WO2018159972A1 - Phase shifter and communication device comprising same - Google Patents

Phase shifter and communication device comprising same Download PDF

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WO2018159972A1
WO2018159972A1 PCT/KR2018/002362 KR2018002362W WO2018159972A1 WO 2018159972 A1 WO2018159972 A1 WO 2018159972A1 KR 2018002362 W KR2018002362 W KR 2018002362W WO 2018159972 A1 WO2018159972 A1 WO 2018159972A1
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WO
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coupling
transmission line
slot
phase shifter
degrees
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/002362
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
성원모
박용현
이광호
Original Assignee
주식회사 이엠따블유
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/16—Networks for phase shifting
    • H03H11/20—Two-port phase shifters providing an adjustable phase shift

Definitions

  • the present invention relates to a communication device including a phase shifter and a phase shifter, and more particularly, to a phase shifter capable of adjusting an angle of a beam emitted from a base station antenna and a communication device including the same.
  • the communication environment is variable such that the user connection density varies by region or time, and the operator side adjusts the beam pattern angle of the base station antenna to provide an optimal service in response to such various situations.
  • the so-called phase shifter refers to a device for adjusting the angle of the beam radiated from the base station antenna by varying the phase of the radio signal by the power distribution principle.
  • the beam radiated from the base station antenna may be tilted up or down by a phase shifter, and a service provider may use the same to provide an optimal service in various communication environments.
  • the phase of the radio signal is varied by rotating the coupling variable or controlling the power distribution ratio of the coupling variable, and the transmission line merely plays a role of power transmission. Accordingly, in the related art, there is a problem in that a loss variation of each band at each output terminal of the phase shifter, that is, a power distribution ratio variation between the low frequency band and the high frequency band is large. In this case, the sophistication of the phase shifter is degraded, which may degrade the performance and quality of the base station antenna. In addition, in the prior art, there was a physical difficulty in changing the transmission line itself, and thus there was a limit in extending the bandwidth for smooth signal transmission and reception.
  • Patent Document 0001 Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0045751 (2010.05.04)
  • an object of the present invention is to provide a phase shifter to minimize the loss variation for each band of the output stage.
  • another object of the present invention is to provide a communication device including a phase shifter for minimizing loss variation for each band of each output terminal.
  • Phase shifter is connected to one end of the input terminal is a wireless signal is input, the other end is connected to one of the plurality of output terminals for outputting the wireless signal,
  • a plurality of transmission lines and coupling points formed between the other end of the fixed line having a coupling point formed thereon, spaced apart from each other on the upper side of the fixed line, and having an arc shape, each end of which is connected to a different output end;
  • a coupling variabler configured to vary the phase of the wireless signal by coupling and feeding the plurality of transmission lines while rotating within a set angle range.
  • Each of the plurality of transmission lines is formed with a plurality of slits extending in an inward direction from an outer direction of the transmission line.
  • each of the plurality of transmission lines may be further formed with a slot extending in a direction parallel to the extending direction of the transmission line.
  • the slot may include a first slot portion formed in the outer direction of the arc shape of the transmission line.
  • the first slot portion may include a plurality of first sub slots that are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the slot may include a second slot portion formed in the inner direction of the arc shape of the transmission line.
  • the second slot portion may include a plurality of second sub slots which are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the slit is a first left slit formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, 15 degrees counterclockwise from the center of the transmission line
  • the plurality of transmission lines may include a first transmission line and a second transmission line.
  • the coupling variable may include a first coupling input unit for coupling feeding of the first transmission line and a second coupling input unit for coupling feeding of the second transmission line.
  • the coupling variable may be formed in the slot along the extending direction of the coupling variable.
  • the phase shifter may further include an insulating film seated on the plurality of transmission lines.
  • the coupling variable may be seated on the insulating layer.
  • a communication device includes a base station antenna having one or more phase shifters and a plurality of radiating elements connected to the phase shifters.
  • the plurality of radiating elements may be formed on the front surface of the base station antenna.
  • the phase shifter may be formed on the rear surface of the base station antenna.
  • the present invention by forming a plurality of arc-shaped slots in the transmission line, it is possible to extend the operating frequency band of the base station antenna and reduce the loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter.
  • the physical structure of the transmission line unlike the conventional phase shifter, it is possible to vary the impedance of the phase shifter and minimize the difference in signal magnitude values at the output stage.
  • a plurality of slits may be formed in at least a portion of each transmission line to finely adjust an operating frequency band of the base station antenna.
  • FIG. 1 is a plan view showing a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a coupling variable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating a process of rotating a coupling variable of a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a communication device and a base station antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a graph illustrating loss variation for each band of output stages of a conventional phase shifter.
  • FIG. 16 is a graph illustrating loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view showing a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a plan view illustrating a coupling variable according to an embodiment of the present invention.
  • the base station antenna includes five radiating elements
  • the phase shifter 100 includes one input terminal 162 and five output terminals 164, 166, 168, 170, and 172. It is assumed to be provided.
  • the first output terminal 164 is connected to the first radiating element of the base station antenna via a cable
  • the second output terminal 166 is connected to the second radiating element of the base station antenna via a cable
  • the third output terminal 168 is assumed to be provided.
  • phase shifter 100 Is connected to the third radiating element of the base station antenna via a cable, and the fourth output terminal 170 is connected to the fourth radiating element of the base station antenna via a cable, and the fifth output end 172 is connected to the third radiating element of the base station antenna via a cable. It may be connected with the fifth radiating element.
  • a phase shifter 100 may include a fixed line 102, a plurality of transmission lines 104 and 106, a substrate 110, and a coupling variable ( 120).
  • the fixed line 102 has one end connected to an input terminal 162 through which a wireless signal is input, and the other end is connected to one of a plurality of output terminals from which the wireless signal is output, for example, the first output terminal 164.
  • the fixed line 102 may be formed on the substrate 110 and may be made of a conductive material.
  • the fixed line 102 may be formed of a combination of a plurality of straight portions and curved portions, and at least one of each of the straight portions may have a different thickness or extend in different directions. have.
  • a coupling point 102a may be formed between one end and the other end of the fixed line 102.
  • the coupling variable 120 may be formed at the coupling point 102a, and the plurality of transmission lines 104 while rotating within a set angle range (for example, in the range of 45 to 180 degrees). 106) may be coupled to each other.
  • the electrical length from the current position of the coupling variable 120 to the corresponding radiating element may be changed so that the phase of the wireless signal may be varied.
  • fitting holes 102b and feeding points 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and a rotating shaft (not shown) may be formed in the fitting hole 102b. This can be inserted to rotate the coupling variable 120.
  • the transmission lines 104 and 106 are lines for transmitting a radio signal to an output terminal, and may include, for example, a first transmission line 104 and a second transmission line 106.
  • the number of transmission lines 104 and 106 is not limited thereto, and the number of transmission lines 104 and 106 may include the number of output terminals 164, 166, 168, 170, and 172 or the radiating elements provided in the base station antenna. It may vary depending on the number of.
  • the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed on the substrate 110 and may be made of a conductive material. In this case, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed spaced apart from each other on the upper side of the fixed line (102). In addition, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed in an arc shape and both ends may be connected to different output terminals, respectively. As an example, one end of the first transmission line 104 may be connected to the second output terminal 166 and the other end of the first transmission line 104 may be connected to the third output terminal 168. 170, and the other end thereof may be connected to the fifth output terminal 172.
  • a plurality of arc-shaped slots 140 may be formed in each of the first transmission line 104 and the second transmission line 106 along the extending direction of the transmission lines 104 and 106.
  • Slot 140 is to extend the operating frequency band of the base station antenna and to reduce the loss deviation for each band of the output stage (164, 166, 168, 170, 172) of the phase shifter 100, each transmission line (104, 106) It may be formed in plural. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the plurality of slots 140 may be stacked on the transmission lines 104 and 106 at predetermined intervals in one direction.
  • each of the transmission lines 104 and 106 may include a first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked and a second slot part 104b in which a plurality of second sub slots are stacked.
  • the first slot part 140a may include three first sub slots
  • the second slot part 140b may include three second sub slots.
  • the second slot part 140b may be formed to be spaced apart from the first slot part 140a by a predetermined interval.
  • the number, thickness, size, length, and the like of the slots 140 for each transmission line 104 and 106 shown in FIGS. 1 and 2 may vary depending on the frequency band of a signal to be transmitted and received by the base station antenna.
  • the slot 140 includes a first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked and a second slot part 104b in which a plurality of second sub slots are stacked. It can be formed in a structure suitable for the band (1700hz to 2700hz).
  • a plurality of slits 150 and slit may be formed in at least a portion of each transmission line 104 or 106.
  • the slit 150 may have a structure extending from the outer direction of the transmission line in the inner direction.
  • the slit 150 is a first left slit 151 formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, 15 degrees to 25 degrees counterclockwise from the center of the transmission line
  • a second left slit 152 formed at a spaced point, a first right slit 153 formed at a point 15 to 25 degrees clockwise from a center of the transmission line, and a counter clock from a center of the transmission line
  • It may include a second right slit 154 formed at a point spaced 35 to 45 degrees in the direction.
  • the slit 150 is for finely adjusting the operating frequency band of the base station antenna, and may be formed on at least a portion of each transmission line 104, 106. As illustrated in FIGS. 1 and 2, four slits 150 may be formed in the first transmission line 104 and the second transmission line 106 at predetermined intervals. In this case, the slit 150 may be formed to have a predetermined thickness, for example, at a predetermined angle (for example, 80 degrees to 100 degrees) with the extending direction of the slot 140.
  • the predetermined thickness is, for example, the stacking thickness T of the plurality of slots included in the first slot portion 140a (or the second slot portion 140b) (that is, the thickness of the plurality of slots and the plurality of slots). Corresponding to a length including a distance between the two slots). In this case, a reduction effect of the band-specific loss variation of each output terminal 164, 166, 168, 170, and 172 of the phase shifter 100 may be maximized.
  • the slits 150 have been described by way of example in which four slits are constructed.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of slits may be configured in various numbers as necessary.
  • the substrate 110 is a plate on which the fixed line 102 and the transmission lines 104 and 106 are formed, and may be, for example, a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • Coupling variable 120 is coupled to feed the plurality of transmission lines (104, 106) while rotating within a set angle range to vary the phase of the radio signal.
  • the coupling variable 120 may be formed at the coupling point 102a to rotate within a set angle range.
