KR20060105091A - Unfeeded coupling multi-band antenna - Google Patents

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KR20060105091A KR1020050027476A KR20050027476A KR20060105091A KR 20060105091 A KR20060105091 A KR 20060105091A KR 1020050027476 A KR1020050027476 A KR 1020050027476A KR 20050027476 A KR20050027476 A KR 20050027476A KR 20060105091 A KR20060105091 A KR 20060105091A
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Abstract

본 발명은 이동통신 서비스의 중계기용 안테나에 있어서, 고주파 대역 패치의 전력이 커플링 스터브를 통해 저주파 대역의 패치로 커플링 되어 여러 주파수 대역을 동시에 중계할 수 있는 다중대역 안테나에 관한 것으로, 콘넥터에 의해 외부 장치로 연결되어 전자파를 급전하기 위한 급전선과, 상하로 평행하게 배치되어 전자파를 복사하기 위한 제 1,2 패치 다이폴 소자와, 제 1 패치 다이폴 소자의 급전을 커플링하여 제 2 패치 다이폴 소자로 급전하는 커플링 스터브와, 제1,2 패치 다이폴 소자 및 커플링 스터브가 부착되기 위한 패치 지지대와, 제2 패치 다이폴 소자에서 연장되어 전자파의 임피던스를 정합시키기 위한 튜닝 스터브 및 전자파를 일방향으로 복사시키기 위한 반사판으로 이루어 진다.The present invention relates to a multi-band antenna in a repeater antenna of a mobile communication service, in which power of a high frequency band patch is coupled to a patch of a low frequency band through a coupling stub to simultaneously relay several frequency bands. A second patch dipole element by coupling a feed line for supplying electromagnetic waves connected to an external device by power supply, the first and second patch dipole elements arranged up and down in parallel to radiate electromagnetic waves, and the feeding of the first patch dipole element Coupling stub for feeding to the first, second patch dipole element and the patch support for attaching the coupling stub, and extending from the second patch dipole element and tuning stub and electromagnetic wave for matching the impedance of electromagnetic waves in one direction It is made of a reflecting plate to make.

본 발명에 의한 무급전 커플링 다중대역 안테나에 의하면, 기존의 셀룰러 시스템 또는 PCS 시스템의 단일 주파수 대역 안테나를 본 발명에 의한 다중대역 안테나로 교체하는 것만으로 셀룰러 및 PCS 시스템의 각 주파수 대역에 대해 서비스 할 수 있으며, IMT-2000 사업과 위성 DMB 시스템을 이용한 4세대 이동통신에 대해 동시에 서비스 할 수 있게 된다.According to the non-powered coupling multiband antenna according to the present invention, a single frequency band antenna of an existing cellular system or a PCS system is replaced with a multiband antenna according to the present invention to provide service for each frequency band of a cellular and PCS system. In addition, it will be able to simultaneously service 4G mobile communication using IMT-2000 project and satellite DMB system.

다이폴, 반사판, 커플링, 다중대역, 안테나, 급전 Dipole, Reflector, Coupling, Multiband, Antenna, Feed

Description

무급전 커플링 다중대역 안테나{Unfeeded Coupling Multi-Band Antenna}Unfeeded Coupling Multi-Band Antenna

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나의 분해 사시도,1 is an exploded perspective view of a non-powered coupling multiband antenna according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나의 평면도,2 is a plan view of a non-powered coupling multiband antenna according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 실시예에 있어서 A-A 단면을 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a cross-section A-A in the embodiment of FIG. 2 according to the present invention;

도 4a는 본 발명에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나에서의 제 1 패치 다이폴 소자의 평면도,4A is a plan view of a first patch dipole element in a non-powered coupling multiband antenna according to the present invention;

도 4b는 본 발명에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나에서의 제 2 패치 다이폴 소자의 평면도.4B is a plan view of a second patch dipole element in a parasitic coupled multiband antenna according to the present invention;

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

10 : 제 1 패치 다이폴 소자 20 : 제 2 패치 다이폴 소자10: first patch dipole element 20: second patch dipole element

