KR0185962B1 - 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절곡된 반사기에 쵸크(choke) 반사체를 부착하여 안테나 측면으로의 방사 에너지를 최소화한 쵸크 반사기 안테나에 관한 것으로, 반사기를 절곡하여 측면으로의 방사를 억제하고, 쵸크 반사체로 인하여 측면으로의 방사 에너지를 여과하는 쵸크 반사기 안테나를 제공하기 위하여, 반사기의 양측 가장자리 소정 부분을 소정 각도로 절곡된 형상으로 형성시킨 절곡 반사기(2); 소정 파장 간격으로 상기 절곡 반사기(2)의 중앙 부분에 부착된 동축 다이폴(1); 임피던스를 조절하는 임피던스 정합기(5); 상기 다수의 동축 다이폴(1)의 각각에 급전선(4)을 통하여 전력을 공급하는 전력 분배기(3); 및 상기 동축 다이폴(1)과 절곡 반사기(2)의 양쪽 가장자리 절곡된 부위와의 사이에 상기 절곡 반사기(2)와 수직이 되도록 부착되어 안테나 측면으로의 방사 에너지를 여과하는 적어도 하나의 쵸크 반사체(6)를 구비하여 동일 기지국내의 인접 안테나와의 간섭을 개선하여 통화 품질 향상 및 안테나 방사 패턴에 따른 통신 영역을 충분히 확보할 수 있고, 풍압 하중을 감소시키며, 안테나 제특성을 최적화 하여 주변 영향에 따른 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나

제1도는 본 발명의 요부인 동축 다이폴의 구조도.

제2도는 본 발명의 요부인 쵸크 반사체가 미부착된 안테나의 구조도.

제3도는 본 발명에 의한 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나의 구조도.

제4도는 본 발명에 의한 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나에 방설 커버가 부착된 구조도.

제5도는 본 발명에 의한 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나의 수직편파 수평패턴특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동축 다이폴 2 : 절곡 반사기

3 : 전력 분배기 4 : 동축 급전선

5 : 임피던스 정합기 6 : 쵸크(choke) 반사체

7 : 방설 커버

본 발명은 절곡선 반사기에 쵸크(choke) 반사체를 부착하여 안테나 측면으로의 방사 에너지를 최소화한 안테나에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 통신용 안테나가 설치되어 있는 기지국은 위치적으로 협소한 편이다. 따라서, 각 인접하는 안테나의 이격 거리가 가깝기 때문에 안테나 상호간에 간섭등의 영향을 미친다.

한편, 종래의 지향성 안테나는 평면 격자 반사기를 사용하고 있으며, 이에따라, 측면으로의 방사 에너지가 상당히 많고, 이러한 안테나로부터 방사되는 측면 에너지는 동일 기지국내의 인접 안테나에 영향을 미쳐 간섭을 일으키거나 호손실의 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 안테나 특성 중 수평 빔폭 및 전후방비를 변화시키기 위해서는 반사기의 크기가 달라져야 하며, 전후방비를 좋게 하기 위해서는 반사기가 커져야 하므로 상대적으로 안테나가 커지기 때문에 풍압에 의한 영향이 심각하게 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반사기를 절곡하여 측면으로의 방사를 억제하고, 쵸크 반사체로 인하여 측면으로의 방사 에너지를 여과(Filtering)함으로써 측면 방사를 현저히 감소시켜 동일 기지국내의 인접 안테나와의 상호 간섭을 개선하기 위한 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 쵸크에 따른 안테나 크기의 축소로 인하여 풍압 하중을 감소시키며, 안테나의 크기를 변화시키지 않고 쵸크 반사체의 위치와 개수를 조절하여 3dB 빔폭(Beamwidth), 전후방비 등 안테나 재특성을 최적할 수 있는 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나에 있어서, 양측 가장자리 부분이 소정 각도만큼 절곡되어 안테나 측면으로 에너지가 방사되는 것을 억제하는 제1반사수단; 소정 길이로 형성되어 에너지를 복사하며, 지지대와 고정판에 의해 제1반사수단과 소정간격을 유지하게 고정 설치된 적어도 하나의 복사수단; 상기 지지대에 결합되어 그 좌우로 이동되면서 임피던스를 조절하는 임피던스 정합수단: 상기 제1반사수단에 장착되며, 다수의 포트를 구비하여 상기 다수의 복사수단 각각에 전력을 공급하는 전력 분배수단; 및 상기 복사수단과 양측의 상기 제1반사수단 사이에 설치되되, 상기 복사수단을 중심으로 그 양측에서 좌우 이동이 가능하도록 장착되어 안테나 측면으로 방사되는 에너지를 여과하는 적어도 하나의 제2반사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 요부인 동축 다이폴의 구조도로서, 동축 다이폴(1)은 사용 주파수의 1/2파장 길이로 되어 있으며, 상기 동축 다이폴(1)의 중앙부 양측에는 소정 길이를 가지는 지지대가 수직으로 장착되어 있다. 그리고, 상기 지지대의 하단부에는 절곡 반사기(2)에 부착하기 위한 고정판이 장착된다.

