WO2023146226A1 - 소형 기지국 안테나 장치 - Google Patents

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WO2023146226A1
WO2023146226A1 PCT/KR2023/001011 KR2023001011W WO2023146226A1 WO 2023146226 A1 WO2023146226 A1 WO 2023146226A1 KR 2023001011 W KR2023001011 W KR 2023001011W WO 2023146226 A1 WO2023146226 A1 WO 2023146226A1
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WO
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base station
ball joint
small base
antenna device
antenna module
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PCT/KR2023/001011
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English (en)
French (fr)
Inventor
김덕용
정배묵
안성민
박기훈
지교성
유치백
박원준
박민식
양형석
이용상
소성환
서용원
김인호
김희
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주식회사 케이엠더블유
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/04—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/10—Sockets for co-operation with pins or blades
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/621—Bolt, set screw or screw clamp

Definitions

  • the present invention relates to a small base station antenna device (SMALL CELL BASE STATION ANTENNA APPARATUS), and more particularly, prevents external exposure of cables, facilitates construction of an indoor small cell, and provides a single antenna module It relates to a small base station antenna device capable of beamforming to enable dual-band implementation by partitioning a portion to cover different frequency bands or providing a plurality of antenna modules to cover different frequency bands, respectively.
  • SMSCELL BASE STATION ANTENNA APPARATUS small base station antenna device capable of beamforming to enable dual-band implementation by partitioning a portion to cover different frequency bands or providing a plurality of antenna modules to cover different frequency bands, respectively.
  • the 5G communication system or pre-5G communication system is being called a system after the 4G network (Beyond 4G Network) communication system or LTE system (Post LTE).
  • the 5G communication system is being considered for implementation in a mmWave band (eg, a 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • a mmWave band eg, a 60 gigabyte (60 GHz) band.
  • beamforming, massive MIMO, and Full Dimensional MIMO (FD-MIMO) are used in 5G communication systems. ), array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • SCN Small cell network
  • a small cell is a small base station having narrow coverage with low transmission power, unlike a conventional macro cell having wide coverage with high transmission power.
  • the category of small cell collectively refers to base station equipment with low power of 10W or less, pico cell, femto cell, Wi-Fi, etc. Space efficiency can be increased.
  • Capacity per unit area can be increased by overlapping these small cells in public places, densely populated areas, and indoors such as large shopping malls or airport buildings. As a result, it is also an advantage that power consumption and installation cost of one macro cell base station can be reduced. Small cell base stations alone can achieve 1,000 times the capacity of existing LTE, so small cells are expected to become the foundation technology that connects 4G and 5G.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing an antenna device for a base station according to a conventional embodiment.
  • an antenna module 10 is attached to a holding pole 11 erected as being installed outdoors (outdoors) to fixing brackets 30 and 31. and the wireless unit 12 is mounted by the fixing brackets 32 and 33 on the lower side of the antenna module 10, and a plurality of cables 14 are connected between the antenna module 10 and the wireless unit 12. It is made up of a structure that connects electrically using it.
  • the fixing brackets 30 and 31 are arranged at upper and lower ends of the antenna module 10 to be fixed to the support pole 11, and are respectively disposed at upper and lower ends of the wireless unit 12 to be fixed to the support pole 11.
  • the fixing brackets 30-33 serve to fix using fasteners, for example, screws, bolts, nuts, and the like.
  • the conventional antenna device for a base station has a structure limited to outdoor (outdoor) installation in which the support pole 11 is necessarily installed as a medium, while the antenna module 10 is relatively upper among the support poles 11.
  • the wireless unit 12 for example, RRH (Remote Radio Head)
  • the cable 14 is exposed to the outside as it is made of a structure in which it is connected using a cable 14. There is a problem that impairs the aesthetics.
  • the present invention has been made to solve the above technical problem, and the purpose of the present invention is to provide a small base station antenna device for easy construction of a small cell base station for places such as public places, densely populated areas, large shopping malls or empty buildings. to be
  • the present invention provides a small base station antenna device capable of preventing deterioration in aesthetics (exterior beauty) by being provided so that the directionality can be adjusted without exposing various cables electrically connecting the wireless unit and the antenna module to the outside. to do for a different purpose.
  • the present invention provides a small base station antenna device capable of dual-banding in various places by partitioning a part of one antenna module to cover different frequency bands or by providing a plurality of antenna modules to cover different frequency bands, respectively. to do for another purpose.
  • another object of the present invention is to provide a small base station antenna device capable of securing a wide range of directional adjustment angles by each multifunction link that mediates the installation of a plurality of antenna modules in a wireless unit.
  • An antenna device for a base station includes a radio unit (RU), at least one antenna module installed to enable tilting and steering operations with respect to the radio unit, and each antenna module for the radio unit and a multi-function link that mediates the installation of the multi-function link, and the multi-function link includes a male connector electrically connected to a female connector provided in the antenna module and the wireless unit.
  • RU radio unit
  • each antenna module for the radio unit and a multi-function link that mediates the installation of the multi-function link
  • the multi-function link includes a male connector electrically connected to a female connector provided in the antenna module and the wireless unit.
  • the multifunction link has an open side, a fixing part fixed to the wireless unit, and a part of the fixing part accommodated and coupled to the inner space of the fixing part, and a ball joint for adjusting the direction of the antenna module by tilting or steering.
  • a unit may be further included, and the male connector may be connected to one end and the other end of a plurality of coaxial cables accommodated in the fixing unit and the ball joint unit.
  • the multifunction link may further include a cable accommodating pipe having one end connected to the wireless unit and the other end connected to the fixing unit, and accommodating the plurality of coaxial cables to hide them from the outside.
  • the male connector may include a male terminal block connected to one end and the other end of the coaxial cable and a plurality of terminal pins extending from the coaxial cable and protruding from the male terminal block toward the female connector.
  • the male connector may further include a plurality of guide pins protruding from the male terminal block toward the female connector and a retainer nut configured to maintain electrical connection force of the plurality of terminal pins to the female connector.
  • the retainer nut may maintain the connection force by an operation of being fastened to a nut fastening end provided in the female connector.
  • the male connector may further include a guide ring protruding in a ring shape toward the female connector while surrounding the plurality of terminal pins and the plurality of guide pins.
  • the plurality of terminal pins and the plurality of guide pins may protrude in sizes inserted into the plurality of terminal grooves and the plurality of guide grooves formed in the female connector.
  • a plurality of antenna subarrays covering dual frequency bands are arranged on one antenna board, and antenna beamforming is performed in different frequency bands within the same direction of the antenna module set by the multifunction link.
  • a plurality of antenna subarrays may be arranged to cover different frequency bands, and directions may be set in different directions by the multifunction link.
  • the antenna module may be provided for a small cell base station.
  • the wireless unit may be installed on any one of a support pole, a wall surface, and a ceiling provided indoors.
  • a small base station antenna device includes a radio unit (RU), at least one antenna module installed to enable tilting and steering operations with respect to the radio unit, and each antenna module for the radio unit and a multi-function link mediating the installation of a center body, a first fixing part connected between the antenna module among both ends of the center body, and both ends of the center body.
  • RU radio unit
  • each antenna module for the radio unit and a multi-function link mediating the installation of a center body, a first fixing part connected between the antenna module among both ends of the center body, and both ends of the center body.
  • both ends are partially accommodated and coupled to the inner space of the first fixing part, and the other end of the both ends is connected to the antenna module to One end of the first ball joint part and both ends for adjusting the direction of the antenna module by tilting or steering operation is partially accommodated and coupled to the inner space of the second fixing part, and the other end of the both ends is the wireless unit and a second ball joint part which is connected to a cable accommodating pipe mediating the connection with the antenna module and enables direction control of the antenna module.
  • the multifunction link may further include a male connector electrically connected to the female connector provided in the antenna module and the wireless unit.
  • a male connector electrically connected to the female connector provided in the antenna module and the cable receiving pipe may be further included.
  • the male connector may be connected to one end and the other end of a plurality of coaxial cables accommodated in the first ball joint part, the first fixing part, the center body, the second fixing part, and the second ball joint part. there is.
  • the male connector, the first ball joint portion, the first fixing portion, the center body, the second fixing portion, the second ball joint portion and a plurality of coaxial cables accommodated in the inside of the cable receiving pipe It can be connected at one end and at the other end.
  • the cable receiving pipe accommodates a plurality of coaxial cables and hides them from the outside, one end is connected to the wireless unit and the other end is connected to the fixing part, and the male connector is connected to one end and the other end of the coaxial cable can be connected
  • the male connector may include a male terminal block connected to one end and the other end of the plurality of coaxial cables, a plurality of guide pins protruding from the male terminal block toward the female connector, and extending from the coaxial cable to the male terminal block.
  • a plurality of terminal pins protruding and extending toward the female connector and a retainer nut maintaining electrical connection force of the plurality of terminal pins to the female connector.
  • the multifunction link may further include an over-rotation prevention locking portion preventing over-rotation of the first ball joint part or the second ball joint part with respect to the first fixing part or the second fixing part.
  • the over-rotation prevention locking part is provided in the first fixing part and the second fixing part, between the first fixing part and the first ball joint part or between the second fixing part and the second ball joint part It is fixed to the inner space corresponding to the space between, and a pair of protrusions protruding in a direction facing each other in the inner space and the first ball joint part and the second ball joint part are provided, but at least within a rotation radius.
  • a pair of locking plates extending toward the center body so as to be engaged with a pair of locking protrusions may be included.
  • the following various effects can be derived.
  • the direction of the antenna module can be easily adjusted even in a narrow space using a multi-function link, it is easy to construct a small cell base station.
  • the directionality can be adjusted without exposing various cables electrically connecting the wireless unit and the antenna module to the outside, thereby preventing deterioration in aesthetics (external beauty).
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device according to the prior art
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device according to the present invention.
  • Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 2 and a cross-sectional view taken along line A-A;
  • Figure 5 is a side cross-sectional view of Figure 2
  • FIG. 6 is a side view showing a tilting state of the antenna module in the configuration of FIG. 2;
  • FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment in which specifications of wireless units are different among the configurations of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing beamforming by two frequency bands of CBRS and DoD within one antenna module
  • FIG. 9 is a plan view of the actual antenna device of FIG. 8.
  • 10A and 10B are front views showing various implementation examples of a pole coupling type and a wall coupling type as implementation examples of dual frequency bands for each antenna module,
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device (pole coupled type) according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device (wall coupled type) according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device (ceiling coupling type) according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 and 15 are a perspective view of a short type (a) and a long type (b) of a multifunction link for connecting a wireless unit and an antenna module, and cutaway perspective views (a, b) thereof;
  • 16 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 10;
  • FIG. 17 is an exploded perspective view showing a long type (b) multifunction link among the multifunction links of FIGS. 14 and 15;
  • FIG. 18 is a perspective view showing a small base station antenna device to which a modified example of a multifunction link is applied;
  • 19a and 19b are front and rear exploded perspective views of FIG. 18;
  • FIG. 20 is an exploded perspective view in which a multifunction link according to a modified example of FIG. 18 is disassembled;
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing male and female coupling sites of a multifunction link according to a modified example of FIG. 18;
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of a multifunction link according to a modified example of FIG. 18;
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a male connector of a multifunction link according to a modified example of FIG. 18;
  • FIG. 24 is an exploded perspective view of a multifunction link according to a modified example of FIG. 18;
  • FIG. 25 is a cutaway perspective view of FIG. 24;
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of FIG. 24;
  • FIGS. 24 to 26 are cut-away perspective views showing an over-rotation prevention locking portion referred to in FIGS. 24 to 26;
  • FIG. 28 is an internal front view showing the operation of the over-rotation prevention locking part of FIG. 27;
  • 29 is a cross-sectional view, a cutaway perspective view, and a partially enlarged view of a cable receiving pipe among configurations of a multifunction link according to a modification of FIG. 18;
  • FIG. 30 is a projection plan view for explaining the operation effect of the multifunction link according to the modified example of FIG. 18 .
  • base station antenna device 110 antenna module
  • antenna sub-array 119 radiating element module
  • Modified multifunction link 210 Fixing part
  • first fixing part 210B second fixing part
  • first ball joint part 220B second ball joint part
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device according to the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 2 and a cross-sectional view taken along line A-A
  • FIG. 5 is FIG. It is a side cross-sectional view
  • FIG. 6 is a perspective view showing a tilting state of the antenna module among the configurations of FIG. 2 .
  • a small base station antenna device 100 includes a wireless unit 120 and an antenna module 110 installed in a predetermined place, as shown in FIGS. 2 to 5 .
  • the predetermined place where the small base station antenna device 100 according to the present invention is installed means a place such as a public place, a densely populated area, a large shopping mall or an airport building to function as a small cell base station, and will be described later.
  • structures suitable for in-building (indoor) installation such as pole-coupled type (see FIG. 10 to be described later), wall-coupled type (see FIG. 11 to be described later), and ceiling-coupled type (see FIG. 12 to be described later) can be pole-coupled type (see FIG. 10 to be described later), wall-coupled type (see FIG. 11 to be described later), and ceiling-coupled type (see FIG. 12 to be described later) can be pole-coupled type (see FIG. 10 to be described later), wall-coupled type (see FIG. 11 to be described later), and ceiling-coupled type (see FIG. 12
  • the antenna module 110 may refer to an antenna module having at least one frequency band.
  • the radio unit 120 (RU; Radio Unit) refers to a device that is connected to an antenna for each frequency band provided to the antenna module 110 and transmits/receives between the antenna and a base station, and the radio unit 120
  • a Remote Radio Head (RRH) remotely separating a part of a wireless unit from a base station facility may be cited.
  • the wireless unit 120 is a relay device that performs functions such as receiving, amplifying and retransmitting a weakened signal between a base station and a mobile communication terminal of a mobile communication system, shaping a distorted waveform, and readjusting timing.
  • the wireless unit 120 is first mounted on structures such as support poles, walls and ceilings of indoors (houses),
  • the antenna module 110 may be mounted on the front of the wireless unit 120 to enable tilting and steering via an antenna clamping unit 200 to be described later.
  • the wireless unit 120 does not necessarily have to be first mounted on indoor structures (support poles, walls, and ceilings), and as referred to in FIGS. 11 to 13 described later, Likewise, it is also possible that the antenna module 110 is first installed in the wireless unit 120 and then mounted on a structure in each room.
  • the antenna module 110 is provided to cover the antenna housing 111 and the front surface of the antenna housing 111, and forms a predetermined space between the antenna housing 111 and the radome. (113) may be included.
  • An antenna board 115 in the form of a printed circuit board is installed in a predetermined space of the antenna housing 111, and a plurality of radiating elements may be mounted and disposed on the front surface of the antenna board 115.
  • the radiating element mounted on the antenna board 115 may be different for each type of antenna, but in one embodiment of the present invention, it will be described that a patch type element (patch element, 117) is employed.
  • the antenna apparatus 100 for a base station according to the present invention may further include a multifunction link 200 for mediating coupling to the front of the wireless unit 120. there is.
