特表 2024-528813 偏電効果を用いたオムニアンテナ及びこれを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-01

(54)【発明の名称】偏電効果を用いたオムニアンテナ及びこれを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 13/08 20060101AFI20240725BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20240725BHJP

   H01Q 21/29 20060101ALI20240725BHJP

   H04W 4/029 20180101ALI20240725BHJP

   H04W 64/00 20090101ALI20240725BHJP

   G01S 5/14 20060101ALI20240725BHJP

【ＦＩ】

H01Q13/08

H01Q21/06

H01Q21/29

H04W4/029

H04W64/00 140

H04W64/00 173

G01S5/14

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024501165

(86)(22)【出願日】2022-07-26

(85)【翻訳文提出日】2024-02-08

(86)【国際出願番号】 KR2022010947

(87)【国際公開番号】W WO2023008871

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】10-2021-0097937

(32)【優先日】2021-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524010239

【氏名又は名称】ソーウェーブ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003801

【氏名又は名称】ＫＥＹ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】シン チョンウ

【テーマコード（参考）】

5J021

5J045

5J062

5K067

【Ｆターム（参考）】

5J021AA01

5J021AA02

5J021AA04

5J021AA09

5J021AA11

5J021AB06

5J021CA03

5J021FA32

5J021GA07

5J021GA08

5J021HA05

5J045AA05

5J045AA21

5J045DA10

5J045FA01

5J045FA02

5J045HA03

5J045NA03

5J062AA09

5J062BB05

5J062CC15

5K067EE02

5K067EE10

5K067JJ53

(57)【要約】

本発明は、偏電効果を用いたパッチアンテナを改良して電波の放射方向が３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることにより、開豁地サービスを円滑化し、電波の散乱を抑制して長距離および障害物克服の特性に優れるようにしたオムニアンテナを製作するとともに、該オムニアンテナを用いて通信が行われる端末の位置を極めて正確に把握可能にすることで、端末の位置及び移動経路に対するビッグデータの収集を正確かつ容易にした、偏電効果を用いたオムニアンテナ及びこれを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムに関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

引込線路から入る線路ラインを０°位相線路と１８０°位相線路とに分離し、０°および１８０°の位相点にそれぞれ給電ピンを貫設して前面及び背面にラジエータ用の前面誘電体基板と背面誘電体基板とを一定の間隔を維持しながら接点固定する線路基板と、
前記線路基板の給電ピンにより前面と背面に固定されており、前記給電ピンから給電された０°位相信号および１８０°位相信号を全方向の正円形に放射する前面誘電体基板および背面誘電体基板と、
を含むことを特徴とする、偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項2】

前記線路基板と前記前面誘電体基板及び背面誘電体基板との間の間隔は、λ／２以内であることを特徴とする、請求項１に記載の偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項3】

前記線路基板は、
入力引込線路と、
前記引込線路を２分配する２分配線路と、
前記２分配線路の一側線路に入力された信号の０°位相信号を生成するために形成された０°位相線路と、
前記２分配線路の他側線路に入力された信号の１８０°位相信号を生成するために形成された１８０°位相線路と、
前記０°位相線路で生成される０°位相点に形成される第１の位相孔と、
前記１８０°位相線路で生成される１８０°位相点に形成される第２の位相孔と、
前記第１の位相孔及び第２の位相孔に挿入固定されて０°位相信号および１８０°位相信号を前面誘電体基板および背面誘電体基板に給電する第１の給電ピン及び第２の給電ピンと、
で構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項4】

前記前面誘電体基板および背面誘電体基板は、基板部と、前記基板部の中央部位に形成された金属板部と、前記金属板部に一定の間隔を維持して形成される第１のピン孔及び第２のピン孔とで構成されることを特徴とする、請求項１に記載の偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項5】

前記給電ピンは、第１の給電ピンおよび第２の給電ピンで構成され、前記前面誘電体基板及び背面誘電体基板を線路基板に物理的に支持する柱の役割と、信号を伝達する線路の役割とを同時に遂行することを特徴とする、請求項１に記載の偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項6】

