KR20040042145A - Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same - Google Patents
Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040042145A KR20040042145A KR1020020070307A KR20020070307A KR20040042145A KR 20040042145 A KR20040042145 A KR 20040042145A KR 1020020070307 A KR1020020070307 A KR 1020020070307A KR 20020070307 A KR20020070307 A KR 20020070307A KR 20040042145 A KR20040042145 A KR 20040042145A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- antenna
- antenna element
- feed line
- dielectric
- vertical beam
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- 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
- H01Q3/08—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 two co-ordinates of the orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- 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
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
-
- 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
- H01Q1/125—Means for positioning
- H01Q1/1257—Means for positioning using the received signal strength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- 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
- H01Q3/005—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 remotely controlled antenna positioning or scanning
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 안테나 시스템에 관한 것으로, 특히 안테나의 길이를 줄임과 아울러 안테나의 교체없이 안테나 복사패턴의 폭, 이득 및 틸트를 가변할 수 있도록 한 안테나 복사패턴의 폭과 이득 및 틸트의 가변을 위한 트리폴 안테나 시스템과 이를 이용한 트리폴 안테나 시스템의 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna system, and more particularly, to a tree for varying the width, gain, and tilt of an antenna radiation pattern, which can reduce the length of the antenna and change the width, gain, and tilt of the antenna radiation pattern without replacing the antenna. The present invention relates to a pole antenna system and a control method of a tripole antenna system using the same.
일반적으로, 이동통신망이나 무선가입자회선(wireless local loop : WLL)과 같은 무선통신망에서는 교환국과 가입자 단말기 간에 기지국을 설치하고, 기지국과가입자 단말기 간에 무선신호를 교환하게 된다.In general, in a wireless communication network such as a mobile communication network or a wireless local loop (WLL), a base station is installed between an exchange station and a subscriber station, and a radio signal is exchanged between the base station and the subscriber station.
기지국에 설치되는 안테나 시스템은 고정빔 형태의 복사패턴을 발생하는 안테나 시스템으로써 가입자호의 공간적 분포를 고려하여 고정빔 형태의 복사패턴을 발생하며 그 복사패턴이 일정한 폭, 이득 및 틸트로 고정되도록 설계되고 있다. 또한, 기지국에 설치되는 안테나 시스템은 고정빔 각 섹터를 담당하는 세 개의 섹터 안테나를 포함하고 있다.The antenna system installed in the base station is an antenna system that generates a fixed beam type radiation pattern, and generates a fixed beam type radiation pattern in consideration of the spatial distribution of subscribers, and is designed to fix the radiation pattern with a constant width, gain, and tilt. have. In addition, the antenna system installed in the base station includes three sector antennas for the fixed beam angular sector.
최근에는 기존의 이동통신 사업자가 기존에 할당 받은 주파수대역 이외의 다른 주파수대역의 사업권을 획득하여 서비스를 다각화하고 있다. 예컨대, 800MHz나 900MHz 대역의 이동통신 사업자가 1800MHz, 1900MHZ 혹은 3GHz 사업권을 추가 획득한 경우가 많다.In recent years, the existing mobile communication service providers have diversified their services by acquiring a business right in a frequency band other than the previously allocated frequency band. For example, many mobile operators in the 800 MHz or 900 MHz bands have additionally acquired 1800 MHz, 1900 MHz or 3 GHz business rights.
PCS 방식(Personal communication system), 셀룰라방식(Cellular system)이나 최근에 각광을 받는 IMT-2000 방식(International Mobile Telecommunication-2000)에서는 각각의 망최적화를 위하여 안테나특성이 서로 다른 안테나 시스템을 필요로 하고 있기 때문에 이러한 전파환경의 변화의 요구에 대응하여 안테나 복사패턴의 폭, 이득 및 틸트와 같은 안테나특성이 변화될 필요가 있다.In PCS (Personal communication system), Cellular (Cellular) system and recently IMT-2000 (International Mobile Telecommunication-2000), which has been spotlighted, antenna system with different antenna characteristics is required for each network optimization. Therefore, the antenna characteristics such as the width, the gain, and the tilt of the antenna radiation pattern need to be changed in response to the demand of the change of the radio wave environment.
그런데 종래의 고정빔 형태의 안테나 시스템은 안테나 특성이 고정되어 있기 때문에 안테나 특성의 변경요구시 그 변경 스펙의 안테나특성으로 제작된 새로운 안테나 시스템으로 교체되어야 한다.However, since the antenna characteristics of the conventional fixed beam type antenna are fixed, the antenna system of the fixed beam type should be replaced with a new antenna system manufactured with the antenna characteristics of the changed specification.
이렇게 안테나 시스템이 교체되면 안테나 교체에 소요되는 시간만큼 서비스가 단절되고 교체비용이 발생할뿐 아니라, 교체 작업의 난이도가 높은 경우에 서비스 환경의 변화에 신속히 대응하지 못하는 문제점이 있다.When the antenna system is replaced in this way, the service is disconnected as much as the time required for the antenna replacement and the replacement cost is generated, and there is a problem in that the service environment cannot be quickly responded to when the replacement task is difficult.
최근에는 안테나 교체없이 틸트를 가변시키기 위한 안테나 시스템이 개발되어 기지국에 설치되고 있다. 이러한 안테나 시스템은 도 1a 및 도 1b와 같이 다수의 안테나소자가 내장된 안테나본체(1)와, 그 안테나본체(1)의 배면에 장착되며 중간부가 접혀지는 상/하부 링크(3)를 포함한 브라켓을 포함한다. 브라켓은 타워폴대(2)에 고정된다. 틸트 가변시, 기술자가 타워폴대(2)에 올라가서 브라켓을 고정하고 있는 여러 개의 볼트를 풀고 상부 링크(3)를 벌려서 타워폴대(2)에 대하여 안테나본체(1)를 도 1b와 같이 원하는 각도로 조정하게 된다. 원하는 각도로 안테나본체(1)의 각도가 조정되면 기술자는 다시 볼트를 조여주게 된다. 이렇게 기구적으로 틸트를 조정하는 방식은 기술자가 직접 타워폴대(2)에 올라가서 복잡한 작업을 하여야 하기 때문에 많은 위험을 내포하고 있으며 또한, 많은 작업시간이 요구되어 서비스 환경의 신속한 변화에 대응할 수가 없다. 특히, 이동통신에서는 하나의 기지국 안테나를 조정하면 기지국 전파환경이 최적화되는 것이 아니고 인접한 모든 기지국을 연동하여 조정하여야 망최적화 효율이 극대화되기 때문에 작업 시간단축이 매우 중요하다. 따라서 기존의 안테나 시스템으로는 작업시간이 길기 때문에 망최적화를 시도하는 자체가 어렵다.Recently, an antenna system for changing the tilt without replacing the antenna has been developed and installed in the base station. Such an antenna system includes a bracket including an antenna body 1 in which a plurality of antenna elements are built, as shown in FIGS. 1A and 1B, and an upper / lower link 3 mounted on a rear surface of the antenna body 1 and having an intermediate portion folded. It includes. The bracket is fixed to the tower pole (2). When the tilt is variable, the technician climbs the tower pole (2), loosens several bolts holding the bracket and opens the upper link (3) to open the antenna body (1) with respect to the tower pole pole (2) at a desired angle as shown in FIG. 1B. Will be adjusted. When the angle of the antenna body 1 is adjusted to the desired angle, the technician will tighten the bolt again. Such a method of adjusting the tilt mechanically involves a lot of risks because the technician has to climb the tower pole 2 directly to perform a complicated task, and also requires a lot of work time and cannot cope with the rapid change of the service environment. In particular, in mobile communication, if one base station antenna is adjusted, the base station propagation environment is not optimized, but the work optimization is very important because the network optimization efficiency is maximized only when all adjacent base stations are adjusted in conjunction. Therefore, it is difficult to try to optimize the network because of the long working time with the existing antenna system.
