WO2022239892A1 - 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치 - Google Patents

밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치 Download PDF

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WO2022239892A1
WO2022239892A1 PCT/KR2021/006113 KR2021006113W WO2022239892A1 WO 2022239892 A1 WO2022239892 A1 WO 2022239892A1 KR 2021006113 W KR2021006113 W KR 2021006113W WO 2022239892 A1 WO2022239892 A1 WO 2022239892A1
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millimeter
outdoor
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fwa
horizontal
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PCT/KR2021/006113
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이상조
윤홍수
신호동
임선영
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가온미디어 주식회사
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a technology for enabling an outdoor antenna device performing 5G communication to smoothly transmit and receive millimeter waves even in an external natural attenuated environment (eg, rain, fog, heavy snow, atmospheric gas).
  • an external natural attenuated environment eg, rain, fog, heavy snow, atmospheric gas.
  • the present invention diffracts a millimeter wave in which a line of sight (LOS) is secured as well as a millimeter wave scattered in a natural attenuation environment that hinders the linearity of the millimeter wave in a natural attenuation environment where LOS is not secured, thereby providing fixed wireless access (FWA) for outdoor use.
  • LOS line of sight
  • FWA fixed wireless access
  • FIG. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating an outdoor installation type 5G repeater and an indoor installation type 5G terminal performing 5G communication.
  • the indoor 5G terminal 20 performing 5G communication must be able to receive millimeter waves (mmWave) to perform 5G communication.
  • mmWave millimeter waves
  • the millimeter wave is an extremely high frequency (EHF) and represents a frequency of approximately 30 to 300 GHz band and has a very short wavelength of approximately 1 to 10 millimeters (mm).
  • EHF extremely high frequency
  • mm millimeters
  • Millimeter waves have a linearity close to light, do not pass through solid materials (especially conductive materials) except for plastic, and rain, fog, heavy snow, yellow dust, fine dust, atmospheric gas as a natural attenuation environment in which LOS (line of sight) is not secured. When hitting the back, the path loss of the signal transmission is large.
  • the frequency band used in 5G communication is divided into sub 6 GHz and millimeter wave.
  • Sub 6 GHz started service first, and millimeter wave has recently been commercialized.
  • the present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide an outdoor installation type antenna device for receiving millimeter waves, which can smoothly wirelessly receive millimeter waves even in an outdoor environment with natural attenuation.
  • an outdoor installation type antenna device for millimeter wave reception includes an outdoor FWA millimeter antenna member 110;
  • An outdoor FWA millimeter concentrating member (120) that has an upwardly convex dome shape, mounts an outdoor FWA millimeter antenna member inside its body, receives millimeter waves provided from the outside of its body, and collects them in the direction of the outdoor FWA millimeter antenna member (120) ;
  • the outdoor FWA millimeter collection member 120 includes a plurality of horizontal partition members 121 made of a conductive material and forming a plurality of layers in the form of a latitude line; a vertical partition member 122 made of a conductive material and forming a plurality of grid members as it intersects with a plurality of horizontal partition members by forming a plurality of layers in the form of longitudinal lines;
  • a plurality of ultra-high frequency access members 123 made of synthetic resin and formed to fill a plurality of grid members in a state partitioned by a plurality of horizontal partition members
  • the ultra-high frequency access member 123 includes a plurality of horizontal layer members horizontally partitioned by a plurality of horizontal partition members (at this time, the number of horizontal layer members is referred to as N), and among the plurality of horizontal layer members
  • the grid member corresponding to the lowermost part is formed larger than the wavelength of the corresponding millimeter wave, and the k + 1 column of horizontal layer members (where k is one or more natural numbers from 1 to N-1) is located below it. It may be configured to form an upper and lower width smaller than k columns.
  • the ultra-high frequency access member 123 includes a plurality of horizontal layer members partitioned in the horizontal direction by a plurality of horizontal partition members (at this time, the number of horizontal layer members is referred to as N), and among the plurality of horizontal layer members
  • the grid member corresponding to the lowermost part is formed larger than the wavelength of the corresponding millimeter wave, and the k + 1 column of horizontal layer members (where k is one or more natural numbers from 1 to N-1) is located below it. It can be configured to form an effective virtual grid for greater diffraction of the millimeter wave than k columns.
  • the plurality of vertical partition members 122 may be arranged at equal intervals from each other.
