KR20130041532A - Circular polarized antenna system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A circular polarization antenna system is provided to improve space efficiency by reducing a distance between antenna units. CONSTITUTION: A plurality of antenna units(110) use a circular polarization property. A mounting housing mounts the plurality of antenna units. A dielectric substrate(115) is separated from a ground surface in parallel. An antenna filler(113) is mounted on the upper side of the dielectric substrate. The antenna filler is electrically connected to the ground surface.

Description

원형편파 안테나 시스템{Circular polarized antenna system}Circular polarized antenna system

원형 편파 안테나가 개시된다. 보다 상세하게는, 원형편파의 특성을 이용한 복수의 안테나 유닛을 이용함으로써 안테나 유닛 사이에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있고 안테나 유닛 간 거리를 줄임으로써 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 원형편파 안테나 시스템이 개시된다.
Circularly polarized antenna is disclosed. More specifically, by using a plurality of antenna units using the characteristics of circular polarization, a circular polarization antenna system capable of minimizing interference that may occur between antenna units and improving spatial efficiency by reducing the distance between antenna units This is disclosed.

최근 스마트 폰과 태블릿 PC와 같은 휴대용 단말기의 대중화로 인해 이동 통신 서비스의 수요가 급증하고 있다. 그 중 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)를 위한 2.1GHz나 LTE(Long Term Evolution) 등을 위한 1.8GHz 대역은 자원 경쟁이 치열한 상황이다. 뿐만 아니라 사용자에게 제공되는 서비스의 고품질화가 요구되고 있는 실정이다.Recently, due to the popularization of portable terminals such as smart phones and tablet PCs, the demand for mobile communication services is increasing rapidly. Among them, 2.1GHz for High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) and 1.8GHz for Long Term Evolution (LTE) are in fierce competition for resources. In addition, the quality of services provided to users is required.

따라서 더 나은 이동 통신 서비스를 위해 기존의 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)나 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기법의 한계를 극복할 수 있는 새로운 기술 연구가 요구되고 있다.Therefore, a new technology research is required to overcome the limitations of conventional orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) or multiple input multiple output (MIMO) techniques for better mobile communication services.

그 중, 이동 통신 서비스의 품질 개선을 위한 방법으로 다양한 다이버시티(diversity) 기법이 연구 중에 있다. 다이버시티 기법이란 무선 전파 환경에서 발생될 수밖에 없는 페이딩(fading) 현상을 극복하기 위해 동일 정보를 갖는 연계되지 않은 2개 이상의 입력 신호를 수신하고 처리함으로써 고품질 전송을 실현하는 기법을 가리킨다.Among them, various diversity techniques are being studied as a method for improving the quality of a mobile communication service. Diversity technique refers to a technique for realizing high-quality transmission by receiving and processing two or more unassociated input signals having the same information in order to overcome fading phenomenon that must occur in a radio wave environment.

그러나 실제 이동 통신 시스템이 갖는 물리적 한계가 존재하기 때문에 모든 다이버시티 기법이 자유롭게 사용될 수 없다. 특히, 다중 안테나를 사용하는 다이버시티 기법은 안테나 사이의 간섭을 없애기 위해 동작 주파수의 한 파장(coherence distance) 정도의 거리를 갖도록 안테나 사이를 이격시켜야 하기 때문에 공간 효율성이 떨어지는 한계가 있다. However, due to the physical limitations of a real mobile communication system, all diversity schemes cannot be used freely. In particular, the diversity scheme using multiple antennas has a limitation in that the space efficiency is inferior because the antennas must be spaced apart to have a distance of about one wavelength of the operating frequency in order to eliminate interference between the antennas.

또한, 주파수를 이용하는 다이버시티 기법은 사용되는 주파수 자원 자체가 한정되어 있기 때문에 성능 향상에 물리적 한계를 가질 수 있다. In addition, the diversity scheme using frequency may have a physical limitation in improving performance because the frequency resource itself is limited.

