KR20090090744A - 옴니 가변 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 옴니 가변 안테나에 관한 것으로, 일정 방사패턴의 전자파를 출력하는 원형 폴 형태의 옴니 안테나와, 상기 옴니 안테나의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 옴니 안테나에 설치되는 적어도 2 이상의 지지부재와, 상기 지지부재와 연결되며 상기 지지부재가 회전함에 따라 상기 옴니 안테나를 통해 출력되는 전자파를 반사시켜 상기 전자파의 방사패턴이 변화되도록 하는 적어도 2 이상의 반사판을 포함한다. 본 발명에 의하면, 하나의 옴니 안테나로 전자파 방사패턴의 형태를 다양하게 변경할 수 있는 바, 지역에 따른 최적의 방사패턴을 출력할 수 있다.
옴니 안테나, 방사패턴
Description
본 발명은 이동통신 시스템에 사용되는 안테나에 관한 것으로, 특히 일정한 방향 가변 특성을 갖는 옴니 안테나(omni antenna)에 관한 것이다.
옴니 안테나는 다른 말로 무지향성 안테나(Omni-directional Antenna)라고도 하는데, 수평방향으로 360도 전방향(全方向)으로 고르게 전자파가 방사되는 안테나를 뜻한다. 'Omni-directional'에서 'Omni'란 말은 '모든 것'을 의미하는 접두어이다. 즉, 'directional'이란 특정 방향으로 안테나가 지향성을 가진다는 의미이고, 거기에 'omni'라는 접두어가 붙어서 전방향으로 전자파가 방사된다는 의미가 된다.
즉, 지향성이 없이 둥그렇게 사방으로 전자파가 방사되기 때문에 무지향성이라는 용어를 사용한다. 가장 흔하게 볼 수 있는 것이라면 자동차의 라디오 수신용 안테나나 이동통신 단말기의 안테나 같은 것이다. 자동차 또는 이동통신 단말기의 특성상 어느 방향으로 이동할지 예측할 수 없기 때문에 원형의 모노폴(mono-pole) 안테나를 수직으로 세워서 수평 전방향으로 전자파가 방사되게 된다.
안테나는 크게 무지향성 안테나와 지향성 안테나로 구분되는데 중계기용 통신장치에는 지향성 안테나로 야기(yagi) 안테나, 패치(patch) 안테나 등이 사용되고, 무지향성 안테나로 옴니 안테나가 널리 사용되고 있다.
이상과 같이, 옴니 안테나는, 전자파가 모든 방향으로 동일하게 출력되는 원형 폴(pole) 형태의 안테나로서, 상/하/좌/우 균일하게 구(sphere) 형태로 전자파가 퍼져나가는 형태를 취하는 등방성 안테나(isotropic antenna)와 달리, 위/아래가 아닌 옆으로만 전자파가 고루 퍼지는 안테나 특성을 지닌다. 즉, 옴니 안테나는, 소위 도넛 패턴(doughnut pattern)을 형성하는데, 이 도넛 패턴은 평면에 가까운 지면상에서 사용(전주 설치 및 아파트 단지 내 설치)할 때 가장 효율적인 빔 패턴이라 할 수 있다.
그런데 기존의 옴니 안테나는 전자파 방사패턴이 도넛 형태로 고정되어 있기 때문에, 하나의 옴니 안테나로는 다양한 형태의 전자파 방사패턴에 대해 적응적으로 적용할 수 없다는 문제가 있다. 즉, 모노폴 소자를 이용한 옴니 안테나는 구조상 대칭 구조로 이득 평탄도는 좋을지 몰라도, 1/4 람다(λ)의 단일의 모노폴 소자를 이용하기 때문에 이동통신 시스템의 송신 서비스 환경에 따라 전자파 방사패턴을 변경하고자 하는 경우에는 기술적 한계가 있다.
이에 본 발명은, 하나의 옴니 안테나로 전자파 방사패턴의 형태를 다양하게 변경하여 지역별 송신 서비스 환경에 대응하는 가변 방사패턴을 출력할 수 있는 옴니 가변 안테나를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 일정 방사패턴의 전자파를 출력하는 원형 폴 형태의 옴니 안테나와, 상기 옴니 안테나의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 옴니 안테나에 설치되는 적어도 2 이상의 지지부재와, 상기 지지부재와 연결되며 상기 지지부재가 회전함에 따라 상기 옴니 안테나를 통해 출력되는 전자파를 반사시켜 상기 전자파의 방사패턴이 변화되도록 하는 적어도 2 이상의 반사판을 포함하는 옴니 가변 안테나를 제공한다.
