WO2015072727A1 - 기지국 안테나 장치 - Google Patents

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WO2015072727A1
WO2015072727A1 PCT/KR2014/010815 KR2014010815W WO2015072727A1 WO 2015072727 A1 WO2015072727 A1 WO 2015072727A1 KR 2014010815 W KR2014010815 W KR 2014010815W WO 2015072727 A1 WO2015072727 A1 WO 2015072727A1
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rrh
antenna
antenna module
connection
base station
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PCT/KR2014/010815
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김덕용
문영찬
유창우
박민식
김정민
양형석
김인호
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주식회사 케이엠더블유
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
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    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Definitions

  • a base station antenna device for example, to an antenna and a radio remote head (RRH) for receiving a signal from a base station.
  • RRH radio remote head
  • the term 'base station' in a mobile communication system refers to a system for relaying radio waves of a mobile terminal in a cell.
  • the base station is mainly installed on the roof of a building to relay radio waves of the mobile terminal. Therefore, there is a base station on a cell basis, and in addition to the interface function between the mobile terminal and the switching center, the base station controls incoming / outgoing signal transmission, call channel designation, call channel monitoring, and so on.
  • the antenna device employed in the base station has been popularized with many advantages of a control antenna capable of beam tilting vertically or horizontally.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a base station antenna apparatus according to a conventional embodiment.
  • the antenna module 10 is mounted on the upright support 11 by the fixing brackets 130 and 131, and a repeater (below) of the antenna module 10. 12 is mounted by the fixing brackets 132 and 133, and is configured to electrically connect the antenna module 10 and the repeater 12 using a plurality of cables 14.
  • the fixing brackets 130 and 131 are respectively disposed on the upper and lower ends of the antenna module 10 to be fixed to the support 11, and are disposed on the upper and lower ends of the repeater 12 to be fixed to the support 11.
  • Fixing bracket (130-133) is responsible for fixing using a fastener, for example, screws, bolts, nuts.
  • the conventional antenna device has a structure in which an antenna module is mounted on a support, and a repeater, for example, an RRH is mounted below, and then connected using a cable.
  • the arrangement of the antenna device requires a plurality of fixing brackets and cables in order to mount the antenna module and the repeater on the support, causing increased installation costs.
  • the conventional antenna device is equipped with an antenna module and a repeater, respectively along the support, the antenna device installation, maintenance, rental space is incurred a lot of costs, the installation cost is required when installing on the rooftop, rental cost It also causes a rise.
  • the conventional antenna device has a structure that electrically connects the antenna module and the repeater using a plurality of cables, there is a problem that RF transmission loss occurs.
  • Various embodiments of the present invention provide a base station antenna device that minimizes the use of components used to install an antenna module and a repeater on a support, minimizes the installation cost of the antenna device, and is also convenient for maintenance and repair.
  • various embodiments of the present disclosure provide a base station antenna device which minimizes the installation space of the antenna device mounted on the support and minimizes the rental space cost of the antenna device.
  • various embodiments of the present invention to provide a base station antenna device to minimize the RF feed loss of the antenna by eliminating the use of a cable connecting the antenna module and the repeater.
  • various embodiments of the present disclosure provide a slim base station antenna device.
  • various embodiments of the present disclosure provide a base station antenna device having a repeater having a structure that is advantageous for heat generation.
  • various embodiments of the present disclosure provide a base station antenna apparatus that can externally adjust a connection state between an antenna module and an RRH.
  • various embodiments of the present disclosure provide a base station antenna apparatus capable of maintaining a stable connection state between an antenna module and an RRH for a long time.
  • various embodiments according to the present invention provides a base station antenna device that can control the connection state of the antenna module and the RRH from the outside, while preventing the intrusion of water, moisture or foreign matter.
  • various embodiments of the present invention includes an antenna module; And at least one RRH disposed to face the outer surface of the antenna module and directly connected to and coupled to the antenna module, and disposed along the longitudinal direction of the antenna module, wherein a plurality of cooling air are disposed between the outer surface of the antenna module and the RRH. Gap is provided.
  • a base station antenna device comprising: an antenna module; At least one RRH disposed to face the outer surface of the antenna module and disposed along a length direction of the antenna module; And a connection part provided in each of the antenna module and the RRH, the connection part being hidden therein by a connection housing, wherein the connection part comprises at least one antenna connection part mounted to the antenna module; At least one RRH connection portion coupled to the RRH and connected to the antenna connection portions, respectively;
  • the connection housing integrally provided in the antenna module; At least one opening formed in the connection housing to enable external operation; And at least one rotation manipulation unit disposed in the connection housing and operable through the opening to fix the connection state of the connection unit.
  • the base station antenna device minimizes the use of fixed components used to install the antenna module and the repeater on the support, while minimizing the installation cost of the antenna device, and also for maintenance / repair It is convenient, eliminating the use of cables connecting the antenna module and repeater, minimizing the installation cost, minimizing the RF transmission loss of the antenna, not only contributes to improving the antenna performance characteristics, but also contributes to energy efficiency.
  • the antenna device by placing the RRH facing the bottom of the antenna module mounted on the support, by minimizing the installation space of the antenna device, the economical advantage of minimizing the rental space cost of the antenna device Provided.
  • the antenna device adopts a slim and RRH, and thus, it is possible to disperse and arrange heat-intensive internal components and provide a structure that is advantageous for heat generation.
  • the base station antenna device is capable of adjusting the robust connection state between the connection parts by a simple rotation operation from the outside, thereby maintaining a secure connection state of the connection part, in particular, While adjustable, it prevents ingress of water, moisture or foreign objects.
  • the connection structure of the present invention enables ground coupling between the connection terminals.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an antenna device mounted on a support according to a conventional embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention, which is a view showing a state in which the RRH is coupled to the antenna module.
  • FIG 3 and 4 are perspective views illustrating the antenna device according to the first embodiment of the present invention, respectively, in which the antenna module and the RRH are separated.
  • FIG 5 is a side view illustrating the antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an antenna device mounted on a support according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B are perspective views illustrating front and rear surfaces of the RRH employed in the antenna device according to the first embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG 8 is an exploded perspective view illustrating important internal components of the RRH employed in the antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side view illustrating a state in which the antenna device according to the second embodiment of the present invention is mounted on a support.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which an antenna device according to a second embodiment of the present invention is mounted on a support.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating an antenna device according to a third embodiment of the present invention, in which the RRH is coupled to the antenna module.
  • FIGS. 12 and 13 are perspective views illustrating an antenna device according to a third embodiment of the present invention, respectively, in which the antenna module and the RRH are separated.
  • FIG. 14 is a side view illustrating an antenna device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a state in which an antenna device according to a third embodiment of the present invention is mounted on a support.
  • 16A and 16B are perspective views illustrating front and rear surfaces of the RRH employed in the antenna device according to the third embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG 17 is an exploded perspective view illustrating important internal components of the RRH employed in the antenna device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view illustrating a state in which an antenna module and an RRH are coupled by a coupling device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a perspective view illustrating a state in which an antenna module and an RRH are separated by a coupling device according to various embodiments of the present disclosure
  • connection housing 20 is an enlarged perspective view of a portion of a connection housing according to various embodiments of the present disclosure
  • 21 is a perspective view illustrating an antenna connection unit disposed in an antenna module according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating an RRH connection unit disposed in an RRH according to various embodiments of the present disclosure.