  • the outdoor FWA millimeter antenna member has the advantage of smoothly receiving millimeter waves wirelessly even in an outdoor natural attenuation environment.
  • the present invention increases the reception rate even in the case of millimeter waves scattered from the outdoor natural attenuation environment by arranging the intervals between the plurality of horizontal partition members gradually narrower from bottom to top in the upwardly convex dome-shaped outdoor millimeter collecting member. indicates possible advantages.
  • 1 is an exemplary diagram schematically illustrating an outdoor installation type 5G repeater and an indoor installation type 5G terminal performing 5G communication.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing an outdoor installation type antenna device for millimeter wave reception according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view separately illustrating the protective cover member in FIG. 2;
  • FIG. 4 is an enlarged view of an FWA millimeter collecting member for outdoor use in FIG. 3;
  • Figure 5 is a view looking down from the top of Figure 4.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram showing a state in which millimeter waves reach an outdoor FWA millimeter antenna member in FIG. 4;
  • FIG. 7 is an enlarged view of a portion of FIG. 6;
  • FIG. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating an outdoor installation type 5G repeater and an indoor installation type 5G terminal performing 5G communication
  • FIG. 2 is an exemplary diagram illustrating an outdoor installation type antenna device for receiving millimeter waves according to the present invention.
  • 3 is a view separately showing the protective cover member in FIG. 2 .
  • the outdoor installation type antenna device 100 according to the present invention in FIGS. 2 and 3 also wirelessly receives millimeter waves outdoors like the outdoor installation type 5G repeater 10 in FIG. 1, and then the 5G data transceiver 30 5G communication service can be provided to the indoor installation type 5G terminal 20 through.
  • the outdoor antenna device 100 for millimeter wave reception includes an outdoor FWA millimeter antenna member 110, an outdoor FWA millimeter collecting member 120, and an antenna control member ( 130) and a protective cover member 140.
  • the outdoor FWA millimeter antenna member 110 receives the millimeter wave wirelessly collected by the outdoor FWA millimeter collector 120 as a signal.
  • the outdoor FWA millimeter collecting member 120 is configured to smoothly collect millimeter waves even in an outdoor natural attenuation environment and transfer them to the outdoor FWA millimeter antenna member 110. Let's take a look through 4 to 7.
  • the antenna control member 130 transmits an indoor installation type 5G terminal through the 5G data transceiver 30 of FIG. 20) to control the system.
  • the protective cover member 140 prevents snow, rain, foreign substances, etc. from entering the open central portion of the FWA millimeter collecting member 120 for outdoor use.
  • FIG. 4 is an enlarged view of an outdoor FWA millimeter collecting member in FIG. 3 and FIG. 5 is a top-down view of FIG. 4, and FIG. It is an exemplary view showing a state of doing, and FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIG. 6 .
  • the outdoor millimeter FWA antenna member 120 which is the configuration of the present invention, is formed in an upwardly convex dome shape, and the outdoor FWA millimeter antenna member 110 can be mounted on the inside of its body.
  • the outdoor FWA millimeter collecting member 120 collects millimeter waves provided from the outside toward the outdoor FWA millimeter antenna member 110 as shown in FIGS. 6 and 7 .
  • the outdoor FWA millimeter collecting member 120 may include a horizontal partitioning member 121, a vertical partitioning member 122, and an ultra-high frequency access member 123.
  • the horizontal partition member 121 may preferably be made of a conductive material through which millimeter waves do not pass. Through this, together with the vertical partition member 122 made of a conductive material, a plurality of grid skeletons through which millimeter waves do not pass may be formed as shown in FIGS. 4 to 6 .
  • the horizontal partition member 121 may form a plurality of layers in the form of latitude lines as shown in FIGS. 4 to 6 .
  • the shape of the latitude line does not mean that it shows the same regularity as the earth's latitude, but it means that a plurality of them are arranged in the vertical direction while representing a virtual line in the horizontal direction like the earth's latitude.
  • the vertical partition member 122 may also preferably be made of a conductive material through which millimeter waves do not pass. Through this, together with the horizontal partition member 121 made of a conductive material, a plurality of grid skeletons through which millimeter waves do not pass can be formed as shown in FIGS. 4 to 6 .
  • the vertical partition members 122 may be arranged to cross the plurality of horizontal partition members 121 by forming a plurality of layers in the form of longitudinal lines, as shown in FIGS. 4 to 6 .
