하여 능동 안테나(200B)의 각 방향 섹터 안테나(115a)(115b)를 통해 서비스 구역내의 각 방향에 전파복사하거나, 그 역방향 신호를 전파흡수하여 기지국으로 역전송하는 이동통신 서비스용 중계기(100B)를 예시하고 있다.

상기 도 2를 참고하면, 본 발명에 의한 이동통신 서비스용 중계기(100B)는 이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여, 상기 감지된 가입자 수량에 따라, 상기 α방향 고전력 증폭기(α-HPA)(205a) 또는 β방향 고전력 증폭기(β-HPA)(205b)의 출력을 각각 제어하는 중계기 출력 제어수단을 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 제 3목적을 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 중계기의 출력 조정장치가 구성된다.

또한, 상기 이동통신 서비스용 중계기(100B)가, 상기 중계기 출력 제어수단에서 감지되는 각 방향의 가입자수량으로 동시통화 밀집지역을 판단하고, 해당 방향의 섹터 안테나에 대한 복사 지향성을 제어하여 안테나 출력을 최적 상태로 조정하는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하여 구성됨으로써, 본 발명의 제 4목적을 달성할 수 있는 이동통신 서비스용 중계기의 안테나 방향 제어장치가 구성된다.

여기서, 상기 중계기 출력 제어수단은, 상기 중계기의 각 방향 수신 저잡음 증폭기(120a)(120b)와 α, β합성기(122) 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파(역방향 신호)를 상기 α, β합성기(122)로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는, α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기(121a)(121b)와, 상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수를 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향의 고전력 증폭기(113a)(113b)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는, α, β방향 수신신호 각각에 대한 α, β-HPA 제어기(123a)(123b)와, 상기 α, β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 각 방향의 고전력 증폭기(113a)(113b)의 출력을 조정하는, α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기(112a)(112b)를 포함하여 구성되며, 상기 안테나 방향 조정수단을 위해, 다수 방향의 섹터를 갖는 방향감지 안테나(300)와, 상기 각 방향 HPA 제어기의 출력에 따라 상기 각 방향 섹터 안테나의 회전용 모터(116)(117)를 각각 구동시키는 복수의 모터 구동기(124a)(124b)를 포함한다. 그 외의 다른 구성은 상기 능동 안테나 장치의 경우와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 각 실시예에 의한 동작 및 그 동작에 의한 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 기지국으로부터 중계기(100A)에 들어오는 순방향 신호는 광 트랜시버(101)를 통과한 후, 기존 고출력 형태의 증폭기 대신에 사용된 저출력 형태의 송신 고주파(RF) 증폭기(102) 및 다이플렉서(104)를 통해, 그대로 능동 안테나장치(200A)로 전송된다. 이로써, 능동 안테나장치(200A)에서는 다이플렉서(201)를 거쳐 들어오는 신호를 α, β분배기(202)에서 각각 α, β방향으로 2분배하여 α방향 섹터 안테나(206a)로 복사할 신호와, β방향 섹터 안테나(206b)로 복사할 신호로 만들어 후단으로 전송하게 된다.

다음으로, 상기 α, β분배기(202)에서 분배된 α방향 신호는 α-HPA 제어기(214a)의 제어신호에 의해 제어되는 α-HPA 출력 조정기(203a)를 통과한 후, 다시 분배기(204a)에서 분배되고, 다수의 HPA(205a)들에서 다시 증폭 후 섹터 안테나(206a)로 전파 복사되며, 상기 α, β분배기(202)의 다른 출력은 β-HPA 제어기(214b)의 제어신호에 의해 제어되는 β-HPA 출력 조정기(203b)를 통과한 후, 다시 분배기(204b)에서 분배되고, 다수의 HPA(205b)들에서 다시 증폭 후 섹터 안테나(206b)로 전파 복사된다. 이로써, 각각의 섹터 안테나(206a)(206b)에 각각 분산 설치된 다수의 HPA들(205a)(205b)의 고주파 출력이 α-HPA 제어기(214a)와 α-HPA 출력 조정기(203a) 및 β-HPA 제어기(214b)와 β-HPA 출력 조정기(203b)에 의해,서비스 구역내의 동시 통화하는 가입자 수량에 따라 각각 조정되어 각각의 복사기들을 통해 전파복사되어 순방향 통신을 위한 이동 단말기로의 서비스를 가능하게 한다.

