KR20080020311A

KR20080020311A - 통합 기지국용 광대역 안테나

Info

Publication number: KR20080020311A
Application number: KR1020060083650A
Authority: KR
Inventors: 윤현보; 박항구; 이재설; 김배형; 문철준
Original assignee: (주)소암시스텔; 윤현보
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-05

Abstract

본 발명은 셀룰러, PCS, IMT-2000, 와이브로(wibro), S-DMB 등 각각 다른 다양한 주파수를 이용하는 각양 통신기지국의 서비스를 하나의 안테나만을 설치하여 서비스할 수 있도록 다양한 대역의 주파수를 공간으로 내보내고 받아들이는 통합 기지국용 안테나에 관한 것이다.

본 발명의 통합 기지국용 안테나는 특정방향으로 에너지를 복사할 수 있도록 하는 것으로서, 중앙원판(11)과, 상기 중앙원판(11)의 가장자리에서 외부로 경사지게 확산하는 형태로 연장되어 있는 경사판(12)으로 구성된 반사체(10)와; 상기 반사체(10)의 전방공간에 설치되어 에너지를 공중에 내보내는 것으로서, 내부공간이 비어 있으며 외향을 꼭지점으로 하는 원뿔형태의 외부원뿔체(21)(21')와, 상기 외부원뿔체(21)(21')와 대칭되게 형성되어 있으며 꼭지부분이 경사지게 절단되어 있는 내부원뿔체(22)(22')와, 상기 내부원뿔체(22)(22')에 연장된 낮은 높이의 원통체(23)(23')로 각각 이루어져 있으며, 상기 원통체(23)(23')의 중심선이 반사체(10)의 중앙원판(11)과 평행되게 하고 상기 외부원뿔체(21)(21')와 내부원뿔체(22)(22')의 중심선이 전방으로 경사지게 하여 서로 대칭되게 설치되어 있는 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20'); 상기 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20)를 취부하는 것으로서 비전도체로 되어 있는 취부대(30); 그리고 상기 (+) 복사체(20)에 연결된 (+) 도선과 (-) 복사체(20')에 연결된 (-)도선을 포함하는 안테나선(40)을 포함한다.

안테나, 주파수, 광대역, 이동통신, 통합기지국, 반사체, 복사체

Description

통합 기지국용 광대역 안테나{Antenna for Broadband Base station}

도 1은 본 발명의 통합기지국용 안테나의 일 구성요소인 반사체의 사시도,

도 2는 본 발명의 통합기지국용 안테나의 다른 구성요소인 복사체의 사시도,

도 3은 본 발명의 통합기지국용 안테나의 결합 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 반사체 11: 중앙원판

12: 경사판

20: 복사체 21, 21': 외부원뿔체

22, 22': 내부원뿔체 23, 23': 원통체

30: 취부대 40: 안테나선

본 발명은 송수신 전자파를 공간으로 내보내거나 받아들이는 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀룰러, PCS, IMT-2000, 와이브로(wibro), S-DMB 등 각각 다른 다양한 주파수를 이용하는 각양 통신기지국의 서비스를 하나의 안테나만을 설치하여 서비스할 수 있도록 다양한 대역의 주파수를 공간으로 내보내고 받아들이 는 통합 기지국용 안테나에 관한 것이다.

최근 이동통신이 비약적으로 발전함에 따라 다양한 대역의 주파수를 이용하는 이동통신이 개발되어 있다. 셀룰러, PCS, IMT-2000, 와이브로(wibro), S-DMB 가 그것이다. 셀룰러(cellular)는 개인용 이동통신 회사들이 서비스 대상 지역을 여러 개의 셀(cell)로 나누고 이들 각각에 하나씩의 기지국을 설치하는 식의 전파 전달방식을 채택하는 것이고, PCS는 '개인휴대통신'(Personal Communication Service)을 줄인 말로서, 외국에서는 개인용 이동통신을 총칭하는 용어로 사용하는 반면 우리 나라에서는 016, 018, 019 등 고주파 대역 이동통신 서비스를 지칭하는 협소한 의미로 사용하고 있다.

IMT-2000은 기존 전화나 ISDN과 같은 고정 통신망 서비스에 하나 이상의 무선 링크를 사용하여 접속하도록 하는 이동 통신 시스템으로서, 기존 통신 시스템의 가장 큰 문제점인 단말기의 이동성과, 전송속도의 한계를 극복하여 지구상의 어떤 곳, 즉 사막이나 바다 한가운데서도 다양한 정보를 빠른 속도로 주고받을 수 있도록 하는 통신 시스템이 될 것으로 예상된다.

와이브로는 와이어리스 브로드밴드 인터넷(Wireless Broadband Internet)의 줄임말로서 우리말로는 무선광대역인터넷, 무선초고속인터넷, 휴대인터넷 등으로 풀이된다. 이는 휴대폰처럼 언제 어디서나 이동하면서 초고속인터넷을 이용할 수 있는 서비스로, 휴대폰과 무선랜의 중간 영역에 위치한다.