또한, 하나의 기지국에 설치되는 안테나는 수신용과 송신용으로 나뉘어진다. 일반적으로 수신용으로는 수직편파 안테나 소자와 수평편파 안테나소자가 복합 구성된 복편파 안테나소자가 사용되고 송신용으로는 수직편파 또는 수평편파의 싱글편파 안테나 소자가 필요하다. 이 경우에 하나의 기지국에 최소 6개 또는 9 개의섹터 안테나가 필요하다. 이렇게 많은 수의 섹터 안테나가 설치된 경우에 서비스 환경의 변화에 대응하여 안테나의 특성을 변경시 각 섹터 안테나를 교체하여야 하므로 안테나 교체에 따른 시간과 노력이 그 만큼 많이 소비된다. 이러한 문제를 줄이기 위하여, 최근에는 하나의 섹터 안테나에 도 2와 같이 수신용 안테나와 송신용 안테나를 수직으로 배치하고 있다.In addition, an antenna provided in one base station is divided into reception and transmission. In general, a double polarization antenna element having a combination of a vertical polarization antenna element and a horizontal polarization antenna element is used for reception, and a single polarization antenna element of vertical or horizontal polarization is required for transmission. In this case, at least six or nine sector antennas are required for one base station. In the case where such a large number of sector antennas are installed, each sector antenna must be replaced when the characteristics of the antenna are changed in response to a change in the service environment. Therefore, a lot of time and effort are required for the antenna replacement. In order to alleviate this problem, recently, a receiving antenna and a transmitting antenna are vertically disposed in one sector antenna.
도 2를 참조하면, 종래의 트리폴 안테나 시스템은 상반부에 설치되는 제1 및 제2 복편파 안테나 소자열(21,22)와, 하반부에 설치되는 싱글편파 안테나소자열(23)을 구비한다. 하단에 설치된 안테나 급전 콘넥터(26a,26b,26c)를 경유하여 안테나 소자열(21,22,23)의 안테나소자 각각에 도시하지 않은 안테나 급전선이 연결된다.Referring to FIG. 2, the conventional tripole antenna system includes first and second double polarized antenna element strings 21 and 22 installed in the upper half and a single polarized antenna element string 23 installed in the lower half. An antenna feed line (not shown) is connected to each of the antenna elements of the antenna element arrays 21, 22, and 23 via the antenna feed connectors 26a, 26b, and 26c provided at the bottom.
제1 및 제2 복편파 안테나 소자열(21,22)은 수신용으로 이용된다. 제1 및 제2 복편파 안테나 소자열(21,22) 각각은 수직편파 안테나소자(24a)와 수평편파 안테나소자(24b)가 교대로 배치된다. 또한, 제1 및 제2 복편파 안테나 소자열(21,22)은 2 개의 수직편파 안테나소자(24a)와 2 개의 수평편판 안테나소자(24b)가 마름모꼴로 대칭적으로 구성되어 하나의 안테나소자를 형성한다.The first and second double polarization antenna element strings 21 and 22 are used for reception. In each of the first and second polarization antenna element arrays 21 and 22, the vertical polarization antenna element 24a and the horizontal polarization antenna element 24b are alternately arranged. In addition, the first and second double polarization antenna element arrays 21 and 22 are formed by symmetrically forming two vertically polarized antenna elements 24a and two horizontally polarized antenna elements 24b in a rhombic shape to form one antenna element. Form.
싱글편판 안테나소자열(23)은 송신으로 이용된다. 이 싱글편파 안테나소잘열(23)의 안테나소자는 수직편파나 수평편파 중 어느 하나를 복사하여 송출하게 된다.The single plate antenna element array 23 is used for transmission. The antenna element of the single polarization antenna soar column 23 radiates and transmits either vertical polarization or horizontal polarization.
이러한 종래의 트리폴 안테나 시스템은 수신용 안테나와 송신용 안테나가상호 간섭을 일으키지 않게 하기 위하여 수직으로 배치되기 때문에 그 길이가 대략 2m에서 이득을 높이는 경우에 대략 3m까지 길다. 따라서, 종래의 트리폴 안테나 시스템은 길이가 길기 때문에 물리적으로 취약한 구조를 가질뿐 아니라 안테나 특성 변경 요구시 안테나소자열 각각에 대하여 교체하여야 하기 때문에 안테나소자열이 하나 설치된 섹터 안테나에 비하여 작업시간이 그 만큼 더 길어지게 되므로 서비스환경 변화에 신속히 대응하기가 더 어렵다.This conventional tripole antenna system is vertically arranged so that the receiving antenna and the transmitting antenna do not cause mutual interference, so that the length thereof is as long as approximately 2m when the gain increases. Therefore, the conventional tripole antenna system is not only physically fragile due to its long length, but also needs to be replaced for each antenna element string when a change in antenna characteristics is required. As it becomes longer, it is more difficult to respond quickly to changes in service environment.
따라서, 본 발명의 목적은 안테나의 길이를 줄임과 아울러 안테나의 교체없이 안테나 복사패턴의 폭, 이득 및 틸트를 가변할 수 있도록 한 안테나 복사패턴의 폭과 이득 및 틸트의 가변을 위한 안테나 시스템과 이를 이용한 트리폴 안테나 시스템의 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to reduce the length of the antenna and to change the width, gain, and tilt of the antenna radiation pattern without changing the antenna, and to change the antenna system for varying the width, gain, and tilt of the antenna radiation pattern. The present invention provides a control method of a used tripole antenna system.
도 1a 및 도 1b는 종래의 기구적 틸트 가변방식의 안테나 시스템을 나타내는 도면이다.1A and 1B illustrate a conventional mechanical tilt variable antenna system.
도 2는 종래의 트리폴 안테나 시스템을 개략적으로 나타내는 정면도이다.2 is a front view schematically showing a conventional tripole antenna system.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a tripole antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템을 개략적으로 나타내는 정면도이다.4 is a front view schematically showing a tripole antenna system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 제1 및 제2 안테나소자열의 수직빔폭 및 수직빔틸트를 조정하기 위한 빔폭 가변 구동부와 빔틸트 가변 구동부를 상세히 나타내는 평면도이다.FIG. 5 is a plan view illustrating in detail a beam width variable driver and a beam tilt variable driver for adjusting the vertical beam width and the vertical beam tilt of the first and second antenna element strings illustrated in FIGS. 3 and 4.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 제3 안테나소자열의 수직빔폭 및 수직빔틸트를 조정하기 위한 빔폭 가변 구동부와 빔틸트 가변 구동부를 상세히 나타내는 평면도이다.6 is a plan view illustrating in detail a beam width variable driver and a beam tilt variable driver for adjusting the vertical beam width and the vertical beam tilt of the third antenna element string illustrated in FIGS. 3 and 4.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 빔폭 가변 구동부와 빔틸트 가변 구동부의 구성을 알기 쉽게 나타내는 부분 절개 사시도이다.FIG. 7 is a partial cutaway perspective view of the beam width variable driver and the beam tilt variable driver illustrated in FIGS. 5 and 6.
도 8a는 도 3에 도시된 빔폭 가변 구동부의 동작 원리를 설명하기 위하여 안테나 급전선에 대한 유전체의 중첩면적이 큰 경우를 나타내는 평면도이다.FIG. 8A is a plan view illustrating a case where a dielectric overlap area of an antenna feed line is large in order to explain an operation principle of the variable beam width driver shown in FIG. 3.
도 8b는 도 8a에서 선 'Ⅰ-Ⅰ''를 따라 절취하여 유전체와 안테나 급전선의 중첩면적을 보여 주는 단면도이다.FIG. 8B is a cross-sectional view illustrating the overlapping area of the dielectric and antenna feed line taken along the line 'I-I' in FIG. 8A.
도 9a는 도 3에 도시된 빔폭 가변 구동부의 동작 원리를 설명하기 위하여 안테나 급전선에 대한 유전체의 중첩면적이 작은 경우를 나타내는 평면도이다.FIG. 9A is a plan view illustrating a case where the overlap area of the dielectric with respect to the antenna feed line is small in order to explain an operation principle of the variable beam width driver shown in FIG. 3.
도 9b는 도 9a에서 선 'Ⅱ-Ⅱ''를 따라 절취하여 유전체와 안테나 급전선의 중첩면적을 보여 주는 단면도이다.FIG. 9B is a cross-sectional view illustrating the overlapping area of the dielectric and antenna feed lines taken along the line 'II-II' in FIG. 9A.
도 10a는 도 3에 도시된 빔틸트 가변 구동부의 동작 원리를 설명하기 위하여 안테나 급전선에 대한 유전체의 중첩면적이 큰 경우를 나타내는 평면도이다.FIG. 10A is a plan view illustrating a case where a dielectric overlap area of an antenna feed line is large in order to explain an operation principle of the beam tilt variable driver illustrated in FIG. 3.