  • the wireless unit 120 is any one of a support pole (P, Pole), a wall (W), and a ceiling (C, Ceiling) provided in the room.
  • a support pole P, Pole
  • W wall
  • C, Ceiling ceiling
  • a rear housing 122 installed via an installation panel unit (see reference numeral 121 below in FIG. 11) and a front housing 123 forming a predetermined space between the rear housing 122 and the rear housing 122
  • various internal components may be installed in a predetermined space.
  • the internal components installed inside the wireless unit 120 include a main board, two power amplifying units (PAU) and a power supplying unit (PSU). can do.
  • PAU power amplifying units
  • PSU power supplying unit
  • a plurality of heat sink fins 125 are integrally formed on the front of the front housing 123 of the wireless unit 120, and heat generated in a predetermined space can be dissipated to the outside through the plurality of heat sink fins 125. .
  • the description is limited to a plurality of heat sink fins 125 formed only in the front housing 123 of the wireless unit 120, but it is necessarily limited to this. It should be noted in advance that a plurality of heat sink fins 125 may be formed in the rear housing 122 as well as in the plurality of heat sink fins 122 as in other embodiments of the present invention described later.
  • the front surface of the front housing 123 is provided with installation grooves 127 in which some of the plurality of heat sink fins 125 are removed in a rectangular shape, and the multi-function link 200 is provided in the installation grooves 127. It can be coupled by a plurality of assembly screws 217.
  • the front housing 123 does not necessarily need to be provided in the form of an installation groove 127 cut in a rectangular shape, and see FIGS. 11 to 13 to be described later.
  • the multifunction link 200 includes a side portion of the wireless unit 120 (ie, an upper portion, a lower portion, a left portion, and a right portion forming a front and rear thickness portion). concept) can be linked to.
  • the multifunction link 200 is provided in a cylindrical shape with a part opened on one side, and the other side is directly connected to the wireless unit 120 through a cable accommodating pipe 230 described later or without the cable accommodating pipe 230. It may include a connected fixing part 210 and a ball joint part 220 to which a part of one end is inserted into one opened side of the fixing part 210 and the antenna module 110 is coupled to the other end.
  • the fixing part 210 is connected to the wireless unit 120 via the cable receiving pipe 230
  • the multifunction link 200 including the cable receiving pipe 230 basically performs a function of mediating the connection of the antenna module 110 with respect to the wireless unit 120, so that the cable receiving pipe 230 ) is preferably provided with a rigid material capable of performing some of the functions of the holding pole.
  • the ball joint part 220 accommodated and installed inside the fixing part 210 is formed in the shape of a ball with a part of one end opened, and is caught by the open end of one side of the fixing part 210 to the outside (in particular, the front side). ) can be installed so that it does not deviate.
  • the reason why a part of one end of the ball joint part 220 is formed to be open is for penetration installation of a plurality of coaxial cables 240 to be described later.
  • the ball joint part 220 is in communication with the internal space of the fixing part 210 until the part installed on the fixing part 210 and the part installed on the antenna module 110 are empty, and the fixing part 210 and A coaxial cable 240 electrically connecting the wireless unit 120 and the antenna module 110 may be installed in the communicating internal space of the ball joint unit 220 .
  • the coaxial cable 240 is provided with a flexible material so that the antenna module 110 can perform tilting and steering operations described later, but does not interfere with the movement of the ball joint part 220 relative to the fixing part 210 at least. this is preferable
  • an antenna-side male connector (refer to reference numeral '150A' in FIG. 16 to be described later) and a wireless unit-side male connector (refer to reference numeral '150B' in FIG. 16 to be described later) are respectively provided. and, on the rear surface of the antenna module 110 and the outer surface of the wireless unit 120, antenna-side female connectors for connection to the antenna-side connector 150A or the wireless unit-side connector 150B, respectively (a diagram in FIG. 15 to be described later) Reference numeral '250') and a wireless unit-side female connector (reference numeral '150' in FIG. 15 to be described later) may be provided. A detailed description of this will be described later in detail.
  • the ball joint unit 220 may be tilted and steered to maintain a predetermined angle in all directions, including vertical and horizontal directions, with respect to the fixing unit 210 .
  • the term tilting operation is a concept including all operations in which the upper and lower ends of the antenna module 110 swing forward and backward
  • the term steering operation means that the left and right ends of the antenna module 110 swing in the left and right directions. It is a concept that includes all actions that are performed.
  • the ball joint unit 220 only one of the tilting and steering operations of the antenna module 110 is performed, and the tilting and steering operations are performed. All of them may be provided simultaneously.
  • the ball joint unit 220 may tilt and steer at a predetermined angle in all directions including up and down or left and right directions around an arbitrary reference point of one end accommodated into the fixing unit 210.
  • the antenna module 110 coupled thereto can also tilt and steer, so that the designer can adjust the directionality of the antenna module 110 in a desired direction. do.
  • the ball joint unit 220 may perform tilting and steering operations while forming some frictional force with the inner surface of the fixing unit 210 .
  • a friction pad (or friction member, not shown) may be further provided on an inner surface of the fixing part 210 or a part of the inserted outer surface of the ball joint part 220 to form a predetermined frictional force.
  • the antenna clamping unit 200 after the ball joint 220 is tilted and steered at a predetermined angle with respect to the fixing part 210, the ball joint part ( A moving rock part 225 for fixing the 220 to the fixing part 210 may be further provided.
  • the moving lock 225 may employ any means as long as it is configured to fix the ball joint 220 with respect to the fixing part 210, and for example, the fixing part 210 in which the ball joint 220 is accommodated.
  • Locking may be implemented by the fixing bolt 219 interfering with a part of the outer circumferential surface of the ball joint part 220 through the fixing bolt through-hole 218 formed to penetrate the outside of the ball joint 220 .
  • the fixing bolt 219 is provided as a headless bolt that is not exposed to the outside of the fixing bolt through hole 218, so that the external beauty can be prevented from deteriorating.
  • the multi-function link 200 connects the wireless unit 120 and the antenna module 110 to the outside of the plurality of coaxial cables 240. Advantages of maximizing space utilization by preventing aesthetic deterioration by avoiding exposure, tilting and steering only the antenna module 110, and not tilting and steering the wireless unit 120 have
  • the front side of the wireless unit 120 is provided to allow tilting and steering operations via the multifunction link 200, thereby enabling (Only the tilting operation is shown in FIG. 6 ), it is possible to provide an advantage of being able to adjust the direction tailored to a densely populated or multiple demand space regardless of an indoor space or an outdoor space.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment in which specifications of wireless units are different among the configurations of FIG. 2, and FIG. 8 is a conceptual diagram showing beamforming by two frequency bands of CBRS and DoD within one antenna module, and FIG. 9 is 8 is a plan view of the actual antenna device, and FIGS. 10A and 10B are front views showing various implementation examples of a pole-coupled type and a wall-coupled type as implementation examples of dual frequency bands for each antenna module.
  • the antenna module 110 may have the same specifications to which patch antenna elements are applied, but only the specifications of the wireless unit 120 may be different. More specifically, compared to the wireless unit 120 referenced in FIGS. 2 to 6 , the wireless unit 120 referred to in FIG. 7 has a relatively short width in the horizontal direction but a relatively larger length in the vertical direction. It can be provided as a specification. At this time, it is preferable that the installation position of the antenna module 110 is set at an appropriate position in consideration of the weight and tilting and steering operations of the antenna module 110 .
  • a plurality of patch elements 117 for forming a beam forming of a specific frequency band are formed on the front surface of the antenna module 110 to form a plurality of antenna subarrays 118.
  • An array of radiating element modules 119 may be provided.
  • a plurality of radiating element modules 119 as a format for building a frequency band corresponding to a small cell base station, can also be implemented as an antenna board 115 in one antenna module 110, but FIG. 8 And as referenced in FIG. 9, it is implemented to be divided into a dual band form for covering frequency bands corresponding to DoD (Depart of Defense) and CBRS (Citizens Broadband Radio Services) on one antenna board 115 for macro It is also possible to become
  • a plurality of radiating element modules 119 as referenced in Figures 8 and 9, the DoD channel of the 3450 ⁇ 3550MHz frequency band of the dual frequency band on the front upper side of the antenna board 115 for macro
  • a plurality of antenna subarrays 118 by a plurality of patch elements 117 are arranged to implement a gain of 17.5 dBi, and 3550 to 3700 MHz of dual frequency bands are arranged on the front lower side of the antenna board 115 for macro.
  • a plurality of antenna subarrays 118 by a plurality of patch elements 117 may be arranged to realize a gain of 15.5 dBi by implementing a CBRS channel of a frequency band.
  • both DoD and CBRS channels have H-Beam widths of 55 ° to 90 ° Antenna beamforming may be formed, and different antenna beamforming may be formed such that the V-Beam width has a value of 7.5° for the DoD channel and 14.6° for the CBRS channel.
  • the antenna module 110 within one antenna board 115, may be implemented to form an antenna beamforming covering a frequency band for a macro and a frequency band for a small cell.
  • the directionality of the antenna module 110 is adjusted to be the same, it is possible to provide an advantage of maximizing UL (Up Link) Coverage due to the separation of TRx and antenna subarray 118 for each band. .
  • the antenna subarray 118 be arranged so that a dual frequency band can be covered on one antenna board 115, and as will be described later with reference to FIGS. 10A and 10B, one radio unit ( 120), two or more antenna modules 110A and 110B each capable of covering a unique frequency band are provided via the multifunction link 200, respectively, and each antenna module 110A and 110B provides coverage. It is natural that it can be implemented by adjusting the directionality using the multifunction link 200 in the direction where the required value is strong.
  • the antenna modules 110A and 110B respectively provided in the form of two dual frequency bands are the same
  • the directivity can be adjusted in the direction (front), and as shown in (b) of FIG. 10A provided in a pole-coupled type and (b) in FIG. 10B provided in a wall-coupled type, both antenna modules 110A and 110B are mutually
  • the directivity can be adjusted in the opposite direction or to the left and right, respectively, and as shown in (c) of 10a provided as a pole-coupled type and (c) of FIG. 10b provided as a wall-coupled type, among the antenna modules 110A and 110B
  • One (110A) can be directed to the front and the other (110B) to the side.
  • each radiating element module 119 of the antenna modules 110A and 110B is provided with specifications suitable for a small cell base station rather than a macro, and a maximum gain rate of 15dBi, 13dBi, and 11dBi, which can achieve any one of It will be taken for granted that each of the specifications is provided, and the directional control in the desired direction is made, thereby maximizing the effect of the small cell base station.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the exterior of a small base station antenna device (support pole coupling type) according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a small base station antenna device (wall surface coupling type) according to a second embodiment of the present invention.
  • 13 is a perspective view showing the appearance of a small base station antenna device (ceiling coupled type) according to a third embodiment of the present invention
  • FIGS. 14 and 15 are for connecting a wireless unit and an antenna module.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 10
  • FIG. 17 is FIGS. It is an exploded perspective view showing a long type (b) multifunction link among multifunction links of .
  • the rear housing 122 of the wireless unit 120 is installed indoor through the installation panel 121.
  • At least one (two in this embodiment) antenna modules 110A and 110B are installed to be fixed or concealed on any one of the pole P, the wall W, and the ceiling C, and the wireless unit 120 has
  • the multifunction link 200 may be coupled to enable tilting or steering.
  • a holding pole (P) for installing the base station antenna device 100 according to the present embodiment may be provided indoors such as a large building, and a small base station antenna according to the first embodiment of the present invention.
  • the device 100A can be installed and provided in a support pole coupling type in which the rear housing 122 corresponding to the rear surface of the wireless unit 120 can be fixed to the support pole P, Pole so that the direction is set in advance there is.
  • the rear housing 122 of the wireless unit 120 is coupled to the holding pole P via the installation panel 121, but is firmly fixed so that the direction can be adjusted in the direction of coverage demand, and then the multi-function link described later It is also possible to adjust detailed directionality through (200).
  • the small base station antenna device 100B is located on the rear surface of the wireless unit 120 with respect to the wall (W, Wall) corresponding to the interior of a large building.
  • the corresponding rear housing 122 may be installed and provided in a wall-mounted type that can be fixed so as to be in close contact with it.
  • the installation panel portion 121 does not need to be coupled to the rear housing 122, and is installed and fixed to the wall surface W before being coupled to the rear housing 122 or the front housing 123.
  • the wireless unit 120 may be formed in a structure that couples the mounting panel unit 121 so as to be mounted.
  • the small base station antenna device 100C corresponds to the rear surface of the wireless unit 120 with respect to the ceiling (C, Ceiling) in a room such as a large building.
  • the rear housing 122 may be fixed so as to be in close contact with it, or the wireless unit 120 may be installed and provided in a ceiling coupling type in which it may be secretly fixed to the inside of the ceiling C.
  • the wireless unit 120 does not necessarily have to be installed on the ceiling (C) or the lower part of the ceiling surface via the installation panel unit 121, and a separate holding pole installed on the ceiling (C). It will be taken for granted that it is possible to be fixed in .
  • the wireless unit 120 and each of the antenna modules 110A and 110B are installed in FIGS. 14 and 110B according to different surrounding environments, such as whether or not there is interference with the surrounding configuration for adjusting the direction of the antenna modules 110A and 110B.
  • Signals may be electrically connected via the multifunction link 200 employed in such a way.
  • the short type link 200S and the long type link 200L are provided with exactly the same specifications in their configuration and function, but a plurality of coaxial cables ( 240) may be classified according to whether the length of the cable accommodating pipe 230 is relatively short or long.
  • the length of the cable receiving pipe 230 means the separation distance between the connection part with the wireless unit 120 and the fixing part 210 of the multifunction link 200.
  • the long type It is preferable to have a link (200L), and it is preferable to have a short type link (200S) when the separation distance is short.
  • the multifunction link 200 includes the above-described fixing part 210, the ball joint part 220 and , a cable receiving pipe 230, and a plurality of coaxial cables 240.
  • the multifunction link 200 is provided at each end of the plurality of coaxial cables 240, and one end of the plurality of coaxial cables 240 has an antenna-side male connector for electrical connection to the antenna module 110.
  • 250 and 250A are further provided, and at the other end of the plurality of coaxial cables 240, wireless unit-side male connectors 250 and 250B for electrical connection to the wireless unit 120 may be further provided.
  • the antenna-side male connector 250A is configured so that a male guide pin 252 and a terminal pin 253, which will be described later, are exposed at the antenna-side end of the ball joint 220. Also, as shown in FIG. 15, a guide pin 252 and a terminal pin 253 in a male shape, which will be described later, are provided at the end of the cable receiving pipe 230 as shown in FIG. 15. It may be provided to be exposed.
  • the antenna-side male connector 250A and the wireless unit-side male connector 250B will be collectively referred to as the 'male connector 250' because their basic configurations are the same except for the location where they are installed.
  • the antenna module 110 and the wireless unit 120 may further include antenna-side female connectors 150 and 150A and wireless unit-side female connectors 150 and 150B for each connection with the male connector 250.
