WO2013154311A1 - 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나 - Google Patents

이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나 Download PDF

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WO2013154311A1
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variable
antenna
connecting rod
spherical
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PCT/KR2013/002917
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문영찬
소성환
김인호
최오석
양형석
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주식회사 케이엠더블유
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    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines

Definitions

  • the present invention relates to an antenna applied to a base station or a repeater in a mobile communication system, and more particularly, to a variable beam control antenna designed to enable vertical beam tilt control, horizontal steering control, and horizontal beam width control of an antenna.
  • a base station antenna in a mobile communication system has been popularized due to many advantages of a vertical beam tilt control antenna capable of vertical (and / or horizontal) beam tilting.
  • the beam tilt method can be largely classified into a mechanical beam tilt method and an electric beam tilt method.
  • the mechanical beam tilt method is a method based on a passive or power-operated bracket structure which is usually provided at a portion of the antenna coupled to the support pole. By the operation of the bracket structure, the installation inclination of the antenna is changed to enable vertical beam tilt of the antenna.
  • the electric beam tilt method is a method based on a multi-phase shifter, and is a method in which an electric vertical beam tilt is possible by varying a phase difference of a signal fed to each antenna radiating element arranged vertically.
  • Such vertical beam tilt technology is described in US Patent No. 6,864,837 filed by 'EMS Technologies, Inc.' (name: VERTICAL ELECTRICAL DOWNTILT ANTENNA, inventor: Donald L. Runyon et al. For example).
  • the antenna for the mobile communication system requires a structure capable of adjusting the vertical beam tilt, adjusting the horizontal steering, and controlling the horizontal beam width, and there is an increasing demand for forming a beam pattern that is more optimized for each sector.
  • a relatively complicated and expensive mechanical equipment must be additionally employed, which may lead to unstable antenna characteristics.
  • an object of the present invention is to provide more stability when installing the antenna, to reduce the possibility of failure caused by the external environment, to make the antenna characteristics more stable, and to have a simpler structure, vertical beam tilt adjustment and horizontal
  • the present invention provides a variable beam control antenna for a mobile communication system suitable for high performance, low cost, and network optimization by enabling steering adjustment and horizontal beam width control.
  • a variable beam control antenna for a mobile communication system, comprising: a radome formed on a front surface from which a signal is emitted; A plurality of radiators arranged vertically in at least one row; A frame part supporting the radome and the plurality of radiating parts; In order to vary the radial direction of the plurality of radiators, it characterized in that it comprises a variable direction module for rotating the upper and lower sides and left and right with respect to one reference point for each of the plurality of radiators.
  • the plurality of radiating portions each one radiating element; A reflector for supporting the corresponding radiating element on a rear surface of the one radiating element; A spherical structure connected to the reflector through a first connecting rod; And a support for supporting the spherical structure with the spherical joint structure.
  • the direction change module has a structure for rotating the first connecting rod up, down, left and right by using a separate appendage connected directly or indirectly.
  • the separate appendage is at least one second connecting rod formed on a second axis formed at an angle of 90 degrees in plane with the first axis of the spherical structure to which the first connecting rod and the reflecting plate are connected.
  • the at least one second connecting rod is fixedly connected to the central axis of rotation of the at least one pinion gear.
  • the directional variable module at least one rack gear portion extending up and down to be connected to at least one pinion gear installed on at least one second connecting rod of the spherical casting;
  • An upper and lower variable parts supporting the rack gear part and rotatably installed to the left and right with respect to the vertical axis of the spherical structure 26 while allowing the at least one rack gear part to move up and down; It includes a left and right variable side for rotating the vertical variable side to the left and right with respect to the vertical axis of the spherical structure.
  • the rack gear portion is commonly connected to the pinion gear formed on the second connecting rod of each spherical structure of the plurality of radiating portions.
  • variable beam control antenna for a mobile communication system is more stable at the time of installation, reduces the possibility of failure caused by the external environment, allows the antenna characteristics to be more stabilized, and has a simpler structure. With this, it is possible to enable vertical beam tilt adjustment, horizontal steering adjustment and horizontal beamwidth control.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing the structure of a variable beam control antenna for a mobile communication system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 2A to 2E are detailed structural diagrams of one radiator of FIG.
  • 3A to 3E are detailed structural diagrams of the direction variable module of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic exploded perspective view showing the structure of a variable beam control antenna for a mobile communication system according to another embodiment of the present invention.
  • an antenna according to an embodiment of the present invention includes a radome 10 formed on a front surface from which a signal is radiated; A plurality of radiators 20 arranged vertically; A frame part 30 supporting the radome 10 and the plurality of radiating parts 20; In order to vary the radiation direction of the plurality of radiators 20, the direction variable module for rotating each of the plurality of radiators 20 up and down and left and right with respect to one reference point by an external control signal (rack gear unit 40 to be described later) , Up and down variable parts 50, left and right variable parts 60).
  • rack gear unit 40 to be described later
  • the frame unit 30 may further include signal processing and control equipment 32 for a control operation related to attitude control of the antenna, as well as signal processing operations such as amplification and filtering of a transmission / reception signal of the corresponding antenna.
  • Heat dissipation fins 34 may be formed to dissipate heat generated from the equipment 32.
  • these devices 32 may be implemented as a separate device having a separate housing to be additionally installed outside the antenna.
  • Each of the radiating elements 22 may be composed of a dipole element having a copy and a balun structure of a conventional structure, and as described below, a portion in which a radiator in which a plurality of radiating pattern portions are formed, on which a resonance pattern is formed, is entirely convex forward. It is formed to have a spherical shape, it may be formed of a dipole element having a feed and balloon structure for supporting and feeding the radiator. Each reflecting plate 24 may be configured to have a concave portion form or a dish form with respect to the radiating element 22.
  • Conventional antenna structure has a structure in which a plurality of radiating elements are arranged in one flat plate reflecting plate is elongated, but in the present invention does not employ such a structure, each reflecting plate of the appropriate structure for each radiating element is individually It can be seen that it has a structure that is installed.
  • PIMD Passive InterModuation Distortion
  • the problem of PIMD due to the fastening of each radiating element may be improved. Since it is not affected by adjacent radiating elements, an optimized design for each radiating element may be possible.
