KR101507502B1 - Multiband antenna array - Google Patents

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Abstract

다중대역 안테나 어레이가 개시된다. 복수의 제1안테나소자는 제1주파수의 반파장에 해당하는 제1간격으로 서로 이격되어 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제1간격과 동일하다. 복수의 제2안테나소자는 상기 각각의 제1안테나소자로부터 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수의 반파장에 해당하는 제2간격만큼 이격되어 상기 제1안테나소자와 동일한 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제2간격과 동일하다. 또한 상기 제1안테나소자에는 상기 각각의 제2안테나소자의 종단지점을 서로 연결한 직선과 교차하는 지점에 상기 제1안테나소자의 길이를 조절하는 스위치가 구비된다. 본 발명에 따르면, 제1주파수의 반파장 간격으로 이격되어 배치된 제1안테나소자 및 제1안테나소자로부터 제2주파수의 반파장 간격으로 이격되어 배치된 제2안테나소자를 구비함으로써, 기존의 안테나에 비하여 상호결합의 면에서 성능이 향상될 수 있으며, 제1주파수 및 제2주파수 모두에서 최적화된 방사패턴을 보일 수 있다.A multi-band antenna array is disclosed. The plurality of first antenna elements are arranged on a straight line spaced apart from each other at a first interval corresponding to a half wavelength of the first frequency and a length in a direction perpendicular to the straight line is equal to the first interval. A plurality of second antenna elements are arranged on the same straight line as the first antenna elements, being spaced apart from each of the first antenna elements by a second interval corresponding to a half wavelength of a second frequency greater than the first frequency, And the length in the direction perpendicular to the straight line is equal to the second gap. The first antenna element is provided with a switch for adjusting a length of the first antenna element at a point crossing a straight line connecting end points of the respective second antenna elements. According to the present invention, since the first antenna element and the second antenna element are disposed apart from each other by a half wavelength interval of the first frequency and the second antenna element is disposed apart from the first antenna element by a half wavelength interval of the second frequency, The performance can be improved in terms of mutual coupling, and an optimized radiation pattern can be seen at both the first frequency and the second frequency.

다중대역, 빔형성 안테나, 위상배열 Multi-band, beam-forming antenna, phased array

Description

다중대역 안테나 어레이{Multiband antenna array}[0001] Multiband antenna array [0002]

본 발명은 다중대역 안테나 어레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수의 동작 주파수에서 동작할 수 있도록 복수의 안테나 소자를 배열하여 구성된 안테나 어레이에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-band antenna array, and more particularly, to an antenna array configured by arranging a plurality of antenna elements to operate at a plurality of operating frequencies.

안테나의 방사 특성 중에서 주엽이 부엽에 비하여 매우 큰 방사패턴을 가지는 지향성 안테나의 지향 방사패턴은 복수의 안테나를 공간에 배치하고 이들을 서로 접속함으로써 얻을 수 있다. 이러한 지향 방사패턴을 얻기 위한 빔형성 안테나를 구현하기 위해 복수의 안테나를 모아 놓은 배열 형태를 어레이 안테나(array antenna) 또는 어레이라고 한다. 이때 배열의 각 소자 안테나의 전류 위상을 변화시킴으로써 방사패턴을 공간에 주사할 수 있도록 위상배열이 사용된다. 위상배열에는 배열소자가 직선상에 배열되는 선형배열, 평면상에 배열되는 평면배열 및 배열소자들이 비평면 표면에 놓여지는 등각배열이 있다. 이러한 위상배열을 사용하면 안테나 구조를 회전시키는 등의 움직임 없이 전자회로를 조절하는 속도로 위상주사를 할 수 있다는 장점이 있다.A directed radiation pattern of a directional antenna in which the main lobe has a radiation pattern which is very large as compared with the side lobe among the radiation characteristics of the antenna can be obtained by disposing a plurality of antennas in a space and connecting them to each other. An array of a plurality of antennas is called an array antenna or an array in order to realize a beam forming antenna for obtaining such a directional radiation pattern. In this case, a phased array is used so that the radiation pattern can be scanned into space by changing the current phase of each element antenna of the array. The phased array has a linear array in which the array elements are arranged in a straight line, a planar array arranged in a plane, and an isometric array in which the array elements are placed on a nonplanar surface. The use of such a phased array has the advantage that phase scanning can be performed at a speed that controls the electronic circuit without moving the antenna structure or the like.

