WO2022114818A1 - 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로를 포함하는 안테나 조립체 및 이를 이용한 안테나 장치 - Google Patents

에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로를 포함하는 안테나 조립체 및 이를 이용한 안테나 장치 Download PDF

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antenna assembly
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소성환
최오석
강성만
양형석
서용원
김명화
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    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna assembly including a feed line having an air strip structure and an antenna device using the same.
  • the configuration of the array antenna is largely composed of a radiating element and a feed line for feeding the radiating element.
  • the size of the radiating element may vary depending on the frequency used. For example, as the operating frequency increases, the size of the radiating element decreases.
  • Feed line can be divided into RF cable and PCB type.
  • the size of RF cables and PCB-type transmission lines does not change according to the operating frequency. That is, even if the operating frequency increases, the size of the feed line is similar.
  • the loss in the feed line can be divided into a conductor loss in a conductor through which a signal flows and a dielectric loss due to a dielectric surrounding the conductor. This loss directly degrades the gain of the antenna. In order to improve the gain of the antenna, it is necessary to improve the loss part, and it is more effective to improve the dielectric loss part where the change or deformation of the medium is advantageous.
  • a typical example of a PCB type transmission line used to improve dielectric loss is an air-strip structure.
  • the air strip structure refers to a structure in which a dielectric portion is implemented with air in a general stripline structure.
  • the dielectric loss is close to '0' because the periphery of the conductor is air. Therefore, when the transmission line is implemented as an air strip, dielectric loss can be reduced, and thus, the gain of the antenna can be increased.
  • the transmission line of the air strip structure has a relatively large area compared to the size of the radiating element.
  • the size of the radiating element decreases, but the size of the transmission line is the same.
  • the relative area of the transmission line increases.
  • the antenna of each column is usually 0.5 in the horizontal direction. , but this arrangement becomes difficult as the area of the transmission line increases.
  • a main object of the present disclosure is to provide an antenna assembly that reduces the amount of interference between a power supply line having an air strip structure and a radiating element, and at the same time enables horizontal arrangement of antennas.
  • the base An antenna group including a plurality of radiating elements disposed along a first direction on the base; and a feed line configured to feed the plurality of radiating elements, including a feed line having an air-strip structure, wherein the feed line has a plurality of connections configured such that one end is connected to each radiating element of the plurality of radiating elements track area; and a main line area bent at a predetermined angle at the other end of the connection line area and formed along the first direction from the side of the antenna group.
  • an antenna assembly that enables horizontal arrangement of antennas while reducing the amount of interference between a power supply line having an air strip structure and a radiating element.
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of an antenna device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective view of an antenna assembly according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of an antenna assembly according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the antenna device according to an embodiment of the present disclosure, taken in the V-V' direction of FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a perspective view of an antenna device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a partial area of FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an antenna device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a top view of an antenna device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an antenna device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a top view of an antenna device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is an enlarged view of a partial area of FIG. 11 .
  • reference numerals such as first, second, i), ii), a), b) may be used. These signs are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the signs.
  • a part in the specification 'includes' or 'includes' a certain component it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless explicitly stated to the contrary. .
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the antenna device 1 may include an upper housing 11 , a lower housing 12 , an antenna assembly 13 , a plate 14 , and a partition wall 15 .
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 may be coupled to each other, and may form the outer shape of the antenna device 1 .
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 may define an accommodating space therein, and components such as the antenna assembly 13 may be accommodated in the accommodating space.
  • the upper housing 11 may be disposed on the front side of the antenna assembly 13 . Through this, it is possible to protect the antenna assembly 13 from external impact, and also to prevent foreign substances from entering the antenna assembly 13 . That is, the upper housing 11 may function as a radome of the antenna device 1 .
  • the at least one antenna assembly 13 may be modularized and seated on the plate 14 .
  • the antenna assembly 13 is modularized, maintenance of each antenna assembly 13 may be facilitated, and a design change of the antenna device 1 may also be facilitated.
  • the plurality of antenna assemblies 13 may be arranged in a line along the first direction.
  • the plurality of antenna assemblies 13 may form one antenna column.
  • the first direction refers to a longitudinal direction of the antenna device 1 .
  • the first direction is a direction parallel to the X-axis with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • one antenna column may also include a plurality of radiating elements 1321 .
  • the middle frequency of the operating frequency band When , in one antenna row, the interval between one radiating element 1321 and the neighboring radiating element 1321 is 1 In the case of abnormality, undesirable grating lobes may occur in the radiation pattern.
  • the distance in the first direction between one radiating element 1321 and the neighboring radiating element 1321 is 0.8 to 0.9 It is preferable to be However, the present disclosure is not limited thereto, and the distance in the first direction between the two radiating elements 1321 may have a value other than the above-described range.
  • the antenna device 1 may include a plurality of antenna columns.
  • the plurality of antenna rows may be disposed along a second direction perpendicular to the first direction on the plate 14 .
  • the second direction refers to the width direction of the antenna device 1 .
  • the second direction is a direction parallel to the Y-axis with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the interval in the second direction between one antenna row and the adjacent antenna row is 0.5 may be, but the present disclosure is not limited thereto.
  • At least one antenna assembly 13 may be disposed on the plate 14 .
  • the plate 14 may be made of a metal material, and may provide a ground plane to the radiating element ( 1321 of FIG. 4 ) of the antenna assembly 13 .
  • the partition wall 15 may stand up from the plate 14 in a direction perpendicular to the plate 14 . Specifically, the partition wall 15 may stand in a direction perpendicular to the plate 14 , that is, in a direction parallel to the Z axis of FIGS. 1 and 2 .
  • the partition wall 15 may extend long in the first direction between the two antenna rows.
  • the barrier rib 15 may be made of a metal material, and may provide a ground surface to two main line areas ( 1331 of FIG. 3 ) adjacent to both sides of the barrier rib 15 . A detailed description in this regard is described with reference to FIG. 5 .
  • the plate 14 and the partition wall 15 may be integrally formed.
  • the plate 14 and the partition wall 15 may be integrally manufactured through a single mold.
  • the present disclosure is not limited thereto, and the plate 14 and the partition wall 15 may be integrally formed through a heat welding method.
  • PIMD passive intermodulation distortion
  • FIGS. 1 and 2 the lower housing 12 and the plate 14 are illustrated as separate members, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the antenna device 1 may be configured such that the plate 14 functions as the lower housing 12 without a separate member corresponding to the lower housing 12 .
  • the upper housing 11 may define an accommodating space therein by being coupled to the plate 14 .
  • FIG. 3 is a perspective view of an antenna assembly 13 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 4 is an exploded perspective view of the antenna assembly 13 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the antenna assembly 13 may include a base 131 , an antenna group 132 , a feed line 133 , and a director 136 .
  • the base 131 may be seated on the plate 14 , and the antenna group 132 , the feed line 133 , and the like may be coupled to the base 131 .
  • the base 131 may be made of a dielectric material, for example, a plastic material.
  • the radiating element 1321 needs to be spaced apart from the plate 14 at a predetermined distance in order to secure the radiation characteristics.
  • the base 131 may be disposed between the radiating element 1321 and the plate 14 to space the radiating element 1321 from the plate 14 .
  • the antenna group 132 may include a plurality of radiating elements 1321 disposed on the base 131 in the first direction.
  • the antenna group 132 may include three radiating elements 1321A, 1321B, and 1321C.
  • the present disclosure is not limited thereto, and the antenna group 132 may include two or four or more radiating elements 1321 .
  • Each radiating element 1321 of the plurality of radiating elements 1321 may be configured to implement a double polarization. For example, two types of polarized signals of +45 degrees and -45 degrees may be radiated from one radiating element 1321 . However, the present disclosure is not limited thereto, and the radiating element 1321 may be configured to implement a single polarization wave or a quadruple polarization wave.
  • the feed line 133 may be configured to feed the plurality of radiating elements 1321 included in the antenna group 132 . That is, the plurality of radiating elements 1321 may transmit and receive signals or receive power through the power supply line 133 .
  • the feed line 133 may have an air-strip structure.
  • the air strip structure refers to a structure in which a dielectric portion is implemented with air in a general stripline structure.
  • the dielectric loss is close to '0' because the conductor is surrounded by air. Therefore, when the transmission line is implemented as an air strip, dielectric loss can be reduced, and thus, the gain of the antenna can be increased.
  • the feed line 133 may include a main line area 1331 , a plurality of connection line areas 1332 , and an input/output area 1334 .
  • the main line area 1331 may be disposed on a side surface of the antenna group 132 , for example, on both sides of the antenna group 132 , and may extend long in the first direction.
  • the plurality of connection line regions 1332 may have one end connected to the plurality of radiating elements 1321 and the other end connected to the main line region 1331 .
  • the main line area 1331 may be bent at a predetermined angle at the other end of the connection line area 1332 .
  • the main line area 1331 may be formed in a direction perpendicular to the base 131 , that is, in a direction parallel to the Z axis with reference to FIGS. 3 and 4 .
  • the present disclosure is not limited thereto, and the main line area 1331 may be formed at an angle with respect to the base 131 .
  • the main line area 1331 may be spaced apart from the partition wall 15 . Since the main line area 1331 has an air strip structure, an empty space may be formed between the main line area 1331 and the partition wall 15 .
  • the transmission line of the air strip structure has a relatively large area compared to the size of the radiating element, and accordingly, there is a problem in that it is difficult to narrow the horizontal distance between the radiating elements.
  • the feed line 133 is configured to include an area formed at a vertical or a predetermined angle with respect to the base 131, that is, the main line area 1331, in order to overcome the shortcomings of the air strip structure. There are technical features.
  • the feed line 133 forms a main line area 1331 by bending a portion of the feed line 1331 having an air strip structure, and through this, the base 131 ), there is a technical feature in that the area occupied by the feed line 133 is minimized. Through this, even if the area of the feed line 133 is increased compared to the radiating element 1321, the distance between the radiating elements 1321 in the second direction can be sufficiently narrowed.
  • the plurality of connection line regions 1332 may connect the main line region 1331 and each radiating element 1321 of the plurality of radiating elements 1321 .
  • connection line areas 1332 may be branched from the main line area 1331 , and each connection line area 1332 may be connected to a radiating element 1321 corresponding thereto.
  • first, second, and third connection line regions 1332A, 1332B, and 1332C may be connected to the first, second, and third radiation elements 1321A, 1321B, and 1321C, respectively.
  • the plurality of connection line areas 1332 may extend from the main line area 1331 in a bent state. In this case, the plurality of connection line regions 1332 may be parallel to the base 131 .
  • the input/output area 1334 may connect the RF circuit and the main line area 1331 .
  • one end of the input/output area 1334 may be connected to the main line area 1331 , and the other end of the input/output area 1334 has a filter, a power amplifier, a power supply unit, etc. It can be connected to the provided RF circuit.
  • the RF circuit may be provided inside the antenna device 1 , but may also be provided in a device external to the antenna device 1 , for example, a remote radio head (RRH).
  • a remote radio head RRH
  • the antenna device 1 and the external device provided with the RF circuit may be connected through an RF cable or connector.