  • fitting holes 102b and feeding points 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and a rotation shaft may be inserted in the fitting hole 102b to couple the coupling points 102a and the coupling variable 102.
  • the variable adjuster 120 may be rotated.
  • the coupling variable 120 may include a first coupling input unit 120b and a second coupling input unit 120c.
  • the first coupling input unit 120b and the second coupling input unit 120c may be made of a conductive material.
  • the first coupling input unit 120b may couple and feed the first transmission line 104
  • the second coupling input unit 120c may couple and feed the second transmission line 106.
  • the first coupling input unit 120b may be disposed at a position corresponding to the first transmission line 104
  • the second coupling input unit 120c may be spaced apart from the first coupling input unit 120b by a predetermined distance.
  • And may be disposed at a position corresponding to the second transmission line 106.
  • the power distribution by the first coupling input unit 120b and the second coupling input unit 120c has the effect of increasing the operating frequency band of the base station antenna as compared with the power distribution by one coupling input unit.
  • the coupling variabler 120 may extend to the upper side of the phase shifter 100, that is, the first transmission line 104 and the second transmission line 106.
  • the slot 120d may be formed along the extending direction of the coupling variable 120. The slot 120d serves to extend the operating frequency band of the base station antenna.
  • an insulating film (not shown) may be formed on each of the transmission lines 104 and 106, and the coupling variable 120 may be seated on the insulating film.
  • the insulating layer serves to prevent unwanted waves in the performance of passive inter modulation modulation (PIMD).
  • the ground hole 130 is a configuration for stably grounding the cables connected to the input terminal 162 and the output terminals 164, 166, 168, 170, and 172 as much as possible, and the ground area is reduced due to the ground hole 130. By enlarging, the power of the radio signal can be stably transmitted to each transmission line (104, 106).
  • the operating frequency band of the base station antenna is extended and each output terminal 164 of the phase shifter 100 is expanded.
  • 166, 168, 170, and 172 can reduce the loss deviation for each band.
  • the impedance of the phase shifter 100 is varied and the output stage (164, 166, 168, The difference in signal magnitude values at 170 and 172 may be minimized.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • the slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except that the second slot part 140b is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked, and the second slot described above.
  • the portion 140b may not be formed.
  • the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • the slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except that the first slot part 140a is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the second slot part 140b in which a plurality of second sub slots are stacked, and the first slot described above.
  • the portion 140a may not be formed.
  • the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • phase shifter according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except for the shape of the first slot part 140a and the shape of the second slot part 140b. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • the phase shifter 100 may include a fixed line 102, a plurality of transmission lines 104 and 106, a substrate 110, and a coupling variable ( 120).
  • the slot 140 is formed in the arc-shaped inner direction of the first slot portion 140a and the plurality of transmission lines 104 and 106 formed in an outer direction of the arc shape of the plurality of transmission lines 104 and 106.
  • the second slot portion 140b is included.
  • the slot 140 according to the present exemplary embodiment includes a first slot part 140a and a second slot part respectively formed as one slot. 140b.
  • the slot 140 according to the present exemplary embodiment may be formed of a first slot part 140a and a second slot part 140b each formed as one slot, and may have a structure suitable for low frequency bands (700hz to 100hz). .
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • the slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 6 and 7 except that the second slot part 140b is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the first slot portion 140a formed as one slot, and the second slot portion 140b described above. May not be formed.
  • the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
  • the slot according to the present embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 6 and 7 except that the first slot part 140a is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the second slot portion 140b formed as one slot, and the first slot portion 140a described above. May not be formed.
  • the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
  • the coupling variable 120 may vary the phase of the wireless signal by coupling and feeding the plurality of transmission lines 104 and 106 while rotating within the set angle range.
  • the coupling variable 120 is rotated clockwise in a state of being disposed at a reference position (center position of the coupling variable 120 of FIG. 10) (the coupling variable 120 of FIG. 6). ) Or rotate counterclockwise (left position of coupling variable 120 of FIG. 6).
  • the coupling variable 120 rotates clockwise
  • the beam emitted from the base station antenna tilts downward (eg, beam angle: 0 degrees ⁇ 10 degrees ⁇ 20 degrees ⁇ 30 degrees ⁇ 40 degrees .. )
  • the beam emitted from the base station antenna tilts upward when the coupling variable 120 is rotated counterclockwise (e.g., beam angle: 40 degrees ⁇ 30 degrees ⁇ 20 degrees ⁇ 10 degrees ⁇ 0 Can be ).
  • the coupling variable variable 120 is the first left slit 151 formed at a point spaced 35 to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line according to the rotation angle, the center of the transmission line A second left slit 152 formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees counterclockwise from the first left slit 152 formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees clockwise from a center of the transmission line. ) And the second right slit 154 formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, so that the operating frequency band of the base station antenna can be finely adjusted. I can adjust it.
  • the communication device 500 includes a base station antenna 300 and a phase shift module 400.
  • 11 is a perspective view illustrating a communication device and a base station antenna according to an embodiment of the present invention.
  • 12 is a perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is an exploded perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • 14 is a side view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
  • the base station antenna 300 may include a plurality of radiating elements 302, 304, 306, 308, 310, and each radiating element 302, 304, 306, 308, 310 may include a base station antenna. It is formed on the front of the 300 may emit a beam.
  • the base station antenna 300 has been described as having five radiating elements 302, 304, 306, 308, 310, but this is only an example and the radiating elements 302, 304, 306, 308, The number of 310 may be more or less than this.
  • phase shift module 400 illustrated in FIGS. 12 to 14 is formed on the rear surface of the base station antenna 300, and includes a plurality of phase shifters 100 and 200, a first gear 402, and a rod 404. rod).
  • the second gear 406, the support member 410, and the fixing member 412 may be included.
  • the phase shifters 100 and 200 perform the same functions as the phase shifters shown in FIGS. 1 to 6.
  • the phase shift module 400 may include a first phase shifter 100 and a second phase shifter 200.
  • the phase shift module 400 of the base station antenna 300 may be compared with when only one phase shifter is used. Performance can be improved.
  • the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 may be disposed in parallel with each other, and may be connected to the plurality of radiating elements 302, 304, 306, 308, and 310. Specifically, the first output terminal 164 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is connected to the first radiating element 302 of the base station antenna 300 through a cable (not shown).
  • the second output terminal 166 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is connected to the second radiating element 304 of the base station antenna 300 through a cable, and has a first phase.
  • the third output terminal 168 of the displacer 100 and the second phase shifter 200 is connected to the third radiating element 306 of the base station antenna 300 through a cable, the first phase shifter 100
  • a fourth output terminal 170 of the second phase shifter 200 is connected to the fourth radiating element 308 of the base station antenna 300 through a cable, and the first phase shifter 100 and the second phase shifter.
  • the fifth output terminal 172 of the crisis 200 may be connected to the fifth radiating element 310 of the base station antenna 300 through a cable.
  • the phase shifters 100 and 200 may adjust angles of beams emitted from the radiating elements 302, 304, 306, 308, and 310.
  • the area of the second phase shifter 200 (or the substrate area of the second phase shifter 200) is equal to the area of the first phase shifter 100 (or It may be larger than the substrate area of the first phase shifter 100, in which case the operator's convenience in the manufacturing process or handling process of the communication module 500 can be improved.
  • the first gear 402 is a gear disposed between the plurality of phase shifters 100 and 200 and may be connected to the coupling variable 120 of each phase shifter 100 and 200.
  • a fitting hole 102b and a feeding point 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and the rotation shaft may be formed in the fitting hole 102b. 408 may be accommodated.
  • the rotation shaft 408 may extend to the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200, respectively, and may be fixed to the fitting hole 102b.
  • the first gear 402 may rotate in conjunction with the second gear 406.
  • the first gear 402 is engaged with the second gear 406 as the second gear 406 rotates, thereby coupling the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200.
  • Each of the variables 102 can be rotated simultaneously within a set angle range.
  • the first gear 402 may be, for example, a spur gear and the second gear 406 may be, for example, a worm gear.
  • the area occupied by the first gear 402 and the second gear 406 is minimized to simplify the structure of the phase shift module 400, thereby facilitating the manufacture of the miniaturized phase shift module 400.
  • the gear ratio between the first gear 402 and the second gear 406 for example, the size (or number) of the protrusions (or teeth) of the first gear 402 and the protrusions of the second gear 406 ( Alternatively, the ratio of the size (or number) may be adjusted to more broadly or more finely adjust the phase shift width of the radio signal.
  • the first gear 402 and the second gear 406 are configured to be detachable and replaceable with the first gear 402 or the second gear 406 having projections of different sizes (or numbers). Do.
  • the rod 404 is a member manipulated by a user to rotate the coupling variable 102, and may extend in one direction from one side of the first gear 402.
  • the rod 404 may, for example, be in the shape of a rod and may serve as the axis of rotation of the second gear 406.
  • the user can rotate in a clockwise or counterclockwise direction while holding the rod 404 by hand, in which case the second gear 406 rotates with the rod 404.
  • the second gear 406 includes a hollow portion through which the rod 404 penetrates and engages with the first gear 402 while rotating with the rod 404.
  • the second gear 406 may be seated on the outer surface of the rod 404, and may rotate together with the rod 404 when the rod 404 rotates according to a user's manipulation.
  • the first gear 402 may rotate in conjunction with the second gear 406, and as the second gear 406 rotates, the first gear 402 meshes with the second gear 406 to form a first phase shifter.
  • Each of the coupling variable 102 of the 100 and the second phase shifter 200 may be simultaneously rotated within a set angle range.
  • the support member 410 is formed on the substrate of the second phase shifter 200 to support the rod 404.
  • the through member 410 may have a through hole 410a through which the rod 404 penetrates.
  • a plurality of support members 410 may be formed spaced apart from the substrate of the second phase shifter 200 by a predetermined interval. Accordingly, the rod 404 may pass through the through hole 410a and may be supported by the plurality of support members 410 to stably rotate.
  • the fixing member 412 fixes the coupling variable 120 of the first phase shifter 100 and the coupling variable 120 of the second phase shifter 200 to each other.
  • the fixing member 412 may be fixed to an end of the coupling variabler 120 of the first phase shifter 100 and an end of the coupling variabler 120 of the second phase shifter 200, respectively. Accordingly, the coupling variable 120 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is simultaneously rotated as the first gear 402 rotates.
  • the first gear 402, the rod 404, and the second gear 406 interoperate with each other, thereby providing a plurality of phase shifters 100 and 200. It can be integrated in an easy way.
