KR20150085585A - 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나 및 그 제조 방법 - Google Patents

개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20150085585A KR1020140005382A KR20140005382A KR20150085585A KR 20150085585 A KR20150085585 A KR 20150085585A KR 1020140005382 A KR1020140005382 A KR 1020140005382A KR 20140005382 A KR20140005382 A KR 20140005382A KR 20150085585 A KR20150085585 A KR 20150085585A
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Abstract

본 발명은 전후방비가 개선된 안테나 및 안테나 제조방법에 관련한 것으로 상기 안테나는 상기 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔을 포함하고, 상기 레이돔은 레이돔의 상부에 형성되는 상부 덮개부; 상기 상부 덮개부의 일측면에 형성된 제1측면 덮개부; 제1측면 덮개부와 마주하여 형성된 제2측면 덮개부; 및
제1측면 덮개부 및 제2측면 덮개부를 지지하고 상기 레이돔의 하부에 형성된 바닥부;를 포함하되, 상기 제1 측면 덮개부는 내측에 제1금속층을 형성하고, 상기 제1측면 덮개부와 교차하는 방향으로 상기 바닥부와 상부에 이격하여 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나 및 그 제조 방법 {Antenna improved front/back ratio and method for the same}
본 발명은 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무선 통신 환경에서 통신 성능을 향상시키기 위해서 지향성 안테나를 이용하며, 지향성 안테나는 방향성이 있도록 설계된 안테나로 특정 방위각으로만 빔이 형성되도록 한 무선 안테나를 말한다.
지향성 안테나는 특정 방향으로만 빔을 형성하여 데이터를 전송하므로, 공간 재 이용성을 향상시키고 네트워크 전체 성능을 향상시킬 수 있으며, 등방성 안테나에 비해 높은 안테나 이득을 얻을 수 있는 이점이 있다.
다만, 지향성 안테나가 서비스 영역의 후방으로 방사 에너지가 발생되는 경우 안테나의 전후방비를 좋지 못하게 하여 결과적으로, 송신측의 후방 전자파가 수신안테나로 일부 수신되어 신호가 왜곡될 수 있어 통화의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2005-0037811호 (발명의 명칭: 수직/수평 빔 패턴이 교환된 지향성 안테나와 일반 지향성 안테나를 갖는 안테나 시스템)
상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 전후방비 특성이 개선될 수 있는 지향성 안테나를 제안한다.
또한, 본 발명은 전후방비 개선을 통해 이득을 향상시키고 결과적으로 통화 품질 향상시킬 수 있는 지향성 안테나를 제안한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나는 상기 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔; 상기 레이돔 내부에 구비되는 다수의 복사 소자를 포함하되, 상기 레이돔은 레이돔의 상부에 형성되는 상부 덮개부; 상기 상부 덮개부의 일측면에 형성된 제1측면 덮개부; 제1측면 덮개부와 마주하여 형성된 제2측면 덮개부; 및 제1측면 덮개부 및 제2측면 덮개부를 지지하고 상기 레이돔의 하부에 형성된 바닥부;를 포함하되, 상기 제1 측면 덮개부에는 내측에 제1금속층이 형성되는 것을 제공한다.