11,21 : 절연 패널 12,22 : 금속 도체판11,21: insulated panel 12,22: metal conductor plate

13,23 : 슬릿 14,24 : 지지대 홀13,23: slit 14,24: support hole

15a,b : 급전 단자 25 : 급전선 홀15a, b: Feed terminal 25: Feed line hole

26a,b,c,d : 튜닝 소자26a, b, c, d: tuning element

30 : 튜닝 스터브 40 : 반사판30: tuning stub 40: reflector

50 : 패치 지지대 60 : 급전선50: patch support 60: feeder

본 발명은 이동통신 서비스에 있어 음영지역 해소를 위한 중계기용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 대역 패치의 전력이 커플링 스터브를 통해 저주파 대역의 패치로 커플링 되어 여러 주파수 대역을 동시에 중계할 수 있는 다중대역 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna for a repeater for resolving shadow areas in a mobile communication service. More particularly, the power of a high frequency band patch is coupled to a patch of a low frequency band through a coupling stub to simultaneously relay several frequency bands. The present invention relates to a multiband antenna.

일반적으로, 이동통신 서비스에서의 무선통신 시스템은 800MHz 대역의 셀룰러 시스템과 1800MHz 대역의 PCS 시스템으로 구분되어 있으며, 이러한 셀룰러 시스템과 PCS 시스템에 의한 서비스가 각각 다른 사업자에 의해 별도로 제공되어, 건물의 내부나 지하 등의 음영지역 해소를 위한 중계기에 있어서도 각 주파수 대역에 따라 서로 다른 단일 패치 안테나가 구분되어 사용되고 있다.In general, a wireless communication system in a mobile communication service is divided into a cellular system of 800 MHz band and a PCS system of 1800 MHz band, and the services of the cellular system and the PCS system are separately provided by different operators. In the repeater for resolving shaded areas such as underground, etc., different single patch antennas are used according to each frequency band.

그러나, 최근에는 이동통신 및 위성통신의 급속한 발달로 정보화 사회에서 무선통신 서비스의 역할이 더욱 중요하게 되고, 종래의 음성위주의 협대역 통신으로부터 영상 등의 멀티미디어와 같은 광대역 통신으로 빠르게 변화하고 있다.However, in recent years, due to the rapid development of mobile communication and satellite communication, the role of wireless communication service becomes more important in the information society, and is rapidly changing from conventional voice-oriented narrowband communication to broadband communication such as multimedia.

또한, IMT-2000 사업과 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 시스템을 이용한 4세대 이동통신 등에서는 2600MHz 대역의 고주파수에 이르는 새로운 무선통신 서비스가 시작되어 주파수가 대역이 점점 광대역화 되어 가고 있으며, 이동통신 사업자는 상기와 같은 경향에 따른 다양한 서비스를 제공하기 위해 종래의 단일 주파수 대역뿐만 아니라 저주파수와 고주파수를 동시에 서비스할 수 있는 시 스템과 각종 장치의 개발이 필요하게 되었다. 특히, 건물의 내부나 지하와 같은 음영지역을 해소하기 위한 중계용 안테나에 있어서도 800MHz의 저주파수 대역에서부터 2600MHz 이르는 고주파수 대역까지 서비스 할 수 있는 이동통신 서비스용 안테나가 요구된다.In addition, in the 4th generation mobile communication using IMT-2000 business and satellite DMB (Digital Digital Broadcasting) system, new wireless communication service with high frequency of 2600MHz band is started, and the frequency band is getting wider and wider. In order to provide a variety of services according to the above trend, it is necessary to develop a system and various devices capable of simultaneously serving a low frequency and a high frequency as well as a conventional single frequency band. In particular, even in the antenna for the relay to solve the shadow area, such as the interior or underground of the building, a mobile communication service antenna that can service from a low frequency band of 800MHz to a high frequency band of 2600MHz is required.

