KR20130103559A

KR20130103559A - 이중 편파 방사 다이폴 안테나

Info

Publication number: KR20130103559A
Application number: KR1020137013173A
Authority: KR
Inventors: 제롬 플렛; 오렐리랑 힐러리; 길리스 꼬낄레; 토마스 줄리엔; 게탄 포쿼트
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-09-23
Also published as: FR2966986B1; CN103181028A; MX2013004543A; BR112013010231A2; FR2966986A1; WO2012055883A1; EP2633586A1; US20130271336A1; KR101496387B1

Abstract

이중 편파 방사 소자는 하나의 스탠드와 2개의 암들을 갖는 4개의 다이폴들을 각각 포함한다. 2개의 인접한 다이폴들에 속하는 제 1 암 및 제 2 암은 단일 부품으로 구성된 직선의 방사 스트랜드를 형성하고 상기 4개의 방사 스트랜드들은 모서리들에서 단절되는 사각형을 형성하도록 정렬된다. 안테나는 제 1 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 제 1 방사 소자 및 제 2 주파수 대역에서 동작하고 상기 제 1 방사 소자의 상기 방사 스트랜드들에 의해 형성된 사각형의 중심에 배열된 적어도 하나의 다이폴을 갖는 적어도 하나의 제 2 방사 소자를 포함하고, 상기 방사 소자들은 공통 반사기 위에 배열되어 상기 제 1 방사 소자들의 가로놓인 스트랜드들이 2개의 인접한 제 2 방사 소자들 사이에 위치된다.

Description

이중 편파 방사 다이폴 안테나{DUAL POLARIZED RADIATING DIPOLE ANTENNA}

상호 참조

본 출원은 전체가 본원에 참조로서 통합되고 35 U.S.C. §119 하에서 우선권이 주장된 2010년 10월 27일 출원된 프랑스 특허 출원 번호 FR1058828에 기초한다.

기술분야

본 발명은 방사 소자들을 사용하여, 고주파수 범위의 무선전자파를 송신하는 전자통신 안테나 분야에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 임의의 주파수 대역, 특히 전자통신 안테나에 특별히 제공되는 것과 같은, 다중 대역 안테나의 저주파수 대역에서 동작할 방사 소자에 관한 것이다. 이러한 방사 소자는 특히 휴대 전화 애플리케이션들에 이용되는, 소위 패널 안테나들이라고 하는, 단일 대역 안테나 및 다중 대역 안테나에서 동일하게 잘 사용될 수 있다.

셀 텔레포니(cell telephony)는 상이한 공지의 전자통신 시스템들에 대응하는 다양한 주파수 대역들을 사용한다. 예를 들어, GSM(Global System for Mobile communications)(870 내지 960MHz), DCS(Digital Cellular System)(1710 내지 1880MHz), 및 UMTS(Universal Mobile Telephone Service)(1900 내지 2170MHz)와 같은, 몇몇 전자통신 시스템들이 현재 동시에 사용된다. 이전에 설치된 안테나들의 수가 증가하는 것을 방지하기 위해, 상이한 전자통신 시스템들의 주파수 대역들에 속하는 일련의 방사 소자들의 조합으로부터 유도된 다중 대역 안테나들이 단일 안테나 새시에서 사용된다.

예를 들어, 각각의 주파수에 할당된 방사 소자들이 예를 들어, 스태거되고(staggered) 교대하는, 세로 주기 구조에 따라 서로 평행하게 정렬된 2-주파수 대역 또는 3-주파수 대역 안테나들이 동일한 주파수에 대응하는 모든 방사 소자들에 대해 유사한 무선 전자 환경을 생성하도록 존재한다. 이들 구성들은 적어도 최대 주파수에 대해, 상기 안테나의 폭을 상당히 증가시키고 방사 성능들을 저감한다.

두 구성들은 직교 편파들을 갖는 2개의 구별된 주파수 대역들에서 동작하는 2-주파수 대역 안테나를 만들기 위해 빈번히 사용된다.

먼저 소위 "사이드 바이 사이드(side by side)" 구성은 제 1 주파수 대역에서 동작하는 2개의 직교 교차 다이폴들에 의해 형성된 방사 소자들의 제 1 배열 및 제 2 주파수 대역에서 동작하는 2개의 직교 교차 다이폴들에 의해 형성된 방사 소자들의 제 2 배열로 구성된다. 두 행들이 서로 평행하고 최고의 주파수 대역의 적어도 반 파장에 의해 나눠진다. 이러한 "사이드 바이 사이드" 구성은 양호한 성능들을 가지지만, 상기 안테나의 폭이 너무 크다. 상기 "사이드 바이 사이드" 구성은 상기 안테나 폭을 감소시키기 위해 "공선(colinear)" 구성으로 개발되었다.