  • each reflector 24 since each reflector 24 has a partial spherical shape, the reflector 24 may have a larger reflector area than the planar reflector within the same volume.
  • the radome 10 is formed such that the surface corresponding to the convex radiating element 22 of each radiating portion 20 has a partial spherical surface 12 which is convex forward as well, as shown more clearly in FIG. 4.
  • the partial spherical surface 12 of the radome 10 allows the radiating element 22 to always maintain the distance between the radome 12 and the radiating element 22 even when the radiating element 22 moves vertically and horizontally. Accordingly, the electrical characteristics of the individual tilts of the radiating elements 22 may be prevented from occurring.
  • the structure of the radome 10 of this structure can be slim in the overall structure according to the optimized design for the shape of the radiating element.
  • the radome structure according to the present invention has a significant advantage over the prior art. .
  • each of the plurality of radiating parts 20 includes a radiating element 22 and a reflecting plate 24, and a center and a first portion of the rear surface of the reflecting plate 24.
  • a spherical structure 26 having a first axis (eg, a Y axis, an axis corresponding to a front surface for convenience) is fixedly connected through the connecting rod 262.
  • At least one second connecting rod 264 is formed on a second axis (for example, an X axis, an axis corresponding to left and right sides for convenience) at an angle of 90 degrees with respect to the first axis in the spherical structure 26. It is fixedly connected to the central axis of rotation of one pinion gear (266).
  • the support 28 for supporting the reflector plate 24 of the radiator 20 in a rotatable state with respect to one reference point may have a structure in which the upper support 282 and the lower support 284 are fixedly coupled to each other. 282 and the lower support 284 has a structure surrounding the upper and lower portions of the spherical structure 26, respectively, so that the position of the spherical structure 26 is fixed, thereby supporting the radiating portion 20 do.
  • the support 28 is a groove or hole structure is formed so that the first connecting rod 262 of the spherical structure 26 is rotatable within a predetermined range up, down, left and right with respect to the spherical structure 26,
  • a groove or hole structure is formed such that the second connecting rod 264 of the spherical structure 26 is rotatable within a preset range from side to side based on the spherical structure 26.
  • the support 28 may be fixed to the inner surface of the frame portion 30 or the radome 10 by screwing or the like.
  • the spherical structure 26 is rotated according to the rotation of the pinion gear 266 connected to the second connecting rod 264, the first connecting rod 262 is the spherical structure 26 It is rotated up and down based on the, it can be seen that the radiator 20 is finally rotated up and down.
  • the second connecting rod 264 is rotated to the left and right with respect to the spherical structure 26
  • the first connecting rod 262 is rotated to the left and right with respect to the spherical structure 26, and finally the radiating part 20 rotates up and down.
  • connection structure of the spherical structure 26 and the support 28 and the structure in which the radiator 20 rotates through the spherical structure 26 may be similar to the fixing and rotating structure using the ball and socket joint.
  • first and second connecting rods 262 connecting the radiating unit 20 to the spherical structure 26 are directly and indirectly connected to each other by using a separate attachment (for example, the second connecting rod 264 or the like). And by having a structure to rotate left and right, for example, the direction change module, to rotate the radiator 20 up and down and left and right.
  • FIG. 3A to 3E are detailed structural diagrams of the direction variable module of FIG. 1, FIG. 3A is an overall perspective view of one direction of the direction variable module, FIG. 3B is an overall perspective view of the other side direction of the direction variable module, and FIG. 3C is a direction variable module.
  • 3D is a perspective view of a main part of the upper and lower variable parts, and FIG. 3D is a perspective view of a main part of the left and right variable parts of the variable direction module, and a related part showing a left and right variable state of FIG. 3D of FIG. 3E.
  • the variable direction module according to an embodiment of the present invention is connected to at least one pinion gear 266 installed on at least one second connecting rod 264 of the spherical casting 26.
  • At least one rack gear portion 40 extended up and down to be;
  • the rack gear part 40 supports the rack gear part 40 while allowing the at least one rack gear part 40 to move up and down, and is moved to the left and right with respect to a vertical axis (eg, Z axis) of the spherical structure 26.
  • An upper and lower variable parts 50 rotatably installed;
  • the vertical variable part 50 is configured to include a left and right variable part 60 for rotating the left and right with respect to the vertical axis (Z axis) of the spherical structure 26.
  • the upper and lower variable parts 50 include at least one first rotating gear 54 that is rotated by the first motor 52, and the at least one first rotating gear 54 is disposed at the rack gear part 40. It is configured to be connected to the rack gear structure formed on the surface or other surface connected to the pinion gear 266 of the second connecting rod 264. Accordingly, the first rotation gear 54 is rotated at this time by the rotation of the first motor 52, and the rack gear part 40 connected thereto moves up and down, and eventually, the second connecting rod 264 The pinion gear 266 is rotated.
  • the first motor 52 and the at least one first rotary gear 54 may be fixed to the guide / fixed structure 56, and the guide / fixed structure 56 may be configured to move the rack gear part 40. It has a structure for supporting the movable to be inserted into the groove structure up and down, and a structure for rotatably to the left and right with respect to the vertical axis (Z axis) of the spherical structure (26).
  • the guide / fixing structure 56 is mounted on the auxiliary support 58 which is fixed to the support 28 shown in FIGS. 2A to 2E and is installed to extend along the vertical axis (Z axis) of the spherical structure 26.
  • One side may have a structure that is fixed while being fitted. In this case, of course, the guide / fixed structure 56 itself is installed so as not to move up and down.
  • a rotary gear structure 562 having a center of rotation around the vertical axis (Z axis) of the spherical structure 26 may be partially formed at one side.
  • the rotary gear structure 562 is rotated in conjunction with the left and right variable parts 60, so that the upper and lower variable parts 50 are rotated in the left and right directions as a whole, the rack gear portion 40 connected to the spherical structure
  • the reference axis Z of FIG. 26 is rotated, and the second connecting rod 264 of the spherical structure 26 is rotated left and right, so that the radiator 20 is rotated left and right.
  • the left and right variable parts 60 include a second rotary gear 64 that is rotated by the second motor 62, and the second rotary gear 64 has a rotary gear structure of the guide / fixed structure 56. 562).
  • the second motor 62 of the left and right variable parts 60 may be completely fixed through a separate structure.