이 경우 새로운 주파수 대역의 수용에 따라, 종래의 단일 패치 안테나로는 저주파수 또는 고주파수 대역에 해당하는 안테나를 별도로 설치하거나, 기존의 단일 패치 안테나 설치 지역에 IMT2000 이나 위성 DMB 시스템에 적합한 안테나를 추가로 설치하여야 하므로, 사업자 측에서는 각 주파수에 따른 여러개의 안테나를 제작하거나 설치하는데 따른 많은 시간과 비용이 소모되는 문제점이 발생하게 된다.In this case, according to the acceptance of the new frequency band, the conventional single patch antenna separately installs an antenna corresponding to a low frequency or a high frequency band, or an additional antenna suitable for an IMT2000 or satellite DMB system is installed in the existing single patch antenna installation area. Since the operator side, it takes a lot of time and cost to produce or install a number of antennas for each frequency.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 건물 내부나 지하와 같은 음영지역을 해소하기 위해 구조가 간단하면서도 여러 주파수 대역에 대한 무선통신 서비스가 가능하도록 함으로써, 이동통신 사업자는 하나의 안테나만을 이용하여 기존의 서비스에 새로운 서비스를 통합하여 제공할 수 있고, 제조 및 설치 비용을 절감할 수 있는 다중대역 안테나를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by simplifying the structure to solve the shadow area, such as inside the building or underground, by enabling a wireless communication service for multiple frequency bands, It is an object of the present invention to provide a multi-band antenna that can provide new services by integrating existing services using only antennas and can reduce manufacturing and installation costs.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 무급전 커플링 다중대역 안테나는, 콘넥터에 의해 외부 장치로 연결되어 전자파를 급전하기 위한 급전선과, 상하로 평행하게 배치되며, 상기 급전선을 통해 급전되어 고주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 제 1 패치 다이폴 소자와, 상기 제 1 패치 다이폴 소자와 평행하게 배치되어 저주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 제 2 패치 다이폴 소자와, 상기 제 1,2 패치 다이폴 소자 사이에 위치하여 제 1 패치 다이폴 소자의 급전을 커플링하여 제 2 패치 다이폴 소자로 급전하는 커플링 스터브(Coupling stub)와, 상기 제1, 2 패치 다이폴 소자 및 커플링 스터브가 부착되기 위한 패치 지지대와, 상기 제2 패치 다이폴 소자에서 연장되어 제 1,2 패치 다이폴 소자로 급전되는 전자파의 임피던스를 정합시키기 위한 튜닝 플레이트 및 상기 지지대가 고정되어 부착되고, 제 1,2 패치 다이폴 소자에 의해 복사되는 전자파를 일방향으로 복사시키기 위해 제 1,2 패치 다이폴 소자와 평행하게 배치된 반사판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the non-powered coupling multi-band antenna of the present invention is connected to an external device by a connector and is disposed in parallel with the feeder line for feeding electromagnetic waves, and is fed up and down by the feeder line at a high frequency. Between a first patch dipole element for radiating electromagnetic waves in a band, a second patch dipole element arranged in parallel with the first patch dipole element, and for radiating electromagnetic waves in a low frequency band, and the first and second patch dipole elements A coupling stub positioned to couple the feeding of the first patch dipole element to the second patch dipole element, and a patch support for attaching the first and second patch dipole elements and the coupling stub; For matching the impedance of the electromagnetic wave extending from the second patch dipole element and fed to the first and second patch dipole elements The tuning plate and the support are fixed and attached, characterized in that made of a reflecting plate disposed in parallel with the first and second patch dipole elements for radiating the electromagnetic waves radiated by the first and second patch dipole elements in one direction.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나의 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 무급전 커플링 다중대역 안테나는 제 1 패치 다이폴 소자(10)와 제 2 패치 다이폴 소자(20), 커플링 스터브(30), 반사판(40)이 패치 지지대(50)에 의해 적층된 형태로 구성되며, 급전 방식은 콘넥터(61)에서 입력되는 전자파가 급전선(60)을 통하여 제 1 패치 다이폴 소자(10)로 급전되고, 제 1 패치 다이폴 소자(10)에서 복사된 전자파가 커플링 스터브(30)를 통하여 제 2 패치 다이폴 소자(20)로 자동으로 커플링 되는 방식으로 이루 어 진다.1 is an exploded perspective view of a non-powered coupling multi-band antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, in the non-powered coupling multiband antenna of the present invention, the first patch dipole element 10 and the second patch dipole element 20, the coupling stub 30, and the reflector plate 40 are patch supports ( 50), and the electric power feeding method is supplied to the first patch dipole element 10 through the feed line 60, the electromagnetic wave input from the connector 61, the first patch dipole element 10 The radiated electromagnetic waves are automatically coupled to the second patch dipole element 20 through the coupling stub 30.