두번째로 소위 "공선"(또는 "동심원(concentric)") 구성에서, 사각형 대형(formation)의 4개의 다이폴들에 의해 형성된 방사 소자들은 제 2 주파수 대역에서 동작하는 2개의 방사 교차 다이폴들에 의해 형성된 제 1 주파수 대역 주변 소자들에서 동작하도록 동심으로 배열된다. 모든 이들 소자들은 동일한 축을 따라 배열되고 단일 새시의 반사기 위에 위치된다. 이러한 구성은 긴 다이폴 길이에 대해 너무 크고, 상기 외부 방사 소자는 인접한 방사 소자들을 방해할 수 있다.

두 가지 유형의 구성에 대해, 고주파수에서 방사하는 소자들의 방위각 배열 평면에서의 비대칭으로 인해 야기된 방위각 도표의 사시 효과(strabismus effect)가 존재한다. 교차 편파에서의 강한 열화가 이러한 비대칭으로 인해 ±60° 각 부(angular section)에서 또한 관찰된다.

특히 디지털 신호 처리 요건들을 만족하기 위해, 통과 대역 면에서 새로운 서비스들이 더 요구되고 더 콤팩트한 환경에서 방사 소자들 간의 최고의 가능한 이득 및 매우 높은 절연 레벨들을 요구한다.

따라서, 본 발명의 목적은 저 비용, 용이하게 어셈블되고 콤팩트한 구조로 이끄는 공선형 구성의 다중 대역 안테나에 통합될 수 있는 이중 편파 방사 소자를 개시하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방위각에서 특정한 방사 특성들을 갖는 주어진 주파수 대역에서 동작할 수 있는 이중 편파 방사 소자를 개시하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소자의 기하학적 구조가 중심이 같고 다른 주파수 대역에서 동작하는 다른 방사 소자의 성능에 제한적인 영향을 갖는, 한 주파수 대역에서 동작하는 이중 편파 방사 소자를 개시하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 방사 소자로 설계된 가능한 가장 좁은 안테나를 개시하는 것이다.

본 발명의 목적은 하나의 스탠드(stand) 및 2개의 암들(arms)을 각각 포함하는 4개의 다이폴들을 포함하는 이중 편파 방사 소자이다. 2개의 인접한 다이폴들에 속하는 제 1 암 및 제 2 암은 단일 부품으로 구성된 일직선 방사 스트랜드(strand)를 형성하고, 상기 4개의 방사 스트랜드들은 모서리들에서 단절되는 사각형을 형성하도록 정렬된다. 따라서 각각의 다이폴의 2개의 암들이 서로 직교한다.

이러한 구성에서, 상기 다이폴들은 상호-변조(inter-modulation) 문제들을 감소시키기 위해 서로 의도적으로 분리된다. 상기 방사 소자들의 형상은 네트워킹 효과를 달성하기 위해 가능한 이상한 자극을 얻도록 설계된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 각각의 상기 방사 스트랜드들은 상기 방사 스트랜드의 각각의 단부에서 접혀진 연장부를 갖는 단일 도전부로 구성된다.

상기 각각의 도전부의 연장부들은 상기 방사 스트랜드들의 평면으로부터 90° 접히는 것이 바람직하다.

일 양태에 따라, 각각의 부품들의 적어도 하나의 상기 연장부들은 상기 다이폴들 중 하나의 스탠드의 반-스탠드(half-stand)를 형성한다.

다른 양태에 따라, 각각의 다이폴은 전원선 및 상기 다이폴들 중 하나의 상기 스탠드의 반-스탠드들 중 하나인 적어도 하나의 접지면을 포함하는 전원 시스템에 의해 작동(power)한다.

제 1 변형에 따라, 상기 다이폴을 위한 전원 시스템은 2개의 접지면들에 의해 둘러싸인 전원선으로 형성된 스트립 선로(stripline) 구조를 갖고, 각각의 접지면은 상기 다이폴들 중 하나의 상기 스탠드의 반-스탠드들 중 하나이다.