위와 같은 어레이 안테나에 있어서 각 안테나 소자가 서로 영향을 주게 되어 상호결합이 발생할 수 있다. 상호결합을 발생시키는 원인으로는 배열소자 사이의 공간을 통한 직접결합, 지지탑과 같은 근접 물체로부터 발생하는 산란에 의한 간접결합 및 배열소자들을 서로 연결하는 급전회로망에 의한 결합 등 여러 가지가 존재한다. 또한 안테나 소자 사이의 간격이 증가하면 결합의 세기는 안테나 소자 간 간격의 제곱에 반비례하여 감소한다. 따라서 상호결합의 문제를 고려하여 선형배열에 의해 빔형성 안테나를 구현하는 데 있어서, 각 안테나 소자 사이의 간격이 안테나의 동작주파수에 대응하는 파장의 절반이 될 때 각 안테나 소자 사이의 상호결합(mutual coupling)의 면에서 최적화된 방사패턴을 얻을 수 있다. 또한 안테나의 방사패턴에 있어 원하지 않는 주엽인 그레이팅 로브(grating lobe)의 발생을 억제할 수 있다.In the array antenna as described above, the antenna elements are mutually influenced and mutual coupling can occur. Causes of mutual coupling include direct coupling through spaces between array elements, indirect coupling by scattering generated from a nearby object such as a support tower, and coupling by a feeder network connecting array elements together . Also, as the distance between the antenna elements increases, the strength of coupling decreases in inverse proportion to the square of the distance between the antenna elements. Therefore, in order to realize the beam forming antenna by the linear array considering the mutual coupling problem, when the interval between the respective antenna elements becomes half of the wavelength corresponding to the operating frequency of the antenna, mutual coupling the optimized radiation pattern can be obtained in terms of coupling. In addition, it is possible to suppress the generation of a grating lobe, which is an unwanted main lobe in the radiation pattern of the antenna.

이러한 빔형성 안테나가 다중대역에서 동작하도록 하기 위해 다중대역 안테나를 이용하여 어레이를 형성하는 경우에는 각 동작주파수마다 안테나 소자 간의 간격을 이루는 전기적 길이가 크게 달라지게 된다. 이때 동작주파수가 변화할 때마다 그에 대응하여 안테나 소자 간의 간격을 변화시키는 것이 어렵기 때문에 기존에는 두 개의 동작주파수의 중간값에 해당하는 주파수를 기준으로 안테나 소자 간의 간격을 계산하여 다중대역 어레이 안테나를 구현하였다. 그러나 이렇게 구현된 안테나는 단일주파수를 기준으로 계산된 간격에 의해 구현된 어레이 안테나에 비하여 성능이 저하된다는 문제점을 가진다.When an array is formed using a multi-band antenna in order to allow the beam forming antenna to operate in multiple bands, the electrical length of the gap between the antenna elements varies greatly for each operating frequency. In this case, since it is difficult to change the interval between the antenna elements corresponding to the change of the operating frequency, the interval between the antenna elements is calculated based on the frequency corresponding to the intermediate value of the two operating frequencies, Respectively. However, there is a problem that the performance of the antenna implemented in this way is lower than that of the array antenna implemented by the calculated interval based on a single frequency.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 그레이팅 로브(grating lobe)의 발생을 억제하고 상호결합의 면에서 최적화된 방사패턴을 보이는 다중대역 안테나 어레이를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a multi-band antenna array that suppresses the occurrence of grating lobes and exhibits an optimized radiation pattern in terms of mutual coupling.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이는, 제1주파수의 반파장에 해당하는 제1간격으로 서로 이격되어 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제1간격과 동일한 복수의 제1안테나소자; 및 상기 각각의 제1안테나소자로부터 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수의 반파장에 해당하는 제2간격만큼 이격되어 상기 제1안테나소자와 동일한 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제2간격과 동일한 복수의 제2안테나소자;를 구비하며, 상기 제1안테나소자에는 상기 각각의 제2안테나소자의 종단지점을 서로 연결한 직선과 교차하는 지점에 상기 제1안테나소자의 길이를 조절하는 스위치가 구비된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-band antenna array comprising: a plurality of antenna elements arranged on a straight line spaced apart from each other at a first interval corresponding to a half wavelength of a first frequency, A plurality of first antenna elements having the same spacing as the first spacing; And a second antenna element spaced apart from each of the first antenna elements by a second interval corresponding to a half wavelength of a second frequency greater than the first frequency and arranged on the same straight line as the first antenna element, And a plurality of second antenna elements having a length equal to the second gap, wherein the first antenna element is provided at a point intersecting a straight line connecting end points of the respective second antenna elements, A switch for adjusting the length of the device is provided.