  • the antenna-side female connector 150A has a female-shaped guide groove 152 and a terminal groove 153 on the rear surface of the antenna module 110, which will be described later. ) is provided to be exposed, and the female connector 150B on the wireless unit 120 may also be provided to expose a female guide groove 152 and a terminal groove 153, which will be described later, on the side of the wireless unit 120. there is.
  • the antenna-side female connector 150A and the wireless unit-side female connector 150B will be collectively referred to as the 'female connector 150' because they all have the same basic configuration except for the different installation positions.
  • Four strands of the plurality of coaxial cables 240 are provided to transmit electrical signals, respectively, and are received inside the cable receiving pipe 230, and one end and the other end may be connected to the male connector 250, respectively.
  • the male connector 250 further includes a male terminal block 251 intervening so that one end of the four coaxial cables 240 is coupled and connected to a plurality of terminal pins 252, respectively, and the female connector 150 , the female terminal block 151 having the guide groove 151 and the terminal groove 152 described above may be further included.
  • four guide pins 252 are protrudingly disposed at intervals of 90 degrees, and the four terminal pins 253 are 90 degrees in a range that does not overlap with the four guide pins 252 described above. It may be protrudingly arranged spaced apart from each other.
  • the female terminal block 151 includes four guide grooves 152 into which four guide pins 252 of the male terminal block 251 can be inserted and accommodated, and four guide grooves 152 of the male terminal block 251.
  • Four terminal grooves 252 into which four terminal pins 253 can be inserted and connected can be disposed at positions corresponding to each other.
  • the male terminal block 251 is further provided with a guide ring 254 protruding in a ring shape toward the female connector 150 while surrounding the four guide pins 252 and the four terminal pins 253.
  • the female terminal block 151 may further include a ring receiving groove 154 into which the guide ring 254 of the male terminal block 251 is inserted.
  • a foreign substance inflow prevention ring 155 may be further provided inside the ring receiving groove 154 to prevent the inflow of external foreign substances.
  • Four guide pins 252, guide rings 254, and four terminal pins 253 provided on the male connector 250 are provided in the four guide grooves 152 provided on the female connector 150, respectively, and receive rings. While being inserted into the groove 154 and the four terminal grooves 153, electrical connection to the antenna module 110 and the wireless unit 120 of the multifunction link 200 can be made.
  • the multifunction link 200 includes a retainer nut 256 providing a predetermined holding force so that the electrical connection of the male connector 250 to the female connector 150 is maintained. ) may further include.
  • a female thread 256a is formed on the inner circumferential surface of the retainer nut 256, and a male thread 156a formed on the outer circumferential surface of the nut fastening end 156 formed on the outer circumferential surface of the female terminal block 151 of the female connector 150.
  • a C-ring 257 may be interposed at an end of the male terminal block 151 to limit the fastening force of the retainer nut 256 .
  • the small base station antenna device 100 electrical connection is made between the wireless unit 120 and the plurality of antenna modules 110 via the multifunction link 200, and each A tilting or steering operation of the antenna module 110 is possible, and an advantage of enabling a simpler and more convenient installation work in the field is provided.
  • the four coaxial cables 240 are accommodated inside the fixing part 210, the ball joint part 220, and the cable receiving pipe 230, and are concealed and disposed so as not to be observed from the outside, preventing deterioration in appearance offers the advantages of being able to
  • the antenna module 110 can provide an advantage of further increasing the diversity of directional design.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a Soyoung base station antenna device to which a modified example of a multifunction link is applied
  • FIGS. 19a and 19b are front and rear exploded perspective views of FIG. 18,
  • FIG. 20 is a multifunction according to a modified example of FIG. 18 This is an exploded perspective view of the link.
  • the small base station antenna device 100 may include a multifunction link 200' according to a modified example.
  • the multifunction link 200' is 18, the fixing part 210 is separated into two parts (210A and 210B), and the center body 205 is disposed between the two fixing parts 210A and 210B, with respect to the center body 205.
  • the two fixing parts 210A and 210B may be orthogonally coupled.
  • the fixing part connected to the antenna module 110 side among the two fixing parts 210A and 210B is referred to as a first fixing part 210A, and among the two fixing parts 210A and 210B A fixing part connected to the side of the cable receiving pipe 230 will be referred to as a second fixing part 210B.
  • the general multifunction link 200 described above includes only the fixing part 210 and the ball joint part 220 connected to the antenna module 110 side, Unlike the case where the direction of tilting and steering of the antenna module 110 is adjustable only in one place, the first fixing part 210A and the ball joint part 220A connecting the antenna module 110 side, as well as the cable There is a difference in that the receiving pipe 230 also has a second fixing part 210B and a ball joint part 220B that mediate an additional connection.
  • the multifunction link 200' includes a center body 205 and an antenna module 110 among both ends of the center body 205 and
  • a first ball joint part that is partially accommodated and coupled to the inner space of the government part 210A, and the other end of both ends is connected to the antenna module 110 to adjust the direction of the antenna module 110 by tilting or steering operation ( 220A) and both ends of either end are partially accommodated and coupled to the inner space of the second fixing part 210B, and the other end of both ends is a cable receiving pipe 230 mediating the connection with the wireless unit 120.
  • a second ball joint part 220B that is connected to the antenna module 110 to enable additional directionality adjustment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a male and female coupling part of the multi-function link according to the modification of FIG. 18,
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the multi-function link according to the modification of FIG. 18,
  • FIG. 23 is a multi-function link according to the modification of FIG. 24 is an exploded perspective view of the multi-function link according to the modified example of FIG. 18,
  • FIG. 25 is a cutaway perspective view of FIG. 24,
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of FIG. 24, and FIG. 24 to 26 are cut-away perspective views of the over-rotation prevention locking portion
  • FIG. 28 is an internal front view showing the operation of the over-rotation prevention locking portion of FIG. 27,
  • FIG. 29 is a multi-function link according to a modified example of FIG. It is a cross-sectional view, a cutaway perspective view, and a partially enlarged view showing the cable receiving pipe of the configuration.
  • the male connector 250 provided at the end of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B, as shown in FIG. can be coupled to the female connector 250 provided in the antenna module 110 or the wireless unit 120 in a male-female coupling operation.
  • the ring receiving groove 154 Waterproofing is performed by coming into contact with the foreign substance inflow prevention ring 155 interposed on the inside, and at the same time, the guide pin 252 and terminal pin 253 of the male connector 250 guide groove 152 of the female connector 250. ) and can be electrically connected while being inserted into the terminal groove 153.
  • a ground washer 258 may be further provided between the female connector 150 and the male connector 250 as shown in FIG. 21 .
  • the ground washer 258 is fixed to the washer installation groove (see reference numeral 258h in FIG. 25) provided on the front end surface of the male terminal block 251 of the male connector 250, and the female connector 250 When the male and female connectors 150 are coupled, contact between the male terminal block 251 of the male connector 250 and the female terminal block 151 of the female connector 150 is induced to perform the ground (GND) function. there is.
  • a portion of the male terminal block 251 may be inserted and fixed to the distal end side of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B.
  • the male connector 250 may be fixed via at least one headless bolt 259 so as not to rotate with respect to the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B.
  • bolt through-holes 259h-1 are spaced at 180 degree intervals at the distal end of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B. Two places are formed so as to be formed, and a bolt fastening hole 259h-2 to which the headless bolt 259 is fastened may be correspondingly formed on the outer circumferential surface of the male terminal block 251 of the male connector 250.
  • a tool groove 259T for inserting the front end of a fastening tool (not shown) having a square cross section is formed on the outer surface of the headless bolt 259, and a mood bolt ( 259) can be easily fixed to the male connector 250 so as not to be exposed to the outside.
  • the male connector 250 is inserted into and fixed to the distal end of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B by the headless bolt 259, and is engaged in the rotation direction, so that the first ball Any rotation of the male connector 250 with respect to the joint part 220A or the second ball joint part 220B is prevented, and the terminal pin ( 253) or the coupling direction of the guide pin 252 may be prevented from being changed.
  • the outer circumferential surface of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B is temporarily assembled with the retainer nut 256 fitted in advance, and as described above, the male connector to the female connector 150
  • the retainer nut 256 can be firmly fixed by fastening the retainer nut 256 to the male thread (not shown) formed on the outer circumferential surface of the female terminal block 151 of the female connector 150. there is.
  • a C-ring fastening groove 257h is formed on the outer circumferential surface of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B, and the C-ring 257 is fastened to the C-ring fastening groove 257h.
  • the retainer nut 256 is fastened, rotational force is limited, so that damage to components due to over-assembly of the retainer nut 256 can be prevented.
  • the first fixing part 210A of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B ) or an over-rotation prevention locking portion 226A for preventing over-rotation of the second fixing portion 210B may be further provided.
  • the over-rotation prevention locking part 226A is provided in the first fixing part 210A and the second fixing part 210B, between the first fixing part 210A and the first ball joint part 220A or the second high It is fixed to the inner space between the top part 210B and the second ball joint part 220B and has a pair of protrusions 226A-1 protruding in mutually facing directions in the inner space. That is, a pair of locking protrusions 226A-1 may be spaced apart from each other in a direction of about 180 degrees in the over-rotation prevention locking portion 226A, and may extend a predetermined length toward the inner space.
  • center body 205 side is provided inside the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B so as to be engaged with a pair of locking protrusions 226A-1 within at least a rotation radius.
  • a pair of locking plates 228 extending toward each other may be formed.
  • the pair of locking plates 228 of the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B are, as shown in FIG. (226A-1) is positioned so that the angle of separation in the direction of rotation is 90 degrees (see (a) in FIG. 28), the first ball joint part 220A or the second ball joint part 220B in one direction or the other direction When is rotated for tilting or steering turning operation, it is possible to limit the rotation angle in each direction to a maximum of 90 degrees.
  • the first ball joint part 220A is coupled to the female connector 150 of the antenna module 110 via the male connector 250, and the second ball joint part 220B is vertically connected via the male connector 250. It is coupled to the upper end of the vertically disposed cable receiving pipe 240.
  • the rotation angle of the left and right steering of the antenna module 110 is 360 degrees, which is not limited.
  • the rotation angle of the second ball joint part 220B with respect to the upper end of the cable receiving pipe 240 is limited to 90 degrees by the over-rotation prevention locking part 260A, the second ball joint part 220B described later In addition to the maximum rotation limit angle (a) in one physical direction and the other direction, it may be limited to only rotate up to 90 degrees. For example, when the maximum rotation limit angle (a) described later is 40 degrees, the maximum steering rotation angle of the antenna module 110 is limited to 130 degrees in one or the other direction.
  • the cable receiving pipe 230 is the same as the male connector 150 and the female connector 250 described above at both ends, respectively, as shown in FIG.
  • One side cable connector 230A and the other side cable connector 230B may be provided, and the inside of the cable receiving pipe 230 corresponding between the one side cable connector 230A and the other side cable connector 230B has a fixed cable. (240') may be accommodated.
  • the plurality of fixed cables 240' fixed to the inside of the cable receiving pipe 230 have a fixed form that does not flow, unlike the plurality of coaxial cables 240 provided outside the cable receiving pipe 230.
  • one cable having the same structure as the female connector 150 described above is connected to the male connector 250 exposed to the outside of the second ball joint portion 220B.
  • a connector 230A is provided, and at the other end of the cable receiving pipe 230, the other cable connector 230B having the same structure as the male connector 250 described above is connected to the female connector 150B of the wireless unit 110. may be provided.
  • a plurality of terminal grooves 233A, a plurality of guide grooves (not shown), and a ring accommodating groove 234A similar to the female connector 250 described above. may be formed, and male threads 231A-s for fastening the retainer nut 256 may be formed on the outer circumferential surface of the female terminal block 231A.
  • a foreign substance inflow prevention ring 235A may be interposed in the ring receiving groove 234A.
  • a plurality of terminal pins 233B, a plurality of guide pins 232B, and a guide ring 234B similar to those of the male connector 150 described above are formed on the other cable connector 230B of the cable receiving pipe 230.
  • a ground washer 238B may be provided at the center of the plurality of terminal pins 233B.
  • there is a C-ring fastening groove 237B-h in which a C-ring 237B is installed to prevent the retainer nut 256 of the wireless unit 110 from being over-assembled. can be formed
  • the plurality of coaxial cables 240 include a center body 205, a first fixing part 210A, a second fixing part 210B, a first ball joint part 220A and a second ball joint part 220B Unlike the fact that the coaxial cable 240 installed inside is made of a flexible material so that it moves in conjunction with the tilting or steering rotation of the antenna module 110, it does not need to move within the cable receiving pipe 230, so it is made of a solid material. It may be provided, or it may be firmly fixed so as not to move within the cable receiving pipe 230.
  • a portion coupled to the male connector 250 of the second ball joint portion 220B is provided with one-side cable connector 230A in the form of a female connector.
  • the portion coupled to the female connector 150 of the wireless unit 120 may be provided with the other cable connector 230B in the form of a male connector.
  • FIG. 30 is a projection plan view for explaining the operation effect of the multifunction link according to the modified example of FIG. 18 .
  • the multifunction link 200' increases the amount of tilting or steering operation of the antenna module 110 compared to the general multifunction link 200, and additionally Adjustment of the directionality of the antenna module 110 is possible.
  • the coaxial cable 240 accommodated in the cable receiving pipe 230 may be provided with two strands when the antenna module 110 constructs a 2T2R transmission channel, and the antenna module 110 ) may be provided with 4 strands when establishing a 4T4R transmission channel.
  • the ball joint unit 220 has a limitation in that the steering operation rotation is possible only within the range of the maximum rotation angle a in the left and right horizontal directions.
  • Terminal grooves 153 and terminal pins 253 in the connector 150 and the male connector 250 are formed at 3 o'clock and 9 o'clock directions, respectively, relative to the ground, respectively, steering of 90 degrees or more in one direction or the other direction It is impossible to adjust the direction of the antenna module 110 through operation. This is because the connection directions of the two-stranded coaxial cable 240 to the female connector 150 of the wireless unit 120 are preset to the 3 o'clock direction and the 9 o'clock direction.
  • Terminal grooves 153 and terminal pins 253 in the female connector 150 and the male connector 250 for electrical connection to (120) are spaced apart from each other in the direction of 90 degrees in the circumferential direction at four locations. am.
  • the connection between the female connector 150 and the male connector 250 is simply released, and then the designer moves in the desired direction.
  • the direction can be adjusted in the left and right 90 degree direction with respect to the front of the wireless unit 120.
  • the multifunction link 200' includes a first fixing part 210A, a first ball joint part 220A, and a second fixing part ( 210B) and the second ball joint 220B, the antenna module 110 is rotated in one or the other direction by a steering operation even in the embodiment in which the two-stranded coaxial cable 240 is accommodated in the cable receiving pipe 230.
  • the second fixing part 210B and the second ball joint provided with a 360-degree steering operation based on the vertical axis of the two fixing parts 210A and 210B and the two ball joint parts 220A and 220B when adjusting the direction by adjusting the direction.