  • 23 and 24 are exploded perspective views each illustrating a coupling device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 25 is a perspective view illustrating a pair of coupling devices according to various embodiments of the present disclosure.
  • 26 is a partially cutaway perspective view illustrating a waterproof structure of an RRH according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 27 is a view illustrating a mounting state of an antenna connecting unit according to various embodiments of the present disclosure
  • the antenna module 20 described in this embodiment refers to an antenna module having at least one frequency band.
  • the repeater described in this embodiment is a Remote Radio Head (RRH) (hereinafter referred to as 'RRH'), and is connected to antennas for each frequency band provided to the antenna module 20, and transmits the antenna and the base station.
  • RRH Remote Radio Head
  • the RRH refers to a relay device between a base station of a mobile communication system and a mobile communication terminal that receives a weakened signal, amplifies or retransmits, shapes a distorted waveform, and adjusts timing.
  • the antenna module 20 and the RRH 22 are installed on an upright support 11 (shown in FIG. 6), which is compared with a conventional one (up and down along the vertical direction of the support).
  • the RRH 22 is directly coupled to the bottom surface 200a of the outer surfaces of the antenna module 20.
  • the RRH 22 is spaced apart from the antenna module bottom surface 200a and mounted at a predetermined distance from the bottom surface 200a.
  • the antenna module 20 and the RRH 22 are arranged in parallel.
  • the open space between the antenna module 20 and the RRH 22 is referred to as a cooling air gap 210.
  • the RRH 22 may be coupled to at least one or more along the longitudinal direction of the outer surface of the antenna module 20. More slim and configurable. As will be described later, the RRH 22 is longer and thinner than the conventional RRH 12, and is effective in improving the heat generation function.
  • the antenna device includes an antenna module 20 mounted on an upright support 11, an RRH 22 disposed to face the antenna module 20, the antenna module 20, and an RRH ( 22 may include a plurality of cooling air gaps 210.
  • the RRH 22 is disposed to face the outer surface of the antenna module 20 at regular intervals, and is disposed to face substantially face-to-face.
  • the antenna module 20 and the RRH 22 are directly connected by the connecting portion, and at the same time, the connecting structure also serves as a fixed structure.
  • the antenna module 20 may be an antenna capable of 3G mobile communication service or an antenna capable of 4G mobile communication service.
  • the antenna module 20 has an approximately elongated shape.
  • the top and bottom surfaces thereof are closed by separate covers, and the bottom surface 200a provides direct coupling and connection with the RRH 22.
  • the outer surface of the RRH 22 is mainly provided with a heat sink 220, and single connecting portions c1 and c2 are disposed at an intermediate surface of the outer surface facing the antenna module bottom 200a.
  • each of the single connectors c1 and c2 is configured to protrude in a direction facing each other, and is coupled in a male and female shape.
  • the RRH 22 is formed in a shape that is similar to the antenna module 20. Since the RRH 22 is mounted along the longitudinal direction of the antenna module 20, it is preferable that the RRH 22 is configured to have a long shape similar to the antenna module 20.
  • the cooling air gap 210 is an open space in which the antenna module 20 and the RRH 22 are coupled at regular intervals, and serve as a heat generating function. Since the outer surface of the RRH 22 needs to generate heat, a heat sink 220 (shown in FIGS. 7A and 7B), such as a cooling fin, is provided over the top and bottom surfaces.
  • the cooling air gap 210 may communicate with the outside in the left or right direction or in the upper or lower direction, and may ventilate in various directions, thereby helping to generate heat of the RRH 22.
  • the RRH 22 An internal configuration of the RRH 22 will be described with reference to FIG. 8.
  • the RRH 22 according to the present embodiment is longer and configurable in a slim shape. Therefore, it is possible to disperse and arrange several internal components of the RRH 22 along the longitudinal direction.
  • the power amplifiers 222 and 223 provided in the housing of the RRH 22 have the most heat generation. The power amplifiers 222 and 223 are most severely generated.
  • the RRH 22 is longer and slimer than conventional ones, so that the heat sink 220 can also be disposed more widely than the conventional one.
  • the RRH 22 includes a board 221 (main board), two power amplifiers 222 and 223 (Power Amplifing Units), a power supply unit 224 (PSUs), and a plurality of heat sinks. 220 (heatsink).
  • the power amplifiers 222 and 223 are disposed along the longitudinal direction of the RRH 22, and are disposed substantially parallel to both sides of the board 221. Since the sum of the heat generated by each power amplifier 222, 223 is smaller than the heat generated by the single power amplifier of the sum of the two power amplifiers 222, 223, the power amplifier in consideration of the heating effect, It is advantageous for the exothermic effect to configure two or more of (222, 223).
  • the power supply unit 224 is disposed substantially parallel to the board 221 along the longitudinal direction, and is disposed in parallel with one power amplifier 223 vertically.
  • Reference numeral 225 denotes a front end unit.
  • FIG. 9 is a side view illustrating a state in which the antenna device according to another embodiment of the present invention is mounted on the support 11.
  • 10 is a perspective view showing a state in which the antenna device according to another embodiment of the present invention is mounted on the support (11).
  • 9 and 10 in the antenna device according to the present exemplary embodiment, two RRHs 32 and 34 may be arranged side by side in the longitudinal direction of the antenna module 30 in one antenna module 30.
  • two fixing brackets 330 and 332 are employed, and the inclination adjustment bracket 334 is employed.
  • one fixing bracket 330 is mounted on the top of one RRH 32 to be fixed to the support 11
  • the other fixing bracket 332 is the bottom of the other RRH 34.
  • RRHs 32 and 34 have the same configuration and are thus omitted since they have already been described in detail.
  • three or more RRHs may be arranged in the antenna module 30 to configure an antenna device.
  • the antenna device according to the present embodiment has two connection parts c1, c2; c3, and c4, and the RRH 42 as compared to the antenna device shown in FIGS. 1 to 8. Since the internal component arrangement is made of the same structure except for the difference, only the difference is described, and the description of the same configuration will be omitted. The difference lies in the number of connections and the placement of the internal critical components. In the antenna device shown in FIGS. 1 to 8, one connection part is disposed at an intermediate point, whereas in the present embodiment, the connection parts c1, c2; c3, and c4 are arranged at the upper and lower points, respectively, thereby providing an antenna module 40. ) And the coupling fixed state between the RRH 42 is doubled, and the coupling state is stable, and the connection terminal provided in each connection part can be provided with more connection terminals according to the increase of a connection part.
  • connection parts connecting the antenna module 40 and the RRH 42 are provided.
  • first and second connecting parts c1, c2; c3, and c4 are provided at upper and lower points, respectively.
  • the first connection part may include one connection part c1 at an upper end point of the bottom surface of the antenna module 40 and one connection part c2 at an upper end point of the corresponding surface of the RRH 42.
  • the second connection part may include one connection part c3 at the lower end of the bottom surface of the antenna module 40 and one connection part c4 at the lower end of the corresponding surface of the RRH 42.
  • the first and second connection parts c1, c2; c3, and c4 allow the fixing force between the antenna module 40 and the RRH 42 to be disposed up and down, thereby more stably coupling and connecting each other.
  • connection parts c1, c2; c3, and c4 may have a male and female connector shape.
  • the first connecting portions c1 and c2 protrude in a direction facing each other and are inserted and connected to each other.
  • the second connecting portions c3 and c4 protrude in a direction facing each other and are inserted and connected to each other.