본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이에 의하면, 제1주파수의 반파장 간격으로 이격되어 배치되고 길이조절이 가능한 스위치가 구비된 제1안테나소자 및 제1안테나소자로부터 제2주파수의 반파장 간격으로 이격되어 배치된 제2안테나소자를 구비함으로써, 기존의 안테나에 비하여 상호결합의 면에서 성능이 향상될 수 있으 며, 제1주파수 및 제2주파수 모두에서 최적화된 방사패턴을 보일 수 있다.According to the multi-band antenna array of the present invention, the first antenna element and the first antenna element, which are disposed apart from each other with a half-wavelength interval of the first frequency and have a length-adjustable switch, The performance can be improved in terms of mutual coupling as compared with the conventional antenna and an optimized radiation pattern can be seen in both the first frequency and the second frequency.

이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 안테나부를 구성하는 안테나소자들의 배열 형태에 관한 일 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a preferred embodiment of a multi-band antenna array according to the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of antenna elements constituting an antenna unit of a multi- Fig.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이는, 안테나부(100), 제어부(130) 및 급전부(140)를 구비한다. 또한 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 안테나부(100)는, 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a multi-band antenna array according to the present invention includes an antenna unit 100, a control unit 130, and a feed unit 140. Referring to FIG. 2, the antenna unit 100 of the multi-band antenna array according to the present invention includes a first antenna element 110 and a second antenna element 120.

도 2에 도시된 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)의 배열 형태를 보면, 먼저 복수의 제1안테나소자(110)는 제1주파수의 반파장(λ1/2)에 해당하는 제1간격으로 서로 이격되어 일직선(105)상에 배치되고, 일직선(105)과 수직하는 방향으로의 길이가 제1간격과 동일하다.A first antenna element 110 and second antenna look at the arrangement of elements 120, a first plurality of the first antenna element 110 is a half wavelength (λ 1/2) of the first frequency shown in Figure 2 Are disposed on the straight line (105) and spaced apart from each other at the corresponding first interval, and the length in the direction perpendicular to the straight line (105) is equal to the first interval.

또한 인접하는 제1안테나소자(110)의 사이에 배치되는 복수의 제2안테나소자(120)는 각각의 제1안테나소자(110)로부터 제1주파수보다 큰 제2주파수의 반파장(λ2/2)에 해당하는 제2간격만큼 이격되어 제1안테나소자(110)와 동일한 일직선(105)상에 배치되고, 일직선(105)과 수직하는 방향으로의 길이가 제2간격과 동일 하다.The plurality of second antenna elements 120 disposed between the adjacent first antenna elements 110 may receive a half wavelength (λ 2 / λ) of a second frequency larger than the first frequency from the respective first antenna elements 110, 2, and is disposed on the same straight line 105 as the first antenna element 110, and the length in the direction perpendicular to the straight line 105 is the same as the second distance.

