KR20230059267A - 다중 대역 다중 배열 기지국 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터링 발룬(filtering balun)과 재복사 방지 복사 암(radiating arm)을 갖는 새로운 저대역 복사소자를 바탕으로 한 다중 대역 다중 컬럼 2중 편파의 소형(compact)의 기지국 안테나를 개시한다.
본 발명에 의한 소형 기지국 안테나는 좁은 폭을 갖는 반사판에 다수의 복사소자들이 밀집하여 배치되는 경우에 특히 유용하다.

Description

다중 대역 다중 배열 기지국 안테나 {Multi-band Multi-array Base Station Antenna}

본 발명은 이동통신 기지국 안테나에 관한 것으로, 특히 LTE-Advanced 및 5G 이상 세대의 이동통신망 구현을 지원하는 다중 대역 다중 배열의 기지국 안테나에 관한 것이다.

새로운 동작 주파수 대역, 고차(high order) 멀티-스트림 MIMO(Multi-Input & Multi-Output), 새로운 빔포밍(beamforming) 기술을 이용한 최근의 5G 이동통신망 구축은 기지국 안테나 시스템의 업그레이드를 필요로 하지만, 동시에 기존의 3G 및 4G 모바일 네트워크 서비스도 유지해야만 한다.

슬림형 팩터 안테나(slim form factor antenna) 레이돔 내에 다수의 어레이들이 고도로 통합된 차세대 다중 대역 기지국 안테나는 5G 통신망의 등장에 따른 과부하된 기지국 타워 업그레이드의 과제를 해결할 수 있게 한다.

혁신적인 엔지니어링과 보다 높은 수준의 안테나 통합에 대한 고려는 서로 다른 주파수 대역 어레이에 대한 2중 편파 복사소자 설계의 핵심 사항 중 하나를 해결해야 한다. 각 대역과 각 MIMO 스트림에 대해 안정적인 주파수, 표준 복사 패턴 및 안정적인 3D RF 빔 스폿 커버리지(spot coverage)를 얻기 위해서는, 이 복사소자들이 다중 대역과 다중 배열 관련에서 서로 RF 투명적(RF-invisible) 이어야 이상적이다.

또한, MIMO 이득 성능, 5G 기준 데이터 처리량 및 용량의 저하를 방지하기 위해, 다중 대역 다중 배열 기지국 안테나의 RF 신호들(> 20dB)의 대역 간 격리(isolation)을 높게 유지하는 것이 좋다.

이 문제는 "은폐(cloaked)" 또는 "초킹(choked)"되도록 설계된 2중 편파 복사소자를 통해 해결할 수 있는데, 이 경우의 복사소자는 다른 RF 신호 대역에는 투명하도록 설계된 주파수 대역에서만 신호의 복사/수신이 가능하다.

다중 대역 안테나용의 은폐(cloaked) 또는 초킹(choked)된 2중 편파 복사소자들이 알려져 있는데, 대표적인 선행기술로서 US 특허 US 9,912,076 B2와, US 10,439,285 B2(CommScope Technologies LLC.)가 공개되어 있다.

US 9,912,076 B2 특허(도 1)는 준동축(quasi-coaxial) 쿼터 람다 복사소자 섹션에 의해 초킹된(choked) LBB 복사소자 암(radiator arm)을 공개하였다. 초크는 안테나의 두 번째 고대역 주파수 근처에서 공진한다.

US 10,439,285 B2 특허(도 2)는 두 번째 동작 고주파 대역에서 1/2 파장 미만의 길이를 갖는 다수의 전도성 세그먼트들을 분할하는 것에 의해 은폐(cloaked)된 LBB 복사소자 암을 공개한다. 전도성 세그먼트들은 평면의 유도성 트레이스들(planar inductive traces)을 포함하는 다수의 유도성 부재들에 의해 직렬로 연결된다. 이러한 LBB 복사소자 암 구조는 LBB 어레이와 나란히 배치된 2차 어레이에 있는 HBB 복사소자들로부터 유도된 고대역 전류의 전파(propagation) 및 재복사(reradiation)을 방지하기 위한 저역 통과 필터링 회로를 나타낸다.

CommScope Technologies LLC의 US 10,644,401 B2 특허(도 3)와 US 2021/0104813 A1(도 4) 특허는, 은폐(cloaked) 또는 초킹(choked)된 2중 편파(dual polarized) LBB 복사소자에 기반한 다중 대역 다중 배열 소형(compact) 기지국 안테나의 구현을 위한 많은 세부 기술 정보를 공개한다.

US 10,644,401 및 US 2021/0104813 에 공개된 안테나들은 1L2H 유형의 통합 배열 구조를 갖는다. 여기서 1L2H(one LBB array with two side-by-side HBB arrays)는 하나의 LBB 어레이 주변에 2개의 HBB 어레이들이 나란히 배열된 구조를 의미한다. 일반적으로 이 유형의 기지국 안테나는 300~380mm 범위의 상대적으로 좁은 폭을 갖는 레이돔 내에 할당된다. 또한, 1L2H형 안테나는 저대역에서는 2T2R MIMO 모드, 고대역에서는 4T4R MIMO 모드만 지원할 수 있다.

4T4R 풀밴드 MIMO 동작 또는 8T8R HBB 빔 포밍에 대해서는 2L4H 유형의 고도로 통합된 어레이 구조가 있다. 풍하중 한계와 기지국 타워의 가용 공간의 제약으로 인해, 500mm 폭의 레이돔 내부에 수용되는 2L4H 소형(compact) 안테나가 현실적으로 수용할만하고 바람직한 것이 된다.