스트립 선로 또는 마이크로스트립형 전원선이 수직으로 배열되어 공지된 방사 소자들에 비해 비용들을 저감하고 어셈블리를 간단히 한다.

제 2 변형에 따라, 상기 다이폴을 위한 전원 시스템은 상기 인접한 다이폴의 스탠드인 접지면에 인접한 전원선으로 형성된 마이크로스트립 구조를 갖는다.

본 발명은 또한 상기에 기술된 바와 같이 제 1 주파수 대역에서 동작하는 제 1 방사 소자 및 제 2 주파수 대역에서 동작하고 상기 제 1 방사 소자의 상기 방사 스트랜드들에 의해 형성된 사각형의 중심에 배열된, 적어도 하나의 다이폴을 포함하는 적어도 하나의 제 2 방사 소자를 포함하고, 상기 방사 소자들은 공통의 반사기 위에 배열되는, 방사 디바이스를 개시한다.

본 발명은 또한 상기에 기술된 바와 같이 제 1 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 제 1 방사 소자 및 제 2 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 제 2 방사 소자를 포함하는 안테나를 개시한다. 상기 제 1 및 제 2 방사 소자들은 공통 반사기 위에 정렬되고 배열되어 상기 제 1 방사 소자들의 가로놓인(traverse) 스트랜드들이 2개의 인접한 제 2 방사 소자들 사이에 위치된다.

일 변형 실시예에 따라, 파티션들이 상기 제 2 방사 소자들의 얼라인먼트(alignment)에 평행하게, 상기 제 1 방사 소자들의 상기 얼라인먼트 내부에 있을 수 있다.

다른 변형에 따라, 평행 육면체(parallelepiped), 큐빅 또는 직사각형상의 캐비티들이 상기 제 2 방사 소자들 주변에, 상기 제 1 방사 소자들의 얼라인먼트 내부에 배열된다.

본 발명의 장점은 다중대역 안테나들에 의해 점유되는 공간 및 사이즈를 감소시키고, 특히 약 15% 만큼 폭을 감소시키는 것이다. 또한 상기 안테나를 대칭적으로 만들면서 RF 성능들의 개선을 가능하게 한다. 마지막으로, 비용들을 감소시키고 상기 안테나의 어셈블리를 간단하게 한다.

도 1은 방사 소자의 실시예의 투시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 방사 소자의 제 1 실시예의 투시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 방사 소자의 제 2 실시예의 투시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3의 상기 방사 디바이스의 상세를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 안테나의 일 실시예의 투시도를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 안테나의 다른 실시예의 일부를 개략적으로 도시한 도면.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들이 첨부된 도면들을 참조하여, 예시적이고 비-제한적인 목적으로 명백하게 주어진 이하의 일 실시예의 상세한 설명을 읽은 후에 명확해질 것이다.

상기 도면들은 설명을 더 잘 이해하고 또한 본 발명의 정의에 기여하도록 도울 수 있는 소자들을 포함한다. 이들 도면들 각각에서 동일한 소자들은 같은 참조 번호들을 갖는다.

도 1에 도시된 실시예에서, 방사 소자(1)는 4개의 다이폴들(2, 3, 4, 5)을 포함한다. 각각의 다이폴(2, 3, 4, 5)은 각각 한 쌍의 암들(2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b; 5a, 5b)을 지지하는 스탠드(6, 7, 8, 9)를 각각 포함한다. 각각의 다이폴(2, 3, 4, 5)의 두 암들(2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b; 5a, 5b)은 서로 직교하도록 지향된다. 각각의 스탠드(6, 7, 8, 9)는 서로 마주 보는 한 내측면 및 바깥을 향하는 한 측면을 갖는 2개의 반-스탠드들(6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b 및 9a, 9b)을 각각 포함한다.