  • the second motor 62 may be fixedly connected to the lower end of the auxiliary support 58. Because of this structure, the second rotary gear 64 is rotated at this time by the rotation of the second motor 62, the rotary gear structure 562 of the guide / fixed structure 56 connected thereto is rotated. .
  • the rack gear part 40 may be commonly connected to the pinion gear 266 formed on the second connecting rod 264 of each spherical structure 26 of the plurality of radiating parts 20. Accordingly, by having only one upper and lower variable part 50 and the left and right variable part 60, the vertical and horizontal directions of the plurality of radiating parts 20 can be changed as a whole.
  • the rack gear part 40 and the upper and lower variable parts 50 and the left and right variable parts 60 are not configured to be commonly connected to the rack gear part 40 and the plurality of radiating parts 20.
  • each of the radiating parts 20 may have a structure of varying the up, down, left and right directions differently. In this case, although the number of parts provided increases, there is room for employing such a structure for forming a more optimized and precise beam pattern.
  • the upper and lower variable parts 50 may be configured to directly rotate the pinion gear 266 installed on the second connecting rod of the spherical structure 26 without having to provide the rack gear part 40. .
  • the antenna structure according to the embodiment of the present invention in the conventional vertical and horizontal beam variable antenna, there can be up and down of the flat reflector consisting of a single rotation axis for rotating the antenna as a whole, in this case There is a structural instability.
  • the rotating shaft for each radiating element is supported, and the driving unit can be disposed in the middle of the antenna, so that an unstable part during rotation can be considerably improved.
  • the antenna according to another embodiment of the present invention includes a radome 10 ′ formed on a front surface from which a signal is emitted; A plurality of radiators 20 and 20 'arranged vertically in two rows; A frame part 30 'supporting a plurality of radiating parts 20, 20' arranged in two rows perpendicular to the radome 10 '; It is provided with a variable direction module for varying the radial direction of the plurality of radiating portion (20, 20 ') arranged in two rows vertically.
  • the structure shown in FIG. 5 is a structure in which the radiating unit 20 and the related structure are arranged in two rows (double) in the structure according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4.
  • the detailed structure of each component may be similar to that of the first embodiment.
  • variable beam control antenna for a mobile communication system can be configured, while in the above description has been described a specific embodiment of the present invention, in addition to the various structures of the present invention There may be variations or changes.
  • the radiating portions are arranged in two or three rows or more, in which case the radiating portions of at least one row are It can also be configured by employing the structure according to the present invention.
  • a multi-phase shifter may be additionally installed to implement the electric vertical beam tilt.
  • the multi-phase shifter may be mounted on the rack gear unit 40. Accordingly, since the multi-phase shifter can be moved and rotated together with the rack gear part, the connection cable between the multi-phase shifter and each of the radiating elements can be prevented from being twisted, and the stress applied to the connection cable can be reduced.

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나에 있어서, 신호가 방사되는 전면에 형성되는 레이돔과; 수직으로 적어도 1열 이상 배열되는 다수의 방사부와; 레이돔과 다수의 방사부를 지지하는 프레임부와; 다수의 방사부의 방사 방향을 가변하기 위해, 다수의 방사부별로 각각 하나의 기준점에 대해 상하 및 좌우로 회전시키는 방향가변모듈을 구비한다.

Description

이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나
본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국이나 중계기에 적용되는 안테나에 관한 것으로, 특히 안테나의 수직 빔 틸트 조절과, 수평 스티어링 조절 및 수평 빔폭의 제어 등이 가능하도록 설계된 가변 빔 제어 안테나에 관한 것이다.
최근 이동통신 시스템에서 기지국 안테나는 수직 (및/또는 수평) 빔틸팅(beam tilting)이 가능한 수직 빔틸트 제어 안테나가 많은 장점으로 인하여 보급되고 있다.
수직 빔틸트 제어 안테나에서 빔틸트 방식은 크게 기구적인 빔틸트 방식과 전기적인 빔틸트 방식으로 구분할 수 있다. 기구적 빔틸트 방식은 통상 안테나에서 지지폴과 결합하는 부위에 구비되는 수동 또는 동력작동 브라켓 구조에 기반한 방식이다. 이러한 브라켓 구조의 작동에 의해 안테나의 설치 기울기가 가변되어 안테나의 수직 빔틸트가 가능하게 된다. 전기적 빔틸트 방식은 다중 위상 천이기(phase shifter)에 기반한 방식으로서, 수직으로 배열된 각 안테나 방사 소자에 급전되는 신호의 위상차를 가변시켜 전기적 수직 빔틸트가 가능하도록 하는 방식이다. 이러한 수직 빔틸트에 관한 기술로는 'EMS Technologies, INc.'에서 출원한 미국 특허 번호 제6,864,837호(명칭: VERTICAL ELECTRICAL DOWNTILT ANTENNA, 발명자: Donald L. Runyon 외 2명, 특허일: 2005년 3월 8일)에 개시된 바를 예로 들 수 있다.
또한, 최근에는 수평 방향으로 안테나 빔을 제어하여 섹터 지향 방향을 셀 사이트의 가입자 분포에 맞춰 조정하는 기술까지 개발되었다. 안테나 빔을 수평 방향으로 제어하기 위해서는 두 가지 방식이 가능한데, 2열 이상의 안테나를 사용하여 각 열에 공급되는 신호의 전기적 위상 제어를 통한 전기적인 수평 빔 제어 방식과, 1열의 안테나를 사용하되 이를 기계적으로 수평이동시켜(Steering) 제어하는 방식이 있다.
또한, 수평 지향방향을 조정할 경우에는 음영 지역 발생 억제 및 오버랩 존의 최소화를 가능케 하기 위하여 수평 빔폭 가변이 필수적으로 요구된다고 할 수 있다. 수평 빔폭을 가변하기 위한 기술로서, 수평 방향으로 2열 이상의 안테나를 구현한 후, 각 열의 반사판의 수평 지향 방향을 기계적으로 엇갈리게 제어하여 빔폭을 제어하는 방식이 있을 수 있다. 이러한 기술의 예로는 본 출원인에 의해 국내 특허 출원된 제2003-95761호(명칭: 이동통신 기지국 안테나 빔 제어장치)를 들 수 있다.
