特許 5969703 移動通信システムの小型基地局

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969703

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】移動通信システムの小型基地局

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/38 20150101AFI20160804BHJP

   H04W 88/08 20090101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/38

   H04W88/08

【請求項の数】10

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-523025(P2015-523025)

(86)(22)【出願日】2013年8月6日

(65)【公表番号】特表2015-531190(P2015-531190A)

(43)【公表日】2015年10月29日

(86)【国際出願番号】KR2013007063

(87)【国際公開番号】WO2014025183

(87)【国際公開日】20140213

【審査請求日】2015年1月14日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0086155

(32)【優先日】2012年8月7日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2012-0108217

(32)【優先日】2012年9月27日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】508112782

【氏名又は名称】ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ドゥク−ヨン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ヨン−チャン・ムン

(72)【発明者】

【氏名】ミョン−シク・イ

(72)【発明者】

【氏名】チャン−ウー・ヨ

(72)【発明者】

【氏名】ミン−シク・パク

【審査官】 佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６４−０２４６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３５８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１１３７２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／３８

Ｈ０４Ｗ ８８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動通信システムの基地局であって、
多面体形状の函体と、
前記函体の外面のうち最も広い面に設けられるアンテナ部と、
前記函体の外面のうち何れか一面に配置される第１のボードと、
前記第１のボードと各々直立した状態で配置され、かつ、前記函体に設けられた少なくとも３個以上の外部側面に各々対面するように配置される少なくとも２個以上のボードとを含むことを特徴とする基地局。

【請求項2】

前記函体は、
相互対面する第１及び第２の外部側面と、
相互対面し、かつ前記第１及び第２の外部側面の間に配置された第３及び第４の外部側面とを含み、
前記アンテナ部が設けられる面側の内部には、少なくとも３個以上の内部壁が設けられることを特徴とする請求項１に記載の基地局。

【請求項3】

前記ボードは、
前記第１及び第２の外部側面に各々対面し、かつ平行に配置される第２及び第３のボードと、
前記第３の外部側面に対面し、かつ平行に配置される第４のボードとを含むことを特徴とする請求項２に記載の基地局。

【請求項4】

前記第１のボードは、デジタルインターフェースモジュールであり、
前記第２及び第３のボードは、各々第１及び第２の電源増幅部であり、
前記第４のボードは、アップ／ダウンコンバータであることを特徴とする請求項３に記載の基地局。

【請求項5】

前記第４の外部側面に電源供給部が平行に配置されて、前記第１のボードと直立に配置されることを特徴とする請求項３に記載の基地局。

【請求項6】

前記アンテナ部は、アンテナと、前記アンテナと積層されるように配置されたアンテナ送受信モジュールとを含むことを特徴とする請求項２に記載の基地局。

【請求項7】

前記内部壁は、前記アンテナ部の反射板の役割を遂行することを特徴とする請求項６に記載の基地局。

【請求項8】

前記函体はフィルタ部であることを特徴とする請求項１に記載の基地局。

【請求項9】

前記フィルタ部は、少なくとも２個以上のフィルタが相互対向するように結合されたことを特徴とする請求項８に記載の基地局。

【請求項10】

前記第１乃至第４のボード及び電源供給部は、前記函体外部面の全体を囲むように配置されることを特徴とする請求項３乃至５のうち何れか一項に記載の基地局。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動通信システムの基地局に関し、特に建物内又は家庭で設置される小型化された基地局に関する。

【背景技術】

【0002】

移動通信システムにおける基地局は、セル内で携帯端末機の電波を中継するシステムである。基地局は、主に建物の屋上などに設けられて携帯端末機電波を中継する。したがって、セル単位で基地局が存在し、このような基地局は、携帯端末機と交換局の間にインターフェース機能の他にも着発信信号送出、通話チャネル指定、通話チャネル監視などをセル単位で制御する。