다이폴들(2 및 5)에 속하는 공선형 암들(2a 및 5a)이 단일 일직선 도전부, 예를 들어, 방사 스트랜드(10)의 각각의 단부에서 연장하는, 얇은 금속 시트로 구성된 상기 방사 스트랜드(10)를 각각 형성한다. 결과적으로, 상기 일직선 방사 스트랜드(10)는 2개의 인접한 다이폴들(2, 5)에 공통이다. 상기 도전부의 각각의 연장부는 상기 다이폴들(2 및 5)의 스탠드들(6 및 9)의 반-스탠드들(6a 및 9a)을 각각 형성하기 위해 접힌다. 유사하게, 상기 다이폴들(2 및 3)의 상기 공선형 암들(2b 및 3b)은 방사 스트랜드(11)를 각각 형성하고, 상기 도전부의 각각의 접혀진 연장부는 상기 다이폴들(2 및 3)의 스탠드들(6 및 7)의 반-스탠드들(6b 및 7b)을 각각 형성한다. 또한 유사하게, 상기 다이폴들(3 및 4)의 공선형 암들(3a 및 4a)은 방사 스트랜드(12)를 각각 형성하고, 상기 도전부의 각각의 접혀진 연장부는 다이폴들(3 및 4)의 스탠드들(7 및 8)의 반-스탠드들(7a 및 8a)을 각각 형성한다. 또한 유사하게, 상기 다이폴들(4 및 5)의 공선형 암들(4b 및 5b)은 방사 스트랜드(13)를 각각 형성하고, 상기 도전부의 각각의 접혀진 연장부는 다이폴들(4 및 5)의 스탠드들(8 및 9)의 반-스탠드들(8b 및 9b)을 각각 형성한다. 예를 들어, 상기 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)은 서로 동일한 얇은 접혀진 금속 시트들로 구성될 수 있다. 상기 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)은 모서리들에서 단절된 사각형을 형성하도록 배열되고, 상기 사각형의 각각의 측면의 길이(L)는 상기 방사 소자(1)의 중심 동작 주파수의 1/4 내지 1/2 파장으로 변할 수 있다.

다이폴들(2, 3, 4, 5)을 위한 전원 시스템은 유전체 층에 의해 분리된 2개의 접지면들 사이에 위치된 도전층인, 전원선(14, 15, 16)으로 구성된 스트립 선로 구조를 갖는다. 상기 전원선들(14, 15, 16)은 상기 4개의 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)에 의해 제한된 단절된 사각형의 4개의 모서리들에 위치된다. 대각선으로 대향하는 전원선들(14 및 16)은 같은 편파, 이 경우에서는 ±45°를 생성한다. 상기 전원의 대칭성이 방사 도표를 대칭적이게 한다. 상기 반-스탠드들(7a 및 8a)이 도 1에 투명하게 도시되어 이해를 용이하게 하기 위해 상기 전원선들(15 및 16)이 보여질 수 있다. 상기 전원선(15)은 상기 접지면으로 기능하는 상기 다이폴(3)의 스탠드(7)의 반-스탠드들(7a 및 7b) 사이에 배열된 도전층이다. 유사하게, 각각의 전원 시스템이 상기 다이폴들(2, 4 및 5)의 상기 스탠드들(6, 8 및 9)을 쌍으로 각각 형성하는 상기 반-스탠드들(6a, 6b; 8a, 8b; 9a, 9b) 사이에 배열된 도전층인 전원선(14, 15, 16)으로 구성된다. 상기 반-스탠드들(6a, 6b; 8a, 8b; 9a, 9b)은 그들이 둘러싸는 도전층에 대한 접지면으로서 기능한다. 상기 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)이 단절되고 공간에 의해 분리되고, 상기 폭은 예를 들어, 플라스틱으로 만들어져 상기 도전부들을 서로 분리하는 절연 패킹부들(17)을 삽입함으로써 통합될 수 있다는 것을 주의한다. 상기 차이는 바람직하게 일정하게 유지되어 재현가능한 성능들을 달성할 수 있다.

상기 전원선들(14, 15, 16)은 4개의 대향하는 동축 케이블들에 접속되고, 전력 스플리터(splitter)를 사용하여 쌍으로 결합되어, 2개의 직교 편파들을 생성한다. 상기 반-스탠드들(6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b; 9a, 9b)을 각각 형성하는 각각의 도전부의 편파들은 상기 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)의 평면(18)으로부터 90°로 접혀진다. 따라서 상기 전원선들(14, 15, 16)은 내부에 위치된 상기 방사 소자에 대한 접지면으로서 기능하는, 상기 반사기(19)와 상기 방사 소자(1)의 각각의 대응하는 방사 스트랜드들(10, 11, 12, 13)의 단부들 중 하나 사이에서 수직으로 연장한다. 상기 전원선들(14, 15, 16)의 수직성은 상기 방사 소자(1)와 인접한 방사 소자들 사이의 상호작용들을 방지하도록 기여한다. 상기 방사 소자(1)는 주로 얇은 금속 시트들을 사용하고, 동일하게 절단되고 접히기 때문에 비용 면에서 상당한 장점을 가지고, 저렴하고 용이하게 어셈블된 스트립 선로 전원 시스템들을 갖는다.