  • the input/output area 1334 transmits the signal transmitted from the RF circuit to the plurality of radiating elements 1321 or receives from the plurality of radiating elements 1321 through the main line area 1331 and the connection line area 1332 .
  • signal can be transmitted to the RF circuit.
  • the input/output area 1334 may supply power to the plurality of radiating elements 1321 through the main line area 1331 and the connection line area 1332 .
  • the input/output area 1334 may be disposed near the middle area of the main line area 1331 .
  • the length of the power supply line 133 for inputting the same phase to the plurality of radiating elements 1321 may be relatively long.
  • the intermediate frequency of the operating frequency band the length of the feed line 133 required to input a signal of the same phase to the first radiating element 1332A and the second radiating element 1332B is 1 can be That is, the length of the feed line 133 from the first connection line area 1332A to the second connection line area 1332B is 1 can be
  • the distance in the first direction between the two radiating elements 1321 is 0.8 to 0.9 can have a value of In this case, the length of the feed line connecting the two radiating elements 1321 may be longer than the distance between the two radiating elements 1321, which may cause a problem.
  • the main line area 1331 may include a delay line 1333 .
  • the delay line 1333 is a region formed by bending a portion of the main line region 1331 , and may partially compensate for the lengthened length of the power supply line 133 .
  • the delay line 1333 may be formed in at least a portion of the main line area 1331 that connects between the first connection line area 1332A and the second connection line area 1332B.
  • the delay line 1333 may have a concave shape toward the base 131 or a convex shape away from the base 131 .
  • the delay line 1333 may have a 'C' shape, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the main line region 1331 includes the delay line 1333 , it is possible to prevent the distance in the first direction between the two radiating elements 1321 from inevitably getting apart. In this way, the antenna device 1 can be made more compact, and the occurrence of undesirable grating lobes can be minimized.
  • the plurality of radiating elements 1321 may have a patch antenna structure. Since the patch antenna has a relatively low thickness, it may be advantageous to reduce the overall thickness of the antenna device 1 .
  • the present disclosure is not limited thereto, and the plurality of radiating elements 1321 may have a structure other than a patch antenna, for example, a dipole antenna structure.
  • the plurality of connection line regions 1332 may be integrally formed with the plurality of radiating elements 1321 having a patch antenna structure.
  • connection line region 1332 and the radiating element 1321 may be configured as separate members.
  • connection line region 1332 and the radiating element 1321 may be connected through a separate connection line (not shown).
  • Each director 136 of the plurality of directors 136 may be disposed above each radiating element 1321 of the plurality of radiating elements 1321 .
  • the director 136 is disposed on the front surface of the radiating element 1321 in the radiation direction, so that the operating frequency band can be widened and, at the same time, the antenna gain can be improved.
  • the antenna assembly 13 may additionally include a first support structure 134 and a second support structure 135 .
  • the main line area 1331 may be supported by at least one first support structure 134 .
  • the at least one first support structure 134 is integrally formed with the base 131 and may protrude from the base 131 . Specifically, the plurality of first support structures 134 may be disposed along the first direction in both regions of the base 131 . That is, the plurality of first support structures 134 may form two columns in both sides of the base 131 .
  • the main line area 1331 has a shape that is elongated in the first direction. Accordingly, the main line area 1331 may be coupled to the plurality of first support structures 134 arranged in a line along the first direction.
  • a groove for coupling the main line region 1331 may be formed at one end of the first support structure 134 .
  • the main track area 1331 may be coupled to the first support structure 134 by being fitted into the groove of the first support structure 134 .
  • the first support structure 134 may serve to firmly fix the main line area 1331 on the base 131 .
  • the plurality of directors 136 may be supported through the second support structure 135 .
  • the plurality of second support structures 135 are integrally formed with the base 131 and may protrude from the base 131 .
  • the plurality of second support structures 135 may be disposed adjacent to the radiating element 1321 or overlapping the radiating element 1321 . When the second support structure 135 overlaps the radiating element 1321 , the second support structure 135 may penetrate the radiating element 1321 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the antenna device 1 according to an embodiment of the present disclosure, taken in the direction V-V' of FIG. 2 .
  • the antenna device 1 may include a first antenna assembly 13A and a second antenna assembly 13B.
  • the first antenna assembly 13A and the second antenna assembly 13B are two antenna assemblies 13 that are adjacent to each other for convenience of description. Accordingly, the following description is not limited to and applied only to the antenna assembly 13 at a specific location.
  • the first antenna assembly 13A and the second antenna assembly 13B may be seated side by side on the plate 14 in the second direction.
  • the feed line 133 of the first antenna assembly 13A may include a first main line area 1331A adjacent to the second antenna assembly 13B, and the feed line 133 of the second antenna assembly 13B. may include a second main line area 1331B adjacent to the first antenna assembly 13A.
  • the partition wall 15 may stand up from the plate 14 between the first antenna assembly 13A and the second antenna assembly 13B. Also, the barrier rib 15A may be disposed between the first main line area 1331A and the second main line area 1331B.
  • first main line area 1331A and the second main line area 1331B have an air strip structure, an empty space may be formed between the partition wall 15A and the first and second main line areas 1331A and 1331B.
  • the barrier rib 15A is disposed between the first main line area 1331A and the second main line area 1331B, thereby providing a ground plane to the first main line area 1331A and the second main line area 1331B at the same time. can do.
  • the antenna device 1 can simultaneously provide a ground plane to two main line areas 1331A and 1331B adjacent to both sides of the partition wall 15A through one partition wall 15A. It works.
  • FIGS. 6 to 7 Another embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 6 to 7, which will be described later, is different from one embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 1 to 5 in that the antenna assembly is not modularized.
  • the distinguishing features from other embodiments of the present disclosure will be mainly described, and repeated descriptions of components substantially the same as those of an exemplary embodiment of the present disclosure will be omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view of the antenna device 2 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the antenna device 2 may include an antenna assembly 23 , a plate 24 , and a partition wall 25 .
  • the at least one antenna assembly 23 may include a plurality of radiating elements ( 2321 in FIG. 7 ).
  • the at least one antenna assembly 23 may include ten radiating elements 2321, but the present disclosure is not limited thereto.
  • one antenna assembly 23 forms one antenna column.
  • the distance in the first direction between one radiating element 2321 and the neighboring radiating element 2321 is 0.8 to 0.9 can be
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the antenna device 2 may include a plurality of antenna columns.
  • the plurality of antenna rows may be disposed along a second direction perpendicular to the first direction on the plate 24 .
  • the interval in the second direction between one antenna row and the adjacent antenna row is 0.5 may be, but the present disclosure is not limited thereto.
  • At least one antenna assembly 23 may be disposed on the plate 24 .
  • the plate 24 may be made of a metal material, and may provide a ground plane to the radiating element ( 2321 of FIG. 7 ) of the antenna assembly 23 .
  • the partition wall 25 may stand from the plate 24 in a direction perpendicular to the plate 24 . Specifically, the partition wall 25 may stand from the plate 24 in a direction parallel to the Z axis of FIG. 6 .
  • the partition wall 25 may extend long in the first direction between the antenna rows.
  • the barrier rib 25 may be made of a metal material, and a ground surface may be provided in two main line regions (2331 of FIG. 7 ) adjacent to both sides of the barrier rib 25 .
  • the plate 24 and the partition wall 25 may be integrally formed.
  • the plate 24 and the partition wall 25 may be integrally manufactured through a single mold.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a partial area of FIG. 6 .
  • the antenna assembly 23 may include a base 231 , an antenna group 232 , a feed line 233 , and a director 236 .
  • the base 231 may be formed by injection on the plate 24 .
  • the base 231 may be made of a dielectric material, for example, a plastic material.
  • the plurality of bases 231 may be arranged in a line along the first direction. In this case, the plurality of bases 231 may form one base column. The plurality of bases 231 may form a plurality of base columns arranged side by side in the second direction.
  • An antenna group 232 , a feed line 233 , and the like may be disposed on the base 231 .
  • One radiating element 2321 may be disposed on each base 231 of the plurality of bases 231 .
  • the present disclosure is not limited thereto, and two or more radiating elements 2321 may be disposed on one base 231 .
  • the base 231 may be disposed between the radiating element 2321 and the plate 24 to space the radiating element 2321 from the plate 24 .
  • the antenna group 232 may include a plurality of radiating elements 2321 disposed on the base 231 in the first direction.
  • the antenna group 232 may include 10 radiating elements 2321, but the present disclosure is not limited thereto.
  • Each radiating element 2321 of the plurality of radiating elements 2321 may be configured to implement a double polarization. For example, two types of polarized signals of +45 degrees and -45 degrees may be radiated from one radiating element 2321 .
  • the feed line 233 may be configured to feed the plurality of radiating elements 2321 included in the antenna group 232 . That is, the plurality of radiating elements 2321 may transmit/receive signals or receive power through the feed line 233 .
  • the feed line 233 may have an air-strip structure.
  • the feed line 233 may include a main line area 2331 , a plurality of connection line areas 2332 , and an input/output area ( 2334 of FIG. 6 ).
  • the main line area 2331 may be disposed on a side surface of the antenna group 232 , for example, on both sides of the antenna group 232 , and may extend long in the first direction.
  • the plurality of connection line regions 2332 may have one end connected to the plurality of radiating elements 2321 and the other end connected to the main line region 2331 .
  • the main line area 2331 may be bent at a predetermined angle at the other end of the connection line area 2332 .
  • the main line area 2331 may be formed in a direction perpendicular to the base 231 , that is, in a direction parallel to the Z-axis with reference to FIG. 7 .
  • the present disclosure is not limited thereto, and the main line area 2331 may be formed at an angle with respect to the base 231 .
  • the main line area 2331 may be spaced apart from the partition wall 25 . Since the main line area 2331 has an air strip structure, an empty space may be formed between the main line area 2331 and the partition wall 25 .
  • an insulating support (not shown) may be partially formed between the partition wall 25 and the main line area 2331 .
  • connection line areas 2332 may be branched from the main line area 2331 , and each connection line area 2332 may be connected to a radiating element 2321 corresponding thereto.
  • the plurality of connection line regions 2332 may connect the main line region 2331 and each radiating element 2321 of the plurality of radiating elements 2321 .
  • the plurality of connection line areas 2332 may extend from the main line area 2331 in a bent state. In this case, the plurality of connection line regions 2332 may be parallel to the base 231 .
  • the input/output area 2334 may connect the RF circuit and the main line area 2331 .
  • one end of the input/output region 2334 may be connected to the main line region 2331 , and the other end of the input/output region 2334 may be connected to an RF circuit including a filter, a power amplifier, a power supply, and the like.
  • the RF circuit may be provided inside the antenna device 2 , but may also be provided in a device external to the antenna device 2 , for example, a remote radio head (RRH).
  • a remote radio head RRH
  • the antenna device 2 and the external device provided with the RF circuit may be connected through an RF cable or connector.
  • the input/output area 2334 transmits the signal transmitted from the RF circuit to the plurality of radiating elements 2321 or receives from the plurality of radiating elements 2321 through the main line area 2331 and the connection line area 2332 .
  • signal can be transmitted to the RF circuit.
  • the input/output area 2334 may supply power to the plurality of radiating elements 2321 through the main line area 2331 and the connection line area 2332 .