도 10b는 도 3에 도시된 빔틸트 가변 구동부의 동작 원리를 설명하기 위하여 안테나 급전선에 대한 유전체의 중첩면적이 상대적으로 작은 경우를 나타내는 평면도이다.FIG. 10B is a plan view illustrating a case where the overlapping area of the dielectric with respect to the antenna feed line is relatively small in order to explain the operation principle of the beam tilt variable driver illustrated in FIG. 3.
도 11은 도 2에 도시된 빔틸트 가변 구동부에 의해 가변되는 안테나 복사패턴의 동위상 등전위면의 틸트를 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a tilt of an in-phase equipotential surface of an antenna radiation pattern that is varied by the beam tilt variable driver illustrated in FIG. 2.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 안테나본체 2 : 타워폴대1 antenna body 2 tower pole
3 : 링크 21,22,23 : 안테나소자열3: link 21, 22, 23: antenna element string
26a,26b,26c,36 : 안테나 급전 콘넥터 32 : 빔폭 가변 구동부26a, 26b, 26c, 36: antenna feeding connector 32: variable beam width driving unit
33,37 : 스텝모터 34,38 : 모터 구동부33,37: step motor 34,38: motor drive
35 : 원격 제어부 39 : 빔틸트 가변 구동부35 remote control 39 beam tilt variable drive
30 : 안테나 급전선 41a,41b : 빔폭 가변 회전노브30: antenna feed line 41a, 41b: beam width variable rotary knob
43 : 랙기어 42 : 유전체43: rack gear 42: dielectric
4,50 : 안테나 복사패턴4,50: Antenna radiation pattern
60 : 안테나 복사패턴의 동위상 등전위면60: equipotential equipotential surface of the antenna radiation pattern
1001 내지 1006, 2001 내지 2006, : 안테나소자1001 to 1006, 2001 to 2006, antenna elements
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템은 각각 다수의 안테나소자들이 일렬로 배열되고 수평으로 나란히 인접하는 적어도 3 개 이상의 안테나소자열과, 안테나소자열의 안테나소자들 각각에 연결되는 안테나 급전선과, 안테나 급전선 상에 중첩되는 다수의 유전체와, 유전체와 안테나 급전선의 중첩면적을 가변시킴으로써 안테나소자에 송수신되는 복사패턴의 수직빔 특성을 조정하기 위한 안테나 구동부를 구비한다.In order to achieve the above object, a tripole antenna system according to an embodiment of the present invention is a plurality of antenna elements arranged in a line and horizontally adjacent to each other at least three antenna element strings, and each of the antenna elements of the antenna element string An antenna driver for adjusting the vertical beam characteristics of the radiation pattern transmitted and received to the antenna element by varying the overlapped area of the dielectric and antenna feed line, the antenna feed line to be connected, the plurality of dielectrics overlapping on the antenna feed line.
본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 안테나 구동부는 복사패턴의 수직빔 폭과 수직빔 틸트 및 수직빔의 이득을 조정하는 것을 특징으로 한다.The antenna driver of the tripole antenna system according to an exemplary embodiment of the present invention is characterized by adjusting the vertical beam width and the vertical beam tilt and the gain of the vertical beam of the radiation pattern.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 안테나 구동부는 다수의 복편파안테나소자들이 각각 일렬로 배열되는 제1 및 제2 안테나소자열과, 싱글 편파소자들이 일렬로 배열되는 제3 안테나소자열과, 제1 내지 제3 안테나소자열의 안테나소자들 각각에 연결되는 안테나 급전선과, 안테나 급전선 상에 중첩되는 다수의 유전체와, 안테나소자들 중에서 최하단 안테나소자와 최하단 안테나소자와 그에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변시킴으로써 제1 내지 제3 안테나소자열에 송수신되는 복사패턴의 수직빔폭과 이득을 조정하기 위한 제1 안테나 구동부와, 안테나소자들 각각에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변시킴으로써 복사패턴의 수직빔 틸트를 조정하기 위한 제2 안테나 구동부를 구비한다.The antenna driver of the tripole antenna system according to another exemplary embodiment of the present invention includes a first and second antenna element array in which a plurality of polarization antenna elements are arranged in a row, and a third antenna element array in which a single polarization element is arranged in a line. , An antenna feed line connected to each of the antenna elements of the first to third antenna element strings, a plurality of dielectrics overlapped on the antenna feed lines, and an overlapping area of the lowest antenna element, the lowest antenna element, and the dielectric overlapping the antenna elements among the antenna elements The first antenna driver for adjusting the vertical beam width and the gain of the radiation pattern transmitted to and received from the first to third antenna element strings by varying the first and third antenna elements, It has a second antenna driver for adjusting the.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제1 안테나 구동부는 최상단의 안테나소자에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자에 연결되는 안테나 급전선과 최하단의 안테나소자에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자에 연결되는 안테나 급전선 각각에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변하여 빔폭 가변범위를 확장한다.The first antenna driver of the tripole antenna system according to another embodiment of the present invention is connected to an antenna feed line connected to at least one antenna element adjacent to the top antenna element and at least one antenna element adjacent to the lowest antenna element. The overlapping area of the dielectric superimposed on each of the antenna feed lines is varied to extend the beamwidth variable range.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제1 안테나 구동부는 최상단 안테나소자에 연결된 상기 안테나 급전선에 중첩되는 제1 유전체와 최하단 안테나소자에 연결된 상기 안테나 급전선에 중첩되는 제2 유전체가 취부된 랙기어와, 랙기어에 치합되어 랙기어를 직선운동시키기 위한 회전노브를 구비한다.The first antenna driver of the tripole antenna system according to another embodiment of the present invention is provided with a first dielectric overlapping the antenna feed line connected to the top antenna element and a second dielectric overlapping the antenna feed line connected to the lowest antenna element. It is provided with a rack gear, a rotary knob for engaging the rack gear to linearly move the rack gear.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제1 안테나 구동부는 최상단 안테나소자와 그에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자 각각에 연결된 안테나 급전선에 중첩되는 제1 유전체와 최하단 안테나소자와 그에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자 각각에 연결된 안테나 급전선에 중첩되는 제2 유전체가 취부된 랙기어와, 랙기어에 치합되어 상기 랙기어를 직선운동시키기 위한 회전노브를 구비한다.The first antenna driver of the tripole antenna system according to another exemplary embodiment of the present invention includes a first dielectric and a lowermost antenna element overlapping an antenna feed line connected to each of the top antenna element and at least one antenna element adjacent thereto, and at least adjacent to the first antenna driver. And a rack gear mounted with a second dielectric superimposed on an antenna feed line connected to each of at least one antenna element, and a rotary knob engaged with the rack gear to linearly move the rack gear.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제2 안테나 구동부는 안테나소자들 각각에 연결된 안테나 급전선에 중첩되는 다수의 유전체가 취부된 랙기어와, 랙기어에 치합되어 랙기어를 직선운동시키기 위한 회전노브를 구비한다.The second antenna driving unit of the tripole antenna system according to another embodiment of the present invention is a rack gear mounted with a plurality of dielectrics superimposed on an antenna feed line connected to each of the antenna elements, and engaged with the rack gear to linearly move the rack gear. It has a rotary knob for.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제2 안테나 구동부는 다수의 유전체 중에서 중앙에 위치한 유전체와 중첩되는 안테나 급전선에 고주파신호전력을 공급하기 위한 입력단 급전선을 더 구비한다.The second antenna driver of the tripole antenna system according to another exemplary embodiment of the present invention further includes an input terminal feed line for supplying high frequency signal power to an antenna feed line overlapping with a dielectric positioned at the center among a plurality of dielectrics.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템에 있어서, 제1 및 제2 안테나 구동부 각각은 랙기어를 회전시키기 위한 모터를 더 구비한다.In a tripole antenna system according to another exemplary embodiment of the present invention, each of the first and second antenna drivers further includes a motor for rotating the rack gear.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템에 있어서, 유전체는 유전상수가 1 이상인 것을 특징으로 한다.In a tripole antenna system according to another embodiment of the present invention, the dielectric is characterized by having a dielectric constant of 1 or more.