이를 더욱 상세히 설명하면, 제 1, 2 패치 다이폴 소자(10,20)의 전자파를 일방향으로 복사시키기 위한 반사판(40)이 하부에 위치하고, 반사판의 중앙 전면(前面)에는 제 1, 2 패치 다이폴 소자를 지지 하기 위한 패치 지지대(50)가 부착되고, 반사판의 저면(低面) 일측에는 콘넥터(61)가 위치하며, 콘넥터가 부착된 급전선(60)이 반사판의 중앙 부분에서 패치 지지대(50)를 따라 같이 연결되어 있다.In more detail, the reflection plate 40 for radiating the electromagnetic waves of the first and second patch dipole elements 10 and 20 in one direction is positioned below, and the first and second patch dipole elements are disposed on the central front surface of the reflection plate. The patch support 50 is attached to support the connector, and the connector 61 is positioned at one side of the bottom surface of the reflector, and the feeder line 60 to which the connector is attached is used to attach the patch support 50 at the center of the reflector. Are connected together.

반사판(40)의 전면에는 제 2 패치 다이폴 소자(20)가 반사판(40)과 평행하게 일정 간격으로 이격되어 패치 지지대(50)에 의해 고정되어 위치되며, 패치 지지대(50)의 끝 부분에는 제 1 패치 다이폴 소자(10)가 제 2 패치 다이폴 소자(20)와 평행하게 일정 간격으로 이격되어 위치하고 있다.The second patch dipole element 20 is spaced at regular intervals in parallel with the reflector plate 40 and fixedly positioned by the patch supporter 50 on the front surface of the reflector plate 40. The one patch dipole element 10 is spaced apart at regular intervals in parallel with the second patch dipole element 20.

또한, 제 1 패치 다이폴 소자(10)와 제 2 패치 다이폴 소자(20) 사이에는 제 1 패치 다이폴 소자에서 복사된 전자파를 제 2 패치 다이폴 소자로 커플링하기 위해 커플링 스터브(30)가 패치 지지대(50)에 부착되어 있다.In addition, the coupling stub 30 is a patch support between the first patch dipole element 10 and the second patch dipole element 20 to couple electromagnetic waves radiated from the first patch dipole element to the second patch dipole element. It is attached to 50.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 무급전 커플링 다중대역 안테나는 전자파의 손실이 적은 유전체 재질로 이루어진 케이스(70)에 의해 보호된다.The non-powered coupling multiband antenna of the present invention having such a structure is protected by a case 70 made of a dielectric material having low electromagnetic wave loss.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나의 평면도를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 제 1 패치 다이폴 소자(10)는 급전선(도1의60)으로 부터 급전되어 고주파 대역의 전자파를 복사시키는 패치이며, 제 2 패치 다이폴 소자(20)는 제 1 패치 다이폴 소자(10)로 급전된 신호가 커플링 스터브(30)에 의해 커플링되어 급전되고, 저주파 대역의 전자파를 복사시키는 패치이다.2 illustrates a plan view of a non-powered coupling multiband antenna according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the first patch dipole element 10 is a patch that is fed from a feed line (60 in FIG. 1) to radiate electromagnetic waves of a high frequency band, and the second patch dipole element 20 is a first patch dipole element. The signal fed to 10 is coupled and fed by the coupling stub 30, and is a patch for radiating electromagnetic waves in the low frequency band.