  • the structure of the phase shift module 500 may be simplified to reduce the unit cost of the phase shift module 500, and the user may adjust the angle of the beam emitted from the base station antenna 300 in a simpler manner.
  • FIG. 15 is a graph illustrating loss variation for each band of output stages of a conventional phase shifter.
  • FIG. Figure 15 shows the loss variation for each band of the third output stage of the conventional phase shifter.
  • the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band is large.
  • FIG. 16 is a graph illustrating loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a band-specific loss variation of the third output terminal 168 of the phase shifters 100 and 200 according to the exemplary embodiments of the present invention.
  • the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band is significantly improved compared to FIG. 15.
  • the first slot portion (140a) is formed in each of the transmission lines (104, 106) of the low frequency band (700hz to 100hz) as one slot And a slot 140 including the second slot part 140b, and a plurality of first sub slots 140a and a plurality of second sub slots in which a plurality of first sub slots are stacked in a high frequency band (1700 hz to 2700 hz).
  • the slot 140 including the second slot part 104b in which the slots are stacked is formed. In other words, the width of the slot is reduced as it moves to the high frequency band, thereby reducing the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band, that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band.
  • the present invention by forming a plurality of arc-shaped slots in the transmission line, it is possible to extend the operating frequency band of the base station antenna and reduce the loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter.
  • the physical structure of the transmission line unlike the conventional phase shifter, it is possible to vary the impedance of the phase shifter and minimize the difference in signal magnitude values at the output stage.
  • a plurality of slits may be formed in at least a portion of each transmission line to finely adjust an operating frequency band of the base station antenna.
  • phase shifter 102 fixed line
  • first transmission line 106 second transmission line
  • 140b second slot portion 150, 120d: slit
  • base station antenna 302 first radiating element
  • phase shift module 402 first gear

Abstract

This phase shifter comprises: a fixed line having one end connected to an input terminal, to which a wireless signal is input, and the other end connected to one of a plurality of output terminals, to which the wireless signal is output, and having a coupling point formed between the one end and the other end; a plurality of transmission lines which are spaced apart from each other over the fixed line and formed in an arc shape and have both ends thereof respectively connected to the different output terminals; and a coupling changer which is formed at the coupling point and changes the phase of the wireless signal by subjecting each of the plurality of transmission lines to coupling feeding while rotating within a set angle range. The plurality of transmission lines each have a plurality of slits extending inwards from the outside of the transmission lines.

Description

위상 변위기 및 이를 포함하는 통신 장치Phase shifter and communication device including the same
본 발명은 위상 변위기 및 위상 변위기를 포함하는 통신 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기지국 안테나에서 방사되는 빔의 각도를 조절할 수 있는 위상 변위기 및 이를 포함하는 통신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a communication device including a phase shifter and a phase shifter, and more particularly, to a phase shifter capable of adjusting an angle of a beam emitted from a base station antenna and a communication device including the same.
통상의 이동통신 시스템에서는 지역별 또는 시간별로 사용자 접속 밀도가 변하는 등 통신환경이 가변적이며, 이러한 여러 상황들에 대응하여 최적의 서비스를 제공하기 위하여 사업자 측에서는 기지국 안테나의 빔 패턴 각도를 조절하여 유효 범위를 조정하는 네트워크 관리를 하고 있다. 소위 위상 변위기는 전력 분배 원리에 의해 무선 신호의 위상을 가변시켜 기지국 안테나에서 방사되는 빔의 각도를 조절하는 장치를 말한다.In a typical mobile communication system, the communication environment is variable such that the user connection density varies by region or time, and the operator side adjusts the beam pattern angle of the base station antenna to provide an optimal service in response to such various situations. Network management to coordinate. The so-called phase shifter refers to a device for adjusting the angle of the beam radiated from the base station antenna by varying the phase of the radio signal by the power distribution principle.
기지국 안테나에서 방사되는 빔은 위상 변위기에 의해 상향 틸트되거나 하향 틸트될 수 있으며, 서비스 사업자는 이를 이용하여 다양한 통신 환경에서 최적의 서비스를 제공할 수 있다.The beam radiated from the base station antenna may be tilted up or down by a phase shifter, and a service provider may use the same to provide an optimal service in various communication environments.
그러나, 종래의 위상 변위기의 경우, 커플링 가변기를 회전시키거나 커플링 가변기의 전력 분배비를 제어하여 무선 신호의 위상을 가변시켰으며, 전송 선로는 단순히 전력 전달의 역할만을 수행하는 데 그쳤다. 이에 따라, 종래에는 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차, 즉 저주파수 대역과 고주파수 대역 간의 전력 분배비 편차가 크게 나타나는 문제점이 있었다. 이 경우, 위상 변위기의 정교함이 떨어지게 되며 이로 인해 기지국 안테나의 성능 및 품질이 저하될 수 있다. 또한, 종래에는 전송 선로 자체를 변화시키는 데 물리적인 어려움이 있었으며, 이에 따라 원활한 신호 송수신이 가능한 대역폭을 확장시키는 데 한계가 있었다.However, in the case of the conventional phase shifter, the phase of the radio signal is varied by rotating the coupling variable or controlling the power distribution ratio of the coupling variable, and the transmission line merely plays a role of power transmission. Accordingly, in the related art, there is a problem in that a loss variation of each band at each output terminal of the phase shifter, that is, a power distribution ratio variation between the low frequency band and the high frequency band is large. In this case, the sophistication of the phase shifter is degraded, which may degrade the performance and quality of the base station antenna. In addition, in the prior art, there was a physical difficulty in changing the transmission line itself, and thus there was a limit in extending the bandwidth for smooth signal transmission and reception.
[선행기술문헌][Preceding technical literature]
[특허문헌][Patent Documents]
(특허문헌 0001) 한국공개특허공보 제10-2010-0045751 호(2010.05.04)(Patent Document 0001) Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0045751 (2010.05.04)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 각 출력단의 대역별 손실 편차를 최소화하는 위상 변위기를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of the present invention has been conceived in this respect, an object of the present invention is to provide a phase shifter to minimize the loss variation for each band of the output stage.
또한, 본 발명의 다른 목적은 각 출력단의 대역별 손실 편차를 최소화하는 위상 변위기를 포함하는 통신 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a communication device including a phase shifter for minimizing loss variation for each band of each output terminal.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 위상 변위기는 무선 신호가 입력되는 입력단에 일단이 연결되고, 상기 무선 신호가 출력되는 복수의 출력단 중 하나에 타단이 연결되며, 상기 일단과 상기 타단 사이에 커플링 포인트가 형성되는 고정 선로, 상기 고정 선로의 상측에서 상호 이격되어 형성되며, 호(arc) 형상으로 이루어져 양단이 서로 다른 출력단에 각각 연결되는 복수의 전송 선로 및 상기 커플링 포인트에 형성되며, 설정된 각도 범위 내에서 회전하면서 상기 복수의 전송 선로를 각각 커플링 급전시켜 상기 무선 신호의 위상을 가변시키는 커플링 가변기를 포함한다. 상기 복수의 전송 선로 각각에는 상기 전송 선로의 외부 방향에서 내부 방향으로 연장되는 복수개의 슬릿(slit)들이 형성된다.Phase shifter according to an embodiment for realizing the object of the present invention is connected to one end of the input terminal is a wireless signal is input, the other end is connected to one of the plurality of output terminals for outputting the wireless signal, A plurality of transmission lines and coupling points formed between the other end of the fixed line having a coupling point formed thereon, spaced apart from each other on the upper side of the fixed line, and having an arc shape, each end of which is connected to a different output end; And a coupling variabler configured to vary the phase of the wireless signal by coupling and feeding the plurality of transmission lines while rotating within a set angle range. Each of the plurality of transmission lines is formed with a plurality of slits extending in an inward direction from an outer direction of the transmission line.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 전송 선로 각각에는 상기 전송 선로의 연장 방향과 평행인 방향으로 연장되는 슬롯(slot) 이 더 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, each of the plurality of transmission lines may be further formed with a slot extending in a direction parallel to the extending direction of the transmission line.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬롯은상기 전송 선로의 호 형상의 외부 방향에 형성되는 제1 슬롯부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slot may include a first slot portion formed in the outer direction of the arc shape of the transmission line.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 슬롯부는 서로 소정 간격 이격되면서 적층 형성되는 복수개의 제1 서브 슬롯들을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first slot portion may include a plurality of first sub slots that are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬롯은 상기 전송 선로의 호 형상의 내부 방향에 형성되는 제2 슬롯부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slot may include a second slot portion formed in the inner direction of the arc shape of the transmission line.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 슬롯부는 서로 소정 간격 이격되면서 적층 형성되는 복수개의 제2 서브 슬롯들을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second slot portion may include a plurality of second sub slots which are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬릿은 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제1 좌슬릿, 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제2 좌슬릿, 상기 전송 선로의 가운데로부터 시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제1 우슬릿 및 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제2 우슬릿을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the slit is a first left slit formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, 15 degrees counterclockwise from the center of the transmission line A second left slit formed at a point spaced from 25 to 25 degrees, a first right slit formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees away from a center of the transmission line and a counterclockwise direction from a center of the transmission line 35 It may include a second right slit formed at a point spaced apart from 45 to 45 degrees.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 전송 선로는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로를 포함할 수 있다. 상기 커플링 가변기는, 상기 제1 전송 선로를 커플링 급전시키기 위한 제1 커플링 입력부 및 상기 제2 전송 선로를 커플링 급전시키기 위한 제2 커플링 입력부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of transmission lines may include a first transmission line and a second transmission line. The coupling variable may include a first coupling input unit for coupling feeding of the first transmission line and a second coupling input unit for coupling feeding of the second transmission line.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커플링 가변기에는 상기 커플링 가변기의 연장 방향을 따라 슬롯이 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coupling variable may be formed in the slot along the extending direction of the coupling variable.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 변위기는 상기 복수의 전송 선로에 안착되는 절연막을 더 포함할 수 있다. 상기 커플링 가변기는 상기 절연막에 안착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the phase shifter may further include an insulating film seated on the plurality of transmission lines. The coupling variable may be seated on the insulating layer.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 통신 장치는 상술한 하나 이상의 위상 변위기 및 상기 위상 변위기와 연결되는 복수 개의 방사 소자를 구비하는 기지국 안테나를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a communication device includes a base station antenna having one or more phase shifters and a plurality of radiating elements connected to the phase shifters.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수 개의 방사 소자는 상기 기지국 안테나의 전면에 형성될 수 있다. 상기 위상 변위기는 상기 기지국 안테나의 후면에 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of radiating elements may be formed on the front surface of the base station antenna. The phase shifter may be formed on the rear surface of the base station antenna.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전송 선로에 호 형상의 슬롯을 복수 개 형성함으로써, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 확장시키고 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 줄일 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래 위상 변위기와 달리 전송 선로의 물리적인 구조를 변화시킴으로써, 위상 변위기의 임피던스를 가변시키고 출력단에서의 신호 크기(magnitude) 값 차이를 최소화할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by forming a plurality of arc-shaped slots in the transmission line, it is possible to extend the operating frequency band of the base station antenna and reduce the loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter. In particular, according to embodiments of the present invention, by changing the physical structure of the transmission line, unlike the conventional phase shifter, it is possible to vary the impedance of the phase shifter and minimize the difference in signal magnitude values at the output stage.