オムニアンテナは、線路基板に分配器を用いて２分配または４分配、または、それ以上に分配し、分配された信号を０°位相線路および１８０°位相線路に２つ又は４つ、またはそれ以上に配置して、各位相点に前面誘電体基板および背面誘電体基板のアレイを２つまたは４つ、あるいはそれ以上に増やしながら電界の放射パターンを広くしてアンテナ利得を高めることを特徴とする、請求項１に記載の偏電効果を用いたオムニアンテナ。

【請求項7】

オムニアンテナが適用された無線ＷｉＦｉ共有器であって、無線電波信号を全方向の正円形に放射する特徴を有し、端末部と通信を行い、特にビーコン信号に応答する端末の信号を受信して制御部へ伝送し、三角測量方式を用いて当該端末の位置を確認できるように一定した空間に複数個で設置されるＷｉＦｉＡＰ部と、
前記ＷｉＦｉＡＰ部と無線通信し、ＷｉＦｉＡＰ部のビーコン信号に対する応答信号を出力する端末部と、
前記ＷｉＦｉＡＰ部から入力された端末部のビーコン応答信号を取りまとめてデータ分析システムに伝送する制御部と、
前記制御部を介して入力された端末の位置座標を通じて端末の位置及び移動経路に対するビッグデータを収集し、これを利用した流動人口の変化などの情報を生成するデータ分析サーバと、
を含み、
前記ＷｉＦｉＡＰ部のビーコン信号に応答する端末の信号を受信する第１の過程と、
前記第１の過程で受信された端末のビーコン応答信号を三角測量方式を用いて当該端末の距離座標を算出する第２の過程と、
前記第２の過程で算出された端末の位置情報を連続的に計算し、当該端末の時間別の移動経路を算出する第３過程と、
前記第２の過程で算出された端末の位置情報を利用して、流動人口変化の特性に対するビッグデータを生成する第４過程と、を順次に遂行することを特徴とする、偏電効果オムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システム。

【請求項8】

前記第４過程は、
ＷｉＦｉＡＰ部が設置された地域内の全ての端末の位置を算出する第１段階と、
前記第１段階の後、一定面積の空間別端末の数を算出する第２段階と、
前記第２段階で算出された端末の数を色の変化で図式化する第３段階と、
前記第３段階を通じて空間上の端末の分布に対する密度および時間別密度の変化による流動人口の変化の特性のビッグデータを算出する第４段階と、を含むことを特徴とする、請求項７に記載の偏電効果オムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏電効果を用いたパッチアンテナを改良して電波の放射方向が３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることにより、開豁地サービスを円滑化し、電波の散乱を抑制して長距離および障害物克服の特性に優れるようにしたオムニアンテナを製作するとともに、該オムニアンテナを用いて通信が行われる端末の位置を極めて正確に把握可能にすることで、端末の位置及び移動経路に対するビッグデータの収集を正確かつ容易にした、偏電効果を用いたオムニアンテナ及びこれを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムに関する。

【背景技術】

【0002】

周知のような偏電（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）効果とは、本発明者によって開示された、導体に流れる電流の方向を制御する方法であって、これをパッチアンテナに適用した韓国登録特許１０－１０１７６９０号公報（偏電効果とその応用）を、図１を参照して説明する。

【0003】

前記偏電効果を用いたアンテナは、図１に示すように、所定の大きさのラジエータ用の第１の誘電体基板１０上に印刷あるいはエッチング法により、金属板１１を形成し、ラジエータ用の第１の誘電体基板１０の下方に線路用の第２の誘電体基板２０を配置し、線路用の第２の誘電体基板２０の下に複数の入力信号をポート１，２（２９，３０）で受けて各入力信号を「＋」と「－」の両信号に位相を分離する位相分離ストリップ線路を形成して両誘電体基板１０，２０の間をスルーホールや接続用ピン３２で接続すると、金属板１１上の複数の入力信号は、電流の方向が相異なるのでアイソレーション効果が発生して入力信号間の干渉現象がなく、金属板１１から全て電波として放射されるパッチアンテナのような効果が発生する。

