KR20090001211A - 위장형 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위장형 안테나에 관한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 건물 내부에 설치되어 이동통신 단말기로 이동통신 서비스를 제공하는 안테나에 있어서, 이동통신 단말기와 신호를 송신 또는 수신하는 안테나부; 및 안테나부를 내부에 수용하며, 안테나부의 신호 송신방향의 반대편 내측에 신호를 반사하는 신호 강화 반사기가 형성되어 있는 케이스를 포함한다.
본 발명에 의하면, 안테나의 외부를 위장에 용이한 케이스로 감싸고 그 내부에 신호 반사 장치를 구비함으로써 건물 내부와 조화감을 주면서 안테나 성능을 향상시키는 효과가 있다.
Figure P1020070065430
안테나, 야기안테나, 위장, 안테나 이득, 신호 세기

Description

위장형 안테나{A Disguised Antenna Device}
도 1은 종래의 건물 내부에 설치되는 옴니안테나의 외형과 규격에 대한 도면이다.
도 2는 종래의 건물 내부에 설치되는 옴니안테나의 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적인 야기안테나의 외형과 규격에 대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위장형 안테나의 사시도이다.
도 5는 도 4에 되시된 위장형 안테나의 빔패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 위장형 안테나의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 위장형 안테나의 외부사시도이다.
본 발명은 위장형 안테나에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 건물 내부와 조화감을 주면서 안테나 성능을 향상시킨 안테나에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선 통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라, 무선 통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만이 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
이와 같은 서비스를 제공하기 위하여 이동통신 서비스는 제 1 세대 이동통신 서비스인 아날로그 셀룰러 방식의 AMPS(Advanced Mobile Phone System), 제 2 세대 이동통신 서비스인 디지털 셀룰러 방식의 GSM(Global System for Mobile)과 CDMA(Code Division Multiple Access), 제 2.5 세대 이동통신 서비스인 PCS(Personal Communication Service)로 발전하였고, 최근에는 ITU-R에서 표준으로 제정하고 있는 제 3 세대 이동통신 서비스인 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)을 거쳐 제 3.5 세대인 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)가 상용화되고 있다.
이러한 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 시스템에서는 이동통신망의 커버리지(Coverage)를 확장하기 위해 주파수 재사용 개념 등을 이용하여 무선 통신 서비스 지역을 다수의 셀(Cell)들로 분할하고, 각각의 셀의 중심 부근에 무선 통신 서비스를 처리하기 위해 무선 기지국(BS : Base Station)을 설치하고 있다. 여기서, 셀의 반경은 해당 지역의 신호의 세기나 데이터의 트래픽(Traffic)량에 따라 정해진다. 즉, 트래픽량이 많은 도심 지역에서는 셀의 반경을 작게 하고, 트래픽량이 상대적으로 적은 도심 외 지역에서는 셀의 반경을 크게 하여 각각의 셀에서 발생하는 트래픽이 해당 이동통신 서비스를 담당하는 무선 기지국의 처리 용량을 넘지 않도록 하고 있다.
이러한 주파수 재사용 개념, 트래픽량 등에 따라 셀의 반경을 적절하게 조절 하여 보다 나은 무선 통신 서비스를 지원하고자 하는 노력에도 불구하고, 도심 지역에서는 지하, 건물 내부, 터널 등 일반적으로 신호가 도달하기 어려운 신호 음영 지역이 존재하고 있다. 이러한 신호 음영 지역에서의 신호 음영을 해결하기 위해 다수의 새로운 무선 기지국을 시설하는 것은 시설 비용, 설치 비용 및 유지 보수 비용 등으로 인하여 경제성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 셀 설계에도 바람직하지 못한 결과를 초래할 수 있을 것이다.
이에 대한 해결책 중 하나로, 건물 내부의 경우 건물 내부의 양호한 이동통신 무선 품질을 확보하기 위해서 일반적으로 이동통신 중계기 장비를 건물 내부에 설치하고, 안테나를 서비스하고자 하는 각 층의 천장에 시설하는 방법을 사용한다.
도 1은 종래의 건물 내부에 설치되는 옴니안테나의 외형과 규격에 대한 도면이다.
위에서 언급한 바와 같이 건물 내부에서 이동통신 서비스 가입자에게 양호한 이동통신 서비스를 제공하기 위해서 천장에 시설되기 위해 작은 크기를 가지는 도 1과 같은 옴니안테나가 주로 사용되고 있으나, 안테나의 이득이 2dBi로 작은 단점이 있다.
도 2는 종래의 건물 내부에 설치되는 옴니안테나의 위치를 나타낸 도면이다.