한편, 최근 각종 무선 통신에 대한 정확성 및 고속화 요구가 증가하면서 고품질의 빔 성형을 할 수 있는 무선 통신 기술이 점점 중요시 되고 있다. 빔 성형이란 안테나에서 방사된 에너지가 공간에서 특정한 방향으로 집중되는 신호를 처리하는 기술로 그 목적은 원하는 방향으로부터 보다 세기가 강한 신호를 수신하거나 원하는 방향으로 신호를 전달하는 것이다. On the other hand, in recent years, as the demand for accuracy and speed for various wireless communication increases, wireless communication technology capable of high-quality beamforming has become increasingly important. Beam shaping is a technique for processing a signal in which energy radiated from an antenna is concentrated in a specific direction in space, and its purpose is to receive a stronger signal from a desired direction or to transmit a signal in a desired direction.

특히, 빔 성형 시스템에서는 무선 통신 시스템의 정밀화, 고속화 및 대용량화를 위해 높은 이득의 다양한 형태의 빔을 구현하는 것이 중요하다.In particular, in the beam shaping system, it is important to implement various types of beams with high gains for precision, high speed, and high capacity of the wireless communication system.

그런데, 종래의 안테나에 있어서는 적용 가능한 빔이 제한되어 빔 성형에 한계가 있다. 즉, 빠른 속도, 다양한 장애물 혹은 페이딩과 같이 통신 환경이 어려운 상태에 있는 경우 좁은 빔만을 이용하게 되면 통신 대상의 신호 탐색 자체가 어려울 수 있고 반대로 넓은 빔만을 사용하여 빔 성형을 하는 안테나의 경우 통신 가능 범위는 넓어지게 되나 상대적으로 낮은 이득으로 인해 통신 감도가 저하되고 고품질 통신이 어려워지게 된다.By the way, in the conventional antenna, there is a limit to beam shaping because the applicable beam is limited. In other words, when the communication environment is difficult, such as high speed, various obstacles, or fading, if only a narrow beam is used, it may be difficult to search a signal of the communication target. The range is wider, but relatively low gains reduce communication sensitivity and make high quality communication difficult.

이에, 다중 안테나를 통한 다이버시티 기법 적용을 가능하게 하면서도 빔 성형을 다양하게 할 수 있는 새로운 구조의 안테나 시스템의 개발이 시급한 실정이다.
Accordingly, there is an urgent need to develop a new antenna system capable of diversifying beamforming while enabling diversity techniques through multiple antennas.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 원형편파의 특성을 이용한 복수의 안테나 유닛을 이용함으로써 안테나 유닛 사이에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있고 안테나 유닛 간 거리를 줄임으로써 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 원형편파 안테나 시스템을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, by using a plurality of antenna units using the characteristics of circular polarization, it is possible to minimize interference that may occur between antenna units and to improve space efficiency by reducing the distance between antenna units. It is to provide a circularly polarized antenna system.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 복수의 안테나 유닛을 선택적으로 동작 제어하여 빔 성형을 다양하게 할 수 있으며 따라서 효율적인 통신 시스템을 구축할 수 있는 원형편파 안테나 시스템을 제공하는 것이다.
In addition, another object according to an embodiment of the present invention is to provide a circularly polarized antenna system that can be configured to vary the beam shaping by selectively operating control of a plurality of antenna units, and thus to build an efficient communication system.

본 발명의 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템은, 원형편파(circular polarization) 특성을 이용하는 복수 개의 안테나 유닛; 및 상기 복수 개의 안테나 유닛들의 선택적인 사용을 통한 다이버시티 기법이 적용 가능하도록 상기 복수 개의 안테나 유닛들이 장착되는 장착 하우징;을 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 원형편파의 특성을 이용한 복수의 안테나 유닛을 이용함으로써 안테나 유닛 사이에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있고 안테나 유닛 간 거리를 줄임으로써 공간 효율성을 향상시킬 수 있고, 안테나 유닛을 선택적으로 동작 제어하여 빔 성형을 다양하게 할 수 있으며 따라서 효율적인 통신 시스템을 구축할 수 있다.Circular polarization antenna system according to an embodiment of the present invention, a plurality of antenna units using a circular polarization (circular polarization) characteristics; And a mounting housing in which the plurality of antenna units are mounted so that a diversity technique through the selective use of the plurality of antenna units is applicable. By such a configuration, a plurality of antenna units using characteristics of circular polarization may be provided. By using this method, interference between antenna units can be minimized, space efficiency can be improved by reducing the distance between antenna units, and the operation of the antenna units can be selectively controlled to vary the beam shaping, thus enabling efficient communication. You can build a system.