따라서, 제 1 패치 다이폴 소자(10)는 고주파 복사를 위해 제 2 패치 소자(20)에 비해 상대적으로 작은 크기로 제작되어 제 2 패치 소자와 평행하게 일정 간격을 유지하여 배치되고, 커플링 스터브(30)는 제 1,2 패치 다이폴 소자 사이에 배치된다.Therefore, the first patch dipole element 10 is manufactured to have a relatively small size compared to the second patch element 20 for high frequency radiation, and is disposed with a constant distance in parallel with the second patch element, and the coupling stub ( 30) is disposed between the first and second patch dipole elements.

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 실시예에 있어서 A-A 단면을 나타내었다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 무급전 커플링 다중대역 안테나는 기본적으로 2개 이상의 주파수대역에서 사용이 가능하도록 소형의 제 1 패치 다이폴 소자(10)와 대형의 제 2 패치 다이폴 소자(20)가 포함되어, 반사판(40)과 제 2 패치 다이폴 소자(20), 커플링 스터브(30), 제 1 패치 다이폴 소자(10)가 패치 지지대(50)와 급전선(60)을 중심으로 하여 차례로 적층된 구조로 이루어져 있다.Figure 3 shows an A-A cross section in the embodiment of Figure 2 according to the present invention. Referring to FIG. 3, the non-powered coupling multiband antenna of the present invention is basically a small first patch dipole element 10 and a large second patch dipole element 20 to be usable in two or more frequency bands. The reflector 40, the second patch dipole element 20, the coupling stub 30, and the first patch dipole element 10 are sequentially stacked around the patch support 50 and the feed line 60. Structure.

또한, 반사판(40)의 중앙에는 제 1,2 패치 다이폴 소자와 커플링 스터브가 부착되기 위한 패치 지지대(50)가 위치하고 있으며, 외부 장치와 연결되기 위한 콘넥터(도1의61)가 부착된 급전선(60)이 반사판의 중앙을 통해 패치 지지대(50)를 따라 제 1 패치 다이폴 소자(10)까지 연결되어 있다.In addition, a patch support 50 for attaching the first and second patch dipole elements and the coupling stub is located at the center of the reflector plate 40, and a feeder line having a connector (61 in FIG. 1) attached to the external device is attached thereto. 60 is connected to the first patch dipole element 10 along the patch support 50 through the center of the reflector.

이러한 구조에서는 각 패치 다이폴 소자간의 간격과 크기에 따라 주파수 공진 위치가 달라게 되는 것으로, 반사판(40)의 중앙에 부착된 패치 지지대(50)에는 각 패치 다이폴 소자(10,20)가 공진하고자 하는 주파수에 따라 일정 간격을 두고 평행하게 위치될 수 있도록 걸림턱(51,52)이 형성된다.In such a structure, the frequency resonance position is changed according to the spacing and size of each patch dipole element, and each patch dipole element 10, 20 is intended to resonate with the patch support 50 attached to the center of the reflector 40. The locking jaws 51 and 52 are formed to be parallel to each other at a predetermined interval according to the frequency.

제 2 패치 다이폴 소자(20)의 경우 800MHz 의 저주파수 대역에서 공진을 용이하게 하기 위해서 반사판(40)과 제 2 패치 다이폴 소자(20)와의 간격을 파장의 0.25λ로 유지하여야 한다. 그러나 본 발명에서는 안테나의 크기를 고려하여 제 2 패치 다이폴 소자의 간격을 0.05λ로 하였으며, 원활한 공진을 위해서 튜닝 플레이트(도5의 26a 내지 26d)를 별도로 추가하였다.In the case of the second patch dipole element 20, the distance between the reflector plate 40 and the second patch dipole element 20 should be maintained at 0.25λ of the wavelength in order to facilitate resonance in a low frequency band of 800 MHz. However, in the present invention, the distance between the second patch dipole elements is set to 0.05λ in consideration of the size of the antenna, and tuning plates (26a to 26d in FIG. 5) are separately added for smooth resonance.

