KR100856785B1 - Broad band high gain dual polarized dipole antenna - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호를 접지하는 접지부와 상기 접지부에 연결되어 수직으로 형성되는 한 쌍의 발룬부와 상기 한 쌍의 발룬부와 대응되게 형성되는 한쌍의 급전부와 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 상기 한 쌍의 발룬부 및 급전부 각각에 연결되어 형성되는 제 1 복사부와 상기 제 1 복사부의 X 자형의 네 개의 다이폴 가지 각각에 형성되는 연결라인 및 상기 연결라인에 결합되어 상기 제 1 복사부의 하부층에 상기 제 1 복사부의 각 다이폴 가지와 각각으로 대응되게 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 형성되는 제 2 복사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나에 관한 것이다.According to the present invention, a ground part for grounding a signal, a pair of balun parts connected to the ground part vertically, a pair of feed parts formed corresponding to the pair of balun parts, and four dipole branches are X-shaped. A first radiation portion connected to each of the pair of baluns and a feeder, and a connection line formed on each of four X-shaped dipole branches of the first radiation portion, and coupled to the connection line, the first radiation portion It relates to a wideband high-gain dual polarized dipole antenna, characterized in that the lower layer is composed of a second radiator having four dipole branches formed in an X shape corresponding to each dipole branch of the first radiator.

따라서, 본 발명은 상기 제 1 복사부의 하단에 상기 제 1 복사부와 대응되는 제 2 복사부를 연결라인으로 연결하여 접지부와 다이폴 사이의 간격을 다양하게 함으로써 고이득 특성을 발생하는 효과가 있다.Therefore, the present invention has the effect of generating a high gain characteristic by varying the distance between the ground portion and the dipole by connecting the second radiation portion corresponding to the first radiation portion to the lower end of the first radiation portion by a connection line.

복사, 고이득, 광대역, 발룬, 다이폴, 편파 Radiation, high gain, broadband, balun, dipole, polarized

Description

광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나 {Broad band high gain dual polarized dipole antenna} Broad band high gain dual polarized dipole antenna

도 1은 기존 이중편파 턴스타일 다이폴 안테나의 세부도1 is a detailed view of a conventional dual polarized turn style dipole antenna

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고이득 이중편파 다이폴 안테나의 단면도2 is a cross-sectional view of a high gain dual polarized dipole antenna according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고이득 이중편파 턴스타일 다이폴 안테나의 세부도3 is a detailed view of a high gain dual polarization turn style dipole antenna in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 이득의 비교도Figure 4 is a comparison of the antenna gain according to an embodiment of the present invention

* 주요 도면부호에 대한 설명 ** Description of the main drawing codes *

100 : 접지부 200 : 발룬부100: ground portion 200: balun portion

210 : 급전부 300 : 제 1 복사부210: feeder 300: first copy unit

350 : 연결라인 400 : 제 2 복사부350: connection line 400: second copy unit

본 발명은 고이득 이중편파 다이폴 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다단의 복사부를 형성하여 고이득의 안테나 특성을 제공하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high gain dual polarized dipole antenna, and more particularly to providing high gain antenna characteristics by forming multiple stages of radiation.

종래의 이중편파 다이폴 안테나에 관한 기술로서, 턴스타일 안테나는 두 개의 다이폴을 중앙부를 중심으로 서로 직각이 되도록 교차시켜 각각의 다이폴이 수직, 수평 편파 또는 +45˚, -45˚ 편파를 형성하여 동작하도록 한 것이다. 이는 이중 편파특성을 얻기 위한 구성으로 기존의 다이폴을 그대로 사용하는 만큼 기존 다이폴의 특성에서 크게 달라진 점이 없다.As a related art for a dual polarized dipole antenna, a turn-style antenna intersects two dipoles so that they are perpendicular to each other about a center portion so that each dipole forms a vertical, horizontal polarized wave, or a + 45 ° or -45 ° polarized wave. I did it. This is a configuration for obtaining the dual polarization characteristics, so as to use the existing dipole as it is, there is no significant difference in the characteristics of the existing dipole.