  • the input/output area 2334 may be disposed near the middle area of the main line area 2331 .
  • the main line area 2331 may include a delay line 2333 .
  • the delay line 2333 is a region formed by bending a portion of the main line region 2331 , and may partially compensate for the lengthened length of the power supply line 233 .
  • the delay line 2333 may be formed in at least a portion of the main line area 2331 connecting two adjacent connection line areas 2332 .
  • the delay line 2333 may have a concave shape toward the base 231 or a convex shape away from the base 231 .
  • the delay line 2333 may have a 'C' shape, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of radiating elements 2321 may have a patch antenna structure.
  • the plurality of connection line regions 2332 may be integrally formed with the plurality of radiating elements 2321 having a patch antenna structure.
  • Each director 236 of the plurality of directors 236 may be disposed above each radiating element 2321 of the plurality of radiating elements 2321 .
  • the antenna assembly 23 may additionally include a second support structure 235 .
  • the plurality of directors 236 may be supported through the second support structure 235 .
  • the plurality of second support structures 235 are integrally formed with the base 231 and may protrude from the base 231 .
  • the plurality of second support structures 235 may be disposed to overlap the radiating element 2321 .
  • the second support structure 235 may pass through the radiating element 2321 .
  • the plurality of directors 236 may be welded while seated on the second support structure 235 , but the present disclosure is not limited thereto.
  • the antenna device 2 may further include an upper housing (not shown) functioning as a radome and a lower housing (housing) coupled with the upper housing.
  • the upper housing and the lower housing may form the outline of the antenna device 2 .
  • the upper housing and the lower housing may define an accommodating space therein, and components such as the antenna assembly 23 may be accommodated in the accommodating space.
  • the plate 24 may function as a lower housing without a separate lower housing.
  • the upper housing may form an accommodating space therein by being coupled to the plate 24 .
  • FIG. 8 to 9 Another embodiment of the present disclosure shown in Figs. 8 to 9 to be described later, in that a feed line having an air strip structure is disposed between the base plate and the cover plate, the present disclosure shown in Figs. It is different from one embodiment.
  • the distinguishing features from another embodiment of the present disclosure will be mainly described, and repeated descriptions of components substantially the same as those of an embodiment of the present disclosure will be omitted.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an antenna device 3 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a top view of the antenna device 3 according to another embodiment of the present disclosure.
  • the cover plate 337 is omitted for convenience of description.
  • the antenna device 3 includes a base plate 331 , a cover plate 337 , an antenna group 332 , a feed line 333 , and a director 336 .
  • An antenna group 332 may be disposed on the base plate 331 .
  • the base plate 331 may be made of a metal material, and may provide a ground plane to the radiating element 3321 and the first line region 3331 of the feed line 333 .
  • the cover plate 337 is a cover plate 337 facing the base plate 331 and is disposed to be spaced apart from the base plate 331 .
  • the cover plate 337 may be made of a metal material, and together with the base plate 331 , may provide a ground surface to the radiating element 3321 and the first line region 3331 of the feed line 333 .
  • the antenna group 332 includes a plurality of radiating elements 3321 disposed along the first direction on the cover plate 337 .
  • the antenna group 332 may include 10 radiating elements 3321, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the first direction spacing between one radiating element 3321 and the neighboring radiating element 3321 is 0.8 to 0.9 can be
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the antenna device 3 may include a plurality of antenna columns.
  • the plurality of antenna rows may be disposed along a second direction perpendicular to the first direction on the cover plate 337 .
  • the interval in the second direction between one antenna row and the adjacent antenna row is 0.5 may be, but the present disclosure is not limited thereto.
  • Each radiating element 3321 of the plurality of radiating elements 3321 may be configured to implement a double polarization. For example, two types of polarized signals of +45 degrees and -45 degrees may be radiated from one radiating element 3321 .
  • the feed line 333 may be configured to feed power to the plurality of radiating elements 3321 . That is, the plurality of radiating elements 3321 may transmit/receive signals or receive power through the feed line 333 .
  • the feed line 333 may include a first line area 3331 , a second line area 3332 , and an input/output area 3334 .
  • the first line area 3331 may be disposed between the base plate 331 and the cover plate 337 .
  • two first track regions 3331 may be disposed in parallel with each other between the base plate 331 and the cover plate 337 , and the two first track regions 3331 are elongated in the first direction. can be extended
  • the first line area 3331 may have an air strip structure spaced apart from the base plate 331 and the cover plate 337 .
  • the first line area 3331 may be spaced apart from the base plate 331 and the cover plate 337 , respectively, and an empty space may be formed between the first line area 3331 and each of the plates 331 and 337 .
  • At least a portion of the first line area 3331 is formed by disposing the first line area 3331 between the base plate 331 and the cover plate 337 . It may be overlapped with the radiating element 3321 .
  • the distance between the radiating elements 3321 in the second direction can be sufficiently narrowed.
  • the radiating element 3321 and the first line area ( 3331) can be spatially separated. Through this, the amount of interference between the radiating element 3321 and the first line region 3331 may be reduced.
  • the second line area 3332 may pass through the cover plate 337 , and may connect the first line area 3331 and each radiating element 3321 of the plurality of radiating elements 3321 .
  • the input/output area 3334 may connect the RF circuit and the first line area 3331 .
  • One end of the input/output area 3334 may be connected to the first line area 3331 , and the other end of the input/output area 3334 may be connected to an RF circuit including a filter, a power amplifier, a power supply, and the like.
  • the RF circuit may be provided inside the antenna device 3 , but may also be provided in a device external to the antenna device 3 , for example, a remote radio head (RRH).
  • a remote radio head RRH
  • the antenna device 3 and the external device provided with the RF circuit may be connected through an RF cable or connector.
  • the input/output area 3334 transmits the signal transmitted from the RF circuit to the plurality of radiating elements 3321 through the first line area 3331 and the second line area 3332 , or a plurality of radiating elements 3321 .
  • a signal received from the RF circuit may be transmitted.
  • the input/output area 3334 may supply power to the plurality of radiating elements 3321 through the first line area 3331 and the second line area 3332 .
  • the input/output area 3334 may be disposed near the middle area of the first line area 3331 .
  • the length of the feed line 333 required to input a signal of the same phase to the two radiating elements 3321 neighboring in the first direction is 1 can be That is, the length of the feed line 333 to the two adjacent second line areas 3332 is 1 can be
  • the distance between the two radiating elements 3321 in the first direction is 0.8 to 0.9 may have a value of , and in this case, the length of the feed line connecting the two radiating elements 3321 may be longer than the distance between the two radiating elements 3321, which may cause a problem.
  • the first line area 3331 may include a delay line 3333 .
  • the delay line 3333 is a region formed by bending a portion of the first line region 1331 , and may partially compensate for the lengthened length of the power supply line 333 .
  • the delay line 3333 may be formed in at least a portion of the first line area 3331 connecting two adjacent connection line areas 3332 .
  • the delay line 3333 may have an inwardly concave shape or an outwardly convex shape.
  • the delay line 3333 may have a 'C' shape, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of radiating elements 3321 may have a patch antenna structure, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of radiating elements 3321 may have a structure other than a patch antenna, for example, a dipole antenna structure.
  • Each director 336 of the plurality of directors 336 may be disposed above each radiating element 3321 of the plurality of radiating elements 3321 .
  • the director 336 is disposed on the front surface of the radiating element 3321 in the radiation direction, so that the operating frequency band can be widened and, at the same time, the antenna gain can be improved.
  • the antenna device 3 may further include an upper housing (not shown) functioning as a radome and a lower housing (housing) coupled to the upper housing.
  • the upper housing and the lower housing may form the outline of the antenna device 3 .
  • the upper housing and the lower housing may define an accommodating space therein, and in the accommodating space, a base plate 331 , a cover plate 337 , an antenna group 332 , a feed line 333 , a director 336 , etc. of parts can be accommodated.
  • the base plate 331 may function as a lower housing without a separate lower housing.
  • the upper housing (not shown) may define an accommodating space therein by combining with the base plate 331 .
  • FIGS. 10 to 12 to be described later Another embodiment of the present disclosure shown in FIGS. 10 to 12 to be described later, in that the power supply line having an air strip structure is not physically connected to the radiating element and uses a coupling method, in FIGS. 1 to 5 It is different from the illustrated embodiment of the present disclosure.
  • the distinguishing features from another embodiment of the present disclosure will be mainly described, and repeated descriptions of components substantially the same as those of an embodiment of the present disclosure will be omitted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an antenna device 4 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a top view of the antenna device 4 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is an enlarged view of a partial area of FIG. 11 .
  • the antenna device 4 includes a base plate 431 , an antenna group 432 , a feed line 433 , and a second support structure 435 .
  • An antenna group 432 may be disposed on the base plate 431 .
  • the base plate 331 may be made of a metal material, and may provide a ground plane to the radiating element 4321 and the feed line 433 .
  • the antenna group 432 includes a plurality of radiating elements 4321 disposed on the base plate 431 in the first direction.
  • the antenna group 432 may include 10 radiating elements 4321, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the distance in the first direction between one radiating element 4321 and the neighboring radiating element 4321 is 0.8 to 0.9 can be
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the antenna device 4 may include a plurality of antenna rows.
  • the plurality of antenna rows may be disposed along a second direction perpendicular to the first direction on the base plate 431 .
  • the interval in the second direction between one antenna row and the adjacent antenna row is 0.5 may be, but the present disclosure is not limited thereto.
  • Each radiating element 4321 of the plurality of radiating elements 4321 may be configured to implement a double polarization. For example, two types of polarized signals of +45 degrees and -45 degrees may be radiated from one radiating element 3321 .
  • the feed line 433 may be configured to feed power to the plurality of radiating elements 4321 . That is, the plurality of radiating elements 4321 may transmit/receive signals or receive power through the power supply line 433 .
  • the plurality of radiating elements 4321 are disposed on the support structure 435 , but are not physically connected to the power supply line 433 , and may be configured to be fed by a coupling method.
  • the feed line 433 may be disposed between the base plate 431 and the antenna group 432 . Specifically, the two feed lines 433 may be disposed side by side between the base plate 431 and the antenna group 432, and the two feed lines 433 may extend long in the first direction. .
  • the support structure 435 may support the feed line 433 and the antenna group 432 .
  • the support structure 435 may be coupled to the base plate 431 , and may be integrally formed with the base plate 431 .
  • the support structure 435 may include a plurality of protrusions that may be connected to the antenna group 432 and the feed line 433 .
  • the support structure 435 may include a step-shaped first support for supporting the feed line 433 and a cylindrical second support for supporting the antenna group 432 .
  • the feed line 433 is supported by the support structure 435 , and may have an air strip structure spaced apart from the base plate 431 and the antenna group 432 , respectively.
  • the feed line 433 may include a bent portion to correspond to the shape of the support structure 435 to be supported by the support structure 435 .
  • Antenna device 4 by disposing a feed line 433 between the base plate 431 and the antenna group 432, at least a portion of the feed line 433 radiating element 4321 ) can be nested.
  • the distance between the radiating elements 4321 in the second direction can be sufficiently narrowed.
