KR20030094467A - Circularly polarization antenna having diversity function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동 통신 시스템의 원편파 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 경로 페이딩 영향이 심한 지역에서 신호의 전송을 효율적으로 수행하기 위한 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a circularly polarized antenna of a mobile communication system, and more particularly, to a circularly polarized antenna having a diversity function for efficiently performing signal transmission in an area with high multipath fading effects.
현대 사회에서 이동 전화 단말기는 생활의 필수품이 되어 있을 정도로 널리 보급되어 있어, 우리나라 인구 2명 가운데 1명, 1가구 당 1대 이상으로 이동 전화가 보급되어 있을 정도이다.In today's society, mobile telephone terminals have become so popular that they are a necessity of life, so that one out of two people in Korea and more than one in every household have spread.
이와 같이, 국내 이동 전화 가입자가 기하 급수적으로 늘고 있는 이유는 휴대가 간편하고, 이동 중에도 통화가 가능하기 때문이다. 그렇지만 이 편리한 이동 전화를 이용하여 통신하기 위해서는 개개의 이용자에게 전선이나 광케이블로 연결하는 유선 전화처럼 이동 통신 시스템도 여기저기 흩어져 있는 가입자들이 서로 통화를 할 수 있도록 서로를 연결시켜 주는 무선망(network)이 필요하다.As such, the reason why the number of domestic mobile phone subscribers is increasing exponentially is because it is easy to carry and calls can be made while on the move. However, in order to communicate using this convenient mobile phone, a mobile communication system connects each other so that subscribers who are scattered about each other can talk to each other like a wired phone that connects to individual users by wire or optical cable. This is necessary.
무선망 설계시 중요한 요소 중의 하나가 기지국이고, 기본적으로 통화 영역을 넓히기 위해서는 수많은 기지국을 세워야 한다.One of the important factors in wireless network design is the base station, and basically, in order to expand the communication area, many base stations must be established.
이동 통신은 유선 통신과 달리 대기를 통해 신호가 전파되므로, 이동 전화가입자의 단말기 안테나를 통해 방사된 신호는 대기를 통해 전파해 가면서 빌딩, 주택 등의 건물과 산, 강등의 지형적인 장애물 등에 의해 신호의 감쇠가 발생한다.Unlike wired communication, since mobile signals propagate through the air, signals emitted through the terminal antenna of mobile subscribers propagate through the air, and are signaled by buildings, houses, and other geographic obstacles such as buildings and mountains. Attenuation occurs.
또한, 상기한 장애물 등에 의해 반사 및 회절 되어진 신호는 하나의 경로를 통해 전파되는 것이 아니라 여러 경로를 통해 전파된다.In addition, the signal reflected and diffracted by the obstacle or the like does not propagate through one path, but propagates through several paths.
그러므로, 기지국은 이동 전화 단말기를 이용한 사용자간의 통화를 위해서는 다중 경로를 통해 수신되는 신호를 모두 수신해야 한다.Therefore, the base station must receive all signals received through multiple paths for the call between users using the mobile phone terminal.
즉, 기지국은 서로 다른 감쇠와 경로를 가지는 신호는 수신하는데, 수신된 신호의 진폭이 커졌다 작아졌다하는 현상이 발생된다. 이러한, 현상을 다중 경로 페이딩(multi-path fading)이라 한다.That is, the base station receives signals having different attenuation and paths, but the phenomenon that the amplitude of the received signal increases and decreases. This phenomenon is called multi-path fading.
상기한 다중 경로 페이딩 현상을 경감시키기 위하여 기지국 단에서 다이버시티 기법을 사용하고 있다.In order to alleviate the multipath fading phenomenon, a diversity scheme is used at the base station.
다이버시티 기법의 기본 개념은 수신단에서 2개의 수신 안테나를 이용하는 것이다.The basic concept of the diversity scheme is to use two receive antennas at the receiving end.
즉, 두 개의 수신 안테나가 서로 다른 경로를 가지는 두 개의 신호를 각각 수신하면, 한쪽 수신 안테나에 수신되는 신호에 깊은 페이딩 현상이 발생하더라도 다른 한쪽 수신 안테나에 수신되는 신호는 작은 페이딩 현상이 발생되므로, 적은 페이딩 신호를 선택하여 재생하면 좋은 질의 통화를 제공하게 된다.That is, when two receiving antennas respectively receive two signals having different paths, even if a deep fading phenomenon occurs in a signal received by one receiving antenna, the signal received by the other receiving antenna generates a small fading phenomenon. Selecting and playing back a few fading signals will provide a good quality call.
