KR101275219B1 - 천정부착 평판형 안테나 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천정부착 평판형 안테나 조립체에 관한 것으로, 이동통신 중계기용 안테나 조립체의 구조를 평판형으로 개발함으로써, 실내 미관을 개선하기 위한 천정부착 평판형 안테나 조립체를 제공한다. 또한, 본 발명은 전파의 전기적 특성을 개선하여 통화품질을 향상시키기 위한 천정부착 평판형 안테나 조립체를 제공한다. 본 발명에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체는 하부커버, 안테나 및 상부커버를 포함하여 구성될 수 있다. 안테나는 설치면에 수평으로 설치되는 인쇄회로기판의 양면에 동박인쇄된 반파장 다이폴이 형성된 안테나로서, 다이폴은 원형, 직사각형, 계단형의 방사소자로 형성될 수 있으며, 방사소자에서 연결된 나선동박꼬리를 포함한다. 하부커버는 천정이나 벽체에 부착하기 위해 판 형태로 형성되고 설치면과 하부커버를 체결하고, 급전선을 연결하는 커넥터를 포함한다. 상부커버는 평판형으로 가공되며 비전도성 재질을 사용하고 외관을 다양하게 형성할 수 있다. 또한, 상부커버와 하부커버를 체결하기 위해 상부커버에 형성된 상부결합홀과 하부커버를 형성된 하부결합홀과 상부결합홀 및 하부결합홀의 위치를 일치시키고 상부커버와 하부커버를 체결하는 결합부재를 포함한다. 또한, 안테나에 추가로 기생소자를 연결할 수 있다.

Description

천정부착 평판형 안테나 조립체{Planar Antenna assembly fixed to Ceiling}

본 발명은 이동통신 중계기용 안테나 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판형 안테나를 사용하여 이동통신 중계기용 안테나 조립체의 구조를 평판형으로 개선한 천정부착 평판형 안테나 조립체에 관한 것이다.

현재 대다수의 사람이 개인휴대전화를 소지하고 있고, 최근 스마트폰의 사용으로 전파사용량이 급증함에 따라, 데이터통신을 하기 위한 이동통신 중계기가 많이 설치되고 있다. 그러나, 도심의 건물 내부, 지하주차장, 지하철역, 사무실 및 터널 등의 지역에서 고객들이 이동통신 중계기로부터 멀어지거나, 건물의 구조상 문제로 이동통신 중계기로부터 전파의 송수신이 미비하여 통화가 불가능한 지역이 발생한다. 이러한 지역을 음영지역이라고 한다. 음영지역에서 발생하는 통화품질에 대한 고객들의 요구를 해소하고, 데이터양을 처리하기 위하여 통화품질이 열악한 음영지역에 이동통신 중계기가 설치된다.

일반적으로 이동통신 중계기용 안테나 조립체는 전파 송수신 장치인 안테나와, 안테나를 보호하기 위한 재질로 형성된 안테나 커버로 구성된다. 실내에 설치되어 사용되는 이동통신 중계기용 안테나 조립체는 천정이나 벽체에 설치되는데, 이때 이동통신 중계기용 안테나 조립체의 구조 및 크기는 실내 미관에 매우 중요한 영향을 끼친다.

종래의 천정부착 이동통신 중계기용 안테나 조립체는 천정과 수직인 구조의 방사소자를 구비한 안테나를 사용하기 때문에, 돌출된 구조의 천정부착 이동통신 중계기용 안테나 조립체가 천정에 부착된다. 천정으로부터 돌출된 구조는 미관상 좋지않아서 건물주의 반대로 인하여 이동통신 중계기용 안테나 조립체의 설치가 힘들다. 따라서, 고객들의 음영지역해소가 쉽지 않은 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동통신 중계기용 안테나 조립체의 구조를 평판형으로 개발함으로써, 실내 미관을 개선하기 위한 천정부착 평판형 안테나 조립체를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전파의 전기적 특성을 개선하여 통화품질을 향상시키기 위한 천정부착 평판형 안테나 조립체를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설치면과 수평으로 설치되는 인쇄회로기판 기반의 반파장 다이폴 안테나를 채용하여 천정과 수평인 구조의 안테나가 설치되고, 안테나를 보호하는 상부커버의 표면에 여러 형태의 문양을 가공할 수 있어서, 천정에 부착시 미관을 고려한 천정부착 평판형 안테나 조립체를 제공한다.