상기 지지대의 중앙부에 부착된 임피던스 정합기(5)는 사용 주파수에서 임피던스를 조절하는데 사용된다. 즉, 상기 동축 다이폴(1)에는 여러 가지 구성 요소가 결합되어 있기 때문에 이들에 의한 임피던스 변화가 생겨 이를 조절할 필요가 있어 상기 임피던스 정합기(5)를 좌우로 조정하여 임피던스를 정합한다.

제2도는 쵸크 반사체가 미부착된 본 발명에 따른 쵸크 반사기 안테나의 구조도로서, 동축 다이폴 유니트(1,5)와 n-포트(n은 자연수) 전력 분배기(3)를 절곡 반사기(2)와 결합한 구조도이다.

상기 절곡 반사기(2)는 안테나의 제반 특성에 영향을 주기 때문에 반사기의 양측 가장자리 소정 부분을 소정 각도로 절곡된 형상으로 형성시켜 안테나 측면으로의 방사를 억제시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 절곡 반사기(2)의 제반 안테나 특성에 맞도록 절곡 부분을 45°~ 90°의 각도로 절곡시킨 구조를 제시하고 있다. 또한, 상기 절곡 반사기(2)는 고정형, 가변형이 모두 사용될 수 있다.

상기 동축 다이폴 유니트(1,5) n개를 일정 파장 간격으로 상기 절곡 반사기(2)의 중앙 부분에 부착하는데, 상기 동축 다이폴 유니트(1,5)을 여러개 배치할수록 이득은 증가한다.

또한, n개의 동축 다이폴(1)의 각각에 전력을 공급하기 위하여 n-포트 전력 분배기(3)를 상기 절곡 반사기(2)의 중앙부측 소정 부분에 부착한다. 절곡 반사기(2)에 부착된 각각의 동축 다이폴(1)의 중앙 양쪽에 동축 급전선(4)의 일측 끝을 납땜하여 연결하고, 동축 급전선(4)의 다른 한쪽 끝을 n-포트 전력 분배기(3)에 각각 연결한다.

제3도는 쵸크 반사체가 부착된 본 발명에 따른 쵸크 반사기 안테나의 구조도로서, 쵸크 반사체(6) m개(m은 자연수)를 절곡 반사기(2)에 부착한 구조도이다.

n개의 동축 다이폴 유니트(1,5)와 절곡 반사기(2)의 양쪽 가장자리 절곡된 부위와의 사이에 쵸크 반사체(6) m개를 상기 절곡 반사기(2)와 수직이 되도록 부착한다. 쵸크 반사체(6)는 n개의동축 다이폴 유니트(1,5)와 절곡 반사기(2)의 절곡부위 사이에서 좌우로 이동이 가능하며 쵸크 반사체(2)의 위치 조절에 따라 안테나의 제반 특성(반치각, 전후방비 등)을 변화시킬 수 있다. 쵸크 반사체(6)가 필요하다면 여러개 부착시킬수 있다. 상기 쵸크 반사체(6)가 동축 다이폴 유니트(1, 5)와 가까울수록 빔폭이 넓어지고 멀어질수로 빔폭은 좁아지므로, 안테나의 크기등을 변화시키지 않고도 수평빔폭을 60°~105° 까지 조정할 수 있다.