종래 기술에 따른 다이버시티 기법을 이용한 이동 통신 시스템을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.A mobile communication system using a diversity technique according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 수직 편파 안테나를 이용한 이동 통신 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a mobile communication system using a vertical polarization antenna according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템은 일정 거리 이격되어 구성된 제1 수직 편파 안테나(100) 및 제2 수직 편파 안테나(110)를 통해 이동 통신 단말기(도시되지 않음)로부터 신호를 수신한다.As shown in FIG. 1, the mobile communication system according to the related art uses a signal from a mobile communication terminal (not shown) through a first vertical polarization antenna 100 and a second vertical polarization antenna 110 configured to be spaced apart by a predetermined distance. Receive
이때, 제1 및 제2 수직 편파 안테나(100,110)는 10λ이격되어 구성된다.In this case, the first and second vertical polarization antennas 100 and 110 are spaced apart by 10λ.
제1 및 제2 수직 편파 안테나(100,110)에 의해 수신된 신호는 기지국 신호 처리부(120)로 입력된다.The signals received by the first and second vertically polarized antennas 100 and 110 are input to the base station signal processor 120.
여기서, 공간적으로 떨어진 제1 수직 편파 안테나(100) 및 제2 수직 편파 안테나(110)가 캐리어 주파수 파장의 10λ정도의 차이에서는 이동 통신 단말기에서 전송한 동일 신호를 서로 독립적으로 수신할 수 있다는 공간 다이버시티 기술을 이용한다.Here, the spatial divers that the first vertical polarization antenna 100 and the second vertical polarization antenna 110 spaced apart from each other may independently receive the same signal transmitted from the mobile communication terminal at a difference of about 10λ of the carrier frequency wavelength. Use city technology.
즉, 기지국 신호 처리부(120)는 제1 수직 편파 안테나(100) 및 제2 수직 편파 안테나(110)에 의해 이동 통신 단말기로부터의 전송되는 신호를 서로 충분히 떨이진 두 지점에서 수신함에 따라 수신 전계 강도의 페이딩 상태가 서로 독립적인 신호를 수신 및 신호 처리함으로써 페이딩의 영향을 경감할 수 있다.That is, the base station signal processing unit 120 receives the signal transmitted from the mobile communication terminal by the first vertical polarization antenna 100 and the second vertical polarization antenna 110 at two points sufficiently separated from each other. The effect of fading can be reduced by receiving and signal processing signals whose fading states are independent of each other.
이때, 공간 다이버시티 기술은 역방향에서 약 3 내지 5dB의 다이버시티 이득을 얻는다.At this time, the spatial diversity technique obtains a diversity gain of about 3 to 5 dB in the reverse direction.
도 2는 종래 기술에 따른 이중 편파 안테나를 이용한 이동 통신 시스템을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a mobile communication system using a dual polarized antenna according to the prior art.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 기지국은 서로 다른 편파를 갖는 신호를수신하기 위한 이중 편파 안테나(200)를 구비한다.Referring to FIG. 2, a base station according to the related art includes a dual polarized antenna 200 for receiving signals having different polarizations.
여기서, 이중 편파 안테나(200)는 수직 방향으로부터 각각 좌우로 45°의 편파 특성을 가지는 안테나이다.Here, the dual polarized antennas 200 are antennas having a polarization characteristic of 45 ° from side to side in the vertical direction.
이동 통신 단말기(도시되지 않음)로부터 송신되는 신호의 편파는 건물과 장애물 등에 의해 반사 또는 회절 되면서 그 편파 특성이 변하게 되며, 다중 경로를 가지는 신호마다 서로 다른 편파를 가진다.Polarization of a signal transmitted from a mobile communication terminal (not shown) is reflected or diffracted by a building, an obstacle, or the like, and the polarization characteristic thereof is changed, and signals having multiple paths have different polarizations.
이때, 이중 편파 안테나(200)는 페이딩 특성이 독립적인 2개의 신호 즉, 이동 통신 단말기로부터 수직 편파 신호를 송신할 경우, 확률적으로 수직 방향으로부터 좌우로 45°기운 편파 신호를 수신한다.In this case, when the dual polarized antenna 200 transmits two signals having independent fading characteristics, that is, a vertical polarized signal from the mobile communication terminal, the dual polarized antenna 200 has a probability of receiving a polarized signal 45 ° left and right from the vertical direction.
여기서, 이중 편파 안테나(200)에 수신되는 좌우로 45°기운 편파 신호는 서로 상관도가 가장 낮은 신호이다.Here, the polarized signals 45 ° tilted to the left and right received by the dual polarized antenna 200 are signals having the lowest correlation with each other.
이와 같이, 기지국 신호 처리부(210)는 이중 편파 안테나(200)를 이용하여 서로 상관도가 가장 낮은 45°기운 편파 신호를 수신한 후 두 신호를 합성함에 따라 다중 경로 페이딩이 적은 신호를 얻을 수 있다.As such, the base station signal processing unit 210 may receive a signal having low multipath fading by combining the two signals after receiving the 45 ° tilted polarization signal having the lowest correlation with each other using the dual polarization antenna 200. .
도심과 같은 복잡한 지형 지물이 있는 지역에서 이동 통신 서비스가 이루어지는 경우, 기지국으로부터 이동 통신 단말기로 전송되는 신호는 페이딩에 의해서 그 신호의 세기가 현격하게 감소된다.When a mobile communication service is performed in an area having a complex feature such as a city center, the signal transmitted from the base station to the mobile terminal is significantly reduced in strength due to fading.