DMB(디지털멀티미디어방송)는 음성·영상 등 다양한 멀티미디어 신호를 디지털 방식으로 변조, 고정 또는 휴대용· 차량용 수신기에 제공하는 방송서비스로, ' 손 안의 TV'라 불린다. 디지털 라디오용 기술인 DAB(Digital Audio Broadcasting)에 바탕을 두고있으며, 여기에 멀티미디어 방송 개념이 추가되어 동영상과 날씨·뉴스·위치 등 데이터 정보를 추가로 보낼 수 있는 서비스이다. 이동중에도 개인휴대단말기나 차량용 단말기를 통해 CD·DVD급의 고음질·고화질 방송을 즐길 수 있어 차세대 방송으로 주목받고 있다. DMB는 지상파DMB와 위성DMB 두 종류가 있는데, S-DMB는 위성 DMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting)을 의미한다.

그런데 이와 같은 이동통신은 각각 다른 대역의 주파수를 이용하고 있다. 즉 셀룰러는 824~894 MHz, PCS는 1750~1870 MHz, IMT-2000은 1885~2170 MHz, 와이브로(wibro)는 2300~2400 MHz, S-DMB는 2630~2655 MHz의 주파수를 사용한다.

최근에는 이와 같이 다양한 주파수 대역의 이동통신 서비스의 종류가 증가하면서 기지국에 설치되는 안테나가 계속 증가하는 추세이다.

그러나 종래 개발된 안테나는 전술한 이동통신 수단의 모든 대역의 주파수 신호를 전파하지 못하는 문제점이 있으며, 따라서 다양 이동통신 서비스를 하기 위하여 여러 종류의 안테나를 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 안테나의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 750 ~ 2880 MHz의 광대역 주파수 신호를 전파할 수 있도록 하여 하나의 안테나만을 설치하여 각종 이동통신수단을 동시에 서비스할 수 있게 하는 통합기지국용 안테나를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통합기지국용 안테나는 특정방향으로 에너지를 복사할 수 있도록 하는 것으로서, 중앙원판과, 상기 중앙원판의 가장자리에서 외부로 경사지게 확산하는 형태로 연장되어 있는 경사판으로 구성된 반사체와; 상기 반사체의 전방공간에 설치되어 에너지를 공중에 내보내는 것으로서, 내부공간이 비어 있으며 외향을 꼭지점으로 하는 원뿔형태의 외부원뿔체와, 상기 외부원뿔체와 대칭되게 형성되어 있으며 꼭지부분이 경사지게 절단되어 있는 내부원뿔체와, 상기 내부원뿔체에 연장된 낮은 높이의 원통체로 각각 이루어져 있으며, 서로 대칭되게 설치되어 있는 (+) 복사체와 (-) 복사체; 그리고 상기 (+) 복사체와 (-) 복사체를 취부하는 취부대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 통합기지국용 안테나는 또한 상기 반사체가 두께 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 그 단면이 좌변 160 mm, 우변 270 mm, 높이 90mm의 사다리꼴로 되어 있으며, 상기 복사체는 두께가 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 외부원뿔체의 밑면은 반지름이 30mm인 원형이고 원뿔 높이가 40mm 인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 통합기지국용 안테나의 일 구성요소인 반사체의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 통합기지국용 안테나의 다른 구성요소인 복사체의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 통합기지국용 안테나의 결합 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 안테나는 반사체((10), (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20'), 그리고 취부대(30)로 구성되어 있다.

반사체(10)는 특정방향으로 에너지를 복사할 수 있도록 하는 기능을 하는 것으로서, 중앙원판(11)과, 상기 중앙원판(11)의 가장자리에서 외부로 경사지게 확산하는 형태로 연장되어 있는 경사판(12)으로 구성되어 있다.

반사체(10)는 특정의 방향으로 에너지를 보내는 지향성을 갖게 하며 경사판(12)의 경사도를 조절하여 그 에너지 반사 범위를 조절할 수 있다.

(+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20')는 상기 반사체(10)의 전방공간에 설치되어 에너지를 공중에 내보내는 것으로서, 내부공간이 비어 있으며 외향을 꼭지점으로 하는 원뿔형태의 외부원뿔체(21)(21')와, 상기 외부원뿔체(21)(21')와 대칭되게 형성되어 있으며 꼭지부분이 경사지게 절단되어 있는 내부원뿔체(22)(22')와, 상기 내부원뿔체(22)(22')에 연장된 낮은 높이의 원통체(23)(23')로 이루어져 있다.

상기 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20')는 외부원뿔체(21)(21')의 꼭지점이 전방을 향하도록 경사지게 하여 서로 대칭되게 설치되어 있다. 두 개의 외부원뿔체(21)(21')의 꼭지점 사이의 거리는 126 mm이며, 원통체(23)(23')사이의 거리는 5mm 이다.