【0004】

前記方式を利用して、複数の通信回路を、偏電効果を用いたアンテナに接続すると、各通信回路からの信号は、いずれもアンテナを介して放射され、各通信回路から出る信号は、ラジエータ用の第１の誘電体基板１０の金属板１１から全て放射され、各入力ポート間のアイソレーション効果が発生し、互いに異なる入力ポートに信号が伝達されず、ラジエータ用の第１の誘電体基板１０上の金属板１１に沿ってパッチアンテナのように電波に変換されて発散される現象が生じる。

【0005】

かかる偏電効果を通信回路に利用すれば、通信回路および通信機の構成時に必ずしも必要な出力部のフィルタデュプレックス、アイソレータ等の受動素子を用いなくてもよいという長所があり、このような受動素子で発生する損失を減らして通信機の性能を高めることができ、前記受動素子を省略するため、コスト節減及び軽量化された通信機を具現することができる。

【0006】

このような従来の偏電効果を用いたパッチアンテナは、電波の放射方向がパッチの特定の方向にのみ放射されたが、本発明者は、電波の放射方向が３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることにより、開豁地サービスを円滑化し、偏電効果の特性を得て電波の散乱を抑制して長距離および障害物克服の特性に優れるようにするとともに、これらアンテナを複数個配設されたアンテナとの間に位置した端末の位置把握を正確にすることができ、端末の位置及び移動経路関連ビッグデータ収集を正確に且つ円滑に行うことができるようにした本発明を完成するに至った。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、前記した背景の下に案出されたもので、本発明の目的は、偏電効果を用いたパッチアンテナを改良して電波の放射方向が３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることにより、開豁地サービスを円滑化し、電波の散乱を抑制して長距離および障害物克服の特性に優れるようにした偏電効果を用いたオムニアンテナを提供することにある。

【0008】

本発明の他の目的は、偏電効果を用いたオムニアンテナを用いて通信が行われる端末の位置を極めて正確に把握することができるようにして、端末の位置及び移動経路に対するビッグデータの収集を正確かつ容易にした端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような目的を達成するための本発明は、引込線路から入る線路ラインを０°位相線路と１８０°位相線路とに分離し、０°および１８０°の位相点にそれぞれ給電ピンを貫設して前面及び背面にラジエータ用の前面誘電体基板と背面誘電体基板とを一定の間隔を維持しながら接点固定する線路基板と、前記線路基板の給電ピンにより前面と背面に固定されており、前記給電ピンから給電された０°位相信号および１８０°位相信号を全方向の正円形に放射する前面誘電体基板および背面誘電体基板と、を含むことを特徴とする。

【0010】

また、本発明によれば、前記線路基板と前記前面誘電体基板及び背面誘電体基板との間の間隔は、λ／２以内であることを特徴とする。

【0011】

また、本発明によれば、前記線路基板は、入力引込線路と、前記引込線路を２分配する２分配線路と、前記２分配線路の一側線路に入力された信号の０°位相信号を生成するために形成された０°位相線路と、前記２分配線路の他側線路に入力された信号の１８０°位相信号を生成するために形成された１８０°位相線路と、前記０°位相線路で生成される０°位相点に形成される第１の位相孔と、前記１８０°位相線路で生成される１８０°位相点に形成される第２の位相孔と、前記第１の位相孔及び第２の位相孔に挿入固定されて０°位相信号および１８０°位相信号を前面誘電体基板および背面誘電体基板に給電する第１の給電ピン及び第２の給電ピンと、で構成されたことを特徴とする。

【0012】

また、本発明によれば、前記前面誘電体基板および背面誘電体基板は、基板部と、前記基板部の中央部位に形成された金属板部と、前記金属板部に一定の間隔を維持して形成される第１のピン孔及び第２のピン孔と、で構成されることを特徴とする。

【0013】

また、本発明によれば、前記給電ピンは、第１の給電ピンおよび第２の給電ピンで構成され、前記前面誘電体基板及び背面誘電体基板を線路基板に物理的に支持する柱の役割と、信号を伝達する線路の役割とを同時に遂行することを特徴とする。

