KR20190021927A - 빔 커버리지 확인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 빔의 커버리지를 안테나의 수평 반치각과 수직 반치각을 이용하여, 사용자에게 제공하는 커버리지 확인 모듈 및 커버리지 확인 모듈의 일 측면이 일면에 축 방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타면이 안테나에 고정되어 커버리지 확인 모듈을 통한 사용자의 시선 방향과 안테나 빔의 방향을 일치시키는 확인 모듈 고정부를 포함하는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

Description

빔 커버리지 확인 장치{AN APPARATUS FOR CHECKING A BEAM COVERAGE}

본 발명은 안테나의 빔 커버리지를 확인하는 장치에 관한 것이다.

무선망을 구축하고 운용함에 있어서, 안테나의 빔 패턴 또는 커버리지를 고려하여, 정확한 방향으로 안테나를 설치하거나 안테나의 방향을 특정 방향으로 조절하는 작업은 무선망의 서비스 품질을 결정함에 있어서 매우 중요한 일이다.

하지만, 안테나의 빔 패턴 또는 커버리지는 작업자의 눈으로 확인할 수가 없어, 정확한 방향으로 안테나를 설치하거나 안테나의 방향을 특정 방향으로 조절하는 작업은 작업자 각각의 경험과 노하우 등에 전적으로 의존할 수 밖에 없었다.

이 때문에, 안테나를 설치하거나 안테나 방향을 조절함에 있어서 작업자에 따른 서비스 품질의 편차가 크게 발생하였으며, 경험이 부족한 작업자의 작업에 경험이 많은 작업자가 동행하는 등의 인력 운용 측면에서도 문제가 있었다.

이에, 안테나 설치 또는 안테나 방향 조절 작업 등을 효율적이고 정확하게 수행할 수 있도록, 안테나의 빔 패턴 또는 커버리지를 쉽게 확인할 수 있는 장치의 도입이 필요한 실정이었다.

본 발명에서는 빔 커버리지 확인 장치, 구체적으로는 안테나의 빔 커버리지를 확인할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 안테나 빔의 커버리지를 안테나의 수평 반치각과 수직 반치각을 이용하여, 사용자에게 제공하는 커버리지 확인 모듈 및 커버리지 확인 모듈의 일 측면이 일면에 축 방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타면이 상기 안테나에 고정되어 커버리지 확인 모듈을 통한 사용자의 시선 방향과 안테나 빔의 방향을 일치시키는 확인 모듈 고정부를 포함하는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 확인 모듈 고정부는 커버리지 확인 모듈을 통한 사용자의 시선 방향과 안테나 빔의 방향 사이의 각도를 표시하는 각도 조절 표시기를 구비하는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 커버리지 확인 모듈은 안테나에 전기적 틸팅 값이 설정된 경우, 각도 조절 표시기를 이용하여, 설정된 전기적 틸팅 값에 대응되도록 축 방향을 따라 회전되는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 커버리지 확인 모듈은 수평 반치각와 수직 반치각에 따라 생성되는 타원 형상의 개구부가 형성된 적어도 둘 이상의 커버리지 확인부를 포함하는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 커버리지 확인부는 타원 형상의 개구부 내에 타원의 장축과 단축이 교차되는 십자선 패턴을 구비하는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 특정 수평 반치각과 특정 수직 반치각에 따라 형성되는 커버리지 확인부는 한 쌍의 세트로 구비되며, 커버리지 확인부 각각에 형성된 타원 형상의 개구부는 특정 점을 꼭지점으로 하는 타원 뿔 내 밑면과 평행한 단면 사이의 관계를 가지는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 커버리지 확인 모듈은 몸체부를 더 포함하며, 한 쌍의 세트로 구비되는 커버리지 확인부는 각각 몸체부 일면과 몸체부 타면의 일 단부에 회동 가능하게 결합되는 빔 커버리지 확인 장치를 제공한다.