페이딩에 의해서 신호의 세기가 작아지는 요인 중의 하나는 건물 등에 의한 반사로 인하여 전파의 편파면이 변동하는 것인데, 이로 인해 신호의 세기가 작아진다.One of the factors that reduces the signal strength due to fading is that the polarization plane of the radio wave is changed due to reflection by a building or the like, which causes the signal strength to decrease.
즉, 기지국에서 전송되는 수직 편파 신호는 건물 등에 의한 1차 반사에 의해 편파면이 원편파 또는 타원 편파로 바뀌게 되면서 최소한 3dB 이상의 편파 손실이 발생한다.That is, the vertically polarized signal transmitted from the base station changes the polarized plane into a circular or elliptical polarization by primary reflection by a building, etc., and thus generates a polarization loss of at least 3 dB.
또한, 다중 경로 페이딩이 심한 경우에는 편파면 변동에 의한 손실이 최소 8dB 내지 16dB 이상이 된다.In addition, when the multipath fading is severe, the loss due to the polarization variation is at least 8 dB to 16 dB or more.
상기한 바와 같이, 수직 편파 안테나 또는 이중 편파 안테나를 이용하는 경우 편파면 변동에 의해 발생하는 손실에 의해 이동 단말기는 수신 레벨이 열화되고, 기지국으로 더 많은 전력을 송출해야 하므로, 더 많은 배터리가 소모된다.As described above, when the vertical polarization antenna or the dual polarization antenna is used, the mobile terminal deteriorates the reception level due to the loss caused by the polarization plane variation, and thus requires more power to be sent to the base station, which consumes more battery. .
따라서, 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템에서 이동 통신 단말기가 더 많은 배터리를 소모해야 함에 따라 이동 통신 가입자의 최대 통화 가능시간이 줄어들어, 이동 통신 가입자의 불만이 증가하는 문제점이 있다.Therefore, in the mobile communication system according to the prior art, as the mobile communication terminal needs to consume more battery, the maximum callable time of the mobile communication subscriber is reduced, which causes a problem of increasing the dissatisfaction of the mobile communication subscriber.
또한, 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템은 이동 통신 단말기의 수신 레벨을 증가시키기 위하여 기지국은 송신 전력을 증가시켜야 하는 문제점도 있다.In addition, the conventional mobile communication system also has a problem that the base station has to increase the transmission power in order to increase the reception level of the mobile communication terminal.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 서로 다른 수신 경로를 가지는 원편파 신호를 송수신하기 위한 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a circularly polarized antenna having a diversity function for transmitting and receiving circularly polarized signals having different reception paths.
도 1은 종래 기술에 따른 수직 편파 안테나를 이용한 이동 통신 시스템을 나타낸 도면.1 is a view showing a mobile communication system using a vertical polarization antenna according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 이중 편파 안테나를 이용한 이동 통신 시스템을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a mobile communication system using a dual polarized antenna according to the prior art.
도 3은 전파의 극성에 따른 전기장의 방향 및 전파 진행 방향을 나타낸 도면.3 is a view showing the direction of the electric field and the propagation propagation direction according to the polarity of the radio waves.
도 4는 원편파 극성의 두 전기장 극성을 나타낸 도면.4 shows two electric field polarities of circular polarization polarity.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나를 개략적으로 나타낸 도면.5 is a schematic view of a circularly polarized antenna having a diversity function according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나의 개략적 구성도.6 is a schematic structural diagram of a circularly polarized antenna having a diversity function according to a second embodiment of the present invention;
<주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code for the main part>
500 : 반사판510 : 제1 원편파 소자500: reflector plate 510: first circularly polarized element
520 : 제2 원편파 소자530 : 원편파 안테나520: second polarization element 530: circular polarization antenna
540 : 기지국 신호 처리부540: base station signal processing unit
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반사판, 반사판의 수직면상에서 0°를 이루는 제1 다이폴 및 반사판의 수직 면상에서 90°를 이루는 제2 다이폴에 의해 구성되는 제1 원편파 소자, 반사판의 수직면상에서 0°를 이루는 제3 다이폴 및 반사판의 수직면상에서 90°를 이루는 제4 다이폴에 의해 구성되고, 제3 다이폴 및 제4 다이폴은 제1 다이폴 및 제2 다이폴에 대하여 45°위상차를 갖도록 구성되는 제2 원편파 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나를 제공함에 그 특징이 있다.The present invention for achieving the above object is a first circular polarization element constituted by a reflecting plate, a first dipole making 0 ° on the vertical plane of the reflecting plate, and a second dipole making 90 ° on the vertical plane of the reflecting plate, on the vertical plane of the reflecting plate. A third dipole that is 0 ° and a fourth dipole that is 90 ° on the vertical plane of the reflector, and the third and fourth dipoles are configured to have a 45 ° phase difference with respect to the first and second dipoles. It is a feature to provide a circularly polarized antenna having a diversity function, characterized in that it comprises a circularly polarized element.