상기 안테나 유닛은, 접지면(ground plane); 상기 접지면에 대해 나란하게 이격 배치되는 유전체 기판; 및 상기 유전체 기판의 상면에 장착되며 상기 접지면 및 상기 유전체 기판의 사이에 배치되는 단락판에 의해 상기 접지면과 전기적으로 연결되는 안테나 필러;를 포함하여 원형편파 특성을 이용할 수 있다.The antenna unit includes a ground plane; A dielectric substrate disposed side by side with respect to the ground plane; And an antenna filler mounted on an upper surface of the dielectric substrate and electrically connected to the ground plane by a shorting plate disposed between the ground plane and the dielectric substrate.

각각의 상기 안테나 유닛에서, 상기 안테나 필러는 4개 마련되어 상기 유전체 기판의 외주연을 따라 180°의 위상 차이를 갖도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 안테나 필러 간에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있다.In each of the antenna units, four antenna pillars may be provided and disposed to have a phase difference of 180 ° along the outer circumference of the dielectric substrate, thereby minimizing interference that may occur between the antenna pillars.

상기 안테나 필러는 'ㄴ'자 형상으로 마련되어 절곡 부분이 상기 유전체 기판의 꼭지점 부분에 배치될 수 있다.The antenna pillar may have a 'b' shape and a bent portion may be disposed at a vertex portion of the dielectric substrate.

상기 안테나 필러는 절곡 부분으로부터 일측으로 연장된 제1 부분에 비해 타측으로 연장된 제2 부분이 상대적으로 길며 인접한 상기 안테나 필러와의 간섭 방지를 위해 상기 제2 부분의 단부는 상기 유전체 기판의 중심 방향으로 절곡 형성될 수 있다.The antenna pillar has a relatively longer second portion extending to the other side than the first portion extending to one side from the bent portion, and an end portion of the second portion is directed toward the center of the dielectric substrate to prevent interference with the adjacent antenna pillar. It can be formed to be bent.

상기 복수 개의 안테나 유닛을 통한 5-방향으로의 방사가 가능하도록 상기 장착 하우징은 사각뿔대 형상을 가지며, 5개의 상기 안테나 유닛이 상기 장착 하우징의 상면 및 네 측면에 결합될 수 있다.The mounting housing has a quadrangular pyramid shape so as to enable radiation in the five directions through the plurality of antenna units, and five antenna units may be coupled to the top and four sides of the mounting housing.

상기 장착 하우징의 상면은 정사각 형상을 갖는 상기 접지면의 형상에 대응되는 정사각 형상을 가지며, 상기 장착 하우징의 측면은 사다리꼴 형상을 갖되 상기 안테나 유닛의 상기 접지면의 변 길이와 상기 장착 하우징의 측면 높이는 상호 대응될 수 있다.The upper surface of the mounting housing has a square shape corresponding to the shape of the ground plane having a square shape, the side of the mounting housing has a trapezoidal shape, the side length of the ground plane of the antenna unit and the side height of the mounting housing Can correspond to each other.

상기 안테나 유닛은, UHF 대역의 4-포트(0, 90, 180, 270°) QSA(Quadrifilar Square Antenna) 원형편파 안테나 구조가 적용될 수 있다.The antenna unit may be a 4-port (0, 90, 180, 270 °) quadrature square antenna (QSA) circularly polarized antenna structure of the UHF band.