  • the antenna device according to the present embodiment is mounted to the support 11 using two fixing brackets 430 and 432 and one tilt angle adjustment bracket 434.
  • the RRH 42 Compared with the conventional RRH 12, the RRH 42 according to the present embodiment is longer and can be configured in a slim shape. Therefore, the internal components of the RRH 42 can be distributedly arranged along the longitudinal direction.
  • the power amplifiers 422 and 423 provided in the housing of the RRH 42 have the most heat generation.
  • the power amplifiers 422 and 423 have the most heat generation.
  • the RRH 42 is longer and slimer than conventional ones, so that the heat sink 420 can be disposed in a wider area on the outer surface of the RRH than in the related art.
  • the RRH 42 includes a board 421, two power amplifiers 422 and 423, a power supply 424, and a heat sink 420 disposed on a plurality of outer surfaces.
  • the power amplifiers 422 and 423 are disposed along the longitudinal direction of the RRH 42, and are arranged parallel to both sides of the board 421. Since the sum of the heat generated by each of the separate power amplifiers 422 and 423 is smaller than the heat generated by the single power amplifier to which the two power amplifiers are combined, the power amplifiers 422 and 423 are configured in consideration of the heating effect. The configuration of two is advantageous for the heating effect.
  • the power supply 424 is disposed substantially parallel to the board 421.
  • two or more boards 421 may be configured.
  • two or more components that generate relatively high heat may be configured so that distributed arrangement prevents performance deterioration due to heat, thereby improving base station antenna characteristics.
  • the antenna device includes a structure in which the antenna module 20 and the RRH 22 can be electrically and stably maintained for a long time.
  • the above structure means a device which is arranged to be hidden in the connection housing 24, but which can stably maintain the connection state by a simple rotation operation from the outside.
  • the antenna device is made of a single body by connecting and coupling the antenna module 20 and the RRH 22.
  • connection and coupling structure at least one of the connection parts C1 and C2 and the connection parts C1 and C2 disposed in the connection housing 24 is maintained firmly or externally controlled. Rotational manipulations 55, 56 (shown in FIG. 22).
  • the 20 shows an opening 240 formed in one surface of the connection housing 24.
  • the opening 240 makes it possible to externally operate the rotation manipulation units 55 and 56 (shown in FIG. 22) disposed therein. As will be described later, the head portion of the second gear portion is exposed through the opening, and the rotation operation is possible.
  • 21 is a perspective view illustrating the antenna connection part C1 provided in the antenna module 20.
  • 22 is a perspective view illustrating the RRH connecting portion C2 provided in the RRH 22.
  • the antenna connection part C1 includes first and second antenna connection parts 50 and 51.
  • Each of the first and second antenna connectors 50 and 51 includes four connection terminals, respectively.
  • the four connection terminals are arranged in a symmetrical shape up, down, left and right.
  • the four connection terminals are formed to be stepped with the remaining bottom surface.
  • each of the first and second antenna connection parts 50 and 51 is provided with first and second guide holes 500 and 510, respectively.
  • the first and second guide holes 500 and 501 are inserted in the first and second guide pins to be described later to hold the connection and coupling positions.
  • the RRH connection part C2 includes first and second RRH connection parts 53 and 54.
  • Each of the first and second RRH connections 53 and 54 includes four connection terminals. The four connection terminals are arranged in a symmetrical shape up, down, left and right.
  • each of the first and second RRH connecting portions 53 and 54 includes first and second guide pins 530 and 540 at the center thereof. The first and second guide pins 530 and 540 are inserted into the second and second guide holes 500 and 510, respectively, and serve to hold engagement positions between the connections.
  • first and second rotation control units 55 and 56 are mounted to the first and second RRH connection units 53 and 54, respectively.
  • a configuration of the first and second rotation manipulation units will be described with reference to FIGS. 23 to 25.
  • first and second rotation manipulation units 55 and 56 have the same configuration, the configuration of only the first rotation manipulation unit 55 will be described.
  • the first and second rotation operation units 55 and 56 are not mounted symmetrically, respectively, but the first rotation operation unit 55 is disposed parallel to the lower side of the first RHR connection unit 53 and the second rotation operation unit 56 is disposed.
  • the first rotation operation unit 55 operates in accordance with an external rotation operation to adjust the connection state of the antenna connection unit and the RRH connection unit.
  • the first rotation control unit 55 includes first and second screw units 502 and 602, coupling nuts 60, and first and second gear units 604 and 550.
  • the first screw portion 502 is provided on the outer peripheral surface of the antenna connection portion 50 as a whole.
  • the second screw portion 602 is disposed on a cylindrical outer circumference of the RRH connection portion 53, and is formed on the inner surface of the coupling nut 60. As the coupling nut 60 rotates, the first screw portion 502 may be screw-inserted into the second screw portion 602 to adjust a connection state.
  • the antenna connection part and the RRH connection part move in a direction away from or near each other.
  • the first screw portion 502 is preferably an injection material
  • the coupling nut 60 is preferably a lightweight metal material. That is, the second screw portion 602 and the first gear portion 604 may be made of a lightweight metal material.
  • the coupling state between the antenna connection part and the RRH may be configured as a ground coupling state between the terminals of both connection parts by the coupling nut.
  • the terminals of the antenna connections are formed in a stepped shape, and the RRH is configured in a shape corresponding to the terminals, so that when the connections are connected, regions other than the terminals are also contacted, You can configure the ground coupling state.
  • the gear unit includes first and second gear parts 604 and 550 as the power transmission part, and the first gear part 604 is mounted on the outer circumferential surface of the coupling nut 60 and the second gear part 550. Is engaged with the first gear portion 604, it is disposed in a direction perpendicular to the connection direction.
  • the first gear part 604 is a gear having general gear teeth
  • the second gear part 550 refers to a conventional worm gear.
  • the second gear part 550 rotates
  • the first gear part 604 also rotates.
  • the rotation axes of the first and second gear parts 604 and 550 are different from each other and face in the vertical direction.
  • the second gear portion 550 rotates
  • the second gear portion 604 engaged with the second gear portion 550 rotates, and the coupling nut 60 rotates simultaneously, whereby the antenna connection portion By moving along the connection direction, the connection state can be adjusted more stably.
  • the second gear part 550 is provided with a head 552 at the end of the rotation shaft.
  • the head portion 552 is disposed to be exposed to the outside through the opening, so that the second gear portion 550 can be manipulated from the outside.
  • the head 552 is a hexagonal pillar shape, it is not necessary to be limited to a hexagonal pillar, it may be configured in a square pillar or a pentagonal pillar shape.
  • the RRH 22 has a plurality of gaskets g1, g2, and g3 provided therein to provide a waterproof structure.
  • the gasket (g1, g2, g3) may be a known high-elastic rubber, sealant, silicon material or the like.
  • Each of the gaskets g1, g2, and g3 is installed at a portion where a gap may occur in the internal coupling structure of the RRH, thereby preventing the external environment, for example, water, moisture, foreign matter, and the like from penetrating into the interior.
  • the waterproof structure may be implemented using a waterproof tape instead of the gaskets g1, g2 and g3.
  • a fine groove in which each of the gaskets g1, g2, and g3 may be seated may be configured.
  • the antenna connection unit 50 is mounted to the antenna module while being supported by the elastic body s.
  • the antenna connection unit 50 is mounted to enable fine flow in three dimensions, in order to stably support the connection state with the RRH connection unit. In particular, it prevents an excessive coupling state between the antenna connection unit 50 and the RRH connection unit, and serves to maintain the connection state for a long time.
