KR20130130281A - 안테나 위상 변환 장치 및 이를 이용하는 안테나 위상 변환 시스템 - Google Patents

안테나 위상 변환 장치 및 이를 이용하는 안테나 위상 변환 시스템 Download PDF

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육태경
신형수
김호용
이태훈
조용찬
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

안테나 위상 변환 시스템 및 안테나 위상 변환 장치가 제공된다. 안테나 위상 변환 시스템은, 위상 천이기(phase shifter)를 구비하며 빔을 송출하는 안테나, 상기 위상 천이기와 연결되어 상기 빔의 위상을 변경시키는 위상 변환 장치 및 원격지에서 상기 위상 변환 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고 상기 위상 변환 장치로 전송하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 제어 신호는 RS485 신호 또는 OOK(on-off keying) 신호 중 하나이고, 상기 위상 변환 장치는 상기 RS485 신호 및 상기 OOK 신호 중 입력된 어느 하나의 제어 신호를 기초로 상기 위상 천이기를 제어한다.

Description

안테나 위상 변환 장치 및 이를 이용하는 안테나 위상 변환 시스템{Antenna Phase Shifting Device and Antenna Phase Shifting System Using The Same}
본 발명은 본 발명은 안테나 위상 변환 장치 및 이를 이용하는 안테나 위상 변환 시스템에 관한 것이다.
모바일 통신을 제공하기 위하여 사업자는 기지국 안테나를 사용하여 적정한 커버리지를 확보하여야 한다. 옥외에 설치되는 기지국 안테나는 일정한 예측을 통해 커버리지 및 통신 부하를 예측하여 설치된다. 이 경우, 주위의 기지국으로부터의 간섭을 최소화하기 위하여 안테나를 다운 틸팅(down-tilt)하여 사용하게 된다.
특히, 2G, 3G에 이어 4G LTE 시스템의 보급이 진행되고 있는 상황에서 통신 시스템 또는 통신 사업자의 다양한 이동통신 서비스 주파수 대역이 더욱 복잡하게 혼재됨에 따라 기지국 환경도 더욱 다양화되고 있다. 따라서, 증가되는 기지국 및 다양한 환경에서의 신호 간섭을 최소화하고 네트워크 용량을 최대화하기 위하여 안테나의 다운 틸팅이 필요하다.
안테나의 다운 틸팅 방법은 크게 기계적 틸팅(Mechanical Tilting) 및 전기적 틸팅(Electronical Tilting)으로 분류할 수 있다. 기계적 틸팅은 앵글 브라켓을 이용하여 물리적으로 틸팅하는 방법이다. 전기적 틸팅은 안테나에 위상 천이기(Phase Shifter)를 구비하여 특성 임피던스의 변화 없이 위상을 가변시키는 방법이다.
기계적 틸팅은 안테나의 구성이 간단한 장점이 있는 반면에 빔 가변을 위해서 작업자가 타워에 직접 올라가서 작업을 수행하므로 위험성이 높고, 기지국 운영비가 높다는 문제점이 있다. 반면에, 전기적 틸팅은 위상 변화를 통해 전기적으로 빔 틸팅을 수행하므로 빔 패턴이 균일하고 가변성이 향상되는 장점이 있다. 특히, 기계적 틸팅에 비해 셀 커버리지(Cell coverage) 내의 패턴 왜곡으로 인한 통화 불량 지역의 발생 확률이 적으며, 셀 커버리지 내의 균일한 이득 감소로 인해 정확한 망 설계가 가능하다.
최근에는 원격지에서 다수의 안테나의 빔을 제어 및 모니터링 할 수 있는 원격 전기적 틸팅(Remote Electronical Tilting, 이하 RET 라고 호칭함) 방식이 많이 사용되고 있다.
RET 시스템은 위상 천이기를 갖는 전기적 틸팅 안테나, 상기 위상 천이기와 기계적으로 연동되어 빔의 위상을 가변시킬 수 있는 전기적 모터(RCU, Remote Control Unit), 상기 전기적 모터의 구동을 원격지에서 컨트롤하기 위한 제어 신호를 생성하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러의 사용자 조작을 위한 사용자 단말로 기본 구성된다.