이때 안테나소자들(110, 120) 간의 간격을 일정하게 하기 위해 제2주파수를 제1주파수의 두 배인 값으로 설정하여 제2간격이 제1간격의 절반이 되도록 하는 것이 바람직하다. 그렇게 되면 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)는 동일한 일직선상에 제2간격으로 각각 하나씩 번갈아 배열되는 형태가 되므로 안테나가 제2주파수에서 동작할 때 최적의 성능을 보일 수 있다. 이와 같이 서로 다른 길이를 가지는 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)가 구비됨으로써 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이는 복수의 동작주파수 하에서 동작할 수 있게 된다. 즉, 안테나의 동작주파수가 제1주파수일 때에는 제1주파수의 반파장에 해당하는 제1간격으로 배치된 제1안테나소자(110)만 동작하고, 안테나의 동작주파수가 제2주파수일 때에는 제2주파수의 반파장에 해당하는 제2간격으로 배치된 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)가 모두 동작한다.At this time, it is preferable that the second frequency is set to a value twice as high as the first frequency so that the interval between the antenna elements 110 and 120 is made constant, so that the second interval is half of the first interval. In this case, the first antenna element 110 and the second antenna element 120 are alternately arranged one after another at a second interval on the same straight line, so that they can exhibit optimal performance when the antenna operates at the second frequency . By providing the first and second antenna elements 110 and 120 having different lengths, the multi-band antenna array according to the present invention can operate under a plurality of operating frequencies. That is, when the operating frequency of the antenna is the first frequency, only the first antenna element 110 arranged at the first interval corresponding to a half wavelength of the first frequency operates, and when the operating frequency of the antenna is the second frequency, Both the first antenna element 110 and the second antenna element 120 arranged at a second interval corresponding to a half wavelength of the frequency are operated.

이때 제1주파수에서 동작하는 안테나의 길이는 제1주파수의 반파장과 동일하여야 하고, 제2주파수에서 동작하는 안테나의 길이는 제2주파수의 반파장과 동일하여야 한다. 따라서 안테나의 동작주파수에 따라 제1안테나소자(110)의 길이를 조절하여야 할 필요성이 있으며, 이를 위해 제1안테나소자(110)는 스위치(115)를 구비한다. 스위치(115)는 제1안테나소자(110)의 길이를 조절하기 위한 것이며, 제2안테나소자(120)들의 종단지점을 서로 연결한 직선과 제1안테나소자(110)가 교차하는 지점에 위치한다.In this case, the length of the antenna operating at the first frequency should be equal to half the wavelength of the first frequency, and the length of the antenna operating at the second frequency should be equal to half the wavelength of the second frequency. Therefore, it is necessary to adjust the length of the first antenna element 110 according to the operation frequency of the antenna. For this purpose, the first antenna element 110 includes the switch 115. [ The switch 115 is for adjusting the length of the first antenna element 110 and is located at a point where the first antenna element 110 intersects a straight line connecting the end points of the second antenna elements 120 .

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 동작주파 수가 제1주파수 및 제2주파수로 설정되는 경우에 도 2에 도시된 바와 같은 배열 형태를 가지는 안테나의 동작 상태를 도시한 도면이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하여 스위치(115)의 동작을 살펴보면, 먼저 동작주파수가 제1주파수일 때에는 도 3a에 도시된 바와 같이 스위치(115)가 접속되어 제1안테나소자(110)의 길이가 제1주파수의 반파장(λ1/2)과 동일하게 된다. 또한 동작주파수가 제2주파수일 때에는 도 3b에 도시된 바와 같이 스위치(115)가 개방되어 제1안테나소자(110)의 길이가 제2주파수의 반파장(λ2/2)과 동일하게 되어 제2안테나소자(120)의 길이와 같아진다. 이때 스위치(115)의 존재로 인하여 제1안테나소자(110)가 동작할 때 방사패턴이나 임피던스가 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직하다.3A and 3B are diagrams showing an operation state of an antenna having an arrangement form as shown in FIG. 2 when the operating frequency of the multi-band antenna array according to the present invention is set to a first frequency and a second frequency, respectively to be. 3A and 3B, when the operation frequency of the switch 115 is firstly frequency, the switch 115 is connected as shown in FIG. 3A, and the length of the first antenna element 110 is claim 1 is the same as half the wavelength (λ 1/2) of the frequency. In addition, the operating frequency is the same as the second frequency be the time is the switch 115 opened, as shown in Figure 3b the first antenna element 110, a half wavelength (λ 2/2) of the length of the second frequency the 2 < / RTI > At this time, it is preferable that the radiation pattern or impedance is not influenced by the presence of the switch 115 when the first antenna element 110 operates.