【0014】

また、本発明によれば、オムニアンテナは、線路基板に分配器を用いて２分配または４分配、または、それ以上に分配し、分配された信号を０°位相線路および１８０°位相線路に２つ又は４つ、またはそれ以上に配置して、各位相点に前面誘電体基板および背面誘電体基板のアレイを２つまたは４つ、あるいはそれ以上に増やしながら電界の放射パターンを広くしてアンテナ利得を高めることを特徴とする。

【0015】

また、本発明は、オムニアンテナが適用された無線ＷｉＦｉ共有器であって、無線電波信号を全方向の正円形に放射する特徴を有し、端末部と通信を行い、特にビーコン信号に応答する端末の信号を受信して制御部へ伝送し、三角測量方式を用いて当該端末の位置を確認できるように一定した空間に複数個設置されるＷｉＦｉＡＰ部と、前記ＷｉＦｉＡＰ部と無線通信し、前記ＷｉＦｉＡＰ部のビーコン信号に対する応答信号を出力する端末部と、前記ＷｉＦｉＡＰ部から入力された端末部のビーコン応答信号を取りまとめてデータ分析システムに伝送する制御部と、前記制御部を介して入力された端末の位置座標を通じて端末の位置及び移動経路に対するビッグデータを収集し、これを利用した流動人口の変化などの情報を生成するデータ分析サーバと、を含み、
前記ＷｉＦｉＡＰ部のビーコン信号に応答する端末の信号を受信する第１の過程と、前記第１の過程で受信された端末のビーコン応答信号を三角測量方式を用いて当該端末の距離座標を算出する第２の過程と、前記第２の過程で算出された端末の位置情報を連続的に計算し、当該端末の時間別の移動経路を算出する第３過程と、前記第２の過程で算出された端末の位置情報を利用して、流動人口の変化の特性に対するビッグデータを生成する第４過程とを順次に遂行することを特徴とする。

【0016】

また、本発明によれば、前記第４過程は、ＷｉＦｉＡＰ部が設置された地域内の全ての端末の位置を算出する第１段階と、前記第１段階の後、一定面積の空間別端末の数を算出する第２段階と、前記第２段階で算出された端末の数を色の変化で図式化する第３段階と、前記第３段階を通じて空間上の端末の分布に対する密度および時間別密度の変化による流動人口の変化の特性のビッグデータを算出する第４段階と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

このように本発明のオムニアンテナは、従来の偏電効果を用いたパッチアンテナから放射される電波方向を特定方向に放射されていたものを、３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることで、全方向に平坦な放射特性を有する完璧なオムニ特性を維持しながらも偏電効果の特性をそのまま生かして空気中への散乱現象を減らすことができる。

【0018】

したがって、本発明のオムニアンテナは、長距離通信が可能であるとともに、雨、霧、埃などで発生される散乱現象を防ぐことができ、都心での看板や施設物などの障害物に対する散乱現象も防ぐことができるので、安定した無線通信環境を構築することができるという効果が得られる。

【0019】

また、本発明は、全方向に平坦な放射特徴を有するオムニアンテナを空間上に複数配置し、それと通信する端末の信号は、距離に応じた変化の特性が非常に安定した特性を有しているので、三角測量方式による端末の位置計算の結果における、端末の位置信頼性を高める。

【0020】

また、本発明は、端末の連続的な位置計算の蓄積を通じて端末の移動経路を確認することができ、複数の端末の位置を連続的に計算することによって端末の移動経路と流動人口分析システムの活用が可能であり、端末を保有した者の移動経路のようなビッグデータの抽出及び分析が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、従来の偏電効果を用いたパッチアンテナの構成図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態による偏電効果を用いたオムニアンテナであって、（ａ）は、側面構成図、（ｂ）は、前面及び背面誘電体基板の正面図、（ｃ）は、線路基板の正面図、（ｄ）は正面図である。