이와 같이, 이동통신 시스템용 안테나에서는 수직 빔 틸트 조절과, 수평 스티어링 조절 및 수평 빔폭의 제어가 가능한 구조가 요구되고 있으며, 섹터별로 더욱더 최적화된 빔 패턴을 형성하기 위한 요구가 증가하고 있는데, 이러한 구조를 적용할 경우에 비교적 복잡하고 고비용의 기구적 장비가 추가로 채용되어야 하며, 이에 따른 안테나 특성이 불안정해질 여지도 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 안테나 설치시에 보다 안정성이 뛰어나며, 외부 환경에 의한 장애 발생 가능성을 줄이며, 안테나 특성이 보다 안정화 될 수 있도록 하며, 보다 단순한 구조를 가지면서, 수직 빔 틸트 조절과, 수평 스티어링 조절 및 수평 빔폭의 제어가 가능하도록 할 수 있도록 함으로써, 고기능, 저비용 및 망 최적화에 적합한 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나에 있어서, 신호가 방사되는 전면에 형성되는 레이돔과; 수직으로 적어도 1열 이상 배열되는 다수의 방사부와; 상기 레이돔과 상기 다수의 방사부를 지지하는 프레임부와; 상기 다수의 방사부의 방사 방향을 가변하기 위해, 상기 다수의 방사부별로 각각 하나의 기준점에 대해 상하 및 좌우로 회전시키는 방향가변모듈을 포함함을 특징을 한다.
바람직하게는, 상기 다수의 방사부는 각각 하나의 방사소자와; 상기 하나의 방사소자의 배면에서 해당 방사소자를 지지하는 하나의 반사판과; 상기 반사판과 제1연결막대를 통해 연결되는 구형 구조물과; 상기 구형 구조물을 구형 관절 구조로 지지하는 지지대를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방향가변모듈은 상기 제1연결막대를, 직, 간접적으로 연결되는 별도의 부속지를 이용하여 상하 및 좌우로 회전시키는 구조를 가진다.
바람직하게는, 상기 별도의 부속지는, 상기 제1연결막대와 상기 반사판이 연결되는 구형 구조물의 제1축과 평면상 90도 각도를 이루는 제2축에는 형성되는 적어도 하나의 제2연결막대이며, 상기 적어도 하나의 제2연결막대는 적어도 하나의 피니언 기어의 회전중심축에 고정되게 연결된다.
바람직하게는, 상기 방향가변모듈은, 상기 구형 주조물의 적어도 하나의 제2연결막대에 설치된 적어도 하나의 피니언 기어와 연결되기 위해 상하로 길게 신장된 적어도 하나의 랙기어부와; 상기 적어도 하나의 랙기어부가 상하로 이동가능하게 하면서, 상기 랙기어부를 지지하며, 상기 구형 구조물(26)의 수직축을 기준으로 좌우로 회전가능하게 설치되는 상하가변부와; 상기 상하가변부를 상기 구형 구조물의 수직축을 기준으로 좌우로 회전시키는 좌우가변부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 랙기어부는 상기 다수의 방사부의 각각의 구형 구조물의 제2연결막대에 형성된 피니언 기어와 공통적으로 연결된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나는 설치시에 보다 안정성이 뛰어나며, 외부 환경에 의한 장애 발생 가능성을 줄이며, 안테나 특성이 보다 안정화 될 수 있도록 하며, 보다 단순한 구조를 가지면서, 수직 빔 틸트 조절과, 수평 스티어링 조절 및 수평 빔폭의 제어가 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나의 구조를 나타낸 개략적인 분해 사시도
도 2a 내지 도 2e는 도 1 중 일 방사부의 상세 구조도
도 3a 내지 도 3e는 도 1 중 방향가변모듈의 상세 구조도
도 4는 레이돔과 방사부의 배치 구조도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나의 구조를 나타낸 개략적인 분해 사시도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 도면들에서는 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나의 구조를 나타낸 개략적인 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나는 신호가 방사되는 전면에 형성되는 레이돔(10)과; 수직으로 배열되는 다수의 방사부(20)와; 레이돔(10)과 다수의 방사부(20)를 지지하는 프레임부(30)와; 다수의 방사부(20)의 방사 방향을 가변하기 위해, 외부 제어신호에 의해 다수의 방사부(20)별로 각각 하나의 기준점에 대해 상하 및 좌우로 회전시키는 방향가변모듈(후술하는 랙기어부 40, 상하가변부 50, 좌우가변부 60을 포함함)을 포함하여 구성된다.
프레임부(30)에는 해당 안테나의 송수신 신호 증폭 및 필터링과 같은 신호 처리 동작을 비롯하여 안테나의 자세 제어 등과 관련한 제어 동작을 위한 신호처리 및 제어 장비(32)가 추가로 구비될 수 있으며, 외부면에는 해당 장비(32)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 방열핀(34)이 형성될 수 있다. 그러나 이러한 장비(32)들은 별도의 하우징을 가진 별도의 장치로 구현되어 안테나의 외부에 추가로 설치되는 구조를 가질 수도 있다.
다수의 방사부(20)는 각각 방사소자(22)와; 각각의 방사소자(22)의 배면에서 해당 방사소자(22)를 지지하는 반사판(24)과; 각각의 방사부(20)의 반사판(24)을 하나의 기준점에 대해 회전이 가능한 상태에서 해당 기준점을 중심으로 위치가 고정되게 지지하는 지지대(28)를 구비한다.
각각의 방사소자(22)는 통상적인 구조의 복사체 및 발룬 구조를 가지는 다이폴 소자로 구성될 수도 있는데, 후술하는 바와 같이, 공진 패턴이 형성되는 다수의 방사 패턴부가 형성되는 복사체가 전체적으로 전방으로 볼록한 부분 구면 형태를 이루도록 형성되며, 해당 복사체를 지지하며 급전하기 위한 급전 및 발룬 구조를 가지는 다이폴 소자로 형성될 수 있다. 각각의 반사판(24)은 방사소자(22)에 대해 오목한 부분 형태나 접시 형태를 가지도록 구성될 수 있다.
