KR200329765Y1 - 이동통신 중계기용 l형 전자기적 결합 방식의 광대역패치 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이동통신 서비스용 중계기에 사용되는 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나에 관한 것으로, 광대역의 전기적 특성을 가지면서 부엽의 억제를 통하여 방사효율을 극대화하고, 저손실의 동축 전송선로를 연결하여 이동통신 서비스용 중계기의 통화 품질을 개선한 안테나에 관한 것이다.

본 고안은 광대역 특성을 얻기 위하여 패치 안테나에 L형의 개구 결합 방식을 이용하고, 그라운드판을 절곡함으로써 부엽을 억제하여 방사 효율을 높이고, 단가를 저렴하게 하고 생산성을 향상시키기 위하여 아연도금판을 방사기로 사용하고, 이동통신 서비스용 중계기의 통화 품질을 개선하기 위하여 안테나와 저손실의 동축전송선로를 일체형으로 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 이동통신 중계기용 L형 전자기적 결합 방식의 광대역 패치 안테나는 이동통신 서비스용 중계기 시스템에 이용된다.

Description

이동통신 중계기용 L형 전자기적 결합 방식의 광대역 패치 안테나{Wideband patch antenna with L-shaped EM coupled feeding for wireless communication repeater}

본 고안은 이동통신 서비스용 중계기의 개구 결합 방식(EMC feeding)을 이용한 광대역 패치 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 L형의 개구 결합 방식을 이용하는 광대역 패치 안테나에 관한 것이다.

종래의 프린트 기판을 이용한 마이크로 스트립 패치 안테나는 도 1에 도시된 바와 같이 기판의 밑면 전체를 하나의 금속판을 이용해 접지면(1)으로 처리하고, 그 상부에 소정 두께의 유전체 기판(2)을 적층한 후 유전체 위에 패치(3) 형상을 구현한 구조이다. 이를 통해 신호선과 접지면(1)간의 거리와 매질특성이 균일하게 배치된다. 그러나 마이크로 스트립 안테나는 주파수 대역폭이 3∼4% 정도로 좁기 때문에 실제 장비에의 적용시 많은 제한을 받는다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광대역 특성을 얻기 위하여 패치 안테나에 L형의 개구 결합 방식을 이용하고, 그라운드판을 절곡함으로써 부엽을 억제하여 방사 효율을 높이고, 단가를 저렴하게 하고 생산성을 향상시키기 위하여 아연도금판을 방사기로 사용하고, 저손실의 동축 전송선로(8)를 일체형으로 연결하여 이동통신 서비스용 중계기의 통화 품질을 개선하기 위한 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 고안의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 프린트 기판을 이용한 마이크로 스트립 패치 안테나의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나를 도시한 사시도.

도 3은 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나를 도시한 측면도.

도 4는 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 외관도.

도 5는 종래 기술에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 VSWR 특성도.

도 6은 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 VSWR 특성도.

도 7은 종래 기술에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 방사패턴도.

도 8은 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 방사패턴도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 접지면 2. 유전체 기판

3. 패치 4. 방사패치

5. 급전부 6. 반사판

7. 틸트장치 8. 동축 전송선로

9. 레이돔

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 이동통신 서비스용 중계기의 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나에 있어서, 아연도금판의 재질로 형성된 방사 패치(4)와; 별도의 정합 회로없이 불요 방사가 발생하지 않으며 광대역 특성을 갖는 L형 개구 결합 방식의 급전부(5)와; 부엽을 억제하여 방사 효율을 높이기 위한 절곡된 반사판(6)과; 설치, 시공이 용이한 구조의 틸트 장치(7); 및 저손실의 동축 전송선로(8)와 콘넥터;를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나를 도시한 측면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 사각 형상의 방사패치(4) 하부에 소정 간격을 두고급전부(5)가 구비되어 있으며, 상기 급전부의 하부에는 반사판(6)이 구비되어 있다. 상기 급전부는 급전용 동축 전송선로가 접속되도록 단차져 절곡되되 방사패치의 중심부쪽으로 연장되어 형성된다. 또한, 상기 반사판은 방사패치보다 크게 제작되되 부엽을 억제하기 위하여 급전부를 포함하는 면을 제외한 나머지 면을 절곡하였다.