본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 각각 다수의 안테나소자들이 일렬로 배열되고 수평으로 나란히 인접하는 적어도 3 개 이상의 안테나소자열의 안테나소자들 각각에 연결되는 안테나 급전선 상에 다수의 유전체를 중첩시키는 단계와, 유전체와 안테나 급전선의 중첩면적을 가변시킴으로써 안테나소자에 송수신되는 복사패턴의 수직빔 특성을 조정하는 단계를 포함한다.A control method of a tripole antenna system according to an embodiment of the present invention is a plurality of antenna elements are arranged on a plurality of antenna elements on the antenna feed line connected to each of the antenna elements of at least three antenna element strings are arranged in a line and horizontally adjacent to each other Overlapping the dielectric and adjusting the vertical beam characteristics of the radiation pattern transmitted and received by the antenna element by varying the overlapping area of the dielectric and the antenna feed line.
본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제어방법에 있어서, 수직빔 특성을 조정하는 단계는 복사패턴의 수직빔 폭과 수직빔 틸트 및 수직빔의 이득을 조정하는 것을 특징으로 한다.In the control method of the tripole antenna system according to an embodiment of the present invention, the adjusting of the vertical beam characteristics is characterized by adjusting the vertical beam width and the vertical beam tilt and the gain of the vertical beam of the radiation pattern.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 다수의 복편파안테나소자들이 각각 일렬로 배열되는 제1 및 제2 안테나소자열과 싱글 편파소자들이 일렬로 배열되는 제3 안테나소자열의 안테나소자들 각각에 연결되는 안테나 급전선 상에 다수의 유전체를 중첩시키는 단계와, 안테나소자들 중에서 최하단 안테나소자와 최하단 안테나소자와 그에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변시킴으로써 제1 내지 제3 안테나소자열에 송수신되는 복사패턴의 수직빔폭과 이득을 조정하는 단계와, 안테나소자들 각각에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변시킴으로써 복사패턴의 수직빔 틸트를 조정하는 단계를 포함한다.A control method of a tripole antenna system according to another embodiment of the present invention is the antenna of the first and second antenna element array in which a plurality of polarization antenna elements are arranged in a row and the third antenna element array in which a single polarization element is arranged in a row. Superimposing a plurality of dielectrics on an antenna feed line connected to each of the elements, and transmitting and receiving to the first to third antenna element strings by varying the overlapping areas of the lowest antenna element, the lowest antenna element, and the overlapping dielectric material among the antenna elements. Adjusting the vertical beam width and the gain of the radiation pattern to be adjusted, and adjusting the vertical beam tilt of the radiation pattern by varying the overlapping area of the dielectric superimposed on each of the antenna elements.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 최상단의 안테나소자에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자에 연결되는 안테나 급전선과 최하단의 안테나소자에 인접하는 적어도 하나 이상의 안테나소자에 연결되는 안테나 급전선 각각에 중첩되는 유전체의 중첩면적을 가변하여 빔폭 가변범위를 확장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A control method of a tripole antenna system according to another exemplary embodiment of the present invention includes an antenna feed line connected to at least one antenna element adjacent to an antenna element at the top and an antenna connected to at least one antenna element adjacent to the lowest antenna element. The method may further include expanding a beam width variable range by varying an overlapping area of a dielectric overlapping each of the feed lines.
본 발명의 다른 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템의 제어방법 다수의 유전체 중에서 중앙에 위치한 유전체와 중첩되는 안테나 급전선에 고주파신호전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Control method of a tripole antenna system according to another embodiment of the present invention is characterized in that it further comprises the step of supplying a high-frequency signal power to the antenna feed line overlapping the dielectric placed in the center of the plurality of dielectrics.
이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 9.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트리폴 안테나 시스템은 수평으로 나란히 배열된 수신용의 두 개의 안테나소자열(21,22) 및 하나의 송신용 안테나소자열(23)과, 안테나소자열의 안테나소자들 각각에 연결된 안테나 급전선(30)과, 안테나소자들로부터 복사된 안테나 복사패턴의 수직빔폭을 가변시키기 위한 빔폭 가변 구동부(32), 제1 스텝모터(33) 및 제1 모터 구동부(34)와, 안테나소자들로부터 복사된 안테나 복사패턴의 수직빔틸트를 가변시키기 위한 빔틸트 가변 구동부(39), 제2 스텝모터(37) 및 제2 모터 구동부(38)와, 제1 및 제2 모터 구동부(34,38)를 원격지에서 제어하기 위한 원격 제어부(35)를 구비한다.3 and 4, the tripole antenna system according to the embodiment of the present invention, two antenna element strings 21 and 22 for reception and one antenna element string 23 for transmission arranged horizontally side by side. And an antenna feed line 30 connected to each of the antenna elements of the antenna element array, a beam width variable driver 32, a first step motor 33, and a first variable width variable for varying the vertical beam width of the antenna radiation pattern radiated from the antenna elements. A first motor driver 34, a beam tilt variable driver 39 for varying the vertical beam tilt of the antenna radiation pattern radiated from the antenna elements, a second step motor 37 and a second motor driver 38, A remote control unit 35 is provided to remotely control the first and second motor drives 34 and 38.
안테나소자열(21,22,23)의 안테나소자들 각각은 다이폴 안테나소자, 야기 안테나소자, 대수 안테나소자, 주기 안테나소자, 평면 안테나소자 등에서 선택된다. 안테나소자열(21,22,23) 각각에서 최상단에 배치된 첫 번째 안테나소자와 최하단에 배치된 안테나소자의 위상변화에 의해 수직빔폭이 가변된다. 또한, 안테나소자들 각각에 인가되는 고주파신호전력(RF)의 위상차 값에 의해 수직빔의 등위상전파면의 틸트각이 가변된다.The antenna elements of the antenna element arrays 21, 22, and 23 are each selected from dipole antenna elements, Yagi antenna elements, logarithmic antenna elements, periodic antenna elements, planar antenna elements, and the like. In each of the antenna element strings 21, 22, and 23, the vertical beam width is varied by the phase change of the first antenna element arranged at the top and the antenna element arranged at the bottom. In addition, the tilt angle of the equi-phase propagation surface of the vertical beam is changed by the phase difference value of the high frequency signal power RF applied to each of the antenna elements.
세 개의 안테나 소자열(21,22,23)은 수평으로 나란히 배치된다. 여기서, 제1 및 제2 안테나소자열(21,22)은 그들 사이의 간격이 작은 반면에 제3 안테나소자열(23)과 제1 및 제2 안테나소자열(22) 사이의 간격은 상대적으로 넓게 설정된다. 이는 제1 및 제2 안테나소자열(21,22)은 상호 직교하는 편파의 복사패턴을 수신하기 때문에 간섭이 거의 없는데 반하여, 제3 안테나소자열(23)과 제1 및 제2 안테나소자열(21,22)의 간격이 가까우면 제1 및 제2 안테나소자열(22)에 수신되는 복사패턴과 제3 안테나소자열(23)로부터 송출되는 복사패턴 사이에 간섭이 발생할 수 있기 때문이다. 이 트리폴 안테나 시스템의 길이는 송신용 안테나 소자열(23)이 수신용의 제1 및 제2 안테나 소자열(21,22)의 옆에 위치하게 되므로 종래의 트리폴 안테나 시스템에 비하여 적어도 송신용 안테나 소자열(23)의 길이 만큼 그 길이가 줄어 든다.The three antenna element arrays 21, 22, 23 are arranged side by side horizontally. Here, the spacing between the first and second antenna element strings 21 and 22 is small while the spacing between the third antenna element string 23 and the first and second antenna element strings 22 is relatively small. It is set wide. This is because the first and second antenna element strings 21 and 22 receive radiation patterns of mutually orthogonal polarizations, so that there is little interference, whereas the third antenna element string 23 and the first and second antenna element strings ( This is because interference between the radiation patterns received by the first and second antenna element strings 22 and the radiation patterns transmitted from the third antenna element string 23 may occur when the intervals of the 21 and 22 are close. The length of the tripole antenna system is at least for transmission as compared to the conventional tripole antenna system since the transmitting antenna element string 23 is located next to the receiving first and second antenna element strings 21 and 22. The length is reduced by the length of the antenna element array 23.