【図3】前記図２の３Ｄ放射パターン、２Ｄ水平パターン、３Ｄ垂直パターンのグラフ及び利得を示す図である。

【図4】図４は、本発明の第２の実施形態による偏電効果を用いた２段オムニアンテナであって、（ａ）は、側面構成図、（ｂ）は、前面及び背面誘電体基板の正面図、（ｃ）は、線路基板の正面図、（ｄ）は正面図である。

【図5】図５は、前記図４の３Ｄ放射パターン、２Ｄ水平パターン、３Ｄ垂直パターンのグラフ及び利得を示す図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態による偏電効果を用いた４段オムニアンテナであって、（ａ）は、側面構成図、（ｂ）は、前面及び背面誘電体基板の正面図、（ｃ）は、線路基板の正面図、（ｄ）は正面図である。

【図7】図７は、前記図６の３Ｄ放射パターン、２Ｄ水平パターン、３Ｄ垂直パターンのグラフ及び利得を示す図である。

【図8】図８は、本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムのブロック図である。

【図9】図９は、本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムの制御手順を示す図である。

【図10】図１０は、前記図９の流動人口変化データ算出過程の詳細な制御手順を示す図である。

【図11】図１１は、本発明によって街頭に設置されたオムニアンテナを接続したＷｉＦｉＡＰ部とサービス面積の算出画面を示す図である。

【図12】図１２は、本発明によって街頭に設置されたＷｉＦｉＡＰ部から計算された端末の移動経路追跡結果算出画面を示す図である。

【図13】図１３は、本発明によって街頭に設置されたオムニアンテナを接続したＷｉＦｉＡＰ部から抽出された端末の流動人口分布分析およびビッグデータ抽出結果算出画面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付の図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳細に説明する。

【0023】

まず、各図面の構成要素に符号を付加するにおいて、同一の構成要素に限っては、たとえ他の図面上に表示されてもなるべく同一の符号を付してあることに留意されたい。そして、本発明を説明するにおいて、関連した公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を無駄に濁らす恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

【0024】

図２は、本発明の第１の実施形態による偏電効果を用いたオムニアンテナであって、（ａ）は、側面構成図、（ｂ）は、前面及び背面誘電体基板の正面図、（ｃ）は、線路基板の正面図、（ｄ）は正面図である。

【0025】

同図に示したように、本発明の偏電効果を用いたオムニアンテナ１００は、
引込線路から入る線路ラインを０°位相線路と１８０°位相線路とに分離し、０°および１８０°の位相点にそれぞれ給電ピンを貫設して前面及び背面にラジエータ用の前面誘電体基板１２０と背面誘電体基板１３０とを一定の間隔を維持しながら接点固定する線路基板１１０と、前記線路基板１１０の給電ピンにより前面と背面に固定されており、前記給電ピンから給電された０°位相信号および１８０°位相信号を全方向の正円形に放射する前面誘電体基板１２０および背面誘電体基板１３０と、を含むことを特徴とする。

【0026】

前記給電ピンは、第１の給電ピン１１７および第２の給電ピン１１８で構成され、前記前面誘電体基板１２０及び背面誘電体基板１３０を線路基板１１０に物理的に支持する柱の役割と、信号を伝達する線路の役割とを同時に遂行することを特徴とする。

【0027】

前記線路基板１１０は、図２の（ｃ）に示したように、入力引込線路１１１と、前記引込線路１１１を２分配する２分配線路１１２と、前記２分配線路１１２の一側線路に入力された信号の０°位相信号を生成するために形成された０°位相線路１１３と、前記２分配線路１１２の他側線路に入力された信号の１８０°位相信号を生成するために形成された１８０°位相線路１１４と、前記０°位相線路１１３で生成される０°位相点に形成される第１の位相孔１１５と、前記１８０°位相線路１１４で生成される１８０°位相点に形成される第２の位相孔１１６と、前記第１の位相孔１１５及び第２の位相孔１１６に挿入固定されて０°位相信号および１８０°位相信号を前面誘電体基板１２０および背面誘電体基板１３０に給電する第１の給電ピン１１７及び第２の給電ピン１１８と、で構成されたことを特徴とする。

