KR20100002887A - 안테나 시스템 - Google Patents

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Abstract

안테나 이득 특성 및 빔폭 등의 안테나 특성이 우수하고 크기를 최소화할 수 있는 안테나 시스템이 개시된다. 안테나 시스템은 접지면을 제공하는 그라운드부 및 상기 그라운드부에 수직 결합되며, 복수의 안테나 소자를 포함하고 복수의 섹터로 구획하는 안테나부를 포함하여 이루어진다. 상기 섹터는 서로 이웃하는 안테나부 사이의 공간으로 정의되고, 상기 안테나부는 상기 복수의 섹터 사이의 간섭을 방지한다. 따라서, 그라운드부를 이용하여 그라운드부 상부에 안테나 소자를 수직으로 배치함으로써 안테나 이득이 높은 야기 안테나를 형성할 수 있으며, 서로 120° 간격으로 안테나부를 이격시킴으로써 서로 이웃하는 섹터 사이의 간섭을 방지하고 격리도를 향상시킨다.
야기 안테나(Yagi antenna), 대수주기 안테나(log periodic antenna, LP antenna), 그라운드 사용 야기 안테나, 중계기, 이미지 등가 시스템

Description

안테나 시스템{ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 안테나 시스템에 관한 것으로서, 복수의 섹터로 구획된 안테나 시스템에서 서로 이웃하는 섹터 및 안테나 사이의 간섭을 최소화하고 안테나 이득 및 빔폭 등의 안테나 특성을 향상시킬 수 있는 안테나 시스템을 제공한다.
일반적으로 이동통신 시스템에서 전파의 음영지역을 해소하기 위하여 중계장치가 사용된다. 중계장치는 미약한 전파를 수신하여 증폭한 후, 증폭된 신호를 다시 송신하는 기능을 수행하며, 이를 위하여 중계기에는 하나 또는 두 개 이상의 별도의 안테나가 구비된다.
기존에 상용화되어 있는 중계기 시스템은 사무실, 극장, 영화관 등 실내공간의 서비스를 위하여 중계기를 사용하기도 하는데, 이러한 경우에는 중계기 신호간의 간섭으로 인한 통화 절단 또는 통화 품질의 저하 등이 발생할 수 있다. 또한, 중계기가 복수인 경우에는 중계기 상호간의 간섭이 발생하기도 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 이동통신 기지국의 n 개의 섹터로 구획한 개념을 중계기 시스템에 적용하여 간섭을 최소화시키는 기술이 개발되어 있다. 즉, n 개의로 구분된 섹터는 사용자의 위치를 파악해 사용자가 위치한 섹터만 서비 스가 가능하도록 해당 섹터에 신호가 제공되고 나머지 섹터는 신호가 제공되지 않도록 한다. 만약 이동시에는 사용자가 위치한 섹터가 변화함에 따라, 해당 섹터의 신호가 차례로 제공되도록 구성된다. 이러한 방식의 운영은 다중의 중계기 시스템이 존재시 상호간의 간섭을 최소화할 수 있으며, 각 섹터 별로 사용량에 따른 파워제어가 가능하여, 전력소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이러한 중계기 시스템에서는 안테나가 사용됨은 주지의 사실이다. 시스템에 적용되는 안테나는, 만약 3개의 섹터로 구획된다면(n=3), 120도의 빔폭을 가지며, 이득이 높은 안테나를 필요로 한다. 또한, 안테나간의 격리도 특성 또한 중요한 사항일 뿐만 아니라, 실내에서 사용되는 경우가 많으므로 크기도 소형이어야 한다.
여기에 사용되는 안테나로는, 야기 안테나(Yagi antenna)가 고려될 수 있다. 야기 안테나는 수신하고자 하는 전파 파장의 1/2이 되는 길이(100 MHz인 경우 1.5 m)의 쌍극안테나 앞뒤에 그보다 다소 짧은 길이의 금속봉을 약 1/4 파장(100 MHz인 경우 0.75 m) 간격을 두고 배치한 안테나이다. 그런데 기존의 야기 안테나는 지향성이 예민하다. 즉, 송신안테나로 사용할 때는 송신기의 출력을 한쪽으로 집중해서 복사(輻射)할 수 있고, 수신안테나로 사용할 경우는 한쪽 방향에 대해 예민한 감도를 갖는다. 이러한 기존의 야기 안테나를 도 1에 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 야기 안테나(10)는 중간봉(11)이 구비되며, 중간봉(11)에 수직한 방향으로 각각 리플렉터(reflector)(12), 라디에이터(radiator)(13) 및 디렉터(director)(14)가 구비된다.
보통 상기 리플렉터(12)의 길이는 1/2파장 또는 1/2파장보다 약간 길게 형성 되는데, 이는 상기 리플렉터(12)가 유도성 리액턴스(reactance)를 가지게 하기 위해서이다. 상기 디렉터(14)는 그 수를 추가시 이득을 향상시킬 수 있으며, 전체적으로 상기 야기안테나(10)는 구조가 단순하고 높은 이득 때문에 많이 사용되고 있다.