여기서, 제1 원편파 소자는 반사판 상에서 복수개가 수직으로 일렬 배열되고, 제2 원편파 소자는 반사판 상에서 제1 원편파 소자와 대응되도록 복수개가 수직으로 일렬 배열된다.Here, the plurality of first circularly polarized elements are arranged vertically in a row on the reflection plate, and the plurality of second circularly polarized elements are arranged in the vertical line so as to correspond to the first circularly polarized elements on the reflection plate.
본 발명의 다른 특징은 이동 통신 단말기로 신호를 전송하거나 또는 수신하는 원편파 안테나에 있어서, 제1 반사판의 수직면상에서 0°를 이루는 제1 다이폴 및 제1 반사판의 수직면상에서 90°를 이루는 제2 다이폴에 의해 구성되는 제1 원편파 소자를 갖는 제1 원편파 안테나, 제2 반사판의 수직면상에서 0°를 이루는 제3 다이폴 및 제2 반사판의 수직면상에서 90°를 이루는 제4 다이폴에 의해 구성되는 제2 원편파 소자를 갖고, 제1 원편파 안테나와 적어도 8λ이상의 일정 거리 이격되어 설치되는 제2 원편파 안테나를 포함하여 구성되는 특징으로 하는 다이버시티 기능을 갖는 안테나 시스템을 제공함에 있다.According to another aspect of the present invention, in a circular polarization antenna for transmitting or receiving a signal to a mobile communication terminal, a first dipole of 0 ° on a vertical plane of the first reflector and a second dipole of 90 ° on a vertical plane of the first reflector A first circularly polarized antenna having a first circularly polarized element constituted by a second third pole formed by 0 ° on the vertical plane of the second reflector and a fourth dipole made by 90 ° on the vertical plane of the second reflector. The present invention provides an antenna system having a diversity function, comprising a circularly polarized element, and comprising a second circularly polarized antenna spaced apart from the first circularly polarized antenna by a predetermined distance of at least 8λ.
여기서, 제1 원편파 소자는 제1 반사판 상에서 복수개가 수직으로 일렬 배열되고, 제2 원편파 소자는 제2 반사판 상에서 복수개가 수직으로 일렬 배열된다.Here, the plurality of first circularly polarized elements are arranged in a vertical line on the first reflecting plate, and the plurality of second circularly polarized elements are arranged in a vertical line on the second reflecting plate.
이하, 본 발명에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a circular polarization antenna having a diversity function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 선형 안테나를 사용하는 이동 통신 단말기는 선형 편파 신호에 비해 원편파 신호를 수신할 확률이 높다.First, a mobile communication terminal using a linear antenna has a higher probability of receiving a circularly polarized signal than a linearly polarized signal.
이에 대한 이유를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The reason for this will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as follows.
도 3은 전파의 극성에 따른 전기장의 방향 및 전파 진행 방향을 나타낸 도면이고, 도 4는 원편파 극성의 두 전기장 극성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the direction of the electric field and the direction of propagation according to the polarity of the radio wave, Figure 4 is a view showing the two electric field polarity of the circularly polarized polarity.
도 3에 도시된 바와 같이, 선형 편파는 전파의 진행 방향과 수직으로 전기장이 형성되며, 원편파는 시간의 흐름에 따라 전파의 진행방향에서 보았을 때 전기장이 좌 또는 우 방향으로 회전하는 좌선 원편파 및 우선 원편파가 형성된다.As shown in FIG. 3, the linearly polarized wave has an electric field formed perpendicular to the propagation direction of the radio wave, and the circularly polarized wave has a left circular circular polarization in which the electric field rotates in the left or right direction when viewed in the propagation direction of the radio wave over time. And circular polarization is first formed.
전파는 대기중으로 전파된 후 여러 경로를 거치고, 건물 또는 나무 등과 같은 여러 장애물에 부딪히면서 극성의 방향이 바뀌게 된다.Radio waves propagate into the atmosphere, and then travel through various paths and encounter polarity, such as buildings or trees, to reverse polarity.
이때, 전파의 세기를 가장 높게 얻기 위해서는 전파를 수신하는 안테나의 극성이 전파의 극성과 일치하는 것이 바람직하다.At this time, in order to obtain the highest intensity of the radio wave, it is preferable that the polarity of the antenna receiving the radio wave matches the polarity of the radio wave.
일반적으로 이동 통신 단말기는 선형 안테나를 사용하고 있는데, 만약 전파의 극성과 이동 통신 단말기 안테나의 극성이 일치하는 경우, 모든 전파를 수신할 수 있으나, 여러 경로 및 장애물에 부딪힌 전파의 극성은 이동 통신 단말기의 극성과 항상 일치하지 않는다.In general, a mobile terminal uses a linear antenna. If the polarity of the radio wave and the polarity of the antenna of the mobile terminal coincide, all the radio waves can be received. However, the polarity of the radio wave impacted by various paths and obstacles is determined by the mobile terminal. Does not always match the polarity of
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 원편파의 전기장은 두 개의 성분으로 이루어지고, 이 두 성분은 항상 수직을 이루며, 극성은 원을 중심으로 한 모든 방향으로 가능하게 된다.In addition, as shown in Fig. 4, the electric field of the circular polarization is composed of two components, and these two components are always vertical, and the polarity is possible in all directions about the circle.