【0028】

前記前面誘電体基板１２０は、基板部１２１と、前記基板部１２１の中央部位に形成された金属板部１２２と、前記金属板部１２２に一定の間隔を維持して形成される第１のピン孔１２３及び第２のピン孔１２４と、で構成される。

【0029】

前記背面誘電体基板１３０の構成も、前面誘電体基板１２０の構成と同様であり、前記第１のピン孔１２３，１３３及び第２のピン孔１２４，１３４には、線路基板１１０の第１の給電ピン１１７および第２の給電ピン１１８が挿入された後、半田付け固定されるように構成される。

【0030】

また、前記線路基板１１０と前面誘電体基板１２０および背面誘電体基板１３０との間の間隔は、給電ピンの高さを調節して間隔を決定し、その間隔はλ／２以内とする。

【0031】

このように構成されたオムニアンテナ１００は、基板１１０を中心として前面誘電体基板１２０から放射される電界は、背面誘電体基板１３０から放射される電界と同位相をなし、前面誘電体基板１２０から発生される電波と背面誘電体基板１３０から発生される電波とが同一の閉ループ構造をなして一つの位相を有する電界ループを形成する。

【0032】

このように前記線路基板１１０を中心に前面誘電体基板１２０と背面誘電体基板１３０との間で閉ループに形成された電界は、正円形のトロイダル構造の電界が発生し、該電界を中心に鎖状に形成される磁界は、正円形の構造の磁場閉ループを作るようになり、その結果、合成される電波は完全な同心円の電波として合成され、各放射角０°～３６０°の間の放射される電波は、その角度別の大きさが完全な正円形に製作されるようになる。

【0033】

このように作られた正円形状の放射パターンで発生したアンテナの放射角に応じた放射パターンおよびアンテナ利得は、図３のアンテナ放射パターンの結果のように、０°～３６０°のいずれも同一の放射パターンと利得を有するようになる。

【0034】

図４は、本発明の第２の実施形態による偏電効果を用いた２段オムニアンテナであって、（ａ）は、側面構成図、（ｂ）は、前面及び背面誘電体基板の正面図、（ｃ）は、線路基板の正面図、（ｄ）は正面図である。

【0035】

同図に示したように、本発明の第２の実施形態による偏電効果を用いた２段オムニアンテナ２００は、
基板の引込線路から入る線路ラインを０°位相線路と１８０°位相線路とに分離し、０°および１８０°の位相点にそれぞれ給電ピンを貫設して前面及び背面にラジエータ用前面誘電体基板２２０と背面誘電体基板２３０を一定の間隔を維持しながら接点固定され、前記引込線路に分岐線路をさらに形成して、０°位相線路および１８０°位相線路を追加し、給電ピンを介してこれに対応する第２の前面誘電体基板２２０’と第２の背面誘電体基板２３０’をさらに形成する線路基板２１０と、
前記線路基板２１０の給電ピンにより前面と背面に一定の間隔を置いて固定され、前記給電ピンから給電された０°位相信号および１８０°位相信号を全方向の正円形に放射する前面誘電体基板２２０及び第２の前面誘電体基板２２０’と、背面誘電体基板１３０および第２の背面誘電体基板２３０’を含む。