또한 공개특허공보 제2001-0040623은 다이폴은 반사체 앞에 배열되어서 위로부터 보았을 때 쌍극자방형을 형성하며 각 쌍극자는 대칭선을 경유하여 전류가 공급된다. 이중편파 다이폴 안테나는 쌍극자의 구조적으로 설정된 배열에 대하여 +45˚ 또는 -45˚ 각도로 편파된 전기복사를 전달한다. 각각의 반쌍극자에 이르는 대칭선 또는 근사대칭선은 서로에 대하여 수직인 인접되는 반쌍극자의 대응하는 1/2선이 전기적으로 연결이 되도록 서로 연결이 되어있으며 반경방향으로 반대인 반쌍극자에 전원공급으로 1차편파가 생기며 이에 대하여 직교인 제 2 편파를 감결합 시키는 기술이었다.      In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-0040623 discloses that dipoles are arranged in front of a reflector to form a dipole square when viewed from above, and each dipole is supplied with current via a symmetry line. Dual polarized dipole antennas deliver polarized polarized radiation at + 45 ° or -45 ° angles for the dipole's structurally arranged array. The symmetry line or approximate symmetry line leading to each half dipole is connected to each other such that the corresponding one half line of adjacent half dipoles perpendicular to each other is electrically connected and energized to the opposite half dipoles in the radial direction. The first polarization occurs, which is a technique of decoupling the orthogonal second polarization.

그러나, 상기 종래의 안테나의 대역폭이 해당 다이폴의 전기적 길이에 의존하여 대역에 한계가 있으며 해당 대역 내에서만 고 이득을 보장 할 수 있다는 단점이 있다.However, the bandwidth of the conventional antenna is limited in the band depending on the electrical length of the corresponding dipole, and there is a disadvantage that high gain can be guaranteed only in the band.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 다이폴을 다단으로 구성하여 각단의 다이폴이 접지부와 서로 다른 간격을 갖게 함으로서 고이득 및 광대역 특성의 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a high-gain and broadband characteristics antenna by having a plurality of dipoles in multiple stages so that the dipoles of each stage have a different distance from the ground portion Its purpose is to.

또 다른 목적은 상기 제 1 복사부와 제 2 복사부가 전기적으로 연결되어 안테나의 크기를 유지하면서 서로 다른 주파수대역에서 동작함으로, 동일 주파수에서 안테나의 크기가 축소되는 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an antenna in which the first radiation unit and the second radiation unit are electrically connected and operate in different frequency bands while maintaining the size of the antenna, thereby reducing the size of the antenna at the same frequency.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 이중편파 다이폴 안테나는, 신호를 접지하는 접지부와, 상기 접지부에 연결되어 수직으로 형성되는 한 쌍의 발룬부와, 상기 한 쌍의 발룬부와 대응되게 형성되는 한쌍의 급전부와, 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 상기 한 쌍의 발룬부 및 급전부 각각에 연결되어 형성되는 제 1 복사부와, 상기 제 1 복사부의 X 자형의 네 개의 다이폴 가지 각각에 형성되는 연결라인 및 상기 연결라인에 결합되어 상기 제 1 복사부의 하부층에 상기 제 1 복사부의 각 다이폴 가지와 각각으로 대응되게 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 형성되는 제 2 복사부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a wideband dual polarization dipole antenna according to an embodiment of the present invention includes a ground portion for grounding a signal, a pair of balun portions vertically connected to the ground portion, and a pair of A pair of feed portions formed corresponding to the balloon portion, four dipole branches connected to each of the pair of balun portions and the feed portion in an X shape, and an X-shaped portion of the first radiation portion A connection line formed on each of the four dipole branches, and a second radiation coupled to the connection line so that four dipole branches are formed in an X shape on the lower layer of the first copy unit to correspond to each dipole branch of the first copy unit, respectively. It is characterized by consisting of wealth.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 복사부와 상기 제 2 복사부는 연결라인에 의하여 고정 지지되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the first copying unit and the second copying unit may be fixedly supported by a connection line.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 한쌍의 급전부는 상기 한쌍의 발룬부와 상호 교차되게 연결되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the pair of feeders may be connected to cross the pair of baluns.