상기 장착 하우징에 장착된 상기 복수 개의 안테나 유닛을 선택적으로 구동 제어하여 빔 패턴을 선택적으로 조절함으로써 빔 성형할 수 있다.
By selectively driving control of the plurality of antenna units mounted in the mounting housing, beam shaping may be performed by selectively adjusting a beam pattern.

본 발명의 실시예에 따르면, 원형편파의 특성을 이용한 복수의 안테나 유닛을 이용함으로써 안테나 유닛 사이에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있고 안테나 유닛 간 거리를 줄임으로써 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by using a plurality of antenna units using the characteristics of circular polarization, it is possible to minimize interference that may occur between antenna units and to improve space efficiency by reducing the distance between antenna units.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 복수의 안테나 유닛을 선택적으로 동작 제어하여 빔 성형을 다양하게 할 수 있으며 따라서 효율적인 통신 시스템을 구축할 수 있다.
In addition, another object according to an embodiment of the present invention, it is possible to selectively control the operation of a plurality of antenna units to vary the beam shaping and thus to build an efficient communication system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 안테나 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템의 동작 순서도이다.
1 is a schematic perspective view of a circularly polarized antenna system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the antenna unit shown in FIG. 1.
3 is a plan view of Fig.
4 is an operation flowchart of a circular polarization antenna system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of several aspects of the patentable invention and the following description forms part of the detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 유닛의 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.1 is a schematic perspective view of a circularly polarized antenna system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of the antenna unit shown in Figure 1, Figure 3 is a plan view of FIG.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 편파 안테나 시스템(100)은, 원형편파 특성(circular polarization)을 갖는 복수 개의 안테나 유닛(110)과, 안테나 유닛(110)들의 선택적인 사용을 통한 다이버시티 기법이 가능하도록 안테나 유닛(110)들이 장착되는 장착 하우징(150)을 포함할 수 있다.As shown in these figures, the circularly polarized antenna system 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of antenna units 110 having a circular polarization characteristic and a selection of the antenna units 110. It may include a mounting housing 150 in which the antenna units 110 are mounted to enable diversity techniques through normal use.

이러한 구성에 의해서, 원형편파를 이용하는 안테나 유닛(110)들이 각각 간섭에도 강한 특성을 갖고 있어 다중의 안테나 유닛(110)을 이용하는 다이버시티 기법에 적합하게 적용될 수 있고, 또한 여러 개의 안테나 유닛(110)을 가깝게 위치시킬 수 있어 공간 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 아울러, 각각의 안테나 유닛(110)을 선택적으로 제어할 경우, 빔 성형 기법을 사용하는 통신 시스템에도 적용이 가능하여 현재 적용 중인 통신 네트워크를 보다 효율적으로 관리할 수도 있다.With this configuration, the antenna units 110 using circular polarization have strong characteristics against interference, respectively, and thus can be suitably applied to a diversity scheme using multiple antenna units 110, and also several antenna units 110. Can be located close to each other, allowing efficient use of space resources. In addition, when selectively controlling each antenna unit 110, it can be applied to a communication system using a beam shaping technique, it is possible to more efficiently manage the communication network currently applied.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 안테나 유닛(110)은 총 5개 마련되어 장착 하우징(150)에 간섭이 발생되지 않는 구조로 배치될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.Referring to each configuration, first of all the antenna unit 110 of the present embodiment may be provided in a structure in which no interference occurs in the mounting housing 150. This will be described later.