이와 같은 RET 시스템에 대한 통신 프로토콜 및 인터페이스 표준은 AISG(Antenna Interface Standards Group)에 의해 규정되어 있다. RET 시스템에 관한 새로운 장치나 부품의 개발, 또는 새로운 기능의 추가 시에는 상기 AISG에서 규정된 표준에 적합하도록 구현되어야 한다.
또한, RET 시스템의 설치 및 운용과 관련된 비용을 절감하고, 다양한 환경에서도 호환 가능하도록 장치 및 기술을 개발하는 것이 필요하다.
한국공개특허 제2003-0078071호, "이동 통신 기지국에서의 안테나 및 안테나 제어 시스템 구성"
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 AISG 케이블 인터페이스와 RF 케이블 인터페이스를 함께 구비하여 다양한 구성으로 구축이 가능한 안테나 위상 변환 장치 및 안테나 위상 변환 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 안테나 위상 변환 장치와 컨트롤러 간의 연결 케이블의 종류에 관계없이 AISG 표준을 만족하는 안테나 위상 변환 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 입력되는 제어 신호의 종류에 관계없이 안테나의 위상 천이기를 제어할 수 있는 안테나 위상 변환 장치를 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 안테나 위상 변환 시스템은, 위상 천이기(phase shifter)를 구비하며 빔을 송출하는 안테나, 상기 위상 천이기와 연결되어 상기 빔의 위상을 변경시키는 위상 변환 장치 및 원격지에서 상기 위상 변환 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고 상기 위상 변환 장치로 전송하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 제어 신호는 RS485 신호 또는 OOK(on-off keying) 신호 중 하나이고, 상기 위상 변환 장치는 상기 RS485 신호 및 상기 OOK 신호 중 입력된 어느 하나의 제어 신호를 기초로 상기 위상 천이기를 제어한다.
여기서, 상기 위상 변환 장치는, AISG 케이블과 연결되어 상기 RS485 신호를 입력 받는 AISG 인터페이스, RF 케이블과 연결되어 상기 OOK 신호를 입력 받는 RF 케이블 인터페이스, 노브를 통해 연결된 상기 위상 천이기를 제어하여 빔 위상을 변경시키는 구동부 및 상기 RS485 신호 또는 상기 OOK 신호 중 어느 하나에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 AISG 인터페이스 및 상기 RF 케이블 인터페이스를 선택적으로 상기 제어부에 연결하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 RF 케이블 인터페이스와 상기 스위칭부 사이에 위치하고, 상기 RF 케이블 인터페이스를 통해 입력된 상기 OOK 신호를 RS485 신호로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 위상 변환 장치는 AISG 케이블을 이용하여 상기 컨트롤러와 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 상기 RS485 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 위상 변환 장치는 RF 케이블을 이용하여 상기 컨트롤러와 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 상기 OOK 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 상기 위상 변환 장치는 RF 케이블로 연결된 한 쌍의 바이어스 티(Bias Tee)를 경유하여 상기 컨트롤러와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 안테나 위상 변환 장치는, 안테나의 위상 천이기(phase shifter)에 연결되어 안테나 빔의 위상을 조절하는 구동부, 외부의 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호를 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부 및 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 컨트롤러로부터 상기 제어 신호를 수신하는 케이블 인터페이스를 포함하고, 상기 케이블 인터페이스는 AISG 케이블과 연결되는 AISG 인터페이스 및 RF 케이블과 연결되는 RF 케이블 인터페이스를 더 포함한다.
여기서, 상기 AISG 인터페이스 및 상기 RF 케이블 인터페이스 중 어느 하나를 선택하여 상기 제어부에 연결시키고 상기 수신된 제어 신호를 상기 제어부로 전달하는 스위칭부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어 신호는 RS485 신호 또는 OOK(on-off keying) 신호 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 상기 AISG 인터페이스에 상기 AISG 케이블이 연결된 경우에 상기 제어 신호는 상기 RS485 신호일 수 있다.