하지만, 중계기 상 또는 중계기간에서 섹터 별로 구현되는 안테나는 높은 이득, 격리도 등이 요구된다는 점을 감안할 때, 현재 사용되는 안테나는 이러한 조건을 모두 충족한다고 할 수 없으며, 이 점은 종래의 야기 안테나도 예외가 아니다. 따라서, 중계기 시스템에서 섹터 별로 작동하는데 사용되는 최적의 안테나에 대한 연구가 시급한 시점이라 하겠다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 중계기 및 안테나 사이의 간섭을 방지할 수 있는 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 높은 이득 및 격리도 특성이 우수한 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 실외뿐만 아니라 실내에도 사용이 가능하도록 안테나의 크기를 최소화하는 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 고이득 특성을 갖는 안테나 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 시스템은 접지면을 제공하는 그라운드부 및 상기 그라운드부에 수직 결합되며, 복수의 안테나 소자를 포함하고 복수의 섹터로 구획하는 안테나부를 포함하여 이루어진다. 상기 섹터는 서로 이웃하는 안테나부 사이의 공간으로 정의되고, 상기 안테나부는 상기 복수의 섹터 사이의 간섭을 방지한다.
실시예에서, 상기 안테나부는 야기 안테나일 수 있다. 또는 상기 안테나부는 대수주기 안테나일 수 있다.
실시예에서, 상기 안테나부는 리플렉터(reflector) 소자, 라디에이 터(radiator) 소자 및 디렉터(director) 소자를 포함하는 복수의 안테나 소자 및 상기 복수의 안테나 소자 사이에 형성되어 상기 안테나소자 상호간을 지지하는 복수의 안테나 플레이트를 포함한다. 여기서, 상기 복수의 안테나 소자는 바(bar) 형태를 갖고 상기 안테나 플레이트에서 동일 평면 상에 배치되되, 상기 안테나 소자가 상기 그라운드부에 대해 수직이 되도록 배치된다.
실시예에서, 상기 안테나부와 상기 그라운드부는 납땜을 이용하여 결합된다. 그리고 상기 라디에이터 소자와 상기 그라운드부 사이에는 급전을 위한 포트가 구비된다. 예를 들어, 상기 라디에이터 소자와 상기 그라운드부가 납땜 결합된다. 또는, 상기 리플렉터 소자와 상기 그라운드부를 추가로 납땜하여 결합시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 안테나 플레이트는 복수의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯은 상기 각 안테나 소자 사이에서 상기 안테나 플레이트에서 상기 안테나 플레이트와 상기 그라운드부가 결합되는 부분이 일부 개구되어 형성된다.
실시예에서, 상기 안테나부는 상기 그라운드부의 중심부분에서 서로 결합되고 방사상으로 120° 간격으로 배치된 3개의 안테나부가 서로 동일한 간격으로 이격되어 배치된다.
실시예에서, 상기 안테나부는 상기 리플렉터 소자 쪽이 서로 결합되고, 상기 안테나 플레이트의 자유단부 측에는 상기 라디에이터 소자가 구비된다.
실시예에서, 상기 그라운드부는 상기 안테나부가 장착되는 부분이 원형인 플레이트일 수 있다. 또는, 상기 그라운드부는 상기 안테나부가 장착되는 부분이 다 각형 형태를 갖는 플레이트일 수 있다.
실시예에서, 안테나 시스템은 상기 각 섹터별로 파워 제어가 가능하여 전력소모량을 절감할 수 있다.
또한, 안테나 시스템은 사용자의 이동시 사용자의 이동에 대응되게 서비스되는 섹터가 변경될 수 있다.
본 발명에 따르면, 첫째, 상기 안테나 시스템을 3개의 섹터로 구획함으로써 사용자의 위치를 파악하여 특정 섹터(에서만 사용자에게 서비스를 하는 것이 가능하다. 또한, 사용자의 이동 시에는 다른 섹터에서 서비스를 가능하게 한다.
또한, 좁은 실내 공간에 복수의 중계기 시스템이 설치되어 있는 경우, 상기 중계기 시스템 상호간의 간섭을 최소화할 수 있다.
둘째, 각 섹터 별로 사용량에 따른 전력량을 제어할 수 있으므로 전력소모를 최소화할 수 있다.
셋째, 그라운드부를 이용하여 상기 그라운드부 하부의 이미지 성분을 이용하여 안테나로서 작용하므로, 크기를 최소화하여 구현할 수 있으며 실외뿐만 아니라 실내에도 사용이 가능하다.
넷째, 상기 안테나 플레이트에 의해 3개 또는 복수개의 섹터로 구획되고, 상기와 같이 구획된 각 섹터 별로 격리되어 안테나 시스템의 격리도 특성이 우수한 장점을 갖는다.
또한, 각 섹터 별로 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 측정된다.
다섯째, 안테나의 넓은 빔폭(120° 이상)을 가지므로 고이득 특성을 갖는다.