본 발명에 의하면, 하나의 옴니 안테나로 전자파 방사패턴의 형태를 다양하게 변경할 수 있는 바, 저비용으로도 지역별 최적 방사패턴을 다양하게 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 일 실시 형태로서, 옴니 안테나(100), 상부 지지부재(102a), 하부 지지부재(102b), 제 1 반사판(104a) 및 제 2 반사판(104b)을 포함한다. 이때, 도 1a의 옴니 가변 안테나는 수평빔 가변 옴니 안테나이며, 옴니 안테나를 통해 출력되는 방사패턴은 수평빔 패턴인 것을 특징으로 한다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 옴니 안테나(100)는 원형의 모노폴(mono-pole) 형태이며, 외부의 케이블에 연결되는 급전 커넥터(도시 생략됨)를 통해 입력되는 고주파 신호를 공진시켜 일정 방사패턴을 갖는 전자파를 출력한다.
상부 및 하부 지지부재(102a)(102b)는 상기 옴니 안테나(100)의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 옴니 안테나(100)의 상부 및 하부에 각각 평행하게 설치된다. 또한, 상부 및 하부 지지부재(102a)(102b)는 후술하는 제 1 반사판(104a) 및 제 2 반사판(104b)의 상부 및 하부를 각각 연결시킨다.
본 실시예에 따른 제 1 반사판(104a) 및 제 2 반사판(104b)은 상기 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)와 연결되며 상기 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)가 회전함에 따라 상기 옴니 안테나(100)를 통해 출력되는 전자파를 반사시켜 전자파의 방사패턴이 변화되도록 하는 역할을 한다. 즉, 도 1a에서 알 수 있듯이, 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)는 옴니 안테나(100)의 길이 방향을 축으로 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
이때, 본 실시예에서는 상기 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)의 회전각도를 사용자가 용이하게 파악할 수 있도록 상부 및 하부 지지부재(102a)(102b)와 옴니 안테나(100)가 맞물리는 지점에 회전각도를 표시하는 눈금(예컨대, ° 단위)이 새겨질 수 있다.
또한, 상기 제 1 반사판(104a) 및 제 2 반사판(104b)은, 상기 옴니 안테나(100)와 평행하게 상기 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)에 연결되어 상기 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)를 따라 거리 이동이 가능한 것 을 특징으로 한다. 즉, 도 1a에서 알 수 있듯이, 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)의 안쪽 면에는 제 1 및 제 2 반사판(104a)(104b)이 옴니 안테나(100)를 중심으로 상부 지지부재(102a) 및 하부 지지부재(102b)를 따라 이동할 수 있도록 레일(rail) 형태의 홈이 형성될 수 있다. 또한, 제 1 반사판(104a) 및 제 2 반사판(104b)의 이동 거리를 사용자가 알 수 있도록 상부 및 하부 지지부재(102a)(102b)의 제 1 및 제 2 반사판(104a)(104b) 연결 지점에는 거리이동을 표시하는 눈금(예컨대, mm 단위)이 새겨질 수 있다.
도 1a에서의 옴니 가변 안테나는, 예를 들면 도 1b에 도시한 바와 같이, 지지부재의 회전각이 180°, 옴니 안테나(100)와 반사판(104a)(104b) 간의 간격이 70mm로 설정된 경우이다. 이때의 수평빔 패턴의 형태는 도 1c에 예시한 바와 같으며, 이때의 정재파비는 도 1d에 예시한 바와 같다.
도 1d에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서의 옴니 가변 안테나의 전체 주파수 대역을 1,885MHz 내지 2,170MHz로 가정하고, 정재파비 1:1.4를 기준으로 했을 때, 전체 주파수 대역 중 특정 주파수 대역에서의 대역폭을 만족하는 것을 보여준다.
도 2a는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 다른 실시 형태로서, 각 구성은 도 1a와 동일하다.
도 2a에서의 옴니 가변 안테나는, 예를 들면 도 2b에 도시한 바와 같이, 지지부재의 회전각이 60°, 옴니 안테나(100)와 반사판(104a)(104b) 간의 간격이 70mm로 설정된 경우이다. 이때의 수평빔 패턴의 형태는 도 2c에 예시한 바와 같으며, 이때의 정재파비는 도 2d에 예시한 바와 같다.
도 2d에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서의 옴니 가변 안테나의 전체 주파수 대역을 1,885MHz 내지 2,170MHz로 가정하고, 정재파비 1:1.4를 기준으로 했을 때, 전체 주파수 대역 중 특정 주파수 대역에서의 대역폭을 만족하는 것을 보여준다.
도 3a는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 또 다른 실시 형태로서, 각 구성은 도 1a와 동일하다.
도 3a에서의 옴니 가변 안테나는, 예를 들면 도 3b에 도시한 바와 같이, 지지부재의 회전각이 180°, 옴니 안테나(100)와 반사판(104a)(104b) 간의 간격이 100mm로 설정된 경우이다. 이때의 수평빔 패턴의 형태는 도 3c에 예시한 바와 같으며, 이때의 정재파비는 도 3d에 예시한 바와 같다.
도 3d에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서의 옴니 가변 안테나의 전체 주파수 대역을 1,885MHz 내지 2,170MHz로 가정하고, 정재파비 1:1.25를 기준으로 했을 때, 전체 주파수 대역 중 특정 주파수 대역에서의 대역폭을 만족하는 것을 보여준다.
도 4a는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 또 다른 실시 형태로서, 각 구성은 도 1a와 동일하다.