이를 좀 더 상세히 서술하기 위하여 도 3을 참고하면, 방사패치(4)와 소정 간격을 두고 급전부(5)가 구비되어 개구 결합 방식에 의해 신호가 급전되며 상기 방사패치는 사각 형상의 네 모서리에 유전체봉(도시되지 않음) 등으로 고정된다. 그리고, 상기 급전부의 하부에는 반사판(6)이 구비되어 후방 및 측방으로의 불요신호를 반사시켜 안테나의 이득을 증가시킬 수 있도록 구성되며, 급전부의 절곡된 부분에는 동축 전송선로(8)가 접속된다. 상기와 같은 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나는 도 3에 도시된 틸트장치(7)에 의해 벽이나 천정 등에 고정되며, 상기 틸트장치를 변경함으로써 원통 형상의 마스트에 설치될 수도 있다.

도 4는 본 고안에 따른 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 외관도로써 상기 도 2의 안테나에 레이돔(9)을 씌운 것이다. 상기 레이돔은 비, 눈과 같은 외부환경으로부터 방사 패치, 급전부, 반사판 및 동축 전송선로 등을 보호하기 위한 것이다. 이때, 상기 동축 전송선로는 소정의 길이를 갖도록 설계되되 이동통신 중계기 등의 장비에 접속이 용이하도록 콘넥터가 일체로 접속되어 있는데, 동축 전송선로의 길이는 설치 조건에 따라 다르게 구비될 수 있으며 본 고안에서는일실시예로써 10m를 사용하였다.

이와함께, 상기 도 4에서 틸트장치(7)는 안테나를 상하 및 좌우로 회동시킬 수 있도록 설계된 것으로서, 본 고안에서는 도시된 바와 같이 상향각 10˚, 하향각 30˚, 그리고 좌우로는 각각 20˚까지 회동가능한 것이다.

도 5는 종래 기술에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 VSWR이고, 도 6은 본 고안에 따른 이동통신 서비스용 중계기의 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 VSWR이다. 도시된 것처럼 본 고안에 따른 안테나는 셀룰러 이동전화 주파수대인 824∼894MHz에서 종래 기술에 비해 VSWR이 현저하게 개선된 것을 알 수 있다.

도 7은 종래 기술에 따른 마이크로 스트립 패치 안테나의 방사패턴도이고, 도 8은 본 고안에 따른 이동통신 서비스용 중계기의 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나의 방사패턴도이다. 도 7에서는 후방 및 측방으로의 불요 방사가 매우 많을 뿐만 아니라 전방으로 방사되는 패턴의 양상도 비대칭인 반면, 도 8에서는 반사판을 절곡함으로써 부엽을 억제하였으므로 측방으로의 방사가 거의 없으며 후방으로의 방사도 매우 적어지고 전방으로 방사되는 패턴도 대칭을 이루어 방사효율이 개선된 것을 확인할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 고안의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 고안의 당업자는 본 고안의 요지를 변경시킴이 없이 본 고안에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 L형 개구 결합 급전방식을 사용하여 대역이 넓어지는 효과와, 반사판을 절곡하여 부엽을 억제함으로써 방사효율이 개선되는 효과가 있다. 또한, 안테나와 저손실 동축 전송선로를 일체형으로 연결하여 이동통신 서비스용 중계기의 통화 품질이 개선되고 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 이동통신 서비스용 중계기의 L형 개구 결합 방식을 이용한 광대역 패치 안테나에 있어서,

   아연도금판의 재질로 형성된 방사 패치;와

   별도의 정합 회로없이 불요 방사가 발생하지 않으며 광대역 특성을 갖는 L형 개구결합 방식의 급전부와;

   부엽을 억제하여 방사 효율을 높이기 위한 절곡된 반사판; 및

   안테나와 일체형으로 결합된 저손실 동축 전송선로;를 포함하여 구성된 이동통신 중계기용 L형 전자기적 결합 방식의 광대역 패치 안테나.