또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에서, 안테나 빔 커버리지가 특정 지향점을 향하도록 안테나를 설치하는 방법에 있어서, 안테나의 수평 반치각, 수직 반치각 및 기계적 틸팅 값 중 적어도 하나를 확인하는 단계, 안테나에 빔 커버리지 확인 장치를 설치하고, 확인된 수평 반치각과 수직 반치각을 이용하여, 빔 커버리지 확인 장치의 커버리지 확인부를 설정하며, 전기적 틸팅 값에 따라, 빔 커버리지 확인 장치 내 커버리지 확인 모듈을 안테나에 대하여 축 방향으로 회전시키는 단계 및 커버리지 확인 모듈을 통한 사용자의 시야와 특정 지향점이 일치될 때까지 안테나의 방향을 조절하고 설치하는 단계를 포함하는 안테나 설치 방법을 제공한다.

또한, 커버리지 확인부는 수평 반치각과 수직 반치각에 따라 한 쌍의 세트로 구비되며, 커버리지 확인부 각각에 형성된 타원 형상의 개구부는 특정 점을 꼭지점으로 하는 타원 뿔 내 밑면과 평행한 단면 사이의 관계를 가지는 안테나 설치 방법을 제공한다.

또한, 빔 커버리지 확인 장치는 사용자의 시선 방향과 안테나 빔의 방향을 표시하는 각도 조절기를 구비하고, 각도 조절기에 전기적 틸팅 값을 반영하여, 커버리지 확인 모듈을 회전시키는 안테나 설치 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 빔 커버리지 확인 장치를 이용하면, 안테나 설치 또는 안테나 방향 조절 작업을 수행함에 있어서, 작업자가 안테나의 빔 패턴 또는 커버리지를 눈으로 확인하면서 작업할 수 있으며, 해당 안테나의 전기적 틸팅 여부까지 고려하여 안테나 설치 또는 안테나 방향 조절 작업을 수행할 수 있어, 작업 시간의 단축 등의 작업 효율성 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 구조가 간단하고 작고 가벼워 휴대가 편리하고, 다양한 종류의 안테나에 적용 가능하여 운용 효율성이 매우 높다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 안테나의 빔 패턴을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버리지 확인 모듈의 적용 원리를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확인 장치의 전체 구성을 도시한 것이다.
도 4는 전기적 틸팅을 고려한 빔 커버리지 확인 장치의 적용 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 설치 방법을 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, "또는", "적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.

도 1은 일반적인 안테나의 빔 패턴을 도시한 것이다.

안테나의 빔 패턴은 안테나가 전자기파를 복사 또는 감지할 수 있는 유효 영역 또는 커버리지를 의미하며, 안테나의 종류에 따라 다양한 방향성과 모양을 가질 수 있다.

이러한, 안테나의 빔 패턴은 안테나로부터 일정하게 떨어진 거리에서 각도 별로 전계 강도를 측정하고, 이를 연결한 폐곡선으로부터 도출될 수 있다.

안테나의 빔 패턴은 메인 로브(Main lobe), 사이드 로브(Side lobe) 및 반치각(Half Power Beam Width; HPBW)을 포함할 수 있다.

메인 로브(Main lobe)는 안테나가 방사하는 복수의 빔 패턴 중에서 가장 큰 빔 패턴을 의미하며, 메인 로브(Main lobe) 이외의 빔 패턴을 사이드 로브(Side lobe)로 정의한다.

반치각(Half Power Beam Width; HPBW)은 최대 빔 방향의 전력 값을 기준으로, 전력이 반으로 떨어지는 지점까지의 각도를 의미하며, 메인 로브의 최대 복사 방향에 대하여 이득이 -3 dB가 되는 두 점 사이의 각을 의미한다.

따라서, 반치각을 확인하면, 안테나의 지향성 패턴의 방향성 및 커버리지를 예측할 수 있다.

구체적으로, 특정 안테나의 빔 패턴에 대하여 수직 반치각과 수평 반치각을 확인할 수 있으면, 해당 안테나 빔의 커버리지를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버리지 확인 모듈(110)의 적용 원리를 도시한 것이다.

이하, 수평 반치각이 65도이고, 수직 반치각이 13도로 설정된 안테나를 가정하여, 도 2를 참조하여 설명한다.

우선, 수평 반치각 65도와 관련하여, 제 1 지점을 꼭지점으로 하고, 꼭지각이 65도이며, 꼭지점과 밑변 간의 높이를 제 1 값으로 하는 제 1 이등변 삼각형을 좌우로 도시할 수 있다.