본 실시예의 안테나 유닛(110)은, 원형편파(Circular Polarized wave)의 특성을 이용하는 안테나로서, UHF 대역의 4-포트(0, 90, 180, 270°) QSA(Quadrifilar Square Antenna) 원형편파 안테나 구조가 적용될 수 있다. 이러한 안테나 유닛(110)은, 정사각 형상을 갖는 접지면(111, Ground plane)과, 접지면(111)과 나란하도록 이격 배치되어 복수 개의 안테나 필러(113, Antenna fillar)가 장착되는 유전체 기판(115)과, 접지면(111) 및 유전체 기판(115)을 전기적으로 연결하는 4개의 단락판(117)을 포함할 수 있다. 여기서, 유전체 기판(115)은 FR-4(유전율 4.6, 높이 0.6mm)로 마련될 수 있다. The antenna unit 110 of the present embodiment is an antenna using the characteristics of a circular polarized wave, and has a 4-port (0, 90, 180, 270 °) quadrature polarized antenna (QSA) circular polarization antenna structure in the UHF band. Can be applied. The antenna unit 110 may be spaced apart from the ground plane 111 having a square shape and parallel to the ground plane 111, and the dielectric substrate 115 may be mounted with a plurality of antenna pillars 113. ) And four shorting plates 117 electrically connecting the ground plane 111 and the dielectric substrate 115 to each other. Here, the dielectric substrate 115 may be provided with FR-4 (dielectric constant 4.6, height 0.6mm).

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 유전체 기판(115)에는 총 4개의 안테나 필러(113)가 장착된다. 즉, 180°의 위상차이를 갖도록 4개의 안테나 필러(113)가 유전체 기판(115)의 상면에 장착될 수 있다. 2 and 3, a total of four antenna pillars 113 are mounted on the dielectric substrate 115 of the present embodiment. That is, four antenna pillars 113 may be mounted on the top surface of the dielectric substrate 115 to have a phase difference of 180 °.

보다 상세하게는, 총 4개의 안테나 필러(113)가 유전체 기판(115)의 외주연에 규칙적으로 배치되되 안테나 필러(113)는 'ㄴ'자 형상으로 마련되어 절곡 부분(113a)이 유전체 기판(115)의 각 꼭지점 부분에 배치된다.More specifically, a total of four antenna pillars 113 are regularly arranged on the outer circumference of the dielectric substrate 115, but the antenna pillar 113 is formed in a 'b' shape so that the bent portion 113a has the dielectric substrate 115. Are placed at each vertex part of

다만, 안테나 필러(113)들 간의 간섭 방지를 위해 안테나 필러(113)의 일단부는 유전체 기판(115)의 내측 방향으로 절곡된 형상을 갖는다. 즉, 안테나 필러(113)가 절곡 부분(113a) 기준으로 일측으로 연장된 제1 부분(113b) 및 타측(일측과 대략 수직 방향)으로 연장되며 제1 부분(113b)에 비해 상대적으로 긴 제2 부분(113c)을 구비할 수 있는데, 제2 부분(113c)은 유전체 기판(115)의 중심 방향으로 절곡 형성될 수 있다.However, in order to prevent interference between the antenna pillars 113, one end of the antenna pillar 113 has a shape bent inward of the dielectric substrate 115. That is, the antenna pillar 113 extends to the first portion 113b extending to one side based on the bent portion 113a and to the other side (approximately perpendicular to the one side) and relatively long than the first portion 113b. A portion 113c may be provided, and the second portion 113c may be formed to be bent toward the center of the dielectric substrate 115.

따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 하나의 안테나 필러(113)의 제1 부분(113b)과 인접한 다른 하나의 안테나 필러(113)의 제2 부분(113c)은 중첩되지 않게 유전체 기판(115) 상에 배치될 수 있으며 따라서 간섭 발생을 최소화할 수 있다.Thus, as shown in FIGS. 2 and 3, the first portion 113b of one antenna pillar 113 and the second portion 113c of the other antenna pillar 113 adjacent to each other do not overlap the dielectric substrate ( 115) and thus minimize the occurrence of interference.

다만, 유전체 기판(115) 상에서의 안테나 필러(113)의 배치 구조는 이에 한정되는 것은 아니며 원형편파 특성을 이용할 수 있다면 다른 개수 및 다른 형상의 안테나 필러 구조가 적용될 수 있음은 당연하다.However, the arrangement structure of the antenna pillar 113 on the dielectric substrate 115 is not limited thereto, and it is natural that antenna pillar structures having different numbers and shapes may be applied if circular polarization characteristics are available.