  • the antenna module 110 Since the limit of the maximum steering angle (a) by the unit 220B disappears, the direction control in all directions of 360 degrees is possible without the process of separating and reassembling the female connector 150 from the wireless unit 120. .
  • the antenna module 110 Even when the rotation of the second ball joint part 220B relative to the second fixing part 210B is limited to 90 degrees by the over-rotation prevention locking part 260A, the antenna module 110 The same result can be derived in that the rotation restriction in one direction or the other direction is extended by 90 degrees in addition to the above-described maximum limit steering angle (a).
  • the steering of the antenna module 110 is based on the wireless unit 120 due to the addition of the second fixing part 210B and the second ball joint part 220B. Since the limited range of operation is removed, even when the direction adjustment is newly set, the direction of the antenna module 110 can be easily adjusted in the field without requiring the process of separation and reassembly of the female connector 150 from the wireless unit 120. do.
  • the maximum tilting limiting angle (a) of the antenna module 110 coupled through the medium is two fixing parts 210A and 210B and two ball joint parts 220A and 220B at both ends based on the center body 205 ) is provided, it is possible to create an advantage that increases by 2a, which is twice that.
  • a small cell base station for places such as public places, densely populated areas, large shopping malls or empty buildings, and directivity without exposing various cables electrically connecting a wireless unit and an antenna module to the outside. It is provided to be adjustable to prevent deterioration of aesthetics (external beauty), and by dividing a part of one antenna module to cover different frequency bands or providing a plurality of antenna modules to cover different frequency bands, various Provided is a small base station antenna device capable of dual-banding in a place and securing a wide range of directional adjustment angles by each multifunction link that mediates the installation of a plurality of antenna modules for a wireless unit.

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Abstract

본 발명은 소형 기지국 안테나 장치에 관한 것으로서, 특히, 무선 유닛(RU; Radio Unit); 상기 무선 유닛에 대하여 틸팅 및 스티어링 동작 가능하게 설치된 적어도 하나의 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 대한 상기 각 안테나 모듈의 설치를 매개하는 멀티펑션 링크(Multi Function Link); 를 포함하고, 상기 멀티펑션 링크는, 상기 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터를 포함함으로써, 실내 설치의 작업성을 향상시킴은 물론, 소형셀 기지국의 구축이 용이한 이점을 제공한다.

Description

소형 기지국 안테나 장치
본 발명은 소형 기지국 안테나 장치(SMALL CELL BASE STATION ANTENNA APPARATUS)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이블의 외관 노출이 방지됨과 아울러, 실내 스몰셀(Small Cell)의 구축이 용이하고, 하나의 안테나 모듈의 일부를 구획하여 상이한 주파수 대역을 커버링하거나 또는 다수의 안테나 모듈을 각각 상이한 주파수 대역을 커버링하도록 구비함으로써 듀얼 밴드 구현이 가능하도록 빔 포밍할 수 있는 소형 기지국 안테나 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후(Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
특히, 현재의 용량보다 훨씬 높은 용량이 요구되는 미래의 5G 셀룰러 네트워크에서는 주파수 효율을 높이는 다양한 기술의 적용이 가능하다. 여러 기술 후보 중 하나인 소형셀 네트워크(SCN:Small Cell Network) 기술은 셀의 크기를 소형화함으로써 채널의 효용성을 높이고, 셀의 밀도를 증가시켜 주파수 효율을 높이며 용량을 증대시킬 수 있다.
스몰셀(Small Cell)은 기존의 높은 송신전력과 함께 넓은 커버리지를 갖는 매크로셀(Macro Cell)과는 달리 낮은 송신전력으로 좁은 커버리지를 갖는 소형 기지국이다. 스몰셀의 범주는 10W급 이하의 소출력 기지국장비, 피코셀(Pico Cell), 펨토셀(Femto Cell, Wi-Fi 등을 통칭한다. 스몰셀의 장점은 매크로셀에 비해 구축 비용이 적게 들고 크기가 작아서 공간 효율성을 높일 수 있다.
공공장소, 인구밀집 지역 및 대형 쇼핑몰이나 공항 건물 등과 같은 실내에 이러한 스몰셀을 중첩 구성하면 단위면적당 용량을 증대시킬 수 있다. 이로써 매크로셀 기지국 하나가 소비하는 전력과 설치비용을 줄일 수 있는 것도 장점이다. 스몰셀 기지국 만으로도 기존 LTE 대비 1000배의 용량을 달성할 수 있어, 스몰셀은 4G와 5G 사이를 이어주는 기반 기술이 될 것으로 예상된다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 기지국용 안테나 장치를 나타낸 외관 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 실시예에 따른 기지국용 안테나 장치는, 실외(옥외)에 설치된 것으로써 직립된 지주폴(11)에 안테나 모듈(10)이 고정 브라켓(30,31)에 의해 장착되고, 상기 안테나 모듈(10) 하측에 무선 유닛(12)이 고정 브라켓(32,33)에 의해 장착되며, 안테나 모듈(10)과 무선 유닛(12) 사이를 다수 개의 케이블(14)을 이용하여 전기적으로 연결하는 구조로 이루어졌다. 고정 브라켓(30,31)은 안테나 모듈(10) 상하단에 각각 배치되어 지주폴(11)에 고정시키고, 무선 유닛(12)의 상하단에 각각 배치되어 지주폴(11)에 고정시키는 구조로 이루어진다. 고정 브라켓(30-33)은 체결구, 예컨대 나사, 볼트, 너트 등을 이용해서 고정하는 역할을 담당한다.
그러나, 종래의 기지국용 안테나 장치는, 반드시 지주폴(11)을 매개로 설치하는 실외(옥외) 설치에 한정되는 구조를 가지는 한편, 지주폴(11) 중 상대적으로 상측에 안테나 모듈(10)을 장착하고, 상대적으로 하측에 무선 유닛(12), 예를 들어 RRH(Remote Radio Head)를 장착한 후에, 케이블(14)을 이용하여 연결하는 구조로 이루어짐에 따라, 케이블(14)이 외부로 노출되어 미관을 저해하는 문제점이 있다.
이와 같이, 스몰셀 기지국을 실내에 설치할 경우, 무선 유닛(RRH)과 안테나 모듈 사이의 복잡한 케이블의 연결로 인해 외관미가 저하되는 문제점이 있는 한편, 각 무선 유닛(RRH) 마다 하나의 안테나 모듈만이 구비되어 있어 현실적으로 듀얼밴드 주파수 대역의 커버링이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공공장소, 인구밀집 지역 및 대형 쇼핑몰이나 공한 건물 등과 같은 장소에 대한 스몰셀 기지국의 구축이 용이한 소형 기지국 안테나 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 무선 유닛과 안테나 모듈 간 전기적으로 연결하는 각종 케이블을 외부로 노출하지 않고서도 방향성 조절이 가능하도록 구비되어 미관(외관미)이 저하되는 것을 방지할 수 있는 소형 기지국 안테나 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 하나의 안테나 모듈의 일부를 구획하여 상이한 주파수 대역을 커버링하거나 또는 다수의 안테나 모듈을 각각 상이한 주파수 대역을 커버링하도록 구비함으로써, 다양한 장소에서의 듀얼 밴드화가 가능한 소형 기지국 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 유닛에 대한 다수의 안테나 모듈의 설치를 매개하는 각 멀티펑션 링크에 의한 방향성 조정 각도를 광범위하게 확보할 수 있는 소형 기지국 안테나 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국용 안테나 장치는, 무선 유닛(RU; Radio Unit), 상기 무선 유닛에 대하여 틸팅 및 스티어링 동작 가능하게 설치된 적어도 하나의 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 대한 상기 각 안테나 모듈의 설치를 매개하는 멀티펑션 링크(Multi Function Link)를 포함하고, 상기 멀티펑션 링크는, 상기 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터를 포함한다.
여기서, 상기 멀티펑션 링크는, 일측이 개구되고, 상기 무선 유닛에 고정되는 고정부 및 상기 고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 상기 안테나 모듈을 틸팅 또는 스티어링 동작으로 방향성을 조절하는 볼 조인트부를 더 포함하고, 상기 수커넥터는, 상기 고정부 및 상기 볼 조인트부의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결될 수 있다.
또한, 상기 멀티펑션 링크는, 일단은 상기 무선 유닛과 연결되고, 타단은 상기 고정부에 연결되며, 상기 다수의 동축 케이블을 수용하여 외부로부터 은닉시키는 케이블 수용 파이프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결된 메일 단자 블록 및 상기 동축 케이블로부터 연장되되 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출 연장된 다수의 단자 핀을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출된 다수의 가이드 핀 및 상기 다수의 단자 핀의 상기 암커넥터에 대한 전기적인 접속력을 유지하는 리테이너 너트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리테이너 너트는, 상기 암커넥터에 구비된 너트 체결단에 체결되는 동작으로 상기 접속력을 유지할 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 다수의 단자 핀 및 상기 다수의 가이드 핀을 감싸면서 상기 암커넥터 측을 향하여 링 타입으로 돌출된 가이드링을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 단자 핀 및 상기 다수의 가이드 핀은, 상기 암커넥터에 형성된 다수의 단자 홈 및 다수의 가이드 홈에 삽입되는 크기로 돌출 형성될 수 있다.
또한, 상기 안테나 모듈은, 하나의 안테나 보드에 듀얼 주파수 밴드를 커버링하는 다수의 안테나 서브 어레이가 배열되고, 상기 멀티펑션 링크에 의하여 설정된 상기 안테나 모듈의 동일 방향 내에서 상이한 주파수 밴드로 안테나 빔 포밍을 구현할 수 있다.
또한, 상기 안테나 모듈은, 각각 상이한 주파수 밴드를 커버링하도록 다수의 안테나 서브 어레이가 배열되고, 상기 멀티펑션 링크에 의하여 각각 상이한 방향으로 방향성이 설정될 수 있다.
또한, 상기 안테나 모듈은, 소형셀 기지국용으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 무선 유닛은, 실내에 구비된 지주폴, 벽면 및 천정 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치는, 무선 유닛(RU; Radio Unit), 상기 무선 유닛에 대하여 틸팅 및 스티어링 동작 가능하게 설치된 적어도 하나의 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 대한 상기 각 안테나 모듈의 설치를 매개하는 멀티펑션 링크(Multi Function Link)를 포함하고, 상기 멀티펑션 링크는, 센터 바디, 상기 센터 바디의 양단부 중 상기 안테나 모듈과의 사이에 연결된 제1고정부, 상기 센터 바디의 양단부 중 상기 무선 유닛과의 사이에 연결된 제2고정부, 양단부 중 어느 하나의 단부는 상기 제1고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부는 상기 안테나 모듈과 연결되어 상기 안테나 모듈을 틸팅 또는 스티어링 동작으로 방향성을 조절하는 제1볼 조인트부 및 양단부 중 어느 하나의 단부는 상기 제2고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부는 상기 무선 유닛과의 연결을 매개하는 케이블 수용 파이프와 연결되어 상기 안테나 모듈을 추가로 방향성 조절이 가능하도록 하는 제2볼 조인트부를 포함한다.
여기서, 상기 멀티펑션 링크는, 상기 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 모듈 및 상기 케이블 수용 파이프에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 제1볼 조인트부, 상기 제1고정부, 상기 센터 바디, 상기 제2고정부 및 상기 제2볼 조인트부의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결될 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 제1볼 조인트부, 상기 제1고정부, 상기 센터 바디, 상기 제2고정부, 상기 제2볼 조인트부 및 상기 케이블 수용 파이프의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2볼 조인트부에 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 내부에는, 상기 다수의 동축 케이블에 대응되는 개수의 고정 케이블이 내부에 수용되고, 상기 다수의 동축 케이블과 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 일단부에는, 상기 암커넥터와 동일한 구조로 형성된 일측 케이블 커넥터가 구비되며, 상기 무선 유닛과 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 타단부에는, 상기 수커넥터와 동일한 구조로 형성된 타측 케이블 커넥터가 구비될 수 있다.
또한, 상기 케이블 수용 파이프는, 다수의 동축 케이블을 수용하여 외부로부터 은닉시키되, 일단은 상기 무선 유닛과 연결되고, 타단은 상기 고정부에 연결되며, 상기 수커넥터는 상기 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결될 수 있다.
또한, 상기 수커넥터는, 상기 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결된 메일 단자 블록, 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출된 다수의 가이드 핀, 상기 동축 케이블로부터 연장되되 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출 연장된 다수의 단자 핀 및 상기 다수의 단자 핀의 상기 암커넥터에 대한 전기적인 접속력을 유지하는 리테이너 너트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 멀티펑션 링크는, 상기 제1볼 조인트부 또는 상기 제2볼 조인트부의 상기 제1고정부 또는 상기 제2고정부에 대한 과회전을 방지하는 과회전방지 걸림부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과회전방지 걸림부는, 상기 제1고정부 및 상기 제2고정부에 구비되되, 상기 제1고정부와 상기 제1볼 조인트부 사이 또는 상기 제2고정부와 상기 제2볼 조인트부 사이에 해당하는 내부 공간에 고정되고, 상기 내부 공간에서 상호 마주하는 방향으로 돌출된 한 쌍의 걸림돌기 및 상기 제1볼 조인트부 및 상기 제2볼 조인트부에 구비되되, 적어도 회전 반경 내에서 상기 한 쌍의 걸림돌기와 걸림되도록 상기 센터 바디 측을 향하여 연장 형성된 한 쌍의 걸림판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기지국용 안테나 장치에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 도출할 수 있다.
첫째, 멀티펑션 링크(Multi Function Link)를 이용하여 협소한 공간에서도 안테나 모듈이 방향성 조절이 용이한 바, 소형셀 기지국의 구축이 용이한 효과를 가진다.