  • the other antenna connection portion 51 (shown in Fig. 21) also has the same configuration.
  • the elastic body s may be composed of a coil spring.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명의 다양한 실시 예는 안테나 모듈; 및 상기 안테나 모듈 외표면과 대면하게 배치되되, 직접적으로 접속되어 결합되며, 상기 안테나 모듈 길이방향을 따라서 배치되는 적어도 하나 이상의 RRH를 포함하고, 상기 안테나 모듈 외표면과 RRH 사이에는 다수 개의 냉각용 에어 갭이 구비된다.

Description

기지국 안테나 장치
본 발명의 다양한 실시 예는 기지국 안테나 장치에 관한 것으로서, 예컨데, 안테나 및 기지국으로부터 신호를 수신하는 RRH(Radio Remote Head)에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서 '기지국'이라 함은 셀 내에서 휴대 단말기의 전파를 중계하는 시스템을 말한다. 기지국은 주로 건물의 옥상 등에 설치되어서 휴대 단말기 전파를 중계한다. 따라서 셀 단위로 기지국이 존재하며, 이런 기지국은 휴대 단말기와 교환국 사이에 인터페이스 기능 이외에도 착발신 신호 송출, 통화 채널 지정, 통화 채널 감시 등을 셀 단위로 제어한다. 기지국에 채용되는 안테나 장치는 수직 또는 수평으로 빔 틸팅이 가능한 제어 안테나가 많은 장점으로 보급되어져 왔다.
이동통신 서비스가 대중화됨에 따라 보다 안정적으로 서비스를 제공할 수 있는 무선망 환경을 제공하는 안테나 장치의 보급이 확대되고 있고, 이동통신 서비스는 유선 통화만을 가능하게 하던 2G(2 Generation)에서 3G를 거쳐, 다양한 데이터 신호를 송수신할 수 있도록 하는 LTE(Long Term Evolution)를 기반으로 하는 4G 이동통신 기술이 사용이 확대되는 추세에 있다. 이러한 4G 이동통신을 위한 안테나 장치가 기존 3G와 함께 실장되어 설치위치를 공유할 수 있다.
도 1은 종래의 실시 예에 따른 기지국 안테나 장치를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 실시 예에 따른 안테나 장치는 직립된 지지대(11)에 안테나 모듈(10)이 고정 브라켓(130,131)에 의해 장착되고, 상기 안테나 모듈(10) 하측에 중계기(12)가 고정 브라켓(132,133)에 의해 장착되며, 상기 안테나 모듈(10)과 중계기(12) 사이를 다수 개의 케이블(14)을 이용하여 전기적으로 연결하는 구조로 이루어졌다. 고정 브라켓(130,131)은 안테나 모듈(10) 상하단에 각각 배치되어 지지대(11)에 고정시키고, 중계기(12)의 상하단에 각각 배치되어 지지대(11)에 고정시키는 구조로 이루어진다. 고정 브라켓(130-133)은 체결구, 예컨데 나사, 볼트, 너트 등을 이용해서 고정하는 역할을 담당한다.
하지만, 종래의 안테나 장치는 지지대에 안테나 모듈을 장착하고, 밑에 중계기, 예를 들어 RRH를 장착한 후에, 케이블을 이용하여 연결하는 구조로 이루어진다. 이러한 안테나 장치의 배치는 지지대에 안테나 모듈과 중계기를 장착하기 위하여 다수개의 고정 브라켓과 케이블이 필요하여서, 설치 비용 증가의 원인이 된다.
또한, 종래의 안테나 장치는 지지대를 따라서 안테나 모듈과 중계기를 각각 장착하게 되어서, 안테나 장치 설치 및 유지 보수, 렌탈 공간에도 많은 비용이 발생되며, 옥상 등에 설치 시에 장착 공간이 많이 필요하여서, 렌탈 비용도 상승되는 원인이 된다.
또한, 종래의 안테나 장치는 안테나 모듈과 중계기를 다수 개의 케이블을 이용하여 전기적으로 연결하는 구조로 이루어져서, 알에프 전송 손실이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 지지대에 안테나 모듈과 중계기를 설치하기 위해 사용하는 부품들 사용을 최소화하여, 안테나 장치 설치 비용을 최소화하고, 유지/보수에도 편리한 기지국 안테나 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 지지대에 장착되는 안테나 장치의 설치 공간을 최소화하여, 안테나 장치의 렌탈 공간 비용을 최소화한 기지국 안테나 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 안테나 모듈과 중계기를 연결하는 케이블 사용을 삭제하여서, 안테나의 알에프 급전 손실을 최소화한 기지국 안테나 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예는 슬림한 기지국 안테나 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예는 발열에 유리한 구조를 가진 중계기를 구비한 기지국 안테나 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예는 안테나 모듈과 RRH의 접속상태를 외부에서 조절할 수 있는 기지국 안테나 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예는 안테나 모듈과 RRH가 장시간 안정적인 접속 상태를 유지할 수 있는 기지국 안테나 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예는 안테나 모듈과 RRH의 접속상태를 외부에서 조절이 가능하면서도, 물이나 습기 또는 이물질 침입을 방지한 기지국 안테나 장치를 제공한다.
상기한 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 다양한 실시 예는 안테나 모듈; 및 상기 안테나 모듈 외표면과 대면하게 배치되되, 직접적으로 접속되어 결합되며, 상기 안테나 모듈 길이방향을 따라서 배치되는 적어도 하나 이상의 RRH를 포함하고, 상기 안테나 모듈 외표면과 RRH 사이에는 다수 개의 냉각용 에어 갭이 구비된다.