또한, 상기 제2측면 덮개부에는 내측에 제2 금속층이 형성되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 바닥부의 상부에는 제3금속층이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 관점에 의한 상부 덮개부, 바닥부, 제1 측면 덮개부 및 제2 측면 덮개부를 가지는 안테나 레이돔 제조 방법에 있어서, 상기 제1 측면 덮개부의 내측면에 제1 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 제2 측면 덮개부의 내측면에 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 바닥부의 상부에 제3 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 안테나의 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔은, 상부 덮개부; 상부 덮개부의 일측면에 형성된 제1측면 덮개부; 제1측면 덮개부와 마주하여 형성된 제2측면 덮개부; 및 제1측면 덮개부 및 제2측면 덮개부를 지지하고 상기 레이돔의 하부에 형성된 바닥부;를 포함하되, 상기 제1 측면 덮개부의 내측에는 제1금속층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2측면 덮개부 내측에는 제2금속층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 바닥부 내측에는 제3금속층이 형성될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 무선통신 단말기에서 안테나의 면적을 크게 하지 않고 안테나의 후면방사를 억제하여 안테나 상호간의 분리도를 향상시키기 위한 개선된 안테나 및 안테나 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 안테나 설치시 안테나 상호간의 간섭을 최소화 시켜 전후방비를 개선시킴으로써 통화 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명에 따른 안테나는 고이득, 빔 성형, 높은 전후방비 등이 요구되는 기지국 안테나에 손쉽게 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적으로 기지국에 설치된 안테나의 설치 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 안테나를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 안테나의 내부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 일반적으로 기지국에 설치된 안테나의 서비스영역을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나의 내부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 A-A' 의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 제조방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 레이돔의 일측면에 금속 도금층을 형성하여, 레이돔 일측면에서 수신되어 반사된 전파로 인해 송신 전파가 간섭 받는 것을 차단함으로써 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나 및 그 제조 방법에 관한 발명이다.
안테나는 특정 방향으로 빔을 방사시켜 전자기파를 송수신하는 소자로서, 특히 기지국에 설치되는 지향성 안테나는 외부 환경에 직접적으로 노출되며 이하의 도 1에 도시된 구조를 가진다.
도 1은 일반적으로 기지국에 설치된 안테나의 설치 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 안테나를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 안테나(102)는 클램프들(108, 110)을 통하여 안테나 지지 부재(100)에 설치된다. 여기서, 안테나(102)가 기지국에 설치되므로, 안테나(102)는 외부 환경에 직접적으로 노출되며, 따라서 낙뢰 등과 같은 외부환경으로부터안테나(102)의 내부 구성 요소들을 보호하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔(210)을 포함한다.
상부 덮개부(200) 및 측면 덮개부(201, 202)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 레이돔(210)은 상부 덮개부(200), 제1측면 덮개부(201) 및 제2측면 덮개부(202)를 바닥부(203)를 포함한다.
상부 덮개부(200)는 레이돔의 상부에 형성되어 안테나 내부의 구성요소를 보호하는 덮개 역할을 한다.
제1측면 덮개부(201)는 상부 덮개부의 일측면에 형성되고 제 2 측면 덮개부(202)는 제1측면 덮개부(201)와 마주하여 형성된다.
또한, 제1측면 덮개부(201)의 외측면에는 내부 케이블을 외부로 연결시키는 커넥터인 도전체 부재(204A 및 204B)가 구비될 수 있다.
도전체 부재(204A 및 204B)는 외부의 케이블과 연결되며, 외부의 케이블을 통해 수신된 신호는 내부 케이블을 통해 안테나 내부의 구성 요소에 제공된다. 예를 들어, 도전체 부재(204A 및 204B)로는 안테나로 방사하기 위한 급전 신호 및 기타의 제어 신호가 제공될 수 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 안테나의 내부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3를 참조하면, 안테나(300)는 바닥부(301), 반사판(302), 제1측면 덮개부(303), 제2측면 덮개부(304),제 1 도전체 부재(306A), 제 2 도전체 부재(306B), 적어도 하나의 복사 소자(324)를 포함할 수 있다.
안테나(300)는 기지국에 사용되는 안테나로서, 도 1에 도시된 바와 같이 안테나 지지 부재(100)에 고정된다.
반사판(302)은 도체로서 접지 및 반사체 역할을 수행하며 즉, 반사판(302)의 형상에는 특별한 제한이 없다.
안테나(300)에 반사판(302)이 형성됨으로써 안테나의 전후방비를 특성을 나타낼 수 있다.
종래의 안테나는 반사판(302)을 이용하여 전후방비 특성을 개선하나, 사용 환경 및 사용 주파수 대역에 따라 반사판(302)만으로는 충분한 전후방비 특성을 확보하지 못하는 경우가 발생하였다.
도 4는 일반적으로 기지국에 설치된 안테나의 서비스영역을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 일반적으로 기지국에 설치된 안테나는 제1안테나(102), 제2안테나(104), 제3안테나(106)가 중심각이 120ㅀ를 이루도록 설치되어 있고, 중심각으로부터 120ㅀ범위를 각각 공간적으로 분리하여 전파를 송신한다.