도 1에 도시된 바와 같은 다중대역 안테나 어레이에서는 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)의 중심이 일직선(105)상에 배열되어 있으므로 제1안테나소자(110)의 길이를 조절하기 위한 스위치(115)도 일직선(105)을 중심으로 제1안테나소자(110)의 양단에 대칭으로 위치한다. 이와 달리 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)의 일 종단지점이 일직선상에 배열되도록 할 수도 있다. 도 4에는 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 안테나부를 구성하는 안테나소자들의 배열 형태에 관한 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)의 배열 간격은 도 2에 도시된 것과 동일하며, 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)의 종단지점이 동일한 일직선(105)상에 위치한다. 제2안테나소자(120)의 길이가 제1안테나소자(110)의 절반이므로, 제1안테나소자(110) 의 길이를 조절하기 위한 스위치(115)는 제1안테나소자(110)의 중심에 위치하게 된다. 도 4에 도시된 배열 형태를 가지는 다중대역 어레이 안테나의 경우에서도 도 2의 경우와 마찬가지로 스위치(115)가 접속되거나 개방됨으로써 제1안테나소자(110)의 길이가 조절된다.In the multi-band antenna array as shown in FIG. 1, since the first antenna element 110 and the second antenna element 120 are arranged on the straight line 105, the length of the first antenna element 110 can be adjusted The switch 115 is symmetrically positioned at both ends of the first antenna element 110 about the straight line 105. [ Alternatively, one end point of the first antenna element 110 and the end point of the second antenna element 120 may be arranged in a straight line. FIG. 4 shows another embodiment of the arrangement of the antenna elements constituting the antenna unit of the multi-band antenna array according to the present invention. 2, the distance between the first antenna element 110 and the second antenna element 120 is the same as that shown in FIG. 2, and the distance between the first antenna element 110 and the second antenna element 120 The end points are located on the same straight line 105. The switch 115 for adjusting the length of the first antenna element 110 is positioned at the center of the first antenna element 110 because the length of the second antenna element 120 is half the length of the first antenna element 110. [ . In the case of the multi-band array antenna having the arrangement shown in FIG. 4, the length of the first antenna element 110 is adjusted by connecting or opening the switch 115 as in the case of FIG.

이렇게 제1안테나소자(110)의 길이를 조절함으로써 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이가 서로 다른 동작주파수에 대응하여 동작하도록 하기 위해 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이에는 제어부(130)가 구비된다.In order to allow the multi-band antenna array according to the present invention to operate at different operating frequencies by adjusting the length of the first antenna element 110, the multi-band antenna array according to the present invention is provided with a controller 130.

제어부(130)는 동작주파수가 제1주파수로 설정되면 스위치(115)를 접속시키고 제1안테나소자(110)를 동작시키기 위한 제1제어신호를 출력하며, 동작주파수가 제2주파수로 설정되면 스위치(115)를 개방시키고 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)를 동작시키기 위한 제2제어신호를 출력한다.When the operating frequency is set to the first frequency, the control unit 130 connects the switch 115 and outputs a first control signal for operating the first antenna element 110. When the operating frequency is set to the second frequency, (115) and outputs a second control signal for operating the first antenna element (110) and the second antenna element (120).

앞에서도 언급한 바와 같이 다중대역에서 동작하는 안테나 어레이의 성능을 최적화하기 위해서는 각 안테나소자 사이의 간격이 동작주파수의 반파장이 되어야 하고, 안테나의 길이도 동작주파수의 반파장과 동일하게 설계되어야 한다. 따라서 제어부(130)는 각 동작주파수마다 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이가 최적의 방사패턴을 보일 수 있도록 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)의 동작을 조절한다.As described above, in order to optimize the performance of the antenna array operating in multiple bands, the interval between the antenna elements must be a half wave of the operating frequency and the length of the antenna should be designed to be equal to half the operating frequency. Accordingly, the controller 130 controls the operation of the first antenna element 110 and the second antenna element 120 so that the multi-band antenna array according to the present invention exhibits an optimal radiation pattern at each operating frequency.