전체 기지국 안테나들에 대해 허용 가능한 RF 성능 및 핵심 성능 지표(KPI)를 유지하면서 상대적으로 좁은 공유 공간에 2개의 저대역 어레이 및 이와 나란히 4개 이상의 HBB 어레이를 통합하는 것은 매우 어려운 혁신 엔지니어링 과제일 것이다.

CommScope Technologies LLC의 US 11,018,437 B2 특허(도 5)와 US 10,431,877 B2(도 6)는 광대역 분리 복사 부재(broadband decoupling radiating elements)와 기생 결합 수단(parasitic coupling units)을 갖춘 2L4H형 다중 대역 기지국 안테나를 공개한다. 500mm 폭의 레이돔 내에 수용되는 2L4H 기지국 안테나에서 상기 기생 결합 수단(parasitic coupling units)과 상기 광대역 분리 복사 부재(broadband decoupling radiating elements)가 허용될만한 RF 성능을 유지하기 위해서는 상당한 복잡성이 요구된다.

다중 대역 2중 편파 기지국 안테나의 다른 솔루션이 화웨이테크놀로지스의 특허출원 US 2021/0210854A1(도 7)에 공개되어 있다. 이 발명의 실시예들에는 발룬 구조, 커플링 구조, 복사 암(radiating arm) 구조 등이 포함된 HBB 복사소자가 장착된 다중 대역 안테나들이 공개된다. 커플링 구조는 사전 설정된 임계값보다 높은 주파수의 신호를 송신하고 사전 설정된 임계값보다 낮은 주파수의 신호를 차단하도록 구성된다. 발룬 내에 통합된 고대역 필터 회로를 갖는 HBB 복사소자들은, 소형(compact)의 다중 대역 어레이에서 LBB 와 HBB 복사소자들이 밀집하여 나란히 배치된 경우의 RF 성능을 개선시킨다.

또 하나의 선행기술로서, 중국 특허공보 CN 104916910B(도 8)에 공개된 South China University of Technology SCUT의 발명은, 소형(compact) 다중 대역 어레이에 대한 RF 성능 향상을 위한 다음 단계를 구현한다. 이 발명은, LBB 및 HBB 쌍극자 구조와 함께, 고대역 쌍극자 암과 저대역 쌍극자 암 사이의 서로에 대한 차폐 문제를 해결하는 다중 대역 다중 배열 기지국 안테나 배열을 제공한다. 이 발명의 결과로서 고대역 쌍극자와 저대역 쌍극자 간의 상호 결합이 감소할 수 있다. 이 발명의 제1실시예는 십자형(V/H 암 방향) LBB 복사소자를 공개하고, 제2실시예에서는 소형(compact) 다중 대역 어레이 내의 LBB 복사소자에 대한 추가의 성능 개선 사항이 공개된다. 발룬에서 쌍극자 복사 암(radiating arm)까지의 급전(feeding)의 결합을 위한 새로운 구조가 제안되었다.

Nokia Shanghai Bell Lab의 대한민국 공개특허 KR 10-2020-0118253(도 9a, b, c)은 저대역 쌍극자와 다중 대역 다중 포트 안테나 배치를 제공한다. 여기서 저대역 쌍극자는 십자 모양(V/H 암 방향)으로 4개의 암을 가지며, 상기 4개의 쌍극자 암들은 커플링 급전(coupling feeding) 또는 다이렉트 급전(direct feeding) 중 적어도 하나의 급전 방식으로 급전된다. 상기 4개의 쌍극자 암 중 적어도 하나는 준동축(도 9b) 또는 인쇄 홈(도 9c) 쿼터 람다 복사소자 섹션에 의해 초킹(choked)된다. 상기 초크는 안테나의 고대역 복사소자의 주파수 부근에서 공진하며 다중 대역 다중 배열 안테나 배치에서 고대역 복사소자와 저대역 복사소자 간의 상호 결합을 줄여준다.

다중 대역 다중 배열 안테나 개발의 또 다른 복잡한 문제는, 한 컬럼의 복사소자 어레이에 공통되는 주파수 대역(예들 들어 1710MHz ~ 2690MHz)이 서로 다른 LTE 서비스 제공자 간에 빔과 빔 틸트 각도가 서로 다른 서브밴드들의 집합으로 분할될 수 있다는 점이다. 이러한 유형의 소위 필터링된 다중 대역 안테나들은 많은 수의 다이플렉서와 위상 천이 장치(phase shifter device)들을 갖는 어레이 피더(array feeder)를 필요로 한다. 그러나 기존의 듀얼 및 다중 대역 안테나에 다이플렉서와 위상 편이기를 추가하는 것에는 몇 가지 어려움이 발생한다. 즉, 안테나 내의 복사 소자들간의 공간은 어레이 피치에 의해 제한되고, 반사판의 폭도 풍하중에 의해 300-370mm 범위로 제한되기 때문에, 일반적인 기지국 안테나의 레이돔 내에 장치를 추가하는 것은 공간 상의 큰 제약이 따른다.

따라서, 새로운 5G 이동통신 시스템의 기능 및 치수 요건에 적합한 소형(compact)의 다중 대역 다중 배열 기지국 안테나를 개발하는 것은 이 산업분야의 공통의 목표라고 할 수 있다.