또한, 각 전송 선로의 적어도 일부에는 복수개의 슬릿들을 형성하여 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 미세하게 조정할 수 있다.In addition, a plurality of slits may be formed in at least a portion of each transmission line to finely adjust an operating frequency band of the base station antenna.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.2 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 가변기를 나타내는 평면도이다.3 is a plan view illustrating a coupling variable according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.5 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기를 나타내는 평면도이다.6 is a plan view illustrating a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.7 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.8 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.9 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기의 커플링 가변기가 회전하는 과정을 나타내는 예시도이다.10 is an exemplary diagram illustrating a process of rotating a coupling variable of a phase shifter according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치 및 기지국 안테나를 나타내는 사시도이다.11 is a perspective view illustrating a communication device and a base station antenna according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 사시도이다.12 is a perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 분해 사시도이다.13 is an exploded perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 측면도이다.14 is a side view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
도 15는 종래 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 나타내는 그래프이다.FIG. 15 is a graph illustrating loss variation for each band of output stages of a conventional phase shifter. FIG.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 나타내는 그래프이다.FIG. 16 is a graph illustrating loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, the embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기를 나타내는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링 가변기를 나타내는 평면도이다.1 is a plan view showing a phase shifter according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view illustrating a coupling variable according to an embodiment of the present invention.
본 실시예들에서는, 설명의 편의상 기지국 안테나가 5개의 방사 소자를 구비하는 것으로 가정하며 위상 변위기(100)가 1개의 입력단(162)과 5개의 출력단(164, 166, 168, 170, 172)을 구비하는 것으로 가정한다. 이 경우, 제1 출력단(164)은 케이블을 통해 기지국 안테나의 제1 방사 소자와 연결되며, 제2 출력단(166)은 케이블을 통해 기지국 안테나의 제2 방사 소자와 연결되며, 제3 출력단(168)은 케이블을 통해 기지국 안테나의 제3 방사 소자와 연결되며, 제4 출력단(170)은 케이블을 통해 기지국 안테나의 제4 방사 소자와 연결되며, 제5 출력단(172)은 케이블을 통해 기지국 안테나의 제5 방사 소자와 연결될 수 있다. 이하에서는, 도 1, 도 2 및 도 9를 참조하여 위상 변위기(100)의 상세 구성에 대해 자세히 살펴보기로 한다.In the present embodiments, for convenience of description, it is assumed that the base station antenna includes five radiating elements, and the phase shifter 100 includes one input terminal 162 and five output terminals 164, 166, 168, 170, and 172. It is assumed to be provided. In this case, the first output terminal 164 is connected to the first radiating element of the base station antenna via a cable, the second output terminal 166 is connected to the second radiating element of the base station antenna via a cable, and the third output terminal 168. ) Is connected to the third radiating element of the base station antenna via a cable, and the fourth output terminal 170 is connected to the fourth radiating element of the base station antenna via a cable, and the fifth output end 172 is connected to the third radiating element of the base station antenna via a cable. It may be connected with the fifth radiating element. Hereinafter, a detailed configuration of the phase shifter 100 will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 9.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기(100)는 고정 선로(102), 복수의 전송 선로(104, 106), 기판(110) 및 커플링 가변기(120)를 포함한다.1 to 3, a phase shifter 100 according to an embodiment of the present invention may include a fixed line 102, a plurality of transmission lines 104 and 106, a substrate 110, and a coupling variable ( 120).
고정 선로(102)는 무선 신호가 입력되는 입력단(162)에 일단이 연결되고, 상기 무선 신호가 출력되는 복수의 출력단 중 하나, 예를 들어 제1 출력단(164)에 타단이 연결된다. 고정 선로(102)는 기판(110)에 형성될 수 있으며, 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 선로(102)는 복수 개의 직선부 및 곡선부의 조합으로 이루어질 수 있으며, 각 직선부 중 적어도 하나는 서로 다른 두께를 갖거나 서로 다른 방향으로 연장 형성될 수 있다.The fixed line 102 has one end connected to an input terminal 162 through which a wireless signal is input, and the other end is connected to one of a plurality of output terminals from which the wireless signal is output, for example, the first output terminal 164. The fixed line 102 may be formed on the substrate 110 and may be made of a conductive material. In addition, as shown in FIG. 1, the fixed line 102 may be formed of a combination of a plurality of straight portions and curved portions, and at least one of each of the straight portions may have a different thickness or extend in different directions. have.
또한, 고정 선로(102)의 일단과 타단 사이에는 커플링 포인트(102a)가 형성될 수 있다. 후술할 바와 같이, 커플링 가변기(120)는 커플링 포인트(102a)에 형성될 수 있으며, 설정된 각도 범위(예를 들어, 45도 내지 180도의 범위) 내에서 회전하면서 복수의 전송 선로(104, 106) 각각을 커플링 급전시킬 수 있다. 이 경우, 커플링 가변기(120)의 현재 위치로부터 대응되는 방사 소자까지의 전기적 길이가 변경되어 무선 신호의 위상이 가변될 수 있다. 이때, 커플링 포인트(102a) 및 커플링 가변기(120)에는 소정 크기의 끼움홀(102b) 및 급전점(120a)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 끼움홀(102b)에는 회전축(미도시)이 끼워져 커플링 가변기(120)를 회전시킬 수 있다.In addition, a coupling point 102a may be formed between one end and the other end of the fixed line 102. As will be described later, the coupling variable 120 may be formed at the coupling point 102a, and the plurality of transmission lines 104 while rotating within a set angle range (for example, in the range of 45 to 180 degrees). 106) may be coupled to each other. In this case, the electrical length from the current position of the coupling variable 120 to the corresponding radiating element may be changed so that the phase of the wireless signal may be varied. In this case, fitting holes 102b and feeding points 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and a rotating shaft (not shown) may be formed in the fitting hole 102b. This can be inserted to rotate the coupling variable 120.
전송 선로(104, 106)는 무선 신호를 출력단으로 전달하는 선로로서, 예를 들어 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)를 포함할 수 있다. 다만, 전송 선로(104, 106)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 전송 선로(104, 106)의 개수는 출력단(164, 166, 168, 170, 172)의 개수 또는 기지국 안테나에 구비되는 방사 소자의 개수에 따라 달라질 수 있다.The transmission lines 104 and 106 are lines for transmitting a radio signal to an output terminal, and may include, for example, a first transmission line 104 and a second transmission line 106. However, the number of transmission lines 104 and 106 is not limited thereto, and the number of transmission lines 104 and 106 may include the number of output terminals 164, 166, 168, 170, and 172 or the radiating elements provided in the base station antenna. It may vary depending on the number of.
제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 기판(110)에 형성될 수 있으며, 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 고정 선로(102)의 상측에서 상호 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 호(arc) 형상으로 이루어져 양단이 서로 다른 출력단에 각각 연결될 수 있다. 일 예시로서, 제1 전송 선로(104)는 일단이 제2 출력단(166)에 연결되고 타단이 제3 출력단(168)에 연결될 수 있으며, 제2 전송 선로(106)는 일단이 제4 출력단(170)에 연결되고 타단이 제5 출력단(172)에 연결될 수 있다.The first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed on the substrate 110 and may be made of a conductive material. In this case, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed spaced apart from each other on the upper side of the fixed line (102). In addition, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may be formed in an arc shape and both ends may be connected to different output terminals, respectively. As an example, one end of the first transmission line 104 may be connected to the second output terminal 166 and the other end of the first transmission line 104 may be connected to the third output terminal 168. 170, and the other end thereof may be connected to the fifth output terminal 172.
또한, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106) 각각에는 전송 선로(104, 106)의 연장 방향을 따라 호 형상의 슬롯(140, slot)이 복수 개 형성될 수 있다. 슬롯(140)은 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 확장시키고 위상 변위기(100)의 각 출력단(164, 166, 168, 170, 172)의 대역별 손실 편차를 줄이기 위한 것으로 각 전송 선로(104, 106)에 복수 개 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 슬롯(140)은 각 전송 선로(104, 106)에 일 방향으로 소정 간격 이격되어 적층될 수 있다. 이때, 각 전송 선로(104, 106)는 복수 개의 제1 서브 슬롯들이 적층 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 복수 개의 제2 서브 슬롯이 적층 형성되는 제2 슬롯부(104b)를 포함할 수 있다. 일 예시로서, 제1 슬롯부(140a)는 3개의 제1 서브 슬롯들을 포함하며, 제2 슬롯부(140b)는 3개의 제2 서브 슬롯들을 포함할 수 있다.In addition, a plurality of arc-shaped slots 140 may be formed in each of the first transmission line 104 and the second transmission line 106 along the extending direction of the transmission lines 104 and 106. Slot 140 is to extend the operating frequency band of the base station antenna and to reduce the loss deviation for each band of the output stage (164, 166, 168, 170, 172) of the phase shifter 100, each transmission line (104, 106) It may be formed in plural. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the plurality of slots 140 may be stacked on the transmission lines 104 and 106 at predetermined intervals in one direction. In this case, each of the transmission lines 104 and 106 may include a first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked and a second slot part 104b in which a plurality of second sub slots are stacked. have. As an example, the first slot part 140a may include three first sub slots, and the second slot part 140b may include three second sub slots.