가시 거리에서 선형 편파는 이동 통신 단말기의 안테나 극성이 서로 일치하여 모든 전파의 세기를 수신가능하나, 원편파는 두 성분 중 이동 통신 단말기의 안테나 극성과 일치하는 성분만 수신하여 선형 편파에 비해 그 세기가 반으로 줄어든다.In the visible distance, the linear polarization can receive the strength of all radio waves because the antenna polarities of the mobile communication terminals match each other. Is cut in half.
그러나, 원편파는 두가지 성분으로 이루어져 있으므로, 건물 또는 나무 등의 장애물 등에 의해 따른 반사 및 산란에 의해 극성이 변하더라도 이동 통신 단말기의 안테나는 선형 편파에 비해 같은 극성을 수신할 확률이 높아 수신 세기가 선형 편파보다 양호하다.However, since the circular polarization is composed of two components, even if the polarity is changed by reflection and scattering due to obstacles such as buildings or trees, the antenna of the mobile communication terminal has a high probability of receiving the same polarity as compared to the linear polarization. Better than linear polarization.
그러므로, 장애물이 많은 도심지역에서는 원편파를 이용한 이동 통신 서비스가 보다 효율적이다.Therefore, mobile communication service using circular polarization is more efficient in urban areas with many obstacles.
상기한 이유에 의해 다중 경로 페이딩이 발생하기 쉬운 도심지 등에서는 이동 통신 시스템에서 원편파 안테나를 이용하는 것이 보다 효율적이다.It is more efficient to use a circularly polarized antenna in a mobile communication system in urban areas where multipath fading is likely to occur due to the above reasons.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나를 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram schematically illustrating a circularly polarized antenna having a diversity function according to a first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이동 통신 시스템은 반사판(500), 제1 원편파 소자(510)와 제2 원편파 소자(520)를 갖는 원편파 안테나(530) 및 기지국 신호 처리부(540)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the mobile communication system according to the present invention includes a circular polarization antenna 530 having a reflector plate 500, a first circular polarization element 510, and a second circular polarization element 520, and a base station signal processor 540. ).
제1 원편파 소자(510)는 반사판(500)의 수직면상에서 0°를 이루는 다이폴과90°를 이루는 다이폴에 의해 구성된다. 또한, 제2 원편파 소자(520)는 제1 원편파 소자(510)와 45°의 위상차를 갖고, 반사판(500)의 수직면상에서 0°를 이루는 다이폴과 90°를 이루는 다이폴에 의해 구성된다.The first circularly polarized element 510 is constituted by a dipole forming 90 ° and a dipole forming 0 ° on a vertical plane of the reflecting plate 500. In addition, the second circularly polarized element 520 has a phase difference of 45 ° with the first circularly polarized element 510 and is constituted by a dipole which is 90 ° with a dipole which is 0 ° on a vertical plane of the reflector 500.
여기서, 제1 원편파 소자(510) 및 제2 원편파 소자(520)는 쌍으로 구성된다.Here, the first circular polarization element 510 and the second circular polarization element 520 are configured in pairs.
즉, 제1 원편파 소자(510)가 우선 원편파 신호를 송수신하는 경우, 제2 원편파 소자(520)는 좌선 원편파 신호를 송수신하고, 제1 원편파 소자(510)가 좌선 원편파 신호를 송수신하는 경우, 제2 원편파 소자(520)는 우선 원편파 신호를 송수신한다.That is, when the first circular polarization element 510 first transmits and receives a circular polarization signal, the second circular polarization element 520 transmits and receives a left circular polarization signal, and the first circular polarization element 510 transmits a left circular polarization signal. When transmitting and receiving, the second circularly polarized element 520 first transmits and receives the circularly polarized signal.
본 발명에 따른 원편파 안테나(530)는 수직으로 일렬 배열되는 복수개의 제1 원편파 소자를 가지고, 제1 원편파 소자(510)와 쌍을 이루는 위치에 수직으로 일렬 배열되는 복수개의 제2 원편파 소자를 갖도록 구성된다.The circularly polarized antenna 530 according to the present invention has a plurality of first circularly polarized elements arranged vertically in a row, and a plurality of second circles arranged in a vertical line at a position paired with the first circularly polarized element 510. It is configured to have a polarization element.
제1 원편파 소자(510) 및 제2 원편파 소자(520)는 이동 통신 단말기(도시되지 않음)로부터 수신된 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호를 서로 다른 수신 경로를 가지는 신호로 변환하여 기지국 신호 처리부(540)로 출력하도록 구성된다.The first circular polarization element 510 and the second circular polarization element 520 convert a left line circular polarization signal and a first circular polarization signal received from a mobile communication terminal (not shown) into signals having different reception paths. It is configured to output to the signal processor 540.