이하, 제1안테나(102)가 전파를 송신하는 구역을 제1서비스영역(I1), 제2안테나(104)가 전파를 송신하는 구역을 제2서비스영역(I2), 제3안테나(106)가 전파를 송신하는 구역을 제3서비스영역(I3)라고 정의한다.
제1안테나(102), 제2안테나(104), 제3안테나(106)의 안테나는 지향성 안테나로, 각각 120ㅀ범위 내어서 서비스 구역만으로 전파가 송신되도록 하면서 후방 영역의 방사에너지를 억제하여 타 안테나에 미치는 간섭을 최소화할 필요가 있다.
예를 들면, 제1안테나(102)는 제1서비스영역(I1)에서만 전파가 송신되도록 하고, 제2안테나(104)는 제2서비스영역(I2), 제3안테나(106)는 제3서비스영역(I3)에서 전파가 간섭 없이 각 영역에서 송신하여야 신호를 안정적으로 송신할 수 있다.
예를 들어, 제2안테나(104), 제3안테나(106)에서 발생하는 방사에너지들은 제1서비스영역(I1)에 미치지 않도록 해야 하고, 마찬가지로 제1안테나(102), 제3안테나(106)에서 발생하는 방사에너지가 제2서비스영역(I2)에 미치지 않아야 하며, 제1안테나(102), 제2안테나(104)에서 발생하는 방사에너지는 제3서비스영역(I3)에 미치지 않도록 해야 전후방비가 뛰어난 안테나가 구현될 수 있다.
다만, 상기와 같이 전후방비 특성을 확보하는 종래기술은 레이놈 하부에만 반사판이 구비되어 있어, 제1안테나(102)에서 제2서비스영역(I2) 또는 제3서비스영역(I3)으로 방사에너지가 발생되거나, 제2안테나(104)에서 제1서비스영역(I1), 제3서비스영역(I3)으로 방사에너지가 발생되는 간섭 문제가 여전히 존재하였다.
따라서, 상기와 같은 간섭문제를 개선시킬 수 있는 지향성 안테나가 요구되었다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나를 나타낸 도면이다.
도 5을 참조하면, 본원 발명의 안테나(300)는 상부 덮개부(도면 미도시) 바닥부(301), 제1측면 덮개부(303), 제2측면 덮개부(304)를 포함하는 레이돔(305) 과 제2도전체 부재들(306A, 306B) 및 복사소자(324)를 포함하는 것을 확인할 수 있다.
제1측면 덮개부(303)는 내측면에 제1금속층(L1)을 형성할 수 있다.
또한, 제2측면 덮개부(304)는 내측면에 제2금속층(L2)을 형성할 수 있으며, 바닥부(301)의 상부에는 제3금속층(L3)을 형성할 수 있다.
이와 같이 레이돔(305)의 제1측면 덮개부(303) 및 제2측면 덮개부(304)에 제1금속층(L1) 및 제2금속층(L2)이 형성되고, 바닥부(301) 상부에 제3금속층(L3)이 더 형성됨으로써 본원 발명의 안테나는 측방영역 및 후방영역에서 발생하는 방사 에너지를 금속층들 (L1,L2,L3)이 차단하여 전후방비가 개선된 안테나를 기대할 수 있다.
상기 금속층들 (L1,L2,L3) 을 형성하기 위해서는PVD(Physical vapor deposition) 또는 CVD(Chemical vapor deposition) 등의 증착 방법을 이용할 수 있으며, 습식 코팅에 의한 방법으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속층은 금속시트, 금속호일 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 A-A'의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명 안테나(300)는 제1측면 덮개부(303), 제2측면 덮개부(304) 각각에 제1금속층(L1), 제2금속층(L2)을 형성하고, 바닥부(301) 상부에 제3 금속층(L3)이 더 형성되어 있는 것을 보다 명확히 확인할 수 있다.