안테나 급전선(30)은 안테나소자열(21,22,23)의 안테나소자들 각각에 연결되어 안테나소자들에 고주파신호전력을 공급한다. 이 안테나 급전선(30)에는 안테나급전 콘넥터(40a,40b,40c)가 연결된다. 안테나급전 콘넥터(40a,40b,40c)는 도시하지 않은 기지국의 주급전케이블에 연결되어 도시하지 않은 기지국으로부터의 고주파신호전력(RF)을 안테나급전선(30)에 공급함과 아울러 안테나에 수신된 복사패턴에 의해 발생된 고주파신호전력(RF)을 기지국에 공급한다.The antenna feed line 30 is connected to each of the antenna elements of the antenna element strings 21, 22, and 23 to supply high frequency signal power to the antenna elements. Antenna feed connectors 40a, 40b, and 40c are connected to the antenna feed line 30. Antenna feed connectors 40a, 40b, and 40c are connected to main feed cables of a base station (not shown) to supply high frequency signal power (RF) from the base station (not shown) to the antenna feed line 30, and the radiation pattern received by the antenna. The high frequency signal power RF generated by the power supply is supplied to the base station.
빔폭 가변 구동부(32)는 안테나소자열(21,22,23) 각각에서 최상단에 배치된 첫 번째 안테나소자와 최하단에 배치된 마지막 안테나소자에 인가되는 고주파신호전력(RF)의 위상 변화를 일으킴으로써 안테나 복사패턴의 수직빔폭을 가변시키게 된다. 이 빔폭 가변 구동부(32)에 대한 상세한 설명은 후술된다.The variable beam width driver 32 generates a phase change of the high frequency signal power RF applied to the first antenna element disposed at the top and the last antenna element disposed at the bottom of each of the antenna element strings 21, 22, and 23. The vertical beam width of the antenna radiation pattern is varied. Detailed description of this variable width drive unit 32 will be described later.
빔틸트 가변 구동부(39)는 안테나소자열(21,22,23)의 안테나소자들 각각에 인가되는 고주파신호전력(RF)의 위상 변화를 일으킴으로써 안테나 복사패턴의 수직빔틸트를 가변시키게 된다. 이 빔틸트 가변 구동부(39)에 대한 상세한 설명은 후술된다.The beam tilt variable driver 39 varies the vertical beam tilt of the antenna radiation pattern by causing a phase change of the high frequency signal power RF applied to each of the antenna elements of the antenna element arrays 21, 22, and 23. The beam tilt variable drive unit 39 will be described in detail later.
제1 스텝모터(33)는 빔폭 가변 구동부(32)에 연결되어 빔폭 가변 구동부(32)의 구동을 자동화한다. 제2 스텝모터(37)는 빔틸트 가변 구동부(39)에 연결되어 빔틸트 가변 구동부(39)의 구동을 자동화한다. 제1 모터 구동부(34)는 원격 제어부(35)의 제어 하에 제1 스텝모터(33)를 구동한다. 마찬가지로, 제2 모터 구동부(38)는 원격 제어부(35)의 제어 하에 제2 스텝모터(37)를 구동한다.The first step motor 33 is connected to the variable beam width driver 32 to automate the driving of the variable beam width driver 32. The second step motor 37 is connected to the beam tilt variable driver 39 to automate the driving of the beam tilt variable driver 39. The first motor driver 34 drives the first step motor 33 under the control of the remote controller 35. Similarly, the second motor driver 38 drives the second step motor 37 under the control of the remote controller 35.
원격 제어부(35)는 운용자 또는 미리 설정된 프로그램에 의해 빔폭 가변 구동부(32)와 빔틸트 가변 구동부(39)를 원격지에서 제어 하여 원격지에서 수신용 안테나소자열과 송신용 안테나 소자열(21,22,23) 각각에서 수직빔의 빔폭과 수직빔의 틸트각을 가변하도록 한다. 이를 위하여, 원격 제어부(35)는 빔폭 데이터와 빔틸트 데이터가 저장된 메모리, 빔폭과 빔틸트 가변을 실행시키는 프로그램, 운용자로부터의 데이터나 명령을 입력하게 하는 입력장치 및 안테나 시스템의 현재상태 등을 출력하는 출력장치를 포함하는 컴퓨터 시스템을 포함한다.The remote control unit 35 controls the beam width variable driver 32 and the beam tilt variable driver 39 remotely by an operator or a preset program to remotely receive the antenna element array for transmission and the antenna element array for transmission 21, 22, and 23. In each case, the beam width of the vertical beam and the tilt angle of the vertical beam are varied. To this end, the remote control unit 35 outputs a memory in which the beam width data and the beam tilt data are stored, a program for executing the beam width and the beam tilt variable, an input device for inputting data or a command from an operator, and the current state of the antenna system. And a computer system including an output device.
도 5는 각각 6 개의 복편파 안테나소자들(1001 내지 1006)을 포함하는 제1 및 제2 안테나소자열(21,22)에 연결되는 빔폭 가변 구동부(32)와 빔틸트 가변 구동부(39)를 상세히 나타내는 평면도이다.FIG. 5 illustrates a beam width variable driver 32 and a beam tilt variable driver 39 connected to the first and second antenna element strings 21 and 22 including six double polarized antenna elements 1001 to 1006, respectively. It is a top view shown in detail.
도 5를 참조하면, 복편파 안테나소자들(1001 내지 1006) 각각은 +45도 편파(또는 수평편파)를 발생하는 제1 및 제3 안테나소자편(100a,100d)과 -45도 편파(또는 수직편파)를 발생하는 제2 및 제4 안테나소자편(100b,100c)을 포함한다.Referring to FIG. 5, each of the polarized polarization antenna elements 1001 to 1006 is polarized (or horizontally polarized) by the first and third antenna element pieces 100a and 100d that generate +45 degree polarization (or horizontal polarization). And second and fourth antenna element pieces 100b and 100c generating vertical polarization.
복편파 안테나소자들(1001 내지 1006) 각각은 제1 내지 제4안테나소자편들(100a 내지 100d)이 4 각형 형태로 배치된다. 제1 및 제3 안테나소자편(100a,100d)은 사각형 배치에서 서로 대향하는 두변에 배치되며 각각 +45도 편파가 공급되는 도시하지 않은 안테나 급전선에 연결된다. 제2 및 제4 안테나소자편(100b,100c)은 제1 및 제3 안테나소자편(100a,100d)의 사이에서 서로 대향하도록 배치되며 -45도 편파가 공급되는 안테나 급전선(30)에 연결된다. 이러한 복편파 안테나소자들(1001 내지 1006)은 다른 안테나소자 종류에 비하여 안테나 복사패턴의 수직편파와 수평편파의 간섭이 최소화된다.In each of the double polarized antenna elements 1001 to 1006, the first to fourth antenna element pieces 100a to 100d are arranged in a quadrangular shape. The first and third antenna element pieces 100a and 100d are arranged on two sides opposite to each other in a rectangular arrangement and are connected to an antenna feed line (not shown) supplied with +45 degree polarization, respectively. The second and fourth antenna element pieces 100b and 100c are arranged to face each other between the first and third antenna element pieces 100a and 100d and are connected to an antenna feed line 30 to which a -45 degree polarization is supplied. . The double polarized antenna elements 1001 to 1006 minimize the interference of the vertical polarization and the horizontal polarization of the antenna radiation pattern as compared to other antenna element types.
제1 및 제2 안테나소자열(21,22)의 수직빔폭을 가변시키기 위한 빔폭 가변 구동부(32)와 안테나 복사패턴의 동위상 전파면에 대한 경사각(틸트)를 가변시키기 위한 빔틸트 가변 구동부(39) 각각은 도 5와 도 7과 같이 회전노브(41a,41b)와, 회전노브(41a,41b)에 연결되는 유전체(42)와, 유전체(42)가 부착되며 회전노브(41a,41b)에 치합되는 랙기어(43)를 구비한다. 회전노브(41a,41b)의 표면에는 오른 나사 형태로 꼬여진 기어열이 형성된다. 이 회전노브(41a,41b)는 스텝모터(33,37)에 연동하여 스텝모터(33,37)와 동일한 방향으로 회전하여 랙기어(43)를 직선운동시키게 된다. 그리고 랙기어(43)는 회전노브(41a,41b)의 회전에 연동하여 직선운동함으로써 유전체(42)를 좌측 또는 우측(l,r)으로 직선운동시키게 된다. 예컨데, 회전노브(41a,41b)가 시계방향으로 회전하게 되면 우측(r)으로 랙기어(43)가 이동하게 되며, 회전노브(33a,33b)가 반시계방향으로 회전하게 되면 좌측(l)으로 랙기어(43)가 이동하게 된다.A beam width variable driver 32 for varying the vertical beam width of the first and second antenna element arrays 21 and 22 and a beam tilt variable driver for varying the inclination angle (tilt) of the in-phase propagation plane of the antenna radiation pattern ( 39. Each of the rotary knobs 41a and 41b, the dielectric 42 connected to the rotary knobs 41a and 41b, and the dielectric 42 are attached to the rotary knobs 41a and 41b as shown in FIGS. It is provided with a rack gear 43 is meshed with. On the surfaces of the rotary knobs 41a and 41b, a gear train twisted in the form of a right screw is formed. The rotary knobs 41a and 41b rotate in the same direction as the step motors 33 and 37 in conjunction with the step motors 33 and 37 to linearly move the rack gear 43. In addition, the rack gear 43 linearly moves in conjunction with the rotation of the rotary knobs 41a and 41b to linearly move the dielectric material 42 to the left or right (l, r). For example, when the rotary knobs 41a and 41b rotate clockwise, the rack gear 43 moves to the right (r), and when the rotary knobs 33a and 33b rotate counterclockwise, the left (l). The rack gear 43 is moved.