【0003】

また、基地局に採用されるアンテナは、垂直又は水平にビームティルティングが可能な制御アンテナが多いという長所を有して普及されてきた。

【0004】

さらに、既存の移動通信サービスの半径より非常に小さな地域をカバーするシステムであって、周波数負荷を減らし、通話品質も向上させる小型基地局が現在設けられている。このような基地局システムは、小規模地域で集中発生するデータトラフィックを吸収するために使用される。小型基地局が設けられるようになり、建物内又は家庭で小型基地局設置が可能になり、陰影地域も解消され、より高度化されたネットワーク及びコンバージェンスサービスが可能になる。

【0005】

しかし、従来の移動通信システムに採用される小型化された基地局は、内部に取り付けられる重要部品、例えば、メインボード、電源供給部、アンテナ、電源増幅部などが上下積層されて構成されるために全体サイズを小型化するには限界がある。

【0006】

特に、従来の小型基地局は、メインボードと電源増幅部などが一つのボードに構成されて、全体的にメインボードのサイズが大きく、電源増幅部の発熱にも問題が発生する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

したがって、本発明の目的は、重要部品を函体を中心にして適所に立体的に重要構成要素を配置して、小型化に有利な移動通信システムの小型基地局を提供することにある。

【0008】

また、本発明の他の目的は、電源増幅部が複数個である場合、相互に最も離隔されるように配置させることで、発熱問題を最小化した移動通信システムの小型基地局を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記した課題を解決するために、本発明は、多面体形状の函体と、上記函体の外面のうち最も広い面に設けられるアンテナ部と、上記函体の外面のうち何れか一面に設けられた第１のボードと、第１のボードと各々直立した状態で配置され、かつ、上記函体に設けられた少なくとも３個以上の外部側面に各々対面するように配置される少なくとも２個以上のボードとを含む。

【0010】

また、本発明による函体は、相互対面する第１及び第２の外部側面と、相互対向し、かつ、第１及び第２の外部側面の間に配置された第３及び第４の外部側面とを含み、上記アンテナ部が設けられる面側には、内部に少なくとも３個以上の内部壁が設けられる。

【0011】

また、本発明によるボードは、第１及び第２の外部側面に各々対面し、かつ平行に配置される第２及び第３のボードと、第３の外部側面に対面し、かつ平行に配置される第４のボードとを含む。

【0012】

また、本発明による第１のボードは、デジタルインターフェースモジュールであり、第２及び第３のボードは、各々第１及び第２の電源増幅部であり、第４のボードはアップ／ダウンコンバータである。

【0013】

また、本発明による第４の外部側面に電源供給部が平行に配置されて、第１のボードと直立に配置される。

【0014】

また、本発明によるアンテナ部は、アンテナと、上記アンテナと積層されるように配置されたアンテナ送受信モジュールとを含む。

【0015】

また、本発明による内部壁は、上記アンテナ部の反射板の役割を遂行する。

【0016】

また、本発明による函体はフィルタ部である。

【0017】

また、本発明によるフィルタ部は、少なくとも２個以上のフィルタが相互対向するように結合する。

【0018】

また、本発明による第１乃至第４のボード及び電源供給部は、上記函体外部面全体を囲むように配置される。

【発明の効果】

【0019】

上述した通り、本発明は、デジタルインターフェースモジュールとアンテナ部がＺ軸方向に積層されるように配置され、第１及び第２の電源増幅部と、上記アップ／ダウンコンバータ及び電源供給部は、Ｘ軸とＹ軸に沿って配置されることで小型化が達成される。特に、本発明は、複数個のボードを上下積層して配置することではなく、函体外部面に沿って、立体的に発熱問題を考慮して配置することが可能であるので、限定された空間に効率的に実装できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明による小型基地局の外観を示す斜視図である。