둘째, 무선 유닛과 안테나 모듈 간 전기적으로 연결하는 각종 케이블을 외부로 노출하지 않고서도 방향성 조절이 가능하도록 구비되어 미관(외관미)이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
셋째, 멀티펑션 링크를 센터 바디를 중심으로 양단부의 2개소에서 볼 조인트부를 통한 각도 조정이 가능하도록 함으로써, 무선 유닛에 대한 다수의 안테나 모듈의 방향성 조정 각도를 광범위하게 확보할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래 기술에 따른 소형 기지국 안테나 장치의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치의 외관을 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4는 도 2의 정면도 및 A-A선을 따라 취한 단면도이며,
도 5는 도 2의 측단면도이고,
도 6은 도 2의 구성 중 안테나 모듈의 틸팅 모습을 나타낸 측면도이며,
도 7은 도 2의 구성 중 무선 유닛의 사양이 상이한 실시예를 나타낸 사시도이고,
도 8은 하나의 안테나 모듈 내에 CBRS 및 DoD의 2개 주파수 밴드에 의한 빔포밍 모습을 나타낸 개념도이며,
도 9는 도 8의 실물 안테나 장치의 평면도이고,
도 10a 및 도 10b는 안테나 모듈별 듀얼 주파수 밴드의 구현례로서 지주폴 결합형 및 벽면 결합형의 다양한 구현례를 나타낸 정면도이며,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(지주폴 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(벽면 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이며,
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(천정 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 14 및 도 15는 무선 유닛과 안테나 모듈을 연결하기 위한 멀티펑션 링크의 숏 타입(a) 및 롱 타입(b)의 사시도와 그 절개 사시도(a,b)이며,
도 16은 도 10의 B-B선을 따라 취한 단면도이고,
도 17은 도 14 및 도 15의 멀티펑션 링크 중 롱 타입(b) 멀티펑션 링크를 나타낸 분해 사시도이며,
도 18은 멀티펑션 링크의 변형례가 적용된 소형 기지국 안테나 장치를 나타낸 사시도이고,
도 19a 및 도 19b는 도 18의 전방측 및 후방측 분해 사시도이며,
도 20은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크를 분해한 분해 사시도이고,
도 21은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 암수 결합 부위를 나타낸 단면도이며,
도 22는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 단면도이고,
도 23은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 수커넥터를 나타낸 단면도이며,
도 24는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 분해 사시도이고,
도 25는 도 24의 절개 사시도이며,
도 26은 도 24의 단면도이고,
도 27은 도 24 내지 도 26에 참조된 과회전방지 걸림부를 나타낸 절개 사시도이며,
도 28은 도 27의 과회전방지 걸림부의 작동 모습을 나타낸 내부 정면도이고,
도 29는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 구성 중 케이블 수용 파이프를 나타낸 단면도, 절개 사시도 및 그 부분 확대도이고,
도 30은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 작용 효과를 설명하기 위한 투영 평면도이다.
<부호의 설명>
100: 기지국 안테나 장치 110: 안테나 모듈
111: 안테나 하우징 113: 레이돔
115: 안테나 보드 117: 패치 소자
118: 안테나 서브 어레이 119: 방사소자 모듈
120: 무선 유닛 121: 설치 패널부
122: 리어 하우징 123: 프론트 하우징
150: 암커넥터 151: 피메일 단자 블록
152: 가이드홈 153: 단자 홈
154: 링 수용홈 155: 이물질 유입방지링
200: 멀티펑션 링크 205: 센터 바디
200': 변형례의 멀티펑션 링크 210: 고정부
210A: 제1고정부 210B: 제2고정부
217: 조립 나사 220: 볼 조인트부
220A: 제1볼 조인트부 220B: 제2볼 조인트부
225: 무빙락부 230: 케이블 수용 파이프
240: 동축 케이블 250: 수커넥터
251: 메일 단자 블록 252: 가이드 핀
253: 단자 핀 254: 가이드링
256: 리테이너 너트 257: C-링
이하, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 소형 기지국 안테나 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 정면도 및 A-A선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 2의 측단면도이며, 도 6은 도 2의 구성 중 안테나 모듈의 틸팅 모습을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 소정 장소에 설치되는 무선 유닛(120) 및 안테나 모듈(110)을 포함한다. 여기서, 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)가 설치되는 상기 소정 장소는 스몰셀 기지국으로서의 기능을 수행하도록, 공공장소, 인구밀집 지역 및 대형 쇼핑몰이나 공항 건물 등과 같은 장소를 의미하는 것으로서, 후술하는 바와 같이, 지주폴 결합형(후술하는 도 10 참조), 벽면 결합형(후술하는 도 11 참조) 및 천정 결합형(후술하는 도 12 참조)과 같이, 인빌딩(실내) 설치에 적합한 구조물일 수 있다.
안테나 모듈(110)은, 적어도 하나의 주파수 대역을 가지는 안테나 모듈을 지칭할 수 있다. 또한, 무선 유닛(120)(RU; Radio Unit)은 안테나 모듈(110)에 제공되는 각각의 주파수 대역별 안테나와 연결되어, 안테나 및 기지국 간 송/수신하는 장치를 의미하며, 무선 유닛(120)의 한 예로 기지국 설비에서 무선 유닛의 일부를 원격으로 분리한 RRH(Remote Radio Head)를 들 수 있다. 무선 유닛(120)은, 이동통신 시스템의 기지국과 이동통신 단말기 사이에서, 약해진 신호를 받아서 증폭하여 재송신하거나, 왜곡된 파형을 정형화하고, 타이밍을 재조정하는 등의 기능을 수행하는 중계 장치이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 도 3에 참조된 바와 같이, 먼저 실내(가옥)의 지주폴, 벽면 및 천정 등의 구조물 등에 무선 유닛(120)이 장착되고, 무선 유닛(120)의 전면에 후술하는 안테나 클램핑 유닛(200)을 매개로 안테나 모듈(110)이 틸팅(Tilting) 및 스티어링(Steering) 가능하게 장착될 수 있다.
그러나, 반드시 무선 유닛(120)이 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 실내의 구조물(지주폴, 벽면 및 천정)에 먼저 장착되어야 하는 것은 아니고, 후술하는 도 11 내지 도 13에 참조된 바와 같이, 무선 유닛(120)에 안테나 모듈(110)이 먼저 설치된 후 각 실내의 구조물에 장착되는 것도 가능하다.
안테나 모듈(110)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 안테나 하우징(111)과, 안테나 하우징(111)의 전면을 덮도록 구비되고, 안테나 하우징(111)과의 사이에 소정 공간을 형성하는 레이돔(113)을 포함할 수 있다.
안테나 하우징(111)의 소정 공간에는, 인쇄회로기판 형태의 안테나 보드(115)가 설치되고, 안테나 보드(115)의 전면에는 다수의 방사소자가 실장 배치될 수 있다. 안테나 보드(115)에 실장 배치되는 방사소자는 안테나의 종류마다 상이할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 패치 타입의 소자(패치 소자, 117)가 채용된 것으로 설명한다.
한편, 본 발명에 따른 기지국용 안테나 장치(100)는, 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 무선 유닛(120)의 전면에 대한 결합을 매개하는 멀티펑션 링크(200)를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 무선 유닛(120)은, 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 실내의 구비된 지지폴(P, Pole), 벽면(W, Wall) 및 천정(C, Ceiling) 중 어느 하나에 설치 패널부(도 11 이하의 도면부호 '121' 참조)를 매개로 설치되는 리어 하우징(122)과, 리어 하우징(122)과의 사이에 소정 공간을 형성하는 프론트 하우징(123)을 포함하고, 소정 공간에는 다양한 내부 구성품이 설치될 수 있다.
무선 유닛(120)의 내부에 설치되는 내부 구성품은, 미도시 되었지만, 메인 보드(main board)와, 두 개의 전원 증폭부(PAU: Power Amplifing Unit) 및 전원 공급부(PSU: Power Supplying Unit)를 포함할 수 있다.
무선 유닛(120) 중 프론트 하우징(123)의 전면에는 다수의 히트싱크핀(125)이 일체로 형성되어, 소정 공간 상에서 발생한 열을 다수의 히트싱크핀(125)을 통하여 외부로 방열시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에 있어서는, 무선 유닛(120) 중 프론트 하우징(123)에만 다수의 히트싱크핀(125)이 형성된 것으로 한정하여 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 본 발명의 다른 실시예들에서와 같이 리어 하우징(122)에도 다수의 히트싱크핀(122)에도 다수의 히트싱크핀(125)이 형성될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
한편, 프론트 하우징(123)의 전면에는 다수의 히트싱크핀(125)의 일부가 사각형 형상의 면으로 삭제된 설치홈부(127)가 구비되고, 설치홈부(127)에 멀티펑션 링크(200)가 다수의 조립 나사(217)에 의하여 결합될 수 있다. 그러나, 반드시 멀티펑션 링크(200)의 설치를 위하여 프론트 하우징(123)의 전면에 사각형 형상의 면으로 삭제된 설치홈부(127) 형태로 구비될 필요는 없고, 후술하는 도 11 내지 도 13에 참조되는 실시예들(100A,100B,100C)에서와 같이, 멀티펑션 링크(200)가 무선 유닛(120)의 측면 부위(즉, 전후 두께부를 형성하는 상측부, 하측부, 좌측부 및 우측부를 포함하는 개념임) 에 연결될 수 있다.
여기서, 멀티펑션 링크(200)는, 일측으로 일부가 개구된 원통 형상으로 구비되되, 타측으로 후술하는 케이블 수용 파이프(230)를 매개하거나 또는 케이블 수용 파이프(230) 없이 직접 무선 유닛(120)에 연결된 고정부(210)와, 고정부(210)의 개구된 일측으로 일단부의 일부가 삽입 설치되고, 타단부에는 안테나 모듈(110)이 결합되는 볼 조인트부(220)를 포함할 수 있다.
케이블 수용 파이프(230)를 매개하여 고정부(210)가 무선 유닛(120)에 연결되는 실시예는 도 11 내지 도 13의 제1실시예 내지 제3실시예를 설명한 후 뒤에 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 특히, 케이블 수용 파이프(230)를 포함하는 멀티펑션 링크(200)는, 기본적으로 무선 유닛(120)에 대하여 안테나 모듈(110)의 연결을 매개하는 기능을 수행하는 점에서, 케이블 수용 파이프(230)는 지주 폴의 기능을 일부 수행할 수 있는 정도의 강성 재질로 구비됨이 바람직하다.
고정부(210)의 내부에 수용 설치된 볼 조인트부(220)는 대략 일단부의 일부가 개구된 볼 형태로 형성되고, 고정부(210)의 개구된 일측의 단부에 의해 걸림되어 외부(특히, 전방)로 이탈되지 않도록 설치될 수 있다. 여기서, 볼 조인트부(220)의 일단부의 일부가 개구되게 형성되는 것은 후술하는 다수의 동축 케이블(240)의 관통 설치를 위함이다.
또한, 볼 조인트부(220)는, 고정부(210)에 설치된 부분과 안테나 모듈(110)에 설치되는 부분까지 내부가 비어 고정부(210)의 내부 공간과 연통되고, 고정부(210)와 볼 조인트부(220)의 연통된 내부 공간에는 무선 유닛(120)과 안테나 모듈(110) 사이의 전기적인 연결을 수행하는 동축 케이블(240)이 설치될 수 있다.
여기서, 동축 케이블(240)은, 안테나 모듈(110)이 후술하는 틸팅 및 스티어링 동작이 가능하되 적어도 고정부(210)에 대한 볼 조인트부(220)의 무빙과 간섭되지 않도록 플렉서블한 재질로 구비됨이 바람직하다.
동축 케이블(240)의 일단과 타단에는, 각각 안테나측 수커넥터(후술하는 도 16의 도면부호 '150A' 참조) 및 무선 유닛측 수커넥터(후술하는 도 16의 도면부호 '150B' 참조)가 구비되고, 안테나 모듈(110)의 배면 및 무선 유닛(120)의 외측면에는, 각각 안테나측 커넥터(150A) 또는 무선 유닛측 커넥터(150B)와 접속되기 위한 안테나측 암커넥터(후술하는 도 15의 도면부호 '250' 참조) 및 무선 유닛측 암커넥터(후술하는 도 15의 도면부호 '150' 참조)가 구비될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 무선 유닛(120)과 안테나 모듈(110)을 전기적으로 연결하는 다수의 동축 케이블(240)이 꼬임 없이 외부로부터 은닉됨에 따라 미관이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
볼 조인트부(220)는 고정부(210)에 대하여 상하 또는 좌우 방향을 포함하는 사방으로 소정의 각도를 유지할 수 있도록 틸팅 및 스티어링 동작될 수 있다. 여기서, 틸팅 동작이라는 용어는 안테나 모듈(110)의 상단과 하단이 전후 방향으로 스윙되는 모든 동작을 포함하는 개념이고, 스티어링 동작이라는 용어는 안테나 모듈(110)의 좌측단과 우측단이 좌우 방향으로 스윙되는 모든 동작을 포함하는 개념이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에서 볼 조인트부(220)는, 안테나 모듈(110)의 틸팅 동작 및 스티어링 동작 중 어느 하나만이 수행되는 것이 아니라, 틸팅 동작 및 스티어링 동작이 모두 동시에 이루어지도록 구비될 수 있다.
보다 상세하게는, 볼 조인트부(220)는, 고정부(210)의 내부로 수용된 일단부의 임의의 기준점을 중심으로 상하 또는 좌우 방향을 포함하는 사방으로 소정각도 틸팅 및 스티어링 동작될 수 있다. 볼 조인트부(220)가 틸팅 및 스티어링 동작됨에 따라, 이에 결합된 안테나 모듈(110) 또한 틸팅 및 스티어링 동작이 가능하고, 설계자가 원하는 방향으로의 안테나 모듈(110)의 방향성 조절을 수행할 수 있게 된다.
여기서, 볼 조인트부(220)는, 고정부(210)와의 내부면과 다소의 마찰력을 형성하면서 틸팅 및 스티어링 동작이 수행될 수 있다. 이를 위해, 고정부(210)의 내부면 또는 볼 조인트부(220)의 삽입된 외부면 일부에는 상호 소정의 마찰력을 형성하는 마찰 패드(또는 마찰 부재, 미도시)가 더 구비될 수 있다.
한편, 안테나 클램핑 유닛(200)은, 도 5에 참조된 바와 같이, 볼 조인트부(220)가 고정부(210)에 대하여 소정 각도로 틸팅 및 스티어링 동작된 후, 무빙 고정점에서 볼 조인트부(220)를 고정부(210)에 고정시키는 무빙락부(225)가 더 구비될 수 있다.
무빙락부(225)는, 고정부(210)에 대하여 볼 조인트부(220)를 고정시키는 구성이라면 여하한 수단이 채용될 수 있고, 일례로, 볼 조인트부(220)가 수용된 고정부(210)의 외측을 관통하도록 형성된 고정볼트 관통홀(218)을 관통하여 볼 조인트부(220)의 외주면 일부와 간섭되는 고정 볼트(219)에 의하여 락킹(locking)이 구현될 수 있다. 여기서, 고정 볼트(219)는 고정볼트 관통홀(218)의 외측으로 노출되지 않는 무두 볼트로 구비되어 외관미가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에 따르면, 멀티펑션 링크(200)에 의하여, 무선 유닛(120)과 안테나 모듈(110) 사이를 연결하는 다수의 동축 케이블(240)의 외부 노출을 지양하여 미관이 저하되는 것을 방지함은 물론, 안테나 모듈(110)만을 틸팅 및 스티어링 동작시키고 무선 유닛(120)의 틸팅 및 스티어링 동작은 이루어지지 않도록 함으로써, 공간 활용성을 극대화시킬 수 있는 이점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에 따르면, 도 6에 참조된 바와 같이, 무선 유닛(120)의 전면에 멀티펑션 링크(200)를 매개로 틸팅 및 스티어링 동작이 가능하도록 구비됨으로써(도 6에는 틸팅 동작만이 도시됨), 실내 공간 또는 실외 공간 중 그 설치되는 장소에 관계없이 인구 밀집 또는 다수의 수요 공간에 대한 맞춤형 방향성 조절이 가능한 이점을 제공할 수 있다.