종래의 안테나 구조는 길게 신장되는 하나의 평판형 반사판에 다수의 방사소자들이 배치되는 구조를 통상적으로 가지고 있으나, 본 발명에서는 이러한 구조를 채용하지 않고 각각의 방사소자별로 각각 적절한 구조의 반사판이 개별적으로 설치되는 구조를 가짐을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 종래의 하나의 평판형 반사판에 다수의 방사소자들이 배치되는 구조가 아니므로, 각 방사소자의 체결에 의한 PIMD(Passive InterModuation Distortion) 문제가 개선될 수 있으며, 각각의 방사소자들이 인접한 방사소자에 영향을 받지 않게 되므로, 각각의 방사소자별로 최적화된 설계가 가능할 수 있다. 또한, 본 발명에서 각각의 반사판(24)이 부분 구면 형태를 가지게 되므로, 동일 부피내에서 평면 형태의 반사판에 비해 반사판 면적을 더 크게 가져 갈수 있다.
레이돔(10)은 각각의 방사부(20)의 볼록한 형태의 방사소자(22)에 대응되는 면이 마찬가지로 전방으로 볼록한 부분 구면(12)을 가지도록 형성되는데, 도 4에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 레이돔(10)의 부분 구면(12)은 방사소자(22)가 상하, 좌우 회전이동을 하여도 항상 레이돔(12)과 방사소자(22)와의 거리는 일정하게 유지 할 수 있도록 한다. 이에 따라 각각의 방사소자(22) 개별 틸트에 대한 전기적 특성이 변화가 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한, 이러한 구조의 레이돔(10)의 구조는 방사소자의 형상에 맞는 최적화된 설계에 따라 전체 구조가 슬림해질 수 있다. 또한 항력 계수 면에서도 구면 형태이므로 유리하며, 바람에 의한 영향도 기존의 레이돔 구조와 대비하여 줄어들어서 설치되는 타워에 부담을 감소시킬 수 있게 된다. 특히, 안테나에 신호처리 및 제어 장비(32) 등이 추가될 경우에, 무게와 더불어 바람에 의한 항력을 줄어주는 것이 상당히 중요한데, 이점에서 본 발명에 따른 레이돔 구조는 종래에 비해 상당한 장점을 가지게 된다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1 중 일 방사부의 상세 구조도로서, 도 2a는 방사부의 분해 사시도, 도 2b는 도 2a의 일부 결합 사시도, 도 2c는 방사부의 배면도, 도 2d는 방사부의 평면도, 도 2e는 방사부의 상면도를 나타낸다. 도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 방사부(20) 각각은 방사소자(22) 및 반사판(24)과 더불어, 반사판(24) 후면의의 중심부와 제1연결막대(262)를 통해 제1축(예를 들어, Y축, 편의상 전면에 해당하는 축)이 고정되게 연결되는 구형 구조물(26)을 구비한다. 구형 구조물(26)에서 상기 제1축과 평면상 90도 각도를 이루는 제2축(예를 들어, X축, 편의상 좌우면에 해당하는 축)에는 적어도 하나의 제2연결막대(264)가 적어도 하나의 피니언 기어(266)의 회전중심축에 고정되게 연결된다.
방사부(20)의 반사판(24)을 하나의 기준점 대해 회전 가능한 상태로 지지하는 지지대(28)는 상부지지대(282)와 하부지지대(284)가 고정되게 결합되는 구조를 가질 수 있는데, 상부지지대(282)와 하부지지대(284)는 각각 상기 구형 구조물(26)의 상부 및 하부를 감싸는 구조를 가지면서 상기 구형 구조물(26)의 위치가 고정되게 함으로써, 결과적으로 방사부(20)를 지지하게 된다.
이때 지지대(28)는 구형 구조물(26)의 제1연결막대(262)가 상기 구형 구조물 (26)을 기준으로 상하 및 좌우로 미리 설정된 범위 내에서 회전 가능하도록 홈 또는 홀 구조가 형성되며, 상기 구형 구조물(26)의 제2연결막대(264)가 상기 구형 구조물(26)을 기준으로 좌우로 미리 설정된 범위 내에서 회전 가능하도록 홈 또는 홀 구조가 형성된다. 이러한 지지대(28)는 프레임부(30)나 레이돔(10)의 내면에 나사 결합 등에 의해 고정되게 설치될 수 있다.
상기한 구조를 살펴보면, 제2연결막대(264)에 연결된 피니언 기어(266)의 회전시에 구형 구조물(26)이 이에 따라 회전하게 되고, 결국 제1연결막대(262)가 구형 구조물(26)을 기준으로 상하로 회전하게 되어, 최종적으로 방사부(20)가 상하로 회전하게 됨을 알 수 있다. 또한 제2연결막대(264)를 구형 구조물(26)을 기준으로 좌우로 회전시키게 되면, 결국 제1연결막대(262)가 구형 구조물(26)을 기준으로 좌우로 회전하게 되어, 최종적으로 방사부(20)가 상하로 회전하게 된다.
이러한 구형 구조물(26) 및 지지대(28)의 연결 구조 및 구형 구조물(26)을 통해 방사부(20)가 회전하는 구조는 구형 관절 구조(ball and socket joint)를 이용한 고정 및 회전 구조와 유사할 수 있다. 즉, 상기 구형 구조물(26)은 구형 관절 구조의 볼(ball)에 해당하며, 상기 지지대(28)는 구형 관절 구조의 소켓에 해당한다.
이때, 방사부(20)를 구형 구조물(26)과 연결하는 제1연결막대(262)를 직, 간접적으로 연결되는 별도의 부속지(예를 들어, 상기 제2연결막대 264 등)를 이용하여 상하 및 좌우로 회전시키는 구조, 예를 들어, 방향가변모듈을 구비함으로써, 방사부(20)를 상하 및 좌우로 회전시키게 된다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1 중 방향가변모듈의 상세 구조도로서, 도 3a는 방향가변모듈의 일측 방향의 전체 사시도, 도 3b는 방향가변모듈의 다른측 방향의 전체 사시도, 도 3c는 방향가변모듈 중 상하가변부의 주요부 사시도, 도 3d는 방향가변모듈 중 좌우가변부의 주요부 사시도, 도 3e의 도 3d의 좌우 가변 상태를 나타낸 관련부의 평면도를 나타낸다. 도 3a 내지 도 3e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 방향가변모듈은 상기 구형 주조물(26)의 적어도 하나의 제2연결막대(264)에 설치된 적어도 하나의 피니언 기어(266)와 연결되기 위해 상하로 길게 신장된 적어도 하나의 랙기어부(40)와; 상기 적어도 하나의 랙기어부(40)가 상하로 이동가능하게 하면서, 상기 랙기어부(40)를 지지하며, 상기 구형 구조물(26)의 수직축(예를 들어, Z축)을 기준으로 좌우로 회전가능하게 설치되는 상하가변부(50)와; 상기 상하가변부(50)를 상기 구형 구조물(26)의 수직축(Z축)을 기준으로 좌우로 회전시키는 좌우가변부(60)를 포함하여 구성한다.