또한, 수직 반치각 13도와 관련하여, 제 2 지점을 꼭지점으로 하고, 꼭지각이 13도이며, 꼭지점과 밑변 간의 높이를 제 1 값으로 하는 제 2 이등변 삼각형을 상하로 도시할 수 있다.

제 1 지점과 제 2 지점을 일치시키고, 제 1 이등변 삼각형과 제 2 이등변 삼각형을 좌우, 상하로 각각 교차시켜, 제 1 이등변 삼각형의 밑변을 장축으로, 제 2 이등변 삼각형의 밑변을 단축으로 하는 타원 뿔을 형성할 수 있다.

해당 타원 뿔의 내부 영역 및 이를 포함한 방사 영역은 안테나가 방사하는 빔의 상당 부분이 포함되는 빔 커버리지 영역에 해당할 수 있다.

이때, 타원 뿔의 꼭지점과 밑면, 그리고 밑면과 평행한 타원 뿔의 단면을 활용하면, 꼭지점에서 작업자가 단면과 밑면을 향해 바라보는 영역을 안테나의 빔 패턴 혹은 안테나 빔의 커버리지에 해당하는 시각적 영역으로 인지하여 활용할 수 있다.

이와 같은 원리를 이용하여, 본 발명의 커버리지 확인 모듈(110)이 제작 또는 구성될 수 있으며, 이상의 설명 예에서는 타원 뿔 등의 구성을 중심으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상을 이용하여 다양한 형태로 적용될 수 있음은 자명하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 커버리지 확인 장치(100)의 전체 구성을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 빔 커버리지 확인 장치(100)는 커버리지 확인 모듈(110)과 확인 모듈 고정부(120)를 포함할 수 있다.

커버리지 확인 모듈(110)은 몸체부(10)와, 몸체부(10)에 선택적으로 체결되거나 몸체부(10)의 적어도 일 단부에 회동 가능하게 결합되어, 안테나의 종류에 따라 설정될 수 있는 복수의 커버리지 확인부(13)를 포함할 수 있다.

커버리지 확인부(13)는 내부가 기 설정된 안테나의 수평/수직 반치각에 따른 타원 형상의 개구부가 형성된 판 형태로서, 타원 형상의 개구부 내에는 타원의 장축과 단축이 교차되는 십자선 패턴이 구비될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 타원 형상의 개구부는 수평/수직 반치각 별로, 타원 뿔의 밑면 또는 타원 뿔의 밑면과 평행한 적어도 2개 이상의 타원 뿔 단면의 형태로서, 동일한 수평/수직 반치각에 대해서 2개 이상의 커버리지 확인부(13)가 하나의 세트로 구비될 수 있다.

일 예로서, 수평/수직 반치각이 각각 65도와 13도인 경우에 있어, 몸체부(10)의 일 단면의 전면에 위치하는 커버리지 확인부(13)와 몸체부(10)의 타 단면의 전면에 위치하는 커버리지 확인부(13)가 하나의 세트로 구성될 수 있다.

또한, 몸체부(10)를 사이로 양 면에 배치되는 커버리지 확인부(13) 각각의 십자선 패턴은 작업자의 시선과 커버리지 확인 모듈(110)을 일 평면 상에 정렬시키는 역할을 할 수 있다.

이는 총기에 있어서, 사격자의 시선, 가늠쇠과 가늠자의 정렬을 통하여 정확한 방향을 제공하는 원리와 동일하다.

본 실시예에서는 2개 이상의 커버리지 확인부(13)를 이용하여, 작업자의 시선을 커버리지 확인부(13) 각각의 십자선 패턴에 일치시킴으로서 방향의 정확성을 크게 증가시킬 수 있다.

커버리지 확인 모듈(110)은 타원 뿔의 밑면 또는 평행한 적어도 2개 이상의 타원 뿔 단면 사이의 간격과 몸체부(10)의 일 단면과 타 단면 사이의 폭이 동일하도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 몸체부(10)의 양 단면 폭을 고려하여, 해당 폭에 따른 타원 뿔의 밑면 또는 평행한 적어도 2개 이상의 타원 뿔 단면 사이의 간격을 선택하고, 대응되는 타원의 면적이 커버리지 확인부(13) 내에서 개구가 되도록 구비될 수 있다.