여기서, 상기 RF 케이블 인터페이스에 상기 RF 케이블이 연결된 경우에 상기 제어 신호는 상기 OOK 신호일 수 있다.
여기서, 상기 RF 케이블 인터페이스는 RF 케이블로 연결된 한 쌍의 바이어스 티(Bias Tee)를 경유하여 상기 컨트롤러와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 RF 케이블 인터페이스와 상기 스위칭부 사이에 위치하고, 상기 RF 케이블 인터페이스를 통해 입력된 상기 OOK 신호를 RS485 신호로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 안테나 위상 변환 장치에서 AISG 케이블 인터페이스 및 RF 케이블 인터페이스를 함께 구비하여 다양한 구성으로 안테나 위상 변환 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 안테나 위상 변환 장치와 컨트롤러 간의 연결 케이블의 종류에 관계없이 AISG 표준을 만족하도록 안테나 위상 변환 시스템을 구축할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 입력되는 제어 신호의 종류에 관계없이 안테나의 위상 천이기를 제어할 수 있다.
도 1은 AISG 표준 방식에 따라 구성된 안테나 위상 변환 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 AISG 표준 방식에 따라 구성된 안테나 위상 변환 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 장치의 세부 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 장치에서 AISG 케이블을 이용하여 컨트롤러에 연결되는 경우의 안테나 위상 변환 장치의 구성 요소들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 장치에서 RF 케이블을 이용하여 컨트롤러에 연결되는 경우의 안테나 위상 변환 장치의 구성 요소들의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 AISG 표준 방식에 따라 구성된 안테나 위상 변환 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 위상 변환 시스템은 안테나(100), 안테나 위상 변환 장치(200), 컨트롤러(300) 및 관리용 단말(400)로 구성될 수 있다.
안테나(100)는 기지국(Base Station)(500)과 연결되어 RF 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 RF 신호를 수신한다. 구체적으로, 안테나(100)는 기지국(500)과 RF 피더 케이블(RF Feeder Cable, 이하 RF 케이블)을 통해 연결되어, 기지국(500)으로부터 RF 신호를 수신하여 외부로 방사하거나 외부로부터 수신된 RF 신호를 기지국(500)으로 전송할 수 있다. 이때, 안테나(100)와 기지국(500) 사이에 수신 및 송신을 위한 한 쌍의 RF 케이블(C100)로 연결될 수 있다.
안테나(100)는 위상 천이기(Phase Shifter)를 구비하고 있으며, 위상 천이기를 조절하여 안테나 빔의 위상을 조절할 수 있다. 위상 천이기의 조절은 안테나(100)에 결합된 안테나 위상 변환 장치(200)를 통해 수행된다.
안테나 위상 변환 장치(200)는 컨트롤러(300)에서 생성되어 전송된 제어 신호에 따라 액츄에이터 등의 구동 모터(이하, 구동부)를 제어하여 위상 천이기에 연결된 노브(nobe)를 회전 또는 상하 이동시킴으로써 안테나 빔의 위상을 제어(위상 P1에서 위상 P2로 또는 그 반대로 빔 위상을 조절)할 수 있다.
안테나 위상 변환 장치(200)와 컨트롤러(300) 간의 연결을 위해 AISG 케이블(C200)이 사용될 수 있다. AISG 케이블(C200)은 RS485 통신 케이블이라고도 하며, 8개의 pin을 가지는 multi-pole 커넥터 타입이다. 이 중에서 RS485A 및 RS485B의 두 개의 pin은 제어 신호의 전송에 이용될 수 있으며, +12V DC 전원 신호용으로 이용되는 하나의 pin을 통해 DC 전원을 안테나 위상 제어 장치에 공급할 수 있다.
한편, 컨트롤러(300)의 조작을 위한 관리자 단말(400)을 더 구비할 수 있다. 관리자 단말(400)은 RS232 케이블 또는 UTP 케이블을 통해 컨트롤러(300)에 연결될 수 있다.