또한, 본 발명에 따른 원편파 안테나(530)는 제1 원편파 소자(510) 및 제2 원편파 소자(520)에 의해 서로 다른 수신 경로를 가지는 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호를 이동 통신 단말기로 전송하도록 구성된다.In addition, the circular polarization antenna 530 according to the present invention is a mobile communication of the left circular polarization signal and the preferential circular polarization signal having different reception paths by the first circular polarization element 510 and the second circular polarization element 520. Configured to transmit to the terminal.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the circularly polarized antenna having the diversity function according to the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 원편파 안테나(530)는 이동 통신 단말기로부터 신호를 수신한다.First, the circularly polarized antenna 530 receives a signal from a mobile communication terminal.
이때, 이동 통신 단말기로부터 전송되어 원편파 안테나(530)에 수신되는 신호는 도심의 건물 등의 장애물 등에 의한 반사에 의해 변환된 우선 원편파 신호 및 좌선 원편파 신호를 포함한다.In this case, the signal transmitted from the mobile communication terminal and received by the circular polarization antenna 530 includes a first circular polarization signal and a left circular polarization signal converted by reflection by an obstacle such as a city building.
원편파 안테나(530)의 제1 원편파 소자(510)는 우선 원편파 신호(또는 좌선 원편파 신호)를 수신하고, 제2 원편파 소자(520)는 좌선 원편파 신호(또는 우선 원편파 신호)를 수신한다.The first circular polarization element 510 of the circular polarization antenna 530 first receives a circular polarization signal (or left line circular polarization signal), and the second circular polarization element 520 receives a left line circular polarization signal (or first circular polarization signal). ).
이어, 제1 원편파 소자(510)는 수신된 우선 원편파 신호(또는 좌선 원편파 신호)를 기지국 신호 처리부(540)로 출력하고, 제2 원편파 소자(520)는 수신된 좌선 원편파 신호(또는 우선 원편파 신호)를 기지국 신호 처리부(540)로 출력한다.Subsequently, the first circular polarization element 510 outputs the received first circular polarization signal (or left circular polarization signal) to the base station signal processor 540, and the second circular polarization element 520 receives the received left circular polarization signal. (Or first, the circularly polarized signal) is output to the base station signal processing unit 540.
여기서, 제1 원편파 소자(510)와 제2 원편파 소자(520)는 45°의 위상차를 갖도록 구성됨에 따라, 기지국 신호 처리부(540)로 입력되는 우선 원편파 신호와 좌선 원편파 신호는 서로 다른 수신 경로를 거치게 되어 시간적으로 서로 독립적인 신호이다.Here, since the first circular polarization element 510 and the second circular polarization element 520 are configured to have a phase difference of 45 °, the first circular polarization signal and the left circular polarization signal input to the base station signal processor 540 are mutually different. It is a signal independent of each other in time through different receiving paths.
기지국 신호 처리부(540)는 시간적으로 서로 독립적인 우선 원편파 신호 및 좌선 원편파 신호를 결합함에 따라 다이버시티 이득을 얻게 된다.The base station signal processor 540 obtains a diversity gain by combining the first circular polarization signal and the left circular polarization signal that are independent of each other in time.
한편, 원편파 안테나(530)는 기지국 신호 처리부(540)로부터 이동 통신 단말기로 전송하기 위한 신호를 입력받는다.On the other hand, the circularly polarized antenna 530 receives a signal for transmission from the base station signal processor 540 to the mobile communication terminal.
원편파 안테나(530)는 기지국 신호 처리부(540)로부터 입력된 신호를 제1 원편파 소자(510) 및 제2 원편파 소자(520)에 의해 서로 다른 수신 경로를 가지는 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호로 변환하여 이동 통신 단말기로 전송한다.The circularly polarized antenna 530 receives a signal input from the base station signal processor 540 by the first circularly polarized element 510 and the second circularly polarized element 520, and has a left line circularly polarized signal having a different reception path and a preferred circle. The signal is converted into a polarized signal and transmitted to the mobile communication terminal.
여기서, 이동 통신 단말기는 서로 다른 전송 경로를 가짐에 따라 서로 시간적으로 독립적인 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호를 내부의 레이크 수신기(도시되지 않음)를 통해 구분 복조함에 따라 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.Here, the mobile communication terminal can obtain diversity gain by separately demodulating the left line circular polarization signal and the first circular polarization signal that are independent of each other in time as they have different transmission paths through an internal rake receiver (not shown). have.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나는 기지국의 신호 처리부에 연결되는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 기지국과 이동 통신 단말기간의 무선 신호를 중계하는 중계기에 구성할 수 있음은 자명하다.As described above, the circular polarization antenna having the diversity function according to the first embodiment of the present invention has been described taking an example of a configuration connected to a signal processing unit of a base station, but a repeater for relaying a radio signal between the base station and the mobile communication terminal. It is obvious that it can be configured.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나의 개략적 구성도이다.6 is a schematic structural diagram of a circularly polarized antenna having a diversity function according to a second embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 원편파 안테나 시스템은 좌선 원편파 신호 또는 우선 원편파 신호를 수신하는 제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)가 일정 거리(S) 이격되어 구성된다.Referring to FIG. 6, the circular polarization antenna system according to the second embodiment of the present invention includes a first circular polarization antenna 600 and a second circular polarization antenna 610 that receive a left circular polarization signal or a preferential circular polarization signal. It is composed of a predetermined distance (S) spaced apart.