  • the antenna device 4 is configured such that the radiating element 4321 is not physically connected to the feed line 433, but is fed by a coupling method, and the radiating element 4321 ) and the feed line 433 can be spatially separated. Through this, the amount of interference between the radiating element 4321 and the feed line 433 can be reduced.
  • the input/output area 4334 may connect the RF circuit and the power supply line 433 .
  • One end of the input/output region 4334 may be connected to a power supply line 433 , and the other end of the input/output region 4334 may be connected to an RF circuit including a filter, a power amplifier, a power supply, and the like.
  • the RF circuit may be provided inside the antenna device 4 , but may also be provided in a device external to the antenna device 4 , for example, a remote radio head (RRH).
  • a remote radio head RRH
  • the antenna device 4 and the external device provided with the RF circuit may be connected through an RF cable or connector.
  • the input/output region 4334 may transmit a signal transmitted from the RF circuit to the plurality of radiating elements 4321 through the power supply line 433 or transmit signals received from the plurality of radiating elements 4321 to the RF circuit. In addition, the input/output region 4334 may supply power to the plurality of radiating elements 4321 through the power supply line 433 .
  • the input/output area 4334 may be disposed near the middle area of the feed line 433 .
  • the length of the feed line 433 required to input a signal of the same phase to the two radiating elements 4321 neighboring in the first direction is 1 can be
  • the plurality of radiating elements 4321 may have a patch antenna structure, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the plurality of radiating elements 4321 may have a structure other than a patch antenna, for example, a dipole antenna structure.
  • the antenna device 4 may further include an upper housing (not shown) functioning as a radome and a lower housing (housing) coupled to the upper housing.
  • the upper housing and the lower housing may form the outline of the antenna device 4 .
  • the upper housing and the lower housing may define an accommodating space therein, and the base plate 431 , the antenna group 432 , and the feed line 433 components may be accommodated in the accommodating space.
  • the base plate 431 may function as a lower housing without a separate lower housing.
  • the upper housing (not shown) may define an accommodating space therein by combining with the base plate 431 .

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로를 포함하는 안테나 조립체 및 이를 이용한 안테나 장치를 개시한다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 베이스; 베이스 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자를 포함하는 안테나 군; 및 복수의 방사소자에 급전하도록 구성된 급전 선로로서, 에어 스트립(air-strip) 구조를 가지는 급전 선로를 포함하되, 급전 선로는, 일단이 복수의 방사소자의 각 방사소자와 연결되도록 구성된 복수의 연결 선로영역; 및 연결 선로영역의 타단에서 소정의 각도로 절곡되고, 안테나 군의 측면에서 제1방향을 따라 형성된 메인 선로영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체를 제공한다. [대표도] 도 2

Description

에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로를 포함하는 안테나 조립체 및 이를 이용한 안테나 장치
본 개시는 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로를 포함하는 안테나 조립체 및 이를 이용한 안테나 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
배열 안테나의 구성은 크게 방사소자와 방사소자를 급전하는 급전 선로(feed line)로 구성된다. 방사소자의 크기는 사용 주파수에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 동작 주파수가 커질수록 방사소자의 크기는 작아진다.
급전 선로는 크게 RF 케이블과 PCB형태로 나눌 수 있다. RF 케이블과 PCB형태의 전송 선로는 동작 주파수에 따라 그 크기가 변하지 않는다. 즉, 동작 주파수가 커지더라도 그 급전 선로의 크기는 유사하다.
한편, 급전 선로에 있어서 손실은 신호가 흐르는 도체에서의 도체 손실과 도체 주변을 둘러싼 유전체로 인한 유전체 손실로 나눌 수 있다. 이러한 손실은 안테나의 이득(gain)을 직접적으로 저하시키게 된다. 안테나의 이득을 개선하기 위해서는 손실 부분을 개선해야 하는데, 매질의 변경 내지 변형이 유리한 유전체 손실 부분을 개선하는 게 더 효과적이다.
유전체 손실 부분을 개선하기 위해 사용되는 PCB 형태의 전송 선로 중 대표적인 것이 에어 스트립(air-strip) 구조이다. 에어 스크립 구조란, 일반적인 스트립라인(stripline) 구조에서, 유전체 부분이 공기(air)로 구현된 구조를 의미한다.
에어 스트립 구조의 전송 선로는, 도체 주변이 공기이므로 유전체 손실이 '0'에 가깝다. 따라서, 전송 선로를 에어 스트립으로 구현할 경우, 유전체 손실을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해, 안테나의 이득을 증가시킬 수 있다.
하지만 에어 스트립 구조는, 동일 임피던스로 설계하는 경우 전송 선로의 폭이 넓어진다. 따라서, 에어 스트립 구조의 전송 선로는, 방사소자의 크기와 비교하여, 상대적으로 큰 면적을 가지게 된다. 또한, 동작 주파수가 커질수록 방사소자의 크기는 작아지는데 전송 선로의 크기는 동일하므로, 동작 주파수가 커질수록 상대적인 전송 선로의 면적은 더욱 커지게 된다.
전송 선로의 면적이 커지게 되면 전송 선로와 방사소자 사이의 간섭량이 커질 수 있으며, 이 경우, 안테나의 방사 특성 및 이중 편파 안테나에서의 분리도(isolaition)도 열화될 수 있다. 또한, 수평 배열이 적용된 안테나, 예컨대, 다중 입출력 안테나(Massive MIMO Antenna)의 경우 각 열의 안테나가 수평 방향으로 통상 0.5
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000001
로 배열되는데, 전송 선로의 면적이 커지게 되면 이러한 배치가 어려워진다.
이에, 본 개시는 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로와 방사소자 사이의 간섭량을 줄이면서, 동시에, 안테나의 수평 배열이 가능하도록 하는 안테나 조립체를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 베이스; 베이스 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자를 포함하는 안테나 군; 및 복수의 방사소자에 급전하도록 구성된 급전 선로로서, 에어 스트립(air-strip) 구조를 가지는 급전 선로를 포함하되, 급전 선로는, 일단이 복수의 방사소자의 각 방사소자와 연결되도록 구성된 복수의 연결 선로영역; 및 연결 선로영역의 타단에서 소정의 각도로 절곡되고, 안테나 군의 측면에서 제1방향을 따라 형성된 메인 선로영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로와 방사소자 사이의 간섭량을 줄이면서, 안테나의 수평 배열이 가능하도록 하는 안테나 조립체를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 조립체의 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 조립체의 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 V-V' 방향으로 자른 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치의 횡단면도이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 사시도이다.
도 7은 도 6의 일부 영역을 확대 도시한 것이다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 횡단면도이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 상면도이다.
도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 횡단면도이다.
도 11은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 상면도이다.
도 12는 도 11의 일부 영역을 확대 도시한 것이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 안테나 장치(1)는 상부 하우징(11), 하부 하우징(12), 안테나 조립체(13), 플레이트(14), 및 격벽(15)을 포함할 수 있다.
상부 하우징(11) 및 하부 하우징(12)은 서로 결합할 수 있으며, 안테나 장치(1)의 외형을 형성할 수 있다. 상부 하우징(11) 및 하부 하우징(12)은 내부에 수용공간을 정의할 수 있으며, 그 수용공간 내에는 안테나 조립체(13) 등의 부품들이 수용될 수 있다.
상부 하우징(11)은 안테나 조립체(13)의 정면에 배치될 수 있다. 이를 통해, 외부의 충격으로부터 안테나 조립체(13)를 보호하고, 아울러, 외부의 이물질이 안테나 조립체(13)에 유입되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 상부 하우징(11)은 안테나 장치(1)의 레이돔(radome)으로서 기능할 수 있다.
적어도 하나의 안테나 조립체(13)는 모듈화되어 플레이트(14) 상에 안착될 수 있다. 안테나 조립체(13)는 모듈화될 경우, 각 안테나 조립체(13)에 대한 유지 보수가 용이해짐은 물론, 안테나 장치(1)의 설계 변경 또한 용이해질 수 있다.
복수의 안테나 조립체(13)는 제1방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 안테나 조립체(13)는 하나의 안테나 열(antenna column)을 형성할 수 있다. 여기서, 제1방향은 안테나 장치(1)의 길이 방향을 지칭한다. 예를 들어, 제1방향은 도 1 및 도2를 기준으로 X축과 평행한 방향이다.
복수의 안테나 조립체(13)는 복수의 방사소자(도 4의 1321)를 포함하므로, 하나의 안테나 열 또한 복수의 방사소자(1321)를 포함할 수 있다.
한편, 동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000002
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열 내에서, 하나의 방사소자(1321)와 이와 이웃하는 방사소자(1321) 사이의 간격이 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000003
이상이 될 경우, 방사 패턴(radiation pattern)에서 바람직하지 않은 그레이팅 로브(grating lobe)가 발생할 수 있다.
따라서, 하나의 방사소자(1321)와 이와 이웃하는 방사소자(1321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000004
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000005
인 것이 바람직하다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 두 방사소자(1321) 사이의 제1방향 간격은 상술한 범위 이외의 값을 가질 수도 있다.
안테나 장치(1)는 복수의 안테나 열을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 열은 플레이트(14) 상에서 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배치될 수 있다. 여기서, 제2방향은 안테나 장치(1)의 폭방향을 지칭한다. 예를 들어, 제2방향은 도 1 및 도 2를 기준으로 Y축과 평행한 방향이다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000006
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열과 이와 이웃하는 안테나 열 사이의 제2방향 간격은 0.5
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000007
일 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
플레이트(14) 상에는 적어도 하나의 안테나 조립체(13)가 배치될 수 있다. 플레이트(14)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 안테나 조립체(13)의 방사소자(도 4의 1321)에 그라운드 면(ground plane)을 제공할 수 있다.
격벽(15)은 플레이트(14)로부터 플레이트(14)와 수직한 방향으로 기립할 수 있다. 구체적으로, 격벽(15)은 플레이트(14)로부터 수직한 방향, 즉, 도 1 및 도2의 Z축과 평행한 방향으로 기립할 수 있다.
격벽(15)은 두 개의 안테나 열 사이에서 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 격벽(15)은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 격벽(15)의 양측면에 인접한 두 개의 메인 선로영역(도 3의 1331)에 그라운드 면을 제공할 수 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 5와 관련하여 기술된다.
플레이트(14)와 격벽(15)은 일체로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(14)와 격벽(15)은 단일 금형을 통해 일체형으로 제조될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 플레이트(14)와 격벽(15)은 열 융착(heat welding) 방식을 통해 일체로서 형성될 수도 있다.
플레이트(14)와 격벽(15)이 일체로서 형성됨으로써, 이종금속 사이의 접합 등을 원인으로 하는 PIMD(passive intermodulation distortion) 성분의 발생이 최소화될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 하부 하우징(12)과 플레이트(14)가 별개의 부재인 것으로 도시되어 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 안테나 장치(1)는, 하부 하우징(12)에 대응되는 별도의 부재없이, 플레이트(14)가 하부 하우징(12)으로서 기능하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상부 하우징(11)은 플레이트(14)와 결합함으로써, 내부에 수용공간을 정의할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 조립체(13)의 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 조립체(13)의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 안테나 조립체(13)는 베이스(131), 안테나 군(132), 급전 선로(133), 및 디렉터(136)를 포함할 수 있다.