  • the longitude line shape does not mean that it shows the same regularity as the earth's longitude, but it means that a plurality of lines are arranged in the circumferential direction while representing an imaginary line in the vertical direction like the earth's longitude.
  • the plurality of vertical partition members 122 may be arranged at equal intervals from each other. 5, millimeter waves coming from all sides of the outdoor FWA millimeter collecting member 120 uniformly to the outdoor FWA millimeter antenna member 110 located in the inner center of the outdoor FWA millimeter collecting member 120 can be conveyed
  • the ultra-high frequency access member 123 may be made of a synthetic resin material through which millimeter waves can pass.
  • the ultra-high frequency access member 123 may be filled with a plurality of grid frames divided by a plurality of horizontal partition members 121 and a plurality of vertical partition members 122, as shown in FIGS. 4 to 6. .
  • the ultra-high frequency access member 123 may include a plurality of 'horizontal layer members' horizontally partitioned by a plurality of horizontal partition members 121 in the vertical direction of FIG. 4 . have.
  • the number of 'horizontal layer members' is denoted as 'N' for convenience.
  • the 'horizontal layer member' refers to a portion forming a belt shape along the circumferential direction of the horizontal partition member 121 between one horizontal partition member 121 and another immediately adjacent horizontal partition member 121. do.
  • the 'horizontal layer member' represents a state in which a plurality of grids are continuously arranged in a band shape along the circumferential direction of the horizontal partition member 121, but are partitioned for each section by each vertical partition member 122.
  • each grid corresponding to the lowermost part of the plurality of 'horizontal layer members' may be formed longer than the wavelength of the corresponding millimeter wave.
  • column k+1 of the 'horizontal layer member' (where k is one or more natural numbers from 1 to N-1) has a vertical width smaller than column k located below it, as shown in FIGS. 4 and 6. can be configured to form
  • the upper and lower widths of the 'horizontal layer member' positioned above the 'horizontal layer member' positioned below are smaller.
  • the vertical width of the 'horizontal layer member' is formed smaller as it goes upward and is formed smaller than the wavelength length of the corresponding millimeter wave in the process of passing through the grid of the corresponding 'horizontal layer member' in FIGS. 6 and 7 Diffraction occurs as
  • the degree of diffraction increases as the vertical width of the 'horizontal layer member' decreases upward, and the millimeter wave passes through any column, as shown in FIGS. 6 and 7, an outdoor FWA millimeter antenna member ( 110) is reached.
  • the ultra-high frequency access member 123 includes a plurality of 'horizontal layer members' partitioned horizontally by a plurality of horizontal partition members 121 in the vertical direction of FIG. 4 (N dog) can be provided.
  • the 'horizontal layer member' refers to a portion forming a belt shape along the circumferential direction of the horizontal partition member 121 between one horizontal partition member 121 and another immediately adjacent horizontal partition member 121. do.
  • each grid corresponding to the lowermost part of the plurality of 'horizontal layer members' may be formed longer than the wavelength of the corresponding millimeter wave.
  • the k+1 column of the 'horizontal layer member' (where k is one or more natural numbers from 1 to N-1) is an 'effective virtual grid for greater diffraction of the millimeter wave than the k column located below it. '.
  • the 'effective virtual grid' is, for example, the vertical vertical width ( vertical displacement) is small, it means that the 'effective virtual grid' is small.
  • the 'effective virtual grid' becomes smaller when the width in the vertical direction is small, and the diffraction of the millimeter wave is relatively increased. Since it is large, the diffraction of the corresponding millimeter wave will be relatively reduced.