취부대(30)는 상기 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20')를 각각 반사체(10)의 중앙원판(11)의 전방공간에 취부하는 것으로서, 아크릴과 같이 비전도성 재질로 형성되어 있다. 취부대(30)의 구체적인 구조는 다양한 형태로 할 수 있는데, 상기 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20')를 반사체(10)의 중앙원판(11)에 취부하는 구조이면 어떤 형태를 취하더라도 무관하다.

상기 반사체(10)는 두께 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 그 단면이 좌변 160 mm, 우변 270 mm, 높이 90mm의 사다리꼴로 되어 있다.

상기 (+)복사체(20)와 (-)복사체(20')는 두께가 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 외부원뿔체(21)(21')의 밑면은 반지름이 30mm인 원형이고 원뿔 높이가 40mm 이며, 내부원뿔체(22)(22')의 밑면은 외부원뿔체(21)(21')의 밑면을 공유하고 있고 높이는 20~35 mm 이며, 원통체(23)(23')의 높이는 약 5~15mm 이다.

원통체(23)(23')의 중심선은 반사체(10)의 중앙원판(11)의 방향과 평행하게 되어 있으며 외부원뿔체(21)(21') 및 내부원뿔체(22)(22')의 중심선은 각각 원통체(23)(23')의 중심선에서 전방으로 경사져 있다. 이와 같이 외부원뿔체(21)(21') 및 내부원뿔체(22)(22')의 중심선이 각각 전방으로 경사진 것은 지향성을 갖게 하기 위한 것, 즉 어느 특정의 방향으로 에너지를 복사하기 위한 것이다.

(+) 복사체(20)에는 안테나선(40)의 (+) 도선이 납땜되어 연결되고 (-) 복사체(20')에는 (-)도선이 납땜되어 연결된다. 안테나선(40)은 일반적인 안테나선과 같이 내부에는 (+) 도선이 위치하고 절연체를 게재하여 외부에 (-) 도선을 배치하는 형태로 구성되어 있으며, 반사체(10)의 중앙원판(11)의 중심부를 관통하여 후방의 컨넥터에 연결되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 안테나는 700 ~ 2880 MHz 대역에서 반사계수(V.S.W.R)가 최대 1.8: 1이고 이득이 최대 8.19 dbi, 최소 5.50 dBi 로서 양호하며, 복사 특성도 역시 양호한 나타났다. 따라서 본 발명은 700 ~ 2880 MHz 대역의 주파수를 이용하는 이동통신수단을 동시에 서비스를 할 수 있는 광대역 안테나로서 이용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 안테나는 750 ~ 2880 MHz의 광대역 주파수 신호를 양호하게 전파할 수 있도록 할 수 있으므로 다양한 대역의 주파수를 사용하는 여러 기지국에 대해서 하나의 안테나를 설치하여 각종 이동통신수단을 동시에 서비스할 수 있게 하는 효과를 발휘한다.

Claims

특정방향으로 에너지를 복사할 수 있도록 하는 것으로서, 중앙원판(11)과, 상기 중앙원판(11)의 가장자리에서 외부로 경사지게 확산하는 형태로 연장되어 있는 경사판(12)으로 구성된 반사체(10)와;

상기 반사체(10)의 전방공간에 설치되어 에너지를 공중에 내보내는 것으로서, 내부공간이 비어 있으며 외향을 꼭지점으로 하는 원뿔형태의 외부원뿔체(21)(21')와, 상기 외부원뿔체(21)(21')와 대칭되게 형성되어 있으며 꼭지부분이 경사지게 절단되어 있는 내부원뿔체(22)(22')와, 상기 내부원뿔체(22)(22')에 연장된 낮은 높이의 원통체(23)(23')로 각각 이루어져 있으며, 상기 원통체(23)(23')의 중심선이 반사체(10)의 중앙원판(11)과 평행되게 하고 상기 외부원뿔체(21)(21')와 내부원뿔체(22)(22')의 중심선이 전방으로 경사지게 하여 서로 대칭되게 설치되어 있는 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20');

상기 (+) 복사체(20)와 (-) 복사체(20)를 취부하는 것으로서 비전도체로 되어 있는 취부대(30); 그리고

상기 (+) 복사체(20)에 연결된 (+) 도선과 (-) 복사체(20')에 연결된 (-)도선을 포함하는 안테나선(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합기지국용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 반사체(10)는 두께 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 그 단면이 좌변 160 mm, 우변 270 mm, 높이 90mm의 사다리꼴로 되어 있으며, 상기 복 사체는 두께가 1mm의 구리판으로 되어 있으며, 외부원뿔체의 밑면은 반지름이 30mm인 원형이고 원뿔 높이가 40mm 인 것을 특징으로 하는 통합기지국용 안테나.