TR201705171A2

TR201705171A2 - An antenna.

Info

Publication number: TR201705171A2
Application number: TR2017/05171A
Authority: TR
Inventors: Gebeşoğlu Durmuş; Sağlam Özkan; Emre Demi̇r Mehmet
Original assignee: Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2018-10-22

Abstract

Mevcut buluşla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletişim sistemlerinde kullanıma uygun olan bir anten geliştirilmektedir. Bahsedilen anten, en az bir yansıtıcı yüzeyi (6); her biri, karşılıklı konumlandırılmış olan en az iki dipol yaprağı (1a) içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandırılmış olan en az iki dipol çiftini (1); her biri en az bir tarafından en az bir dipol yaprağına (1a) bağlanan, diğer tarafından bahsedilen yansıtıcı yüzeye (6) bağlanmaya uygun olan içi boş yapıdaki en az dört bağlantı elemanını (3); her biri elektriksel sinyal taşımak için en az bir bağlantı elemanı (3) içerisinden geçerek en az bir dipol yaprağına (1a) bağlanan en az iki iletim elemanını (5); her bir dipol yaprağında (1a) yer alan ve bulunduğu dipol yaprağının (1a) elektriksel boyunu arttıran en az bir akım yolunu (2) ve birbirine komşu olan anten yaprakları (1a) arasında konumlu olan ve elektriksel olarak yalıtım sağlayan en az bir yalıtım elemanını (4) içermektedir.With the present invention, an antenna is developed which is particularly suitable for use in wireless communication systems such as GSM (such as 2, 3G, 4G, LTE). Said antenna comprises at least one reflective surface (6); at least two dipole pairs (1) each comprising at least two opposed dipole leaves (1a) and positioned perpendicular to each other; at least four connecting elements (3) of hollow structure, each of which is connected to at least one dipole leaf (1a) on at least one side, suitable for bonding to said reflective surface (6) on the other side; at least two transmission elements (5) each connected to at least one dipole leaf (1a) through at least one connecting element (3) for carrying electrical signals; At least one current path (2) located in each dipole leaf (1a) and increasing the electrical length of the dipole leaf (1a) in which it is located and at least one insulation element located between the antenna leaves (1a) adjacent to each other and providing electrical insulation ( 4).

Description

TARIFNAME BIR ANTEN Mevcut bulus, 'özellikle baz istasyonlarinda kullanima uygun olan antenlerle ilgilidir. DESCRIPTION AN ANTENNA The present invention relates to antennas particularly suitable for use in base stations.

Onceki Teknik GSM (2, BG, 46, LTE gibi) kablosuz iletisim sistemlerinde, cep telefonu gibi tasinabilir cihazlarin kablosuz olarak iletisim kurabildigi baz istasyonlari kullanilmaktadir. Bahsedilen baz istasyonlarinda, kablosuz iletisim kurabilmek için antenler bulunmaktadir. Baz istasyonlarinda bahsedilen antenler, bir yansitici yüzey üzerine çesitli araliklarla dizilerek bir anten dizisi olusturmaktadir. Baz istasyonlarinda, genellikle dipol anten elemanlari kullanilmakta olup ihtiyaç duyulan frekans bant genisligi ve huzme karakteristigi gibi parametrelere göre bahsedilen elemanlar farkli sekil (örnegin kare, yuvarlak gibi) ve ebatlarda olabilmektedir. Previous Technique It can be carried like a mobile phone in GSM (2, BG, 46, LTE) wireless communication systems. Base stations are used where devices can communicate wirelessly. Said Base stations have antennas for wireless communication. Base The antennas mentioned in the stations are arranged at various intervals on a reflective surface. form an antenna array. In base stations, usually dipole antenna elements such as the required frequency bandwidth and beam characteristics. the elements mentioned according to the parameters have different shapes (for example, square, round) and sizes can be.

Kablosuz haberlesmede çok yollu yansimalardan daha az etkilenmek için kullanilan polarizasyon çesitliligi teknigi sebebiyle çift egik polarize antenler siklikla tercih edilmektedir. Dikey polarizasyona sahip bir elektromanyetik dalga, etrafta bulunan binalar, arabalar, daglar vs. gibi yapilardan yansiyip polarizasyon degisikligine ugramakta ve hem dikey, hem yatay bilesenlere sahip olabilmektedir. Bu sebeple bilinen teknikteki uygulamalarda, baz istasyonu anten dizilerinde ±45°çift egik polarize anten elemanlari kullanilmaktadir. Ancak bilinen teknikteki uygulamalarda, +45° ve -45° elamanlari arasindaki izolasyon yeterince saglanamadigindan olusan gürültü nedeniyle polarizasyon çesitliligi olumsuz yönde etkilenebilmektedir. It is used to be less affected by multipath reflections in wireless communication. Double oblique polarized antennas are often preferred due to the polarization diversity technique. is being done. An electromagnetic wave with vertical polarization, surrounding buildings, cars, mountains etc. It is reflected from structures such as It can have both vertical and horizontal components. For this reason, the prior art ±45° double oblique polarized antenna elements in base station antenna arrays is used. However, in prior art applications, +45° and -45° elements are used. polarization due to noise caused by insufficient isolation between diversity can be adversely affected.