이와 같이 도 1에 도시된 구성은 컨트롤러(300)와 안테나 위상 변환 장치(200)를 포인트 투 포인트로 연결하는 방식이며, AISG 케이블(C200)을 이용하여 컨트롤러(300)와 안테나 위상 장치(200)를 직접 연결하므로 AISG 케이블의 길이가 길어지게 되어, 신호 손실이 크고 케이블의 두께가 두꺼워진다.
도 2는 AISG 표준 방식에 따라 구성된 안테나 위상 변환 시스템의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 위상 변환 시스템은 도 1의 구성과 동일하게 안테나(100), 안테나 위상 변환 장치(200), 컨트롤러(300) 및 관리용 단말(400)로 구성될 수 있으며, 도 1의 구성과는 달리 안테나 위상 변환 장치(200)와 컨트롤러(300) 간의 연결이 한 쌍의 스마트 바이어스 티(Smart Bias Tee, SBT)(600)를 경유하여 성립될 수 있다.
관리용 단말(400)을 이용하여 컨트롤러(300)를 제어하여 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호는 한 쌍의 SBT(600)를 거쳐서 안테나 위상 변환 장치(200)로 전송될 수 있다.
이때, 컨트롤러(300)에 인접한 Bottom SBT(이하, 하단 SBT)와 컨트롤러(300) 간의 연결은 AISG 케이블(C200)에 의해 이뤄질 수 있으며, 안테나 위상 변환 장치(200)와 이에 인접한 Top SBT(이하, 상단 SBT)간의 연결은 AISG 케이블(C200)에 의해 이뤄질 수 있다. 이때, 상단 SBT 와 하단 SBT 간의 연결을 위해 RF 케이블(C100)이 사용될 수 있다.
이와 같은 도 2의 구성은 상단 SBT와 하단 SBT 간의 연결을 위해 AISG 케이블(C200) 대신 저렴한 RF 케이블(C100)을 이용할 수 있으나, OOK신호와 RS485 신호간의 변환을 위하여 일반 바이어스 티(Bias Tee) 대신 스마트 바이어스 티(SBT)를 사용하여야 하므로, 구성이 복잡하고 장치 비용이 증가하게 된다.
이와 같은 문제점들은 본 발명의 안테나 위상 변환 시스템에 의해 해결될 수 있다. 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 시스템을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 시스템을 나타내고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 위상 변환 시스템은 안테나(100)와, 안테나(100)에 결합되는 안테나 위상 변환 장치(200)와, 안테나 위상 변환 장치(200)로 제어 신호를 전송하는 컨트롤러(300)와, 컨트롤러(300)의 조작을 위한 관리용 단말(400)을 포함한다.
안테나(100)는 기지국(500)과 연결되어 RF 신호를 외부로 방사하거나 외부로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 안테나(100)는 RF 케이블(C100)을 이용하여 기지국(500)과 연결되며, 기지국(500)으로부터 RF 신호를 수신하기 위한 수신용(Rx) 케이블 및 외부로부터 수신된 RF 신호를 기지국(500)으로 전송하기 위한 송신용(Tx) 케이블로 구성된 한 쌍의 RF 케이블(C100)을 이용하여 기지국(500)과 통신을 수행할 수 있다.
안테나(100)는 적정한 커버리지를 확보하거나 또는 주위의 기지국으로부터의 간섭을 최소화하기 위하여 안테나 빔의 위상을 전기적으로 다운 틸팅(down tilting) 할 수 있다. 이를 위하여, 안테나(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 내부에 위상 천이기(110)를 구비할 수 있다. 위상 천이기(110)는 노브를 통해 후술할 안테나 위상 변환 장치(200)의 구동부(280)와 물리적으로 연결되어, 제어 신호에 따라 원하는 위상이 되도록 조절될 수 있다.
안테나 위상 제어 장치(200)는 안테나(100)에 결합되어, 안테나(100)의 위상 천이기(110)를 제어하여 안테나 빔을 원하는 위상으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 안테나 위상 제어 장치(200)는 위상 천이기(110)를 조절하여 안테나(100)의 특성 임피던스의 변화 없이 위상을 아래쪽으로 -2°, -4°, -6°, -8° 등으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 위상 천이기(110)를 조작하여 안테나 빔의 위상을 P1에서 P2로 다운 틸팅할 수 있다.