도 7은 도 2의 구성 중 무선 유닛의 사양이 상이한 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 8은 하나의 안테나 모듈 내에 CBRS 및 DoD의 2개 주파수 밴드에 의한 빔포밍 모습을 나타낸 개념도이며, 도 9는 도 8의 실물 안테나 장치의 평면도이고, 도 10a 및 도 10b는 안테나 모듈별 듀얼 주파수 밴드의 구현례로서 지주폴 결합형 및 벽면 결합형의 다양한 구현례를 나타낸 정면도이다.
도 7에 참조된 바와 같이, 안테나 모듈(110)은 패치 안테나 소자들이 적용된 동일한 사양이나, 무선 유닛(120)의 사양만 상이할 수 있다. 보다 상세하게는, 도 2 내지 도 6에 참조된 무선 유닛(120)에 비하여, 도 7에 참조된 무선 유닛(120)은 좌우 방향의 폭은 상대적으로 짧으나, 상하 방향의 길이는 상대적으로 더 큰 사양으로 구비될 수 있다. 이때, 안테나 모듈(110)의 설치 위치는 안테나 모듈(110)의 중량과 틸팅 및 스티어링 동작을 고려하여 적절한 위치에 설정되는 것이 바람직하다.
그러나, 반드시 본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에 있어서 무선 유닛(120)의 사양만이 상이하게 적용될 수 있는 것은 아니다.
즉, 도 8 및 도 9에 참조된 바와 같이, 안테나 모듈(110)의 전면에는 특정 주파수 대역의 빔 포밍을 형성하기 위한 다수의 패치 소자(117)가 다수의 안테나 서브 어레이(118)를 구성하도록 배열된 방사소자 모듈(119)이 구비될 수 있다.
다수의 방사소자 모듈(119)은, 소형셀 기지국에 대응되는 주파수 밴드(Frequency Band)를 구축하기 포맷으로서, 하나의 안테나 모듈(110) 내의 안테나 보드(115)로 구현되는 것도 가능하나, 도 8 및 도 9에 참조된 바와 같이, 매크로용의 하나의 안테나 보드(115)에 DoD(Depart of Defense) 및 CBRS(Citizens Broadband Radio Services)에 대응되는 주파수 대역을 커버링하기 위한 듀얼 밴드 형태로 구분되도록 구현되는 것도 가능하다.
보다 상세하게는, 다수의 방사소자 모듈(119)은, 도 8 및 도 9에 참조된 바와 같이, 매크로용의 안테나 보드(115)의 전면 상측에 듀얼 주파수 밴드 중 3450~3550MHz 주파수 대역의 DoD 채널을 구현하여 17.5dBi의 이득을 구현하도록 다수의 패치 소자(117)에 의한 다수의 안테나 서브 어레이(118)가 배열되고, 매크로용의 안테나 보드(115)의 전면 하측에 듀얼 주파수 밴드 중 3550~3700MHz 주파수 대역의 CBRS 채널을 구현하여 15.5dBi의 이득을 구현하도록 다수의 패치 소자(117)에 의한 다수의 안테나 서브 어레이(118)가 배열될 수 있다.
이와 같이 듀얼 주파수 밴드의 커버링이 가능하도록 구축된 다수의 방사소자 모듈(119)은, 도 8에 참조된 바와 같이, DoD 및 CBRS 채널 모두 H-Beam width가 55° 내지 90°의 값을 가지도록 안테나 빔 포밍을 형성할 수 있고, V-Beam width는 DoD 채널이 7.5°, CBRS 채널은 14.6°의 값을 가지도록 상이한 안테나 빔 포밍을 형성할 수 있다.
즉, 안테나 모듈(110)은, 하나의 안테나 보드(115) 내에 상술한 바와 같이, 매크로용 주파수 밴드 및 소형셀용 주파수 밴드를 커버링하는 안테나 빔 포밍을 형성하도록 구현될 수 있다. 또한, 안테나 모듈(110)의 방향성이 동일하게 조절된 경우임에도 불구하고, 밴드별 TRx 및 안테나 서브 어레이(118)의 분리로 인한 UL(Up Link) Coverage를 극대화할 수 있는 이점을 제공할 수 있다.
그러나, 반드시 하나의 안테나 보드(115)에 듀얼 주파수 밴드의 커버링이 가능하도록 안테나 서브 어레이(118)가 배열되어야 하는 것은 아니고, 후술하는 도 10a 및 도 10b에 참조된 바와 같이, 하나의 무선 유닛(120)에 각각 고유의 주파수 밴드를 커버링할 수 있는 2개 또는 2개 이상의 안테나 모듈(110A,110B)이 각각 멀티펑션 링크(200)를 매개로 구비되고, 각 안테나 모듈(110A,110B)을 커버리지 요구치가 강한 방향으로 멀티펑션 링크(200)를 이용하여 방향성을 조절함으로써 구현할 수 있음은 당연하다.
가령, 지주폴 결합형으로 구비된 도 10a의 (a) 및 벽면 결합형으로 구비된 도 10b의 (a)와 같이, 2개의 듀얼 주파수 밴드 형태로 각각 구비된 안테나 모듈(110A,110B)을 같은 방향(정면)으로 방향성을 조절할 수 있고, 지주폴 결합형으로 구비된 도 10a의 (b) 및 벽면 결합형으로 구비된 도 10b의 (b)와 같이, 안테나 모듈(110A,110B) 모두를 상호 반대 방향 또는 좌측 및 우측으로 각각 방향성을 조절할 수 있으며, 지주폴 결합형으로 구비된 10a의 (c) 및 벽면 결합형으로 구비된 도 10b의 (c)와 같이, 안테나 모듈(110A,110B) 중 하나(110A)는 정면 및 다른 하나(110B)는 측면으로 방향성 조절할 수 있다.
이때, 안테나 모듈(110A,110B)의 각 방사소자 모듈(119)은, 매크로용이 아닌 소형셀 기지국용으로 적합한 사양으로 구비되되, 최대 이득율이 15dBi, 13dBi 및 11dBi 중 어느 하나를 달성할 수 있는 사양으로 각각 구비되어, 원하는 방향으로의 방향성 조절이 이루어짐으로써, 소형셀 기지국의 효과를 극대화할 수 있음은 당연하다고 할 것이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(지주폴 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(벽면 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이며, 도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(천정 결합형)의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 14 및 도 15는 무선 유닛과 안테나 모듈을 연결하기 위한 멀티펑션 링크의 숏 타입(a) 및 롱 타입(b)의 사시도와 그 절개 사시도(a,b)이며, 도 16은 도 10의 B-B선을 따라 취한 단면도이고, 도 17은 도 14 및 도 15의 멀티펑션 링크 중 롱 타입(b) 멀티펑션 링크를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 도 11 내지 도 13에 참조된 바와 같이, 설치 패널부(121)를 매개로 무선 유닛(120)의 리어 하우징(122)이 실내(Indoor)의 지주폴(P), 벽면(W) 및 천정(C) 중 어느 하나에 고정되거나 은닉되게 설치되고, 무선 유닛(120)에는 적어도 하나(본 실시예에서는 둘) 이상의 안테나 모듈(110A,110B)이 멀티펑션 링크(200)를 매개로 틸팅 또는 스티어링 가능하게 결합될 수 있다.
도 11을 참조하면, 대형 건물 등의 실내에는 본 실시예에 따른 기지국 안테나 장치(100)의 설치를 위한 지주폴(P)이 마련될 수 있고, 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100A)는, 지주폴(P, Pole)에 대하여 무선 유닛(120)의 배면부에 해당하는 리어 하우징(122)이 방향성이 기 설정되도록 고정될 수 있는 지주폴 결합형으로 설치 및 구비될 수 있다.
가령, 무선 유닛(120)의 리어 하우징(122)을 설치 패널부(121)를 매개로 지주 폴(P)에 결합시키되, 커버리지 요구 방향으로 방향성 조절이 되도록 견고하게 고정한 후, 후술하는 멀티펑션 링크(200)를 매개로 세부적인 방향성을 조절하는 것도 가능하다.
또한, 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100B)는, 대형 건물 등의 실내에 해당하는 벽면(W, Wall)에 대하여 무선 유닛(120)의 배면부에 해당하는 리어 하우징(122)이 밀착되도록 고정될 수 있는 벽면 결합형으로 설치 및 구비될 수 있다.
이 경우, 설치 패널부(121)가 리어 하우징(122)에 결합될 필요는 없음은 물론, 리어 하우징(122) 또는 프론트 하우징(123)에 결합되기 전 미리 벽면(W)에 설치되어 고정된 후, 무선 유닛(120)을 설치 패널부(121)에 대하여 거치시키도록 결합시키는 구조로 형성될 수 있다.
아울러, 도 13을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100C)는, 대형 건물 등의 실내 중 천정(C, Ceiling)에 대하여 무선 유닛(120)의 배면부에 해당하는 리어 하우징(122)이 밀착되도록 고정되거나, 무선 유닛(120)이 천정(C)의 내부로 은닉되게 고정될 수 있는 천정 결합형으로 설치 및 구비될 수 있다.
다만, 도면에 도시되지 않았으나, 반드시 무선 유닛(120)이 설치 패널부(121)를 매개로 천정(C) 또는 천정면의 하부에 설치되어야 하는 것은 아니고, 천정(C)에 설치된 별도의 지주 폴에 고정되는 것도 가능함은 당연하다고 할 것이다.
여기서, 무선 유닛(120)과 각 안테나 모듈(110A,110B)은, 설치되는 장소 및 안테나 모듈(110A,110B)의 방향성 조절을 위한 주변 구성과의 간섭 여부 등 상이한 주변 환경에 따라 도 14 및 도 15에 의하여 참조되는 숏타입 멀티펑션 링크(이하, '숏타입 링크(200S)'로 약칭함) 또는 롱타입 멀티펑션 링크(이하, '롱타입 링크(200L)'로 약칭함) 중 어느 하나로 적절하게 채용된 멀티펑션 링크(200)를 매개로 전기적으로 신호 연결될 수 있다.
도 14 및 도 15의 (a) 및 (b)에 참조된 바와 같이, 숏타입 링크(200S)와 롱타입 링크(200L)는 그 구성 및 기능이 완전 동일한 사양으로 구비되되, 다수의 동축 케이블(240)이 수용되는 케이블 수용 파이프(230)의 길이가 상대적으로 짧은지 아니면 긴지에 따라 구분될 수 있다. 대체로, 케이블 수용 파이프(230)의 길이는 무선 유닛(120)과의 연결 부위와 멀티펑션 링크(200)의 고정부(210) 사이의 이격거리를 의미하는 바, 상기 이격거리가 긴 경우 롱타입 링크(200L)를 구비하는 것이 바람직하고, 상기 이격거리가 짧은 경우 숏타입 링크(200S)를 구비하는 것이 바람직하다.
도 14 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)에 있어서, 멀티펑션 링크(200)는, 상술한 고정부(210)와, 볼 조인트부(220)와, 케이블 수용 파이프(230), 다수의 동축 케이블(240)을 포함할 수 있다.
아울러, 멀티펑션 링크(200)는, 다수의 동축 케이블(240)의 각 단부에 구비된 것으로서, 다수의 동축 케이블(240)의 일단에는 안테나 모듈(110)에의 전기적인 접속을 위한 안테나측 수커넥터(250,250A)가 더 구비되고, 다수의 동축 케이블(240)의 타단에는 무선 유닛(120)에의 전기적인 접속을 위한 무선 유닛측 수커넥터(250,250B)가 더 구비될 수 있다.
안테나측 수커넥터(250A)는, 도 15에 참조된 바와 같이, 볼 조인트부(220)의 안테나측 단부에 메일(male) 형태의 후술하는 가이드 핀(252) 및 단자 핀(253)이 노출되도록 구비되고, 무선 유닛측 수커넥터(250B) 또한, 도 15에 참조된 바와 같이, 케이블 수용 파이프(230)의 단부에 메일(male) 형태의 후술하는 가이드 핀(252) 및 단자 핀(253)이 노출되도록 구비될 수 있다.
이하, 안테나측 수커넥터(250A)와 무선 유닛측 수커넥터(250B)는 그 설치되는 위치만이 상이할 뿐 기본적인 구성은 모두 동일하므로 '수커넥터(250)'라 통칭하여 설명하기로 한다.
아울러, 안테나 모듈(110)과 무선 유닛(120)에는, 수커넥터(250)와의 각 연결을 위한 안테나측 암커넥터(150,150A) 및 무선 유닛측 암커넥터(150,150B)가 더 구비될 수 있다.
안테나측 암커넥터(150A)는, 도 11 내지 도 13 및 도 15에 참조된 바와 같이, 안테나 모듈(110)의 배면에 피메일(female) 형태의 후술하는 가이드 홈(152) 및 단자 홈(153)이 노출되도록 구비되고, 무선 유닛측 암커넥터(150B) 또한 무선 유닛(120)의 측면부에 피메일(female) 형태의 후술하는 가이드 홈(152) 및 단자 홈(153)이 노출되도록 구비될 수 있다.
이하, 안테나측 암커넥터(150A) 및 무선 유닛측 암커넥터(150B)는 그 설치되는 위치만이 상이할 뿐 기본적인 구성은 모두 동일하므로 '암커넥터(150)'라 통칭하여 설명하기로 한다.
다수의 동축 케이블(240)은 4가닥이 각각 전기적인 신호를 전송하도록 구비되어 케이블 수용 파이프(230)의 내부에 수용되고, 일단과 타단은 각각 수커넥터(250)와 연결될 수 있다.
수커넥터(250)는, 4개의 동축 케이블(240)의 일단이 결합되되, 각각 다수의 단자 핀(252)과 연결되도록 매개하는 메일 단자 블록(251)을 더 포함하고, 암커넥터(150)는, 상술한 가이드 홈(151) 및 단자 홈(152)이 가공 형성된 피메일 단자 블록(151)을 더 포함할 수 있다.
메일 단자 블록(251)에는, 4개의 가이드 핀(252)이 90도 간격으로 이격되게 돌출 배치되고, 4개의 단자 핀(253)이 상술한 4개의 가이드 핀(252)과 겹치지 않는 범위에서 90도 간격으로 이격되게 돌출 배치될 수 있다.
또한, 피메일 단자 블록(151)에는, 각각 메일 단자 블록(251)의 4개의 가이드 핀(252)이 삽입되어 수용될 수 있는 4개의 가이드 홈(152)과, 메일 단자 블록(251)의 4개의 단자 핀(253)이 삽입되어 접속될 수 있는 4개의 단자 홈(252)이 상호 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
아울러, 메일 단자 블록(251)에는, 4개의 가이드 핀(252) 및 4개의 단자 핀(253)을 감싸면서 암커넥터(150) 측을 향하여 링 타입으로 돌출된 가이드링(254)이 더 구비될 수 있다. 또한, 피메일 단자 블록(151)에는, 메일 단자 블록(251)의 가이드링(254)이 삽입되는 링 수용홈(154)이 더 구비될 수 있다. 여기서, 링 수용홈(154)의 내부에는 외부 이물질의 유입을 방지하기 위한 이물질 유입방지링(155)이 더 구비될 수 있다.