삭제delete

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 복사부에 형성된 네 개의 다이폴 가지 각각은 직교하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, each of the four dipole branches formed on the first radiation unit is characterized by being orthogonal.

본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 2 복사부에 형성된 네 개의 다이폴 가지 각각은 직교하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, each of the four dipole branches formed in the second radiation unit is characterized by being orthogonal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광대역 이중편파 다이폴 안테나의 단면도로서, 신호를 접지하는 접지부(100)와, 상기 접지부(100)에 연결되어 수직으로 형성되는 한 쌍의 발룬부(200)와, 상기 한 쌍의 발룬부(200)와 대응되게 형성되는 한쌍의 급전부(210)와, 네 개의 다이폴 가지가 상기 발룬부(200)와 급전부(210) 각각에 연결되어 X 자형으로 형성되는 제 1 복사부(300)와, 상기 제 1 복사부(300)에 형성된 네 개의 다이폴 가지에 각각으로 형성된 연결라인(350) 및 상기 연결라인(350)에 결합되어 상기 제 1 복사부(300)의 하부층에 상기 제 1 복사부(300)의 각 다이폴 가지와 각각으로 대응되게 형성되어 X 자형의 네 개의 다이폴 가지로 형성되는 제 2 복사부(400)로 이루어진다.2 is a cross-sectional view of a broadband dual polarization dipole antenna according to an embodiment of the present invention, a ground portion 100 for grounding a signal, and a pair of balun portions vertically connected to the ground portion 100 ( 200, a pair of feed portions 210 formed to correspond to the pair of balloon portions 200, and four dipole branches are connected to each of the balloon portion 200 and the feed portion 210 to form an X shape. The first radiation unit 300 and the connection line 350 formed on each of the four dipole branches formed in the first radiation unit 300 and the connection line 350 is coupled to the first radiation unit A second radiation part 400 is formed on the lower layer of 300 to correspond to each dipole branch of the first radiation unit 300 and is formed of four X-shaped dipole branches.

보다 상세하게는, 상기 한 쌍의 발룬부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 접지부(100)에 수직으로 형성되고, 상기 발룬부(200)와 대응되게 형성되는 한 쌍의 급전부(210)는 상기 제 1 복사부(300)에 신호를 급전함으로써, 상기 발룬부(200)와 상기 급전부(210)는 상기 제 1 복사부(300)를 고정 지지할 뿐만 아니라, 상기 제 1 복사부(300)에 신호를 급전한다.In more detail, the pair of baluns 200 is formed perpendicular to the ground part 100, as shown in FIG. 3, and a pair of feeders formed to correspond to the baluns 200. 210 feeds a signal to the first copying unit 300, so that the balun unit 200 and the feeding unit 210 not only fix and support the first copying unit 300, but also the first copying unit 300. The signal is supplied to the copy unit 300.

상기 제 1 복사부(300)는 네 개의 다이폴 가지들이 서로 X 자형으로 직교되게 형성되고, 상기 X 자형으로 직교된 네 개의 다이폴 가지들은 상기 한 쌍의 발룬부(200)와 상기 한 쌍의 급전부 각각에 연결되기 때문에 따라서, 상기 다수개의 다이폴 가지에는 상호 교차되게 형성된 급전부(210)에 의해서 고정 지지될 뿐만 아니라 급전신호를 공급받기 때문에 상기 제 1 복사부(300)의 형상에 따라 수직, 수평의 이중편파 또는 ±45˚의 이중편파를 발생한다.The first copying unit 300 has four dipole branches orthogonal to each other in an X-shape, and the four dipole branches orthogonal to the X-shape are the pair of baluns 200 and the pair of feeders. Therefore, since the plurality of dipole branches are fixedly supported by the feeder 210 formed to cross each other and are supplied with a feed signal, the plurality of dipole branches may be vertically or horizontally provided according to the shape of the first radiation unit 300. Generate a double polarization of ± 45 °