여섯째, 안테나부와 그라운드부의 결합을 위한 솔더부 수를 최소화하고, 안테나의 급전을 위한 포트를 그라운드부와 직접 연결시킴으로써, 안테나 시스템의 조립 및 생산 공정과 비용을 절감할 수 있다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 시스템의 개념에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 시스템에서 야기 안테나 또는 대수주기 안테나를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 2를 참조하면, 안테나 시스템(20)은 리플렉터(reflector)(22), 라디에이터(radiator)(23) 및 디렉터(director)(24)를 포함하는 안테나 소자(25)와 그라운드부(21) 및 이미지부(35)를 포함한다.
일 예로서, 상기 안테나 소자(25)는 단순한 구조로서 높은 이득을 갖는 야기 안테나(Yagi antenna)를 형성하는 소자일 수 있다. 한편, 상기 안테나 소자(25)는 대수주기 안테나(log periodic antenna, LP antenna)일 수 있다. 여기서, 대수주 기 안테나는 인접하는 안테나 소자의 길이의 비나 간격의 비가 일정하게 배열되어 형성된 안테나로서, 임피던스와 복사특성이 주파수에 대해 대수적으로 또는 주기적으로 반복하는 구조적 형태를 갖는 안테나이며, 주파수 대역에 따라 특성 변화가 크지 않기 때문에 주파수 독립안테나로 간주된다.
상기 안테나 소자(25)는 상기 리플렉터(22), 상기 라디에이터(23) 및 상기 디렉터(24)가 안테나로서 역할을 한다. 그리고 보통 상기 리플렉터(22)의 길이는 1/2파장 또는 1/2파장보다 약간 길게 형성된다.
상기 그라운드부(21)는 상기 리플렉터(22), 상기 라디에이터(23) 및 상기 디렉터(24)의 접지면 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 그라운드부(21) 하부에는 상기 그라운드부(21)를 기준으로 상기 안테나 소자(25)와 서로 대칭되는 상기 이미지부(35)를 형성한다. 즉, 상기 이미지부(35)는 상기 안테나 소자(25)와 각각 대칭되게 리플렉터 이미지(32), 라디에이터 이미지(33) 및 디렉터 이미지(34)가 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 안테나 소자(25)와 상기 이미지부(35)는 상기 그라운드부(21)를 기준으로 서로 대칭되게 형성되는데, 상기 그라운드부(21) 상부에서 상기 안테나 소자(25)에 의해 형성되는 전기장과 등가의 전기장이 상기 그라운드부(21) 하부에도 형성된다. 여기서, 상기와 같이 상기 그라운드부(21) 하부에 형성된 등가의 전기장을 형성할 수 있도록 하는 가상의 안테나 소자를 추정할 수 있는데, 이와 같이 추정된 가상의 안테나 소자가 상기 이미지부(35)가 된다.
그리고, 상기 안테나 소자(25)와 상기 이미지부(35)는 서로 결합하여 하나의 안테나를 형성하여 작동한다. 따라서, 상기 그라운드부(21)를 이용하면 상기 그라운드부(21) 상부에만 상기 안테나 소자(25)를 형성함으로써 상기 이미지부(35)를 포함하는 안테나를 형성할 수 있으며, 상기 안테나 시스템(20)이 상기 그라운드부(21)와 상기 안테나 소자(25)에 의해 구성되므로, 상기 안테나 시스템(20)의 크기를 줄일 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 안테나 시스템(20)을 실질적으로 구현하기 위한 실시예들 및 각 실시예들에 따른 안테나 특성에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편 이하에서는 상기 안테나 소자(25)로서 야기 안테나를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명이 야기 안테나로 한정되는 것은 아니며, 대수주기 안테나에도 본 발명에 의한 안테나 시스템을 동일하게 적용하는 것이 가능하다.
제1 실시예
이하, 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 여기서, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템의 사시도이고, 도 5는 도 4의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 구조를 설명하기 위한 요부 정면도이다.
도 4를 참조하면, 안테나 시스템(100)은 그라운드부(121)에 의해 형성된 이미지부(미도시)를 포함하는 야기 안테나(Yagi antenna)로서, 안테나부(150)와 그라운드부(121)로 이루어진다.
상기 안테나부(150)는 상기 그라운드부(121)에 수직으로 제공되며, 상기 그 라운드부(121) 및 상기 안테나 시스템(100)을 복수의 섹터(α, β, γ)로 구획한다. 본 실시예에서는 상기 안테나 시스템(100)은 3개의 안테나부(150)가 구비되어 상기 안테나 시스템(100)을 3개의 섹터(α, β, γ)로 구획한다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 안테나 시스템(100)은 실질적으로 다양한 수의 섹터로 구획될 수 있다.