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Abstract

본 발명은 5G 통신을 수행하는 옥외 설치형 안테나 장치가 외부의 자연 감쇠 환경(예: 강우, 안개, 폭설, 대기 가스)에서도 원활하게 밀리미터파를 송수신하도록 하는 기술로서, LOS(line of sight)가 확보된 밀리미터파는 물론이며 그 밀리미터파의 직진성을 방해하는 자연 감쇠 환경에서 LOS가 확보되지 않아 산란된 밀리미터파도 회절시켜서 옥외용 FWA(fixed wireless access) 밀리미터 안테나 부재까지 원활하게 전달하도록 하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상방향으로 볼록한 돔형의 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재에서 복수 개의 수평 구획 부재 상호 간의 간격을 아래에서 위로 갈수록 점점 좁게 배치함으로써 실외의 자연 감쇠 환경으로부터 산란된 밀리미터파인 경우에도 그 수신율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치
본 발명은 5G 통신을 수행하는 옥외 설치형 안테나 장치가 외부의 자연 감쇠 환경(예: 강우, 안개, 폭설, 대기 가스)에서도 원활하게 밀리미터파를 송수신하도록 하는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 LOS(line of sight)가 확보된 밀리미터파는 물론이며 그 밀리미터파의 직진성을 방해하는 자연 감쇠 환경에서 LOS가 확보되지 않아 산란된 밀리미터파도 회절시켜서 옥외용 FWA(fixed wireless access) 밀리미터 안테나 부재까지 원활하게 전달하도록 하는 기술에 관한 것이다.
도 1은 5G 통신을 수행하는 옥외 설치형 5G 중계기와 실내 설치형 5G 단말기를 개략적으로 도시한 예시도이다. 도 1에서와 같이 5G 통신을 수행하는 실내 설치형 5G 단말기(20)는 밀리미터파(mmWave)를 수신할 수 있어야 5G 통신을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 밀리미터파는 극고주파(EHF; extremely high frequency)로서 대략 30 ~ 300 GHz 대역의 주파수를 나타내고 그 파장 길이는 대략 1 ~ 10 밀리미터(mm)로서 매우 짧다.
밀리미터파는 빛에 가까운 직진성이 있고 플라스틱을 제외한 고체 물질(특히, 전도성 물질)을 통과하지 못하며, LOS(line of sight)가 미확보되는 자연 감쇠 환경으로서의 강우, 안개, 폭설, 황사, 미세먼지, 대기 가스 등에 부딪칠 때 그 신호 전송의 경로 손실이 크다.
5G 통신에서 사용하는 주파수 대역은 sub 6 GHz와 밀리미터파로 구분되는데, sub 6 GHz는 먼저 서비스를 시작하였고, 밀리미터파는 최근에 상용화가 이루어지고 있다.
sub 6 GHz의 경우, 실내 설치형 5G 단말기(20)와 옥외 설치형 5G 중계기(10) 간의 5G 통신 서비스에 별달리 문제될 것은 없지만, 밀리미터파의 경우에는 옥외 설치형 5G 중계기(10)가 외부의 자연 감쇠 환경으로 인해 밀리미터파를 제대로 수신하지 못할 수 있는 문제가 있다.
그에 따라, 옥외 설치형 5G 중계기(10)로서의 옥외 설치형 안테나 장치가 밀리미터파를 온전히 수신할 수 있도록 그 구성을 개선함으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술 구현이 요구된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 실외의 자연 감쇠 환경에서도 원활하게 밀리미터파를 무선 수신할 수 있는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치는 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110); 상방향으로 볼록한 돔형으로 이루어지고 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재를 자신 몸체의 내측에 실장하며 자신 몸체의 외부로부터 제공되는 밀리미터파를 수신하여 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재 방향으로 집선시키는 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120);를 포함하여 구성될 수 있고, 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는, 전도성 재질로 이루어지며 위도선 형태로 복수의 레이어를 형성하는 복수 개의 수평 구획 부재(121); 전도성 재질로 이루어지며 경도선 형태로 복수의 레이어를 형성함에 따라 복수 개의 수평 구획 부재와 교차함에 따라 복수 개의 그리드 부재를 형성하는 수직 구획 부재(122); 합성수지 재질로 이루어지며 복수 개의 수평 구획 부재와 복수 개의 수직 구획 부재에 의해 구획된 상태로 복수 개의 그리드 부재를 채우도록 형성됨에 따라 밀리미터파가 통과되도록 하는 복수 개의 극고주파 출입부재(123);를 구비할 수 있다.
그리고, 극고주파 출입부재(123)는 복수 개의 수평 구획 부재에 의해 수평방향으로 구획되는 수평 레이어 부재를 복수 개(이때, 수평 레이어 부재의 갯수를 N이라 함) 구비하고, 복수 개의 수평 레이어 부재 중 가장 아래 부분에 대응하는 그리드 부재는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성되며, 수평 레이어 부재의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상임)은 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 작은 상하 폭을 형성하도록 구성될 수 있다.