Teknolojinin gelismesi ile birlikte, baz istasyonlari için farkli frekanslardan yayinlar yapilmasi ihtiyaci dogmaktadir. Bu sebeple baz istasyonlarinin genis bir frekans araliginda çalismasi gerekmektedir. Bilinen teknikteki uygulamalarda, baz istasyonunun farkli frekanslarda çalismasi için her bir farkli frekans araliklarinda çalisabilen, farkli sekil ve ebatlardaki anten elemanlari kullanilmaktadir. Ancak bu tip uygulamada, baz istasyonunun tasarimi çok kompleks bir hale gelmektedir. With the development of technology, it broadcasts on different frequencies for base stations. it needs to be done. For this reason, base stations have a wide frequency range. It should work within range. In prior art applications, the base station different shape, each of which can work in different frequency ranges to work at different frequencies and sizes of antenna elements are used. However, in this type of application, the base The design of the station becomes very complex.

Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulusla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde kullanima uygun olan bir anten gelistirilmektedir. Bahsedilen anten, en az bir yansitici yüzeyi; her biri, karsilikli konumlandirilmis olan en az iki dipol yapragi içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan en az iki dipol çiftini; her biri en az bir tarafindan en az bir dipol yapragina baglanan, diger tarafindan bahsedilen yansitici yüzeye baglanmaya uygun olan içi bos yapidaki en az dört baglanti elemanini; her biri elektriksel sinyal tasimak için en az bir baglanti elemani içerisinden geçerek en az bir dipol yapragina baglanan en az iki iletim elemanini; her bir dipol yapraginda yer alan ve bulundugu dipol yapraginin elektriksel boyunu arttiran en az bir akim yolunu ve birbirine komsu olan anten yapraklari arasinda konumlu olan ve elektriksel olarak yalitim saglayan en az bir yalitim elemanini içermektedir. Brief Description of the Invention With the present invention, especially in wireless communication systems such as GSM (such as 2, 3G, 4G, LTE) An antenna suitable for use is being developed. Said antenna has at least one reflector. surface; each containing at least two dipole sheets positioned opposite each other, and at least two pairs of dipoles positioned perpendicular to each other; at least one each the reflector, mentioned by the other, which is attached to at least one dipole leaf by at least four fasteners of a hollow structure suitable for attachment to the surface; each one to carry an electrical signal, passing through at least one connector at least two transmission elements connected to the dipole leaf; contained in each dipole leaf and At least one current path that increases the electrical length of the dipole sheet and each other which is located between neighboring antenna leaves and provides electrical insulation. contains at least one insulation element.

Mevcut bulusla gelistirilen antende, anten yapraklarinda yer alan akim yollari sayesinde antenin ebatlarinin düsürülmesi saglanmaktadir. Ayrica, anten yapraklari arasinda yer alan yalitim elemani, iletim elemanlarinin birbirlerine degmesini engelleyerek mekanik destek saglamaktadir. Böylelikle mevcut bulusla gelistirilen antenin, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde kullanilabilmesi saglanmaktadir. In the antenna developed by the present invention, thanks to the current paths in the antenna leaves. The size of the antenna is reduced. Also, the antennae are located between the leaves. The field insulator prevents the transmission elements from touching each other, preventing mechanical provides support. Thus, the antenna developed with the present invention, especially GSM (2, 3G, It can be used in wireless communication systems such as 4G, LTE).

Bulusun Amaci Mevcut bulusun amaci, özellikle baz istasyonlarinda kullanima uygun olan bir anten gelistirmektir. Purpose of the Invention The object of the present invention is an antenna suitable for use in base stations in particular. is to develop.

Mevcut bulusun bir diger amaci, genis bir frekans bant araliginda çalisabilen bir anten gelistirmektir. Another object of the present invention is an antenna capable of operating in a wide frequency band. is to develop.

Mevcut bulusun bir baska amaci, düsük boyutlu bir anten gelistirmektir. Another aim of the present invention is to develop a low sized antenna.