여기서, 상기 섹터(α, β, γ)는 서로 이웃하는 안테나부(150) 사이의 공간으로 정의되며, 상기 섹터(α, β, γ)는 사용자에게 서비스를 제공하는 영역이 된다. 그리고 상기 안테나부(150)에 의해 서로 이웃하는 상기 섹터(α, β, γ)가 서로 격리된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기 섹터(α, β, γ) 사이의 격리도가 우수하여, 상기 섹터(α, β, γ) 중 하나(예를 들어, 제1 섹터(α))에서 사용자에게 서비스를 제공하고 있다면, 나머지 두 섹터(β, γ)에서는 상기 사용자에게 서비스를 제공하지 않으며, 간섭 또는 혼선이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 사용자가 이동하는 경우에는 사용자의 이동에 맞게 서비스를 제공하는 섹터(α, β, γ)를 변경하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명에서는 상기와 같이 구획된 복수의 섹터(α, β, γ) 별로 파워를 제어할 수 있으며, 이로 인해 상기 안테나 시스템(100)의 전력 소모량을 최소화할 수 있다.
상기 그라운드부(121)는 상기 안테나부(150)의 접지면을 제공하며, 상기 안테나부(150)가 장착되는 평면을 제공한다. 예를 들어, 상기 그라운드부(121)는 상기 안테나부(150)가 장착되는 면이 원형인 플레이트 형태를 갖는다. 여기서, 상기 그라운드부(121)의 형태는 상기 안테나부(150)가 장착되는 면이 삼각형, 사각형 등의 다각형을 포함하여 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있다.
제1 안테나(151)와 제2 안테나(152) 및 제3 안테나(153)는 상기 그라운드부(121)의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 형성되되, 상기 그라운드부(121)의 중심에서 방사상으로 120° 간격으로 배치된다. 즉, 상기 섹터(α, β, γ)는 중심각이 120°인 부채꼴 형태의 영역이 된다. 여기서, 상기 안테나부(150)는 적어도 120° 이상의 빔폭(beam width)을 가지며, 고이득 특성을 갖는데 적합한 장점을 갖는다.
이하에서는, 도 5를 참조하여, 상기 제1 안테나(151)에 대해서 설명한다. 여기서, 상기 제2 및 제3 안테나(512, 513)의 구조는 상기 제1 안테나(511)와 실질적으로 동일하므로 상기 제2 및 제3 안테나(512, 513)에 대한 설명은 생략한다. 다만, 도 4에서 상기 제2 및 제3 안테나(512, 513)의 구성요소에 대해서는 상기 제1 안테나(151)의 구성요소에 대한 도면부호 중 2번째 자리의 수를 변경(예를 들어, 512, 522, 523)하여 표기하였다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 안테나(151)는 안테나 소자(515)인 리플렉터 소자(512), 라디에이터 소자(513) 및 디렉터 소자(514)와 상기 안테나 소자(515) 사이에 구비되어 상기 안테나 소자(515) 상호간를 지지하는 복수의 안테나 플레이트(511)와 포함하여 이루어진다.
상기 안테나 소자(515)는 소정 두께와 길이를 갖는 바(bar) 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 안테나 소자(515)는 상기 안테나 플레이트(511)의 일 평면 상 에 배치되되, 상기 그라운드부(121)에 대해 수직으로 구비되며 상기 안테나 소자(515) 상호간에 평행하게 배치된다. 상기 안테나 소자(515)는 상기 리플렉터 소자(512), 상기 라디에이터 소자(513) 및 상기 디렉터 소자(514)로 이루어진다.
예를 들어, 상기 안테나 소자(515)는 야기 안테나로서, 수신하고자 하는 파장의 1/2 길이의 안테나 소자(예를 들어, 상기 리플렉터 소자(512))의 앞 또는 뒤에 상기 안테나 소자보다 다소 짧은 길이의 또 다른 안테나 소자를 배치할 수 있으며, 이 때, 두 안테나 소자 사이의 거리는 약 1/4 파장의 간격으로 배치될 수 있다.
또는, 상기 안테나 소자(515)가 대수주기 안테나인 경우, 상기 안테나 소자(515)는 수신하고자 하는 주파수의 1/4 파장의 길이를 갖고, 인접하는 안테나 소자 사이의 거리의 비가 일정하게 형성된다. 또한, 인접하는 안테나 소자의 길이의 비가 일정하게 형성된다.
또한, 상기 안테나 소자(515)는 상기 그라운드부(121)의 중심 부분에 상기 리플렉터 소자(512)가 구비되고 상기 안테나 플레이트(511)의 단부로 가면서, 상기 라디에이터 소자(513)와 상기 디렉터 소자(514)가 순서대로 배치된다.
상기 안테나 플레이트(511)는 상기 안테나 소자(515)를 지지함은 물론, 서로 이웃하는 섹터(α, β, γ)를 격리시키는 역할을 한다. 그리고, 상기 안테나 플레이트(511)는 상기 그라운드부(121)에 수직으로 제공된다.
상기 라디에이터 소자(513) 하부에는 상기 제1 안테나(151)의 급전을 위한 포트(516)가 구비된다.