본 발명의 다양한 실시 예는 기지국 안테나 장치에 있어서, 안테나 모듈; 상기 안테나 모듈 외표면과 대면하게 배치되되, 상기 안테나 모듈 길이방향을 따라서 배치되는 적어도 하나 이상의 RRH; 및 상기 안테나 모듈과 RRH에 각각 구비되되, 접속 하우징에 의해 내부에 숨겨지게 배치되는 접속부를 포함하고, 상기 접속부는 상기 안테나 모듈에 장착되는 적어도 하나의 안테나 접속부들; 상기 RRH에 체결되되, 상기 안테나 접속부들과 각각 접속되는 적어도 하나의 RRH 접속부들; 상기 안테나 모듈에 일체형으로 구비된 상기 접속 하우징; 상기 접속 하우징에 형성되어 외부에서 조작가능하게 하는 적어도 하나 이상의 개구; 및 상기 접속 하우징 내에 배치되되, 상기 개구를 통해서 조작가능하게 배치되어, 상기 접속부의 접속 상태를 고정하는 적어도 하나의 회전 조작부를 포함한다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 기지국 안테나 장치는 지지대에 안테나 모듈과 중계기를 설치하기 위해 사용하는 고정 부품들사용을 최소화하여, 안테나 장치 설치 비용을 최소화하면서, 유지/보수에도 편리하고, 안테나 모듈과 중계기를 연결하는 케이블 사용을 삭제하여서, 설치 비용을 최소화하면서, 안테나의 알에프 전송 손실을 최소화하여, 안테나 성능 특성 향상에 기여할 뿐만 아니라, 에너지 효율향상에도 기여한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치는 지지대에 장착되는 안테나 모듈 저면과 대면하게 RRH를 배치시킴으로서, 안테나 장치의 설치 공간을 최소화하여, 안테나 장치의 렌탈 공간 비용을 최소화는 경제적인 이점을 제공하였다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예에 따른 안테나 장치는 길죽하면서 슬림한 RRH를 채용하게 되어서, 열이 많은 내부 중요 부품의 분산 배치가 가능하고, 발열에 유리한 구조를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 다양한 실시 예에 따른 기지국 안테나 장치는 외부에서 간단한 회전 조작으로 접속부들 간의 견고한 접속 상태 조절이 가능하여, 접속부의 견고한 접속 상태를 유지할 수 있게 되었으며, 특히, 외부에서 접속 상태의 조절이 가능하면서도, 물이나 습기 또는 이물질 침입을 방지하였다. 부가적으로, 본 발명의 접속 구조는 접속 단자들 간의 그라운드 결합이 가능해졌다.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 지지대에 장착된 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도로서, 안테나 모듈에 RRH가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치를 각각 나타내는 사시도로서, 안테나 모듈과 RRH가 분리된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치를 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 지지대에 장착된 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7a, 도 7b는 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치에 채용된 RRH의 전면과 후면을 각각 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 안테나 장치에 채용된 RRH의 내부 중요 구성 부품들을 나타내는 분리사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치가 지지대에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 안테나 장치가 지지대에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도로서, 안테나 모듈에 RRH가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 12, 도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치를 각각 나타내는 사시도로서, 안테나 모듈과 RRH가 분리된 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치를 나타내는 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치가 지지대에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 16a, 도 16b는 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치에 채용된 RRH의 전면과 후면을 각각 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시 예에 따른 안테나 장치에 채용된 RRH의 내부 중요 구성 부품들을 나타내는 분리 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결합 장치에 의해 안테나 모듈과 RRH가 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 19는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결합 장치에 의해 안테나 모듈과 RRH가 분리된 상태를 나타내는 사시도.
도 20은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 접속 하우징 일부를 확대한 사시도.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 모듈에 배치된 안테나 접속부를 나타내는 사시도.
도 22는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 RRH에 배치된 RRH 접속부를 나타내는 사시도.
도 23, 도 24은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 결합 장치를 각각 나타내는 분리 사시도.
도 25는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 한 쌍의 결합 장치를 나타내는 사시도.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 RRH의 방수 구조를 나타내는 일부 절개 사시도.
도 27은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 안테나 접속부의 장착 상태를 나타내는 도면.
도면들에 걸쳐, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 구성요소들, 특징들 및 구성들을 도시하는데 이용됨에 유의해야 한다.
첨부된 도면들을 참조하는 하기의 설명은 청구범위 및 이에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 이는 그러한 이해를 돕기 위해 다양한 특정 세부 사항들을 포함하고 있지만, 이들은 단지 예시적인 것으로서만 간주될 것이다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 기술된 실시 예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 공지된 기능들 및 구성들의 설명은 명확성 및 간결성을 위해 생략된다. 실질적으로 라는 용어는, 인용된 특성, 파라미터 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없으며, 허용오차, 측정 오류, 측정 정확성 한계 및 당업자에게 알려진 다른 요소들을 포함하는 편차 또는 변화, 특성이 제공하고자 하는 효과를 제외하지 않는 정도로 발생할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1실시 예에 따른 기지국 안테나 장치(antenna unit)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 본 실시 예에서 설명되는 안테나 모듈(20)은 적어도 하나의 주파수 대역을 가지는 안테나 모듈을 지칭한다. 또한, 본 실시 예에서 설명되는 중계기는 RRH(Remote Radio Head)(이하 'RRH'라 지칭한다)로서, 안테나 모듈(20)에 제공되는 각각의 주파수 대역별 안테나와 연결되어, 안테나 및 기지국 송/수신하는 장치를 일컫는다. RRH는 이동통신 시스템의 기지국와 이동통신 단말기 사이에서, 약해진 신호를 받아서 증폭하거나 재송신하거나, 왜곡된 파형을 정형화하고, 타이밍을 재조정하는 등의 기능을 하는 중계 장치를 말한다.
본 실시 예에 따른 안테나 장치는 직립된 지지대(11;도 6에 도시됨)에 안테나 모듈(20)과 RRH(22)가 설치되는데, 종래와 비교(지지대 수직방향을 따라 상하에 각각 배치)하여, 상기 RRH(22)를 안테나 모듈(20)의 외표면들 중, 저면(200a)에 대면하게 배치시킨 후에 직접적으로 결합한다. 상기 RRH(22)는 안테나 모듈 저면(200a)에 이격되며, 저면(200a)과 일정한 간격을 가지게 장착한다. 대략적으로 상기 안테나 모듈(20)과 RRH(22)는 평행하게 배치된다. 이하 상기 안테나 모듈(20)과 상기 RRH(22) 사이의 개방된 공간을 냉각용 에어 갭((210)이라 지칭한다.
본 실시 예에 따른 RRH(22)는 종래의 RRH(12;도 1에 도시됨)와 비교하여, 상기 안테나 모듈(20) 외표면의 길이방향을 따라서 적어도 하나 이상 결합될 수 있으며, 더 길죽하고, 더 슬림하게 구성가능하다. 후술하겠지만, 상기 RRH(22)는 종래의 RRH(12)와 비교하여 길죽하고, 슬림하게 구성되어서, 발열 기능을 향상되는데 효과적이다.
본 실시 예에 따른 안테나 장치는 직립된 지지대(11)에 장착되는 안테나 모듈(20)과, 상기 안테나 모듈(20)과 대면하게 배치되는 RRH(22)와, 상기 안테나 모듈(20)과 RRH(22) 사이에 있는 다수 개의 냉각용 에어 갭(210)(cooling air gap)을 포함할 수 있다. 상기 RRH(22)는 안테나 모듈(20) 외표면과 일정 간격으로 대면하게 배치되는데, 대략 면대면(face-to-face)으로 마주보게 배치된다. 후술하겠지만, 접속부에 의해 상기 안테나 모듈(20)과 RRH(22)는 직접적으로 접속되고, 동시에 접속 구조가 고정 구조물을 겸하게 된다.
상기 안테나 모듈(20)은 3G 이동통신 서비스를 할 수 있는 안테나 또는 4G 이동통신 서비스를 할 수 있는 안테나일 수 있다. 상기 안테나 모듈(20)은 대략적으로 길죽한 형상으로, 다수 개의 외표면들 중, 상단면과 하단면은 별도의 커버에 의해 각각 폐쇄되고, 저면(200a)에는 RRH(22)와의 직접적인 결합 및 접속을 위해, 상단 지점과 하단 지점에 고정 구조물(200,202)이 있고, 중간 지점에 단일 접속부(c1,c2)가 배치된다. 이와 대응하게 상기 RRH(22)의 외표면은 주로 히트 싱트(220)가 구비되며, 상기 안테나 모듈 저면(200a)과 대면하는 외표면 중간 지점에 단일 접속부(c1,c2)가 배치된다. 상기 각각의 접속부(c1,c2)의 직접 결합으로, 상기 안테나 모듈(20)과 RRH(22)는 전기적으로 및 기구적으로 연결된다. 상기 각각의 단일 접속부(c1,c2)는 서로 마주보는 방향으로 돌출된 형상으로 구성되어서, 암수 형상으로 결합된다.