상하가변부(50)는 제1모터(52)에 의해 회전되는 적어도 하나의 제1회전기어(54)를 구비하며, 적어도 하나의 제1회전기어(54)는 상기 랙기어부(40)에서 상기 제2연결막대(264)의 피니언 기어(266)와 연결되는 면 또는 다른 면에 형성되는 랙기어 구조와 연결되도록 구성된다. 이에 따라, 제1모터(52)의 회전에 의해 이때 제1회전기어(54)가 회전하며, 이와 연결되는 랙기어부(40)가 상하로 이동하게 되고, 결국 제2연결막대(264)의 피니언 기어(266)를 회전시키게 된다.
상기 제1모터(52) 및 적어도 하나의 제1회전기어(54)는 가이드/고정 구조물(56)에 고정되게 설치될 수 있는데, 가이드/고정 구조물(56)은 상기 랙기어부(40)를 상하로 홈 구조에 끼워 이동가능하게 지지하기 위한 구조와, 상기 구형 구조물(26)의 수직축(Z축)을 기준으로 좌우로 회전가능하게 설치되기 위한 구조를 가진다. 예를 들어, 가이드/고정 구조물(56)은 도 2a 내지 도 2e에 도시된 지지대(28)에 고정되면서 구형 구조물(26)의 수직축(Z축)으로 길게 연장되게 설치되는 보조 지지대(58)에 일측이 끼워지면서 고정되는 구조를 가질 수 있다. 물론 이 경우에 가이드/고정 구조물(56) 자체는 상하로 이동되지 않도록 설치된다.
이때, 상기 가이드/고정 구조물(56)에서는 일 측에서 상기 구형 구조물(26)의 수직축(Z축)을 회전 중심으로 하는 회전기어구조(562)가 일부분 형성될 수 있다. 상기 회전기어구조(562)는 좌우가변부(60)와 연동하여 회전하게 되는데, 이에 따라 상하가변부(50)가 전체적으로 좌우 방향으로 회전하게 되고, 이에 연결된 랙기어부(40)가 상기 구형 구조물(26)의 수직축(Z)을 기준으로 회전하게 되며, 구형 구조물(26)의 제2연결막대(264)가 좌우로 회전하게 되어, 결국 방사부(20)가 좌우로 회전하게 된다.
좌우가변부(60)는 제2모터(62)에 의해 회전되는 제2회전기어(64)를 구비하며, 상기 제2회전기어(64)는 상기 가이드/고정 구조물(56)의 회전기어구조(562)와 맞물리도록 구성된다. 이때 좌우가변부(60)의 제2모터(62)는 별도의 구조물을 통해 완전히 고정되게 설치될 수 있는데, 예를 들어, 상기 보조 지지대(58)의 하단과 고정되게 연결될 수 있다. 이러한 구조를 가지므로, 제2모터(62)의 회전에 의해 이때 제2회전기어(64)가 회전하며, 이와 연결되는 상기 가이드/고정 구조물(56)의 회전기어구조(562)가 회전하게 된다.
상기에서 랙기어부(40)는 다수의 방사부(20)의 각각의 구형 구조물(26)의 제2연결막대(264)에 형성된 피니언 기어(266)와 공통적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 하나의 상하가변부(50) 및 좌우가변부(60)만을 구비함으로써, 다수의 방사부(20)의 상하 및 좌우 방향을 전체적으로 가변할 수 있다.
이외에도, 상기 랙기어부(40)와 상기 다수의 방사부(20)에 공통적으로 연결되도록 구성하지 않고, 랙기어부(40)와 상하가변부(50) 및 좌우가변부(60)가 다수의 방사부(20)별로 각각 분리되어 다수개 구비할 경우에는 각각의 방사부(20)별로 각각 다르게 상하 및 좌우 방향을 가변하는 구조를 가질 수도 있다. 이 경우에는 비록 구비되는 부품 수가 증가하게 되나, 보다 최적화되고 정밀한 빔 패턴의 형성을 위해서는 이러한 구조를 채용할 여지가 있다. 또한 이 경우에는 랙기어부(40)를 구비할 필요없이, 상하가변부(50)가 구형 구조물(26)의 제2연결막대에 설치된 피니언 기어(266)를 직접적으로 회전시키도록 구성할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조를 살펴볼 경우에, 종래의 수직 및 수평 빔 가변 안테나에서는 안테나를 회전시키기 위한 회전축이 전체적으로 하나로 구성된 평판형 반사판의 위아래 있을 수 있는데, 이 경우에는 회전시 구조적으로 불안정한 면이 있다. 이에 비해, 본 발명에서는 각 방사소자별 회전축이 지지되며, 안테나 중간에 구동부를 배치할 수 있어 회전시 불안정한 부분이 상당히 개선 될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 구형 관절 형태의 회전축을 구현함으로써, 상하 좌우 운동을 하나의 중심점(구형 구조물의 중심)을 기준으로 구현할 수 있어 기구적인 구동부의 크기를 최소화 할 수 있으며, 이로 인해 전체 안테나의 볼륨을 줄이고 무게를 줄일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나의 구조를 나타낸 개략적인 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나는 신호가 방사되는 전면에 형성되는 레이돔(10')과; 수직으로 2열씩 배열되는 다수의 방사부(20, 20')와; 레이돔(10')과 수직으로 2열씩 배열되는 다수의 방사부(20, 20')를 지지하는 프레임부(30')와; 수직으로 2열씩 배열되는 다수의 방사부(20, 20')의 방사 방향을 가변하는 방향가변모듈을 구비한다. 도 5에 도시된 구조는 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 제1실시예에 따른 구조에서 방사부(20) 및 이와 관련한 구조를 2열씩(이중으로) 배열한 구조임을 알 수 있다. 각 구성부의 상세 구조는 상기 제1실시예에 따른 구조와 유사할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나가 구성될 수 있으며, 한편 상기의 설명에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하였으나, 이외에도 본 발명의 구조에 대한 다양한 변형이나 변경이 있을 수 있다.