급전 방식에 있어서는 외부 장치로부터 콘넥터(61)에 입력된 신호가 급전선(60)을 통해 제 1 패치 다이폴 소자(10)에 인가되고, 제 2 패치 다이폴 소자(20)에는 특별한 급전 없이도 커플링 스터브(30)를 통해 자동으로 커플링 되는 방식으로 이루어진다. 이를 위해 도전체의 금속판으로 이루어진 커플링 스터브(30)는 제 1,2 패치 다이폴 소자(10,20) 사이에 패치 다이폴 소자와 수직으로 패치 지지대(50)에부착되어 있으며, 이 경우 커플링 스터브에 의해 패치 다이폴 소자(10,20) 자체의 편파 성분이 변화되지 않도록 주의 하여야 한다. In the power feeding method, a signal input to the connector 61 from an external device is applied to the first patch dipole element 10 through the feed line 60, and the coupling stub (2) is not applied to the second patch dipole element 20 without any special feeding. 30) through automatic coupling. To this end, a coupling stub 30 made of a metal plate of a conductor is attached to the patch support 50 perpendicular to the patch dipole element between the first and second patch dipole elements 10 and 20, in which case the coupling stub is provided. Care should be taken not to change the polarization component of the patch dipole elements 10 and 20 itself.

반사반(40)은 제 1,2 패치 다이폴 소자(10,20)에서 후방으로 복사되는 전자파를 차단시켜 안테나의 전자파가 전방(前方)에 대한 지향성을 가지도록 한다. 즉, 제 1,2 패치 다이폴 소자(10,20)에서 복사되는 전자파는 소자의 전후방으로 진행하게 되나, 후방으로 진행하는 전자파는 반사판(40)에 의한 복사 전자파에 의해 상쇄되어 반사판의 전방으로만 진행하는 지향성을 가지게 되며, 여기서 제 2 패치 다이폴 소자(20)는 제 1 패치 다이폴 소자(10)에서 복사되는 전자파를 반사시키는 반사판의 역할도 하게 된다.The reflection panel 40 blocks electromagnetic waves radiated backward from the first and second patch dipole elements 10 and 20 so that the electromagnetic waves of the antenna have a directivity toward the front. That is, the electromagnetic waves radiated from the first and second patch dipole elements 10 and 20 travel forward and backward of the element, but the electromagnetic waves traveling backwards are canceled by the radiated electromagnetic waves by the reflector 40 and are only forward of the reflector. It has a directing direction, where the second patch dipole element 20 also serves as a reflector to reflect the electromagnetic wave radiated from the first patch dipole element 10.

도 4a,b는 본 발명에 따른 무급전 커플링 다중대역 안테나에서의 제 1 패치 다이폴 소자와 제 2 패치 다이폴 소자의 평면도를 각각 나타내었다.4A and 4B respectively show plan views of a first patch dipole element and a second patch dipole element in a non-powered coupling multiband antenna according to the present invention.

제 1,2 패치 다이폴 소자의 형태는 스켈톤 슬롯 복사기의 구조로 이루어진 것으로, 평면 금속 도체판(12,22)의 중앙에 사각형상의 슬롯(13,23)을 구성하여 전자파가 복사되도록 하였다. 또한, 패치 다이폴 소자는 각각 고주파수와 저주파수 대역에서 공진하도록 금속 도체판(12,22)의 크기와 사각형상의 슬롯(13,23)의 크기가 결정되며, 좌우 대칭되는 구조를 가지도록 한다. 일반적으로 금속 도체판의 크기는 주파수에 따라 가로측은 파장의 0.5λ, 세로측은 파장의 0.25λ의 크기를 갖는다.The first and second patch dipole elements have a structure of a skeleton slot copier, and the rectangular slots 13 and 23 are formed in the center of the flat metal conductor plates 12 and 22 to radiate electromagnetic waves. In addition, the patch dipole device has the size of the metal conductor plates 12 and 22 and the size of the rectangular slots 13 and 23 so as to resonate at high and low frequency bands, respectively, and have a symmetrical structure. In general, the size of the metal conductor plate has a size of 0.5 lambda of the wavelength on the horizontal side and 0.25 lambda of the wavelength on the longitudinal side.