상기 방사 소자는 25dB보다 큰 전후비(front-to-back ratio), 상기 안테나의 선을 따라 15dB 이상의 교차 편파, 및 65°의 방위각에서 중-전력 개구(mid-power aperture)로 형성된다. 그러나, 중-전력 개구가 90°일 수 있는 애플리케이션에 대해 이를 사용하는 것도 완전히 가능하다.

이제 예를 들어 저주파수(LF) 대역에서 동작하는 방사 소자(21) 및 예를 들어 더 높은 주파수들의 HF 대역에서 동작하는 방사 소자(22)를 포함하는 2-주파수 대역 방사 디바이스(20)의 제 1 실시예를 나타내는 도 2를 고찰할 것이다. 특히, 상기 저주파수 대역은 698MHz에서 960MHz로 변하는 주파수들을 커버하고(특히 GSM 시스템에서) 특히 상기 고주파수 대역은 1710MHz에서 2700MHz로 변하는 주파수들을 커버할 수 있다(특히 DCS, UMTS 및 LTE 시스템들).

상기 LF 방사 소자(21)는 상기 HF 방사 소자(22) 주변에 사각형을 형성하도록 배열된, 4개의 다이폴들(27, 28, 29, 30)에 속하는 4개의 방사 스트랜드들(23, 24, 25, 26)을 포함한다. 상기 LF 방사 소자(21)의 상기 방사 스트랜드들(23, 24, 25, 26)은 상기 안테나 반사기(34)에 평행한 평면(33)에 배열된다. 상기 LF 방사 소자(21)의 기하학적 구조는 자신의 암들(23, 24, 25, 26)에 의해 형성된 상기 사각형 내부에 위치된 상기 HF 방사 소자(22)의 성능들에 대한 자신의 존재의 영향을 제한한다. 상기 LF 방사 소자(21)의 폭은 2개의 HF 방사 소자들(22)을 분리하는 거리와 같아지도록 선택된다. 결과적으로, 상기 다중 대역 안테나의 세로 X 축에 실제로 수직인 모든 횡단하는 스트랜드들(23, 25)은 2개의 인접한 HF 방사 소자들(22) 사이의 중간 거리에 대칭적으로 위치된다. 그래서 상기 다이폴들의 수직 전원선들은 상기 2개의 인접한 HF 방사 소자들(22)로부터 동일한 거리에 배열되어 모든 소자들(22)이 동일한 방식으로 영향을 받는다.

상기 HF 방사 소자(22)는 이중 교차 편파 장치에서 수직으로 연관되고 각각 서로 연장하고 상기 안테나 반사기(34)에 평행한 평면(35)에 배열된 2개의 암들(31a, 31b 및 32a, 32b)을 포함하는 2개의 다이폴들(31 및 32)을 포함한다.

상기 LF 소자(21)의 상기 방사 스트랜드들(23, 24, 25, 26)의 평면(33)은 상기 HF 소자(22)의 암들(31a, 31b 및 32a, 32b)의 평면(35) 위에 위치된다. 상기 LF 방사 소자(21)의 다이폴들(27, 28, 29, 30)의 상기 방사 스트랜드들(23, 24, 25, 26) 및 상기 HF 방사 소자(22)의 다이폴들(31 및 32)의 암들(31a, 31b 및 32a, 32b)은 이들의 공통 접지면으로 기능하는 같은 반사기(34) 위에 위치된다.

방사 디바이스(40)의 변형 실시예가 도 3 및 도 4에 도시된다. 상기 2-주파수 대역 방사 디바이스(40)는 예를 들어 LF 저주파수 대역에서 동작하는 방사 소자(41) 및 예를 들어 더 높은 주파수들을 갖는 HF 대역에서 동작하는 방사 소자(41')를 포함한다. 상기 LF 방사 소자(41)는 상기 4개의 다이폴들(46, 47, 48, 49)에 속하는 4개의 방사 스트랜드들(42, 43, 44, 45)을 포함한다.