【0036】

前記給電ピンは、第１の給電ピン１１７及び第２の給電ピン１１８と、第３給電ピン１１７’および第４給電ピン１１８’とから構成される。

【0037】

前記線路基板２１０は、図４（ｃ）に示すように、入力引込線路２１１と、前記引込線路２１１を分割する分配線路２１９と、前記分配線路２１９の一側線路を２分配する２分配線路２１２と、前記２分配線路２１２の一側線路に入力された信号の０°位相信号を生成するために形成された０°位相線路２１３と、前記２分配線路２１２の他側線路に入力された信号の１８０°位相信号を生成するために形成された１８０°位相線路２１４と、前記０°位相線路２１３で生成される０°位相点に形成される第１の位相孔２１５と、前記１８０°位相線路２１４で生成される１８０°位相点に形成される第２の位相孔２１６と、前記第１の位相孔２１５及び第２の位相孔２１６に挿入固定されて０°位相信号および１８０°位相信号を前面誘電体基板２２０および背面誘電体基板２３０に給電する第１の給電ピン２１７及び第２の給電ピン２１８と、前記分配線路２１９の他側線路を２分配する第２の２分配線路２１２’と、前記第２の２分配線路２１２’の一側線路に入力された信号の０°位相信号を生成するために形成された第２の０°位相線路２１３’と、前記第２の２分配線路２１２’の他側線路に入力された信号の１８０°位相信号を生成するために形成された第２の１８０°位相線路２１４’と、前記第２の０°位相線路２１３’で生成される０°位相点に形成される第３の位相孔２１５’と、前記第２の１８０°位相線路２１４’で生成される１８０°位相点に形成される第４の位相孔２１６’と、前記第３の位相孔２１５’及び第４の位相孔２１６’に挿入固定されて０°位相信号および１８０°位相信号を第２の前面誘電体基板２２０’及び第２の背面誘電体基板２３０’に給電する第３給電ピン２１７’及び第４給電ピン２１８’とで構成される。

【0038】

このように構成される２段オムニアンテナ２００は、電界の放射パターンを広くしてアンテナ利得を高めることになり、アンテナの放射角度に応じた放射パターンおよびアンテナ利得は、図５の通りである。

【0039】

本発明は、図６の第３の実施の形態と同様に、偏電効果を用いた４段オムニアンテナで構成してもよい。

【0040】

前記４段オムニアンテナ３００は、線路基板３１０に分配器を用いて４分配し、分配された信号を０°位相線路および１８０°位相線路に４つ配置し、各位相点に前面誘電体基板３２０及び背面誘電体基板３３０のアレイを４つとし、電界の放射パターンを広くしてアンテナ利得を高めることを特徴とする。その特性は図７の通りである。

【0041】

すなわち、本発明のオムニアンテナは、線路基板に分配器を用いて２分配又は４分配、又はそれ以上に分配し、分配された信号を０°位相線路と、１８０°位相線路に２つまたは４つ、または、それ以上に配置して各位相点に前面誘電体基板及び背面誘電体基板のアレイを２つまたは４つ、またはそれ以上に増やしながら電界の放射パターンを広くしてアンテナ利得を高めることを特徴とするものである。

【0042】

図８は、本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムのブロック図である。

【0043】

同図に示したように、本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムは、
ＷｉＦｉＡＰ部１０、端末部２０、制御部３０、及びデータ分析サーバ４０を含む。

【0044】

前記ＷｉＦｉＡＰ部１０は、本発明のオムニアンテナ１００が適用された無線ＷｉＦｉ共有器であって、無線電波信号を全方向の正円形に放射するという特徴を有し、端末部２０との通信を行い、特にビーコン信号に応答する端末の信号を受信して制御部３０に送信する。

【0045】

また、ＷｉＦｉＡＰ部１０は、三角測量方式を適用して端末の位置を確認できるように、一定の空間に複数個設けられる。

【0046】

前記端末部２０は、ＷｉＦｉＡＰ部１０と無線通信し、スマートフォンを含む様々な形態の無線端末のうちのいずれか１つとすることができ、ＷｉＦｉＡＰ部１０のビーコン信号に対する応答信号を出力する。

【0047】

前記制御部３０は、ＷｉＦｉＡＰ部１０から入力された端末部２０のビーコン応答信号を取りまとめてデータ分析サーバ４０に伝送する。

【0048】

前記データ分析サーバ４０は、前記制御部３０を介して入力された端末の位置座標を通じて端末の位置及び移動経路に対するビッグデータを収集し、これを利用した流動人口変化等の情報（ビッグデータ）を生成することができるように構成される。