한편, 전술한 구성을 갖는 안테나 유닛(110)들은 단일 안테나로 사용되는 것이 아니라 복수 개 마련되어 소정 구조로 배치될 수 있다. 즉, 총 5개의 안테나 유닛(110)이 장착 하우징(150)에 간섭이 발생되지 않고 공간 효율을 극대화할 수 있는 배치 구조로 장착될 수 있다.On the other hand, the antenna units 110 having the above-described configuration may be provided in a plurality of structures rather than being used as a single antenna. That is, a total of five antenna units 110 may be mounted in an arrangement structure capable of maximizing space efficiency without interference from the mounting housing 150.

본 실시예의 장착 하우징(150)은, 도 1에 도시된 것처럼, 사각뿔대 형상으로 마련될 수 있으며, 상면 및 네 측면에 각각 실질적으로 동일한 구조를 갖는 안테나 유닛(110)이 장착될 수 있다.As shown in FIG. 1, the mounting housing 150 of the present embodiment may be provided in a quadrangular pyramid shape, and an antenna unit 110 having substantially the same structure may be mounted on the upper surface and the four sides.

장착 하우징(150)의 형상에 대해 부연 설명하면, 장착 하우징(150)의 상면은 안테나 유닛(110)의 접지면(111)에 대응하는 정사각 형상을 가지며, 네 측면은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 여기서 사다리꼴 형상의 측면 높이는 접지면(111)의 변 길이와 동일하여, 안테나 유닛(110)은 장착 하우징(150)의 각 측면에 부착될 수 있다.The shape of the mounting housing 150 will be described in detail. The upper surface of the mounting housing 150 may have a square shape corresponding to the ground plane 111 of the antenna unit 110, and four sides may have a trapezoidal shape. The side height of the trapezoidal shape is the same as the side length of the ground plane 111, the antenna unit 110 may be attached to each side of the mounting housing 150.

이러한 배치 구조로 총 5개의 안테나 유닛(110)이 장착 하우징에 장착됨으로써 안테나 유닛(110) 간의 간섭 현상을 줄일 수 있고, 공간적 효율성을 확보할 수 있다.In this arrangement structure, a total of five antenna units 110 may be mounted in a mounting housing, thereby reducing interference between antenna units 110 and ensuring spatial efficiency.

한편, 도 1의 배치 구조로 마련되는 본 실시예의 원형편파 안테나 시스템(100)은 빔 성형을 위한 안테나 배치를 고려해 다양한 각도로 빔 패턴을 용이하게 제어할 수 있다. 즉, 복수의 안테나 유닛(110)을 선택적으로 제어하여 빔 성형을 다양하게 할 수 있으며 따라서 효율적인 통신 시스템을 구축할 수 있는 것이다.Meanwhile, the circularly polarized antenna system 100 according to the present exemplary embodiment having the arrangement structure of FIG. 1 may easily control the beam pattern at various angles in consideration of the antenna arrangement for beamforming. That is, by selectively controlling the plurality of antenna units 110, beam shaping can be varied, and thus an efficient communication system can be constructed.

본 실시예의 원형편파 안테나 시스템(100)의 경우, 5-방향으로 각각의 안테나 유닛(110)으로부터의 방사가 가능하며, 아울러 인접한 다른 안테나 유닛(110)의 동시 작동이 가능하기 때문에 가령 방사 세기가 작은 사각 지대로도 안테나 유닛(110)을 통한 방사가 가능하다. 또한 복수 개의 안테나 유닛(110)을 동시에 동작시킬 수도 있어 전(全) 방향으로의 방사가 가능하여 다양한 기능을 수행할 수도 있다.In the case of the circularly polarized antenna system 100 of the present embodiment, radiation from each antenna unit 110 in five directions is possible, and the simultaneous operation of other adjacent antenna units 110 is possible. Radiation through the antenna unit 110 is possible even in a small blind spot. In addition, since the plurality of antenna units 110 may be operated at the same time, radiation in all directions may be performed to perform various functions.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템(100)의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of the circular polarization antenna system 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형편파 안테나 시스템의 동작 순서도이다.4 is an operation flowchart of a circular polarization antenna system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 다중 안테나를 이용하는 다이버시티 기법의 사용 유무에 대해 판단(S100)한 후, 다이버시티 기법이 사용되는 경우 이 기법을 이용해 통신 자원 효율을 극대화할 수 있다(S200). 반대로 다이버시티 기법이 이용되지 않는 경우 빔 성형의 필요 유무에 대해 판단한다(S300).First, after determining whether the diversity scheme using multiple antennas is used (S100), and when the diversity scheme is used, communication resource efficiency may be maximized using the scheme (S200). On the contrary, if the diversity technique is not used, it is determined whether beamforming is required (S300).