안테나 위상 제어 장치(200)는 제어 신호로서 RS485 제어 신호 및 OOK 제어 신호를 모두 사용할 수 있다. 이를 위해 안테나 위상 제어 장치(200)는 RS485 신호를 전송하기 위한 AISG 케이블용 인터페이스와 OOK 제어 신호를 전송하기 위한 RF 케이블용 인터페이스를 함께 구비한다.
RS485 제어 신호를 이용하는 시스템으로 구축되는 경우에는 안테나 위상 변환 장치(200)와 컨트롤러(300) 간의 연결은 도 1에 도시된 구성과 동일하게 AISG 케이블(C200)을 이용하여 직접 연결되는 구성일 수 있다.
반면에, OOK 제어 신호를 이용하는 시스템으로 구축되는 경우에는 도 3에 도시된 구성과 같이 안테나 위상 변환 장치(200)와 컨트롤러(300) 간의 연결이 RF 케이블(C100)에 의해 이뤄질 수 있으며, 이때, 안테나 위상 변환 장치(200)와 컨트롤러(300)의 연결을 위해 스마트 바이어스 티(SBT) 대신 바이어스 티(BT)(700)를 사용할 수 있으며, SBT 대신 BT를 사용할 수 있으므로 별도의 AISG 케이블(C200)이 불필요하게 된다.
이하에서 도 4를 참조하여 상기와 같은 안테나 위상 변환 장치(200)의 세부 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 위상 변환 장치(200)의 세부 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 안테나 위상 변환 장치(200)는 AISG 인터페이스(210), RF 케이블 인터페이스(240), 스위칭부(230), 변환부(260), 제어부(270) 및 구동부(280)를 포함한다. 또한, 안테나 위상 변환 장치(200)는 제1 DC 필터부(220), 제2 DC 필터부(250) 및 센싱부(290)를 더 포함할 수 있다.
AISG 인터페이스(210)는 AISG 케이블(C200)과 연결되어 컨트롤러(300)로부터 제어 신호 및 DC 전원을 입력 받을 수 있다(도 1의 구성 참조).
이때, AISG 인터페이스(210)를 통해 컨트롤러(300)로부터 수신되는 제어 신호는 RS485 신호일 수 있으며, 이 경우, AISG 인터페이스(210)의 후단에는 상기 입력된 RS485 신호와 DC 전원을 분리하기 위한 제1 DC 필터부(220)가 추가될 수 있다. 제1 DC 필터부(220)에서 분리된 DC 전원은 안테나 위상 변환 장치(200)의 내부 회로의 구동 전원으로 사용되거나 구동부(280)에 공급될 수 있다.
제1 DC 필터부(220)의 후단에는 스위칭부(230)가 위치할 수 있다. 스위칭부(230)는 AISG 인터페이스(210)를 통해 입력된 RS485 신호가 인가되면 AISG 인터페이스(210) 및 제1 DC 필터부(220)로 이어지는 회로를 선택하여 스위칭부(230) 후단의 제어부(270)에 연결시킨다. 입력된 RS485 신호는 스위칭부(230)에 의해 연결된 제어부(270)로 전송되어 구동부(280)의 동작 제어를 위한 제어 신호로서 사용될 수 있다.
안테나 위상 변환 장치(200)는 상기 AISG 인터페이스(210) 이외에 RF 케이블 인터페이스(240)를 별도로 구비하고 있어서, 상기 RF 케이블 인터페이스(240)에 연결된 RF 케이블(C100)을 통해 컨트롤러(300)로부터 제어 신호 및 DC 전원을 입력 받을 수 있다(도 3의 구성 참조).