미국 등록특허공보 제 US 9,912,076호 (2018. 03. 06. 공개) 미국 등록특허공보 제 US 10,439,285호 (2019. 10. 08. 공개)

본 발명은 다중 대역 다중 컬럼의 개선된 2L4H 형 기지국 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한, 주파수 대역 간의 격리 특성이 극대화 된 LBB 및 HBB 복사소자들을 갖는 2L4H 형 기지국 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한, 새로운 LTE-Advanced 및 5G 이동통신 시스템에서 요구되는 400~500mm 범위의 상대적으로 좁은 레이돔 폭 내부에 수용되는 전체 기지국 안테나들에 대해, 안테나 빔과 산업 표준 핵심 성능 지표(KPIs)에 대하여 허용 가능한 RF 성능을 갖는 2L4H 형 기지국 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로만 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나는, 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서, 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들 및 상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들을 포함하고, 상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며, 상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고, 상기 복사 암(radiating arm)은 복수의 전도성 플레이트를 포함하며, 상기 전도성 플레이트는, 상기 복사 암이 상기 HBB 복사소자들의 주파수 대역에 RF 에너지를 재복사 하는 것을 방지하는 적어도 하나의 노치 공진기를 형성하는 슬롯을 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나는, 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서, 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들 및 상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들을 포함하고, 상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며, 상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고, 상기 복사 암(radiating arm)은 복수의 전도성 플레이트를 포함하며, 상기 전도성 플레이트는 상기 균형 급전 발룬 부재와 연결되는 V형상 측부 암과, 상기 V형상 측부 암과 나란히 형성된 RF 초크 세그먼트를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나는, 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서, 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들 및 상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들을 포함하고, 상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며, 상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고, 상기 LBB 복사소자의 적어도 하나의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)는 상기 HBB 복사소자의 동작 주파수 대역 아래로 할당된 차단 주파수를 갖는 저역통과필터(LPF)의 회로 구조를 포함할 수 있다.

각 실시예에 있어서, 상기 LBB 복사소자의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 용량성 결합 급전(capacitive coupling feeding)방식으로 연결될 수 있다.

각 실시예에 있어서, 상기 복수의 전도성 플레이트는 동일 평면 상에 배치된 것일 수 있다.

각 실시예에 있어서, 상기 반사판은 상기 각 HBB 복사소자를 수용하기 위한 내벽으로 구획된 것일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 노치 공진기는 H 형상 슬롯을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 H 형상 슬롯은 일부 영역이 아래 방향으로 꺾여진 형태일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 상기 V형상 측부 암은, 상기 각 복사 암의 양 가장자리를 따라 형성된 것일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 RF 초크 세그먼트는 상기 V형상 측부 암의 길이 보다 짧게 형성되고, 일단이 절곡되어 상기 V형상 측부 암의 말단에 연결되어 V형상 측부 암과 함께 미앤더 형상을 이루는 것일 수 있다.

각 실시예에 있어서, 상기 반사판 내에 배치되는 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은, 1열의 LBB 복사소자와 2열의 HBB 복사소자를 포함하는 3열 배열일 수 있다.

일부 실시예에서, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나는, 각 반사판에 상기 3열 배열을 포함하는 6개의 반사판들이 중심부를 둘러싸는 6각형 복사 구조를 갖도록 배치된 것일 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 소형(compact) 사이즈의 다중 대역 2중 편파(dual polarized) 이동통신 기지국 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한, 다중 대역 다중 배열 기지국 안테나의 LBB 복사소자가 HBB 복사소자의 주파수 대역에 RF 에너지를 재복사(reradiation)하는 것을 방지하는 기지국 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한, 주파수 대역 간의 격리 특성이 극대화 된 LBB 및 HBB 복사소자들을 갖는 2L4H 형 기지국 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한, 근접하여 배치된 복사소자들에 의해 복사되는 전자기장의 낮은 산란(low scattering) 특성을 갖는 광대역 및 소형(compact)의 기지국 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한, 새로운 LTE-Advanced 및 5G 이동통신 시스템에서 요구되는 400~500mm 범위의 상대적으로 좁은 레이돔 폭 내부에 수용되는 전체 기지국 안테나들에 대해, 안테나 빔과 산업 표준 핵심 성능 지표(KPIs)에 대하여 허용 가능한 RF 성능을 갖는 2L4H 형 기지국 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명으로부터 얻을 수 있는 효과는 이상의 효과로만 제한되는 것은 아니며, 다중 대역 다중 컬럼 안테나의 기술 분야에서 앞서 언급한 종래기술의 문제 및 공통 반사판 상에 근접하여 나란히 밀집 배치된 다중 컬럼 어레이의 복사 특성(radiation characteristics)과 관련된 다양한 어려움을 해결하는 데 도움이 될 수 있다.