여기서, 제1 원편파 안테나(600)와 제2 원편파 안테나(610)가 이격되는 일정 거리는 적어도 8λ이다.Here, the predetermined distance that the first circularly polarized antenna 600 and the second circularly polarized antenna 610 is spaced apart is at least 8λ.
또한, 제1 원편파 안테나(600)는 반사판(602), 반사판(602)의 수직면상에서 0°를 이루는 다이폴 및 90°를 이루는 다이폴에 의해 구성되는 제1 원편파 소자(604)를 포함한다. 이때, 제1 원편파 안테나(600)는 반사판(602) 상에서 수직으로 일렬 배열되는 복수개의 제1 원편파 소자(604)를 포함한다.In addition, the first circularly polarized antenna 600 includes a reflecting plate 602, a first circularly polarizing element 604 constituted by a dipole forming 0 ° and a dipole forming 90 ° on a vertical plane of the reflecting plate 602. In this case, the first circularly polarized antenna 600 includes a plurality of first circularly polarized elements 604 arranged vertically on the reflection plate 602.
제2 원편파 안테나(610)는 반사판(612), 반사판(612)의 수직면상에서 0°를 이루는 다이폴 및 90°를 이루는 다이폴에 의해 구성되는 제2 원편파 소자(614)를 포함한다. 제2 원편파 안테나(610)는 반사판(612) 상에서 수직으로 일렬 배열되는 복수개의 제2 원편파 소자를 포함한다.The second circularly polarized antenna 610 includes a reflecting plate 612, a second circularly polarizing element 614 constituted by a dipole forming 0 ° and a dipole forming 90 ° on a vertical plane of the reflecting plate 612. The second circularly polarized antenna 610 includes a plurality of second circularly polarized elements arranged vertically on the reflector plate 612.
제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)는 이동 통신 단말기(도시되지 않음)로부터 수신된 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호를 서로 다른 수신 경로를 가지는 신호로 변환하여 기지국 신호 처리부(620)로 출력하도록 구성된다.The first circularly polarized antenna 600 and the second circularly polarized antenna 610 convert a left circularly polarized signal and a first circularly polarized signal received from a mobile communication terminal (not shown) into signals having different receiving paths, thereby converting the base station into a base station. It is configured to output to the signal processor 620.
또한, 제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)는 기지국 신호 처리부(620)로부터 입력된 신호를 서로 다른 수신 경로를 가지는 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호로 변환하여 이동 통신 단말기로 전송하도록 구성된다.In addition, the first circularly polarized antenna 600 and the second circularly polarized antenna 610 convert a signal input from the base station signal processor 620 into a left line circularly polarized signal having a different reception path and a first circularly polarized signal, and then move. And transmit to the communication terminal.
이와 같이 구성되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나의 동작을 설명한다.The operation of the circularly polarized antenna having the diversity function according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)는 이동 통신 단말기(도시되지 않음)로부터 신호를 수신한다.First, the first circularly polarized antenna 600 and the second circularly polarized antenna 610 receive a signal from a mobile communication terminal (not shown).
이때, 이동 통신 단말기로부터 수신되는 신호는 도심의 장애물에 반사되어 편파면이 변형된 좌선 원편파 신호 및 우선 원편파 신호이다.At this time, the signal received from the mobile communication terminal is a left circularly polarized signal and a first circularly polarized signal whose polarization plane is deformed by being reflected by obstacles in the city center.
제1 원편파 안테나(600)에 수신되는 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호)와 제2 원편파 안테나(610)에 수신되는 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2우선 원편파 신호)는 서로 다른 전송 경로를 가진다.The first left circular polarization signal (or first preferred circular polarization signal) received by the first circular polarization antenna 600 and the second left circular polarization signal (or second preferred circle) received by the second circular polarization antenna 610. Polarized signals) have different transmission paths.
즉, 제1 원편파 안테나(600)와 제2 원편파 안테나(610)가 일정 거리 이격되어 구성되므로, 수신되는 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호)와 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)는 서로 다른 전송 경로를 가진다.That is, since the first circular polarization antenna 600 and the second circular polarization antenna 610 are configured to be spaced apart from each other by a predetermined distance, the received first left circular polarization signal (or first preferred circular polarization signal) and the second left circular polarization are polarized. The signal (or second preferred circularly polarized signal) has different transmission paths.