또한, 제2 슬롯부(140b)는 제1 슬롯부(140a)와 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 다만, 도 1 및 도 2에 도시된 각 전송 선로(104, 106)별 슬롯(140)의 개수, 두께, 크기, 길이 등은 기지국 안테나에서 송수신하고자 하는 신호의 주파수 대역에 따라 달라질 수 있다.In addition, the second slot part 140b may be formed to be spaced apart from the first slot part 140a by a predetermined interval. However, the number, thickness, size, length, and the like of the slots 140 for each transmission line 104 and 106 shown in FIGS. 1 and 2 may vary depending on the frequency band of a signal to be transmitted and received by the base station antenna.
본 실시예에 따른 슬롯(140)은 복수 개의 제1 서브 슬롯들이 적층 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 복수 개의 제2 서브 슬롯이 적층 형성되는 제2 슬롯부(104b)를 포함하여, 고주파 대역(1700hz 내지 2700hz)에 적합한 구조로 형성될 수 있다.The slot 140 according to the present exemplary embodiment includes a first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked and a second slot part 104b in which a plurality of second sub slots are stacked. It can be formed in a structure suitable for the band (1700hz to 2700hz).
또한, 각 전송 선로(104, 106)의 적어도 일부에는 복수개의 슬릿(150, slit)이 형성될 수 있다. 상기 슬릿(150)은 전송 선로의 외부 방향에서 내부 방향으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 상기 슬릿(150)은 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제1 좌슬릿(151), 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제2 좌슬릿(152), 상기 전송 선로의 가운데로부터 시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제1 우슬릿(153) 및 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제2 우슬릿(154)을 포함할 수 있다. 상기 슬릿(150)은 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 미세하게 조정하기 위한 것으로, 각 전송 선로(104, 106)의 적어도 일부에 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)에는 4개의 슬릿(150)이 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 슬릿(150)은 예를 들어, 슬롯(140)의 연장 방향과 소정 각도(예를 들어, 80도 내지 100도)를 이루면서 소정 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 여기서, 소정 두께는 예를 들어, 제1 슬롯부(140a)(또는 제2 슬롯부(140b))에 포함되는 복수 개의 슬롯들의 적층 두께(T)(즉, 상기 복수 개의 슬롯들의 두께 및 상기 복수 개의 슬롯들 간의 이격 거리를 포함하는 길이에 해당)일 수 있다. 이 경우, 위상 변위기(100)의 각 출력단(164, 166, 168, 170, 172)의 대역별 손실 편차의 감소 효과가 극대화될 수 있다.In addition, a plurality of slits 150 and slit may be formed in at least a portion of each transmission line 104 or 106. The slit 150 may have a structure extending from the outer direction of the transmission line in the inner direction. The slit 150 is a first left slit 151 formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, 15 degrees to 25 degrees counterclockwise from the center of the transmission line A second left slit 152 formed at a spaced point, a first right slit 153 formed at a point 15 to 25 degrees clockwise from a center of the transmission line, and a counter clock from a center of the transmission line It may include a second right slit 154 formed at a point spaced 35 to 45 degrees in the direction. The slit 150 is for finely adjusting the operating frequency band of the base station antenna, and may be formed on at least a portion of each transmission line 104, 106. As illustrated in FIGS. 1 and 2, four slits 150 may be formed in the first transmission line 104 and the second transmission line 106 at predetermined intervals. In this case, the slit 150 may be formed to have a predetermined thickness, for example, at a predetermined angle (for example, 80 degrees to 100 degrees) with the extending direction of the slot 140. Here, the predetermined thickness is, for example, the stacking thickness T of the plurality of slots included in the first slot portion 140a (or the second slot portion 140b) (that is, the thickness of the plurality of slots and the plurality of slots). Corresponding to a length including a distance between the two slots). In this case, a reduction effect of the band-specific loss variation of each output terminal 164, 166, 168, 170, and 172 of the phase shifter 100 may be maximized.
본 실시예에서는 슬릿(150)이 네 개의 슬릿으로 구성되는 구조를 예를들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 슬릿들의 개수는 필요에 따라 다양한 개수로 구성될 수 있다.In this embodiment, the slits 150 have been described by way of example in which four slits are constructed. However, the present invention is not limited thereto, and the number of slits may be configured in various numbers as necessary.
기판(110)은 고정 선로(102) 및 전송 선로(104, 106)가 형성되는 판으로, 예를 들어 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다.The substrate 110 is a plate on which the fixed line 102 and the transmission lines 104 and 106 are formed, and may be, for example, a printed circuit board (PCB).
커플링 가변기(120)는 설정된 각도 범위 내에서 회전하면서 복수의 전송 선로(104, 106)를 각각 커플링 급전시켜 무선 신호의 위상을 가변시킨다. 상술한 바와 같이, 커플링 가변기(120)는 커플링 포인트(102a)에 형성되어 설정된 각도 범위 내에서 회전할 수 있다. 이때, 커플링 포인트(102a) 및 커플링 가변기(120)에는 소정 크기의 끼움홀(102b) 및 급전점(120a)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 끼움홀(102b)에는 회전축이 끼워져 커플링 가변기(120)를 회전시킬 수 있다.Coupling variable 120 is coupled to feed the plurality of transmission lines (104, 106) while rotating within a set angle range to vary the phase of the radio signal. As described above, the coupling variable 120 may be formed at the coupling point 102a to rotate within a set angle range. In this case, fitting holes 102b and feeding points 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and a rotation shaft may be inserted in the fitting hole 102b to couple the coupling points 102a and the coupling variable 102. The variable adjuster 120 may be rotated.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 커플링 가변기(120)는 제1 커플링 입력부(120b) 및 제2 커플링 입력부(120c)를 포함할 수 있다. 제1 커플링 입력부(120b) 및 제2 커플링 입력부(120c)는 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 제1 커플링 입력부(120b)는 제1 전송 선로(104)를 커플링 급전시킬 수 있으며, 제2 커플링 입력부(120c)는 제2 전송 선로(106)를 커플링 급전시킬 수 있다. 이를 위해, 제1 커플링 입력부(120b)는 제1 전송 선로(104)에 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 제2 커플링 입력부(120c)는 제1 커플링 입력부(120b)와 소정 간격 이격되어 제2 전송 선로(106)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 제1 커플링 입력부(120b) 및 제2 커플링 입력부(120c)에 의한 전력 분배는 하나의 커플링 입력부에 의해 전력 분배를 하는 것과 비교하여 기지국 안테나의 동작 주파수 대역이 증대되는 효과를 가져온다.In addition, as illustrated in FIG. 3, the coupling variable 120 may include a first coupling input unit 120b and a second coupling input unit 120c. The first coupling input unit 120b and the second coupling input unit 120c may be made of a conductive material. The first coupling input unit 120b may couple and feed the first transmission line 104, and the second coupling input unit 120c may couple and feed the second transmission line 106. To this end, the first coupling input unit 120b may be disposed at a position corresponding to the first transmission line 104, and the second coupling input unit 120c may be spaced apart from the first coupling input unit 120b by a predetermined distance. And may be disposed at a position corresponding to the second transmission line 106. The power distribution by the first coupling input unit 120b and the second coupling input unit 120c has the effect of increasing the operating frequency band of the base station antenna as compared with the power distribution by one coupling input unit.
또한, 커플링 가변기(120)는 위상 변위기(100)의 상측, 즉 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106) 측으로 연장 형성될 수 있으며, 커플링 가변기(120)에는 커플링 가변기(120)의 연장 방향을 따라 슬롯(120d)이 형성될 수 있다. 상기 슬롯(120d)은 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 확장시키는 역할을 수행한다.In addition, the coupling variabler 120 may extend to the upper side of the phase shifter 100, that is, the first transmission line 104 and the second transmission line 106. The slot 120d may be formed along the extending direction of the coupling variable 120. The slot 120d serves to extend the operating frequency band of the base station antenna.
또한, 도면에서 도시하지는 않았으나 각 전송 선로(104, 106)에는 절연막(미도시)이 형성될 수 있으며, 커플링 가변기(120)는 상기 절연막에 안착될 수 있다. 이로 인해, 커플링 가변기(120)로 인해 전송 선로(104, 106)가 단락되는 것을 방지할 수 있으며 커플링 가변기(120)의 회전에 의한 위상 변위가 지연되는 현상을 방지할 수 있다. 상기 절연막은 PIMD(Passive Inter Modulation Distortion) 성능에서 불요파를 방지하는 역할을 수행한다.In addition, although not shown in the drawings, an insulating film (not shown) may be formed on each of the transmission lines 104 and 106, and the coupling variable 120 may be seated on the insulating film. As a result, it is possible to prevent the transmission lines 104 and 106 from being short-circuited due to the coupling variable 120, and to prevent a phenomenon in which phase shift due to rotation of the coupling variable 120 is delayed. The insulating layer serves to prevent unwanted waves in the performance of passive inter modulation modulation (PIMD).
접지홀(130)은 입력단(162) 및 각 출력단(164, 166, 168, 170, 172)에 연결되는 케이블의 접지를 최대한 안정적으로 하기 위한 구성으로서, 상기 접지홀(130)로 인해 접지 면적이 확대됨으로써 무선 신호의 전력이 각 전송 선로(104, 106)에 안정적으로 전달될 수 있다.The ground hole 130 is a configuration for stably grounding the cables connected to the input terminal 162 and the output terminals 164, 166, 168, 170, and 172 as much as possible, and the ground area is reduced due to the ground hole 130. By enlarging, the power of the radio signal can be stably transmitted to each transmission line (104, 106).