반대로, 이동 단말기에서 송신하는 α구역의 역방향 신호는 α방향의 섹터 안테나(209a)의 복사기들에서 흡수되고, 합성기(210a)로 합성 후 수신 저잡음 증폭기(211a)로 증폭되며, 이후 방향성 결합기(212a)를 거쳐서 직진성 출력은 α, β합성기(213)로 전송되고, 다른 측방향 출력은 α방향 HPA 제어기(214a)를 통해, HPA 출력 조정기(203a) 및 안테나 회전모터 제어 및 지시기(215)로 전송된다. 이때, 상기 α방향 HPA 제어기(214a)는 상기 방향성 결합기(212a)로부터 전송된 측방향 출력으로부터 그 전파의 세기(α방향 서비스 구역에서 동시 통화하는 가입자 수량에 수신 전파의 세기가 달라짐)에 따른 제어신호를 발생시켜, 상기 HPA 출력 조정기(203a)로는 고주파 출력 조정을 위한 제어신호를, 상기 안테나 회전모터 제어 및 지시기(215)로는 필요에 따라 안테나 회전모터를 제어하기 위한 모터 구동신호를 각각 전송한다. 따라서, 상기 HPA 출력 조정기(203a)에 전송된 신호에 의해, 상기 α방향의 섹터 안테나(206a)에 분산 설치된 HPA(205a)의 출력 조정이 가능하게 되며, 상기 안테나 회전모터 제어 및 지시기(215)에 전송된 신호에 의해, 모터 구동기(216a)를 통한 모터(207) 제어가 가능하게 된다.

그리고, 같은 방법으로 β구역 이동 단말기에서 송출하는 전파는 β방향의 섹터 안테나(209b)의 복사기들에서 흡수되고, 합성기(210b)로 합성 후 수신 저잡음 증폭기(211b)로 증폭되며, 이후 방향성 결합기(212b)를 거쳐서 직진성 출력은 α,β합성기(213)로 전송되어 상기 α방향신호와 같이 합성 후 다이플렉서(201)를 통해 중계기(100A)로 보내서 역방향 통신가능하게 한다. 이 경우도 상기와 마찬가지로, 다른 측방향 출력은 β방향 HPA 제어기(214b)를 통해 HPA 출력 조정기(203b) 및 안테나 회전모터 제어 및 지시기(215)로 각각 전송되어, 상기 β방향의 섹터 안테나(206b)에 분산 설치된 HPA(205b)의 출력 조정, 및 모터(207)(208)의 제어가 가능하게 된다.

도 2를 참조하면, 기지국으로부터 중계기(100B)에 들어오는 순방향 신호는 광 트랜시버(110)를 통과한 후, α, β분배기(111)에서 각각 α, β방향으로 2분배하여, 중계기(100B)에 설치된 능동안테나(200B)의 α방향 섹터 안테나(115a)로 복사할 신호와, β방향 섹터 안테나(115b)로 복사할 신호로 만들어 후단으로 전송하게 된다.

다음으로, 상기 α, β분배기(111)에서 분배된 α방향 신호는 α-HPA 제어기(123a)의 제어신호에 의해 제어되는 α-HPA 출력 조정기(112a)를 통과한 후, 고전력 증폭기(113a)에서 다시 증폭 후 섹터 안테나(115a)의 복사기(114a)를 통해 α방향으로 전파 복사되며, 상기 α, β분배기(111)의 다른 출력은 β-HPA 제어기(123b)의 제어신호에 의해 제어되는 β-HPA 출력 조정기(112b)를 통과한 후, 고전력 증폭기(113b)들에서 다시 증폭 후 섹터 안테나(115b)의 복사기(114b)를 통해 β방향으로 전파 복사된다.