본 발명에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체는 안테나, 하부커버 및 상부커버를 포함하여 구성된다. 상기 안테나는 설치면에 수평으로 설치되는 인쇄회로기판의 양면에 방사소자를 구비한 안테나이다. 상기 하부커버는 판형으로 상기 안테나를 고정연결되도록 상기 안테나의 하부에 설치된다. 상기 상부커버는 상기 안테나의 상부에 설치되고, 상기 안테나를 덮도록 상기 하부커버와 체결되어 상기 안테나의 설치공간을 제공하는 평판형태이다.

또한, 상기 안테나는 상기 인쇄회로기판의 양면에 동박인쇄된 반파장 다이폴이다.

또한, 상기 방사소자는 원형, 직사각형 또는 계단형 방사소자로 형성될 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판에 일측면에 구비된 방사소자와 다른 일측면에 구비된 방사소자는 서로 방사면을 공유하지 않는다.

또한, 상기 방사소자에 연결되는 나선동박꼬리를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부커버가 천정에 체결될 수 있고 급전선을 연결할 수 있도록 커넥터를 포함한다.

또한, 상기 상부커버와 상기 하부커버를 체결하기 위해 상기 상부커버에 형성된 상부결합홀과 상기 하부커버를 형성된 하부결합홀과 상기 상부결합홀 및 상기 하부결합홀의 위치를 일치시키고 상기 상부커버와 상기 하부커버를 체결하는 결합부재를 포함한다.

또한, 상기 인쇄회로기판에 기생소자가 추가로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 천정부착 평판형 안테나 조립체는 설치면과 수평으로 설치되는 인쇄회로기판을 기반으로 한 안테나를 구비한다. 설치 높이가 낮아서 천정부착 평판형 안테나 조립체는 설치면으로부터 돌출이 적다.

또한, 외관을 미려하게 가공할 수 있는 상부커버를 채용하여 천정부착 평판형 안테나 조립체의 조립시 천정이나 벽체로부터 돌출을 최소한으로 줄이며, 외관을 여러 문양으로 형성하기 때문에, 실내 미관을 해치지 않는다.

또한, 인쇄회로기판에 양면에 원형 방사소자와 계단식 및 사각형 방사소자를 구비한 다이폴이 안테나를 형성하여 광대역주파수를 송수신 가능하므로, 기존의 음영지역이 개선되고 통화품질이 향상된다. 또한, 방사소자에 연결된 나선동박꼬리는 정재파비 개선에 도움을 준다.

또한, 사이즈가 작은 인쇄회로기판 기반의 안테나를 사용함으로 설치가 용이하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 천정부착 평판형 안테나 조립체의 단면도이다.
도 3a은 도 1의 안테나의 평면도이다.
도 3b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체의 안테나의 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 천정에 설치한 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 벽체에 설치한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 저대역(806 ~ 960MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 저대역(806 ~ 960MHz) 전파의 수직 패턴을 측정한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 고대역(1700 ~ 2700MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 고대역(1700 ~ 2700MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다.
도 9는 종래의 천정부착 이동통신 중계기용 안테나 조립체를 사용하여 전파의 방사 패턴을 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 전파의 방사 패턴을 측정한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 광대역 특성의 정재파비를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)의 단면도이다. 도 3a는 도 1의 안테나(10)의 평면도이다.

도 1 내지 도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)는 안테나(10), 하부커버(20) 및 상부커버(30)를 포함하여 구성된다. 안테나(10)는 설치면에 수평으로 설치되는 인쇄회로기판(11)의 양면에 방사소자(12, 13)를 구비한다. 하부커버(20)는 판 형태로 안테나(10)가 고정연결되도록 안테나(10)의 하부에 설치된다. 상부커버(30)는 평판형으로 안테나(10)를 설치할 수 있는 설치공간을 제공하고, 안테나(10)를 보호하기 위해 안테나(10)를 덮는 형태로 하부커버(20)와 체결된다. 또한, 하부커버(20)와 설치면을 체결하는 커넥터(21)를 더 포함한다.

이와 같은 본 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)의 각 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

안테나(10)는 설치면과 수평으로 설치되는 인쇄회로기판(11)의 양면에 방사소자(12, 13)를 구비한다. 동박인쇄한 방사소자(12, 13)를 이용하여 반파장 다이폴이 안테나(10)를 형성하고, 방사소자는 원형, 사각형 및 계단형으로 가공된다. 안테나(10)에 추가로 기생소자가 연결될 수 있다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 양면에 구비된 방사소자(12, 13)의 방사면을 공유하지 않는 형태로 동박인쇄된다. 인쇄회로기판(11)의 일측면에 원형 방사소자(12)가, 반대면에 계단식 및 사각형 방사소자(13)가 각각 구비된다. 또한, 방사소자(12, 13)에 연결된 나선동박꼬리(14)를 더 포함할 수 있다. 연결된 나선동박꼬리(14)는 광대역특성 정재파비가 개선되는 효과가 있다. 나선동박꼬리(14)는 하나 이상 연결가능하며, 양면에 구비된 방사소자(12, 13)에 각각 연결가능하다. 한편, 도 3b에 도시한 바와 같이, 안테나(10)는 계단식 방사소자(13)가 양면에 동박인쇄될 수 있다.