더 나아가, 바닥부(301) 상부에 제3금속층(L3) 더 형성됨으로써 반사판(302)와 함께 2중으로 후방 방사에너지를 억제 시킬 수 있다.
결과적으로, 후방, 측방에서 발생하는 방사에너지를 감소시킴으로써, 안테나(300)가 서비스 영역에서 안정적으로 신호를 송신할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 7은 본 발명의 따른 실시예에 따른 전후방비가 개선된 안테나 제조방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하여 전후방비가 개선된 안테나 제조방법을 설명하면, 상기 안테나는 본 발명의 레이돔의 제1측면 덮개부에 금속층을 형성하는 단계; 본 발명의 레이돔 제2측면 덮개부에 금속층을 형성하는 단계; 본 발명의 바닥부 상부에 제3금속층을 형성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
반면, 본 발명은 안테나의 구성요소 중 도전체 부재들, 접지 부재 등을 생략한 레이돔 일 수 있으며 반드시 안테나 만을 한정하지 않는다.
구체적으로 상기 내부 구성 요소들을 커버할 수 있는 상부 덮개부 및 제1측면 덮개부를 포함하되, 상기 제1측면 덮개부는 내측면에 제1금속층을 형성하고, 상기 제1측면 덮개부와 교차하는 방향으로 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 레이돔은 제1측면 덮개부의 마주하는 제2측면 덮개부의 내측에 제2금속층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면 안테나의 전후방비가 개선됨에 따라 통화 품질이 개선되는 효과가 있으며, 안테나에 동일한 면적의 반사판에 비해 높은 이득을 얻을 수 있으므로 안테나의 크기로 인한 풍압 하중에 있어서도 유리한 효과를 가질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며,
본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 안테나 지지 부재
102: 제1안테나
104: 제2안테나
106: 제3안테나
108, 110 : 제1클램프, 제2클램프
200: 상부 덮개부
201: 제1측면 덮개부
202: 제 2 측면 덮개부
203: 바닥부
204A, 204B: 도전체 부재들
300: 안테나
301: 바닥부
L1: 제1금속층
L2: 제2금속층
L3: 제3금속층
302: 반사판
303: 제1측면 덮개부
304: 제2 측면 덮개부
305: 레이돔
306A, 306B: 제2도전체 부재들(306A, 306B)
324: 복사소자(324)

Claims (8)

  1. 무선통신용 지향성 안테나에 있어서,
    상기 안테나는 상기 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔;
    상기 레이돔 내부에 구비되는 다수의 복사 소자를 포함하되,
    상기 레이돔은
    레이돔의 상부에 형성되는 상부 덮개부;
    상기 상부 덮개부의 일측면에 형성된 제1측면 덮개부;
    제1측면 덮개부와 마주하여 형성된 제2측면 덮개부; 및
    제1측면 덮개부 및 제2측면 덮개부를 지지하고 상기 레이돔의 하부에 형성된 바닥부;를 포함하되,
    상기 제1 측면 덮개부에는 내측에 제1금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2측면 덮개부에는 내측에 제2 금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바닥부의 상부에는 제3금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 개선된 전후방비 특성을 갖는 안테나.
  4. 상부 덮개부, 바닥부, 제1 측면 덮개부 및 제2 측면 덮개부를 가지는 안테나 레이돔 제조 방법으로서,
    상기 제1 측면 덮개부의 내측면에 제1 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 측면 덮개부의 내측면에 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 레이돔 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바닥부의 상부에 제3 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 레이돔 제조 방법.
  6. 안테나의 내부 구성 요소들을 커버하는 레이돔에 있어서,
    상부 덮개부;
    상부 덮개부의 일측면에 형성된 제1측면 덮개부;
    제1측면 덮개부와 마주하여 형성된 제2측면 덮개부; 및
    제1측면 덮개부 및 제2측면 덮개부를 지지하고 상기 레이돔의 하부에 형성된 바닥부;를 포함하되,
    상기 제1 측면 덮개부의 내측에는 제1금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이돔.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2측면 덮개부 내측에는 제2금속층이 형성하는 것을 특징으로 하는 레이돔.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 바닥부 내측에는 제3금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이돔.
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