반대로, 이동 단말기에서 송신하는 α구역의 역방향 신호는 α방향의 섹터 안테나(118a)의 복사기들에서 흡수되고, 합성기(119a)로 합성 후 수신 저잡음 증폭기(120a)로 증폭되며, 이후 방향성 결합기(121a)를 거쳐서, 그 직진성 출력은 α, β합성기(122)로 전송되고, 다른 측방향 출력은 α방향 HPA 제어기(123a)를 통해 HPA 출력 조정기(112a) 및 모터 구동기(124a)로 각각 전송된다. 여기서도 상기 도 1의 경우와 마찬가지로, 상기 α방향 HPA 제어기(123a)는 상기 방향성 결합기(121a)로부터 전송된 측방향 출력으로부터 그 전파의 세기에 따른 제어신호를 발생시켜, 상기 HPA 출력 조정기(112a)로는 고주파 출력 조정을 위한 제어신호를, 상기 모터 구동기(124a)로는 필요에 따라 안테나 회전모터를 제어하기 위한 모터 구동신호를 각각 전송한다. 따라서, 상기 HPA 출력 조정기(112a)에 전송된 신호에 의해, 상기 α방향의 HPA(113a) 및 α방향의 섹터 안테나(115a)의 출력 조정이 해당 서비스 구역 내의 동시통화하는 가입자 수량에 따라 가능하게 되며, 상기 모터 구동기(124a)에 전송된 신호에 의해, 모터(116) 제어가 가능하게 된다.

그리고, 같은 방법으로 β구역 이동 단말기에서 송출하는 역방향 신호는 β방향의 섹터 안테나(118b)의 복사기들에서 흡수되고, 합성기(119b)로 합성 후 수신 저잡음 증폭기(120b)로 증폭되며, 이후 방향성 결합기(121b)를 거쳐서, 그 직진성 출력은 α, β합성기(122)로 전송되어 상기 α방향신호와 같이 합성 후 광 트랜시버(110)를 통해 기지국으로 보내서 역방향 통신가능하게 한다. 이 경우도 상기와 마찬가지로, 다른 측방향 출력은 β방향 HPA 제어기(123b)를 통해 HPA 출력 조정기(112b)로 전송되어 HPA(113b)의 고전력 제어에 사용됨으로써, 섹터 안테나(115b)의 출력이 해당 서비스 구역 내의 동시통화하는 가입자 수량에 따라 조정 가능하게 된다.

한편, 방향감지 안테나(300)를 통해 수신된 전파는 곧바로 α,β방향 HPA 제어기(123a)(123b)에 각각 입력됨으로써, 상기의 경우와 마찬가지로 상기 HPA 출력 조정기(112a)(112b)를 통해, 상기 α,β방향의 HPA(113a)(113b) 및 α,β방향의 섹터 안테나(115a)(115b)의 출력 조정이 가능하게 되며, 모터 구동기(124a)(124b)를 통한 모터(116)(117) 제어가 해당 서비스 구역 내의 동시통화하는 가입자 수량에 따라 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 동시통화하는 가입자 수량에 따라 고주파 출력을 조정할 수 있게 되므로, 타구역으로의 전파간섭을 줄일 수 있으며, 따라서, 통신효율을 효과적으로 높일 수 있는 이점이 있으며, 또한 방향감지 지향성 안테나로 감지하여 α, β 방향의 가입자 수량에 따라 안테나 복사 지향성도 회전가능하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims

중계기에서 오는 Cellula, PCS, IMT-2000...등의 이동통신 서비스신호를 α, β각 방향으로 분배하여 각 방향 섹터 안테나를 통해 서비스 구역내의 각 방향으로 전파복사하거나, 그 역방향 신호를 전파흡수하는 이동통신 서비스용 능동안테나 장치에 있어서,