또한, 상기 제 1 복사부(300)에는 연결라인(350)을 통하여 상기 제 2 복사부(400)를 고정 지지하고, 제 1 및 제 2 복사부(300, 400)가 서로 전기적으로 연결되어 제 1 및 제 2 복사부(300, 400)가 각각으로 동작하여 최종적으로 고이득의 안테나 특성을 나타낸다.In addition, the first copying unit 300 is fixedly supported by the second copying unit 400 through the connection line 350, the first and second copying unit (300, 400) is electrically connected to each other The first and second radiators 300 and 400 operate respectively, finally exhibiting high gain antenna characteristics.

상기 제 2 복사부(400)는 상기 연결라인(350)에 의해서 상기 제 1 복사부(300)와 연결되어 고정 지지되어 다단으로 형성되고, 상기 제 1 복사부(300)와 상기 연결라인(350)의 길이만큼 이격되어 동작함으로써, 광대역 및 고이득의 안테나특성을 획득할 수 있다.The second copying unit 400 is connected to the first copying unit 300 by the connection line 350 to be fixedly supported and formed in multiple stages, and the first copying unit 300 and the connection line 350 By operating apart from each other by the length of), wideband and high gain antenna characteristics can be obtained.

특히, 상기 제 2 복사부(400)는 각각의 연결라인(350)으로 연결되어 상기 제 1 복사부(300)와는 서로 다른 접지부(100)와의 간격을 가지고 있어, 각각의 다른 접지부(100)의 간격에 의한 복사특성이 서로 합하여지는 역할을 함으로써 안테나의 이득 특성이 향상된다. In particular, the second radiation unit 400 is connected to each connection line 350 and has a distance from the ground unit 100 different from the first radiation unit 300, so that each other ground unit 100 The gain characteristic of the antenna is improved by playing a role that the radiation characteristics due to the interval of) are added to each other.

이때, 제 1 복사부(300)와 제 2 복사부(400)의 이격 거리와 중첩되어지는 위치에 따라 임피던스의 허수부인 커패시턴스가 다르므로 임피던스 매칭의 한 요소가 될 수 있다.At this time, the capacitance, which is an imaginary part of impedance, varies depending on the overlapping distance between the first copying unit 300 and the second copying unit 400, and thus may be an element of impedance matching.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 안테나 이득의 비교도로서, 삼각기호는 도1 에 해당하는 종래의 턴스타일 다이폴 안테나에 해당하는 주파수에 따른 이득값을 나타내고, 사각기호는 도3에 해당하는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 복사부(400)가 추가된 턴스타일 다이폴로 구현한 안테나의 이득치값을 각각 나타낸 것이다.Figure 4 is a comparison of the antenna gain according to an embodiment of the present invention, a triangular symbol represents a gain value according to the frequency corresponding to the conventional turn-style dipole antenna corresponding to Figure 1, a square symbol corresponds to Figure 3 The gain values of the antenna implemented by the turn-style dipole to which the second copying unit 400 is added according to an embodiment of the present invention are shown.

보다 상세하게는, 단일하게 형성된 종래의 안테나 이득특성보다 본 발명에 따른 제 1 복사부(300)와 제 2 복사부(400)를 다단으로 형성한 안테나가 보다 넓은 대역에서 이득특성이 향상되어 현재 운용중인 PCS, WCDMA, WiMax 서비스용 안테나에서 안정적으로 동작이 가능함을 알 수 있다.More specifically, the gain characteristics of the antenna having the first radiation unit 300 and the second radiation unit 400 formed in multiple stages according to the present invention are improved in a wider band than the conventional antenna gain characteristics formed as a single unit. It can be seen that it can be stably operated in the PCS, WCDMA, and WiMax service antennas in operation.