유전체(42)는 공기층을 사이에 두고 안테나 급전선(30)과 중첩되며, 유전율이 1 이상인 물질을 포함한다. 예를 들면, 유전체(42)는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene : 상품명 '테프론')을 포함한다. 이 유전체(42)는 랙기어(43)에 의해 직선운동함으로써 안테나 급전선(30)과 중첩되는 중첩면적이 변하게 된다. 이 유전체(42)에 비교적 긴 길이의 안테나 급전선(30)이 중첩될 수 있도록 안테나 급전선(30)에는 유전체(42)에 중첩되는 부분에서 'U'자 또는 'W'자 형태로 절곡된 절곡부(30a)가 형성된다. 여기서, 안테나 급전선(30)의 절곡부(30a,30b)는 유전체(42)와 중첩되기만 하면 되므로 'U'자 또는 'W'자 형태에 한정되는 것이 아니라 종래와 같이 절곡되지 않거나 다른 형태로 절곡될 수 있음은 물론이다.The dielectric 42 overlaps the antenna feed line 30 with an air layer therebetween, and includes a material having a dielectric constant of 1 or more. For example, the dielectric 42 comprises polytetrafluoroethylene (trade name 'Teflon'). The dielectric material 42 is linearly moved by the rack gear 43 so that the overlapped area overlapping the antenna feed line 30 is changed. A bent portion bent in a 'U' or 'W' shape at the portion overlapping the dielectric 42 so that the antenna feed line 30 having a relatively long length overlaps the dielectric 42. 30a is formed. Here, since the bent portions 30a and 30b of the antenna feed line 30 need only overlap the dielectric 42, they are not limited to the 'U' or 'W' shapes, but are not bent or bent in other forms as in the prior art. Of course it can be.
도 6은 각각 6 개의 싱글 편파 안테나소자들(2001 내지 2006)을 포함하는 제3 안테나소자열(23)에 연결되는 빔폭 가변 구동부(32)와 빔틸트 가변 구동부(39)를 상세히 나타내는 평면도이다.FIG. 6 is a plan view illustrating in detail a beam width variable driver 32 and a beam tilt variable driver 39 connected to a third antenna element string 23 including six single polarized antenna elements 2001 to 2006, respectively.
도 6을 참조하면, 제3 안테나소자열(23)의 수직빔폭을 가변시키기 위한 빔폭 가변 구동부(32)와 안테나 복사패턴의 동위상 전파면에 대한 경사각(틸트)을 가변시키기 위한 빔틸트 가변 구동부(39) 각각은 도 6 및 도 7과 같이 회전노브(41a,41b)와, 회전노브(41a,41b)에 연결되는 유전체(42)와, 유전체(42)가 부착되며 회전노브(41a,41b)에 치합되는 랙기어(43)를 구비한다. 회전노브(41a,41b)의 표면에는 오른 나사 형태로 꼬여진 기어열이 형성된다. 이 회전노브(41a,41b)는 스텝모터(33,37)에 연동하여 스텝모터(33,37)와 동일한 방향으로 회전하여 랙기어(43)를 직선운동시키게 된다. 그리고 랙기어(43)는회전노브(41a,41b)의 회전에 연동하여 직선운동함으로써 유전체(42)를 좌측 또는 우측(l,r)으로 직선운동시키게 된다. 예컨데, 회전노브(41a,41b)가 시계방향으로 회전하게 되면 우측(r)으로 랙기어(43)가 이동하게 되며, 회전노브(33a,33b)가 반시계방향으로 회전하게 되면 좌측(l)으로 랙기어(43)가 이동하게 된다.Referring to FIG. 6, the beam width variable driver 32 for varying the vertical beam width of the third antenna element array 23 and the beam tilt variable driver for varying the inclination angle (tilt) with respect to the in-phase propagation plane of the antenna radiation pattern 6 and 7, each of the rotary knobs 41a and 41b, the dielectric 42 connected to the rotary knobs 41a and 41b, and the dielectric 42 are attached to the rotary knobs 41a and 41b. Rack gear 43 is meshed with). On the surfaces of the rotary knobs 41a and 41b, a gear train twisted in the form of a right screw is formed. The rotary knobs 41a and 41b rotate in the same direction as the step motors 33 and 37 in conjunction with the step motors 33 and 37 to linearly move the rack gear 43. In addition, the rack gear 43 linearly moves in conjunction with the rotation of the rotary knobs 41a and 41b to linearly move the dielectric material 42 to the left or right (l, r). For example, when the rotary knobs 41a and 41b rotate clockwise, the rack gear 43 moves to the right (r), and when the rotary knobs 33a and 33b rotate counterclockwise, the left (l). The rack gear 43 is moved.
유전체(42)는 공기층을 사이에 두고 안테나 급전선(30)과 중첩되며, 유전율이 1 이상인 물질이다. 이 유전체(42)와 중첩되는 안테나 급전선(30)의 절곡부(30a,30b)는 'U'자 또는 'W'자 형태로 절곡되거나 그와 다른 형태로 절곡될 수 있다.The dielectric 42 overlaps the antenna feed line 30 with an air layer therebetween, and is a material having a dielectric constant of 1 or more. The bent portions 30a and 30b of the antenna feed line 30 overlapping the dielectric 42 may be bent in a 'U' or 'W' shape or bent in a different shape.
도 8 및 도 9를 결부하여 빔폭 가변 구동부(32)에 의한 수직빔폭의 변화를 설명하면 다음과 같다. 도 8은 도 5 및 도 6에 도시된 제1 내지 3 안테나소자열(21,22,23)의 첫 번째 안테나소자(1001,2001)과 마지막 안테나소자(1006,2006)에 각각 접속된 안테나 급전선(30)에 중첩되는 유전체(42)의 중첩폭 변화를 나타낸다. 도 9는 도 5 및 도 6과 같이 안테나 급전선(30)에 대한 유전체(42)의 중첩면적이 변화될 때의 단면 상태를 나타낸다.8 and 9, the change in the vertical beam width by the variable beam width driver 32 will be described below. 8 is an antenna feed line connected to the first antenna elements 1001 and 2001 and the last antenna elements 1006 and 2006 of the first to third antenna element strings 21, 22, and 23 shown in FIGS. The overlap width change of the dielectric material 42 superimposed on 30 is shown. 9 shows a cross-sectional state when the overlapping area of the dielectric 42 with respect to the antenna feed line 30 is changed as shown in FIGS. 5 and 6.