송신기로부터 전달된 전력은 동축 다이폴(1)을 통해 전파 에너지로 변환되어 방사되는데, 방사된 에너지는 쵸크 반사체(6)에 의해 반사되며 일부는 쵸크 반사체(6)를 통과한다. 쵸크 반도체(6)를 통과한 방사 에너지는 절곡 반사기(2)의 절곡 부위에 의해 2차 반사되고 나머지는 안테나를 빠져나가 자유 공간으로 방사된다. 즉, 방사되는 에너지는 쵸크 반사체(6)에 부딪쳐 반사되거나 그 일부는 쵸크 반사체(6)를 통과하는데, 통과된 에너지는 방사된 에너지만큼 줄어들고 반사된 에너지가 많을수록 통과되는 에너지는 더욱 감소하게 된다. 이러한 쵸크 반사체(6)를 여러개 두어 안테나의 측면으로의 방사를 억제할 수 있다. 또한, 반사되는 에너지량과 통과하는 에너지량을 적절하게 하여 안테나의 전방으로의 복사를 조절할 수가 있어 안테나 특성중의 하나인 3dB 빔폭(Beamwidth)를 조정한다. 이러한 특성은 쵸크 반사체(6)의 위치를 조정하여서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

제4도는 본 발명에 따른 쵸크 반사기 안테나에 방설 커버가 부착된 구조도로서, 비, 눈 등의 외부의 환경으로부터 동축 다이폴(1), 동축 급전선(4) 및 급전점 부위를 보호하기 위하여 방설 커버(7)로 쵸크 반사기 안테나를 차폐한 구조도이다.

제5도는 본 발명에 따른 쵸크 반사기 안테나의 수직 편파 수평면 방사 패턴의 특성도로서, 동일한 3dB 빔폭을 가지는 평면 반사기 안테나의 방사 패턴 특성도와 비교하였을 때의 방사 패턴 특성도이다.

도면에서 A는 본 발명에 따른 방사 패턴 특성도이고, B는 비교 대상인 평면 반사기 안테나의 방사 패턴 특성도로서, 270도 지점에서의 감쇄가 -5dB 정도 나타났으며, 90도 지점에서의 감쇄가 약 -7dB 정도 나타나는 방사 패턴 특성을 보여준다.

상기와 같은 본 발명은 반사기를 절곡하여 측면으로의 방사를 억제하고, 쵸크 반사체로 인하여 측면으로의 방사 에너지를 여과(Filtering)함으로써 측면 방사를 현저히 감소시켜 동일 기지국내의 인접 안테나와의 간섭을 개선하여 통화 품질 향상 및 안테나 방사 패턴에 따른 통신 영역을 충분히 확보할 수 있고, 쵸크 반사체에 따른 안테나 크기의 축소로 인하여 풍압 하중을 감소시키며, 안테나의 크기를 변화시키지 않고, 쵸크 반사체의 위치와 개수를 조절하여 3dB 빔폭(Beamwidth), 전후방비 등 안테나 제특성을 최적화하여 주변 영향에 따른 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나에 있어서, 양측 가장자리 부분이 소정 각도만큼 절곡되어 안테나 측면으로 에너지가 방사되는 것을 억제하는 제1반사수단; 소정 길이로 형성되어 에너지를 복사하며, 지지대와 고정판에 의해 제1반사수단과 소정간격을 유지하게 고정 설치된 적어도 하나의 복사수단; 상기 지지대에 결합되어 그 좌우로 이동되면서 임피던스를 조절하는 임피던스 정합수단; 상기 제1반사수단에 장착되며, 다수의 포트를 구비하여 상기 다수의 복사수단 각각에 전력을 공급하는 전력 분배수단; 및 상기 복사수단과 양측의 상기 제1반사수단 사이에 설치되되, 상기 복사수단을 중심으로 그 양측에서 좌우 이동이 가능하도록 장착되어 안테나 측면으로 방사되는 에너지를 여과하는 적어도 하나의 제2반사수단을 포함하는 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 수단들을 외부환경으로부터 보호하기 위한 방설 커버를 더 포함하는 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1반사수단의 양측 가장자리 부분의 절곡된 각도는 실질적으로 45°~90°범위의 각도중 어느 한 각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 안테나 측면 복사에너지를 최소화한 안테나.