지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.The present invention has been described in detail so far, but the embodiments mentioned in the process are only illustrative and are not intended to be limiting, and the present invention is provided by the following claims and the technical spirit and field of the present invention. Within the scope not departing from the scope of the present invention, changes in the components that can be coped evenly will fall within the scope of the present invention.

본 발명은 상기 제 1 복사부의 하부에 제 2 복사부를 연결라인으로 연결하여 제 2 복사부 또한 동작함으로서 접지부와 각각의 복사부와의 간격을 다양하게 함으로서 고이득 특성을 발생하고, 이로 인해 배열 안테나 설계에서 있어서 동일한 이득을 얻기 위해 다수개의 안테나를 배열함에 있어서 종래의 안테나 보다 적은수의 안테나를 사용함으로 비용절감과 안테나 전체 길이를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.  The present invention generates a high gain characteristic by varying the distance between the ground portion and each of the radiating portions by operating the second radiating portion by connecting the second radiating portion to the lower portion of the first radiating portion with a connection line, thereby arranging the arrangement. In the antenna design, in order to obtain a plurality of antennas in order to obtain the same gain, by using a smaller number of antennas than the conventional antennas, cost reduction and overall antenna length can be obtained.

Claims (6)

신호를 접지하는 접지부와;A grounding part for grounding a signal; 상기 접지부에 연결되어 수직으로 형성되는 한 쌍의 발룬부와;A pair of baluns connected to the ground and vertically formed; 상기 한 쌍의 발룬부와 대응되게 형성되는 한쌍의 급전부와;A pair of feeders formed to correspond to the pair of baluns; 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 상기 한 쌍의 발룬부 및 급전부 각각에 연결되어 형성되는 제 1 복사부와;A first radiating portion having four dipole branches connected to each of the pair of balun portions and the feeding portion in an X shape; 상기 제 1 복사부의 X 자형의 네 개의 다이폴 가지 각각에 형성되는 연결라인; 및Connecting lines formed on each of four X-shaped dipole branches of the first radiation unit; And 상기 연결라인에 결합되어 상기 제 1 복사부의 하부층에 상기 제 1 복사부의 각 다이폴 가지와 각각으로 대응되게 네 개의 다이폴 가지가 X 자형으로 형성되는 제 2 복사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나.Broadband high-gain dual polarization coupled to the connection line comprises a second radiation portion having four dipole branches formed in an X shape to correspond to each dipole branch of the first radiation portion, respectively, on the lower layer of the first radiation portion. Dipole Antenna. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 복사부와 상기 제 2 복사부는 연결라인에 의하여 고정 지지되는 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나.The wideband high gain dual polarization dipole antenna of claim 1, wherein the first radiation unit and the second radiation unit are fixedly supported by a connection line. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 한 쌍의 급전부는 상기 한 쌍의 발룬부와 상호 교차되게 연결되는 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나.The wideband high gain dual polarization dipole antenna according to claim 1 or 2, wherein the pair of feed portions are connected to cross the pair of balun portions. 삭제delete 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 복사부에 형성된 네 개의 다이폴 가지 각각은 직교하는 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나.4. The wideband high gain dual polarization dipole antenna of claim 3, wherein each of the four dipole branches formed in the first radiation portion is orthogonal to each other. 청구항 5에 있어서, 상기 제 2 복사부에 형성된 네 개의 다이폴 가지 각각은 직교하는 것을 특징으로 하는 광대역 고이득 이중편파 다이폴 안테나.6. The wideband high gain dual polarization dipole antenna of claim 5, wherein each of the four dipole branches formed in the second radiation portion is orthogonal to each other.
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