하부커버(20)는 천정에 밀착하기 위해 판형으로 형성된다. 하부커버(20)의 상부면은 안테나(10)와 체결하기 위한 홈이나 구멍으로 형성된 구조를 가진다. 하부커버(20)의 하부면은 커넥터(21)와 체결될 수 있도록 상,하부면을 관통하는 구멍이 형성되어있고, 구멍의 단면은 너트형태로 가공된다. 하부커버(20)는 안테나(10)를 보호하기 위해 안테나(10)보다 약간 큰 평판 형태이다. 하부커버(20)는 판 형태로 원형 뿐만 아니라 사각형, 별모양 등 다양하게 제작될 수 있다.

그리고 커넥터(21)는 하부커버(20)의 상,하부면을 관통하는 구멍과 체결되어 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)를 천정에 고정시키고, 안테나(10)와 급전선을 연결된다. 커넥터(21)는 원통모양으로 겉면에 볼트형태로 가공되어 하부커버(20)의 구멍과 체결될 수 있다. 커넥터(21)의 모양이나 체결방법 및 하부커버(20)와 결합 위치 등을 제한하는 것은 아니다. 또한, 커넥터(21)의 결합 위치를 조절할 수 있어서, 하부커버(20)의 일측면에 커넥터(21)와 하부커버(20)가 체결되는 구멍을 가공할 수 있다. 한편, 천정, 벽체와 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)의 체결을 이루는 구조물을 커넥터(21)로 지칭할 수 있다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)를 천정(50)에 부착할 수 있다. 참고로, 설치면을 천정으로 한정하는 것은 아니며, 도 4b에 도시한 바와 같이, 천정부착 안테나 조립체(200)를 동축케이블(40)과 연결하여, 벽체(51)에 부착할 수 있다.

그리고 상부커버(30)는 안테나(10)의 상부에 설치되고, 안테나(10)를 덮도록 하부커버(20)와 체결되어 안테나(10)가 설치될 설치공간을 제공한다. 상부커버(30)는 안테나(10)를 보호하기 위하여 소정의 강성이 있는 비전도성 재질로 가공된다. 상부커버(30)는 상술한 바와 같이, 인쇄회로기판(11)에 기반한 안테나(10)를 구비하였으므로 상부커버(30)는 평판형으로 형성된다. 상부커버(30)의 형태는 원형, 사각형 등 다양하게 가공될 수 있다. 따라서, 천정부착 안테나 조립체(100)는 평판형 상부커버(30)의 사용과 상부커버(30)의 외관을 다양하게 형성할 수 있기 때문에, 실내미관을 개선할 수 있다. 참고로, 원형, 사각, 별, 삼각 등 다수의 형태로 표면이 가공될 수 있다. 한편, 돌출이 요구되지 않은 장소일 때, 상부커버(30)와 하부커버(20)의 필요 없이 설치될 수 있다.

그리고 상부결합홀(31)은 상부커버(30)와 하부커버(20)를 체결하기 위하여 상부커버(30)를 관통하는 구멍 형태로 형성된다.

하부결합홀(22)은 상부커버(30)와 하부커버(20)를 체결하기 위하여 하부커버(20)를 관통하는 구멍 형태로 형성된다.

결합부재(60)는 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)의 하부커버(20)와 상부커버(30)를 조립하기 위해 사용되는 볼트(61)와 너트(62)를 포함한다. 하부결합홀(22)의 위치와 상부결합홀(31)의 위치를 일치시킨 후, 볼트(61)와 너트(62)를 이용하여 상부커버(30)와 하부커버(20)를 체결할 수 있다. 그러나, 결합부재(60)는 볼트(61)와 너트(22)로 제한하는 것은 아니며, 상부커버(30)와 하부커버(20)를 결합하는 모든 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상부결합홀(31)와 하부결합홀(22)의 모양이나 형태 및 가공형태가 제한되는 것은 아니다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)로부터 방사되는 전파의 특성을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 저대역(806 ~ 960MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 저대역(806 ~ 960MHz) 전파의 수직 패턴을 측정한 그래프이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 고대역(1700 ~ 2700MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 고대역(1700 ~ 2700MHz) 전파의 수평 패턴을 측정한 그래프이다.

도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체에서 반파장 다이폴을 구비한 안테나가 방사하는 전파의 무지향성을 확인할 수 있다.