일반적으로 건물 내부에는 도 2와 같이 각 층의 천장에 옴니안테나를 균일하게 시설하고 케이블을 연결한다. 도 2에서와 같이 전용지역인 사무실공간에서는 이동통신 서비스 가입자가 통화를 많이 시도하기 때문에 각 사무실마다 옴니안테나를 천장에 각각 설치하여 이동통신 서비스를 제공하지만, 이에 반해 공용지역인 복도 에 위치한 승강기, 비상계단, 화장실 등에서는 보통 복도 천장에 안테나를 설치하여 복도와 공용지역을 함께 서비스를 제공한다.
하지만, 승강기, 비상계단, 화장실 등의 공용지역에서는 복도에 설치된 안테나 이득이 낮은 옴니안테나로부터 방사되는 신호가 벽면을 통과할 때 높은 투과손실이 발생하기 때문에 내부공간에서는 신호 세기가 충분하지 않아 이동통신 서비스의 품질이 떨어지는 문제가 발생한다.
도 3은 일반적인 야기안테나의 외형과 규격에 대한 도면이다.
이러한 문제를 개선하기 위해 도 3과 같은 12dBi 이상의 안테나 이득이 있는 야기안테나로 교체하여 시설하면 옴니안테나에 비해 상대적으로 높아진 안테나의 이득만큼 공용지역에서의 신호 세기를 향상시킬 수 있지만, 야기안테나는 일반적으로 실외에서 사용되는 안테나이기 때문에 건물 내부에 직접 시설할 경우 건물 내부의 미관을 해치는 문제가 발생한다.
따라서, 종래의 건물 내부에 설치되는 옴니안테나보다 안테나 성능을 향상시키면서 건물 내부의 미관을 해치지 않는 안테나가 요구된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 건물 내부와 조화감을 주면서 안테나 성능을 향상시킨 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 건물 내부에 설치되어 이동통신 단말기로 이동통신 서비스를 제공하는 안테나에 있어서, 상기 이동통신 단 말기와 신호를 송신 또는 수신하는 안테나부; 및 상기 안테나부를 내부에 수용하며, 상기 안테나부의 신호 송신방향의 반대편 내측에 신호를 반사하는 신호 강화 반사기가 형성되어 있는 케이스를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위장형 안테나의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위장형 안테나(400)는 안테나부(410) 및 안테나부(410)를 수용하는 케이스(430)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 안테나부(410)는 야기형 안테나인 것이 바람직하다.
안테나부(410)는 신호를 송신 또는 수신하는 복사기(Driver)(413), 복사기(413)에서 송신하는 신호를 반사하는 반사기(Reflector)(415) 및 복사기(413)에서 송신하는 신호를 강화시키는 도파기(Director)(417)를 포함한다. 여기서, 복사 기(413), 반사기(415) 및 도파기(417)는 서로 평행하게 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 도파기(417)는 신호 반사를 향상시키기 위해 적어도 하나 이상의 도파기로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나부(410)의 구조는, 복사기(413)의 일측에 위치하는 반사기(415)와 복사기(413)의 다른 일측에 위치하는 도파기(417)가 각각 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되는 기본적인 야기안테나 구조로 구성된다.
이와 같은 안테나부(410)는 신호가 수신되면 복사기(413)의 길이에 맞는 주파수에서 공진이 일어나고 이 신호가 각각 반사기(415)와 도파기(417)에 유기된다. 여기서, 도파기(417)와 반사기(415)는 각각 용량성 리액턴스(Reactance)와 유도성 리액턴스를 갖게 되는데 반사기(415)에 의해 신호가 반사되기 때문에 신호가 복사기(413)로부터 복사되어 도파기(417)를 향하며, 반대측에서는 반사기(415)에 의해 신호가 반사되기 때문에 안테나부(410)는 도파기(417) 방향으로 강한 지향성을 갖게 된다.
케이스(430)는 안테나부(410)를 수용할 수 있는 공간을 제공하는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에 따른 케이스(430)는 안테나부(410)을 감쌀 수 있는 크기의 공간을 가지는 것이 바람직하다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 케이스(430)가 육면체 형태인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 케이스(430)는 육면중 반사기(415)에 대응되는 면의 내측면(436a)에 적어도 하나 이상의 추가 반사기(433)가 설치되며, 케이스(430)의 상면(435a)과 하면(435b)은 도체로 되어있는 것이 바람직하다.