【図2】本発明による小型基地局の構成を示す分離斜視図である。

【図3】本発明による小型基地局のアンテナ部が実装された函体を示す斜視図であり、アンテナ部のアンテナが除去された状態を示す図である。

【図4】本発明による小型基地局のアンテナ部が実装された函体を示す断面図である。

【図5】本発明による小型基地局のアンテナ部が実装された函体を示す平面図であり、アンテナ部のアンテナが除去された状態を示す図である。

【図6】本発明による小型基地局のアンテナを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明は、多面体形状の函体と、上記函体の外面のうち最も広い面に設けられるアンテナ部と、上記函体の外面のうち何れか一面に設けられた第１のボードと、第１のボードと各々直立した状態で配置され、かつ、上記函体に設けられた少なくとも３個以上の外部側面に各々対面するように配置される少なくとも２個以上のボードとを含む。

【0022】

以下で、添付された図面を参照して本発明を説明する。同一符号は同一構成要素を示す。

【0023】

本発明による小型基地局を説明する際に、図１、図２に表示された直交座標系を使用するが、Ｘ軸は横方向を示し、Ｙ軸は縦方向を示し、Ｚ軸は垂直方向を示す。

【0024】

本発明による基地局１０は、従来に比べて、横サイズ、縦サイズ及び垂直方向サイズが小さくなって小型化されるが、既存の基地局性能を維持する。すなわち、上記小型化とは、３軸に沿って全体サイズが従来に比べて小さくなったことを示す。

【0025】

図１には、本発明による小型基地局(１０;以下、基地局）の外観を示す。図１には、基地局１０の完全組立状態であって、外部カバー１１とヒートシンク１２が結合された外観を示す。ヒートシンク１２は、基地局１０の底に配置されて内部に実装される重要構成要素を支持し、外部カバー１１は、ヒートシンクにＺ軸方向に結合され、内部の重要構成要素を保護する。

【0026】

図２は、本発明による基地局１０の構成を示す分解斜視図である。図２に図示されるように、基地局１０は、函体１３を中心にして、アンテナ部１５（antenna unit)と、少なくとも３個以上のボードＢ１乃至Ｂ４(プリント回路基板)と、電源供給部１４（ＰＳＵ;Power Supply Unit)及びヒートシンク１２(heat sink)が適材適所に立体的に配置される。上記言及された複数個のボードの‘立体的配置'とは、一つの軸を中心にして積層して配置するという意味ではなく、Ｘ、Ｙ及びＺ軸を含む３軸を考慮して、重要構成要素を配置するという意味であり、特に、一つのボードに複数個の異なるボードがＸ、Ｙ軸に沿って直立に配置され、Ｚ軸に沿って残りの重要構成要素を配置するという意味であり、このような立体的配置によって、本発明による基地局は、小型化に非常に有利である。併せて、本発明の基地局１０は、重要構成要素の立体的配置の他にも発熱問題を考慮する。

【0027】

函体１３は、多面体形状、例えば、直方体形状であって、複数の外部面と内部壁を有し、内部空間にアンテナ部１５が収容される。特に、函体１３は、上段が開放されたボックス形状であり、少なくとも３つ以上の内部壁１３６と、少なくとも３つ以上の外部側面１３１乃至１３４及び底面１３５を有する。上記外部面は、少なくとも３つ以上の外部側面１３１乃至１３４と、底面１３５を含む。上記内部壁は、少なくとも３つ以上の内部壁を有する。図２及び図３には、４つの内部壁１３６と、４つの外部側面１３１乃至１３４が図示される。上記外部面と上記内部壁は、各々同一形状及び同一サイズで構成される。

【0028】

上記複数の外部面は、相互対面する第１及び第２の外部側面１３１、１３２と、第１及び第２の外部側面１３１、１３２間で相互対面する第３及び第４の外部側面１３３、１３４をそれぞれ含む。第１及び第２の外部側面１３１、１３２は、相互平行し、第３及び第４の外部側面１３３、１３４は、相互平行する。また、第１の外部側面１３１は、第３及び第４の外部側面１３３、１３４に対して垂直であり、第２の外部側面１３２は、第３及び第４の外部側面１３３、１３４に対して垂直である。併せて、第１乃至第４の外部側面１３１乃至１３４は、平らな形状である。また、上記函体は、直方体形状であるため、第１乃至第４の外部側面１３１乃至１３４は長方形の形状を有する。