상기 다이폴들(46, 47, 48, 49) 각각에 마이크로스트립 유형의 전원 시스템이 제공된다. 각각의 전원 시스템은 상기 작동하는 다이폴에 인접한 상기 다이폴(46, 47, 48, 49)의 상기 스탠드(54, 55, 56, 57)로 구성된 접지면에 인접한 전원선(50, 51, 52, 53)을 포함한다. 따라서 상기 전원선(50, 51, 52, 53)은 상기 LF 방사 소자(41)의 대응하는 방사 스트랜드(42, 43, 44, 45)의 단부들 중 하나와 이를 작동하는 동축 케이블 간에 수직 접속을 형성한다.

도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 방사 스트랜드(43)를 형성하는 도전부의 각각의 연장부(43a, 43b)는 90°로 접혀진다. 상기 연장부들 중 하나(43a)는 상기 다이폴(47)의 스탠드(55)를 형성하고 다른 연장부(43b)는 상기 다이폴(46)의 전원선(50)을 형성한다. 유사하게, 상기 방사 스트랜드(44)를 형성하는 부분의 접혀진 연장부들 중 하나(44b)는 상기 다이폴(47)의 전원선(51)을 형성하고, 상기 방사 스트랜드(42)의 상기 접혀진 연장부들 중 하나(42a)는 상기 다이폴(46)의 스탠드(54)를 형성한다.

따라서, 상기 다이폴들(46, 47, 48, 49) 중 하나에 속하는 스탠드(54, 55, 56, 57)는 인접한 상기 전원선(50, 51, 52, 53)에 대한 접지면으로 기능한다. 결과적으로, 상기 다이폴들(46, 47, 48, 49)은 비대칭이다. 이 솔루션은 상기 방사 소자(41)를 만드는데 필요한 부품들의 수를 공지된 디바이스들에 대해 8개의 부품들(4개의 전원선들을 갖는 4개의 다이폴들)에서 본 실시예에 따른 상기 방사 소자(41)에 대해 4개의 부품들(전원선이 통합된 4개의 다이폴들)로 감소시킬 수 있고 결과적으로 상기 방사 소자(41)의 어셈블리를 간단하게 한다. 상기 전원선들(48, 49, 50, 51)의 수직성은 또한 상기 LF 대역에서 동작하는 방사 소자(41)와 상기 HF 대역에서 동작하는 인접한 방사 소자들(41') 간의 상호작용을 방지하는데 기여한다.

도 5는 도 1에 도시된 것과 유사한, 상기 LF 대역에서 동작하는 방사 소자들(61) 및 공통 반사기(63) 상에 배열된 상기 HF 대역에서 동작하는 방사 소자들(62)을 포함하는, 광대역(700MHz 내지 960MHz)에서 동작하는 안테나(60)를 도시한다. HF 방사 소자(62)는 이중 교차 편파 장치에서 직교 연관된 2개의 코플래너(coplanar) 다이폴들(64, 65) 및 상기 다이폴들(64, 65)에 상호접속되지 않고 상기 다이폴들(64, 65) 위에 배열된 지향성 소자(66)를 포함한다. 상기 방사 소자들(61)은 이들의 횡단하는 스트랜드들(67)이 2개의 HF 방사 소자들(62) 사이에 위치되도록 배열된다.

반사하는 세로 방향의 파티션들(68)이 상기 HF 방사 소자들(64)의 얼라인먼트의 각각의 측면 상의 상기 반사기(62) 상에 위치되어, 상기 안테나(60)의 수평 평면의 방사 도표를 최적화한다. 이들 파티션들은 예를 들어 도 2에 도시된 파티션(36)과 같이 상이한 크기들과 상이한 형상들을 가질 수 있다.

고주파수 대역에서 동작하는 방사 소자와 함께 저주파수 대역에서 동작하는 상기에 설명된 것과 같은 방사 소자의 조합된 사용은 공지의 안테나들보다 좁은 광대역에서 동작하는 안테나를 제공한다.

대안적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상이한 사이즈들의 큐빅 또는 직육면체 캐비티들이 파티션들 대신 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 유사하게 LF 소자(70)는 안테나 반사기(71) 상에 위치된다. HF 소자(72)는 방사 디바이스(73)를 형성하기 위해 상기 LF 소자(70)의 상기 방사 스트랜드들에 의해 형성된 사각형의 중심에 위치된다. 상기 HF 소자(72)는 큐빅 캐비티(74)에 의해 둘러싸인다. 상기 방사 디바이스(73)에 가까이 위치된 HF 소자(75)가 또한 덜 긴 큐빅 캐비티(76)에 의해 둘러싸인다.