기지국 신호 처리부(620)는 제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)에 수신되는 서로 다른 전송 경로를 가지는 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호) 및 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)를 결합함에 따라 다이버시티 이득을 얻는다.The base station signal processor 620 may include a first left circular polarization signal (or a first preferred circular polarization signal) and a first transmission path having different transmission paths received by the first circular polarization antenna 600 and the second circular polarization antenna 610. Diversity gain is obtained by combining the two left-hand circularly polarized signal (or second preferred circularly polarized signal).
한편, 제1 원편파 안테나(600) 및 제2 원편파 안테나(610)는 기지국 신호 처리부(620)로부터 입력되는 신호를 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호) 및 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)로 변환하여 이동 통신 단말기로 전송한다.Meanwhile, the first circularly polarized antenna 600 and the second circularly polarized antenna 610 transmit a signal input from the base station signal processor 620 to a first left line circularly polarized signal (or a first preferred circularly polarized signal) and a second left line. The signal is converted into a circularly polarized signal (or second preferred circularly polarized signal) and transmitted to the mobile communication terminal.
여기서, 이동 통신 단말기로 전송되는 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호) 및 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)는 서로 다른 전송 경로를 가진다.Here, the first left circular polarization signal (or first preferred circular polarization signal) and the second left circular polarization signal (or second preferred circular polarization signal) transmitted to the mobile communication terminal have different transmission paths.
즉, 제1 원편파 안테나(600)와 제2 원편파 안테나(610)가 일정 거리 이격되어 구성되므로, 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호)와 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)는 서로 다른 전송 경로를 가진다.That is, since the first circular polarization antenna 600 and the second circular polarization antenna 610 are configured to be spaced apart from each other by a predetermined distance, the first left circular polarization signal (or first preferred circular polarization signal) and the second left circular polarization signal ( Or second preferred circularly polarized signal) have different transmission paths.
이동 통신 단말기는 서로 다른 전송 경로를 가지는 제1 좌선 원편파 신호(또는 제1 우선 원편파 신호)와 제2 좌선 원편파 신호(또는 제2 우선 원편파 신호)를구분하여 복조함에 따라 다이버시티 이득을 얻는다.The mobile communication terminal distinguishes and demodulates a first left circular polarization signal (or a first preferred circular polarization signal) and a second left circular polarization signal (or a second preferred circular polarization signal) having different transmission paths. Get
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나는 기지국의 신호 처리부에 연결되는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 기지국과 이동 통신 단말기간의 무선 신호를 중계하는 중계기에 구성할 수 있음은 자명하다.As described above, the circular polarization antenna having the diversity function according to the second embodiment of the present invention has been described taking an example of a configuration connected to a signal processing unit of a base station, but a repeater for relaying a radio signal between the base station and the mobile communication terminal. It is obvious that it can be configured.
본 발명에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나는 서로 45°의 위상차를 갖는 제1 원편파 소자 및 제2 원편파 소자에 의해 서로 다른 전송 경로를 가지는 우선 원편파 신호 및 좌선 원편파 신호를 송수신한다.A circular polarization antenna having a diversity function according to the present invention transmits and receives a first circular polarization signal and a left circular polarization signal having different transmission paths by a first circular polarization element and a second circular polarization element having a phase difference of 45 ° from each other. do.
또한, 본 발명에 따른 다이버시티 기능을 갖는 원편파 안테나는 일정 이격 거리를 갖는 제1 원편파 안테나 및 제2 원편파 안테나에 의해 서로 다른 전송 경로를 가지는 우선 원편파 신호 및 좌선 원편파 신호를 송수신한다.In addition, the circularly polarized antenna having a diversity function according to the present invention transmits and receives a first circular polarization signal and a left circular polarization signal having different transmission paths by a first circular polarization antenna and a second circular polarization antenna having a predetermined distance. do.
그러므로, 본 발명은 무선 통신 서비스를 위한 기지국 및 중계기의 수신 경로 상에서 발생 가능한 다중 경로 페이딩에 의한 영향을 최소화함으로써 이동 통신 단말기의 배터리 소모량을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of reducing the battery consumption of the mobile communication terminal by minimizing the effects of multipath fading that may occur on the reception paths of the base station and the repeater for the wireless communication service.
또한, 본 발명은 기지국 및 중계기의 송신 경로 상에서 발생 가능한 다중 경로 페이딩 영향을 최소화함으로써 신호의 전송 세기를 증가시키기 위한 전력 증폭기의 용량을 줄일 수 있어 경비를 절감할 수 있는 효과도 있다.In addition, the present invention can reduce the cost of the power amplifier to increase the transmission strength of the signal by minimizing the multipath fading effect that can occur on the transmission path of the base station and the repeater can also reduce the cost.
상기에서는 본 발명의 바람직할 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020020031383A KR20030094467A (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Circularly polarization antenna having diversity function |
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Publications (1)
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KR1020020031383A KR20030094467A (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Circularly polarization antenna having diversity function |
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