Mevcut bulusun ayri bir amaci, yancada 65°±5° sabit 3dB huzme genisliginde çalisabilen bir anten gelistirmektir. A separate object of the present invention is that it can operate at a constant 3dB beam width of 65°±5° on the side. to develop an antenna.

Mevcut bulusun farkli bir amaci da, çapraz polarizasyon izolasyonu yüksek olan bir anten gelistirmektir. Another aim of the present invention is to create an antenna with high cross polarization isolation. is to develop.

Sekillerin Açiklamasi Mevcut bulusla gelistirilen antenin uygulama 'örnekleri ekli sekillerde gösterilmis olup bu sekillerde, Sekil 1; gelistirilen antenin bir perspektif görünüsüdür. Description of Figures Application examples of the antenna developed by the present invention are shown in the attached figures. in figures, Figure 1; This is a perspective view of the developed antenna.

Sekil 2; gelistirilen antenin bir üstten görünüsüdür. Figure 2; This is a top view of the developed antenna.

Sekil 3; gelistirilen antenin bir yandan görünüsüdür. Figure 3; This is a side view of the developed antenna.

Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir: Dipol çifti (1) Dipol yapragi (13) Akim yolu (2) Baglanti elemani (3) Yalitim elemani (4) Iletim elemani (5) Yansitici yüzey (6) Metal duvar (7) Bulusun Açiklamasi Mobil iletisim sistemlerinde genellikle, en az bir baz istasyonu ve bahsedilen baz istasyonu ile kablosuz iletisim kurabilen tasinabilir cihazlar yer almaktadir. Özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde, bir baz istasyonunun genis bir alandaki çok sayida tasinabilir cihazla kablosuz iletisim kurabilmesi beklenmektedir. The parts in the figures are numbered one by one and the corresponding numbers are given below. given: Dipole pair (1) Dipole leaf (13) current path (2) connector (3) insulating element (4) transmission element (5) Reflective surface (6) metal wall (7) Description of the Invention In mobile communication systems, there is usually at least one base station and said base. There are portable devices that can communicate wirelessly with the station. Especially GSM In wireless communication systems such as (such as 2, 3G, 4G, LTE), a base station has a wide It is expected to be able to communicate wirelessly with many portable devices in the area.

Dolayisiyla baz istasyonunda kullanilan antenlerin belirli kriterleri saglayabilmesi gerekmektedir. Bu sebeple mevcut bulusla, özellikle GSM (2, 3G, 4G, LTE gibi) gibi kablosuz iletisim sistemlerinde (örnegin baz istasyonlarinda) kullanima uygun olan bir anten gelistirilmektedir. Therefore, the antennas used in the base station can meet certain criteria. required. For this reason, with the present invention, especially GSM (such as 2, 3G, 4G, LTE) suitable for use in wireless communication systems (for example, in base stations). antenna is being developed.