상기 RRH(22)는 상기 안테나 모듈(20)과 유사하게 길죽한 형상으로 구성된다. 상기 RRH(22)는 상기 안테나 모듈(20)의 길이방향을 따라서 장착되기 때문에, 상기 안테나 모듈(20)과 유사하게 길죽한 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 냉각용 에어 갭(210)은 안테나 모듈(20)과 RRH(22)가 일정 간격지게 결합되어서 존재하는 개방 공간으로서, 발열 기능을 담당한다. 상기 RRH(22) 외표면은 발열 기능을 해야 하기 때문에 냉각 핀 같은 히트 싱크(220;도 7a, 도 7b에 도시됨)가 상면과 저면에 걸쳐 구비된다. 상기 냉각용 에어 갭(210)은 좌측이나 우측방향으로 또는 상측이나 하측 방향으로 외부와 연통되어서, 다양한 방향으로 통풍이 가능하여, 상기 RRH(22)의 발열 기능을 도와줄 수 있다. 상기 RRH(22) 좌우측으로 냉각용 에어 갭이 있고, 상하 고정물(200,202)에 상하방향으로 각각 냉각용 에어 갭이 있다.
도 8을 참조하여 상기 RRH(22)의 내부 구성에 대해서 설명한다. 상기 RRH(22) 내부 구성을 설명함에 있어서, 본 실시 예와 관련된 주요 부품만을 설명하기로 한다. 종래의 RRH(12)와 비교하여, 본 실시 예에 따른 RRH(22)는 더 길죽하고, 슬림한 형상으로 구성가능하다. 따라서, 상기 RRH(22)의 내부 구성 부품을 길이방향을 따라서 여러 개 분산배치 가능하다. 예를 들어, 상기 RRH(22)의 하우징 내에 구비되는 전원 증폭부(222,223)는 열 발생이 가장 심한데, 두 개로 분리하여, 분산배치함으로서, 열 발생을 최소화한다. 이미 설명하였지만, 상기 RRH(22)는 종래에 비해서 길죽하고, 슬림하게 구성가능하여서, 상기 히트 싱크(220)도 종래에 비해서 더 넓게 배치가능하다.
상기 RRH(22)는 보드(221)(main board)와, 두 개의 전원 증폭부(222,223)(PAU;Power Amplifing Unit)와, 전원 공급부(224)(PSU;Power Supplying Unit) 및 다수 개의 히트 싱크(220)(heatsink)를 포함한다. 상기 전원 증폭부(222,223)는 RRH(22) 길이 방향을 따라서 배치되는데, 상기 보드(221) 양측에 각각 대략적으로(substantially) 평행하게 배치된다. 상기 두 개의 전원 증폭부(222,223)를 합한 면적의 단일 전원 증폭부에서 발생하는 열보다, 각각의 전원 증폭부(222,223)에서 발생하는 열의 합이 적기 때문에, 발열 효과를 고려하여, 상기 전원 증폭부(222,223)는 두 개 이상으로 구성하는 것이 발열 효과에 유리하다. 상기 전원 공급부(224)는 상기 보드(221)와 대략적으로 길이 방향을 따라서 평행하게 배치되고, 하나의 전원 증폭부(223)와 상하로 평행하게 배치된다. 참조부호 225는 프론트 엔드 유닛을 지칭한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 장치가 지지대(11)에 장착된 상태를 나타내는 측면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 안테나 장치가 지지대(11)에 장착된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 9, 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 따른 안테나 장치는 하나의 안테나 모듈(30)에 두 개의 RRH(32,34)가 안테나 모듈(30) 길이방향을 따라서 나란하게 배치될 수 있다. 이때, 지지대(11)에 안테나 장치를 장착하기 위해서, 두 개의 고정 브라켓(330,332)이 채용되고, 경사조절 브라켓(334)이 채용된다. 상기 두 개의 브라켓 중, 하나의 고정 브라켓(330)은 하나의 RRH(32) 상단에 장착되어 지지대(11)에 고정하고, 다른 하나의 고정 브라켓(332)은 다른 하나의 RRH(34)의 하단에 장착되어 지지대(11)에 고정된다. 상기 각각의 RRH(32,34)의 외부 및 내부 구성은 동일한 구성으로 이루어져서, 이미 상세하게 설명하였기 때문에 생략한다. 아울러, 상기 안테나 모듈(30)에 RRH는 3개 이상 배치하여, 안테나 장치를 구성할 수 있다.
이하에서는 도 11 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 안테나 장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 11 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 안테나 장치는 도 1 내지 도 8에 도시된 안테나 장치와 비교하여, 접속부(c1,c2;c3,c4)가 두 개이고, RRH(42) 내부 부품 배치가 상이한 점을 제외하고는 동일한 구조로 이루어졌기 때문에, 그 상이점만을 설명하고, 동일한 구성의 설명은 생략하기로 한다. 상기 상이점은 접속부의 개수와 내부 중요부품의 배치에 있다. 도 1 내지 도 8에 도시된 안테나 장치는 중간 지점에 한 개의 접속부가 배치되는데 반하여, 본 실시 예에서는 상하단 지점에 각각 접속부(c1,c2;c3,c4)가 배치되어 짐으로써, 안테나 모듈(40)과 RRH(42) 간의 결합 고정 상태를 배가하여 결합 상태가 안정적이고, 각각의 접속부에 구비된 접속 단자를, 접속부의 증가에 따라서 접속 단자를 더 많이 구비할 수 있다.
본 실시 예에 따른 안테나 장치에서, 상기 안테나 모듈(40)과 RRH(42) 사이를 연결하는 접속부가 두 개 구비된다. 상기 안테나 모듈과 RRH를 전기적으로/기구적으로 연결하기 위해서, 상단 지점과 하단 지점에 제1,2접속부(c1,c2;c3,c4)를 각각 구비한다. 상기 제1접속부는 안테나 모듈(40) 저면 상단 지점에 하나의 접속부(c1)와, 상기 RRH(42) 대응면 상단 지점에 하나의 접속부(c2)를 포함할 수 있다. 상기 제2접속부는 안테나 모듈(40) 저면 하단 지점에 하나의 접속부(c3)와, 상기 RRH(42) 대응면 하단 지점에 하나의 접속부(c4)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2접속부(c1,c2;c3,c4)에 의해 상기 안테나 모듈(40)과 RRH(42) 간의 고정력은 상하에 배치시킴으로서, 보다 안정적으로 상호 간의 결합 및 접속이 가능하다.
상기 각각의 접속부(c1,c2;c3,c4)는 암수 콘넥터 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제1접속부(c1,c2)는 서로 마주보는 방향으로 각각 돌출되고, 서로 삽입되어 접속된다. 상기 제2접속부(c3,c4)는 서로 마주보는 방향으로 돌출되어, 서로 삽입되어 접속된다.
도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 안테나 장치는 두 개의 고정 브라켓(430,432)과 하나의 경사각도 조절 브라켓(434)을 이용하여 지지대(11)에 장착된다.
이하에서는 도 16a 내지 도 17을 참조하여 상기 RRH(42)의 내부 구성에 대해서 설명하기로 한다. 상기 RRH(42) 내부 구성을 설명함에 있어서, 본 실시 예와 관련된 주요 부품만을 설명하기로 한다. 종래의 RRH(12)와 비교하여, 본 실시 예에 따른 RRH(42)는 더 길죽하고, 슬림한 형상으로 구성가능하다. 따라서, 상기 RRH(42)의 내부 구성 부품을 길이 방향을 따라서 분산배치가능하다. 예를 들어, 상기 RRH(42)의 하우징 내에 구비되는 전원 증폭부(422,423)는 열 발생이 가장 심한데, 두 개로 분리하여, 폭넓게 분산배치함으로서, 열 발생을 효율적으로 최소화한다. 이미 설명하였지만, 상기 RRH(42)는 종래에 비해서 길죽하고, 슬림하게 구성가능하여서, 상기 히트 싱크(420)도 종래에 비해서 RRH 외표면에 더 넓은 영역으로 배치가능하다.