도 1은 미국 특허 US9912076 B2에 따른 다중 대역 어레이를 위한 초크(choked) 암 쌍극자를 도시한 것이다.
도 2는 미국 특허 US10439285 B2에 따른 다중 대역 어레이를 위한 은폐(cloaked) 저대역 복사소자를 도시한 것이다.
도 3은 미국 특허 US10644401 B2에 따른 초크(choked) 암 쌍극자를 갖는 분산 반복 배열 (interspersed)의 다중 대역 어레이를 도시한 것이다.
도 4는 미국 특허 US20210104813 A1에 따른 초크(choked) 암 쌍극자를 갖는 추가의 다중 대역 어레이를 포함하는 기지국 안테나를 도시한 것이다.
도 5는 미국 특허 US11018437 B2에 따른 초크(choked) 암 쌍극자와 디커플링을 갖는 다중 대역 어레이를 포함하는 기지국 안테나를 도시한 것이다.
도 6은 미국 특허 US10431877 B2에 따른 기생 결합 수단(parasitic coupling unit)을 갖는 다중 대역 어레이를 포함하는 기지국 안테나를 도시한 것이다.
도 7은 미국 특허 US20210210854 A1에 따른 다중 대역 안테나를 도시한 것이다.
도 8은 중국 특허 CN104916910 B에 따른 다중 대역 안테나의 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 대한민국 공개특허 KR1020200118253 A에 따른 다중 대역 안테나의 실시예를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 2L4H 배열 구조를 갖는 4T4R 다중 대역 기지국 안테나를 도시한 것이다.
도 11의 a, b, c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 3 컬럼의 기지국 안테나를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 저대역 복사소자가 반사판 상에 배치된 상태를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 저대역 복사소자의 복사 구조 부재(radiating structures member)의 구체도를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 저대역 복사소자에 있어서 복사 구조 부재(radiating structures member)의 상면도이다.
도 15는 저대역 복사소자의 발룬에 임베드된 저역통과필터(low pass filter)의 주파수 응답 특성(plot)을 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 갖는 저대역 복사소자의 임피던스 매칭과 격리(isolation) 특성(plot)을 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 구비한 저대역 복사소자의 복사 이득(radiation gain) 특성(plot)을 도시한 것이다.
도 18의 a, b는 이론 데이터 및 실제 데이터에 따른 저대역 복사소자의 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성(polar plot)을 도시한 것이다.
도 19의 a, b, c는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 구부러진 암 구조(bent arm structure)를 갖춘 저대역 복사소자의 구체도이다.
도 20의 a, b는 4개의 격리된 고대역 복사소자들의 클러스터 및 하나의 고대역 복사소자에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이다.
도 21의 a, b는 4개의 고대역 복사소자들에 둘러싸인 종래의 교차 쌍극자 암 구조의 저대역 복사소자 및 여기서 하나의 고대역 복사소자에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이다.
도 22의 a, b는 본 발명의 일실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 구비하고, 4개의 고대역 복사소자들 클러스터에 둘러싸인 저대역 교차 쌍극자 복사소자 및 여기서 하나의 고대역 복사소자에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이다.
도 23의 a, b는 본 발명의 일실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 구비하고, 4개의 고대역 복사소자들 클러스터에 둘러싸인 저대역 교차 쌍극자 복사소자들이 꺾인 반사판 상에 배치된 경우를 나타낸다.
도 24의 a, b는 본 발명의 일실시예에 따른 다중대역 3열 패널을 이용하여 중심부를 둘러싸는 6각형 복사 구조를 갖도록 배치한 다중 섹터 기지국 안테나를 도시한 것이다.

전술한, 그리고 추가적인 발명의 태양들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 그러나 이하에서 기술하는 실시 예들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 기술된 실시 예들로만 제한하고자 하는 것은 아니다.

또한, 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 또는 실시 예 상호 간에 다양한 조합이 가능할 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소들과는 상관없이 이 구성요소를 반드시 포함한다는 의미이지 다른 구성 요소들의 포함 가능성을 배제하고자 하는 것이 아니다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 명세서 전체에서 신호는 전압이나 전류 등의 전기량을 의미한다.

또한, 도면에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 가장 바람직한 결과를 얻기 위해 예시적으로 도시한 순서에 불과하며, 다른 단계들이 더 추가되거나 일부 단계들이 삭제될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시예들은 필터링 발룬(filtering balun)과 재복사 방지 복사 암(radiating arm)을 갖는 새로운 복사소자를 바탕으로 한 다중 대역 다중 컬럼 2중 편파의 소형(compact)의 기지국 안테나를 개시한다.

본 발명의 실시예들에 의한 소형 기지국 안테나는, 예를 들어 2L4H인 경우, 400-500mm 범위의 좁은 폭을 갖는 반사판에 다수의 복사소자들이 밀집하여 배치되는 경우에 특히 유용하다.

이하의 설명에서 LBB 복사소자는 저주파수 대역(617-960MHz)에서 동작할 수 있는 광대역 복사소자를 의미하고, HBB 복사소자는 고주파수 대역(1400-2700MHz)에서 동작할 수 있는 광대역 복사소자를 의미한다. 그러나, 본 발명의 범위 및 기술사상을 벗어나지 않고 개시된 LBB 및 HBB 복사소자의 동작 주파수 대역 튜닝, 대체 및/또는 수정과 같은 사소한 변형이 용이하게 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백한 것이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 2L4H(2 low band columns & 4 high band columns) 유형의 다중 대역 다중 컬럼의 소형(compact) 기지국 안테나를 도시한 것이고, 도 11은 1L2H(1 low band column & 2 high band columns) 유형의 3 컬럼을 갖는 다중 대역 다중 컬럼의 다양한 안테나를 도시한 사시도로서, 도 11a는 도 10과 같이 3종류의 안테나들을 포함하고, 도 11b는 2종류의 안테나를 포함하는 경우이며, 도 11c는 안테나 위에 레이돔(radome)이 씌워진 것을 도시한 것이다. 도 10에서 좌측 도면은 안테나의 측면도이고, 우측 도면은 안테나의 상면도이다.