도 4a를 참조하면, 고주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 패치 다이폴 소자로 전자파의 복사에 영향을 주지 않는 절연체의 패널(11)에 금속 도체판(12)의 스켈톤 슬롯 복사기가 부착되어 있다.Referring to FIG. 4A, a skeleton diopter of the metal conductor plate 12 is attached to a panel 11 of an insulator that does not affect the radiation of electromagnetic waves as a patch dipole element for radiating electromagnetic waves in a high frequency band.

제 1 패치 다이폴 소자의 패널(11) 중앙 일측에는 패치 지지대(도3의 50)에 의해 소자가 부착되기 위한 홀(14)이 형성되고, 금속 도체판(12)에는 급전선(도3의 60)으로 부터 급전을 위한 단자(15a)와 접지를 위한 단자(15b)가 중앙을 기준으로 서로 대칭적으로 형성되어 있다. 제 1 패치 다이폴 소자(10)는 고주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 소자로, 본 발명의 실시예에서는 1885MHz ~ 2655MHz 의 주파수 대역에서 공진을 하도록 금속 도체판(12)과 사각형상의 슬롯(13)의 크기가 구성되었다.A hole 14 for attaching the element is formed in the center of the panel 11 of the first patch dipole element by a patch support (50 in FIG. 3), and in the metal conductor plate 12, a feed line (60 in FIG. 3). The terminal 15a for feeding and the terminal 15b for grounding are formed symmetrically with respect to the center. The first patch dipole element 10 is a device for radiating electromagnetic waves in the high frequency band, and in the embodiment of the present invention, the metal conductor plate 12 and the rectangular slot 13 are arranged to resonate in the frequency band of 1885 MHz to 2655 MHz. Size was constructed.

도 4b를 참조하면, 저주파수 대역의 전자파를 복사하고 제 1 패치 다이폴 소자(10)의 전자파 복사에 대한 반사판의 역할도 할 수 있도록 제 1 패치 다이폴 소자 보다 크게 구성되었다. 제 2 패치 다이폴 소자의 패널(21) 중앙에는 패치 지지대(도3의 50)가 부착되고 급전선(도3의 60)이 관통하기 위한 홀(24,25)이 일체로 형성되어 있다.Referring to FIG. 4B, the first patch dipole device is configured to be larger than the first patch dipole device so as to radiate electromagnetic waves in a low frequency band and also serve as a reflector for electromagnetic radiation of the first patch dipole device 10. A patch support (50 in FIG. 3) is attached to the center of the panel 21 of the second patch dipole element, and holes 24 and 25 for penetrating the feed line (60 in FIG. 3) are integrally formed.

제 2 패치 다이폴 소자(20)는 저주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 소자로 본 발명의 실시예에서는 824MHz ~ 894MHz 의 주파수 대역에서 공진을 하도록 금속 도체판(22)과 슬롯(23)의 크기가 구성되었다.The second patch dipole element 20 is a device for radiating electromagnetic waves of a low frequency band. In the embodiment of the present invention, the size of the metal conductor plate 22 and the slot 23 is configured to resonate in the frequency band of 824 MHz to 894 MHz. It became.