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전송 선로(104, 106)에 호 형상의 슬롯을 복수 개 형성함으로써, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 확장시키고 위상 변위기(100)의 각 출력단(164, 166, 168, 170, 172)의 대역별 손실편차를 줄일 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래 위상 변위기와 달리 전송 선로(104, 106)의 물리적인 구조를 변화시킴으로써, 위상 변위기(100)의 임피던스를 가변시키고 출력단(164, 166, 168, 170, 172)에서의 신호 크기(magnitude) 값 차이를 최소화할 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, by forming a plurality of arc-shaped slots in the transmission lines 104 and 106, the operating frequency band of the base station antenna is extended and each output terminal 164 of the phase shifter 100 is expanded. , 166, 168, 170, and 172 can reduce the loss deviation for each band. In particular, according to embodiments of the present invention, unlike the conventional phase shifter by changing the physical structure of the transmission line (104, 106), the impedance of the phase shifter 100 is varied and the output stage (164, 166, 168, The difference in signal magnitude values at 170 and 172 may be minimized.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.4 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 슬롯은 제2 슬롯부(140b)가 형성되지 않는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명했던 슬롯과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략하도록 한다.The slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except that the second slot part 140b is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 4를 참조하면, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 복수 개의 제1 서브 슬롯들이 적층 형성되는 제1 슬롯부(140a)만을 포함할 수 있으며, 상술한 제2 슬롯부(140b)는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역이 미세하게 달라질 수 있다.Referring to FIG. 4, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the first slot part 140a in which a plurality of first sub slots are stacked, and the second slot described above. The portion 140b may not be formed. In this case, the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.5 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 슬롯은 제1 슬롯부(140a)가 형성되지 않는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명했던 슬롯과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략하도록 한다.The slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except that the first slot part 140a is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 5를 참조하면, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 복수 개의 제2 서브 슬롯들이 적층 형성되는 제2 슬롯부(140b)만을 포함할 수 있으며, 상술한 제1 슬롯부(140a)는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역이 미세하게 달라질 수 있다.Referring to FIG. 5, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the second slot part 140b in which a plurality of second sub slots are stacked, and the first slot described above. The portion 140a may not be formed. In this case, the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기를 나타내는 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.6 is a plan view illustrating a phase shifter according to an embodiment of the present invention. 7 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 위상 변위기는 제1 슬롯부(140a)의 형상 및 제2 슬롯부(140b)의 형상을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명했던 슬롯과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략하도록 한다.The phase shifter according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 1 and 2 except for the shape of the first slot part 140a and the shape of the second slot part 140b. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기(100)는 고정 선로(102), 복수의 전송 선로(104, 106), 기판(110) 및 커플링 가변기(120)를 포함한다.6 and 7, the phase shifter 100 according to an embodiment of the present invention may include a fixed line 102, a plurality of transmission lines 104 and 106, a substrate 110, and a coupling variable ( 120).
상기 슬롯(140)은 복수의 전송 선로(104, 106)의 호 형상의 외부 방향에 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 복수의 전송 선로(104, 106)의 호 형상의 내부 방향에 형성되는 제2 슬롯부(140b)를 포함한다.The slot 140 is formed in the arc-shaped inner direction of the first slot portion 140a and the plurality of transmission lines 104 and 106 formed in an outer direction of the arc shape of the plurality of transmission lines 104 and 106. The second slot portion 140b is included.
본 실시예에 따른 슬롯(140)은 복수 개의 서브 슬롯들이 적층 형성되는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 달리, 각각 하나의 슬롯으로 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 제2 슬롯부(140b)를 포함한다. 본 실시예에 따른 슬롯(140)은 각각 하나의 슬롯으로 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 제2 슬롯부(140b)로 구성되어 저주파 대역(700hz 내지 100hz)에 적합한 구조로 형성될 수 있다.Unlike the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2, in which a plurality of sub slots are stacked, the slot 140 according to the present exemplary embodiment includes a first slot part 140a and a second slot part respectively formed as one slot. 140b. The slot 140 according to the present exemplary embodiment may be formed of a first slot part 140a and a second slot part 140b each formed as one slot, and may have a structure suitable for low frequency bands (700hz to 100hz). .
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.8 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 슬롯은 제2 슬롯부(140b)가 형성되지 않는 것을 제외하고는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명했던 슬롯과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략하도록 한다.The slot according to the present exemplary embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 6 and 7 except that the second slot part 140b is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 8을 참조하면, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 하나의 슬롯으로 형성되는 제1 슬롯부(140a)만을 포함할 수 있으며, 상술한 제2 슬롯부(140b)는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역이 미세하게 달라질 수 있다.Referring to FIG. 8, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the first slot portion 140a formed as one slot, and the second slot portion 140b described above. May not be formed. In this case, the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯을 나타내는 평면도이다.9 is a plan view illustrating a slot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 슬롯은 제1 슬롯부(140a)가 형성되지 않는 것을 제외하고는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명했던 슬롯과 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략하도록 한다.The slot according to the present embodiment is substantially the same as the slot described with reference to FIGS. 6 and 7 except that the first slot part 140a is not formed. Therefore, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 9를 참조하면, 제1 전송 선로(104) 및 제2 전송 선로(106)는 하나의 슬롯으로 형성되는 제2 슬롯부(140b)만을 포함할 수 있으며, 상술한 제1 슬롯부(140a)는 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역이 미세하게 달라질 수 있다.Referring to FIG. 9, the first transmission line 104 and the second transmission line 106 may include only the second slot portion 140b formed as one slot, and the first slot portion 140a described above. May not be formed. In this case, the operating frequency band of the base station antenna may vary slightly.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기(100)의 커플링 가변기(120)가 회전하는 과정을 나타낸 예시도이다. 상술한 바와 같이, 커플링 가변기(120)는 설정된 각도 범위 내에서 회전하면서 복수의 전송 선로(104, 106)를 각각 커플링 급전시켜 무선 신호의 위상을 가변시킬 수 있다.10 is an exemplary diagram illustrating a process of rotating the coupling variable 120 of the phase shifter 100 according to an embodiment of the present invention. As described above, the coupling variable 120 may vary the phase of the wireless signal by coupling and feeding the plurality of transmission lines 104 and 106 while rotating within the set angle range.
도 10을 참조하면, 커플링 가변기(120)는 기준 위치(도 10의 커플링 가변기(120)의 가운데 위치)에 배치된 상태에서 시계 방향으로 회전(도 6의 커플링 가변기(120)의 오른쪽 위치)하거나 반시계 방향으로 회전(도 6의 커플링 가변기(120)의 왼쪽 위치)할 수 있다. 커플링 가변기(120)가 시계 방향으로 회전하는 경우 기지국 안테나에서 방사되는 빔이 하향 틸트(tilt)(예를 들어, 빔 각도: 0도 →10도 → 20도 → 30도 → 40도... )되며, 커플링 가변기(120)가 반시계 방향으로 회전하는 경우 기지국 안테나에서 방사되는 빔이 상향 틸트)(예를 들어, 빔 각도: 40도 → 30도 → 20도 → 10도 → 0도... )될 수 있다.Referring to FIG. 10, the coupling variable 120 is rotated clockwise in a state of being disposed at a reference position (center position of the coupling variable 120 of FIG. 10) (the coupling variable 120 of FIG. 6). ) Or rotate counterclockwise (left position of coupling variable 120 of FIG. 6). When the coupling variable 120 rotates clockwise, the beam emitted from the base station antenna tilts downward (eg, beam angle: 0 degrees → 10 degrees → 20 degrees → 30 degrees → 40 degrees .. ), The beam emitted from the base station antenna tilts upward when the coupling variable 120 is rotated counterclockwise (e.g., beam angle: 40 degrees → 30 degrees → 20 degrees → 10 degrees → 0 Can be ...).
이때, 상기 커플링 가변기(120)는 회전하는 각도에 따라 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제1 좌슬릿(151), 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제2 좌슬릿(152), 상기 전송 선로의 가운데로부터 시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제1 우슬릿(153) 및 상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제2 우슬릿(154) 중 하나와 중첩할 수 있으며, 이에 따라, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 미세하게 조정할 수 있다.At this time, the coupling variable variable 120 is the first left slit 151 formed at a point spaced 35 to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line according to the rotation angle, the center of the transmission line A second left slit 152 formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees counterclockwise from the first left slit 152 formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees clockwise from a center of the transmission line. ) And the second right slit 154 formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line, so that the operating frequency band of the base station antenna can be finely adjusted. I can adjust it.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(500)를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(500)는 기지국 안테나(300) 및 위상 변위 모듈(400)을 포함한다.11 to 14 illustrate a communication device 500 according to an embodiment of the present invention. The communication device 500 according to an embodiment of the present invention includes a base station antenna 300 and a phase shift module 400.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치 및 기지국 안테나를 나타내는 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 사시도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 분해 사시도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위 모듈을 나타내는 측면도이다.11 is a perspective view illustrating a communication device and a base station antenna according to an embodiment of the present invention. 12 is a perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention. 13 is an exploded perspective view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention. 14 is a side view illustrating a phase shift module according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 기지국 안테나(300)는 복수 개의 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)를 구비할 수 있으며, 각 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)는 기지국 안테나(300)의 전면에 형성되어 빔을 방사할 수 있다. 여기서는, 설명의 편의상 기지국 안테나(300)가 5개의 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 예시에 불과하며 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)의 개수는 이보다 많거나 적을 수 있다.Referring to FIG. 11, the base station antenna 300 may include a plurality of radiating elements 302, 304, 306, 308, 310, and each radiating element 302, 304, 306, 308, 310 may include a base station antenna. It is formed on the front of the 300 may emit a beam. Here, for convenience of description, the base station antenna 300 has been described as having five radiating elements 302, 304, 306, 308, 310, but this is only an example and the radiating elements 302, 304, 306, 308, The number of 310 may be more or less than this.
또한, 도 12 내지 도 14에 도시된 위상 변위 모듈(400)은 기지국 안테나(300)의 후면에 형성되며, 복수의 위상 변위기(100, 200), 제1 기어(402), 로드(404, rod). 제2 기어(406), 지지 부재(410) 및 고정 부재(412)를 포함할 수 있다.In addition, the phase shift module 400 illustrated in FIGS. 12 to 14 is formed on the rear surface of the base station antenna 300, and includes a plurality of phase shifters 100 and 200, a first gear 402, and a rod 404. rod). The second gear 406, the support member 410, and the fixing member 412 may be included.