상기 RRH(42)는 보드(421)와, 두 개의 전원 증폭부(422,423)와, 전원 공급부(424) 및 다수 개의 외표면에 배치되는 히트 싱크(420)를 포함한다. 상기 전원 증폭부(422,423)는 RRH(42) 길이 방향을 따라서 배치되는데, 상기 보드(421) 양측에 각각 평행하게 배치된다. 상기 두 개의 전원 증폭부를 합한 단일 전원 증폭부에서 발생하는 열보다, 각각의 분리된 전원 증폭부(422,423)에서 발생하는 열의 합이 적기 때문에, 발열 효과를 고려하여, 상기 전원 증폭부(422,423)는 두 개로 구성하는 것이 발열 효과에 유리하다. 상기 전원 공급부(424)는 상기 보드(421)와 대략적으로 대면하게 평행하게 배치된다. 본 실시 예에 따른 보드(421)는 한 개만이 채용된 것이 예시되었지만, 보드에도 열이 많이 발생하기 때문에, 두 개 이상으로 구성가능하다. 결론적으로, 상기 RRH를 구성하는 내부 중요 부품들 중, 상대적으로 열이 많이 발생하는 부품들은 두 개 이상으로 구성하여, 분산 배치하는 것이 열에 의한 성능 열화를 방지하여, 기지국 안테나 특성 향상에 좋다.
이하에서는 도 18 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치에 대해서 설명하기로 한다. 상기 안테나 장치는 안테나 모듈(20)과 RRH(22)가 전기적으로 상호 간의 접속 상태를 안정적으로 장시간 동안 견고히 유지할 수 있는 구조를 포함한다. 후술하겠지만, 상기와 같은 구조는 접속 하우징(24)에 숨겨지게 배치되지만, 외부에서 간단한 회전 조작으로 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 장치를 의미한다.
도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 장치는 안테나 모듈(20)과 RRH(22)의 접속 및 결합으로, 일몸체로 이루어진다. 상기 접속 및 결합구조에 대해 살펴보면, 접속 하우징(24) 내에 배치되는 적어도 하나의 접속부(C1,C2)와, 상기 접속부(C1,C2)의 접속 상태를 견고히 유지하게 하거나, 외부에서 접속 상태를 조절할 수 있게 하는 회전 조작부(55,56;도 22에 도시됨)를 포함한다.
도 20에는 상기 접속 하우징(24) 일면에 형성된 개구(240)가 보여진다. 상기 개구(240)는 내부에 배치된 회전 조작부(55,56;도 22에 도시됨)를 외부에서 조작가능하게 한다. 후술하겠지만, 상기 개구를 통해 제2기어부의 머리부가 노출되어서, 회전 조작이 가능한 상태가 된다.
도 21은 안테나 모듈(20)에 구비된 안테나 접속부(C1)를 나타내는 사시도이다. 도 22는 RRH(22)에 구비된 RRH 접속부(C2)를 나타내는 사시도이다.
상기 안테나 접속부(C1)는 제1,2안테나 접속부(50,51)를 포함한다. 상기 각각의 제1,2안테나 접속부(50,51)는 4개의 접속 단자들을 각각 포함한다. 상기 4개의 접속 단자들은 서로 상하좌우 대칭 형상으로 배치된다. 상기 4개의 접속 단자들은 나머지 바닥면과 단차지게 형성된다. 또한, 상기 각각의 제1,2안테나 접속부(50,51)는 중심에 제1,2가이드 구멍(500,510)이 각각 구비된다. 상기 제1,2가이드 구멍(500,501)는 후술하는 제1,2가이드 핀이 삽입되어 상호 간의 접속 및 결합 위치를 잡아주는 기능을 담당한다.
상기 RRH 접속부(C2)는 제1,2RRH 접속부(53,54)를 포함한다. 상기 각각의 제1,2RRH 접속부(53,54)는 4개의 접속 단자들을 포함한다. 상기 4개의 접속 단자들은 서로 상하좌우 대칭 형상으로 배치된다. 또한, 상기 각각의 제1,2RRH 접속부(53,54)는 중심에 제1,2가이드 핀(530,540)이 각각 구비된다. 상기 제1,2가이드 핀(530,540)은 제,2가이드 구멍(500,510)에 각각 삽입되어 접속 간의 결합 위치를 잡아주는 기능을 담당한다.
또한, 상기 제1,2RRH 접속부(53,54)에는 제1,2회전 조작부(55,56)가 각각 장착된다. 이하에서는 도 23 내지 도 25를 참조하여 상기 제1,2회전 조작부의 구성에 대해서 설명하기로 한다.
도 23 내지 도 25에 도시된 바와 같이, 상기 제1,2회전 조작부(55,56)는 서로 동일한 구성으로 이루어졌기 때문에 상기 제1회전 조작부(55) 만의 구성을 설명한다. 다만, 상기 제1,2회전 조작부(55,56)는 각각 대칭으로 장착되는 것이 아니라, 제1회전 조작부(55)는 제1RRH 접속부(53) 하측에 평행하게 배치되고, 제2회전 조작부(56)는 제2RRH 접속부(54)의 상측에 장착된다. 도 22에 상기 제1,2회전 조작부(55,56)의 배치 상태가 보여진다.
상기 제1회전 조작부(55)는 외부에서의 회전 동작에 따라 작동하여, 상기 안테나 접속부와 RRH 접속부의 접속 상태를 조절한다. 상기 제1회전 조작부(55)는 제1,2나사부(502,602)와, 결합 너트(60)와, 제1,2기어부(604,550)를 포함한다. 상기 제1나사부(502)는 안테나 접속부(50) 외주면에 전체적으로 구비된다. 상기 제2나사부(602)는 RRH 접속부(53) 원통형 외주에 배치되되, 상기 결합 너트(60) 내면에 전체적으로 형성된다. 상기 결합 너트(60)의 회전에 따라서 상기 제1나사부(502)는 제2나사부(602)에 나삽되어(screw-inserted) 접속 상태를 조절할 수 있다. 상기 결합 너트(60)를 회전시키면, 상기 안테나 접속부와 RRH 접속부는 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동한다. 바람직하게 상기 제1나사부(502)는 사출 재질이 바람직하나, 상기 결합 너트(60)는 경량의 금속 재질이 바람직하다. 즉, 상기 제2나사부(602)와 제1기어부(604)는 경량의 금속 재질로 구성될 수 있다. 상기 결합 너트에 의해 안테나 접속부와 RRH 간의 접속 상태는 양 접속부의 단자들 간의 그라운드 결합 상태로 구성될 수 있다. 언급하였듯이, 상기 안테나 접속부들의 단자들은 단차진 형상으로 구성되고, 상기 RRH는 상기 단자들과 대응하는 형상으로 구성되어서, 상기 접속부들이 접속된 상태가 되면, 상기 단자들 이외의 영역들도 접촉되어서, 그라운드 결합 상태를 구성할 수 있다.