도 8 및 도 9에서 알 수 있는 바, 안테나 급전선(30)은 공기층을 사이에 두고 유전체(42)에 중첩된다. 회전노브(41a)가 시계방향으로 회전할 수록 랙기어(43)와 유전체(42)는 우측(r)으로 이동된다. 그러면 첫 번째 안테나소자(1001,2001)과 마지막 안테나소자(1006,2006)에 각각 접속된 안테나 급전선(30)과 유전체(42)의 중첩면적은 증가하게 된다. 이렇게 유전체(42)와의 중첩면적(ΔOvl)이 증가되면 안테나 급전선(30)을 경유하여 첫 번째안테나소자(1001,2001)와 마지막 안테나소자(1006,2006) 각각에 공급되는 고주파신호전력(RF)의 위상이 지연되어 제1 내지 제3 안테나소자들(21,22,23)로부터 복사되는 수직빔의 진행속도가 느려지게 되고 그 결과, 안테나 복사패턴의 수직빔폭이 커지고 수직빔폭이 커지는 만큼 이득이 감소된다. 이와 반대로, 회전노브(41a)가 반시계방향으로 회전할 수록 랙기어(31)와 유전체(32)는 좌측(l)으로 이동된다. 그러면 첫 번째 안테나소자(1001,2002)와 마지막 안테나소자(1006,2006)에 각각 접속된 안테나 급전선(30)과 유전체(42)의 중첩면적은 줄어된다. 이렇게 유전체(42)와의 중첩면적(ΔOvl)이 감소되면 안테나 급전선(30)을 경유하여 첫 번째 안테나소자(1001,2001)와 마지막 안테나소자(1006,2006) 각각에 공급되는 고주파신호전력(RF)의 위상 지연양이 상대적으로 작게되어 안테나소자(1001,1006)로부터 복사되는 수직빔의 진행속도가 빨라지게 되고 그 결과, 안테나 복사패턴의 수직빔폭이 작아지고 수직빔폭이 작아지는 만큼 이득이 증가된다.8 and 9, the antenna feed line 30 overlaps the dielectric 42 with the air layer therebetween. As the rotary knob 41a rotates clockwise, the rack gear 43 and the dielectric 42 move to the right side r. Then, the overlapping area of the antenna feed line 30 and the dielectric 42 connected to the first antenna elements 1001 and 2001 and the last antenna elements 1006 and 2006 respectively increases. When the overlap area ΔOvl with the dielectric 42 is increased, the high frequency signal power RF supplied to each of the first antenna element 1001 and 2001 and the last antenna element 1006 and 2006 via the antenna feed line 30 is increased. As the phase of the antenna is delayed, the propagation speed of the vertical beams radiated from the first to third antenna elements 21, 22, and 23 is slowed. As a result, the gain is increased as the vertical beam width of the antenna radiation pattern increases and the vertical beam width increases. Is reduced. On the contrary, as the rotary knob 41a rotates counterclockwise, the rack gear 31 and the dielectric 32 move to the left l. Then, the overlapping area of the antenna feed line 30 and the dielectric 42 connected to the first antenna elements 1001 and 2002 and the last antenna elements 1006 and 2006, respectively, is reduced. When the overlap area ΔOvl with the dielectric 42 is reduced, the high frequency signal power RF supplied to each of the first antenna element 1001 and 2001 and the last antenna element 1006 and 2006 via the antenna feed line 30 is reduced. As the amount of phase delay of R is relatively small, the traveling speed of the vertical beam radiated from the antenna elements 1001 and 1006 is increased, and as a result, the gain is increased as the vertical beam width of the antenna radiation pattern is reduced and the vertical beam width is reduced. .
한편, 빔폭 가변 구동부(32)는 첫 번째 안테나소자(1001,2001)에 인접하는 다른 적어도 하나 이상의 다른 안테나 소자에 연결되는 안테나 급전선과 마지막 안테나소자(1006,2006)에 인접하는 적어도 하나 이상의 다른 안테나 소자에 연결되는 안테나 급전선 각각에 중첩되는 유전체(42)의 중첩면적을 가변하여 빔폭 가변범위를 확장할 수 있다.On the other hand, the variable beam width driver 32 is an antenna feed line connected to at least one other antenna element adjacent to the first antenna element (1001, 2001) and at least one other antenna adjacent to the last antenna element (1006, 2006) The overlapping area of the dielectric 42 overlapping each of the antenna feed lines connected to the device may be varied to extend the beam width variable range.
도 10 및 도 11을 결부하여 빔틸트 가변 구동부(39)에 의한 수직빔틸트의 변화를 설명하면 다음과 같다. 도 10은 도 5 및 도 6에서 제1 내지 제3 안테나소자열(21,22,23)의 안테나소자들(1001 내지 1006, 2001 내지 2006) 각각에 접속된 안테나 급전선(30)에 중첩되는 유전체(42)의 중첩폭 변화를 나타낸다. 도 11은 도 10과 같이 안테나 급전선(30)에 대한 유전체(42)의 중첩면적이 변화될 때 제1 내지 제3 안테나소자열(21,22,23)로부터 방출되는 안테나 복사패턴(50)의 수직빔틸트를 나타낸다.10 and 11, the change of the vertical beam tilt by the beam tilt variable driver 39 is as follows. FIG. 10 is a dielectric overlapping the antenna feed line 30 connected to each of the antenna elements 1001 to 1006, 2001 to 2006 of the first to third antenna element strings 21, 22, and 23 in FIGS. 5 and 6. The overlap width change of (42) is shown. FIG. 11 illustrates the antenna radiation pattern 50 emitted from the first to third antenna element strings 21, 22, and 23 when the overlap area of the dielectric 42 with respect to the antenna feed line 30 is changed as shown in FIG. 10. Vertical beam tilt.
도 10 및 도 11을 참조하면, 안테나 급전선(30)은 공기층을 사이에 두고 유전체(42)에 중첩된다. 회전노브(41b)가 시계방향으로 회전할 수록 랙기어(43)와 유전체(42)는 우측(r)으로 이동된다. 그러면 중앙의 유전체(42C)와 중첩된 안테나급전선(30)에 있어서 좌측의 중첩면적은 우측의 중첩면적보다 감소되고 그 결과, 제3 안테나소자(1003,2003)과 제4 안테나소자(1004,2004)로부터 방출되는 안테나 복사패턴(50)의 등위상 전파면(60)은 θ만큼 틸트되어진다. 이 때, 제3 안테나소자(1003,2003)에서는 +θ만큼 그리고 제4 안테나소자(1004,2004)에서는 -θ만큼 안테나 복사패턴(50)의 등위상 전파면(60)이 틸트되어진다. 이와 동시에, 제2 안테나소자(1002,2002)와 제5 안테나소자(1005,2005)에 고주파신호전력(RF)을 공급하기 위한 안테나 급전선(30)은 두 개의 유전체(42)에 중첩된다. 그리고 제1 안테나소자(1001,2001)와 제6 안테나소자(1006,2006)에 고주파신호전력(RF)을 공급하기 위한 안테나 급전선(30)은 세 개의 유전체(42)에 중첩된다. 이 때문에 제2 안테나소자(1002,2002)와 제5 안테나소자(1005,2006)에 공급되는 고주파 신호전력(RF)은 제3 안테나소자(1003) 또는 제4 안테나소자(1004)에 비하여 위상이 2 배만큼 지연되고, 제1 안테나소자(1001,2006)와 제6 안테나소자(1006,2006)에 공급되는 고주파 신호전력(RF)은 제3 안테나소자(1003,2003) 또는 제4 안테나소자(1004,2004)에 비하여 위상이 3 배만큼 지연된다. 따라서, 제1 내지 제3 안테나소자열(21,22,23)로부터 방출되는 안테나 복사패턴(50)의 등위상 전파면(60)은 유전체(42)의 중첩면적에 따라 그 틸트각이 조정된다.10 and 11, the antenna feed line 30 overlaps the dielectric 42 with the air layer therebetween. As the rotary knob 41b rotates clockwise, the rack gear 43 and the dielectric 42 move to the right side r. Then, the overlapped area on the left side of the antenna feed line 30 overlapped with the center dielectric 42C is reduced than the overlapped area on the right side. As a result, the third antenna elements 1003 and 2003 and the fourth antenna elements 1004 and 2004 are reduced. The equi-phase propagation surface 60 of the antenna radiation pattern 50 emitted from) is tilted by θ. At this time, the equi-phase propagation surface 60 of the antenna radiation pattern 50 is tilted by + θ in the third antenna elements 1003 and 2003 and -θ in the fourth antenna elements 1004 and 2004. At the same time, the antenna feed line 30 for supplying the high frequency signal power RF to the second antenna elements 1002 and 2002 and the fifth antenna elements 1005 and 2005 overlaps the two dielectrics 42. The antenna feed line 30 for supplying the high frequency signal power RF to the first antenna elements 1001 and 2001 and the sixth antenna elements 1006 and 2006 overlaps the three dielectrics 42. Therefore, the high frequency signal power RF supplied to the second antenna elements 1002 and 2002 and the fifth antenna elements 1005 and 2006 has a phase different from that of the third antenna element 1003 or the fourth antenna element 1004. Delayed by twice, and the high frequency signal power RF supplied to the first antenna elements 1001 and 2006 and the sixth antenna elements 1006 and 2006 is the third antenna element 1003 or 2003 or the fourth antenna element ( Compared to 1004,2004). Therefore, the tilt angle of the equi-phase propagation surface 60 of the antenna radiation pattern 50 emitted from the first to third antenna element strings 21, 22, 23 is adjusted according to the overlapping area of the dielectric 42. .