먼저 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이가 제1주파수를 동작주파수로 하여 동작하는 경우, 제1주파수의 반파장에 해당하는 제1간격으로 이격되어 배열된 제1안테나소자(110)의 동작만 필요로 한다. 따라서 제어부(130)는 도 3a에 도시된 바와 같이 제1안테나소자(110)에 포함된 스위치(115)를 접속시켜 제1안테나소자(110)의 길이가 제1간격과 동일하게 되도록 하고, 제1안테나소자(110)만을 동작시키는 제1제어신호를 출력한다. 그 결과 제2안테나소자(120)는 동작하지 않고 제1안테나소자(110)만 동작하기 때문에 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이는 제1주파수 하에서 최적의 성능으로 동작할 수 있다.First, when the multi-band antenna array according to the present invention operates with the first frequency as the operating frequency, only the operation of the first antenna element 110 arranged at a first interval corresponding to a half wavelength of the first frequency . 3A, the control unit 130 connects the switches 115 included in the first antenna element 110 so that the length of the first antenna element 110 is equal to the first interval, And outputs a first control signal for operating only one antenna element 110. As a result, since the second antenna element 120 does not operate and only the first antenna element 110 operates, the multi-band antenna array according to the present invention can operate at the optimum performance under the first frequency.

다음으로 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이가 제2주파수를 동작주파수로 하여 동작하는 경우에는 안테나소자들(110, 120)이 제2주파수의 반파장에 해당하는 제2간격으로 이격되어 배열되어 있어야 한다. 따라서 제어부(130)는 도 3b에 도시된 바와 같이 제1안테나소자(110)에 포함된 스위치(115)를 차단시켜 제1안테나소자(110)의 길이가 제2안테나소자(120)와 동일하게 되도록 하고, 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120)를 모두 동작시키는 제2제어신호를 출력한다. 즉, 제1안테나소자(110)의 스위치(115)가 차단되면 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)는 제2간격으로 이격되어 일직선상에 배열된 동일한 길이의 안테나소자들과 마찬가지로 동작하게 된다.Next, when the multi-band antenna array according to the present invention operates with the second frequency as the operating frequency, the antenna elements 110 and 120 must be arranged at a second interval corresponding to a half wavelength of the second frequency do. 3B, the controller 130 cuts off the switch 115 included in the first antenna element 110 so that the length of the first antenna element 110 is the same as that of the second antenna element 120 And outputs a second control signal for operating both the first antenna element 110 and the second antenna element 120. That is, when the switch 115 of the first antenna element 110 is cut off, the first antenna element 110 and the second antenna element 120 are spaced apart from each other by a second interval, As shown in FIG.

이와 같이 제어부(130)로부터 출력되는 제1제어신호 및 제2제어신호에 따라 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)를 동작시키기 위해 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이는 급전부(140)를 구비한다.In order to operate the first antenna element 110 and the second antenna element 120 according to the first control signal and the second control signal output from the controller 130, (140).

안테나소자(110, 120)에 RF신호를 인가하는 급전부(140)는 제어부(130)에서 동작주파수가 제1주파수로 설정되었음을 의미하는 제1제어신호가 출력되면 제1안테나소자(110)에만 RF신호를 인가하며, 동작주파수가 제2주파수로 설정되었음을 의미 하는 제2제어신호가 출력되면 제1안테나소자(110)와 제2안테나소자(120) 모두에 RF신호를 인가한다. 이때 급전부(140)로부터 RF신호를 인가받는 급전점은 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)가 도 2에 도시된 바와 같이 배열된 경우에는 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)의 중심을 연결하는 일직선(105)상에 위치하도록 할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 다중대역 어레이 안테나가 도 4에 도시된 바와 같은 배열 형태를 가지는 경우에는 급전점이 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)의 일 종단부를 연결한 일직선(105)상에 위치하도록 할 수도 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같은 배열 형태 모두에서 각 안테나소자(110, 120)의 급전점이 모두 일직선상에 위치하도록 하면 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이가 동작할 때 최적화된 방사패턴을 얻을 수 있다.When the first control signal indicating that the operating frequency is set to the first frequency is output from the controller 130, the power feeder 140 for applying an RF signal to the antenna elements 110 and 120 outputs only the first antenna element 110 When an RF signal is applied and a second control signal indicating that the operating frequency is set to the second frequency is outputted, the RF signal is applied to both the first antenna element 110 and the second antenna element 120. When the first antenna element 110 and the second antenna element 120 are arranged as shown in FIG. 2, the first antenna element 110 and the second antenna element 120, which receive the RF signal from the power feeder 140, And may be positioned on a straight line 105 connecting the center of the second antenna element 120. 4, the feed point may include a straight line 105 connecting one end of the first antenna element 110 and the other end of the second antenna element 120, As shown in FIG. When both the feed points of the antenna elements 110 and 120 are positioned in a straight line in both of the arrangements as shown in FIGS. 2 and 4, an optimized radiation pattern is obtained when the multi-band antenna array according to the present invention operates .