여기서, 반사기(415) 방향의 내측면(436a)에 설치되는 추가 반사기(433)는 안테나부(410)의 반사기(415)와 평행하게 설치되는 것이 바람직하며, 추가 반사기(433)에 의해 신호가 추가적으로 반사되기 때문에 안테나 이득이 높아진다.
또한, 케이스(430)의 상면(435a)과 하면(435b)은 신호를 반사할 수 있는 도체로 형성되어 수직으로 진행하는 신호가 케이스(430)의 내부에서 반사되어 반사기(415) 방향의 내측면(436a)과 안테나부(410)에 의해 방사되는 신호와 합쳐져 안테나 이득을 추가로 높인다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 케이스(430)는 일측면에 외부로부터 신호를 송수신하는 중계기(미도시)와 전기적으로 연결하기 위한 배선용 홀(Hole)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 케이스(430)의 일측면에 외장형 안테나(400)를 건물 내부에 고정하기 위한 고정수단(439)이 형성 또는 부착되어 있는 것이 바람직하다.
도 5는 도 4에 되시된 위장형 안테나의 빔패턴을 나타낸 도면이다.
이하, 도 5를 참조하여 설명하면 반사되기 이전의 빔패턴 'A'는 케이스(430)의 상면(435a)과 하면(435b)에 의해서 반사된 신호 'B' 및 반사기(415) 방향의 내측면(436a)에 의해서 반사된 신호 'C'가 합쳐지면서 빔패턴이 'D'와 같이 확장된다.
따라서, 케이스(430)의 상면(435a)과 하면(435b) 및 반사기(415) 방향의 내측면(436a)에 의해서 빔패턴이 확장된 만큼 안테나 이득이 높아지기 때문에 안테 나(400)의 커버리지 영역이 증가하게 되고 지향성이 강화되어 이동통신 단말기에 대한 서비스 품질이 향상된다.
도 6은 도 4에 도시된 위장형 안테나의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 6은 위장형 안테나의 케이스(430)의 내부에 일반적인 이동통신 시스템에서 사용되는 야기형 안테나가 설치되어 있는 것을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 건물 외부에 설치되는 실외용 야기형 안테나의 외부에 본 발명의 실시예에 따른 케이스(430)로 감싸 내부에 존재하는 실외용 야기형 안테나의 노출을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 도 4에 도시된 위장형 안테나의 외부사시도이다. 여기서, 도 7은 위장형 안테나의 케이스(430)의 외면에 비상구를 나타내는 그림을 표시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 위장형 안테나의 케이스의 외부로 노출되는 면에 건물 내부 시설을 안내하는 도형 또는 문자(예를 들어, 비상구, 승강기, 화장실 표시 등)를 표시하여 내부의 지향성 안테나가 사람들의 시야에 직접적으로 보이지 않게 함으로써 건물 내부 시설의 미관을 해치지 않으면서 안테나의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 안테나의 외부를 위장에 용이한 케이스로 감싸고 그 내부에 신호 반사 장치를 구비함으로써 건물 내부와 조화감을 주면서 안테나 성능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 건물 내부에 설치되어 이동통신 단말기로 이동통신 서비스를 제공하는 안테나에 있어서,
    상기 이동통신 단말기와 신호를 송신 또는 수신하는 안테나부; 및
    상기 안테나부를 내부에 수용하며, 상기 안테나부의 신호 송신방향의 반대편 내측에 신호를 반사하는 신호 강화 반사기가 형성되어 있는 케이스
    를 포함하는 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나부는
    신호를 송신 또는 수신하는 복사기;
    상기 복사기에서 송신하는 신호를 반사하는 반사기; 및
    상기 신호 강화 반사기에 의해서 반사된 신호, 상기 반사기에 의해 반사된 신호 및 상기 복사기에서 송신하는 신호를 강화하는 도파기
    를 포함하는 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 케이스는
    육면체의 구조를 가지며, 상기 안테나부의 신호 송신방향과 평행한 면이 도 체로 형성되어 있는 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 안테나부는
    야기형 안테나인 안테나.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 강화 반사기는
    상기 안테나부의 반사기와 평행하게 형성되어 있는 안테나.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 케이스는
    밖으로 노출되는 면에 시설을 안내하는 도형 또는 문자가 표시되어 있는 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 케이스는
    외부로부터 신호를 송수신하는 중계기와 상기 안테나부를 전기적으로 연결하기 위한 케이블이 통화하기 위한 배선용 홀(Hole)이 상기 케이스의 일측면에 형성되어 있는 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이스는
    일측면에 상기 케이스를 건물 내부에 고정하기 위한 고정수단이 형성 또는 부착되어 있는 안테나.
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