도 10에서 2개 반사판의 전체 폭은 400-500 mm의 범위일 수 있고, 도 11에서 1개 반사판의 폭은 200-250 mm의 범위일 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 다중 컬럼의 소형(compact) 기지국 안테나는, 폭이 예를 들어 230mm인 2개의 각 반사판(10) 상에 반사판(10)의 중심을 따라 길이 방향으로 중앙에 LBB 복사소자들(100)이 배치되고, 각 LBB 복사소자가 차지하는 4각형(예를 들어 정사각형) 영역을 4등분한 각 4분면 영역에 제1 HBB 복사소자들(200)이 하나의 LBB 복사소자(100)를 둘러싸면서 배치되어 있다. 그리고 하나의 LBB 복사소자(100)와 길이 방향으로 이웃한 다른 LBB 복사소자(100)의 사이 영역에는 제2 HBB 복사소자들(300)이 배치된 구조를 갖는다.

상기 각 LBB 복사소자 및 HBB 복사소자들은 2쌍의 쌍극자 배열을 포함하고, 각 쌍극자는 각 포트(port) 별 급전에 의해 +45도 편파와 -45도 편파의 전자파를 복사한다.

상기 각 HBB 복사소자들은 상기 반사판(10) 상에서 내벽으로 구획되어 서로 격리되어 있다.

위와 같이 도 10의 안테나는 3종류의 복사소자들의 배열을 포함하고, 폭이 230mm인 반사판이 2개로 구성되어 전체로서 2 컬럼의 LBB와 4 컬럼의 HBB를 포함하는 2L4H의 구조를 형성한다. 2개의 반사판은 상기 LBB 복사소자와 상기 제2 HBB 복사소자 영역이 서로 동일한 수평 방향 중심선을 갖도록 높이를 달리하여 배치될 수 있다.

도 11a는 도 10에서 하나의 반사판에 의한 1L2H 의 3 컬럼 안테나를 도시한 것으로서, 안테나에 포함되는 구성은 모두 도 10에서와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 11b는 도 11a와 같은 1L2H 의 3 컬럼 안테나를 도시한 것이지만, 한 종류의 HBB만을 포함하는 경우이고, 도 11c는 안테나에 레이돔(20)이 씌워진 상태를 도시한 것이다. 도 11a와는 달리 도 11b와 도 11c에서는 LBB 복사 암의 단부가 절곡되어 있는 것을 볼 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

도 11과 같은 3 컬럼 안테나에 있어서, 반사판의 폭은 산업 표준과 풍하중으로 인해 대체로 300-370mm 범위로 제한된다. 본 발명에 따른 초소형(compact) LBB 복사소자 컬럼은 기존 LBB 복사소자 어레이의 일반적인 160-180mm보다 훨씬 적은 약 110mm만 차지한다. 또한, 반사판 패널 중심선의 오른쪽과 왼쪽에 배치된 초소형(compact) HBB 복사소자 어레이도 기존 HBB 복사소자의 60-80mm와 달리 약 45mm의 설치 공간만을 점유한다.

따라서 본 발명에 의거한 300mm 반사판 폭의 초소형(compact) LBB 및 HBB 복사소자는, 기존 LBB 및 HBB 복사소자를 기반으로 하는 3 컬럼 기지국 안테나의 경우 여유 공간이 없거나 심지어 중첩되는 것과는 대조적으로 약 50mm 의 여유를 갖는다.

도 12는 도 10에서 하나의 LBB만을 분리하여 도시한 사시도이고, 도 13은 이 LBB의 세부 구성을 설명하기 위한 분해도이며, 도 14는 이 LBB의 상면도를 도시한 것이다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 LBB(100)는 교차 쌍극자형 복사소자로서, 복사소자에 신호를 공급하기 위한 균형 급전 발룬 부재(Balanced feed balun member, 110)와, 이 균형 급전 발룬 부재의 상단에 수평면으로 배치되는 복사 구조 부재(Radiating structure member, 120)를 포함한다.

도 13을 참조하면, 저대역 복사소자는 2중 편파를 위한 2개의 균형 급전 발룬 부재들이 수직으로 교차 배치된 구조를 갖는다.

본 발명의 일실시예에 따른 상기 LBB 복사소자의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 용량성 결합 급전(capacitive coupling feeding) 방식으로 연결될 수 있다.

좁은 폭의 반사판 위에서 고대역 복사소자들과 밀집하여 배치된 저대역 복사소자의 쌍극자 복사 암에는 상당히 큰 값의 고주파 대역 전류가 유도될 수 있다. 따라서 공통 모드에서 쌍극자 복사 암에서 섀시 반사판으로의 상기 저대역 균형 급전 발룬 회로를 통한 고대역 전류 흐름을 줄이기 위해 균형 급전 발룬 부재와 쌍극자 암 사이의 상기 용량성 결합이 구현될 수 있다.

또한, 상기 LBB 복사소자의 적어도 하나의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)는 HBB 복사소자의 동작 주파수 대역 아래로 할당된 차단 주파수를 갖는 저역통과필터(LPF)의 회로 구조를 포함할 수 있다.

도 13의 우측 아래 도면은 이러한 저역 통과 필터(111)의 회로 구조가 균형 급전 발룬 부재(110)에 패턴으로 형성된 것을 도시하고 있다.

상기 LBB 복사소자의 발룬에 형성된 저역 통과 필터는 차동 모드에서 LBB 복사소자에 유도된 HBB 전류가 LBB 복사소자의 쌍극자 암에서 섀시 반사 패널로 흐르는 것을 방지한다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른, 저역 통과 필터링 기능의 발룬 및 쌍극자 복사 암과 발룬 사이의 용량성 결합 방식의 조합은, 고대역 복사소자에 의해 유도된 전류가 저대역 복사소자를 통해 반사판으로 흐르는 것을 공통 모드와 차동 모드 모두에서 크게 줄일 수 있게 한다.