위상 변위기(100, 200)는 도 1 내지 도 6에 도시된 위상 변위기와 동일한 기능을 수행한다. 위상 변위 모듈(400)은 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)를 포함할 수 있으며, 이 경우 하나의 위상 변위기만을 사용하였을 때와 비교하여 기지국 안테나(300)의 성능이 개선될 수 있다. 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)는 상호 평행하게 배치될 수 있으며, 복수 개의 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 제1 출력단(164)은 케이블(미도시)을 통해 기지국 안테나(300)의 제1 방사 소자(302)와 연결되며, 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 제2 출력단(166)은 케이블을 통해 기지국 안테나(300)의 제2 방사 소자(304)와 연결되며, 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 제3 출력단(168)은 케이블을 통해 기지국 안테나(300)의 제3 방사 소자(306)와 연결되며, 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 제4 출력단(170)은 케이블을 통해 기지국 안테나(300)의 제4 방사 소자(308)와 연결되며, 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 제5 출력단(172)은 케이블을 통해 기지국 안테나(300)의 제5 방사 소자(310)와 연결될 수 있다. 이때, 위상 변위기(100, 200)는 각 방사 소자(302, 304, 306, 308, 310)에서 방사되는 빔의 각도를 조절할 수 있다.The phase shifters 100 and 200 perform the same functions as the phase shifters shown in FIGS. 1 to 6. The phase shift module 400 may include a first phase shifter 100 and a second phase shifter 200. In this case, the phase shift module 400 of the base station antenna 300 may be compared with when only one phase shifter is used. Performance can be improved. The first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 may be disposed in parallel with each other, and may be connected to the plurality of radiating elements 302, 304, 306, 308, and 310. Specifically, the first output terminal 164 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is connected to the first radiating element 302 of the base station antenna 300 through a cable (not shown). The second output terminal 166 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is connected to the second radiating element 304 of the base station antenna 300 through a cable, and has a first phase. The third output terminal 168 of the displacer 100 and the second phase shifter 200 is connected to the third radiating element 306 of the base station antenna 300 through a cable, the first phase shifter 100 And a fourth output terminal 170 of the second phase shifter 200 is connected to the fourth radiating element 308 of the base station antenna 300 through a cable, and the first phase shifter 100 and the second phase shifter. The fifth output terminal 172 of the crisis 200 may be connected to the fifth radiating element 310 of the base station antenna 300 through a cable. In this case, the phase shifters 100 and 200 may adjust angles of beams emitted from the radiating elements 302, 304, 306, 308, and 310.
또한, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 위상 변위기(200)의 면적(또는 제2 위상 변위기(200)의 기판 면적)은 제1 위상 변위기(100)의 면적(또는 제1 위상 변위기(100)의 기판 면적)보다 클 수 있으며, 이 경우 통신 모듈(500)의 제작 과정 또는 취급 과정에서 작업자의 작업 편의성이 향상될 수 있다.12 to 14, the area of the second phase shifter 200 (or the substrate area of the second phase shifter 200) is equal to the area of the first phase shifter 100 (or It may be larger than the substrate area of the first phase shifter 100, in which case the operator's convenience in the manufacturing process or handling process of the communication module 500 can be improved.
제1 기어(402)는 복수의 위상 변위기(100, 200) 사이에 배치되는 기어로서, 각 위상 변위기(100, 200)의 커플링 가변기(120)와 연결될 수 있다. 상술한 바와 같이, 커플링 포인트(102a) 및 커플링 가변기(120)에는 소정 크기의 끼움홀(102b) 및 급전점(120a)이 각각 형성될 수 있으며, 상기 끼움홀(102b)에는 회전축(408)이 수용될 수 있다. 상기 회전축(408)은 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200) 측으로 각각 연장 형성되어 상기 끼움홀(102b)에 고정될 수 있다. 또한, 제1 기어(402)는 제2 기어(406)와 연동하여 회전 운동할 수 있다. 구체적으로, 제1 기어(402)는 제2 기어(406)가 회전함에 따라 상기 제2 기어(406)와 치합되어 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 커플링 가변기(102) 각각을 설정된 각도 범위 내에서 동시에 회전시킬 수 있다.The first gear 402 is a gear disposed between the plurality of phase shifters 100 and 200 and may be connected to the coupling variable 120 of each phase shifter 100 and 200. As described above, a fitting hole 102b and a feeding point 120a having a predetermined size may be formed in the coupling point 102a and the coupling variable 120, respectively, and the rotation shaft may be formed in the fitting hole 102b. 408 may be accommodated. The rotation shaft 408 may extend to the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200, respectively, and may be fixed to the fitting hole 102b. In addition, the first gear 402 may rotate in conjunction with the second gear 406. In detail, the first gear 402 is engaged with the second gear 406 as the second gear 406 rotates, thereby coupling the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200. Each of the variables 102 can be rotated simultaneously within a set angle range.
한편, 상기 제1 기어(402)는 예를 들어, 평기어일 수 있으며 제2 기어(406)는 예를 들어, 웜기어(worm gear)일 수 있다. 이 경우, 제1 기어(402) 및 제2 기어(406)가 차지하는 면적이 최소화되어 위상 변위 모듈(400)의 구조가 단순해지며, 이로 인해 소형화된 위상 변위 모듈(400)을 제작하는 데 용이해진다. 또한, 제1 기어(402)와 제2 기어(406) 간의 기어 비율, 예를 들어 제1 기어(402)의 돌기(또는 이)의 크기(또는 개수)와 제2 기어(406)의 돌기(또는 이)의 크기(또는 개수)의 비를 조절하여 무선 신호의 위상 변위폭을 좀 더 광범위하게 또는 좀 더 미세하게 조절할 수 있다. 이를 위해, 제1 기어(402) 및 제2 기어(406)는 착탈 가능하도록 구성되며, 서로 다른 크기(또는 개수)의 돌기를 갖는 제1 기어(402) 또는 제2 기어(406)로 교체 가능하다.Meanwhile, the first gear 402 may be, for example, a spur gear and the second gear 406 may be, for example, a worm gear. In this case, the area occupied by the first gear 402 and the second gear 406 is minimized to simplify the structure of the phase shift module 400, thereby facilitating the manufacture of the miniaturized phase shift module 400. Become. In addition, the gear ratio between the first gear 402 and the second gear 406, for example, the size (or number) of the protrusions (or teeth) of the first gear 402 and the protrusions of the second gear 406 ( Alternatively, the ratio of the size (or number) may be adjusted to more broadly or more finely adjust the phase shift width of the radio signal. To this end, the first gear 402 and the second gear 406 are configured to be detachable and replaceable with the first gear 402 or the second gear 406 having projections of different sizes (or numbers). Do.
로드(404)는 커플링 가변기(102)를 회전시키기 위해 사용자가 조작하는 부재로서, 제1 기어(402)의 일측에서 일 방향으로 연장 형성될 수 있다. 로드(404)는 예를 들어, 막대 형상으로 이루어질 수 있으며, 제2 기어(406)의 회전축으로서 기능할 수 있다. 사용자는 손으로 로드(404)를 잡은 채 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있으며, 이 경우 제2 기어(406)가 로드(404)와 함께 회전 운동하게 된다.The rod 404 is a member manipulated by a user to rotate the coupling variable 102, and may extend in one direction from one side of the first gear 402. The rod 404 may, for example, be in the shape of a rod and may serve as the axis of rotation of the second gear 406. The user can rotate in a clockwise or counterclockwise direction while holding the rod 404 by hand, in which case the second gear 406 rotates with the rod 404.
제2 기어(406)는 로드(404)가 관통하는 중공부를 포함하고, 로드(404)와 함께 회전하면서 제1 기어(402)와 치합된다. 제2 기어(406)는 로드(404)의 외면에 안착되며, 사용자의 조작에 따라 로드(404)가 회전하는 경우 상기 로드(404)와 함께 회전 운동할 수 있다. 이 경우, 제1 기어(402)는 제2 기어(406)와 연동하여 회전 운동할 수 있으며, 제2 기어(406)가 회전함에 따라 상기 제2 기어(406)와 치합되어 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 커플링 가변기(102) 각각을 설정된 각도 범위 내에서 동시에 회전시킬 수 있다.The second gear 406 includes a hollow portion through which the rod 404 penetrates and engages with the first gear 402 while rotating with the rod 404. The second gear 406 may be seated on the outer surface of the rod 404, and may rotate together with the rod 404 when the rod 404 rotates according to a user's manipulation. In this case, the first gear 402 may rotate in conjunction with the second gear 406, and as the second gear 406 rotates, the first gear 402 meshes with the second gear 406 to form a first phase shifter. Each of the coupling variable 102 of the 100 and the second phase shifter 200 may be simultaneously rotated within a set angle range.
지지 부재(410)는 제2 위상 변위기(200)의 기판에 형성되어 로드(404)를 지지한다. 이때, 지지 부재(410)에는 로드(404)가 관통하기 위한 관통홀(410a)이 형성될 수 있다. 또한, 지지 부재(410)는 제2 위상 변위기(200)의 기판에서 소정 간격 이격되어 복수 개 형성될 수 있다. 이에 따라, 로드(404)는 관통홀(410a)을 관통할 수 있으며, 복수 개의 지지 부재(410)에 의해 지지되어 안정적으로 회전 운동할 수 있다.The support member 410 is formed on the substrate of the second phase shifter 200 to support the rod 404. In this case, the through member 410 may have a through hole 410a through which the rod 404 penetrates. In addition, a plurality of support members 410 may be formed spaced apart from the substrate of the second phase shifter 200 by a predetermined interval. Accordingly, the rod 404 may pass through the through hole 410a and may be supported by the plurality of support members 410 to stably rotate.
고정 부재(412)는 제1 위상 변위기(100)의 커플링 가변기(120)와 제2 위상 변위기(200)의 커플링 가변기(120)를 상호 고정시킨다. 고정 부재(412)는 제1 위상 변위기(100)의 커플링 가변기(120)의 끝단 및 제2 위상 변위기(200)의 커플링 가변기(120)의 끝단에 각각 고정될 수 있으며, 이에 따라 제1 위상 변위기(100) 및 제2 위상 변위기(200)의 커플링 가변기(120)는 제1 기어(402)가 회전함에 따라 동시에 회전 운동하게 된다.The fixing member 412 fixes the coupling variable 120 of the first phase shifter 100 and the coupling variable 120 of the second phase shifter 200 to each other. The fixing member 412 may be fixed to an end of the coupling variabler 120 of the first phase shifter 100 and an end of the coupling variabler 120 of the second phase shifter 200, respectively. Accordingly, the coupling variable 120 of the first phase shifter 100 and the second phase shifter 200 is simultaneously rotated as the first gear 402 rotates.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 기어(402), 로드(404) 및 제2 기어(406)가 상호 연동하여 동작하도록 함으로써, 복수 개의 위상 변위기(100, 200)를 보다 간편한 방법으로 일체화시킬 수 있다. 이 경우, 위상 변위 모듈(500)의 구조가 단순화되어 위상 변위 모듈(500)의 단가가 절감될 수 있으며, 사용자는 보다 간편한 방법으로 기지국 안테나(300)에서 방사되는 빔의 각도를 조절할 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, the first gear 402, the rod 404, and the second gear 406 interoperate with each other, thereby providing a plurality of phase shifters 100 and 200. It can be integrated in an easy way. In this case, the structure of the phase shift module 500 may be simplified to reduce the unit cost of the phase shift module 500, and the user may adjust the angle of the beam emitted from the base station antenna 300 in a simpler manner.