상기 기어부는 동력 전달부로서, 제1,2기어부(604,550)를 포함한다고 설명하였는데, 상기 제1기어부(604)는 결합 너트(60) 외주면에 장착되고, 상기 제2기어부(550)는 상기 제1기어부(604)와 맞물리게 배치되되, 상기 접속 방향과 수직 방향으로 배치된다. 상기 제1기어부(604)는 일반적인 기어 이빨을 가진 기어이고, 상기 제2기어부(550)는 통상적인 웜 기어를 지칭한다. 상기 제2기어부(550)를 회전하면, 상기 제1기어부(604)도 회전한다. 다만, 상기 제1,2기어부(604,550)의 회전축은 상이하며, 서로 수직 방향으로 향한다. 상기 제2기어부(550)가 회전하면, 상기 제2기어부(550)와 맞물린 제2기어부(604)가 회전하고, 동시적으로 상기 결합 너트(60)가 회전함으로써, 상기 안테나 접속부는 접속 방향을 따라서 이동하여, 보다 안정적으로 접속 상태를 조절할 수 있다.
상기 제2기어부(550)는 회전축 단에 머리부(552)가 구비된다. 상기 머리부(552)는 개구를 통해서 외부에 노출되게 배치되어 짐으로서, 외부에서 상기 제2기어부(550)의 조작이 가능하다. 상기 머리부(552)는 6각 기둥 형상인데, 6각 기둥으로 한정될 필요는 없으며, 사각기둥이나 5각기둥 형상으로 구성될 수 있다.
도 26을 참조하면, 상기 RRH(22)은 내부에 다수의 가스켓(g1,g2,g3)이 구비되어, 방수 구조를 제공한다. 상기 가스켓(g1,g2,g3)은 공지의 고탄성 러버나 실란트, 실리콘 재질 등이 사용될 수 있다. 상기 각각의 가스켓(g1,g2,g3)은 RRH의 내부 결합 구조에서 틈이 발생할 수 있는 부분에 설치되어서, 외부 환경, 예를 들어 물이나, 습기나 이물질 등이 내부로 침투하는 것을 방지한다. 아울러, 상기 가스켓(g1,g2,g3) 대신에 방수 테이프를 사용하여 방수 구조를 구현할 수 있다. 상기 가스켓의 방수 기능 극대화를 위해 상기 각각의 가스켓(g1,g2,g3)이 안착되는 미세한 홈이 구성될 수 있다.
도 27을 참조하면, 상기 안테나 접속부(50)는 탄성체(s)에 지지된 상태로 안테나 모듈에 장착된다. 상기 안테나 접속부(50)는 3차원으로 미세한 유동이 가능하게 장착되는데, 이는 RRH 접속부와의 접속 상태를 안정적으로 지지하기 위함이다. 특히, 상기 안테나 접속부(50)와 RRH 접속부 간의 과도한 결합 상태를 방지하며, 견고히 접속 상태를 장시간 유지시키는 기능을 담당한다. 다른 안테나 접속부(51;도 21에 도시됨)도 동일한 구성으로 이루어진다. 상기 탄성체(s)는 코일 스프링으로 구성될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 다양한 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 기지국 안테나 장치에 있어서,
    안테나 모듈; 및
    상기 안테나 모듈 외표면과 대면하게 배치되되, 직접적으로 접속되어 결합되며, 상기 안테나 모듈 길이방향을 따라서 배치되는 적어도 하나 이상의 RRH를 포함하고,
    상기 안테나 모듈 외표면과 RRH 사이에는 다수 개의 냉각용 에어 갭이 구비되는 기지국 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각용 에어 갭은
    상기 안테나 모듈의 외표면과, 상기 외표면과 이격되게 배치된 RRH 사이의 공간을 포함하는 기지국 안테나 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각용 에어 갭은 상/하/좌/우로 연통되는 구조로 이루어지는 기지국 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 안테나 모듈과 RRH는
    중간 지점에 마주보는 방향으로 돌출된 단일 접속부가 각각 구비되어, 상호 간의 직접 접속으로 연결되는 기지국 안테나 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 안테나 모듈과 RRH는
    상단과 하단에 각각 고정구조물이 구비되되, 상기 고정 구조물은 냉각용 에어 갭을 각각 구비하는 기지국 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 안테나 모듈과 RRH는
    상단 지점에 마주보는 방향으로 돌출된 제1접속부가 각각 구비되고, 하단 지점에 마주보는 방향으로 돌출된 제2접속부가 각각 구비되어서, 상호 간의 직접 접속으로 연결되고, 상기 접속은 상기 상하단 지점에 고정 구조를 각각 제공하는 기지국 안테나 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 안테나 모듈 하단면은 외부 하우징과 일체형으로 제작되되, 막힘 구조로 이루어지는 기지국 안테나 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 RRH는
    보드;
    상기 RRH 길이 방향을 따라서, 상기 보드 양측에 각각 평행하게 배치되는 한 쌍의 전원 증폭부; 및
    상기 보드와 평행하게 배치되는 전원 공급부를 포함하는 기지국 안테나 장치.
  9. 기지국 안테나 장치에 있어서,
    안테나 모듈;
    상기 안테나 모듈 외표면과 대면하게 배치되되, 상기 안테나 모듈 길이방향을 따라서 배치되는 적어도 하나 이상의 RRH; 및
    상기 안테나 모듈과 RRH에 각각 구비되되, 접속 하우징에 의해 내부에 숨겨지게 배치되는 접속부를 포함하고, 상기 접속부는
    상기 안테나 모듈에 장착되는 적어도 하나의 안테나 접속부들;
    상기 RRH에 체결되되, 상기 안테나 접속부들과 각각 접속되는 적어도 하나의 RRH 접속부들;
    상기 안테나 모듈에 일체형으로 구비된 상기 접속 하우징;
    상기 접속 하우징에 형성되어 외부에서 조작가능하게 하는 적어도 하나 이상의 개구; 및
    상기 접속 하우징 내에 배치되되, 상기 개구를 통해서 조작가능하게 배치되어, 상기 접속부의 접속 상태를 고정하는 적어도 하나의 회전 조작부를 포함하는 기지국 안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 회전 조작부는
    상기 안테나 접속부들 외주면에 장착된 제1나사부;
    상기 RRH 접속부들 외주에 배치되되, 내면에 상기 제1나사부와 나삽되는 제2나사부를 포함하며, 상기 제1,2나사부의 나삽에 의해 상기 접속 상태를 고정하는 결합 너트; 및
    상기 결합 너트 외주면에 장착된 제1기어들과, 상기 제1기어와 맞물리게 배치되되, 상기 접속 방향과 수직방향으로 배치되며, 회전하여 상기 결합 너트를 회전시키는 제2기어부로 구성된 동력 전달부를 포함하는 기지국 안테나 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2기어부는 상기 개구를 통해 외부에 노출되게 배치되어, 외부에서 회전조작을 가능하게 하는 머리부를 구비하는 기지국 안테나 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 RRH 접속부는 중심에서 접속 방향으로 선형으로 연장된 가이드 핀을 더 구비하여 결합 위치를 잡아주고, 상기 안테나 접속부는 상기 가이드 핀이 삽입되는 가이드 구멍을 더 구비하는 기지국 안테나 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 각각의 안테나 접속부들은 탄성체에 의해 각각 지지되어 삼차원 유동이 가능하게 안테나 모듈에 장착되는 기지국 안테나 장치.
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