예를 들어, 상기 도 5에 도시된 바와 유사하게, 본 발명의 다른 실시예에서는 2열 또는 3열 이상으로 방사부들이 배열되는 것도 구성될 수 있으며, 이 경우 경우에 적어도 하나의 열의 방사부들이 본 발명에 따른 구조를 채용하는 것으로 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 전기적 수직 빔틸트를 구현하기 위하여 추가적으로 다중 위상 천이기(phase shifter)를 설치할 수 있는데, 이 경우에 다중 위상 천이기를 랙기어부(40)에 장착할 수 있다. 이에 따라 다중 위상 천이기가 랙기어부와 더불어 이동 및 회전이 될 수 있으므로, 다중 위상 천이기와 각각의 방사소자간의 연결 케이블이 꼬임을 방지하고, 연결 케이블에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 설명에서 랙기어부(40) 2개가 구비될 경우에 2개의 랙기어부(40)를 안정되게 지지하기 위해, 2개의 랙기어부(40)간에 적정 위치에서 서로 고정하기 위한 별도의 고정 구조물과, 랙기어부(40)의 상하 및 회전 이동을 가이드하면서 추가적인 가이드 구조물이 더 구비될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 이동통신 시스템용 가변 빔 제어 안테나에 있어서,
    신호가 방사되는 전면에 형성되는 레이돔과;
    수직으로 적어도 1열 이상 배열되는 다수의 방사부와;
    상기 레이돔과 상기 다수의 방사부를 지지하는 프레임부와;
    상기 다수의 방사부의 방사 방향을 가변하기 위해, 상기 다수의 방사부별로 각각 하나의 기준점에 대해 상하 및 좌우로 회전시키는 방향가변모듈을 포함함을 특징을 하는 가변 빔 제어 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 방사부는 각각,
    하나의 방사소자와;
    상기 하나의 방사소자의 배면에서 해당 방사소자를 지지하는 하나의 반사판과;
    상기 반사판과 제1연결막대를 통해 연결되는 구형 구조물과;
    상기 구형 구조물을 구형 관절 구조로 지지하는 지지대를 포함함을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방향가변모듈은 상기 제1연결막대를, 직, 간접적으로 연결되는 별도의 부속지를 이용하여 상하 및 좌우로 회전시키는 구조를 가짐을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  4. 제3항에 있어서, 상기 별도의 부속지는,
    상기 제1연결막대와 상기 반사판이 연결되는 구형 구조물의 제1축과 평면상 90도 각도를 이루는 제2축에는 형성되는 적어도 하나의 제2연결막대이며,
    상기 적어도 하나의 제2연결막대는 적어도 하나의 피니언 기어의 회전중심축에 고정되게 연결됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방향가변모듈은,
    상기 구형 주조물의 적어도 하나의 제2연결막대에 설치된 적어도 하나의 피니언 기어와 연결되기 위해 상하로 길게 신장된 적어도 하나의 랙기어부와;
    상기 적어도 하나의 랙기어부가 상하로 이동가능하게 하면서, 상기 랙기어부를 지지하며, 상기 구형 구조물(26)의 수직축을 기준으로 좌우로 회전가능하게 설치되는 상하가변부와;
    상기 상하가변부를 상기 구형 구조물의 수직축을 기준으로 좌우로 회전시키는 좌우가변부를 포함함을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  6. 제5항에 있어서, 상기 랙기어부는 상기 다수의 방사부의 각각의 구형 구조물의 제2연결막대에 형성된 피니언 기어와 공통적으로 연결됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레임부에는 해당 안테나의 송수신 신호 증폭 및 필터링을 위한 신호 처리 동작과 안테나의 자세 제어를 위한 제어 동작을 위한 신호처리 및 제어 장비가 구비되며, 외부면에는 열을 방출하기 위한 방열핀이 형성됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 방사부의 각각의 방사소자는 복사체 및 발룬 구조를 가지는 다이폴 소자로 구성되며, 상기 복사체는 전체적으로 전방으로 볼록한 부분 구면 형태를 이루도록 형성되며,
    상기 다수의 방사부의 각각의 반사판은 상기 방사소자에 대해 오목한 부분을 가지는 부분 구면 형태 또는 접시 형태를 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  9. 제8항에 있어서, 상기 레이돔은 다수의 방사부의 각각 볼록한 형태의 방사소자에 대응되는 면이 마찬가지로 전방으로 볼록한 부분 구면을 가지도록 형성됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 전기적 수직 빔틸트를 위해, 다중 위상 천이기(phase shifter)가 상기 랙기어부에 장착됨을 특징으로 하는 가변 빔 제어 안테나.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013009224A1 (de) * 2013-05-31 2014-12-04 Kathrein-Werke Kg Modulare Verstelleinrichtung, insbesondere für HF-Geräte
GB2534555A (en) 2015-01-20 2016-08-03 Kathrein Werke Kg Method and system for the automated alignment of antennas
KR101769404B1 (ko) * 2016-01-22 2017-08-21 주식회사 케이엠더블유 이동통신 네트워크의 안테나 일체형 기지국 장치 및 안테나 고정 장비
CN106299694A (zh) * 2016-08-10 2017-01-04 北京佰才邦技术有限公司 阵列天线
KR101943468B1 (ko) 2016-12-09 2019-01-29 효성중공업 주식회사 마이크로그리드 시스템 및 고장 처리 방법
KR101899928B1 (ko) * 2017-01-26 2018-09-18 주식회사 케이엠더블유 안테나 조립체
DE102017001543A1 (de) 2017-02-16 2018-08-16 Kathrein-Werke Kg Antenne, insbesondere Mobilfunkantenne
US11056778B2 (en) 2017-04-26 2021-07-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Radio assembly with modularized radios and interconnects
US20210204346A1 (en) * 2017-05-03 2021-07-01 Idac Holdings, Inc. Beam recovery mechanism
KR102054777B1 (ko) * 2018-07-20 2020-01-22 에스케이텔레콤 주식회사 가변형 패시브 릴레이 장치, 이를 운용하는 제어 서버 및 이의 운용 방법
CN109980334B (zh) * 2019-03-12 2024-06-14 广州司南技术有限公司 一种宽频带双极化天线
CN110661102B (zh) * 2019-09-29 2021-05-07 华南理工大学 移相装置及基站天线
KR102238357B1 (ko) * 2019-12-05 2021-04-08 에스케이텔레콤 주식회사 가변형 패시브 릴레이 장치, 이를 운용하는 제어 서버 및 이의 운용 방법
CN114665270B (zh) * 2022-05-25 2022-09-02 佛山市粤海信通讯有限公司 一种多频多波束独立电调天线

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060431A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Furukawa Electric Co Ltd:The アンテナ装置
KR20030095761A (ko) 2002-06-14 2003-12-24 삼성전자주식회사 배향막 도포 방법 및 장치
US6864837B2 (en) 2003-07-18 2005-03-08 Ems Technologies, Inc. Vertical electrical downtilt antenna
KR20070049459A (ko) * 2005-11-08 2007-05-11 (주)에이스안테나 이동통신 기지국 안테나의 빔방향 가변장치