한편, 극고주파 출입부재(123)는 복수 개의 수평 구획 부재에 의해 수평방향으로 구획되는 수평 레이어 부재를 복수 개(이때, 수평 레이어 부재의 갯수를 N이라 함) 구비하고, 복수 개의 수평 레이어 부재 중 가장 아래 부분에 대응하는 그리드 부재는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성되며, 수평 레이어 부재의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상임)은 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 밀리미터파의 더 큰 회절을 위한 유효 가상 그리드를 형성하도록 구성될 수 있다.
다른 한편, 복수 개의 수직 구획 부재(122)는 상호 간에 등간격으로 배치될 수 있다.
본 발명은 수평 구획 부재, 수직 구획 부재, 극고주파 출입부재를 구비하는 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재를 채택함으로써 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재는 실외의 자연 감쇠 환경에서도 원활하게 밀리미터파를 무선 수신할 수 있는 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명은 상방향으로 볼록한 돔형의 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재에서 복수 개의 수평 구획 부재 상호 간의 간격을 아래에서 위로 갈수록 점점 좁게 배치함으로써 실외의 자연 감쇠 환경으로부터 산란된 밀리미터파인 경우에도 그 수신율을 높일 수 있는 장점을 나타낸다.
도 1은 5G 통신을 수행하는 옥외 설치형 5G 중계기와 실내 설치형 5G 단말기를 개략적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치를 도시한 예시도.
도 3은 도 2에서 보호 커버부재를 분리 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재를 발췌하여 확대 도시한 도면.
도 5는 도 4를 위에서 아래로 내려다 본 도면.
도 6은 도 4에서 밀리미터파가 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재에 도달하는 상태를 나타낸 예시도.
도 7은 도 6의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 5G 통신을 수행하는 옥외 설치형 5G 중계기와 실내 설치형 5G 단말기를 개략적으로 도시한 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치를 도시한 예시도이고, 도 3은 도 2에서 보호 커버부재를 분리 도시한 도면이다.
먼저, 도 2와 도 3에서의 본 발명에 따른 옥외 설치형 안테나 장치(100)도 도 1 상의 옥외 설치형 5G 중계기(10)와 같이 실외에서 무선으로 밀리미터파를 수신한 후, 5G 데이터 송수신기(30)를 통해 실내 설치형 5G 단말기(20)로 5G 통신 서비스를 제공할 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치(100)는 도 2와 도 3에서와 같이 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110), 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120), 안테나 제어부재(130), 보호 커버부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)는 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)가 무선으로 수집하는 밀리미터파를 신호로 수신한다.
옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는 실외의 자연 감쇠 환경에서도 밀리미터파를 원활하게 수집하여 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)로 전달하도록 구성되며 이에 대한 구체적인 구성은 본 발명의 핵심적인 특징으로서 이하의 도 4 내지 도 7을 통해 살펴 보기로 한다.
안테나 제어부재(130)는 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)를 통해 수집한 밀리미터파를 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)가 수신한 후 도 1의 5G 데이터 송수신기(30)를 통해 실내 설치형 5G 단말기(20)로 전달하도록 시스템을 제어한다.
보호 커버부재(140)는 눈, 비, 이물질 등이 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)의 개구된 중앙부로 들어오는 것을 막는다.
도 4는 도 3에서 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재를 발췌하여 확대 도시한 도면이고, 도 5는 도 4를 위에서 아래로 내려다 본 도면이고, 도 6은 도 4에서 밀리미터파가 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재에 도달하는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 7은 도 6의 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면 본 발명의 구성인 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는 상방향으로 볼록한 돔형으로 이루어지고 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)를 자신 몸체의 내측에 실장할 수 있다. 또한, 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는 도 6과 도 7에서와 같이 외부로부터 제공되는 밀리미터파를 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110) 방향으로 집선시킨다.
이를 위해, 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는 수평 구획 부재(121), 수직 구획 부재(122), 극고주파 출입부재(123)를 구비할 수 있다.
수평 구획 부재(121)는 바람직하게는 밀리미터파가 통과되지 않는 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 전도성 재질의 수직 구획 부재(122)와 더불어 도 4 내지 도 6에서와 같이 밀리미터파가 통과되지 않는 복수 개의 그리드(grid) 뼈대를 형성할 수 있다.