또한, 제 2 패치 다이폴 소자(20)에는 사각형상의 금속 도체판(21)의 각 모서리 부분에는 저주파수 대역에서의 원활한 공진과 임피던스 특성을 향상시키기 위한 제 1 내지 제 4 튜닝 플레이트(26a내지26d)가 금속 도체판(21)과 일체로 연장되어 형성된다. 튜닝 플레이트의 크기와 형태를 적절히 조절하여 구성함으로써 복사하고자 하는 저주파수 대역을 결정할 수 있고 임피던스 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, each of the corner portions of the rectangular metal conductor plate 21 has first to fourth tuning plates 26a to 26d in the second patch dipole element 20 to improve smooth resonance and impedance characteristics in the low frequency band. It is formed integrally extending with the metal conductor plate 21. By adjusting the size and shape of the tuning plate, the low frequency band to be copied can be determined and the impedance characteristics can be improved.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 무급전 커플링 다중대역 안테나는 최근 무선통신 시스템의 광대역 특성에 따라 하나의 안테나를 이용하여 다중대역을 서비스할 수 있어, 기존의 셀룰러 시스템 또는 PCS 시스템의 단일 주파수 대역 안테나를 본 발명에 의한 다중대역 안테나로 교체하는 것만으로 셀룰러 및 PCS 시스템의 각 주파수 대역에 대해 서비스 할 수 있으며, 뿐만 아니라 IMT-2000 사업과 위성 DMB 시스템을 이용한 4세대 이동통신에 대해 서비스를 할 수 있게 된다.As described above, the non-powered coupling multi-band antenna according to the present invention can serve a multi-band using one antenna according to the broadband characteristics of a recent wireless communication system, thereby providing a single frequency of a conventional cellular system or a PCS system. By simply replacing the band antenna with the multi band antenna according to the present invention, it is possible to service each frequency band of the cellular and PCS system, as well as to provide services for the 4th generation mobile communication using the IMT-2000 project and the satellite DMB system. You can do it.

따라서 이동통신 사업자는 본 발명의 안테나를 이용하여 설치되는 안테나의 수를 줄일 수 있고, 안테나의 제작이나 설치에 있어서 소요되는 비용을 절감할 수 있다. Therefore, the mobile communication service provider can reduce the number of antennas installed by using the antenna of the present invention, and can reduce the cost of manufacturing or installing the antenna.

Claims (3)

무선통신 시스템에서 송수신을 위하여 사용되는 안테나에 있어서,In the antenna used for transmission and reception in a wireless communication system, 콘넥터에 의해 외부 장치로 연결되어 전자파를 급전하기 위한 급전선;A feeder connected to an external device by a connector to feed electromagnetic waves; 상기 급전선을 통해 급전되어 고주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 제 1 패치 다이폴 소자;A first patch dipole element which is fed through the feed line and radiates electromagnetic waves in a high frequency band; 상기 제 1 패치 다이폴 소자와 평행하게 배치되어 저주파수 대역의 전자파를 복사하기 위한 제 2 패치 다이폴 소자;A second patch dipole element disposed in parallel with the first patch dipole element to radiate electromagnetic waves in a low frequency band; 상기 제1, 2 패치 다이폴 소자가 부착되기 위한 패치 지지대;A patch support for attaching the first and second patch dipole elements; 상기 제1, 2 패치 다이폴 소자 사이에 위치하여 제1 패치 다이폴 소자의 급전을 커플링하여 제2 패치 다이폴 소자로 급전하는 커플링 스터브; 및A coupling stub positioned between the first and second patch dipole elements to couple the feeding of the first patch dipole element to feed the second patch dipole element; And 상기 지지대가 고정되어 부착되고 상기 제1, 2 패치 다이폴 소자에 의해 복사되는 전자파를 일방향으로 반사시키기 위한 반사판를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무급전 커플링 다중대역 안테나.And the reflector is fixedly attached to the support and reflects an electromagnetic wave radiated by the first and second patch dipole elements in one direction. 제 1항에 있어서, 상기 제 1,2 패치 다이폴 소자는 평면 금속 도체판의 중앙에 사각형상의 슬롯이 구성된 것을 특징으로 하는 무급전 커플링 다중대역 안테나.The non-powered coupling multi-band antenna according to claim 1, wherein the first and second patch dipole elements have a rectangular slot in the center of the flat metal conductor plate. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 패치 다이폴 소자는 금속 도체판의 각 모서리 부분에 저주파수 대역에서의 원활한 공진과 임피던스 특성을 향상시키기 위한 튜닝 플레이트가 금속 도체판과 일체로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 무급전 커플링 다중대역 안테나.The method of claim 2, wherein the second patch dipole element is formed in each corner portion of the metal conductor plate, the tuning plate for improving the smooth resonance and impedance characteristics in the low frequency band is formed integrally extending with the metal conductor plate. Parametric Coupling Multiband Antenna.
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