상기 제1 안테나(151)와 상기 그라운드부(121)를 결합시키기 위해서 상기 라디에이터 소자(513) 하부에 상기 그라운드부(121)에 납땜되는 솔더부(solder point)(517)이 형성된다. 여기서, 상기 안테나부(150)는 3개의 안테나(511, 512, 513)이 구비되므로, 상기 솔더부(517)는 모두 3개가 형성된다. 따라서, 상기 포트(516)와 상기 그라운드부(121)가 직접 결합되므로 상기 안테나 시스템(100)의 구조를 단순화시키고 상기 안테나 시스템(100)의 생산 공정 및 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 안테나부(150)의 결합을 견고하게 하기 위해서 추가로 상기 리플렉터(512)의 하부를 상기 그라운드부(121)에 납땜하는 것도 가능하다. 즉, 상기 안테나부(150)는 상기 포트(516)의 솔더부(517) 3개와 상기 리플렉터(512) 하부의 솔더부(517) 3개를 포함하여 모두 6개의 솔더부(517)가 형성된다. 본 실시예에 따르면, 상기 솔더부(517)의 수를 최소화함으로써 상기 안테나 시스템(100)의 생산 공정을 단순화시키고, 생산 비용은 절감할 수 있으면서, 상기 안테나부(150)와 상기 그라운드부(121) 사이의 결합력은 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 안테나부(150)가 상기 그라운드부(121)에 수직으로 장착되고 상기 그라운드부(121)를 복수의 영역으로 구획함에 따라, 상기 안테나부(150)에 의해 상기 그라운드부(121)에 상기 안테나 시스템(100)의 구성 부품을 실장하는 데 간섭이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 문제점을 방지하기 위해서, 상기 안테나 플레이트(511)와 상기 그라운드부(121)의 결합부 부근에 슬롯(518)을 형성하였다. 상기 슬롯(518)은 상기 안테나 플레이트(511)에서 상기 안테나 소자(515)를 제외한 영역, 즉, 상기 안테나 소자(515) 사이에 형성되며, 상기 안테나 플레이트(511)에서 상기 그라운드부(121)에 인접한 하단부가 일부 개구되어 형성된다. 따라서, 상기 슬롯(518)은 서로 이웃하는 상기 그라운드부(121)를 연결시킴으로써 상기 그라운드부(121)에 부품을 자유롭게 실장할 수 있도록 한다. 그러나, 상기 슬롯(518)의 형태 및 위치와 크기는 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 실질적으로 다양하게 변경 가능하다.
이하, 도 6 내지 도 34를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 시스템(100)의 안테나 특성에 대해 설명한다. 본 발명에서는 상기 안테나 시스템(100)의 방사 패턴(radiation pattern)과 이득(gain) 특성, VSWR(voltage standing wave ratio) 및 격리도(isolation)와 같은 안테나 특성을 측정하였으며, 3개의 주파수 대역(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에서 각각 측정하였다. 또한, 본 발명에서는 상기 안테나 시스템(100)에서 상기 안테나부(150) 각각에 대해 안테나 특성을 측정하였다.
이와 같이 상기 안테나 시스템(100)의 안테나 특성을 측정한 결과를 도 8 내지 도 34에 도시하였다.
여기서, 도 6과 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 시스템의 방사 패턴을 측정하기 위한 제1 평면(H-plane)(도 6)과 제2 평면(E-plane)(도 7)을 정의한 도면들이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1 평면은 상기 안테나 시스템(100)에서 상기 그라운드부(121)에 평행한 면이다. 그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 제2 평면은 상기 안테나부(150)에 나란하도록 수직인 면이다.
먼저, 상기 제1 안테나(151)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같다.
도 8 내지 도 13은 도 4의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제1 안테나(151)(포트 1)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 14는 상기 제1 안테나(151)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 15와 도 16은 상기 제1 안테나(151)에서 상기 제2 안테나(152) 및 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제1 안테나(151)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 8과 도 9에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제1 안테나(151)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 10과 도 11에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되고, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 12와 도 13에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 8 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제1 안테나(151)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 제1 안테나(151)의 VSWR 값은 대략 1.514㏈이다.
다음으로, 상기 제1 안테나(151)의 격리도를 살펴보면, 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)에 대한 격리도는 -24.53㏈이고, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도는 -24.63㏈이었다.
다음으로, 상기 제2 안테나(152)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같 다.
도 17 내지 도 22는 도 4의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제2 안테나(152)(포트 2)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 23은 상기 제2 안테나(152)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 24와 도 25는 상기 제2 안테나(152)에서 상기 제1 안테나(151) 및 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제2 안테나(152)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 17과 도 18에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제2 안테나(152)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 19와 도 20에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되며, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 21과 도 22에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 17 내지 도 22에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제2 안테나(152)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 23을 참조하면, 상기 제2 안테나(152)의 VSWR 값은 대략 1.72 ㏈이다.
다음으로, 상기 제2 안테나(152)의 격리도를 살펴보면, 도 24에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)에 대한 격리도는 -24.36㏈이고, 도 25에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도는 -24.63㏈이었다.
다음으로, 상기 제3 안테나(153)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같다.