빔 성형이 필요하다고 판단되는 경우, 사용 환경에 맞는 최적의 빔 패턴을 구현하여 안테나의 동작을 제어할 수 있다(S400). 반면에 빔 성형이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 사용자 선택에 의해 안테나의 동작을 제어하여 필요한 빔 패턴을 구현할 수 있다(S500).If it is determined that beam shaping is necessary, the operation of the antenna may be controlled by implementing an optimal beam pattern suitable for the use environment (S400). On the other hand, if it is determined that beam shaping is not necessary, the operation of the antenna may be controlled by user selection to implement a necessary beam pattern (S500).

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 원형편파의 특성을 이용한 복수의 안테나 유닛(110)을 이용함으로써 안테나 유닛(110) 사이에 발생될 수 있는 간섭을 최소화할 수 있고 안테나 유닛(110) 간 거리를 줄임으로써 공간 효율성을 향상시킬 수 있고, 복수의 안테나 유닛(110)을 선택적으로 동작 제어하여 빔 성형을 다양하게 할 수 있으며 따라서 효율적인 통신 시스템을 구축할 수 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, by using the plurality of antenna units 110 using the characteristics of circular polarization, interference that may be generated between the antenna units 110 may be minimized, and the antenna unit 110 may be used. The space efficiency can be improved by reducing the distance, and the beam shaping can be varied by selectively operating control of the plurality of antenna units 110, thus building an efficient communication system.

전술한 실시예에서는, 5-방향 방사가 가능하도록 장착 하우징이 사각뿔대 형상으로 마련되고 그 장착 하우징에 5개의 안테나 유닛(110)이 장착되는 경우에 대해 상술하였으나, 원형편파 특성을 이용하는 복수 개의 안테나 유닛(110)이 다른 형상의 장착 하우징에 다른 배치 구조로 장착될 수 있음은 당연하다.In the above-described embodiment, the case in which the mounting housing is provided in a square pyramid shape and five antenna units 110 are mounted in the mounting housing so as to enable 5-direction radiation, but a plurality of antennas using circular polarization characteristics It goes without saying that the unit 110 may be mounted in a different arrangement structure in a mounting housing of a different shape.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 원형편파 안테나 시스템 110 : 안테나 유닛
111 : 접지면 113 : 안테나 필러
115 : 유전체 기판 117 : 단락판
150 : 장착 하우징100: circularly polarized antenna system 110: antenna unit
111: ground plane 113: antenna filler
115: dielectric substrate 117: short circuit plate
150: mounting housing

Claims (9)