이때, RF 케이블 인터페이스(240)를 통해 컨트롤러(300)로부터 입력되는 제어 신호는 OOK 신호일 수 있으며, 이 경우, RF 케이블 인터페이스(240)의 후단에는 OOK 신호와 DC 전원을 분리하기 위한 제2 DC 필터부(250)가 추가될 수 있다. 이때, 제2 DC 필터부(250)는 RF 필터로서 기능할 수 있다. 제2 DC 필터부(250)에서 분리된 DC 전원은 안테나 위상 변환 장치(200)의 내부 회로의 구동 전원으로 사용되거나 구동부(280)의 동작 전원으로 사용될 수 있다.
RF 케이블 인터페이스(240)를 통해 입력된 OOK 신호는 변환부(260)에서 RS485 신호로 변환되어 스위칭부(230)로 전달될 수 있다.
스위칭부(230)는 변환부(260)에서 변환된 RS485 신호가 인가되면 RF 케이블 인터페이스(240)와 변환부(260)로 이어지는 회로를 제어부(270)에 연결시킨다. 이때, 변환된 RS485 신호는 스위칭부(230)를 통해 제어부(270)로 전송되어 구동부(280)의 조절을 위한 제어 신호로서 사용될 수 있다.
한편, 구동부(280)는 스테핑 모터 등과 같은 액츄에이터일 수 있으며, 제어부(270)의 제어 신호에 따라 구동되어 물리적으로 연결된 안테나(100)의 위상 천이기(110)를 상하 또는 좌우 회전 시킬 수 있다. 또한, 구동부(280)의 동작을 센싱하여 제어부(270)에 피드백하는 센싱부(290)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에서, 스위칭부(230)는 AISG 인터페이스(210)에서 스위칭부(230)로 이어지는 제1 경로와 RF 케이블 인터페이스(240)와 변환부(260)를 거쳐 스위칭부(230)로 이어지는 제2 경로를 선택적으로 스위칭하여, 제어 신호가 인가된 경로를 제어부(270)에 연결시킬 수 있다.
따라서, 안테나 위상 변환 시스템이 도 1과 같이 AISG 케이블(C200)을 이용하여 컨트롤러(300)와 직접 연결되도록 구성되는 경우 또는 도 3과 같이 RF 케이블과 한 쌍의 바이어스 티(BT)(700)를 이용하여 컨트롤러(300)와 연결되도록 구성되는 경우에도 상관없이 컨트롤러(300)로부터 제어부(270)로의 제어 신호의 전송을 가능하게 한다.
도 5는 도 1에 도시된 바와 같이 컨트롤러(300)와 안테나 위상 변환 장치(200)가 AISG 케이블(C200)에 의해 직접 연결된 안테나 위상 변환 시스템의 구성인 경우의 제어 신호의 흐름을 나타내고 있다.
도 5에서, 컨트롤러(300)에서 생성된 제어 신호는 DC 전원과 함께 AISG 케이블(C200)을 통해 안테나 위상 변환 장치(200)의 AISG 인터페이스(210)로 입력되고, 이후, 스위칭부(230)를 거쳐서 제어부(270)로 전송된다. 제어부(270)는 전송된 RS485 제어 신호에 의해 구동부(280)를 제어하여 안테나(100)의 빔 위상을 원하는 각도로 조절한다.
도 6은 도 3에 도시된 바와 같이 컨트롤러(300)와 안테나 위상 변환 장치(200)가 한 쌍의 바이어스 티(700)와 RF 케이블(C100)에 의해 연결된 안테나 위상 변환 시스템의 구성인 경우의 제어 신호의 흐름을 나타내고 있다.