아래의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 시뮬레이션에 시편으로써 선택된 안테나는 수직빔을 발생하기 위한 안테나소자가 수직으로 12 개 배치되었다.Table 1 below shows simulation results of the antenna system according to the embodiment of the present invention. In the simulation, the antennas selected as specimens were arranged vertically with 12 antenna elements for generating vertical beams.
표 1에서 알 수 있는 바, 제1 내지 제3 안테나소자열(21,22,23) 각각에 있어서 가장 상단에 배치된 제1 안테나 소자(소자1)와 가장 하단에 배치된 제12 안테나소자(소자12)가 위상 지연값이 달라지게 되면 그 위상지연값에 따라 안테나 복사패턴(20)의 수직빔폭이 9.5도, 12도, 14도 등으로 변하게 된다. 또한, 제6 및 제7 안테나소자들(소자 6, 7)을 중심으로 하여 좌측으로 갈수록 + 방향으로 위상이 증가하고 우측으로 갈수록 - 방향으로 위상이 증가하면 안테나 복사패턴(20)의 수직빔 틸트가 0도, 3도, 6도 등으로 변하게 된다.As can be seen from Table 1, in each of the first to third antenna element strings 21, 22 and 23, the first antenna element (element 1) disposed at the top and the twelfth antenna element disposed at the bottom ( When the element 12 has a different phase delay value, the vertical beam width of the antenna radiation pattern 20 changes to 9.5 degrees, 12 degrees, 14 degrees, or the like according to the phase delay value. Also, when the phase increases in the + direction toward the left side and increases in the-direction toward the right side with respect to the sixth and seventh antenna elements (elements 6 and 7), the vertical beam tilt of the antenna radiation pattern 20 is performed. Is changed to 0 degrees, 3 degrees, 6 degrees, or the like.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 복사패턴의 폭과 이득 및 틸트의 가변을 위한 트리폴 안테나 시스템과 이를 이용한 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 수신용과 송신용의 안테나소자열을 수평으로 나란하게 배치시켜 안테나의 전체 길이를 종래의 트리폴 안테나 시스템에 비하여 그 길이를 대략 1/2 이하로 줄일 수 있게 된다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 복사패턴의 폭과 이득 및 틸트의 가변을 위한 트리폴 안테나 시스템과 이를 이용한 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 안테나소자열들 각각에서 빔폭을 결정하기 위한 안테나소자에 연결되는 안테나 급전선 상에 유전체를 중첩시키고 그 중첩면적을 변화시킴으로써 안테나 복사패턴의 수직빔폭과 이득을 조정하고, 안테나소자들의 안테나소자들 각각에 연결되는 안테나 급전선 상에 유전체를 중첩시키고 그 중첩면적을 변화시킴으로써 안테나 복사패턴의 수직빔틸트를 조정하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 안테나 복사패턴의 폭과 이득 및 틸트의 가변을 위한 트리폴 안테나 시스템과 이를 이용한 트리폴 안테나 시스템의 제어방법은 안테나 특성의 변경 요구시에 안테나를 새로 교체할 필요없이 최소한의 시간으로 안테나 특성을 가변시킬 수 있으므로 서비스 환경변화에 신속히 대처할 수 있고 망최적화에 필요한 안테나를 구현할 수 있게 되고, 수직빔폭 가변 기능과 틸트 가변 기능을 동시에 갖고 있기 때문에 망최적화에 요구되는 안테나 특성을 다양하게 구현할 수 있다.As described above, the tripole antenna system for varying the width, the gain, and the tilt of the antenna radiation pattern according to the embodiment of the present invention, and the control method of the tripole antenna system using the same, the antenna element sequence for receiving and transmitting By placing them side by side horizontally, the overall length of the antenna can be reduced to approximately 1/2 or less compared to conventional tripole antenna systems. Furthermore, according to an embodiment of the present invention, a tripole antenna system for varying the width, gain, and tilt of an antenna radiation pattern and a control method of a tripole antenna system using the antenna antenna for determining the beam width in each of the antenna element sequences By superimposing the dielectric on the antenna feed line connected to and changing the overlap area, the vertical beam width and gain of the antenna radiation pattern are adjusted, and the dielectric is superimposed on the antenna feed line connected to each of the antenna elements of the antenna elements. By varying the vertical beam tilt of the antenna radiation pattern is adjusted. As a result, the tripole antenna system for varying the width, the gain, and the tilt of the antenna radiation pattern according to the present invention, and the control method of the tripole antenna system using the same can be minimized without requiring a new antenna replacement when the antenna characteristic is changed Because the antenna characteristics can be changed in time, it is possible to quickly cope with changes in service environment and to implement the antenna necessary for network optimization, and because it has the function of vertical beam width and tilt variable at the same time, the antenna characteristics required for network optimization Various implementations are possible.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020070307A KR100595893B1 (en) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020070307A KR100595893B1 (en) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040042145A true KR20040042145A (en) | 2004-05-20 |
KR100595893B1 KR100595893B1 (en) | 2006-07-03 |
Family
ID=37338966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020070307A KR100595893B1 (en) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100595893B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100598736B1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-07-10 | 주식회사 엘지텔레콤 | Small-sized Tripol Antenna |
KR20190114257A (en) | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 주식회사 에이스테크놀로지 | Apparatus for controlling antenna tilt and system comprising the same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101228986B1 (en) | 2012-12-06 | 2013-02-12 | 주식회사 선우커뮤니케이션 | Device for controlling beam-tilt of antenna |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19823749C2 (en) * | 1998-05-27 | 2002-07-11 | Kathrein Werke Kg | Dual polarized multi-range antenna |
JP3310260B2 (en) * | 2000-07-19 | 2002-08-05 | 日本電業工作株式会社 | Phase shifter |
KR100480159B1 (en) * | 2002-10-22 | 2005-04-07 | 주식회사 엘지텔레콤 | Antenna system of variable beam width and method of varying beam width |
-
2002
- 2002-11-13 KR KR1020020070307A patent/KR100595893B1/en active IP Right Grant
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100598736B1 (en) * | 2003-04-30 | 2006-07-10 | 주식회사 엘지텔레콤 | Small-sized Tripol Antenna |
KR20190114257A (en) | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 주식회사 에이스테크놀로지 | Apparatus for controlling antenna tilt and system comprising the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100595893B1 (en) | 2006-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10804606B2 (en) | Broadband low-beam-coupling dual-beam phased array | |
US6504510B2 (en) | Antenna system for use in a wireless communication system | |
US6963314B2 (en) | Dynamically variable beamwidth and variable azimuth scanning antenna | |
US6956537B2 (en) | Co-located antenna array for passive beam forming | |
CN101331647B (en) | Variable beam controlling antenna in mobile communication base station | |
CN107785665B (en) | Mixed structure dual-frequency dual-beam three-column phased array antenna | |
CN1868089A (en) | Vertical electrical downtilt antenna | |
JP4045793B2 (en) | Multi-beam control antenna system, base station and method | |
US10931032B2 (en) | Split diamond antenna element for controlling azimuth pattern in different array configurations | |
WO2024146248A1 (en) | Array antenna | |
CA2506198C (en) | Two-dimensional antenna array | |
KR100595893B1 (en) | Tripol antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same | |
JP3922969B2 (en) | Array antenna apparatus and radio communication apparatus using the same | |
CN112366454A (en) | Active array antenna and mobile communication base station | |
KR20130035052A (en) | A variable electrical tilt omni-antenna using a parallel feeding method | |
JP3410357B2 (en) | Antenna device | |
KR100562851B1 (en) | Antenna system for width and gain and electric tilt of antenna radiation pattern and method for controling the same | |
CN115133287A (en) | Antenna array side reflecting element with isolating circuit and array antenna | |
CN113540794A (en) | Phase shifting device, antenna and base station | |
JP3822607B2 (en) | Array antenna | |
KR20040005104A (en) | Antenna capable of varying beam tilt | |
KR100480159B1 (en) | Antenna system of variable beam width and method of varying beam width | |
US20210273332A1 (en) | Electromagnetic wave control device | |
KR100685313B1 (en) | Antenna system for controling horizontal beam and vertical beam of antenna radiation pattern and method of controling the same | |
KR20020041609A (en) | Phase shifter for controlling beam tilt in wireless communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090512 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120516 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180511 Year of fee payment: 15 |