Mevcut bulusla gelistirilen ve örnek görünüsleri sekil 1-3'te verilen anten, tercihen bir metal plaka formunda olan en az bir yansitici yüzeyi (6); her biri, karsilikli konumlandirilmis olan en az iki dipol yapragi (1a) içeren ve birbirlerine dik olarak konumlandirilmis olan (oryantasyonu +45° ve -45° olan) en az iki dipol çiftini (1); her biri en az bir tarafindan en az bir dipol yapragina (1a) baglanan, diger tarafindan bahsedilen yansitici yüzeye (6) baglanmaya uygun olan içi bos yapidaki (tercihen silindirik formdaki) en az dört baglanti elemanini (3); her biri en az bir baglanti elemani (3) içerisinden geçerek elektriksel sinyal tasimak için en az bir dipol yapragina (1a) baglanan en az iki iletim elemanini (5); her bir dipol yapraginda (1a) yer alan ve bulundugu dipol yapraginin (1a) elektriksel boyunu (yüzey alanini) arttiran en az bir akim yolunu (2) ve birbirine komsu olan anten yapraklari (1a) arasinda konumlu olan ve elektriksel olarak yalitim saglayan en az bir yalitim elemanini (4) içermektedir. Örnek bir uygulamada mevcut bulusla gelistirilen antende, her bir baglanti elemani (3) ve baglanti elemani (3) içerisinden geçen iletim elemani (5), bir es merkezli (koaksiyel) kablo yapisi olusturmaktadir. Baglanti elemani (3), es merkezli kablonun dis kismini temsil ederken iletim elemani (5) es merkezli kablonun canli ucunu temsil etmektedir. Böylelikle, bahsedilen baglanti elemani (3) ve iletim elemani (5) ile bir RF (radyo frekansi) iletim hatti olusturulmaktadir. Mevcut bulusla gelistirilen antende, bahsedilen anten yapraklarinda (1a) yer alan akim yollari (2) sayesinde, dipol yapraginin (1a) elektriksel boyu (yüzey alani) arttirilmaktadir. Böylelikle, daha yüksek ebatli bir dipol yapraginin (1a) islevi, mevcut bulusla gelistirilen dipol yapragi (1a) ile saglanarak dipol yapraginin (1a) ebatlarinin azaltilmasi saglanmaktadir. Böylelikle antenin toplam ebatlarinin da azaltilmasi saglanmaktadir. Mevcut bulusla gelistirilen antende ayrica, anten yapraklari (1a) arasinda konumlandirilan yalitim elemani (4), iletim elemanlarinin (5) birbirlerine degmesini engelleyerek mekanik destek saglamaktadir. The antenna developed by the present invention, with exemplary views shown in Figures 1-3, is preferably a at least one reflective surface (6) in the form of a metal plate; each reciprocal perpendicular to each other and containing at least two dipole sheets (1a) positioned at least two pairs of dipoles (1) positioned (orientation +45° and -45°); each one connected by at least one side to at least one dipole leaf (1a), the other said hollow structure (preferably cylindrical form) suitable for attachment to the reflective surface (6) at least four fasteners (3); each of at least one fastener (3) at least two connected to at least one dipole leaf (1a) to carry an electrical signal through the transmission element (5); in each dipole leaf (1a) and (1a) at least one current path (2) that increases its electrical length (surface area) and to each other electrically insulated and located between adjacent antenna leaves (1a) It contains at least one insulation element (4). In an example application, in the antenna developed with the present invention, each connector (3) and The transmission element (5) passing through the connector (3) is a concentric (coaxial) cable. forms the structure. The connector (3) represents the outer part of the concentric cable. while the transmission element (5) represents the live end of the concentric cable. Thus, an RF (radio frequency) transmission line with said connector (3) and transmission element (5) is created. In the antenna developed by the present invention, the said antenna leaves Thanks to the current paths (2) located in (1a), the electrical size (surface) of the dipole leaf (1a) area) is increased. Thus, the function of a higher dimensional dipole leaf (1a) is of the dipole sheet (1a) provided by the dipole sheet (1a) developed by the present invention. sizes are reduced. Thus, the overall dimensions of the antenna are also reduction is provided. In the antenna developed with the present invention, the antenna leaves are also The insulation element (4) positioned between (1a) and the transmission elements (5) It provides mechanical support by preventing it from touching.

Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, bahsedilen baglanti elemanlari (3) dipol yapragina (1a) uzak olan taraflarindan birbirlerine (elektriksel olarak) baglidir. Böylelikle, antendeki iki farkli dipol çiftinin (1) RF hatti olusturan es merkezli kablolarinin dis kisimlarindan birbirlerine baglanmasi saglanmaktadir. In a preferred embodiment of the invention, said fasteners (3) are dipole they are connected (electrically) to each other at their far side from the leaf (1a). Thus, outside of the concentric cables of two different dipole pairs (1) in the antenna forming the RF line. It is ensured that its parts are connected to each other.

Bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda bahsedilen baglanti elemanlarinin (3) boyu, antenin çalisacagi maksimum frekanstaki dalganin çeyrek dalga boyuna esittir. In another preferred application of the invention, the mentioned fasteners (3) Its length is equal to a quarter wavelength of the wave at the maximum frequency at which the antenna will operate.