한편, 도 9는 종래의 천정부착 이동통신 중계기용 안테나 조립체를 사용하여 전파의 방사 패턴을 측정한 그래프로써, 고대역의 하향지향 특성이 나타난다. 하지만, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 이동통신 중계기용 안테나 조립체를 사용하여 전파의 방사 패턴을 측정한 그래프를 참조하면, 고대역의 수직 빔 패턴을 개선하였다. 806 ~ 2700MHz에 걸친 광대역 주파수에서 방사 패턴이 개선된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 안테나 조립체에 구비된 안테나의 주파수 대역은 TRS(806 ~ 869MHz), CDMA(824 ~ 894MHz), GSM(890 ~ 960MHz), PCS(1750 ~ 1870MHz), WCDMA(1920 ~ 2170MHz), WIBRO(2300 ~ 2400MHz), WIFI(2400 ~ 2480MHz) 및 DMB(2630 ~ 2655MHz)에 해당하며, 각 밴드별 주파수 대역에 사용가능하다.

참고로, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 천정부착 평판형 안테나 조립체를 사용하여 광대역 특성의 정재파비를 나타낸 그래프이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)는 설치면과 수평으로 설치되는 인쇄회로기판(11)을 기반으로 한 안테나(10)를 구비함으로써, 상부커버(30)를 평판형으로 제작할 수 있고, 천정부착 평판형 안테나 조립체(100)는 설치면으로부터 돌출이 적다. 또한, 안테나(10)에 추가로 기생소자를 연결할 수 있다.

그리고 외관을 미려하게 가공할 수 있는 비전도성 재질의 상부커버(30)를 채용하여 안테나 조립체(100)의 조립시 천정이나 벽체로부터 돌출을 최소한으로 줄이며 외관을 여러 문양으로 형성하기 때문에, 실내 미관을 해치지 않는다. 또한, 인쇄회로기판(11)에 양면에 원형 방사소자(12)와 계단식 및 사각형 방사소자(13)를 구비한 다이폴이 안테나(10)를 형성함으로써, 광대역 주파수의 송수신이 가능하고, 기존의 음영지역이 개선되어 통화품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 나선동박꼬리(14)는 정재파비 개선에 도움을 준다. 한편, 인쇄회로기판(11) 기반의 안테나(10)를 사용하기 때문에, 안테나(10)의 사이즈가 작아서 설치가 용이하다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 안테나 11: 인쇄회로기판
12: 원형 방사소자 13: 계단식 및 사각형 방사소자
14: 나선동박꼬리 20: 하부커버
21: 커넥터 22: 하부결합홀
30: 상부커버 31: 상부결합홀
40: 동축케이블 50: 천정
51: 벽체 60: 결합부재
61: 볼트 62: 너트
100, 200: 천정부착 평판형 안테나 조립체

Claims (8)

1. 설치면에 수평으로 설치되며, 인쇄회로기판의 양면에 방사소자를 구비한 안테나;
   상기 안테나가 고정연결되도록 상기 안테나의 하부에 설치되는 판형의 하부커버;
   상기 안테나의 상부에 설치되고, 상기 안테나를 덮도록 상기 하부커버와 체결되어 상기 안테나의 설치공간을 제공하는 평판형태의 상부커버;
   를 포함하고,
   상기 방사소자는 상기 인쇄회로기판의 양면에 동박인쇄된 반파장 다이폴이며, 상기 인쇄회로기판의 일측면에 구비된 방사소자와 다른 일측면에 구비된 방사소자는 서로 방사면을 공유하지 않으며,
   상기 안테나는 상기 방사소자에 연결된 나선동박꼬리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천정부착 평판형 안테나 조립체.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 안테나의 방사소자는 원형, 직사각형, 또는 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 천정부착 평판형 안테나 조립체.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 하부커버를 천정에 체결할 수 있도록 상기 하부커버에 결합되는 커넥터;
   를 포함하며,
   상기 안테나가 설치된 상기 하부커버의 일측면의 반대면에 상기 커넥터가 결합되는 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 천정부착 평판형 안테나 조립체.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 상부커버와 상기 하부커버는
   상기 상부커버와 상기 하부커버를 체결하기 위해 상기 상부커버에 형성된 상부결합홀;
   상기 상부커버와 상기 하부커버를 체결하기 위해 상기 하부커버를 형성된 하부결합홀;
   상기 상부결합홀과 상기 하부결합홀의 결합위치를 일치시킨 후 상기 상부커버와 상기 하부커버를 체결하는 결합부재;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 천정부착 평판형 안테나 조립체.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 안테나는
   기생소자가 추가로 연결되는 것을 특징으로 하는 천정부착 평판형 안테나 조립체.

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