도 26 내지 도 31은 도 4의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제3 안테나(153)(포트 3)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 32는 상기 제3 안테나(152)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 33과 도 34는 상기 제3 안테나(153)에서 상기 제1 안테나(151) 및 상기 제3 안테나(152)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제3 안테나(153)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 26과 도 27에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제3 안테나(153)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 28과 도 29에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되며, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 30과 도 31에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 26 내지 도 31에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제3 안테나(153)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 32를 참조하면, 상기 제3 안테나(153)의 VSWR 값은 대략 1.705 ㏈이다.
다음으로, 상기 제3 안테나(153)의 격리도를 살펴보면, 도 33에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)에 대한 격리도는 -24㏈이고, 도 34에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)에 대한 격리도는 -24.59㏈이었다.
이상과 같이, 제1 실시예에 따른 안테나 시스템(100)의 안테나 특성을 표 1에 나타내었다.
Figure 112008047272891-PAT00001
제2 실시예
한편, 상술한 제1 실시예에서는 그라운드부가 원형인 것을 예로 들어 설명하였으나, 상술한 제1 실시예의 변형된 실시예로서 제2 실시예에서는 사각형의 그라운드부를 구비하는 안테나 시스템에 대해 설명한다. 여기서, 제2 실시예는 상술한 제1 실시예와 그라운드부의 형태를 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭과 도면부호를 사용하며 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 35는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 35를 참조하면, 안테나 시스템(100)은 안테나부(150)와 그라운드부(131)를 포함하고, 상기 그라운드부(131)에 의해 상기 안테나부(150)의 이미지부(미도시)가 형성되어 야기 안테나로 작동하는 안테나이다.
상기 안테나부(150)는 3개의 안테나(151, 152, 153)가 상기 그라운드부(131)에 수직으로 제공되고, 상기 3개의 안테나(151, 152, 153)는 상기 안테나 시스템(100) 및 상기 그라운드부(131)를 3개의 섹터(α, β, γ)로 구획하며, 서로 이웃하는 섹터(α, β, γ)를 격리시킨다. 예를 들어, 상기 안테나부(150)는 상기 3개의 안테나(151, 152, 153)가 상기 그라운드부(131)의 중심점을 기준으로 120° 간격으로 방사상으로 배치된다.
상기 안테나부(150)는 리플렉터 소자(512), 라디에이터 소자(513) 및 디렉터 소자(514)로 이루어지는 안테나 소자(515)와 상기 안테나 소자(515)를 지지하는 안테나 플레이트(511)를 포함한다.
상기 그라운드부(131)는 상기 안테나부(150)의 접지면을 제공하며, 예를 들어, 상기 안테나부(150)가 장착되는 면이 사각형인 플레이트이다. 상기 그라운드부(131)의 형태가 상술한 제1 실시예와 달라짐으로 인해, 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 안테나 시스템은 그 안테나 특성 역시 달라진다.
이하, 도 36 내지 도 62를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 시스템(100)의 안테나 특성에 대해 설명한다. 본 발명에서는 상기 안테나 시스템(100)의 방사 패턴과 이득 특성, VSWR 및 격리도(isolation)와 같은 안테나 특성을 측정하였으며, 3개의 주파수 대역(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에서 각각 측정하였다. 또한, 본 발명에서는 상기 3개의 안테나부(150) 각각에 대해 안테나 특성을 측정하였다.
먼저, 상기 제1 안테나(151)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같다.
도 36 내지 도 41은 도 35의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제1 안테나(151)(포트 1)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 42는 상기 제1 안테나(151)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 43과 도 44는 상기 제1 안테나(151)에서 상기 제2 안테나(152) 및 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제1 안테나(151)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 36과 도 37에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제1 안테나(151)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 38과 도 39에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되고, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 40와 도 41에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 36 내지 도 41에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제1 안테나(151)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 42를 참조하면, 상기 제1 안테나(151)의 VSWR 값은 대략 1.608㏈이다.
다음으로, 상기 제1 안테나(151)의 격리도를 살펴보면, 도 43에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)에 대한 격리도는 -25.43㏈이고, 도 44에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도는 -25.64㏈이었다.
다음으로, 상기 제2 안테나(152)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같다.
도 45 내지 도 50은 도 35의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제2 안테나(152)(포트 2)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 51은 상기 제2 안테나(152)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 52와 도 53은 상기 제2 안테나(152)에서 상기 제1 안테나(151) 및 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제2 안테나(152)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 45와 도 46에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제2 안테나(152)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 47과 도 48에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되며, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 49와 도 50에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 45 내지 도 50에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제2 안테나(152)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 51을 참조하면, 상기 제2 안테나(152)의 VSWR 값은 대략 1.624㏈이다.
다음으로, 상기 제2 안테나(152)의 격리도를 살펴보면, 도 52에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)에 대한 격리도는 -28.14㏈이고, 도 53에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)에 대한 격리도는 -25㏈이었다.
다음으로, 상기 제3 안테나(153)에 대한 안테나 특성을 살펴보면 다음과 같다.