베이스(131)는 플레이트(14) 상에 안착될 수 있으며, 베이스(131) 상에 안테나 군(132), 급전 선로(133) 등이 결합될 수 있다.
베이스(131)는 유전체, 예컨대, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 방사소자(1321)는 방사 특성을 확보하기 위해 플레이트(14)로부터 일정 간격 이격될 필요가 있다. 베이스(131)는 방사소자(1321)와 플레이트(14) 사이에 배치됨으로써, 방사소자(1321)를 플레이트(14)로부터 이격시킬 수 있다.
안테나 군(132)은 베이스(131) 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자(1321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 군(132)은 세 개의 방사소자(1321A, 1321B, 1321C)를 포함할 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 안테나 군(132)은 두 개 또는 네 개 이상의 방사소자(1321)를 포함할 수도 있다.
복수의 방사소자(1321)의 각 방사소자(1321)는 이중편파를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 방사소자(1321)로부터 +45도 및 -45도의 두 종류의 편파 신호가 방사될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 방사소자(1321)는 단일 편파 또는 4중 편파를 구현하도록 구성될 수도 있다.
급전 선로(133)는 안테나 군(132)에 포함된 복수의 방사소자(1321)에 급전하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 방사소자(1321)는 급전 선로(133)를 통해, 신호를 송수신하거나 전력을 공급받을 수 있다.
급전 선로(133)는 에어 스트립(air-strip) 구조를 가질 수 있다. 에어 스트립 구조는 일반적인 스트립라인(stripline) 구조에서, 유전체 부분이 공기(air)로 구현된 구조를 의미한다.
에어 스트립 구조를 가지는 전송 선로는, 도체 주변이 공기이므로 유전체 손실이 '0'에 가깝다. 따라서, 전송 선로를 에어 스트립으로 구현할 경우, 유전체 손실을 감소시킬 수 있으며, 이를 통해, 안테나의 이득(gain)을 증가시킬 수 있다.
급전 선로(133)는 메인 선로영역(1331), 복수의 연결 선로영역(1332), 및 입출력 영역(1334)을 포함할 수 있다.
메인 선로영역(1331)은 안테나 군(132)의 측면, 예컨대, 안테나 군(132)양측면에 배치될 수 있으며, 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다.
복수의 연결 선로영역(1332)은 일단이 복수의 방사소자(1321)에 연결되고 타단이 메인 선로영역(1331)에 연결될 수 있다. 메인 선로영역(1331)은 연결 선로영역(1332)의 타단에서 소정의 각도로 절곡될 수 있다. 예를 들어, 메인 선로영역(1331)은 베이스(131)에 대하여 수직한 방향, 즉, 도 3 및 도 4를 기준으로 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 메인 선로영역(1331)은 베이스(131)에 대하여 비스듬하게 형성될 수도 있다.
메인 선로영역(1331)은 격벽(15)과 이격될 수 있다. 메인 선로영역(1331)은 에어 스트립 구조를 가지므로, 메인 선로영역(1331)과 격벽(15) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
한편, 에어 스트립 구조는, 동일 임피던스로 설계하는 경우 전송 선로의 폭이 넓어진다. 따라서, 에어 스트립 구조의 전송 선로는 방사소자의 크기와 비교하여 상대적으로 큰 면적을 가지게 되며, 이에 따라, 방사소자 사이의 수평방향 간격을 좁히기 어려운 문제점이 있다.
본 개시에 따른 급전 선로(133)는, 이러한 에어 스트립 구조의 단점을 극복하기 위해, 베이스(131)에 대하여 수직 또는 소정의 각도로 형성된 영역, 즉, 메인 선로영역(1331)을 포함하도록 구성한 것에 기술적 특징이 있다.
구체적으로, 본 개시의 일 실시예에 따른 급전 선로(133)는, 에어 스트립 구조의 급전 선로(1331) 일부를 절곡(bending)하여 메인 선로영역(1331)을 형성하고, 이를 통해, 베이스(131) 상에서 급전 선로(133)가 차지하는 영역을 최소화한 것에 기술적 특징이 있다. 이를 통해, 방사소자(1321) 대비 급전 선로(133)의 면적이 커지더라도 방사소자(1321) 사이의 제2방향 간격은 충분히 좁혀질 수 있다.
복수의 연결 선로영역(1332)은 메인 선로영역(1331)과 복수의 방사소자(1321)의 각 방사소자(1321)를 연결할 수 있다.
복수의 연결 선로영역(1332)은 메인 선로영역(1331)으로부터 분기될 수 있으며, 각 연결 선로영역(1332)은 그와 대응되는 방사소자(1321)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3연결 선로영역(1332A, 1332B, 1332C)는 제1, 제2, 제3방사소자(1321A, 1321B, 1321C)와 각각 연결될 수 있다.
복수의 연결 선로영역(1332)은 메인 선로영역(1331)으로부터 절곡(bending)된 상태에서 연장될 수 있다. 이 경우, 복수의 연결 선로영역(1332)은 베이스(131)와 평행할 수 있다.
입출력 영역(1334)은 RF 회로와 메인 선로영역(1331)을 연결할 수 있다.
구체적으로, 입출력 영역(1334)의 일단은 메인 선로영역(1331)과 연결될 수 있으며, 입출력 영역(1334)의 타단은 필터(filter), 전력 증폭기(power amplifier), 전원 공급부(power supply unit) 등이 구비된 RF 회로와 연결될 수 있다.
RF 회로는 안테나 장치(1) 내부에 구비될 수도 있으나, 안테나 장치(1) 외부의 장치, 예컨대, RRH(remote radio head)에 구비될 수도 있다. RF 회로가 RRH 등의 외부 장치에 구비된 경우, 안테나 장치(1)와 RF 회로가 구비된 외부 장치는 RF 케이블 또는 커넥터 등을 통해 연결될 수 있다.
입출력 영역(1334)은, 메인 선로영역(1331) 및 연결 선로영역(1332)을 통해, RF 회로로부터 송신된 신호를 복수의 방사소자(1321)로 전달하거나, 복수의 방사소자(1321)로부터 수신된 신호를 RF 회로로 전달할 수 있다. 또한, 입출력 영역(1334)은, 메인 선로영역(1331) 및 연결 선로영역(1332)을 통해, 복수의 방사소자(1321)에 전력을 공급할 수 있다.
전송 선로의 길이가 길어짐으로써 발생할 수 있는 위상차 내지 전력 손실을 최소화하기 위해, 입출력 영역(1334)은 메인 선로영역(1331)의 중간 영역 부근에 배치될 수 있다.
한편, 에어 스트립 구조는 유전체 부분이 공기로 구현되므로, 복수의 방사소자(1321)에 동일한 위상을 입력하기 위한 급전 선로(133)의 길이는 상대적으로 길어질 수 있다.
예컨대, 동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000008
라고 하였을 때, 제1방사소자(1332A)와 제2방사소자(1332B)에 동일한 위상의 신호를 입력하기 위해 필요한 급전 선로(133)의 길이는 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000009
일 수 있다. 즉, 제1연결 선로영역(1332A)으로부터 제2연결 선로영역(1332B)까지의 급전 선로(133)의 길이는 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000010
일 수 있다.
그러나 도 1 및 도 2에서 상술한 바와 같이, 그레이팅 로브(grating lobe)의 발생을 최소화하기 위해, 두 방사소자(1321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000011
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000012
의 값을 가질 수 있다. 이 경우, 두 방사소자(1321) 사이를 연결하는 급전 선로의 길이가 두 방사소자(1321) 사이의 간격보다 더 길어져서 문제될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 메인 선로영역(1331)은 딜레이 라인(1333)을 포함할 수 있다. 딜레이 라인(1333)은 메인 선로영역(1331)의 일부를 절곡하여 형성된 영역으로서, 길어진 급전 선로(133)의 길이를 일부 보상할 수 있다.
딜레이 라인(1333)은 제1연결 선로영역(1332A) 및 제2연결 선로영역(1332B) 사이를 연결하는 메인 선로영역(1331)의 적어도 일부에 형성될 수 있다.
딜레이 라인(1333)은 베이스(131)를 향해 오목한 형상을 가지거나 베이스(131)와 멀어지도록 볼록한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 딜레이 라인(1333)은 'ㄷ' 자 형상을 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
메인 선로영역(1331)은 딜레이 라인(1333)을 포함함으로써, 두 방사소자(1321) 사이의 제1방향 간격이 부득이하게 멀어지는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 안테나 장치(1)는 더 콤팩트(compact)해질 수 있으며, 바람직하지 않은 그레이팅 로브의 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 복수의 방사소자(1321)는 패치 안테나(patch antenna) 구조를 가질 수 있다. 패치 안테나는 상대적으로 낮은 두께를 가지므로, 안테나 장치(1)의 전체 두께를 감소시키는 데 유리할 수 있다.
그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 방사소자(1321)는 패치 안테나 이외의 구조, 예컨대, 다이폴 안테나(dipole antenna) 구조를 가질 수도 있다.
복수의 방사소자(1321)가 패치 안테나 구조를 가질 경우, 복수의 연결 선로영역(1332)은 패치 안테나 구조를 가지는 복수의 방사소자(1321)와 일체로서 형성될 수 있다.
그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 연결 선로영역(1332)과 방사소자(1321)는 별개의 부재로서 구성될 수도 있다. 이 경우, 연결 선로영역(1332)과 방사소자(1321)는 별도의 연결선로(미도시)를 통해 연결될 수 있다.
복수의 디렉터(136)의 각 디렉터(136)는 복수의 방사소자(1321)의 각 방사소자(1321)의 상부에 배치될 수 있다. 디렉터(136)는 방사소자(1321)의 방사방향 전면에 배치됨으로써, 동작 주파수 대역을 넓힐 수 있으며, 아울러, 안테나 이득을 개선할 수 있다.
안테나 조립체(13)는 추가적으로 제1지지 구조체(134) 및 제2지지 구조체(135)를 포함할 수 있다.
메인 선로영역(1331)은 적어도 하나의 제1지지 구조체(134)에 의해 지지될 수 있다.
적어도 하나의 제1지지 구조체(134)는 베이스(131)와 일체로서 형성되며 베이스(131)로부터 돌출될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1지지 구조체(134)는, 베이스(131)의 양측 영역에서, 제1방향을 따라 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제1지지 구조체(134)는 베이스(131)의 양측 영역에서 두 개의 열을 형성할 수 있다.
메인 선로영역(1331)은 제1방향을 따라 길게 연장된 형상을 가진다. 따라서, 메인 선로영역(1331)은 제1방향을 따라 일렬로 배치되는 복수의 제1지지 구조체(134)와 결합할 수 있다.
제1지지 구조체(134)의 일단에는 메인 선로영역(1331)이 결합하기 위한 홈(groove)이 형성될 수 있다. 메인 선로영역(1331)은 제1지지 구조체(134)의 홈에 끼워짐으로써 제1지지 구조체(134)와 결합할 수 있다.
메인 선로영역(1331)은 에어 스트립 구조를 가지므로 고정에 취약할 수 있다. 이러한 측면에서, 제1지지 구조체(134)는 메인 선로영역(1331)을 베이스(131) 상에 견고히 고정시키는 역할을 할 수 있다.