이를 위해, 수평 구획 부재(121)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 위도선 형태로 복수의 레이어를 형성할 수 있다. 여기서, 위도선 형태라 함은 지구의 위도와 동일한 규칙성을 나타냄을 의미하는 것이 아니며 지구의 위도와 같이 수평 방향으로의 가상선을 나타내되 상하방향으로 복수 개가 배치됨을 의미한다.
수직 구획 부재(122)도 바람직하게는 밀리미터파가 통과되지 않는 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 전도성 재질의 수평 구획 부재(121)와 더불어 도 4 내지 도 6에서와 같이 밀리미터파가 통과되지 않는 복수 개의 그리드(grid) 뼈대를 형성할 수 있다.
이를 위해, 수직 구획 부재(122)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 경도선 형태로 복수의 레이어를 형성하여 복수 개의 수평 구획 부재(121)와 교차하도록 배치될 수 있다.
여기서, 경도선 형태라 함은 지구의 경도와 동일한 규칙성을 나타냄을 의미하는 것이 아니며 지구의 경도와 같이 수직 방향으로의 가상선을 나타내되 둘레방향으로 복수 개가 배치됨을 의미한다.
이때, 복수 개의 수직 구획 부재(122)는 상호 간에 등간격으로 배치될 수도 있다. 이를 통해, 도 5를 기준으로 볼 때 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)의 사방으로부터 들어오는 밀리미터파가 그 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)의 내측 중앙부에 위치한 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)에 균일하게 전달될 수 있다.
극고주파 출입부재(123)는 밀리미터파가 통과할 수 있는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다. 극고주파 출입부재(123)는 복수 개의 수평 구획 부재(121)와 복수 개의 수직 구획 부재(122)에 의해 구획된 상태로 그 구획된 복수 개의 그리드 뼈대에 도 4 내지 도 6에서와 같이 채워질 수 있다.
한편, 극고주파 출입부재(123)는 도 4 내지 도 6을 참조하면 복수 개의 수평 구획 부재(121)에 의해 수평방향으로 구획되는 '수평 레이어 부재'를 도 4의 상하방향으로 복수 개 구비할 수 있다. 이때, 본 명세서에서 '수평 레이어 부재'의 갯수를 편의상 'N'이라 표기한다.
여기서, '수평 레이어 부재'는 하나의 수평 구획 부재(121)와 바로 인접하는 다른 하나의 수평 구획 부재(121) 사이에서 그 수평 구획 부재(121)의 둘레방향을 따라 띠 형태를 이루는 부분을 의미한다.
결과적으로, '수평 레이어 부재'는 수평 구획 부재(121)의 둘레방향을 따라 복수 개의 그리드가 연이어 띠 형태로 배치되되 각 수직 구획 부재(122)에 의해 구간마다 구획된 상태를 나타낸다.
이때, 그 복수 개의 '수평 레이어 부재' 중 가장 아래 부분에 대응하는 각각의 그리드는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성될 수 있다. 그 결과, 도 6과 도 7에서의 '1열의 개구면'을 통과하는 밀리미터파와 같이 회절 (diffraction) 없이 그대로 직진하여 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)에 도달할 수 있게 된다.
그리고, '수평 레이어 부재'의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상)은 도 4와 도 6에서와 같이 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 작은 상하 폭을 형성하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 6과 도 7에서와 같이 아래 쪽에 위치하는 '수평 레이어 부재'보다 위쪽에 위치하는 '수평 레이어 부재'의 상하폭이 작게 형성된다. 이처럼 '수평 레이어 부재'의 상하폭이 위쪽으로 갈수록 작게 형성되고 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 작게 형성되는 부분에서는 밀리미터파가 해당 '수평 레이어 부재'의 그리드를 통과하는 과정에서 도 6과 도 7에서와 같이 회절이 발생한다.
이때, '수평 레이어 부재'의 상하폭이 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 작게 형성된 부분부터 도 6과 도 7에서와 같이 위로 갈수록 그 상하폭이 점점 더 작아진다는 것은 점점 더 회절이 잘 발생될 수 있는 환경을 구성한다.
도 6과 도 7에서와 같이 '수평 레이어 부재'의 상하폭이 위로 가면서 작아질수록 그 회절의 정도가 커지고, 밀리미터파는 어느 열을 통과하든 도 6과 도 7에서와 같이 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)에 도달하게 된다.