【0049】

図９は、本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムの制御手順を示す図である。

【0050】

ＷｉＦｉＡＰ部１０のビーコン信号に応答する端末の信号を受信する第１の過程Ｓ１０と、前記第１の過程Ｓ１０において受信された端末のビーコン応答信号を三角測量方式を用いて当該端末の距離座標を算出する第２の過程Ｓ２０と、前記第２の過程で算出された端末の位置情報を連続的に計算し、当該端末の時間別の移動経路を算出する第３過程Ｓ３０と、前記第２の過程で算出された端末の位置情報を利用して、流動人口変化の特性に対するビッグデータを生成する第４過程Ｓ４０と、を含む。

【0051】

ここで、前記第４過程Ｓ４０は、ＷｉＦｉＡＰ部１０が設置された地域内の全ての端末の位置を算出する第１段階Ｓ４１と、前記第１段階の後、一定面積の空間別端末の数を算出する第２段階Ｓ４２と、前記第２段階で算出された端末の数を色の変化で図式化する第３段階Ｓ４３と、前記第３段階を通じて空間上の端末の分布に対する密度および時間密度の変化に応じた流動人口の変化の特性のビッグデータを算出する第４段階Ｓ４４とで構成される。

【0052】

このように構成された本発明によるオムニアンテナを用いた端末の位置確認及び移動経路に対するビッグデータ収集システムの動作を説明すると、

【0053】

まず、オムニアンテナ１００をＷｉＦｉＡＰ部１０に設置し、正円形の放射パターンを有するＷｉＦｉＡＰ部１０を図１１に示すように空間上に配置する。

【0054】

前記ＷｉＦｉＡＰ部１０は、一定の時間間隔でビーコン信号を発生するようになり、これに応答して、受信される端末の信号は、ＷｉＦｉＡＰ部１０を介して制御部３０に入力される。

【0055】

前記制御部３０に入力される端末の信号は、各ＷｉＦｉＡＰ部１０の放射パターンとは変わらず、単に端末と絶対座標を有するＷｉＦｉＡＰ部１０との間の距離ファクタによる信号の大きさの変化を得ることができるようになる。

【0056】

したがって、データ分析サーバ４０は、これを三角測量方式による距離を計算すると、端末の位置を正確に相対座標として計算できるようになる。

【0057】

このように生成された端末の位置情報を連続的に計算し、端末の時間別移動経路を算出することができるようになり、これを図１２のように図式化して端末の移動経路を確認することができるようになる。

【0058】

また、図１１に示すように、ＷｉＦｉＡＰ部１０が設置された地域内の全ての端末の位置を計算して、一定面積の空間別端末の数を計算し、その数の色の変化で図式化して図７のように、空間上の端末分布に対する密度および時間密度の変化に応じた流動人口の変化の特性のビッグデータが得られるようになるものである。

【0059】

以上のように、本発明のオムニアンテナは、従来の偏電効果を用いたパッチアンテナから放射される電波方向を特定方向に放射されていたものを、３６０°全方向の正円形に放射されるようにすることで、全方向に平坦な放射特性を有する完璧なオムニ特性を維持しながらも偏電効果の特性をそのまま生かして空気中への散乱現象を減らすことにより、本発明のオムニアンテナは、長距離通信が可能であるとともに、雨、霧、埃などで発生される散乱現象を防ぐことができ、都心での看板や施設物などの障害物に対する散乱現象も防ぐことができるので、安定した無線通信環境を構築することができるという効果が得られる。

【0060】

また、本発明は、全方向に平坦な放射特徴を有するオムニアンテナを空間上に複数配置し、それと通信する端末の信号は、距離に応じた変化の特性が非常に安定した特性を有しているので、三角測量方式による端末の位置計算結果における、端末の位置信頼性を高める。

【0061】

また、本発明は、端末の連続的な位置計算の蓄積を通じて端末の移動経路を確認することができ、複数の端末の位置を連続的に計算することによって端末の移動経路と流動人口分析システムの活用が可能であり、端末を保有した者の移動経路のようなビッグデータ抽出及び分析が可能となるのである。

【0062】

以上では本発明に対する限定された実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、多様な実施形態が予想されることに当業者は留意すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】