복수의 디렉터(136)는 제2지지 구조체(135)를 통해 지지될 수 있다.
복수의 제2지지 구조체(135)는 베이스(131)와 일체로서 형성되며 베이스(131)로부터 돌출될 수 있다.
복수의 제2지지 구조체(135)는 방사소자(1321)와 인접하거나 방사소자(1321)와 중첩(overlap)되어 배치될 수 있다. 제2지지 구조체(135)가 방사소자(1321)와 중첩되는 경우, 제2지지 구조체(135)는 방사소자(1321)를 관통할 수 있다.
도 5는 도 2의 V-V' 방향으로 자른 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)의 횡단면도이다.
도 5를 참조하면, 안테나 장치(1)는 제1안테나 조립체(13A) 및 제2안테나 조립체(13B)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1안테나 조립체(13A) 및 제2안테나 조립체(13B)는 설명의 편의를 위해 서로 이웃하는 두 개의 안테나 조립체(13)를 임의로 지정한 것이다. 따라서, 후술되는 내용이 특정한 위치의 안테나 조립체(13)에만 한정되어 적용되는 것은 아니다.
제1안테나 조립체(13A) 및 제2안테나 조립체(13B)는 플레이트(14) 상에서 제2방향으로 나란히 안착될 수 있다.
제1안테나 조립체(13A)의 급전 선로(133)는 제2안테나 조립체(13B)와 인접한 제1메인 선로영역(1331A)을 포함할 수 있으며, 제2안테나 조립체(13B)의 급전 선로(133)는 제1안테나 조립체(13A)와 인접한 제2메인 선로영역(1331B)을 포함할 수 있다.
격벽(15)은 제1안테나 조립체(13A)와 제2안테나 조립체(13B) 사이에서 플레이트(14)로부터 기립할 수 있다. 또한, 격벽(15A)은 제1메인 선로영역(1331A) 및 제2메인 선로영역(1331B) 사이에 배치될 수 있다.
제1메인 선로영역(1331A) 및 제2메인 선로영역(1331B)은 에어 스트립 구조를 가지므로, 격벽(15A)과 제1, 제2메인 선로영역(1331A, 1331B) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
격벽(15A)은 제1메인 선로영역(1331A) 및 제2메인 선로영역(1331B) 사이에 배치됨으로써, 제1메인 선로영역(1331A) 및 제2메인 선로영역(1331B)에 동시에 그라운드 면을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)는 하나의 격벽(15A)을 통해 격벽(15A)의 양측면에 인접하는 두 개의 메인 선로영역(1331A, 1331B)에 동시에 그라운드 면을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이로써, 두 개의 격벽(15)을 이용하여 두 개의 메인 선로영역(1331) 각각에 그라운드 면을 제공하는 경우와 비교하여, 보다 높은 격리도(isolation)를 제공할 수 있는 효과가 있다.
후술될 도 6 내지 도 7에 도시된 본 개시의 다른 실시예는, 안테나 조립체가 모듈화 되어있지 않다는 점에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 본 개시의 일 실시예와 차이점을 가진다. 이하에서는 본 개시의 다른 실시예와의 차별적 특징을 위주로 설명하고, 본 개시의 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략된다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 안테나 장치(2)의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 안테나 장치(2)는 안테나 조립체(23), 플레이트(24), 및 격벽(25)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 안테나 조립체(23)는 복수의 방사소자(도7의 2321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 안테나 조립체(23)는 10개의 방사소자(2321)를 포함할 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 안테나 장치(2)는, 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 장치(1)와 달리, 하나의 안테나 조립체(23)가 하나의 안테나 열(antenna column)을 형성할 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000013
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열 내에서, 하나의 방사소자(2321)와 이와 이웃하는 방사소자(2321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000014
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000015
일 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 장치(2)는 복수의 안테나 열을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 열은 플레이트(24) 상에서 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배치될 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000016
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열과 이와 이웃하는 안테나 열 사이의 제2방향 간격은 0.5
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000017
일 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
플레이트(24) 상에는 적어도 하나의 안테나 조립체(23)가 배치될 수 있다. 플레이트(24)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 안테나 조립체(23)의 방사소자(도 7의 2321)에 그라운드 면(ground plane)을 제공할 수 있다.
격벽(25)은 플레이트(24)로부터 플레이트(24)와 수직한 방향으로 기립할 수 있다. 구체적으로, 격벽(25)은 플레이트(24)로부터 도 6의 Z축과 평행한 방향으로 기립할 수 있다.
격벽(25)은 안테나 열 사이에서 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 격벽(25)은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 그 격벽(25)의 양측면에 인접한 두 개의 메인 선로영역(도 7의 2331)에 그라운드 면을 제공할 수 있다.
플레이트(24)와 격벽(25)은 일체로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(24)와 격벽(25)은 단일 금형을 통해 일체형으로 제조될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 도 6의 일부 영역을 확대 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 안테나 조립체(23)는 베이스(231), 안테나 군(232), 급전 선로(233), 및 디렉터(236)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따른 베이스(231)는 플레이트(24) 상에 사출(injection)되어 형성될 수 있다. 이때, 베이스(231)는 유전체, 예컨대, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
복수의 베이스(231)는 제1방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 베이스(231)는 하나의 베이스 열(base column)을 형성할 수 있다. 복수의 베이스(231)는 제2방향으로 나란히 배치되는 복수의 베이스 열을 형성할 수 있다.
베이스(231) 상에는 안테나 군(232), 급전 선로(233) 등이 배치될 수 있다. 복수의 베이스(231)의 각 베이스(231) 상에는 하나의 방사소자(2321)가 배치될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 베이스(231) 상에 두 개 이상의 방사소자(2321)가 배치될 수도 있다.
베이스(231)는 방사소자(2321)와 플레이트(24) 사이에 배치됨으로써, 방사소자(2321)를 플레이트(24)로부터 이격시킬 수 있다.
안테나 군(232)은 베이스(231) 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자(2321)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 군(232)은 10개의 방사소자(2321)를 포함할 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 방사소자(2321)의 각 방사소자(2321)는 이중편파를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 방사소자(2321)로부터 +45도 및 -45도의 두 종류의 편파 신호가 방사될 수 있다.
급전 선로(233)는 안테나 군(232)에 포함된 복수의 방사소자(2321)에 급전하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 방사소자(2321)는 급전 선로(233)를 통해, 신호를 송수신하거나 전력을 공급받을 수 있다.
급전 선로(233)는 에어 스트립(air-strip) 구조를 가질 수 있다.
급전 선로(233)는 메인 선로영역(2331), 복수의 연결 선로영역(2332), 및 입출력 영역(도 6의 2334)을 포함할 수 있다.
메인 선로영역(2331)은 안테나 군(232)의 측면, 예컨대, 안테나 군(232)양측면에 배치될 수 있으며, 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다.
복수의 연결 선로영역(2332)은 일단이 복수의 방사소자(2321)에 연결되고 타단이 메인 선로영역(2331)에 연결될 수 있다. 메인 선로영역(2331)은 연결 선로영역(2332)의 타단에서 소정의 각도로 절곡될 수 있다. 예를 들어, 메인 선로영역(2331)은 베이스(231)에 대하여 수직한 방향, 즉, 도 7을 기준으로 Z축과 평행한 방향으로 형성될 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 메인 선로영역(2331)은 베이스(231)에 대하여 비스듬하게 형성될 수도 있다.
메인 선로영역(2331)은 격벽(25)과 이격될 수 있다. 메인 선로영역(2331)은 에어 스트립 구조를 가지므로, 메인 선로영역(2331)과 격벽(25) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
다만, 메인 선로영역(2331)의 고정을 위해, 격벽(25)과 메인 선로영역(2331) 사이에는 절연 지지체(미도시)가 일부 형성될 수도 있다.
복수의 연결 선로영역(2332)은 메인 선로영역(2331)으로부터 분기될 수 있으며, 각 연결 선로영역(2332)은 그와 대응되는 방사소자(2321)와 연결될 수 있다.
이를 통해, 복수의 연결 선로영역(2332)은 메인 선로영역(2331)과 복수의 방사소자(2321)의 각 방사소자(2321)를 연결할 수 있다.
복수의 연결 선로영역(2332)은 메인 선로영역(2331)으로부터 절곡(bending)된 상태에서 연장될 수 있다. 이 경우, 복수의 연결 선로영역(2332)은 베이스(231)와 평행할 수 있다.
입출력 영역(2334)은 RF 회로와 메인 선로영역(2331)을 연결할 수 있다.
구체적으로, 입출력 영역(2334)의 일단은 메인 선로영역(2331)과 연결될 수 있으며, 입출력 영역(2334)의 타단은 필터, 전력 증폭기, 전원 공급부 등이 구비된 RF 회로와 연결될 수 있다.
RF 회로는 안테나 장치(2) 내부에 구비될 수도 있으나, 안테나 장치(2) 외부의 장치, 예컨대, RRH(remote radio head)에 구비될 수도 있다. RF 회로가 RRH 등의 외부 장치에 구비된 경우, 안테나 장치(2)와 RF 회로가 구비된 외부 장치는 RF 케이블 또는 커넥터 등을 통해 연결될 수 있다.
입출력 영역(2334)은, 메인 선로영역(2331) 및 연결 선로영역(2332)을 통해, RF 회로로부터 송신된 신호를 복수의 방사소자(2321)로 전달하거나, 복수의 방사소자(2321)로부터 수신된 신호를 RF 회로로 전달할 수 있다. 또한, 입출력 영역(2334)은, 메인 선로영역(2331) 및 연결 선로영역(2332)을 통해, 복수의 방사소자(2321)에 전력을 공급할 수 있다.
전송 선로의 길이가 길어짐으로써 발생할 수 있는 위상차 내지 전력 손실을 최소화하기 위해, 입출력 영역(2334)은 메인 선로영역(2331)의 중간 영역 부근에 배치될 수 있다.
메인 선로영역(2331)은 딜레이 라인(2333)을 포함할 수 있다. 딜레이 라인(2333)은 메인 선로영역(2331)의 일부를 절곡하여 형성된 영역으로서, 길어진 급전 선로(233)의 길이를 일부 보상할 수 있다.
딜레이 라인(2333)은 이웃하는 두 연결 선로영역(2332) 사이를 연결하는 메인 선로영역(2331)의 적어도 일부에 형성될 수 있다.
딜레이 라인(2333)은 베이스(231)를 향해 오목한 형상을 가지거나 베이스(231)와 멀어지도록 볼록한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 딜레이 라인(2333)은 'ㄷ' 자 형상을 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 방사소자(2321)는 패치 안테나(patch antenna) 구조를 가질 수 있다. 복수의 연결 선로영역(2332)은 패치 안테나 구조를 가지는 복수의 방사소자(2321)와 일체로서 형성될 수 있다.
복수의 디렉터(236)의 각 디렉터(236)는 복수의 방사소자(2321)의 각 방사소자(2321)의 상부에 배치될 수 있다.
안테나 조립체(23)는 추가적으로 제2지지 구조체(235)를 포함할 수 있다.
복수의 디렉터(236)는 제2지지 구조체(235)를 통해 지지될 수 있다.