그에 따라 다중 대역, 다중 컬럼 배열의 교차 대역 산란이 크게 완화되어 양 대역 모두에서 일관된 복사 패턴이 유지될 수 있다.

상기 복사 구조 부재(120)는 교차 쌍극자 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상(십자형)으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고, 상기 복사 암은 교차 쌍극자 구성으로 배열된 동평면의 전도성 플레이트를 포함한다.

상기 복사 암의 전도성 플레이트는, 안테나 신호의 공급을 위해 상기 균형 급전 발룬 부재(110)의 상단에 결합되는 급전 결합부(121)로부터 십자형 기판의 각 측부 쪽으로 V 형상으로 연장되는 V 형상 측부 암(122)과, 상기 복사 암의 단부 쪽으로 연장되어 형성되는 노치 공진기(123)와, 상기 V 형상 측부 암(122)과 나란하게 형성되는 RF 초크 세그먼트(125)를 포함할 수 있다.

상기 V 형상 측부 암(122)은 교차 쌍극자 구조로 배열된 두 쌍의 동평면 전도성 플레이트이며, 각 플레이트 쌍은 2중 편파(dual polarized)된 복사소자 어레이 열(행)에 의해 정의된 축에 대해 +/- 45° 경사의 편파 각도로 정렬되어 배치된다. 상기 V 형상 측부 암(122)의 V 형상은 실질적으로 90도의 각도로 형성될 수 있으며, V 형상 측부 암(122)을 이루는 각 플레이트는 복사 암 상에서 서로 평행하게 배치된 구조에 의해 용량성 결합 급전을 형성한다.

상기 RF 초크 세그먼트(125)는 주변 HBB 복사소자로부터 유도된 전류가 LBB 복사소자의 쌍극자를 형성하는 V 형상 측부 암(122)에 유입되는 것을 차단(choke)하는 기능을 한다.

상기 RF 초크 세그먼트는 쿼터 람다(1/4 파장)의 길이일 수 있다.

상기 쿼터 람다 RF 초크 세그먼트의 공진 주파수는 고대역 복사소자의 동작 주파수 범위 내에서 선택될 수 있다.

상기 노치 공진기(123)는 주변 HBB 복사소자로부터 LBB 복사소자에 전파되는 고대역 주파수 신호가 다시 HBB 복사소자로 재복사(reradiation)되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 노치 공진기(123)는 예를 들어 H 형상의 슬롯(124)을 포함할 수 있다.

상기 복사 암의 전도성 플레이트들은 미앤더 형상의 세그먼트(meander shaped segments), RF 초크 세그먼트 (RF choke segments) 및 드룹 다운 또는 라이즈 업 세그먼트(droop down or rises up segments, 드룹(droop) 세그먼트)의 세 가지 유형의 복수의 세그먼트들을 포함할 수 있다.

상기 RF 초크 세그먼트는 미앤더 형상의 세그먼트와 결합되는 것이 바람직하며 고주파수 대역(1700MHz 이상)에서 복사 암 전류를 거부하도록 기능한다. 도 14에서 RF 초크 세그먼트(125)는 V 형상 측부 암(122)에 연결되어 미앤더 형상을 이루며, V 형상 측부 암(122) 보다는 짧게 형성되어 V 형상 측부 암 중심의 절곡부에 전도성 플레이트가 채워지지 않은 작은 V 형상의 공백을 남기고 있다.

상기 드룹(droop) 세그먼트는 전도성 플레이트의 일부가 소정 각도로 절곡된 구성으로서 각 복사 암의 말단에 할당될 수 있다.

각 복사 암의 말단에 상기 드룹(droop) 세그먼트를 형성하면, 도 19b에서 보는 바와 같이, 그 절곡되는 각도에 의해 안테나에 씌우는 레이돔의 반경을 줄일 수 있어서 안테나의 소형화에 기여할 수 있다.

다시 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중대역 다중 컬럼 기지국 안테나의 초소형(compact) 크기의 HBB 복사소자는 상단에 복사 구조 부재(radiating structure member)가 배치되어 있는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)를 포함한다. 복사 구조 부재는 교차 쌍극자 구조로 배열된 두 쌍의 동일 평면 전도성 플레이트를 포함한다.

상기 각 2개의 플레이트는 2중 편파(dual polarized)된 복사소자 어레이 열(행)에 의해 정의된 축에 대해 +/- 45° 경사의 편파 각도로 실질적으로 정렬된 대각선으로 배치된다. 이러한 각 플레이트 대각선의 정렬은 각 쌍극자의 플레이트 사이에 위치한 직각 교차점에서 교차한다.

상기 전도성 플레이트는 상기 대각선 교차점에서 방사 방향으로 연장되는 복사 암(radiating arm)을 형성한다.

도 15는 저대역 복사소자의 발룬에 임베드된 저역통과필터(low pass filter)의 주파수 응답 특성(plot)을 도시한 것이다.

도 15에 따르면, LPF(Low Pass Filter)는 저대역 복사소자의 동작 대역으로서 약 1000MHz의 차단주파수 및 그 차단주파수 아래의 통과 대역을 가지며, 30dB 이상의 억제 주파수 대역은 고대역 복사소자의 동작 대역에서 최대 4500MHz까지 확장된다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 갖는 저대역 복사소자의 임피던스 매칭과 격리(isolation) 특성(plot)을 도시한 것이다.