JP2007180819A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Paamu:Kk 無線ｉｃタグ用多面アンテナユニット
WO2009070623A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Powerwave Technologies, Inc. Single drive variable azimuth and beam tilt antenna for wireless network
US20100201590A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-12 Gregory Girard Remote electrical tilt antenna with motor and clutch assembly

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2595271A (en) * 1943-12-20 1952-05-06 Kline Morris Antenna lobe shifting device
US4110009A (en) * 1975-12-19 1978-08-29 Bunch Jesse C Heliostat apparatus
FR2473796A1 (fr) * 1980-01-11 1981-07-17 Thomson Csf Support d'antenne orientable et antenne equipee d'un tel support
US4862185A (en) * 1988-04-05 1989-08-29 The Boeing Company Variable wide angle conical scanning antenna
US4878062A (en) * 1988-07-28 1989-10-31 Dayton-Granger, Inc. Global position satellite antenna
US5818385A (en) * 1994-06-10 1998-10-06 Bartholomew; Darin E. Antenna system and method
JPH08321713A (ja) * 1995-05-25 1996-12-03 Nec Eng Ltd アンテナ指向装置
JP2806880B2 (ja) * 1996-06-12 1998-09-30 日本電気移動通信株式会社 背面組み合せセクターアンテナ装置
US6697641B1 (en) * 1997-03-03 2004-02-24 Celletra Ltd. Method and system for improving communication
WO1998049745A1 (fr) * 1997-04-30 1998-11-05 Alcatel Systeme d'antennes, notamment pour pointage de satellites defilants
IT1304083B1 (it) * 1998-12-22 2001-03-07 Italtel Spa Sistema e procedimento per il controllo delle antenne di una retedi telefonia radiomobile
AU3935701A (en) 2000-03-07 2001-09-17 Emmanuel Livadiotti Radio broadcasting device and relay tower therefor
US6943750B2 (en) * 2001-01-30 2005-09-13 Andrew Corporation Self-pointing antenna scanning
JP2003152419A (ja) * 2001-08-28 2003-05-23 Toshiba Corp アンテナ装置
JP2003133824A (ja) * 2001-10-29 2003-05-09 Tasada Kosakusho:Kk 衛星通信用アンテナ装置
CN2678153Y (zh) * 2003-12-17 2005-02-09 台扬科技股份有限公司 抛物面天线调整装置
US7015871B2 (en) * 2003-12-18 2006-03-21 Kathrein-Werke Kg Mobile radio antenna arrangement for a base station
KR100713202B1 (ko) 2003-12-23 2007-05-02 주식회사 케이엠더블유 이동통신 기지국 안테나 빔 제어장치
EP1667278A1 (en) * 2004-11-23 2006-06-07 Alcatel Base station panel antenna with dual-polarized radiating elements and shaped reflector
GB0425813D0 (en) * 2004-11-24 2004-12-29 Finglas Technologies Ltd Remote control of antenna line device
DE102005007711A1 (de) * 2005-02-18 2006-08-31 Zumtobel Staff Gmbh & Co. Kg Leuchte mit einem Strahler und verstellbare Haltevorrichtung für einen Strahler
EP1870790A1 (fr) * 2006-06-23 2007-12-26 The Swatch Group Research and Development Ltd. Dispositif de positionnement d'un objet dans toutes les directions
US8351987B2 (en) * 2006-09-27 2013-01-08 Dragonwave, Inc. Wireless network communication apparatus, methods, and integrated antenna structures
JP4341781B2 (ja) * 2007-03-19 2009-10-07 株式会社 仲池技研 アンテナ雲台
EP2151014B1 (en) * 2007-05-10 2015-07-29 ViaSat, Inc. Spherical motor positioning
US20080282828A1 (en) * 2007-05-19 2008-11-20 The Boeing Company Pointing a plurality of elements in the same direction
US8184064B2 (en) * 2009-09-16 2012-05-22 Ubiquiti Networks Antenna system and method
CN102696150B (zh) * 2009-12-02 2014-10-01 安德鲁有限责任公司 具有密封的无线电外壳的平板天线
KR101085890B1 (ko) 2009-12-21 2011-11-23 주식회사 케이엠더블유 형상 변경이 가능한 기지국 안테나

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060431A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Furukawa Electric Co Ltd:The アンテナ装置
KR20030095761A (ko) 2002-06-14 2003-12-24 삼성전자주식회사 배향막 도포 방법 및 장치
US6864837B2 (en) 2003-07-18 2005-03-08 Ems Technologies, Inc. Vertical electrical downtilt antenna
KR20070049459A (ko) * 2005-11-08 2007-05-11 (주)에이스안테나 이동통신 기지국 안테나의 빔방향 가변장치
JP2007180819A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Paamu:Kk 無線ｉｃタグ用多面アンテナユニット
WO2009070623A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Powerwave Technologies, Inc. Single drive variable azimuth and beam tilt antenna for wireless network
US20100201590A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-12 Gregory Girard Remote electrical tilt antenna with motor and clutch assembly

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