복수의 제2지지 구조체(235)는 베이스(231)와 일체로서 형성되며 베이스(231)로부터 돌출될 수 있다.
복수의 제2지지 구조체(235)는 방사소자(2321)와 중첩되어 배치될 수 있다. 이 경우, 제2지지 구조체(235)는 방사소자(2321)를 관통할 수 있다.
복수의 디렉터(236)는 제2지지 구조체(235)에 안착된 상태에서 융착(welding)될 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 장치(2)는 레이돔으로서 기능하는 상부 하우징(미도시) 및 상부 하우징과 결합하는 하부 하우징(하우징)을 추가적으로 포함할 수 있다.
상부 하우징 및 하부 하우징은 안테나 장치(2)의 외형을 형성할 수 있다. 상부 하우징 및 하부 하우징은 내부에 수용공간을 정의할 수 있으며, 그 수용공간 내에는 안테나 조립체(23) 등의 부품들이 수용될 수 있다.
한편, 안테나 장치(2)는 별도의 하부 하우징 없이, 플레이트(24)가 하부 하우징으로서 기능할 수도 있다. 이 경우, 상부 하우징은 플레이트(24)와 결합함으로써, 내부에 수용공간을 형성할 수 있다.
후술될 도 8 내지 도 9에 도시된 본 개시의 또 다른 실시예는, 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로가 베이스 플레이트와 커버 플레이트 사이에 배치된다는 점에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 본 개시의 일 실시예와 차이점을 가진다. 이하에서는 본 개시의 또 다른 실시예와의 차별적 특징을 위주로 설명하고, 본 개시의 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략된다.
도 8은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(3)의 횡단면도이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(3)의 상면도이다. 도 9에서는, 설명의 편의를 위해, 커버 플레이트(337)를 생략하여 도시하였다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 안테나 장치(3)는 베이스 플레이트(331), 커버 플레이트(337), 안테나 군(332), 급전 선로(333), 및 디렉터(336)를 포함한다.
베이스 플레이트(331) 상에는 안테나 군(332)이 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(331)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 방사소자(3321) 및 급전 선로(333)의 제1선로영역(3331)에 그라운드 면(ground plane)을 제공할 수 있다.
커버 플레이트(337)는 베이스 플레이트(331)와 대면하는 커버 플레이트(337)로서, 베이스 플레이트(331)와 이격되어 배치된다.
커버 플레이트(337)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 베이스 플레이트(331)와 함께, 방사소자(3321) 및 급전 선로(333)의 제1선로영역(3331)에 그라운드 면을 제공할 수 있다.
안테나 군(332)은 커버 플레이트(337) 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자(3321)를 포함한다. 예를 들어, 안테나 군(332)은 10개의 방사소자(3321)를 포함할 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000018
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열 내에서, 하나의 방사소자(3321)와 이와 이웃하는 방사소자(3321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000019
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000020
일 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 장치(3)는 복수의 안테나 열을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 열은 커버 플레이트(337) 상에서 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배치될 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000021
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열과 이와 이웃하는 안테나 열 사이의 제2방향 간격은 0.5
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000022
일 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 방사소자(3321)의 각 방사소자(3321)는 이중편파를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 방사소자(3321)로부터 +45도 및 -45도의 두 종류의 편파 신호가 방사될 수 있다.
급전 선로(333)는 복수의 방사소자(3321)에 급전하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 방사소자(3321)는 급전 선로(333)를 통해, 신호를 송수신하거나 전력을 공급받을 수 있다.
급전 선로(333)는 제1선로영역(3331), 제2선로영역(3332), 및 입출력 영역(3334)을 포함할 수 있다.
제1선로영역(3331)은 베이스 플레이트(331)와 커버 플레이트(337) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 두 개의 제1선로영역(3331)이 베이스 플레이트(331)와 커버 플레이트(337) 사이에서 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 두 개의 제1선로영역(3331)은 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다.
제1선로영역(3331)은 베이스 플레이트(331) 및 커버 플레이트(337)와 각각 이격된 에어 스트립(air strip) 구조를 가질 수 있다.
따라서, 제1선로영역(3331)은 베이스 플레이트(331)와 커버 플레이트(337)에 각각 이격될 수 있으며, 제1선로영역(3331)과 각 플레이트(331, 337) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(3)는 베이스 플레이트(331) 및 커버 플레이트(337) 사이에 제1선로영역(3331)을 배치함으로써, 제1선로영역(3331)의 적어도 일부를 방사소자(3321)와 중첩시킬 수 있다.
이를 통해, 방사소자(3321) 대비 급전 선로(333)의 면적이 커지더라도 방사소자(3321) 사이의 제2방향 간격은 충분히 좁혀질 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(3)는 방사소자(3321)와 제1선로영역(3331) 사이에 커버 플레이트(337)를 배치함으로써, 방사소자(3321)와 제1선로영역(3331)을 공간적으로 분리할 수 있다. 이를 통해, 방사소자(3321)와 제1선로영역(3331) 사이의 간섭량을 감소시킬 수 있다.
제2선로영역(3332)은 커버 플레이트(337)를 관통할 수 있으며, 제1선로영역(3331)과 복수의 방사소자(3321)의 각 방사소자(3321)를 연결할 수 있다.
입출력 영역(3334)은 RF 회로와 제1선로영역(3331)을 연결할 수 있다.
입출력 영역(3334)의 일단은 제1선로영역(3331)과 연결될 수 있으며, 입출력 영역(3334)의 타단은 필터, 전력 증폭기, 전원 공급부 등이 구비된 RF 회로와 연결될 수 있다.
RF 회로는 안테나 장치(3) 내부에 구비될 수도 있으나, 안테나 장치(3) 외부의 장치, 예컨대, RRH(remote radio head)에 구비될 수도 있다. RF 회로가 RRH 등의 외부 장치에 구비된 경우, 안테나 장치(3)와 RF 회로가 구비된 외부 장치는 RF 케이블 또는 커넥터 등을 통해 연결될 수 있다.
입출력 영역(3334)은, 제1선로영역(3331) 및 제2선로영역(3332)을 통해, RF 회로로부터 송신된 신호를 복수의 방사소자(3321)로 전달하거나, 복수의 방사소자(3321)로부터 수신된 신호를 RF 회로로 전달할 수 있다. 또한, 입출력 영역(3334)은, 제1선로영역(3331) 및 제2선로영역(3332)을 통해, 복수의 방사소자(3321)에 전력을 공급할 수 있다.
전송 선로의 길이가 길어짐으로써 발생할 수 있는 위상차 내지 전력 손실을 최소화하기 위해, 입출력 영역(3334)은 제1선로영역(3331)의 중간 영역 부근에 배치될 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000023
라고 하였을 때, 제1방향으로 이웃하는 두 방사소자(3321)에 동일한 위상의 신호를 입력하기 위해 필요한 급전 선로(333)의 길이는 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000024
일 수 있다. 즉, 이웃하는 두 제2선로영역(3332)까지의 급전 선로(333)의 길이는 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000025
일 수 있다.
그러나 상술한 바와 같이, 두 방사소자(3321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000026
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000027
의 값을 가질 수 있으며, 이 경우, 두 방사소자(3321) 사이를 연결하는 급전 선로의 길이가 두 방사소자(3321) 사이의 간격보다 더 길어져서 문제될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 제1선로영역(3331)은 딜레이 라인(3333)을 포함할 수 있다. 딜레이 라인(3333)은 제1선로영역(1331)의 일부를 절곡하여 형성된 영역으로서, 길어진 급전 선로(333)의 길이를 일부 보상할 수 있다.
딜레이 라인(3333)은 이웃하는 두 연결 선로영역(3332) 사이를 연결하는 제1선로영역(3331)의 적어도 일부에 형성될 수 있다.
딜레이 라인(3333)은 내측으로 오목한 형상을 가지거나 외측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 딜레이 라인(3333)은 'ㄷ' 자 형상을 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 방사소자(3321)는 패치 안테나(patch antenna) 구조를 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 방사소자(3321)는 패치 안테나 이외의 구조, 예컨대, 다이폴 안테나(dipole antenna) 구조를 가질 수도 있다.
복수의 디렉터(336)의 각 디렉터(336)는 복수의 방사소자(3321)의 각 방사소자(3321)의 상부에 배치될 수 있다. 디렉터(336)는 방사소자(3321)의 방사방향 전면에 배치됨으로써, 동작 주파수 대역을 넓힐 수 있으며, 아울러, 안테나 이득을 개선할 수 있다.
안테나 장치(3)는 레이돔으로서 기능하는 상부 하우징(미도시) 및 상부 하우징과 결합하는 하부 하우징(하우징)을 추가적으로 포함할 수 있다.
상부 하우징 및 하부 하우징은 안테나 장치(3)의 외형을 형성할 수 있다. 상부 하우징 및 하부 하우징은 내부에 수용공간을 정의할 수 있으며, 그 수용공간 내에는 베이스 플레이트(331), 커버 플레이트(337), 안테나 군(332), 급전 선로(333), 디렉터(336) 등의 부품들이 수용될 수 있다.
한편, 안테나 장치(3)는 별도의 하부 하우징 없이, 베이스 플레이트(331)가 하부 하우징으로서 기능할 수도 있다. 이 경우, 상부 하우징(미도시)은 베이스 플레이트(331)와 결합함으로써, 내부에 수용공간을 정의할 수 있다.
후술될 도 10 내지 도 12에 도시된 본 개시의 또 다른 실시예는, 에어 스트립 구조를 가지는 급전 선로가 방사소자와 물리적으로 연결되지 않고 커플링 방식을 이용한다는 점에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 본 개시의 일 실시예와 차이점을 가진다. 이하에서는 본 개시의 또 다른 실시예와의 차별적 특징을 위주로 설명하고, 본 개시의 일 실시예와 실질적으로 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략된다.
도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(4)의 횡단면도이다.
도 11은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(4)의 상면도이다.
도 12는 도 11의 일부 영역을 확대 도시한 것이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 안테나 장치(4)는 베이스 플레이트(431), 안테나 군(432), 급전 선로(433) 및 제2 지지 구조체(435)를 포함한다.
베이스 플레이트(431) 상에는 안테나 군(432)이 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(331)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 방사소자(4321) 및 급전 선로(433)에 그라운드 면(ground plane)을 제공할 수 있다.
안테나 군(432)은 베이스 플레이트(431) 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자(4321)를 포함한다. 예를 들어, 안테나 군(432)은 10개의 방사소자(4321)를 포함할 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000028
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열 내에서, 하나의 방사소자(4321)와 이와 이웃하는 방사소자(4321) 사이의 제1방향 간격은 0.8
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000029
내지 0.9
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000030
일 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
안테나 장치(4)는 복수의 안테나 열을 포함할 수 있다. 복수의 안테나 열은 베이스 플레이트(431) 상에서 제1방향과 수직한 제2방향을 따라 배치될 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000031
라고 하였을 때, 하나의 안테나 열과 이와 이웃하는 안테나 열 사이의 제2방향 간격은 0.5
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000032
일 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 방사소자(4321)의 각 방사소자(4321)는 이중편파를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 방사소자(3321)로부터 +45도 및 -45도의 두 종류의 편파 신호가 방사될 수 있다.