도 16에 따르면, 저주파 복사소자의 동작 대역인 LPF 통과대역(약 500MHz~1000MHz의 대역)에서의 양호한 임피던스 매칭 특성을 보이고, 고주파 복사소자의 동작 대역인 약 1350MHz~2300MHz 범위의 대역에서 -50dB 이상의 탁월한 억제 특성을 보이고 있으므로, 저주파 복사소자들과 고주파 복사소자들이 함께 배열되는 경우에도 우수한 격리(isolation) 특성을 기대할 수 있다.

도 17은 본 발명의 일실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 구비한 저대역 복사소자의 복사 이득(radiation gain) 주파수 변동 특성(plot)을 도시한 것이다. 빠른 롤오프(roll-off) 복사 이득과, 고주파수 대역에서 20dB 이상의 억제를 확인할 수 있다.

도 18의 a, b는 이론(Dassault Systemes CST Studio Suite 3D EM simulation) 데이터 및 실제 측정 데이터에 따른 저대역 복사소자의 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성(polar plot)을 도시한 것이다. 도 18로부터, 빔 이득, 빔 모양 및 교차 편파 성분 억제에 대한 이론 데이터(도 18a)와 측정 데이터(도 18b) 결과가 잘 부합하는 것을 확인할 수 있다.

도 19의 a, b, c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구부러진 암 구조(bent arm structure)를 갖는 저대역 복사소자의 구체도이다.

도 19a로부터 본 발명의 실시예에 따른 기지국 안테나는 230mm의 폭을 갖는 반사판 내에 여유 있게 수용될 수 있음을 확인할 수 있다.

복사 암이 구부러지지 않은 앞의 실시예에서는 복사 암의 말단에 배치되는 노치 공진기가 평평한 기판 위에 배치되는 것이었으나, 도 19의 실시예에서는 H 형상 슬롯을 갖는 노치 공진기의 외곽 일부 영역을 구부러뜨리는 드룹(droop) 세그먼트를 형성한다. 이와 같이 노치 공진기의 외곽 일부 영역을 구부러뜨리기 위해 복사 암의 지지 기판은 노치 공진기 아래 영역까지 연장되지 않고 더 짧게 형성되어 있다.

이와 같이 복사 암의 말단에 드룹(droop) 세그먼트를 포함하여 노치 공진기를 형성하면, 도 19b에서 보는 바와 같이, 그 절곡되는 각도에 의해 안테나에 씌우는 레이돔의 반경을 줄일 수 있어서 안테나의 소형화에 기여할 수 있다.

지금까지 본 발명의 제안된 특징들의 조합에 의한 몇몇 실시예에 따른, 필터링 발룬과 재복사 방지 쌍극자 암을 구비한 저대역 복사소자에 관해서 설명하였다.

도 20 내지 도 23과 관련된 이하의 설명에서는, 소형(compact)의 반사판 위에 배치된 1L2H 배열 구조를 개시한다.

설명의 단순화를 위해, 4개의 HBB 복사소자들에 둘러 싸인 하나의 저대역 복사소자만을 도시하여 설명하지만, 앞서 도 10과 도 11 등에서 설명한 전체 배열을 모두 포함하는 다중 대역, 다중 컬럼의 기지국 안테나들은 이 단위 셀(4개의 HBB 복사소자들에 둘러 싸인 하나의 저대역 복사소자)들의 집합에 의해 구현되는 것이다.

도 20의 a, b는 (저대역 복사소자가 없을 때의) 4개의 격리된 고대역 복사소자들의 클러스터 및 하나의 고대역 복사소자(HBB)에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이고, 도 21의 a, b는 4개의 고대역 복사소자들에 둘러싸인 종래의 표준 교차 쌍극자 암 구조의 저대역 복사소자(LBB) 및 여기서 하나의 고대역 복사소자(HBB)에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이며, 도 22의 a, b는 본 발명의 일실시예에 따른 4개의 고대역 복사소자들 클러스터에 둘러싸인 저대역 교차 쌍극자 복사소자(LBB) 및 여기서 하나의 고대역 복사소자(HBB)에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이다.

각 도면에서 복사소자들은 모두 소형의(compact) 230mm 반사판에 배치되어 있고, 도 21의 종래 구성은 급전 발룬의 저역 통과 필터와 복사암의 초크 및 노치 공진기를 포함하지 않으며, 각 빔 패턴은 1700~2700 MHz 대역에 대한 것이다.

도 21b에서 확인되는 바와 같이, 도 21a의 종래 구성에서는, 빔 패턴에 대체로 많은 왜곡이 발생하는데, 특정 주파수의 빔 패턴에서는 그 왜곡이 특히 심한 것을 볼 수 있다. 그리고 특정 주파수에서의 그와 같은 큰 왜곡은 이 안테나가 기지국 안테나로서 사용될 수 없게 한다.

도 22b에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 결과의 극좌표 특성은, 도 21의 종래 구성에 비해, 빔의 왜곡이 덜하여 도 20의 극좌표 특성에 훨씬 더 가까운 것을 볼 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에서 저대역 복사소자(LBB)의 복사 암에 포함된 노치 공진기와 RF 초크 세그먼트로 인해 저대역 복사소자(LBB)에 의한 고대역 전자파의 재복사 및 고대역 복사소자에 의해 저대역 복사소자에 유도되는 전류가 감소한 것에 기인한 결과임을 알 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 결과에 대하여 반사판을 약간 경사지게 형성하는 것에 의해 추가의 개선을 얻을 수 있다.