확인 모듈 고정부(120)는 커버리지 확인 모듈(110)의 일 측면, 구체적으로는 몸체부(10) 측면의 중심점에 축 회전 가능하게 결합되며, 안테나의 빔 방향과 커버리지 확인 모듈(110)에 의한 작업자의 시선 방향이 일치하도록 고정될 수 있다.

커버리지 확인 모듈(110)이 결합되는 확인 모듈 고정부(120)의 일 단면에는 각도 조절 표시기가 구비되어, 확인 모듈 고정부(120)와 대비한 커버리지 확인 모듈(110)의 사이 각을 확인할 수 있다.

한편, 안테나의 빔 패턴을 조절하는 방식은 물리적 틸팅과 전기적 틸팅의 2가지로 구분될 수 있다.

물리적 틸팅은 안테나가 방사하는 빔의 방향을 물리적으로 조절하는 방식이며, 전기적 틸팅은 위상 차가 있는 신호를 급전하여 전기적으로 조절하는 방식이다.

물리적 틸팅의 경우에는 전기적 틸팅과 비교할 때, 외관상 해당 각도만큼 안테나가 기울어지는 관계로 작업자의 인지 정도가 높을 수 있으나, 전기적 틸팅은 다양한 위상 가변 신호를 통하여, 안테나의 외관 변화는 없이 방사되는 빔의 방향이 조절되는 관계로 작업자의 인지 정도가 낮을 수 있다.

이러한 이유로, 확인 모듈 고정부(120)의 일 단면에 각도 조절 표시기가 구비될 수 있으며, 확인 모듈 고정부(120)와 대비한 커버리지 확인 모듈(110)의 사이 각은 결국, 안테나 빔의 전기적 틸팅 값에 대응될 수 있다.

도 4는 전기적 틸팅을 고려한 빔 커버리지 확인 장치(100)의 적용 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 최초 안테나에 장착된 빔 커버리지 확인 장치(100)의 경우, 안테나 빔의 방향과 커버리지 확인 모듈(110)을 통한 작업자의 시선 방향이 일치한다.

이때, 예를 들어 전기적 틸팅 값이 3도가 적용되는 안테나의 경우에는 해당 각도만큼 커버리지 확인 모듈(110)을 회전시키면, 전기적 틸팅 값이 3도가 반영된 커버리지 확인 장치(100)를 이용할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 커버리지 확인 모듈(110)의 전면부에는 커버리지 확인 모듈(110)과 작업자의 눈을 일정 간격 이격시키고, 십자선 패턴과 작업자의 시선을 정렬시키기 용이하게 하기 위한 지지대(미도시)를 구비할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 설치 방법을 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 특정 지향점에 대하여 설치가 필요한 안테나의 수평 반치각과 수직 반치각을 확인하고, 안테나의 전기적 틸팅 적용 여부를 확인할 수 있다(S110).

본 실시예에서는 안테나의 수평 반치각은 65도이고 수직 반치각이 13도이며, 전기적 틸팅이 -5도가 적용된 경우를 일 예로서 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

안테나에 빔 커버리지 확인 장치(100)를 설치하고(S120), 빔 커버리지 확인 장치(100)의 커버리지 확인 모듈(110)을 수평 반치각 65도, 수직 반치각 13도로, 커버리지 확인 모듈(110)과 확인 모듈 고정부(120)의 사이 각도를 전기적 틸팅 각도인 -5도로 설정할 수 있다(S130).

빔 커버리지 확인 장치(100)를 이용하여, 특정 지향점과 커버리지 확인 모듈(110)을 통한 시야가 일치할 때까지 안테나의 좌우 방향과 경사 방향을 조절할 수 있다(S140).

특정 지향점과 커버리지 확인 모듈(110)을 통한 시야가 일치하면, 해당 위치와 해당 방향으로 안테나를 설치할 수 있다(S150).