급전 선로(433)는 복수의 방사소자(4321)에 급전하도록 구성될 수 있다. 즉, 복수의 방사소자(4321)는 급전 선로(433)를 통해, 신호를 송수신하거나 전력을 공급받을 수 있다. 도 12를 참조하면, 복수의 방사소자(4321)는 지지 구조체(435) 상에 배치되나 급전 선로(433)와 물리적으로 연결되지 않고, 커플링(coupling) 방식에 의해 급전되도록 구성될 수 있다.
급전 선로(433)는 베이스 플레이트(431)와 안테나 군(432) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 두 개의 급전 선로(433)는 베이스 플레이트(431)와 안테나 군(432) 사이에서 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 두 개의 급전 선로(433)는 제1방향을 따라 길게 연장될 수 있다.
지지 구조체(435)는 급전 선로(433) 및 안테나 군(432)을 지지할 수 있다. 지지 구조체(435)는 베이스 플레이트(431)상에 결합될 수도 있고, 베이스 플레이트(431)와 일체로 형성될 수 있다. 지지 구조체(435)는 안테나 군(432) 및 급전 선로(433)와 연결될 수 있는 복수의 돌출부를 포함할 수 있다. 지지 구조체(435)는 급전 선로(433)를 지지하는 계단 형상의 제1 지지부 및 안테나 군(432)을 지지하는 원통 형상의 제2 지지부를 포함할 수 있다.
급전 선로(433)는 지지 구조체(435)에 의해 지지되되, 베이스 플레이트(431) 및 안테나 군(432)과 각각 이격된 에어 스트립(air strip) 구조를 가질 수 있다. 급전 선로(433)는 지지 구조체(435)에 의해 지지될 수 있도록 지지 구조체(435) 형상에 대응하도록 절곡된 부분을 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(4)는 베이스 플레이트(431) 및 안테나 군(432) 사이에 급전 선로(433)를 배치함으로써, 급전 선로(433)의 적어도 일부를 방사소자(4321)와 중첩시킬 수 있다.
이를 통해, 방사소자(4321) 대비 급전 선로(433)의 면적이 커지더라도 방사소자(4321) 사이의 제2방향 간격은 충분히 좁혀질 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치(4)는 방사소자(4321)는 급전 선로(433)와 물리적으로 연결되지 않고, 커플링(coupling) 방식에 의해 급전되도록 구성함으로써, 방사소자(4321)와 급전 선로(433)를 공간적으로 분리할 수 있다. 이를 통해, 방사소자(4321)와 급전 선로(433) 사이의 간섭량을 감소시킬 수 있다.
입출력 영역(4334)은 RF 회로와 급전 선로(433)를 연결할 수 있다.
입출력 영역(4334)의 일단은 급전 선로(433)와 연결될 수 있으며, 입출력 영역(4334)의 타단은 필터, 전력 증폭기, 전원 공급부 등이 구비된 RF 회로와 연결될 수 있다.
RF 회로는 안테나 장치(4) 내부에 구비될 수도 있으나, 안테나 장치(4) 외부의 장치, 예컨대, RRH(remote radio head)에 구비될 수도 있다. RF 회로가 RRH 등의 외부 장치에 구비된 경우, 안테나 장치(4)와 RF 회로가 구비된 외부 장치는 RF 케이블 또는 커넥터 등을 통해 연결될 수 있다.
입출력 영역(4334)은 급전 선로(433)를 통해 RF 회로로부터 송신된 신호를 복수의 방사소자(4321)로 전달하거나, 복수의 방사소자(4321)로부터 수신된 신호를 RF 회로로 전달할 수 있다. 또한, 입출력 영역(4334)은 급전 선로(433)를 통해 복수의 방사소자(4321)에 전력을 공급할 수 있다.
전송 선로의 길이가 길어짐으로써 발생할 수 있는 위상차 내지 전력 손실을 최소화하기 위해, 입출력 영역(4334)은 급전 선로(433)의 중간 영역 부근에 배치될 수 있다.
동작 주파수 대역의 중간 주파수를
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000033
라고 하였을 때, 제1방향으로 이웃하는 두 방사소자(4321)에 동일한 위상의 신호를 입력하기 위해 필요한 급전 선로(433)의 길이는 1
Figure PCTKR2021017545-appb-img-000034
일 수 있다.
복수의 방사소자(4321)는 패치 안테나(patch antenna) 구조를 가질 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 방사소자(4321)는 패치 안테나 이외의 구조, 예컨대, 다이폴 안테나(dipole antenna) 구조를 가질 수도 있다.
안테나 장치(4)는 레이돔으로서 기능하는 상부 하우징(미도시) 및 상부 하우징과 결합하는 하부 하우징(하우징)을 추가적으로 포함할 수 있다.
상부 하우징 및 하부 하우징은 안테나 장치(4)의 외형을 형성할 수 있다. 상부 하우징 및 하부 하우징은 내부에 수용공간을 정의할 수 있으며, 그 수용공간 내에는 베이스 플레이트(431), 안테나 군(432), 급전 선로(433) 부품들이 수용될 수 있다.
한편, 안테나 장치(4)는 별도의 하부 하우징 없이, 베이스 플레이트(431)가 하부 하우징으로서 기능할 수도 있다. 이 경우, 상부 하우징(미도시)은 베이스 플레이트(431)와 결합함으로써, 내부에 수용공간을 정의할 수 있다. 이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]1: 안테나 장치, 13: 안테나 조립체, 14: 플레이트, 15: 격벽, 131: 베이스, 132: 안테나 군, 133: 급전 선로, 134: 제1지지 구조체, 135: 제2지지 구조체, 136: 디렉터, 1321: 방사소자, 1331: 메인 선로영역, 1332: 연결 선로영역, 1333: 딜레이 라인
[CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION]
본 특허출원은, 본 명세서에 그 전체가 참고로서 포함되는, 2020년 11월 25일자로 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2020-0160429호 및 2021년 11월 25일자로 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2021-0164484호에 대해 우선권을 주장한다.

Claims (16)

  1. 베이스;
    상기 베이스 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자를 포함하는 안테나 군; 및
    상기 복수의 방사소자에 급전하도록 구성된 급전 선로로서, 에어 스트립(air-strip) 구조를 가지는 급전 선로를 포함하되,
    상기 급전 선로는,
    일단이 상기 복수의 방사소자의 각 방사소자와 연결되도록 구성된 복수의 연결 선로영역; 및
    상기 연결 선로영역의 타단에서 소정의 각도로 절곡되고, 상기 안테나 군의 측면에서 상기 제1방향을 따라 형성된 메인 선로영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 선로영역은 상기 베이스에 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 메인 선로영역은 상기 연결 선로영역에 수직한 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방사소자는 제1방사소자 및 상기 제1방사소자와 인접한 제2방사소자를 포함하고,
    상기 복수의 연결 선로영역은 상기 제1방사소자와 연결되는 제1연결 선로영역 및 상기 제2방사소자와 연결되는 제2연결 선로영역을 포함하되,
    상기 메인 선로영역은,
    상기 제1연결 선로영역 및 상기 제2연결 선로영역 사이를 연결하는 상기 메인 선로영역의 적어도 일부에 형성된 딜레이 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 딜레이 라인은 상기 베이스를 향해 오목한 형상을 가지거나 상기 베이스와 멀어지도록 볼록한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 연결 선로영역은 상기 복수의 방사소자와 일체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스와 일체로서 형성되며 상기 베이스로부터 돌출되는 적어도 하나의 제1지지 구조체를 더 포함하되,
    상기 메인 선로영역은 상기 적어도 하나의 제1지지 구조체에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방사소자의 각 방사소자의 상부에 배치되는 복수의 디렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스와 일체로서 형성되며 상기 베이스로부터 돌출되는 복수의 제2지지 구조체를 더 포함하되,
    상기 복수의 디렉터는 상기 복수의 제2지지 구조체를 통해 지지되는 것을 특징으로 하는 안테나 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른, 제1안테나 조립체 및 제2안테나 조립체;
    상기 제1안테나 조립체 및 상기 제2안테나 조립체를 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 나란히 안착시키는 플레이트; 및
    상기 제1안테나 조립체와 상기 제2안테나 조립체 사이에서 상기 플레이트로부터 기립하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1안테나 조립체의 급전 선로는 상기 제2안테나 조립체와 인접한 제1메인 선로영역을 포함하고,
    상기 제2안테나 조립체의 급전 선로는 상기 제1안테나 조립체와 인접한 제2메인 선로영역을 포함하되,
    상기 격벽은 상기 제1메인 선로영역 및 상기 제2메인 선로영역 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 플레이트와 일체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 제1메인 선로영역 및 상기 제2메인 선로영역과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  14. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 안테나 조립체; 및
    상기 적어도 하나의 안테나 조립체를 안착시키는 플레이트를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 안테나 조립체는 모듈화되어 상기 플레이트 상에 안착되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  15. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트와 대면하는 커버 플레이트로서, 상기 베이스 플레이트와 이격되어 배치되는 커버 플레이트;
    상기 커버 플레이트 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자를 포함하는 안테나 군; 및
    상기 복수의 방사소자에 급전하도록 구성된 급전 선로를 포함하되,
    상기 급전 선로는,
    상기 베이스 플레이트와 상기 커버 플레이트 사이에 배치되는 제1선로영역으로서, 상기 베이스 플레이트 및 상기 커버 플레이트와 각각 이격된 에어 스트립(air strip) 구조를 가지는 제1선로영역; 및
    상기 커버 플레이트를 관통하고, 상기 제1선로영역과 상기 복수의 방사소자의 각 방사소자를 연결하는 제2선로영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  16. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 상에 배치되는 지지 구조체;
    상기 지지 구조체 상에 제1방향을 따라 배치되는 복수의 방사소자를 포함하는 안테나 군; 및
    상기 복수의 방사소자에 급전하도록 구성된 급전 선로를 포함하되,
    상기 급전 선로는,
    상기 베이스 플레이트 및 상기 안테나 군과 이격된 에어 스트립(air strip) 구조를 가지되 상기 복수의 방사소자를 커플링(coupling) 방식으로 급전하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010046336A (ko) * 1999-11-11 2001-06-15 구관영 에어스트립 전력 분배기를 갖는 이중편파 배열 안테나
US20020135527A1 (en) * 2001-03-20 2002-09-26 Anthony Teillet Antenna array
KR20060059437A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 주식회사 케이티프리텔 이중 편파 수신 구조를 갖는 안테나 장치
US20100177012A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Laird Technologies, Inc. Dual-polarized antenna modules
JP2015091059A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 有限会社Ｎａｚｃａ アンテナ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010046336A (ko) * 1999-11-11 2001-06-15 구관영 에어스트립 전력 분배기를 갖는 이중편파 배열 안테나
US20020135527A1 (en) * 2001-03-20 2002-09-26 Anthony Teillet Antenna array
KR20060059437A (ko) * 2004-11-29 2006-06-02 주식회사 케이티프리텔 이중 편파 수신 구조를 갖는 안테나 장치
US20100177012A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Laird Technologies, Inc. Dual-polarized antenna modules
JP2015091059A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 有限会社Ｎａｚｃａ アンテナ装置

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