수커넥터(250)에 구비된 4개의 가이드 핀(252)과 가이드링(254) 및 4개의 단자 핀(253)은 각각 암커넥터(150)에 구비된 4개의 가이드 홈(152)과, 링 수용홈(154) 및 4개의 단자 홈(153)에 삽입되면서, 멀티펑션 링크(200)의 안테나 모듈(110) 및 무선 유닛(120)에 대한 전기적인 접속이 이뤄질 수 있다.
한편, 멀티펑션 링크(200)는, 도 15 내지 도 17에 참조된 바와 같이, 수커넥터(250)의 암커넥터(150)에 대한 전기적인 접속이 유지되도록 소정의 유지력을 제공하는 리테이너 너트(256)를 더 포함할 수 있다.
리테이너 너트(256)의 내주면에는 암나사산(256a)이 형성되고, 암커넥터(150)의 피메일 단자 블록(151)의 외주면에 형성된 너트 체결단(156)의 외주면에 형성된 수나사산(156a)에 리테이너 너트(256)의 암나사산(256a)이 체결됨으로써, 상술한 소정의 유지력을 형성할 수 있다.
여기서, 메일 단자 블록(151)의 단부에는 리테이너 너트(256)의 체결력을 제한하도록 C-링(257)이 개재될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 멀티펑션 링크(200)를 매개로 무선 유닛(120)과 다수의 안테나 모듈(110)의 전기적인 접속이 이루어지되, 각 안테나 모듈(110)의 틸팅 또는 스티어링 동작이 가능하도록 하고, 현장에서 보다 간단하고 편리하게 설치 작업이 가능한 이점을 제공한다. 특히, 고정부(210)와 볼 조인트부(220) 및 케이블 수용 파이프(230)의 내부로 4개의 동축 케이블(240)이 수용되어 외부로부터 관찰되지 않도록 은닉 배설되는 바, 외관미가 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점을 제공한다.
나아가, 수커넥터(250)와 암커넥터(150)가 상호 대칭되도록 형성됨으로써, 어느 방향으로든 4개의 단자 핀(253)과 4개의 단자 홈(153)이 연결되기만 하면 되므로, 안테나 모듈(110)의 방향성 설계의 다양성을 더 높일 수 있는 이점을 제공할 수 있다.
도 18은 멀티펑션 링크의 변형례가 적용된 소영 기지국 안테나 장치를 나타낸 사시도이고, 도 19a 및 도 19b는 도 18의 전방측 및 후방측 분해 사시도이며, 도 20은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크를 분해한 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)는, 도 18 내지 도 20에 참조된 바와 같이, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')를 포함할 수 있다.
변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 도 5 내지 7 및 도 11 내지 17을 참조하여 기 설명한 멀티펑션 링크(200)(이하, '일반의 멀티펑션 링크'라 칭함)와는 달리, 도 18에 참조된 바와 같이, 고정부(210)가 2개로 분리되고(210A,210B), 2개의 고정부(210A,210B) 사이에는 센터 바디(205)가 배치되며, 센터 바디(205)에 대하여 2개의 고정부(210A,210B)가 직교되게 결합될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 2개의 고정부(210A,210B) 중 안테나 모듈(110) 측에 연결되는 고정부를 제1고정부(210A)라 칭하고, 2개의 고정부(210A,210B) 중 케이블 수용 파이프(230) 측에 연결되는 고정부를 제2고정부(210B)라 칭하기로 한다.
즉, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 상술한 일반의 멀티펑션 링크(200)가 안테나 모듈(110) 측에 연결되는 고정부(210) 및 볼 조인트부(220)만을 구비하여 1개소에서만 안테나 모듈(110)의 틸팅 및 스티어링의 방향성 조절이 가능하도록 되어 있는 것과는 달리, 안테나 모듈(110) 측을 연결하는 제1고정부(210A) 및 볼 조인트부(220A) 뿐만 아니라, 케이블 수용 파이프(230) 측에도 추가적인 연결을 매개하는 제2고정부(210B) 및 볼 조인트부(220B)를 구비하는 점에서 차이가 있다.
보다 상세하게는, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 도 18 내지 도 20에 참조된 바와 같이, 센터 바디(205)와, 센터 바디(205)의 양단부 중 안테나 모듈(110)과의 사이에 연결된 제1고정부(210A)와, 센터 바디(205)의 양단부 중 케이블 수용 파이프(230)와의 사이에 연결된 제2고정부(210B)와, 양단부 중 어느 하나의 단부가 제1고정부(210A)의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부가 안테나 모듈(110)과 연결되어 안테나 모듈(110)을 틸팅 또는 스티어링 동작으로 방향성을 조절하는 제1볼 조인트부(220A) 및 양단부 중 어느 하나의 단부는 제2고정부(210B)의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부는 무선 유닛(120)과의 연결을 매개하는 케이블 수용 파이프(230)와 연결되어 안테나 모듈(110)을 추가로 방향성 조절이 가능하도록 하는 제2볼 조인트부(220B)를 포함할 수 있다.
도 21은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 암수 결합 부위를 나타낸 단면도이고, 도 22는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 단면도이며, 도 23은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 수커넥터를 나타낸 단면도이고, 도 24는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 분해 사시도이며, 도 25는 도 24의 절개 사시도이고, 도 26은 도 24의 단면도이며, 도 27은 도 24 내지 도 26에 참조된 과회전방지 걸림부를 나타낸 절개 사시도이고, 도 28은 도 27의 과회전방지 걸림부의 작동 모습을 나타낸 내부 정면도이며, 도 29는 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 구성 중 케이블 수용 파이프를 나타낸 단면도, 절개 사시도 및 그 부분 확대도이다.
변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')에 있어서, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 단부에 구비된 수커넥터(250)는, 도 21에 참조된 바와 같이, 안테나 모듈(110) 또는 무선 유닛(120)에 구비된 암커넥터(250)에 암수 결합되는 동작으로 결합될 수 있다.
보다 상세하게는, 수커넥터(250)의 가이드링(254)이 암커넥터(250)의 피메일 단자 블록(151)에 형성된 링 수용홈(154)의 내부에 수용되면서, 링 수용홈(154)의 내측에 개재된 이물질 유입방지링(155)과 접촉되어 방수가 수행되고, 이와 동시에 수커넥터(250)의 가이드 핀(252) 및 단자 핀(253)이 암커넥터(250)의 가이드홈(152) 및 단자 홈(153)에 삽입되면서 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 암커넥터(150)와 수커넥터(250) 사이에는, 도 21에 참조된 바와 같이, 그라운드 와셔(258)가 더 구비될 수 있다. 그라운드 와셔(258)는, 수커넥터(250)의 메일 단자 블록(251)의 선단면에 구비된 와셔 설치홈(도 25의 도면부호 '258h' 참고)에 고정되어, 수커넥터(250)의 암커넥터(150)에 대한 암수 결합 시 수커넥터(250)의 메일 단자 블록(251) 및 암커넥터(150)의 피메일 단자 블록(151) 사이의 접촉을 유도하여 접지(GND) 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 수커넥터(250)는, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 선단부 측에 메일 단자 블록(251)의 일부가 삽입 고정될 수 있다.
여기서, 수커넥터(250)는 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)에 대하여 회전되지 않도록 적어도 하나의 무두 볼트(259)를 매개로 고정될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 22 내지 도 24에 참조된 바와 같이, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 선단부에는 볼트 관통홀(259h-1)이 180도 간격으로 이격되게 2개소 형성되고, 수커넥터(250)의 메일 단자 블록(251)의 외주면에는 무두 볼트(259)가 체결되는 볼트 체결홀(259h-2)이 대응되게 형성될 수 있다.
무두 볼트(259)의 외측면에는, 사각 단면을 가진 체결 공구(미도시)의 선단이 삽입되기 위한 공구홈(259T)이 형성되고, 공구홈(259T)을 통한 체결 공구를 이용하여 무드 볼트(259)를 외부로 노출되지 않도록 간편하게 수커넥터(250)를 고정시킬 수 있다.
이와 같이, 무두 볼트(259)에 의하여 수커넥터(250)가 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 선단부에 삽입 고정됨과 아울러, 회전 방향으로 걸림됨으로써, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)에 대한 수커넥터(250)의 임의 회전을 방지하여, 암커넥터(150)의 단자 홈(153) 또는 가이드홈(152)에 대한 단자 핀(253) 또는 가이드 핀(252)의 결합 방향이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 외주면에는 미리 리테이너 너트(256)가 끼워진 채로 가조립되어 있다가, 상술한 바와 같이, 암커넥터(150)에 대한 수커넥터(250)의 전기적인 접속 결합이 완료되면, 리테이너 너트(256)를 암커넥터(150)의 피메일 단자 블록(151)의 외주면에 형성된 수나사산(도면부호 미표기)에 체결시켜 견고하게 고정시킬 수 있다.
이때, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 외주면에는 C링 체결홈(257h)이 형성되고, C링 체결홈(257h)에 C-링(257)이 체결될 경우, 리테이너 너트(256)의 체결 시 회전력이 제한되어 리테이너 너트(256)의 과조립에 의한 부품 손상을 방지할 수 있다.
한편, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 도 25 내지 도 28에 참조된 바와 같이, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 제1고정부(210A) 또는 제2고정부(210B)에 대한 과회전을 방지하는 과회전방지 걸림부(226A)가 더 구비될 수 있다.
과회전방지 걸림부(226A)는, 제1고정부(210A) 및 제2고정부(210B)에 구비되되, 제1고정부(210A)와 제1볼 조인트부(220A) 사이 또는 제2고정부(210B)와 제2볼 조인트부(220B) 사이에 해당하는 내부 공간에 고정되고, 내부 공간에서 상호 마주하는 방향으로 돌출된 한 쌍의 걸림돌기(226A-1)를 구비한다. 즉, 과회전방지 걸림부(226A)에는, 한 쌍의 걸림돌기(226A-1)가 대략 180도 방향으로 이격되게 구비되고, 내부 공간을 향하여 소정길이 연장될 수 있다.
한편, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 내부에 구비되되, 적어도 회전 반경 내에서 한 쌍의 걸림돌기(226A-1)와 걸림되도록 센터 바디(205) 측을 향하여 연장된 한 쌍의 걸림판(228)이 형성될 수 있다.
제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 한 쌍의 걸림판(228)은, 도 28에 참조된 바와 같이, 틸팅 또는 스티어링 회동 동작을 하지 않은 경우 한 쌍의 걸림돌기(226A-1)와의 회전방향 이격 각도는 각각 90도가 되도록 위치된 바(도 28의 (a) 참조), 일방향 또는 타방향으로 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)가 틸팅 또는 스티어링 회동 동작을 위하여 회전될 때, 각 방향으로의 회전 각도를 최대 90도로 제한할 수 있게 된다.
이는, 제1볼 조인트부(220A) 또는 제2볼 조인트부(220B)의 과도한 회전으로 인한 내부 공간에서의 다수의 동축 케이블(240)의 꼬임 현상을 방지하기 위함이다.
제1볼 조인트부(220A)는 수커넥터(250)를 매개로 안테나 모듈(110)의 암커넥터(150)와 결합되고, 제2볼 조인트부(220B)는 수커넥터(250)를 매개로 상하 수직되게 배치된 케이블 수용 파이프(240)의 상단부와 결합되는 바, 이론적으로 과회전방지 걸림부(260A)가 구비되지 않은 경우 안테나 모듈(110)의 좌우 스티어링 회동 각도는 360도로써 제한이 없다.
그러나, 과회전방지 걸림부(260A)에 의해 제2볼 조인트부(220B)의 케이블 수용 파이프(240)의 상단부에 대한 회동 각도가 90도로 제한되는 바, 후술하는 제2볼 조인트부(220B)의 물리적인 일측 및 타측 방향의 최대 회동 제한 각도(a)에 더하여 90도 까지만 회전되도록 제한될 수 있다. 예를 들면, 후술하는 최대 회동 제한 각도(a)가 40도인 경우 안테나 모듈(110)의 최대 스티어링 회동 각도는 일측 또는 타측 방향으로 130도씩으로 제한되게 된다.
한편, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')의 구성 중 케이블 수용 파이프(230)는, 도 29에 참조된 바와 같이, 양단부에 각각 상술한 수커넥터(150) 및 암커넥터(250)와 동일한 구조로 형성된 일측 케이블 커넥터(230A) 및 타측 케이블 커넥터(230B)가 구비될 수 있고, 일측 케이블 커넥터(230A)와 타측 케이블 커넥터(230B) 사이에 해당하는 케이블 수용 파이프(230)의 내부에는 고정 케이블(240')이 수용될 수 있다.
즉, 케이블 수용 파이프(230)의 내부에 고정된 다수의 고정 케이블(240')은, 케이블 수용 파이프(230)의 외부에 구비된 다수의 동축 케이블(240)과는 상이하게 유동되지 않은 고정 형태로 구비됨은 물론, 케이블 수용 파이프(230)의 일단부에는, 제2볼 조인트부(220B)의 외측으로 노출된 수커넥터(250)와 연결되도록 상술한 암커넥터(150)와 동일한 구조의 일측 케이블 커넥터(230A)가 구비되고, 케이블 수용 파이프(230)의 타단부에는 무선 유닛(110)의 암커넥터(150B)와 연결되도록 상술한 수커넥터(250)와 동일한 구조의 타측 케이블 커넥터(230B)가 구비될 수 있다.
따라서, 케이블 수용 파이프(230)의 일측 케이블 커넥터(230A)에는, 상술한 암커넥터(250)와 마찬가지의 다수의 단자 홈(233A) 및 다수의 가이드홈(미도시)와 링 수용홈(234A)이 형성될 수 있고, 리테이너 너트(256)가 체결되기 위한 수나사산(231A-s)이 피메일 단자 블록(231A)의 외주면에 형성될 수 있다. 또한, 링 수용홈(234A)의 내부에는 이물질 유입방지링(235A)이 개재될 수 있다.
아울러, 케이블 수용 파이프(230)의 타측 케이블 커넥터(230B)에는, 상술한 수커넥터(150)와 마찬가지의 다수의 단자 핀(233B) 및 다수의 가이드 핀(232B)과 가이드링(234B)이 형성될 수 있고, 다수의 단자 핀(233B)의 가운데 부위에는 그라운드 와셔(238B)가 구비될 수 있다. 또한, 메일 단자 블록(231B)의 외주면에는, 무선 유닛(110)의 리테이너 너트(256)이 과조립되는 것을 방지하기 위한 C-링(237B)이 설치되는 C링 체결홈(237B-h)이 형성될 수 있다.
여기서, 다수의 동축 케이블(240)은, 센터 바디(205), 제1고정부(210A), 제2고정부(210B), 제1볼 조인트부(220A) 및 제2볼 조인트부(220B)의 내부에 설치된 동축 케이블(240)이 안테나 모듈(110)의 틸팅 또는 스티어링 회동 동작에 연동하여 움직이도록 플렉서블한 재질로 구비되는 것과는 달리, 케이블 수용 파이프(230) 내에서는 움직일 필요가 없으므로 견고한 재질로 구비되거나, 케이블 수용 파이프(230) 내에서 움직이지 않도록 견고하게 고정될 수 있다.