도 15는 종래 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 나타내는 그래프이다. 도 15는 종래 위상 변위기의 제3 출력단의 대역별 손실 편차를 나타낸다.FIG. 15 is a graph illustrating loss variation for each band of output stages of a conventional phase shifter. FIG. Figure 15 shows the loss variation for each band of the third output stage of the conventional phase shifter.
도 15를 참조하면, 저주파수 대역과 고주파수 대역 간의 손실 편차, 즉 고주파수 대역과 저주파수 대역 간의 전력 분배비 편차가 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 15, it can be seen that the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band, that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band is large.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 나타내는 그래프이다. 도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 위상 변위기(100, 200)의 제3 출력단(168)의 대역별 손실 편차를 나타낸다.FIG. 16 is a graph illustrating loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter according to the exemplary embodiment of the present invention. FIG. FIG. 16 illustrates a band-specific loss variation of the third output terminal 168 of the phase shifters 100 and 200 according to the exemplary embodiments of the present invention.
도 16을 참조하면, 저주파수 대역과 고주파수 대역 간의 손실 편차, 즉 고주파수 대역과 저주파수 대역 간의 전력 분배비 편차가 도 15에 비해 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 16, it can be seen that the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band, that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band is significantly improved compared to FIG. 15.
본 발명의 실시예들에 따른 위상 변위기(100, 200)는의 전송 선로들(104, 106)들에는 저주파 대역(700hz 내지 100hz)에서는 각각 하나의 슬롯으로 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 제2 슬롯부(140b)을 포함하는 슬롯(140)이 형성되고, 고주파 대역(1700hz 내지 2700hz)에서는 복수 개의 제1 서브 슬롯들이 적층 형성되는 제1 슬롯부(140a) 및 복수 개의 제2 서브 슬롯이 적층 형성되는 제2 슬롯부(104b)를 포함하는 슬롯(140)이 형성된다. 즉, 고주파 대역으로 이동할수록 슬롯의 폭을 감소시켜 저주파수 대역과 고주파수 대역 간의 손실 편차, 즉 고주파수 대역과 저주파수 대역 간의 전력 분배비 편차를 감소시키고 있다.Phase shifters (100, 200) according to the embodiments of the present invention, the first slot portion (140a) is formed in each of the transmission lines (104, 106) of the low frequency band (700hz to 100hz) as one slot And a slot 140 including the second slot part 140b, and a plurality of first sub slots 140a and a plurality of second sub slots in which a plurality of first sub slots are stacked in a high frequency band (1700 hz to 2700 hz). The slot 140 including the second slot part 104b in which the slots are stacked is formed. In other words, the width of the slot is reduced as it moves to the high frequency band, thereby reducing the loss deviation between the low frequency band and the high frequency band, that is, the power distribution ratio deviation between the high frequency band and the low frequency band.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전송 선로에 호 형상의 슬롯을 복수 개 형성함으로써, 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 확장시키고 위상 변위기의 각 출력단의 대역별 손실 편차를 줄일 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 종래 위상 변위기와 달리 전송 선로의 물리적인 구조를 변화시킴으로써, 위상 변위기의 임피던스를 가변시키고 출력단에서의 신호 크기(magnitude) 값 차이를 최소화할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by forming a plurality of arc-shaped slots in the transmission line, it is possible to extend the operating frequency band of the base station antenna and reduce the loss variation for each band of each output terminal of the phase shifter. In particular, according to embodiments of the present invention, by changing the physical structure of the transmission line, unlike the conventional phase shifter, it is possible to vary the impedance of the phase shifter and minimize the difference in signal magnitude values at the output stage.
또한, 각 전송 선로의 적어도 일부에는 복수개의 슬릿들을 형성하여 기지국 안테나의 동작 주파수 대역을 미세하게 조정할 수 있다.In addition, a plurality of slits may be formed in at least a portion of each transmission line to finely adjust an operating frequency band of the base station antenna.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that.
[부호의 설명][Description of the code]
100, 200: 위상 변위기 102: 고정 선로100, 200: phase shifter 102: fixed line
102a: 커플링 포인트 102b: 끼움홀102a: coupling point 102b: fitting hole
104: 제1 전송 선로 106: 제2 전송 선로104: first transmission line 106: second transmission line
110: 기판 120: 커플링 가변기110: substrate 120 coupling coupling
120a: 급전점 120b: 제1 커플링 입력부120a: Feed point 120b: First coupling input unit
120c: 제2 커플링 입력부 120d, 140: 슬롯120c: second coupling input unit 120d, 140: slot
130: 접지홀 140a: 제1 슬롯부130: ground hole 140a: first slot portion
140b: 제2 슬롯부 150, 120d: 슬릿140b: second slot portion 150, 120d: slit
162: 입력단 164: 제1 출력단162: input terminal 164: first output terminal
166: 제2 출력단 168: 제3 출력단166: second output terminal 168: third output terminal
170: 제4 출력단 172: 제5 출력단170: fourth output terminal 172: fifth output terminal
300: 기지국 안테나 302: 제1 방사 소자300: base station antenna 302: first radiating element
304: 제2 방사 소자 306: 제3 방사 소자304: second radiating element 306: third radiating element
308: 제4 방사 소자 310: 제5 방사 소자308: fourth radiating element 310: fifth radiating element
400: 위상 변위 모듈 402: 제1 기어400: phase shift module 402: first gear
404: 로드(rod) 406: 제2 기어404: rod 406: second gear
408: 회전축 410: 지지 부재408: rotating shaft 410: support member
410a: 관통홀 412: 고정 부재410a: through hole 412: fixing member
500: 통신 장치500: communication device

Claims (12)

  1. 무선 신호가 입력되는 입력단에 일단이 연결되고, 상기 무선 신호가 출력되는 복수의 출력단 중 하나에 타단이 연결되며, 상기 일단과 상기 타단 사이에 커플링 포인트가 형성되는 고정 선로;A fixed line having one end connected to an input terminal to which a wireless signal is input, the other end connected to one of a plurality of output terminals at which the wireless signal is output, and a coupling point formed between the one end and the other end;
    상기 고정 선로의 상측에서 상호 이격되어 형성되며, 호(arc) 형상으로 이루어져 양단이 서로 다른 출력단에 각각 연결되는 복수의 전송 선로; 및A plurality of transmission lines which are formed to be spaced apart from each other on an upper side of the fixed line, and are formed in an arc shape and have both ends connected to different output ends; And
    상기 커플링 포인트에 형성되며, 설정된 각도 범위 내에서 회전하면서 상기 복수의 전송 선로를 각각 커플링 급전시켜 상기 무선 신호의 위상을 가변시키는 커플링 가변기를 포함하며,A coupling variabler formed at the coupling point, the coupling variableer rotating the phase of the wireless signal by coupling and feeding the plurality of transmission lines, respectively, while rotating within a set angle range;
    상기 복수의 전송 선로 각각에는,In each of the plurality of transmission lines,
    상기 전송 선로의 외부 방향에서 내부 방향으로 연장되는 복수개의 슬릿(slit)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a plurality of slits extending in an inward direction from an outward direction of the transmission line.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 전송 선로 각각에는,The method of claim 1, wherein each of the plurality of transmission lines,
    상기 전송 선로의 연장 방향과 평행인 방향으로 연장되는 슬롯(slot) 이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a slot extending in a direction parallel to the extending direction of the transmission line.
  3. 제1항에 있어서, 상기 슬롯은,The method of claim 1, wherein the slot,
    상기 전송 선로의 호 형상의 외부 방향에 형성되는 제1 슬롯부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기..And a first slot portion formed in an outer direction of an arc shape of the transmission line.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 슬롯부는,The method of claim 3, wherein the first slot portion,
    서로 소정 간격 이격되면서 적층 형성되는 복수개의 제1 서브 슬롯들을 포함 하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a plurality of first sub-slots which are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  5. 제1항에 있어서, 상기 슬롯은,The method of claim 1, wherein the slot,
    상기 전송 선로의 호 형상의 내부 방향에 형성되는 제2 슬롯부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a second slot portion formed in an inner direction of an arc shape of the transmission line.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 슬롯부는,The method of claim 5, wherein the second slot portion,
    서로 소정 간격 이격되면서 적층 형성되는 복수개의 제2 서브 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a plurality of second sub-slots which are stacked and spaced apart from each other by a predetermined interval.
  7. 제1항에 있어서, 상기 슬릿은The method of claim 1, wherein the slit
    상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제1 좌슬릿;A first left slit formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from a center of the transmission line;
    상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제2 좌슬릿;A second left slit formed at a point spaced 15 degrees to 25 degrees counterclockwise from a center of the transmission line;
    상기 전송 선로의 가운데로부터 시계방향으로 15도 내지 25도 이격된 지점에 형성되는 제1 우슬릿; 및A first right slot formed at a point 15 degrees to 25 degrees clockwise from a center of the transmission line; And
    상기 전송 선로의 가운데로부터 반시계방향으로 35도 내지 45도 이격된 지점에 형성되는 제2 우슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And a second right slit formed at a point spaced 35 degrees to 45 degrees counterclockwise from the center of the transmission line.
  8. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 전송 선로는 제1 전송 선로 및 제2 전송 선로를 포함하며,The plurality of transmission lines include a first transmission line and a second transmission line,
    상기 커플링 가변기는, 상기 제1 전송 선로를 커플링 급전시키기 위한 제1 커플링 입력부 및 상기 제2 전송 선로를 커플링 급전시키기 위한 제2 커플링 입력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And the coupling variable includes a first coupling input unit for coupling feeding the first transmission line and a second coupling input unit for coupling feeding the second transmission line.
  9. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 커플링 가변기에는 상기 커플링 가변기의 연장 방향을 따라 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And the slots are formed in the coupling variable in the extending direction of the coupling variable.
  10. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 전송 선로에 안착되는 절연막을 더 포함하며,And an insulating film seated on the plurality of transmission lines,
    상기 커플링 가변기는 상기 절연막에 안착되는 것을 특징으로 하는 위상 변위기.And the coupling variable is seated on the insulating film.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 위상 변위기; 및At least one phase shifter according to claim 1; And
    상기 위상 변위기와 연결되는 복수 개의 방사 소자를 구비하는 기지국 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And a base station antenna having a plurality of radiating elements connected to said phase shifter.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 복수 개의 방사 소자는, 상기 기지국 안테나의 전면에 형성되며,The plurality of radiating elements are formed on the front surface of the base station antenna,
    상기 위상 변위기는, 상기 기지국 안테나의 후면에 형성되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And the phase shifter is formed on a rear surface of the base station antenna.
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