한편, 본 실시예에서는 안테나 설치 방법을 일 예로서 설명하였으나, 기 설치된 안테나에 대하여 특정 방향으로 기계적 틸팅 또는 전기적 틸팅을 수행할 때에도 동일한 기술적 사상이 적용될 수 있음은 자명하다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 몸체부 13: 커버리지 확인부
100: 빔 커버리지 확인 장치 110: 커버리지 확인 모듈
120: 확인 모듈 고정부

Claims (10)

1. 안테나 빔의 커버리지를 상기 안테나의 수평 반치각과 수직 반치각을 이용하여, 사용자에게 제공하는 커버리지 확인 모듈; 및
   상기 커버리지 확인 모듈의 일 측면이 일면에 축 방향으로 회전 가능하게 결합되고, 타면이 상기 안테나에 고정되어 상기 커버리지 확인 모듈을 통한 상기 사용자의 시선 방향과 상기 안테나 빔의 방향을 일치시키는 확인 모듈 고정부를 포함하는 빔 커버리지 확인 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 확인 모듈 고정부는 상기 커버리지 확인 모듈을 통한 상기 사용자의 시선 방향과 상기 안테나 빔의 방향 사이의 각도를 표시하는 각도 조절 표시기를 구비하는 빔 커버리지 확인 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 커버리지 확인 모듈은 상기 안테나에 전기적 틸팅 값이 설정된 경우, 상기 각도 조절 표시기를 이용하여, 상기 설정된 전기적 틸팅 값에 대응되도록 축 방향을 따라 회전되는 빔 커버리지 확인 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 커버리지 확인 모듈은 상기 수평 반치각와 수직 반치각에 따라 생성되는 타원 형상의 개구부가 형성된 적어도 둘 이상의 커버리지 확인부를 포함하는 빔 커버리지 확인 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 커버리지 확인부는 상기 타원 형상의 개구부 내에 상기 타원의 장축과 단축이 교차되는 십자선 패턴을 구비하는 빔 커버리지 확인 장치.
6. 제4항에 있어서,
   특정 수평 반치각과 특정 수직 반치각에 따라 형성되는 상기 커버리지 확인부는 한 쌍의 세트로 구비되며,
   상기 커버리지 확인부 각각에 형성된 타원 형상의 개구부는 특정 점을 꼭지점으로 하는 타원 뿔 내 밑면과 평행한 단면 사이의 관계를 가지는 빔 커버리지 확인 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 커버리지 확인 모듈은 몸체부를 더 포함하며,
   상기 한 쌍의 세트로 구비되는 커버리지 확인부는 각각 상기 몸체부 일면과 상기 몸체부 타면의 일 단부에 회동 가능하게 결합되는 빔 커버리지 확인 장치.
8. 안테나 빔 커버리지가 특정 지향점을 향하도록 안테나를 설치하는 방법에 있어서,
   상기 안테나의 수평 반치각, 수직 반치각 및 전기적 틸팅 값 중 적어도 하나를 확인하는 단계;
   상기 안테나에 빔 커버리지 확인 장치를 설치하고, 상기 확인된 수평 반치각과 수직 반치각을 이용하여, 상기 빔 커버리지 확인 장치의 커버리지 확인부를 설정하며, 상기 전기적 틸팅 값에 따라, 상기 빔 커버리지 확인 장치 내 커버리지 확인 모듈을 상기 안테나에 대하여 축 방향으로 회전시키는 단계; 및
   상기 커버리지 확인 모듈을 통한 사용자의 시야와 상기 특정 지향점이 일치될 때까지 상기 안테나의 방향을 조절하고 설치하는 단계를 포함하는 안테나 설치 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 커버리지 확인부는 상기 수평 반치각과 수직 반치각에 따라 한 쌍의 세트로 구비되며,
   상기 커버리지 확인부 각각에 형성된 타원 형상의 개구부는 특정 점을 꼭지점으로 하는 타원 뿔 내 밑면과 평행한 단면 사이의 관계를 가지는 안테나 설치 방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 빔 커버리지 확인 장치는 상기 사용자의 시선 방향과 상기 안테나 빔의 방향을 표시하는 각도 조절기를 구비하고,
    상기 각도 조절기에 상기 전기적 틸팅 값을 반영하여, 상기 커버리지 확인 모듈을 회전시키는 안테나 설치 방법.

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