다른 한편, 극고주파 출입부재(123)는 도 4 내지 도 6을 참조하면 복수 개의 수평 구획 부재(121)에 의해 수평방향으로 구획되는 '수평 레이어 부재'를 도 4의 상하방향으로 복수 개(N개) 구비할 수 있다.
여기서, '수평 레이어 부재'는 하나의 수평 구획 부재(121)와 바로 인접하는 다른 하나의 수평 구획 부재(121) 사이에서 그 수평 구획 부재(121)의 둘레방향을 따라 띠 형태를 이루는 부분을 의미한다.
이때, 그 복수 개의 '수평 레이어 부재' 중 가장 아래 부분에 대응하는 각각의 그리드는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성될 수 있다. 그 결과, 도 6과 도 7에서의 '1열의 개구면'을 통과하는 밀리미터파와 같이 회절(diffraction) 없이 그대로 직진하여 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110)에 도달할 수 있게 된다.
그리고, '수평 레이어 부재'의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상)은 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 밀리미터파의 더 큰 회절을 위한 '유효 가상 그리드'를 형성하도록 구성될 수 있다.
여기서, '유효 가상 그리드'는 예컨대 도 6과 도 7에서 하나의 '수평 레이어 부재'에 대해 바로 위의 다른 '수평 레이어 부재'가 갖는 상하 거리가 동일하거나 더 큰 경우에도 연직 상하방향의 폭(연직 변위)이 작은 경우에는 그 '유효 가상 그리드'가 작다는 것을 의미한다.
즉, '유효 가상 그리드'는 연직 상하방향의 폭이 작으면 '유효 가상 그리드'가 작게 되어 해당 밀리미터파의 회절이 상대적으로 증가하게 될 것이고 그 연직 상하방향의 폭이 크면 '유효 가상 그리드'가 크므로 해당 밀리미터파의 회절이 상대적으로 감소하게 될 것이다.

Claims (5)

  1. 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재(110);
    상방향으로 볼록한 돔형으로 이루어지고 상기 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재를 자신 몸체의 내측에 실장하며 자신 몸체의 외부로부터 제공되는 밀리미터파를 수신하여 상기 옥외용 FWA 밀리미터 안테나 부재 방향으로 집선시키는 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120);
    를 포함하여 구성되고,
    상기 옥외용 FWA 밀리미터 집선부재(120)는,
    전도성 재질로 이루어지며 위도선 형태로 복수의 레이어를 형성하는 복수 개의 수평 구획 부재(121);
    전도성 재질로 이루어지며 경도선 형태로 복수의 레이어를 형성함에 따라 상기 복수 개의 수평 구획 부재와 교차함에 따라 복수 개의 그리드 부재를 형성하는 수직 구획 부재(122);
    합성수지 재질로 이루어지며 상기 복수 개의 수평 구획 부재와 상기 복수 개의 수직 구획 부재에 의해 구획된 상태로 상기 복수 개의 그리드 부재를 채우도록 형성됨에 따라 밀리미터파가 통과되도록 하는 복수 개의 극고주파 출입부재(123);
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 극고주파 출입부재(123)는 상기 복수 개의 수평 구획 부재에 의해 수평방향으로 구획되는 수평 레이어 부재를 복수 개(이때, 수평 레이어 부재의 갯수를 N이라 함) 구비하고,
    상기 복수 개의 수평 레이어 부재 중 가장 아래 부분에 대응하는 그리드 부재는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성되며,
    상기 수평 레이어 부재의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상임)은 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 작은 상하 폭을 형성하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 극고주파 출입부재(123)는 상기 복수 개의 수평 구획 부재에 의해 수평방향으로 구획되는 수평 레이어 부재를 복수 개(이때, 수평 레이어 부재의 갯수를 N이라 함) 구비하고,
    상기 복수 개의 수평 레이어 부재 중 가장 아래 부분에 대응하는 그리드 부재는 해당 밀리미터파의 파장 길이보다 크게 형성되며,
    상기 수평 레이어 부재의 k+1열(이때, k는 1에서 N-1까지의 자연수 중 하나 이상임)은 그 아래쪽에 위치하는 k열보다 밀리미터파의 더 큰 회절을 위한 유효 가상 그리드를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수 개의 수직 구획 부재(122)는 상호 간에 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수 개의 수직 구획 부재(122)는 상호 간에 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신을 위한 옥외 설치형 안테나 장치.
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