도 6에서, 컨트롤러(300)에서 생성된 제어 신호는 DC 전원과 함께 RF 케이블(C100)을 거쳐 하단부 바이어스 티(700)에 입력되고, 하단부 바이어스 티(700)에서 기지국(500)으로부터 전송된 RF 신호와 결합되어 RF 케이블(C100)을 통해 상단부 바이어스 티(700)로 전달된다. 상단부 바이어스 티(700)에서 OOK 제어 신호 및 DC 전원은 RF 신호와 분리되어 안테나 위상 변환 장치(200)의 RF 케이블 인터페이스(240)로 입력되고, 이후, 변환부(260)에서 OOK 제어 신호가 RS485 제어 신호로 변환된 후에 스위칭부(230)를 통해 제어부(270)로 전달된다. 제어부(270)는 전송된 RS485 제어 신호에 의해 구동부(280)를 제어하여 안테나(100)의 빔 위상을 원하는 각도로 조절한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 안테나 위상 변환 시스템에 있어서,
    위상 천이기(phase shifter)를 구비하며 빔을 송출하는 안테나,
    상기 위상 천이기와 연결되어 상기 빔의 위상을 변경시키는 위상 변환 장치 및
    원격지에서 상기 위상 변환 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고 상기 위상 변환 장치로 전송하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 제어 신호는 RS485 신호 또는 OOK(on-off keying) 신호 중 하나이고,
    상기 위상 변환 장치는 상기 RS485 신호 및 상기 OOK 신호 중 입력된 어느 하나의 제어 신호를 기초로 상기 위상 천이기를 제어하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변환 장치는,
    AISG 케이블과 연결되어 상기 RS485 신호를 입력 받는 AISG 인터페이스,
    RF 케이블과 연결되어 상기 OOK 신호를 입력 받는 RF 케이블 인터페이스,
    노브를 통해 연결된 상기 위상 천이기를 제어하여 빔 위상을 변경시키는 구동부 및
    상기 RS485 신호 또는 상기 OOK 신호 중 어느 하나에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 AISG 인터페이스 및 상기 RF 케이블 인터페이스를 선택적으로 상기 제어부에 연결하는 스위칭부를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 RF 케이블 인터페이스와 상기 스위칭부 사이에 위치하고, 상기 RF 케이블 인터페이스를 통해 입력된 상기 OOK 신호를 RS485 신호로 변환하는 변환부를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변환 장치는 AISG 케이블을 이용하여 상기 컨트롤러와 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 상기 RS485 신호를 수신하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상 변환 장치는 RF 케이블을 이용하여 상기 컨트롤러와 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 상기 OOK 신호를 수신하는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상 변환 장치는 RF 케이블로 연결된 한 쌍의 바이어스 티(Bias Tee)를 경유하여 상기 컨트롤러와 연결되는,
    안테나 위상 변환 시스템.
  8. 안테나 위상 변환 장치에 있어서,
    안테나의 위상 천이기(phase shifter)에 연결되어 안테나 빔의 위상을 조절하는 구동부,
    외부의 컨트롤러로부터 수신된 제어 신호를 기초로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부 및
    상기 컨트롤러와 연결되어 상기 컨트롤러로부터 상기 제어 신호를 수신하는 케이블 인터페이스를 포함하고,
    상기 케이블 인터페이스는 AISG 케이블과 연결되는 AISG 인터페이스 및 RF 케이블과 연결되는 RF 케이블 인터페이스를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 AISG 인터페이스 및 상기 RF 케이블 인터페이스 중 어느 하나를 선택하여 상기 제어부에 연결시키고 상기 수신된 제어 신호를 상기 제어부로 전달하는 스위칭부를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 RS485 신호 또는 OOK(on-off keying) 신호 중 어느 하나인,
    안테나 위상 변환 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 AISG 인터페이스에 상기 AISG 케이블이 연결된 경우에 상기 제어 신호는 상기 RS485 신호인,
    안테나 위상 변환 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 RF 케이블 인터페이스에 상기 RF 케이블이 연결된 경우에 상기 제어 신호는 상기 OOK 신호인,
    안테나 위상 변환 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 RF 케이블 인터페이스는 RF 케이블로 연결된 한 쌍의 바이어스 티(Bias Tee)를 경유하여 상기 컨트롤러와 연결되는,
    안테나 위상 변환 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 RF 케이블 인터페이스와 상기 스위칭부 사이에 위치하고, 상기 RF 케이블 인터페이스를 통해 입력된 상기 OOK 신호를 RS485 신호로 변환하는 변환부를 더 포함하는,
    안테나 위상 변환 장치.
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