본 발명에 따른 다중대역 어레이 안테나에는 제1안테나소자(110) 및 제2안테나소자(120)가 제1주파수 및 제2주파수의 경우에 모두 최적화되도록 배열되어 있으므로 제1주파수 및 제2주파수의 중간 주파수를 기준으로 배열된 종래의 안테나에 비해 개선된 성능을 얻을 수 있다.Since the first antenna element 110 and the second antenna element 120 are arranged to be optimized for the first frequency and the second frequency in the multiband array antenna according to the present invention, It is possible to obtain an improved performance compared to a conventional antenna arranged on the basis of frequency.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram illustrating a configuration of a preferred embodiment of a multi-band antenna array in accordance with the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 안테나부를 구성하는 안테나소자들의 배열 형태에 관한 일 실시예를 도시한 도면,FIG. 2 is a view illustrating an embodiment of an arrangement of antenna elements constituting an antenna unit of a multi-band antenna array according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 동작주파수가 제1주파수 및 제2주파수로 설정되는 경우에 도 2에 도시된 바와 같은 배열 형태를 가지는 안테나의 동작 상태를 도시한 도면, 그리고,3A and 3B are diagrams showing an operation state of an antenna having an arrangement form as shown in FIG. 2 when the operating frequency of the multi-band antenna array according to the present invention is set to a first frequency and a second frequency, respectively , And,

도 4는 본 발명에 따른 다중대역 안테나 어레이의 안테나부를 구성하는 안테나소자들의 배열 형태에 관한 다른 실시예를 도시한 도면이다.4 is a view illustrating another embodiment of the arrangement of antenna elements constituting the antenna unit of the multi-band antenna array according to the present invention.

Claims (4)

제1주파수의 반파장에 해당하는 제1간격으로 서로 이격되어 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제1간격과 동일한 복수의 제1안테나소자; 및A plurality of first antenna elements disposed on a straight line spaced apart from each other at a first interval corresponding to a half wavelength of the first frequency and having a length in a direction perpendicular to the straight line equal to the first interval; And 상기 각각의 제1안테나소자로부터 상기 제1주파수보다 큰 제2주파수의 반파장에 해당하는 제2간격만큼 이격되어 상기 제1안테나소자와 동일한 일직선상에 배치되고, 상기 일직선과 수직하는 방향으로의 길이가 상기 제2간격과 동일한 복수의 제2안테나소자;를 포함하며,A second antenna element spaced apart from the first antenna element by a second interval corresponding to a half wavelength of a second frequency larger than the first frequency and arranged on the same straight line as the first antenna element, And a plurality of second antenna elements having a length equal to the second spacing, 상기 제1안테나소자에는 상기 각각의 제2안테나소자의 종단지점을 서로 연결한 직선과 교차하는 지점에 상기 제1안테나소자의 길이를 조절하는 스위치가 구비되는 것을 특징으로 하는 다중대역 안테나 어레이.Wherein the first antenna element is provided with a switch for adjusting a length of the first antenna element at a point crossing a straight line connecting end points of the respective second antenna elements. 제 1항에 있어서,The method according to claim 1, 동작주파수가 상기 제1주파수로 설정되면 상기 스위치를 접속시키고 상기 제1안테나소자를 동작시키기 위한 제1제어신호를 출력하며, 동작주파수가 상기 제2주파수로 설정되면 상기 스위치를 개방시키고 상기 제1안테나소자 및 상기 제2안테나소자를 동작시키기 위한 제2제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 안테나 어레이.When the operating frequency is set to the first frequency, connects the switch and outputs a first control signal for operating the first antenna element, and when the operating frequency is set to the second frequency, Further comprising a controller for outputting an antenna element and a second control signal for operating the second antenna element. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제어부에 의해 출력되는 제어신호에 따라 상기 제1안테나소자 및 상기 제2안테나소자에 급전하는 급전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 안테나 어레이.And a feeder for feeding power to the first antenna element and the second antenna element according to a control signal output by the control unit. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제2주파수는 상기 제1주파수의 두 배인 것을 특징으로 하는 다중대역 안테나 어레이.And wherein the second frequency is twice the first frequency.
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