원형편파(circular polarization) 특성을 이용하는 복수 개의 안테나 유닛; 및
상기 복수 개의 안테나 유닛들의 선택적인 사용을 통한 다이버시티 기법이 적용 가능하도록 상기 복수 개의 안테나 유닛들이 장착되는 장착 하우징;
을 포함하는 원형편파 안테나 시스템.
A plurality of antenna units using circular polarization characteristics; And
A mounting housing to which the plurality of antenna units are mounted so that a diversity technique through the selective use of the plurality of antenna units is applicable;
Circularly polarized antenna system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 안테나 유닛은,
접지면(ground plane);
상기 접지면에 대해 나란하게 이격 배치되는 유전체 기판; 및
상기 유전체 기판의 상면에 장착되며 상기 접지면 및 상기 유전체 기판의 사이에 배치되는 단락판에 의해 상기 접지면과 전기적으로 연결되는 안테나 필러;
를 포함하여 원형편파 특성을 이용하는 원형편파 안테나 시스템.
The method of claim 1,
The antenna unit,
A ground plane;
A dielectric substrate disposed side by side with respect to the ground plane; And
An antenna filler mounted on an upper surface of the dielectric substrate and electrically connected to the ground plane by a shorting plate disposed between the ground plane and the dielectric substrate;
Circular polarization antenna system using a circular polarization characteristics, including.
제2항에 있어서,
각각의 상기 안테나 유닛에서, 상기 안테나 필러는 4개 마련되어 상기 유전체 기판의 외주연을 따라 180°의 위상 차이를 갖도록 배치되는 원형편파 안테나 시스템.
The method of claim 2,
In each of the antenna units, four antenna pillars are provided and arranged to have a phase difference of 180 ° along the outer circumference of the dielectric substrate.
제3항에 있어서,
상기 안테나 필러는 'ㄴ'자 형상으로 마련되어 절곡 부분이 상기 유전체 기판의 꼭지점 부분에 배치되는 원형편파 안테나 시스템.
The method of claim 3,
The antenna pillar is a circular polarized antenna system provided in the 'b' shape is bent portion disposed on the vertex portion of the dielectric substrate.
제4항에 있어서,
상기 안테나 필러는 절곡 부분으로부터 일측으로 연장된 제1 부분에 비해 타측으로 연장된 제2 부분이 상대적으로 길며 인접한 상기 안테나 필러와의 간섭 방지를 위해 상기 제2 부분의 단부는 상기 유전체 기판의 중심 방향으로 절곡 형성되는 원형편파 안테나 시스템.
5. The method of claim 4,
The antenna pillar has a relatively longer second portion extending to the other side than the first portion extending to one side from the bent portion, and an end portion of the second portion is directed toward the center of the dielectric substrate to prevent interference with the adjacent antenna pillar. Circularly polarized antenna system formed by bending.
제2항에 있어서,
상기 복수 개의 안테나 유닛을 통한 5-방향으로의 방사가 가능하도록 상기 장착 하우징은 사각뿔대 형상을 가지며,
5개의 상기 안테나 유닛이 상기 장착 하우징의 상면 및 네 측면에 결합되는 원형편파 안테나 시스템.
The method of claim 2,
The mounting housing has a square pyramid shape so as to enable radiation in the 5-direction through the plurality of antenna units,
Circularly polarized antenna system wherein the five antenna units are coupled to the top and four sides of the mounting housing.
제6항에 있어서,
상기 장착 하우징의 상면은 정사각 형상을 갖는 상기 접지면의 형상에 대응되는 정사각 형상을 가지며,
상기 장착 하우징의 측면은 사다리꼴 형상을 갖되 상기 안테나 유닛의 상기 접지면의 변 길이와 상기 장착 하우징의 측면 높이는 상호 대응되는 원형편파 안테나 시스템.
The method according to claim 6,
The upper surface of the mounting housing has a square shape corresponding to the shape of the ground plane having a square shape,
The side of the mounting housing has a trapezoidal shape, the side length of the ground plane and the side height of the mounting housing of the antenna unit corresponding to the circular polarization antenna system.
제1항에 있어서,
상기 안테나 유닛은, UHF 대역의 4-포트(0, 90, 180, 270°) QSA(Quadrifilar Square Antenna) 원형편파 안테나 구조가 적용되는 원형편파 안테나 시스템.
The method of claim 1,
The antenna unit is a circularly polarized antenna system to which a 4-port (0, 90, 180, 270 °) quadrature square antenna (QSA) circularly polarized antenna structure of the UHF band is applied.
제1항에 있어서,
상기 장착 하우징에 장착된 상기 복수 개의 안테나 유닛을 선택적으로 구동 제어하여 빔 패턴을 선택적으로 조절함으로써 빔 성형하는 원형편파 안테나 시스템.The method of claim 1,
And circularly polarizing the antenna by selectively controlling the plurality of antenna units mounted in the mounting housing to selectively adjust a beam pattern.
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