【0029】

函体１３は、複数の外部面を含み、上記外部面の形状の観点から、上記外部面のうち、第１の外部側面１３１と第２の外部側面１３２は、同一の長方形又は同一の正方形の形状で構成されてもよく、第３の外部側面１３３と第４の外部側面１３４も同一の長方形又は同一の正方形で構成されてもよく、底面１３５も長方形又は正方形で構成されてもよい。

【0030】

また、上記外部面のサイズ(広さ）の観点から、第１及び第２の外部側面１３１、１３２と第３及び第４の外部側面１３３、１３４は、同一サイズ又は相異なるサイズの長方形で構成されてもよく、同一サイズの正方形で構成されてもよい。

【0031】

また、上記外部面のうち、底に位置する底面１３５は、長方形又は正方形で構成されてもよく、第１及び第２の外部側面１３１、１３２と第３及び第４の外部側面１３３、１３４より大きいか、小さいか又は同一の形状で構成されてもよい。本発明による函体１３は、底面１３５が第１及び第２の外部側面１３１、１３２や第３及び第４の外部側面１３３、１３４より広く構成されることが好ましい。図２には、底面１３５が第１及び第２の外部側面１３１、１３２と第３及び第４の外部側面１３３、１３４より広く構成されたことが図示される。底面１３５が最も広く構成され、アンテナ部１５が配置されることが好ましい。

【0032】

具体的に、函体１３の外部面に取り付けられるボードの配置に対して説明する。

【0033】

函体１３の外部面には、複数個のボードＢ１乃至Ｂ４と、電源供給部１４が配置される。上記複数個のボードは、第１乃至第４のボードＢ１乃至Ｂ４を含む。第１のボードＢ１は、函体１３の底面１３５に配置される。第２及び第３のボードＢ２、Ｂ３は、函体１３の第１及び第２の外部側面１３１、１３２に配置される。第４のボードＢ４は、第３の外部側面１３３に配置される。電源供給部１４は、第４の外部側面１３４に配置される。

【0034】

また、第１のボードＢ１は、デジタルインターフェースモジュールであって、函体底面１３５に対面した状態で平行に配置される。第２のボードＢ２は、第１の電源増幅部（ＰＡＭ）であって、第１の外部側面１３１に対面した状態で平行に配置される。第３のボードＢ３は、第２の電源増幅部（ＰＡＭ）であって、第２の外部側面１３２に対面した状態で平行に配置される。第４のボードＢ４は、アップ／ダウンコンバータであって、第３の外部側面１３３に対面した状態で平行に配置される。電源供給部１４は、第４の外部側面１３４に対面した状態で平行に配置される。

【0035】

上述したように、第１乃至第４のボードＢ１乃至Ｂ４及び電源供給部１４は、概略的に(substantially)プレート形状であって、上記函体の外部面は、具体的に、平らな第１乃至第４の外部側面１３１乃至１３４と、底面１３５との間に間隙を有するか又は密着されるように配置可能である。第１及び第２の電源増幅部Ｂ２、Ｂ３は、相互対向し、相互平行する。アップ／ダウンコンデンサＢ４と電源供給部１４は、相互離隔された状態で対置され、相互平行する。

【0036】

第１及び第２の電源増幅部Ｂ２、Ｂ３は、発熱効率を考慮して、函体１３を中心にして離隔された状態で配置される。すなわち、第１及び第２の電源増幅部Ｂ２、Ｂ３には、発熱問題を考慮して、図示されていない電力増幅素子が配置される。言い換えれば、電源増幅部Ｂ２、Ｂ３が複数個である場合に、相互に最も離隔された距離を有するように配置することが発熱に最も効果的である。函体１３が図示されるように直方体である場合には、相互対面する所に配置することが好ましく、函体１３の形状が多様に実施される場合にも、各電源増幅部を最も離隔された距離に位置することが最も好ましい。