도 23a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 4개의 고대역 복사소자 클러스터에 둘러싸인 저대역 교차 쌍극자 복사소자를 도시한 것이다.

저대역 및 고대역 복사소자들이 모두 평평한 반사판 위에 배치되었던 다른 실시예들과는 달리, 도 23의 실시예에서는, 중앙의 저대역 복사소자의 주위에 배치된 고대역 복사소자들이 중앙의 수평면에 대해 좌우에서 소정 각도를 이루며 경사지게 형성된 반사판 상에 배치되어 있다.

도 23b는, 도 23a와 같은 구성에서, 하나의 고대역 복사소자(HBB)에 대한 방위각 복사 패턴의 극좌표 특성을 도시한 것이다.

다른 실시예들에 비해, 도 23b가 도 20b의 극좌표 특성에 더욱 유사한 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 반사판에 약간의 경사를 주는 것에 의해 고대역 복사소자의 빔 패턴을 추가로 개선할 수 있음을 알 수 있다.

도 24의 a, b는 본 발명의 일실시예에 따른 다중대역 3열 패널을 이용하여 중심부를 둘러싸는 6각형 복사 구조를 갖도록 배치한 다중 섹터 기지국 안테나를 예시적으로 도시한 상면도와 정면도이다.

도 24에서는 예시적으로 6각형 구조를 도시하였지만, 본 발명이 적용될 수 있는 다각형 구조는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상과 필수적 특징을 유지한 채로 다른 형태로도 실시될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.

본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 의하여 규정되어질 것이지만, 특허청구범위 기재사항으로부터 직접적으로 도출되는 구성은 물론 그와 등가인 구성으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 반사판
20 : 레이돔
100 : 저대역(LBB) 복사소자
110 : 균형 급전 발룬 부재(Balanced feed balun member)
111 : 저역통과필터(LPF) 회로 패턴
120 : 복사 구조 부재(radiation structure member)
121 : 급전 결합부
122 : V 형상 측부 암
123 : 노치 공진기
124 : H 형상 슬롯
125 : RF 초크 세그먼트
200 : 제1 고대역(HBB) 복사소자
300 : 제2 고대역(HBB) 복사소자

Claims (12)

1. 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서,
   상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들; 및
   상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들;
   을 포함하고,
   상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며,
   상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고,
   상기 LBB 복사소자의 적어도 하나의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)는 상기 HBB 복사소자의 동작 주파수 대역 아래로 할당된 차단 주파수를 갖는 저역통과필터(LPF)의 회로 구조를 포함하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
2. 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서,
   상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들; 및
   상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들;
   을 포함하고,
   상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며,
   상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고,
   상기 복사 암(radiating arm)은 복수의 전도성 플레이트를 포함하며,
   상기 전도성 플레이트는, 상기 복사 암이 상기 HBB 복사소자들의 주파수 대역에 RF 에너지를 재복사 하는 것을 방지하는 적어도 하나의 노치 공진기를 형성하는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
3. 저주파 광대역(LBB) 복사소자 배열과 적어도 하나의 고주파 광대역(HBB) 복사소자 배열을 갖고, 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은 반사판 내에 배치되는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나로서,
   상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 LBB 복사소자들; 및
   상기 LBB 복사소자들 주변에서 상기 반사판의 길이 방향으로 배치된 복수의 HBB 복사소자들;
   을 포함하고,
   상기 LBB 복사소자는 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)의 상단에 배치된 복사 구조 부재(radiating structure member)를 포함하며,
   상기 LBB 복사소자의 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 교차 다이폴 형 복사 구조를 형성하도록 교차 형상으로 배열된 4개 이상의 복사 암(radiating arm)을 포함하고,
   상기 복사 암(radiating arm)은 복수의 전도성 플레이트를 포함하며,
   상기 전도성 플레이트는 상기 균형 급전 발룬 부재와 연결되는 V형상 측부 암과, 상기 V형상 측부 암과 나란히 형성된 RF 초크 세그먼트를 포함하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 LBB 복사소자의 상기 균형 급전 발룬 부재(balanced feed balun member)와 상기 복사 구조 부재(radiating structure member)는 용량성 결합 급전(capacitive coupling feeding) 방식으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 전도성 플레이트는 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반사판은 상기 각 HBB 복사소자를 수용하기 위한 내벽으로 구획된 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
7. 제2항에 있어서,
   상기 노치 공진기는 H 형상 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 H 형상 슬롯의 일부 영역이 아래 방향으로 꺾여진 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
9. 제 3항에 있어서,
   상기 상기 V형상 측부 암은, 상기 각 복사 암의 양 가장자리를 따라 형성된 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
10. 제 3항에 있어서,
    상기 RF 초크 세그먼트는 상기 V형상 측부 암의 길이 보다 짧게 형성되고, 일단이 절곡되어 상기 V형상 측부 암의 말단에 연결되어 V형상 측부 암과 함께 미앤더 형상을 이루는 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
11. 제 1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 반사판 내에 배치되는 상기 LBB 복사소자와 상기 HBB 복사소자 배열은, 1열의 LBB 복사소자와 2열의 HBB 복사소자를 포함하는 3열 배열인 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.
12. 제 11항에 있어서,
    각 반사판에 상기 3열 배열을 포함하는 6개의 반사판들이 중심부를 둘러싸는 6각형 복사 구조를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는, 다중 대역 다중 배열 이동통신 기지국 안테나.

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