도 54 내지 도 59는 도 35의 안테나 시스템에서 각 주파수(1920㎒, 2045㎒, 2170㎒)에 따른 각각 제3 안테나(153)(포트 3)에서의 방사 패턴 및 이득 특성을 도시한 그래프들이다. 도 60는 상기 제3 안테나(152)의 VSWR을 측정한 그래프이고, 도 61과 도 62는 상기 제3 안테나(153)에서 상기 제1 안테나(151) 및 상기 제3 안테나(152)에 대한 격리도를 측정한 그래프들이다.
상기 제3 안테나(153)는 1920㎒의 주파수 대역에서 도 54와 도 55에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 또한, 상기 제3 안테나(153)는 2045㎒의 주파수 대역에서는 도 56과 도 57에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정되며, 2170㎒의 주파수 대역에서는 도 58과 도 59에 도시한 바와 같은 방사 패턴 및 이득 특성이 측정된다. 따라서, 도 54 내지 도 59에 도시한 바와 같이, 상기 제3 안테나(153)는 사용 주파수 대역이 달라지더라도 그 방사 패턴 및 이득 특성이 균일하게 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 제3 안테나(153)의 빔폭은 120° 이상인 것을 알 수 있다.
도 60을 참조하면, 상기 제3 안테나(153)의 VSWR 값은 대략 1.632 ㏈이다.
다음으로, 상기 제3 안테나(153)의 격리도를 살펴보면, 도 61에 도시한 바와 같이, 상기 제1 안테나(151)에 대한 격리도는 -28.19㏈이고, 도 62에 도시한 바와 같이, 상기 제2 안테나(152)에 대한 격리도는 -25.23㏈이었다.
이상과 같이, 제2 실시예에 따른 안테나 시스템(100)의 안테나 특성을 표 2에 나타내었다.
Figure 112008047272891-PAT00002
한편, 도 63은 본 발명의 일 실시예들에 따른 대수주기 안테나의 다양한 변형 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 63에 도시한 바와 같이, 상기 안테나 시스템(100)에서 대수주기 안테나를 형성하는 안테나 소자의 배열은 야기 안테나와 같이 3개의 바(bar)가 일정 간격으로 이격되어 배치된 형태(도 63 (a))뿐만 아니라, 서로 수직인 평면 상에 복수의 바가 배치되되 서로 지그재그로 배치된 형태(도 63 (b)), 톱니형 쐐기가 배치된 형태(도 63 (c)), 사다리꼴 도선 형태(도 63 (d)), 조밀하게 배치된 도선 형태(도 63 (e)) 및 톱니 형태로 배치된 사다리꼴 도선 형태(도 63 (f)) 등과 같은 형상을 가질 수 있다. 또한, 도시한 형태 이외에도, 상기 안테나 소자들의 배열은 톱니형으로 사다리꼴의 평면이 배치된 형태, 톱니형 사다리꼴 쐐기형태, 사다리꼴 쐐기 도선 형태, 지그재그형 도선 등과 같이 상기 안테나부(150)의 형태는 실질적으로 다양하게 변경 가능하다.
본 발명에 따르면, 상기 안테나 시스템(100)을 3개의 섹터(α, β, γ)로 구획함으로써, 사용자의 위치를 파악하여 특정 섹터(에서만 사용자에게 서비스를 하는 것이 가능하다. 또한, 사용자의 이동 시에는 다른 섹터에서 서비스를 가능하게 한다.
좁은 실내 공간에 복수의 중계기 시스템이 설치되어 있는 경우, 상기 중계기 시스템 상호간의 간섭을 최소화할 수 있으며, 각 셀별로 사용량에 따른 전력량을 제어할 수 있으므로, 저력소모를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 크기를 최소화하여 구현할 수 있으므로 실외뿐만 아니라 실내에도 사용이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 안테나부(150)에 의해 3개 또는 복수개의 섹터(α, β, γ)로 구획되고, 상기와 같이 구획된 각 섹터 별로 격리도 특성이 우수한 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 그라운드부(121, 131)를 이용하여 상기 그라운드부(121, 131) 하부의 이미지 성분을 이용하여 안테나로서 작용한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 야기 안테나의 일 예를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템에서 야기 안테나 또는 대수주기 안테나의 개념을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 시스템을 설명하기 위한 사시도;
도 5는 도 4의 안테나 시스템에서 결합 구조를 설명하기 위한 요부 정면도;
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 시스템의 방사 패턴 측정을 위한 제1 평면(H-plane)을 정의하는 도면;
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 안테나 시스템의 방사 패턴 측정을 위한 제2 평면(E-plane)을 정의하는 도면;
도 8은 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제1 안테나(포트 1)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 9는 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 10은 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 11은 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 12는 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 13은 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 14는 도 4의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 VSWR(voltage standing wave ratio)을 도시한 그래프;
도 15는 도 4의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 제2 안테나에 대한 격리도(isolation)를 도시한 그래프;
도 16은 도 4의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 제3 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 17은 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제2 안테나(포트 2)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 18는 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 19는 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 20은 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 21은 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 22는 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 23은 도 4의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 VSWR을 도시한 그래프;
도 24는 도 4의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 제1 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 25는 도 4의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 제3 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 26은 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제3 안테나(포트 3)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 27은 도 4의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 28은 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 29는 도 4의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 30은 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 31은 도 4의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 32는 도 4의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 VSWR을 도시한 그래프;
도 33은 도 4의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 제1 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 34는 도 4의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 제2 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 35는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 시스템을 설명하기 위한 사시도;