【0037】

また、一つのボードに電源増幅部を構成することより、発熱問題を考慮して、２個に分割して電源増幅部を構成することも当業者には十分に可能である。

【0038】

また、第１及び第２の電源増幅部Ｂ２、Ｂ３は、第１及び第２の外部側面１３１、１３２に配置されることを一例に示したが、第３及び第４の外部側面１３３、１３４に配置されることも可能である。また、アップ／ダウンコンバータＢ４と電源供給部１４は、第３及び第４の外部側面１３３、１３４に構成されるが、第１及び第２の電源増幅部Ｂ２、Ｂ３が第３及び第４の外部側面１３３、１３４に配置されると、第１及び第２の外部側面１３１、１３２に配置されることができる。アップ／ダウンコンデンサＢ４と電源供給部１４は、相互対向し、離隔された状態を維持する。また、第１の電源増幅部Ｂ２は、デジタルインターフェースモジュールＢ１と、アップ／ダウンコンバータＢ４及び電源供給部１４と相互垂直方向に向かい、第２の電源増幅部Ｂ３は、デジタルインターフェースモジュールＢ１と、アップ／ダウンコンバータＢ４及び電源供給部１４と相互垂直方向に向かう。

【0039】

また、上記基地局の複数個のボード配置状態を見れば、第１のボードの縁側の外周に沿って、第２乃至第４のボードは、各々直立に配置される。

【0040】

図３乃至図６を参照すれば、アンテナ部１５は函体１３の内部に配置される。また、アンテナ部１５は、アンテナ１５０と、アンテナ送受信モジュール、反射板１５１と、グラウンド板１５２及び複数個の放射素子１５３を含む。グラウンド板１５２と放射素子１５３は、電気的に接続されて輻射信号を伝える。放射素子１５３は、複数個で構成されるが、各々放射パターン部を設ける。放射パターンは、四角形、円形、四角リング形の形状などで実現されることができる。

【0041】

図４に図示されるように、アンテナ部１５が函体１３内に配置されると、上記函体の４の内部壁１３６はアンテナ反射板機能を遂行する。

【0042】

函体１３は、基地局装置におけるフィルタ部に該当し、本実施形態では直方体形状であって、内部に空洞が設けられるフィルタを一例で説明したか、これに限定されるものではない。上記フィルタ部は、少なくとも２個以上のフィルタが相互対向するように結合する。

【0043】

上記の通りに函体１３が直方体形状である場合、６つの外部面のうち最も広い面側にアンテナ部１５を配置することが好ましい。すなわち、許可される面積において、アンテナ部１５の反射板１５１が広ければ広いほど、ＲＦ特性向上に役立つので、図面に図示されるように最も広い面に設置することが好ましい。

【0044】

本発明による基地局の内部の重要要素の配置状態を説明する際に、内部の重要要素間の電気的接続構成や接続構造は省略する。電気的接続構成は、例えば、ケーブルが使用されてもよく、接続構造は、例えばコネクタ接続端子などが使用されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、デジタルインターフェースモジュールとアンテナ部がＺ軸方向に積層されるように配置され、第１及び第２の電源増幅部と、上記アップ／ダウンコンバータ及び電源供給部はＸ軸とＹ軸に沿って配置されることで、小型化を達成する。特に、本発明は、複数個のボードを上下積層して配置することなく、函体外部面に沿って立体的に発熱問題を考慮した配置が可能であり、限定された空間に効率的に実装できる。

【符号の説明】

【0046】

１０ 基地局
１１ 外部カバー
１２ ヒートシンク
１３ 函体
１４ 電源供給部
１５ アンテナ部
１３１ 第１の外部側面
１３２ 第２の外部側面
１３３ 第３の外部側面
１３４ 第４の外部側面
１３５ 底面
１３６ 内部壁
１５０ アンテナ
１５１ 反射板
１５２ グラウンド板
１５３ 放射素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】