도 4a에서의 옴니 가변 안테나는, 예를 들면 도 4b에 도시한 바와 같이, 지지부재의 회전각이 60°, 옴니 안테나(100)와 반사판(104a)(104b) 간의 간격이 100mm로 설정된 경우이다. 이때의 수평빔 패턴의 형태는 도 4c에 예시한 바와 같으며, 이때의 정재파비는 도 4d에 예시한 바와 같다.
도 4d에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서의 옴니 가변 안테나의 전체 주파수 대역을 1,885MHz 내지 2,170MHz로 가정하고, 정재파비 1:1.16를 기준으로 했을 때, 전체 주파수 대역 중 특정 주파수 대역에서의 대역폭을 만족하는 것을 보여준다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 하나의 옴니 안테나를 이용하여 전자파 방사패턴의 형태를 다양하게 변경하여 지역에 따른 최적의 방사패턴을 출력할 수 있게 구현한 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 기술하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 국한되는 것은 아니며, 보다 다양한 형태의 실시예, 예를 들면 회전각도 및 간격을 다른 조건으로 설정하여 다른 형태의 방사패턴을 지닐 수 있는 옴니 가변 안테나의 구현이 가능함은 물론이다. 이는 후술하는 특허청구범위로부터 보다 명확해 질 것이다.
본 발명은, 이동통신 서비스에서 기존의 옴니 안테나를 두 개의 섹터 안테나로 변경 사용하는 효과를 낳게 하여, 비용 및 전력 손실을 절감하고 전파방사 효율을 높여 이동통신 서비스의 품질향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 일 실시 형태로서, 지지부재의 회전각 180°, 옴니 안테나와 반사판 간의 간격 70mm인 경우의 예시도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 다른 실시 형태로서, 지지부재의 회전각 60°, 옴니 안테나와 반사판 간의 간격 70mm인 경우의 예시도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 또 다른 실시 형태로서, 지지부재의 회전각 180°, 옴니 안테나와 반사판 간의 간격 100mm인 경우의 예시도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 옴니 가변 안테나의 또 다른 실시 형태로서, 지지부재의 회전각 60°, 옴니 안테나와 반사판 간의 간격 100mm인 경우의 예시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 옴니 안테나
102a : 상부 지지부재 102b : 하부 지지부재
104a : 제 1 반사판 104b : 제 2 반사판
Claims (6)
- 일정 방사패턴의 전자파를 출력하는 원형 폴 형태의 옴니 안테나와,상기 옴니 안테나의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하도록 상기 옴니 안테나에 설치되는 적어도 2 이상의 지지부재와,상기 지지부재와 연결되며 상기 지지부재가 회전함에 따라 상기 옴니 안테나를 통해 출력되는 전자파를 반사시켜 상기 전자파의 방사패턴이 변화되도록 하는 적어도 2 이상의 반사판을 포함하는 옴니 가변 안테나.
- 제 1 항에 있어서,상기 반사판은, 상기 옴니 안테나와 평행하게 상기 지지부재에 연결되어 상기 지지부재를 따라 거리 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 옴니 가변 안테나.
- 제 1 항에 있어서,상기 지지부재는, 상기 옴니 안테나의 상부 및 하부에 각각 평행하게 설치되어 상기 반사판의 상부 및 하부를 각각 연결시키는 상부 지지부재 및 하부 지지부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 옴니 가변 안테나.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 옴니 가변 안테나는 수평빔 옴니 가변 안테나인 것을 특징으로 하는 옴니 가변 안테나.
- 제 1 항에 있어서,상부 지지부재는, 일정 각도 단위로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 옴니 가변 안테나.
- 제 1 항에 있어서,상기 지지부재의 안쪽 면에는 상기 반사판이 상기 옴니 안테나를 중심으로 상기 지지부재를 따라 거리 눈금 단위로 이동할 수 있도록 레일 형태의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 옴니 가변 안테나.
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| KR1020080016174A KR100994554B1 (ko) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | 옴니 가변 안테나 |
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| KR1020080016174A KR100994554B1 (ko) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | 옴니 가변 안테나 |
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| KR20090090744A true KR20090090744A (ko) | 2009-08-26 |
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| KR1020080016174A KR100994554B1 (ko) | 2008-02-22 | 2008-02-22 | 옴니 가변 안테나 |
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|---|---|
| KR (1) | KR100994554B1 (ko) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20180096287A (ko) * | 2017-02-21 | 2018-08-29 | 삼성전자주식회사 | 평면 렌즈 안테나를 포함하는 기구 및 이의 제어 방법 |
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2008
- 2008-02-22 KR KR1020080016174A patent/KR100994554B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180096287A (ko) * | 2017-02-21 | 2018-08-29 | 삼성전자주식회사 | 평면 렌즈 안테나를 포함하는 기구 및 이의 제어 방법 |
| US11081803B2 (en) | 2017-02-21 | 2021-08-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Instrument comprising plane lens antenna and control method thereof |
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| KR100994554B1 (ko) | 2010-11-15 |
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