아울러, 케이블 수용 파이프(230)의 양단부에는, 설치 방향의 구별을 위하여, 제2볼 조인트부(220B)의 수커넥터(250)와 결합되는 부위는 암커넥터 형태의 일측 케이블 커넥터(230A)로 구비되고, 무선 유닛(120)의 암커넥터(150)와 결합되는 부위는 수커넥터 형태의 타측 케이블 커넥터(230B)로 구비될 수 있다.
도 30은 도 18의 변형례에 따른 멀티펑션 링크의 작용 효과를 설명하기 위한 투영 평면도이다.
이와 같이 구성된 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 도 30에 참조된 바와 같이, 일반의 멀티펑션 링크(200)에 비하여 안테나 모듈(110)의 틸팅 또는 스티어링 동작량을 증대시켜 추가로 안테나 모듈(110)의 방향성 조절이 가능하도록 한다.
보다 상세하게는, 일반적으로 케이블 수용 파이프(230) 내에 수용되는 동축 케이블(240)은, 안테나 모듈(110)이 2T2R의 전송 채널을 구축하는 경우에는 2가닥으로 구비될 수 있고, 안테나 모듈(110)이 4T4R의 전송 채널을 구축하는 경우에는 4가닥으로 구비될 수 있다.
여기서, 일반의 멀티펑션 링크(200)에 따르면, 일단 케이블 수용 파이프(230)를 수커넥터(250)를 이용하여 안테나 모듈(110)의 암커넥터(150)에 고정시킨 후에는, 화살표 방향(일방향 및 타방향 모두 포함됨)으로 안테나 모듈(110)을 스티어링 동작시킬 경우, 볼 조인트부(220)의 좌우 수평 방향의 최대 회동 각도(a)의 범위에서만 스티어링 동작 회동이 가능한 한계성을 가진다.
특히, 2가닥의 동축 케이블(240)이 케이블 수용 파이프(230) 내에 수용된 경우에는, 도면에 도시되지 않았으나, 2가닥의 동축 케이블(240)의 무선 유닛(120)에 대한 전기적인 연결을 위한 암커넥터(150) 및 수커넥터(250) 내의 단자 홈(153) 및 단자 핀(253)은 각각 지면을 기준으로 3시 방향 및 9시 방향에 형성되는 바, 각각 일방향 또는 타방향으로 90도 이상의 스티어링 동작을 통한 안테나 모듈(110)의 방향성 조정이 불가능하다. 이는 2가닥의 동축 케이블(240)이 무선 유닛(120)의 암커넥터(150)에 대한 접속 방향이 3시 방향 및 9시 방향으로 기 설정되어 있는 것에 기인한 것이다.
이와 같은 이유로, 2가닥의 동축 케이블(240)이 구비된 경우에는 무선 유닛(120)의 전면에 대하여 정확하게 좌우 방향의 90도 방향으로의 안테나 모듈(110)의 방향성 설정은 상술한 좌우 수평 방향의 최대 회동 각도(a)가 좌측 방향 또는 우측 방향으로 90도가 되지 않는 한도에서는 불가능하고(이는 암커넥터(150)와 수커넥터(250)를 분리한 후 단자 핀(253)의 단자 홈(153)에 대한 접속 위치를 변경하여 재조립하는 경우에도 마찬가지로 불가능함), 이를 가능하게 하기 위해서는 반드시 무선 유닛(120)에 결합된 암커넥터(150)의 단자 홈(153)의 설치 위치가 변경되도록 재조립해야 하며, 이 경우에도 어느 한쪽 방향의 90도 방향성 설정은 여전히 불가능한 한계성을 가진다.
다만, 이와 같은 한계성은, 4가닥의 동축 케이블(240)이 케이블 수용 파이프(230) 내에 수용된 경우에는 줄어드는 데, 이는 도 30에 참조된 바와 같이, 4가닥의 동축 케이블(240) 각각의 무선 유닛(120)에 대한 전기적인 연결을 위한 암커넥터(150) 및 수커넥터(250) 내의 단자 홈(153) 및 단자 핀(253)은 각 4개소에 원주 방향으로 90도 방향으로 이격되게 형성되기 때문이다. 이 경우에는, 무선 유닛(120)으로부터 암커넥터(150)의 분리 및 재조립 과정이 없이도, 간단하게 암커넥터(150)와 수커넥터(250) 사이의 접속을 해제시킨 후 설계자가 원하는 방향으로의 방향성 설계가 가능한 단자 핀(253) 및 단자 홈(153)에 맞게 재접속하는 과정으로 무선 유닛(120)의 전면에 대한 좌우 90도 방향의 방향성 조정이 가능하게 된다.
이에 반하여, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 센터 바디(205)를 기준으로 양단부에 직교되도록 제1고정부(210A) 및 제1볼 조인트부(220A)와 제2고정부(210B) 및 제2볼 조인트부(220B)를 구비함으로써, 2가닥의 동축 케이블(240)이 케이블 수용 파이프(230) 내에 수용된 실시예에서도 안테나 모듈(110)을 스티어링 동작으로 일측 또는 타측 방향으로 회동시켜 방향성을 조정할 때 2개의 고정부(210A,210B) 및 2개의 볼 조인트부(220A,220B) 중 수직축을 기준으로 360도 스티어링 동작 가능하게 구비된 제2고정부(210B) 및 제2볼 조인트부(220B)에 의한 상기 최대 제한 스티어링 각도(a) 제한이 사라지므로, 무선 유닛(120)으로부터의 암커넥터(150)의 분리 및 재결합 과정 없이도, 360도 전방향에 대한 방향성 조절이 가능하게 된다. 물론, 상술한 바와 같이, 제2볼 조인트부(220B)가 제2고정부(210B)에 대한 회전이 과회전방지 걸림부(260A)에 의하여 90도로 제한되는 경우에도, 안테나 모듈(110)의 일측 또는 타측 방향의 회전 제한은 상술한 최대 제한 스티어링 각도(a)에 더하여 각각 90도씩 확장되는 점에서 마찬가지의 결과를 도출할 수 있다.
즉, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')는, 제2고정부(210B) 및 제2볼 조인트부(220B)의 추가로 인하여 무선 유닛(120)을 기준으로 안테나 모듈(110)의 스티어링 동작의 제한 범위가 제거되는 바, 방향성 조정을 새롭게 설정하는 경우에도 무선 유닛(120)으로부터의 암커넥터(150)의 분리 및 재결합 과정을 요하지 않고 현장에서 손쉽게 안테나 모듈(110)의 방향성 조정이 가능하다.
참고로, 안테나 모듈(110)의 틸팅 동작 시에도 마찬가지로 도 30의 도면부호 'a'로 참조된 바와 같이 상하 방향의 최대 틸팅 제한 각도를 가질 수 있는 바, 변형례에 따른 멀티펑션 링크(200')를 매개로 결합된 안테나 모듈(110)의 최대 틸팅 제한 각도(a)는, 센터 바디(205)를 기준으로 양단부에 2개의 고정부(210A,210B) 및 2개의 볼 조인트부(220A,220B)가 구비됨으로써 그 두 배인 2a 만큼 증가하는 이점을 창출할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 따른 소형 기지국 안테나 장치(100)를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
본 발명은, 공공장소, 인구밀집 지역 및 대형 쇼핑몰이나 공한 건물 등과 같은 장소에 대한 스몰셀 기지국의 구축이 용이하고, 무선 유닛과 안테나 모듈 간 전기적으로 연결하는 각종 케이블을 외부로 노출하지 않고서도 방향성 조절이 가능하도록 구비되어 미관(외관미)이 저하되는 것을 방지하며, 하나의 안테나 모듈의 일부를 구획하여 상이한 주파수 대역을 커버링하거나 또는 다수의 안테나 모듈을 각각 상이한 주파수 대역을 커버링하도록 구비함으로써, 다양한 장소에서의 듀얼 밴드화가 가능하고, 무선 유닛에 대한 다수의 안테나 모듈의 설치를 매개하는 각 멀티펑션 링크에 의한 방향성 조정 각도를 광범위하게 확보할 수 있는 소형 기지국 안테나 장치를 제공한다.

Claims (22)

  1. 무선 유닛(RU; Radio Unit);
    상기 무선 유닛에 대하여 틸팅 및 스티어링 동작 가능하게 설치된 적어도 하나의 안테나 모듈; 및
    상기 무선 유닛에 대한 상기 각 안테나 모듈의 설치를 매개하는 멀티펑션 링크(Multi Function Link); 를 포함하고,
    상기 멀티펑션 링크는, 상기 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터; 를 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멀티펑션 링크는,
    일측이 개구되고, 상기 무선 유닛에 고정되는 고정부; 및
    상기 고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 상기 안테나 모듈을 틸팅 또는 스티어링 동작으로 방향성을 조절하는 볼 조인트부; 를 더 포함하고,
    상기 수커넥터는, 상기 고정부 및 상기 볼 조인트부의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 멀티펑션 링크는,
    일단은 상기 무선 유닛과 연결되고, 타단은 상기 고정부에 연결되며, 상기 다수의 동축 케이블을 수용하여 외부로부터 은닉시키는 케이블 수용 파이프; 를 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 수커넥터는,
    상기 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결된 메일 단자 블록; 및
    상기 동축 케이블로부터 연장되되 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출 연장된 다수의 단자 핀; 을 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수커넥터는,
    상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출된 다수의 가이드 핀; 및
    상기 다수의 단자 핀의 상기 암커넥터에 대한 전기적인 접속력을 유지하는 리테이너 너트; 를 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 리테이너 너트는, 상기 암커넥터에 구비된 너트 체결단에 체결되는 동작으로 상기 접속력을 유지하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 수커넥터는, 상기 다수의 단자 핀 및 상기 다수의 가이드 핀을 감싸면서 상기 암커넥터 측을 향하여 링 타입으로 돌출된 가이드링; 을 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 다수의 단자 핀 및 상기 다수의 가이드 핀은, 상기 암커넥터에 형성된 다수의 단자 홈 및 다수의 가이드 홈에 삽입되는 크기로 돌출 형성된, 소형 기지국 안테나 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    하나의 안테나 보드에 듀얼 주파수 밴드를 커버링하는 다수의 안테나 서브 어레이가 배열되고,
    상기 멀티펑션 링크에 의하여 설정된 상기 안테나 모듈의 동일 방향 내에서 상이한 주파수 밴드로 안테나 빔 포밍을 구현하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 모듈은,
    각각 상이한 주파수 밴드를 커버링하도록 다수의 안테나 서브 어레이가 배열되고,
    상기 멀티펑션 링크에 의하여 각각 상이한 방향으로 방향성이 설정되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 모듈은, 소형셀 기지국용으로 구비된, 소형 기지국 안테나 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 유닛은, 실내에 구비된 지주폴, 벽면 및 천정 중 어느 하나에 설치되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  13. 무선 유닛(RU; Radio Unit);
    상기 무선 유닛에 대하여 틸팅 및 스티어링 동작 가능하게 설치된 적어도 하나의 안테나 모듈; 및
    상기 무선 유닛에 대한 상기 각 안테나 모듈의 설치를 매개하는 멀티펑션 링크(Multi Function Link); 를 포함하고,
    상기 멀티펑션 링크는,
    센터 바디;
    상기 센터 바디의 양단부 중 상기 안테나 모듈과의 사이에 연결된 제1고정부;
    상기 센터 바디의 양단부 중 상기 무선 유닛과의 사이에 연결된 제2고정부;
    양단부 중 어느 하나의 단부는 상기 제1고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부는 상기 안테나 모듈과 연결되어 상기 안테나 모듈을 틸팅 또는 스티어링 동작으로 방향성을 조절하는 제1볼 조인트부; 및
    양단부 중 어느 하나의 단부는 상기 제2고정부의 내부 공간에 일부가 수용 결합되고, 양단부 중 다른 하나의 단부는 상기 무선 유닛과의 연결을 매개하는 케이블 수용 파이프와 연결되어 상기 안테나 모듈을 추가로 방향성 조절이 가능하도록 하는 제2볼 조인트부; 를 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 안테나 모듈 및 상기 무선 유닛에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터; 를 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 안테나 모듈 및 상기 케이블 수용 파이프에 구비된 암커넥터와 전기적으로 접속되는 수커넥터; 를 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 수커넥터는, 상기 제1볼 조인트부, 상기 제1고정부, 상기 센터 바디, 상기 제2고정부 및 상기 제2볼 조인트부의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  17. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 수커넥터는, 상기 제1볼 조인트부, 상기 제1고정부, 상기 센터 바디, 상기 제2고정부, 상기 제2볼 조인트부 및 상기 케이블 수용 파이프의 내부에 수용된 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2볼 조인트부에 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 내부에는, 상기 다수의 동축 케이블에 대응되는 개수의 고정 케이블이 내부에 수용되고,
    상기 다수의 동축 케이블과 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 일단부에는, 상기 암커넥터와 동일한 구조로 형성된 일측 케이블 커넥터가 구비되며,
    상기 무선 유닛과 연결되는 상기 케이블 수용 파이프의 타단부에는, 상기 수커넥터와 동일한 구조로 형성된 타측 케이블 커넥터가 구비된, 소형 기지국 안테나 장치.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 케이블 수용 파이프는,
    다수의 동축 케이블을 수용하여 외부로부터 은닉시키되, 일단은 상기 무선 유닛과 연결되고, 타단은 상기 제2고정부의 제2볼 조인트부에 연결되며,
    상기 수커넥터는, 상기 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결되는, 소형 기지국 안테나 장치.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 수커넥터는,
    상기 다수의 동축 케이블의 일단 및 타단에 연결된 메일 단자 블록;
    상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출된 다수의 가이드 핀;
    상기 동축 케이블로부터 연장되되 상기 메일 단자 블록으로부터 상기 암커넥터 측으로 돌출 연장된 다수의 단자 핀; 및
    상기 다수의 단자 핀의 상기 암커넥터에 대한 전기적인 접속력을 유지하는 리테이너 너트; 를 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  21. 청구항 13에 있어서,
    상기 멀티펑션 링크는, 상기 제1볼 조인트부 또는 상기 제2볼 조인트부의 상기 제1고정부 또는 상기 제2고정부에 대한 과회전을 방지하는 과회전방지 걸림부; 를 더 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 과회전방지 걸림부는,
    상기 제1고정부 및 상기 제2고정부에 구비되되, 상기 제1고정부와 상기 제1볼 조인트부 사이 또는 상기 제2고정부와 상기 제2볼 조인트부 사이에 해당하는 내부 공간에 고정되고, 상기 내부 공간에서 상호 마주하는 방향으로 돌출된 한 쌍의 걸림돌기; 및
    상기 제1볼 조인트부 및 상기 제2볼 조인트부에 구비되되, 적어도 회전 반경 내에서 상기 한 쌍의 걸림돌기와 걸림되도록 상기 센터 바디 측을 향하여 연장 형성된 한 쌍의 걸림판; 을 포함하는, 소형 기지국 안테나 장치.
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