Böylelikle, dipol yapragi (1a) ile yansitici yüzey (6) arasindaki mesafenin de çeyrek dalga boyu olmasi saglanarak baglanti elemanlarinin (3) dis yüzeyinden akim geçmesi engellenmektedir. Burada baglanti elemanlarinin (3) dis yüzeyinden akim geçmesinin engellenmesi sayesinde, baglanti elemani (3) ve iletim elemaninin (5) olusturdugu es merkezli kablo yapisindaki dengesiz besleme, anten yapraklarinda (1a) dengeli beslemeye dönüstürülmektedir. Bahsedilen mesafenin antenin çalisacagi maksimum frekanstaki dalgaya göre seçilmesi sayesinde, antenin genis bir frekans bant araliginda çalismasi saglanmaktadir. Özellikle baz istasyonlarinda, antenlerin yancada 65°±5° 3 dB huzme genisliginde çalismasi gerekmektedir. Bu sebeple bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda anten, bahsedilen yansitici yüzeyde (6) yer alan, tercihen yansitici yüzeyi (6) bir kavite olusturacak sekilde çevreleyen en az bir metal duvari (7) içermektedir. Burada, metal duvar (7) yansitici yüzeyle (6) yekpare bir yapida olabilmektedir. Metal duvar (7) ile yansitici yüzeyin (6) birbirlerine göre olan açilarinin ayarlanmasi sayesinde elde edilen kavitenin yapisi, buna bagli olarak huzme genisligi istenilen seviyede (yancada 65°±5° 3 dB olacak sekilde) ayarlanabilmektedir. Thus, the distance between the dipole leaf (1a) and the reflective surface (6) is also quarter-wave. Current passing through the outer surface of the fasteners (3) by ensuring that they have a length is blocked. Here, the current passing through the outer surface of the connection elements (3) Thanks to the blocking of the coupling element (3) and the transmission element (5), unbalanced feed in the centered cable structure, balanced in the antenna leaves (1a) converted to feed. The maximum distance at which the antenna will operate. Thanks to the selection of the antenna according to the wave at the frequency, the antenna can be used in a wide frequency band. work is provided. Especially in base stations, antennas on the side 65°±5° 3 dB beamwidth it needs to work. Therefore, in another preferred embodiment of the invention the antenna is located on said reflective surface (6), preferably its reflective surface (6) is a cavity. It comprises at least one metal wall (7) surrounding it so as to form Here, metal the wall (7) can be in a monolithic structure with the reflective surface (6). With metal wall (7) obtained by adjusting the angles of the reflective surface (6) with respect to each other. the structure of the cavity, accordingly the beam width is at the desired level (65°±5° on the side). dB) can be adjusted.

Bulusun bir diger tercih edilen uygulamasinda bahsedilen yalitim elemani (4), en az bir dipol yapragina (1a) baglanabilen bir yapida olup bu amaçla en az bir baglanti tirnagini (sekillerde gösterilmemektedir) içermektedir. Böylelikle, özellikle antenin üretimi sirasinda yalitim elemaninin (4) kolay, pratik ve güvenilir bir biçimde dipol yapragina (1a) baglanmasi saglanmaktadir. In another preferred embodiment of the invention, the said insulation element (4) has at least one It has a structure that can be connected to the dipole leaf (1a) and for this purpose, at least one connection tab (not shown in the figures). Thus, especially during the production of the antenna the insulating element (4) to the dipole leaf (1a) easily, practically and reliably. binding is provided.

Mevcut bulusla gelistirilen antende, anten yapraklarinda (1a) yer alan akim yollari (2) sayesinde antenin ebatlarinin düsürülmesi saglanmaktadir. Ayrica, anten yapraklari (la) arasinda yer alan yalitim elemani (4), iletim elemanlarinin (5) birbirlerine degmesini engelleyerek mekanik destek saglamaktadir. Böylelikle mevcut bulusla gelistirilen antenin, saglanmaktadir. In the antenna developed by the present invention, the current paths (2) located in the antenna leaves (1a) Thanks to this, the dimensions of the antenna are reduced. Also, antenna leaves (la) The insulating element (4) between the transmission elements (5) touches each other. It provides mechanical support by preventing Thus, the antenna developed with the present invention, is provided.

Claims

REQUESTS

It is an antenna suitable for use in wireless communication systems and its feature is; at least one reflective surface (6); - at least two pairs of dipoles (1) positioned perpendicular to each other, each comprising at least two dipole leaves (1a) positioned opposite each other; - at least four fasteners (3) of hollow structure, each of which is connected on one side to at least one dipole leaf (1a), and suitable for attachment to said reflective surface (6) on the other side; - at least two transmission elements (5), each of which is connected to at least one dipole leaf (1a) by passing through at least one connecting element (3) for carrying an electrical signal; - at least one current path (2) in each dipole leaf (1a), increasing the electrical size of the dipole leaf (1a) it is in, and - at least one insulation providing electrical insulation, located between adjacent antenna leaves (1a) contains the element (4).

It is an antenna according to claim 1 and its feature is; said reflective surface (6) is in the form of a metal plate.

It is an antenna according to claim 1 and its feature is; said connection element (3) is in cylindrical form.

It is an antenna according to claim 1 and its feature is; said connection elements (3) are connected to each other by the side farthest from the dipole leaf (1a).

It is an antenna according to claim 1 and its feature is; the length of the said connector (3) is equal to the quarter wavelength of the wave at the maximum frequency at which the antenna will operate.

It is an antenna according to claim 1 and its feature is; it comprises at least one metal wall (7) located on said reflective surface (6).

7. It is an antenna according to the request, its feature is; said metal wall (7) is in a structure surrounding the reflective surface (6) to form a cavity.