이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여, 상기 동시 통화하는 가입자 수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사기에 분산 부착된 α방향 고전력 증폭기(αHPA) 또는 β방향 고전력 증폭기(βHPA)의 출력을 각각 제어하는 안테나 출력 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 능동 안테나의 출력조정장치.
제 1항에 있어서, 상기 안테나 출력 제어수단은,

상기 각 방향 섹터 안테나의 수신 저잡음 증폭기와 섹터 합성기 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파를 상기 섹터 합성기로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기와;

상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(HPA)(HPA)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기와;

상기 α,β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 능동안테나에 분산 부착된 각 방향 HPA의 출력을 조정하는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 능동 안테나의 출력조정장치.
제 1항에 있어서,

상기 안테나 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라, 각 방향 섹터 안테나의 복사 지향성을 제어하는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 능동 안테나의 방향제어장치.
제 3항에 있어서, 상기 안테나 방향 조정수단은,

상기 안테나 출력 제어수단에서 감지된 각 방향의 가입자수량에 따라 해당 방향의 섹터 안테나 회전모터를 제어하기 위한 신호를 발생하고 그 상태를 표시하는 안테나 회전모터 제어 및 지시수단과;

상기 안테나 회전모터 제어 및 지시수단의 출력에 따라 상기 각 방향 섹터 안테나의 회전용 모터를 각각 구동시키는 복수의 모터 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 능동 안테나의 방향제어장치.
기지국으로부터 오는 Cellula, PCS, IMT-2000 등의 이동통신 중계신호를 α,β각 방향으로 분배 및 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)로 각각 증폭하여 능동 안테나의 각 방향 섹터 안테나를 통해 서비스 구역내의 각 방향에 전파복사하거나, 그 역방향 신호를 전파흡수하여 기지국으로 역전송하는 이동통신 서비스용 중계기에 있어서,

이동통신 서비스구역내의 상기 각 방향에서 동시 통화하는 가입자수량을 감지하여, 상기 감지된 가입자 수량에 따라, 상기 α방향 고전력 증폭기(αHPA) 또는 β방향 고전력 증폭기(βHPA)의 출력을 각각 제어하는 중계기 출력 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 중계기의 출력조정장치.
제 5항에 있어서, 상기 중계기 출력 제어수단은,

상기 중계기의 각 방향 수신 저잡음 증폭기와 섹터 합성기 사이에 각각 연결되어, 상기 수신 저잡음 증폭기를 통해 증폭된 흡수전파를 상기 섹터 합성기로 직진 출력하거나 측로 분기 출력을 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 방향성 결합기와;

상기 각 방향성 결합기의 측로분기 출력으로부터 각 방향의 이동통신 서비스구역내에서 동시 통화하는 가입자수를 감지하고, 그 감지결과에 따라 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 이득 제어를 위한 제어신호를 각각 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기와;

상기 α, β방향의 HPA 제어기에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어, 상기 각 방향 고전력 증폭기(αHPA)(βHPA)의 출력을 조정하는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 출력 조정기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 중계기의 출력조정장치.
제 5항에 있어서,

상기 안테나 출력 제어수단에서 감지되는 각 방향의 가입자수량으로 동시통화 밀집지역을 판단하고, 해당 방향의 섹터 안테나에 대한 복사 지향성을 제어하여 안테나 출력을 최적 상태로 조정하는 안테나 방향 조정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 중계기 안테나의 방향제어장치.
제 7항에 있어서, 상기 안테나 방향 조정수단은,

다수 방향의 섹터를 갖는 방향감지 안테나와;

상기 방향감지 안테나를 통해 각 방향에서 전달되는 전파를 수신하여 가장 큰 신호를 가진 방향에 해당하는 섹터 안테나를 최적의 출력으로 만들도록 모터 제어신호를 발생시키는 α, β방향 수신신호 각각에 대한 HPA 제어기와;

상기 각 방향 HPA 제어기의 출력에 따라 상기 각 방향 섹터 안테나의 회전용 모터를 각각 구동시키는 복수의 모터 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 서비스용 중계기 안테나의 방향제어장치.