도 36은 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제1 안테나(포트 1)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 37은 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 38은 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 39는 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 40은 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 41은 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제1 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 42는 도 35의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 VSWR을 도시한 그래프;
도 43은 도 35의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 제2 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 44는 도 35의 안테나 시스템에서 제1 안테나의 제3 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 45는 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제2 안테나(포트 2)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 46은 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 47은 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 48은 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 49는 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 50은 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제2 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 51은 도 35의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 VSWR을 도시한 그래프;
도 52는 도 35의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 제1 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 53은 도 35의 안테나 시스템에서 제2 안테나의 제3 안테나에 대한 격리도 를 도시한 그래프;
도 54는 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제3 안테나(포트 3)의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 55는 도 35의 안테나 시스템에서 1920㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 56은 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 57은 도 35의 안테나 시스템에서 2045㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 58은 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제1 평면에서 도시한 그래프;
도 59는 도 35의 안테나 시스템에서 2170㎒일 때 제3 안테나의 방사 패턴 및 이득 특성을 제2 평면에서 도시한 그래프;
도 60은 도 35의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 VSWR을 도시한 그래프;
도 61은 도 35의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 제1 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 62는 도 35의 안테나 시스템에서 제3 안테나의 제2 안테나에 대한 격리도를 도시한 그래프;
도 63은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템에서 대수주기 안테나의 예들을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 안테나 시스템 21: 그라운드부
22: 리플렉터(reflector) 23: 라디에이터(radiator)
24: 디렉터(director) 25: 안테나 소자
32, 33, 34, 35: 이미지부 100: 안테나 시스템
121, 131: 그라운드부 150, 151, 152, 153: 안테나부
511, 521, 531: 안테나 플레이트 512, 522, 532: 리플렉터 소자
513, 523, 533: 라디에이터 소자 514, 524, 534: 디렉터 소자
515: 안테나 소자 516: 포트(port)
517: 솔더부(solder point) 518: 슬롯
α, β, γ: 섹터

Claims (14)

  1. 접지면을 제공하는 그라운드부; 및
    상기 그라운드부에 수직 결합되며, 복수의 안테나 소자를 포함하고 복수의 섹터로 구획하는 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 섹터는 서로 이웃하는 안테나부 사이의 공간으로 정의되고, 상기 안테나부는 상기 복수의 섹터 사이의 간섭을 방지하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 야기 안테나(Yagi antenna)인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 대수주기 안테나(log periodic antenna)인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는,
    리플렉터(reflector) 소자, 라디에이터(radiator) 소자 및 디렉터(director) 소자를 포함하는 복수의 안테나 소자; 및
    상기 복수의 안테나 소자 사이에 형성되어 상기 안테나 소자 상호간을 지지하는 복수의 안테나 플레이트;
    를 포함하고,
    상기 복수의 안테나 소자는 바(bar) 형태를 갖고 상기 안테나 플레이트에서 동일 평면 상에 배치되되, 상기 안테나 소자가 상기 그라운드부에 대해 수직이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안테나부와 상기 그라운드부는 납땜을 이용하여 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 라디에이터 소자와 상기 그라운드부 사이에는 급전을 위한 포트가 구비되고, 상기 라디에이터 소자와 상기 그라운드부가 납땜 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리플렉터 소자와 상기 그라운드부의 납땜 결합을 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 안테나 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 안테나 플레이트는 복수의 슬롯이 형성되고,
    상기 슬롯은 상기 각 안테나 소자 사이에서 상기 안테나 플레이트에서 상기 안테나 플레이트와 상기 그라운드부가 결합되는 부분이 일부 개구되어 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 그라운드부의 중심부분에서 서로 결합되고 방사상으로 120° 간격으로 배치된 3개의 안테나부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 리플렉터 소자 쪽이 서로 결합되고, 상기 안테나 플레이트의 자유단부 측에는 상기 라디에이터 소자가 구비된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드부는 상기 안테나부가 장착되는 부분이 원형인 플레이트인 것 을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 그라운드부는 상기 안테나부가 장착되는 부분이 다각형 형태를 갖는 플레이트인 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 각 섹터별로 파워의 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    사용자의 이동시 사용자의 이동에 대응되게 서비스되는 섹터가 변경되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106450690A (zh) * 2015-08-04 2017-02-22 罗克韦尔柯林斯公司 低剖面覆盖式天线
WO2020091244A1 (ko) * 2018-10-29 2020-05-07 엘에스엠트론 주식회사 차량용 무지향성 안테나 장치
KR20200049507A (ko) * 2018-10-29 2020-05-08 엘에스엠트론 주식회사 차량용 무지향성 안테나 장치
KR102535962B1 (ko) * 2022-08-04 2023-05-26 주식회사 휴라 섹터 별 신호를 검출하기 위한 안테나 장치

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