명백하게, 본 발명은 설명된 상기 실시예들로 제한되지 않고 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 개발될 수 있는 많은 변형들로 사용될 수 있다. 본 발명이 특히 2-주파수 대역 애플리케이션에서 LF 대역에서 동작하는 방사 소자에 대해 설명되었지만, 상기 방사 소자는 최종 애플리케이션에 필요한 주파수에 상관없이 사용될 수 있다. 이 방사 소자는 또한 단일 주파수 광대역 안테나 또는 3-주파수 대역 또는 다중 대역 안테나에서 사용될 수 있다.

실시예들이 다수의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본원의 원리들의 정신 및 범위 내에 있는 다양한 다른 수정들 및 실시예들이 당업자에 의해 고안될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 더 구체적으로, 다양한 변형들 및 수정들이 본원, 도면들 및 첨부된 청구항들의 범위 내의 상기 주제의 조합 장치의 구성요소부들 및/또는 장치들에서 가능하다. 상기 구성요소부들 및/또는 장치들의 변형들 및 수정들에 부가하여, 대안적인 사용들이 또한 당업자에게 명백할 것이다.

Claims

하나의 스탠드(stand)와 2개의 암들(arms)을 각각 포함하는 4개의 다이폴들을 포함하는 이중 편파 방사 소자(dual polarised radiating element)에 있어서,
2개의 인접한 다이폴들에 속하는 제 1 암 및 제 2 암은 단일 부품으로 구성된 일직선 방사 스트랜드(strand)를 형성하고, 상기 4개의 방사 스트랜드들은 모서리들에서 단절되는 사각형을 형성하도록 정렬되는, 이중 편파 방사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 방사 스트랜드들 각각은 상기 방사 스트랜드의 각각의 단부에서 접혀진 연장부를 갖는 단일 도전부로 구성되는, 이중 편파 방사 소자.
제 2 항에 있어서,
상기 각각의 도전부의 연장부들은 상기 방사 스트랜드들의 평면으로부터 90°접힌, 이중 편파 방사 소자.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
각각의 부품의 상기 연장부들 중 적어도 하나는 상기 다이폴들 중 하나의 스탠드의 반-스탠드(half-stand)를 형성하는, 이중 편파 방사 소자.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 다이폴은 전원선 및 상기 다이폴들 중 하나의 상기 스탠드의 반-스탠드들 중 하나인 적어도 하나의 접지면을 포함하는 전원 시스템에 의해 작동(power)하는, 이중 편파 방사 소자.
제 5 항에 있어서,
상기 다이폴을 위한 전원 시스템은 2개의 접지면들에 의해 둘러싸인 전원선으로 형성된 스트립 선로(stripline) 구조를 갖고, 각각의 접지면은 상기 다이폴들 중 하나의 상기 스탠드의 반-스탠드들 중 하나인, 이중 편파 방사 소자.
제 5 항에 있어서,
상기 다이폴을 위한 전원 시스템은 상기 인접한 다이폴의 스탠드인 접지면에 인접한 전원선으로 형성된 마이크로스트립 구조를 갖는, 이중 편파 방사 소자.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 제 1 주파수 대역에서 동작하는 제 1 방사 소자 및 제 2 주파수 대역에서 동작하고 상기 제 1 방사 소자의 방사 스트랜드들에 의해 형성된 사각형의 중심에 배열된 적어도 하나의 다이폴을 포함하는 적어도 하나의 제 2 방사 소자를 포함하는 방사 디바이스로서, 상기 방사 소자들은 공통 반사기 위에 배열되는, 방사 디바이스.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 제 1 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 제 1 방사 소자 및 제 2 주파수 대역에서 동작하는 적어도 하나의 제 2 방사 소자를 포함하는 안테나로서, 상기 제 1 및 제 2 방사 소자들은 공통 반사기 위에 정렬되고 배열되어 상기 제 1 방사 소자들의 가로놓인(traverse) 스트랜드들이 2개의 인접한 제 2 방사 소자들 사이에 위치되는, 안테나.
제 9 항에 있어서,
파티션들이 상기 제 2 방사 소자들의 얼라인먼트(alignment)에 평행하게, 상기 제 1 방사 소자들의 얼라인먼트 내부에 있을 수 있는, 안테나.
제 9 항에 있어서,
평행 육면체(parallelepiped), 큐빅 또는 직사각형상의 캐비티들이 상기 제 2 방사 소자들 주변에, 상기 제 1 방사 소자들의 얼라인먼트 내부에 배열되는, 안테나.