섹터 안테나
섹터 안테나(영어: Sector antenna)는 부채꼴 모양의 복사 패턴을 가진 지향성 마이크로파 안테나의 한 종류이다. "섹터"라는 단어는 기하학적 의미로 사용된다. 원주의 일부를 호의 각도로 측정한 것이다. 60°, 90°, 120° 디자인이 일반적이며, 종종 겹침을 보장하기 위해 몇 도의 '추가'가 있고, 더 넓거나 완전한 원형 범위가 필요할 때 여러 개를 장착한다(아래 사진 참조). 이 안테나의 가장 큰 용도는 휴대폰 기지국 안테나로 사용되는 것이다. 또한 와이파이 네트워크와 같은 다른 유형의 이동통신에도 사용된다. 약 4~5km의 제한된 거리에서 사용된다.
설계
[편집]일반적인 섹터 안테나는 오른쪽 그림에 나와 있다. 하단에는 동축 케이블(급전선)용 RF 단자와 조정 장치가 있다. 실외 설치를 위해 주 반사판은 알루미늄으로 제작되며, 모든 내부 부품은 유리섬유 레돔 인클로저에 수용되어 날씨 조건에 관계없이 안정적인 작동을 유지한다.
실외 안테나의 경우 접지가 매우 중요하므로 모든 금속 부품은 직류 접지된다.
안테나의 길고 좁은 형태는 수평 방향으로 넓고 수직 방향으로 비교적 좁은 부채꼴 모양의 복사 패턴을 제공한다. 그림에 묘사된 복사 패턴에 따르면, 3개 섹터 기지국에 사용되는 일반적인 안테나는 66°의 수평 빔폭을 가진다. 이는 ±33° 방향에서의 신호 강도가 중심에서의 최대값의 절반(3dB 감소)이라는 것을 의미한다. ±60° 방향에서는 섹터의 경계로 간주되며 안테나 이득은 무시할 수 있다.
수직 빔폭은 15°를 넘지 않으며, 이는 각 방향으로 7.5°를 의미한다. 예를 들어 수 마일 또는 수 킬로미터에 걸쳐 가시선 전파를 달성해야 하는 민영 방송(AM, FM, 텔레비전)용 안테나와 달리, 일반적으로 기지국이 즉각적인 영역을 더 효과적으로 커버하고 먼 셀에 무선주파수 간섭을 일으키지 않도록 아래쪽으로 빔 기울기 또는 다운틸트가 있다.
지상에 복사 패턴을 투영하여 결정되는 커버리지 영역은 패턴의 다운틸트를 변경하여 조정할 수 있다. 일부 모델에서는 조절 가능한 장착 브래킷으로 안테나의 기울기를 수동으로 조절하여 기계적으로 수행한다. 최신 섹터 안테나에서는 개별 다이폴 요소의 급전에 있는 조절 가능한 위상변위기를 통해 패턴을 전자적으로 기울일 수 있다. 이들은 지상에서 리모컨 회로에 의해 조정되므로 기술자가 안테나 타워를 오를 필요가 없다.
사용
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커버리지 영역을 늘리거나 확장하여 서비스하는 클라이언트 수를 늘리기 위해 여러 섹터 안테나가 동일한 지지 구조물(예: 방송탑)에 설치된다.
이러한 구조는 종종 섹터화된 안테나라고 불리지만, 때로는 간단히 "섹터 안테나"라고도 사용된다. 오른쪽 그림과 같이 여러 개의 각도로 분리된 섹터 안테나를 가지고 있다.
안테나 장치가 지지 구조물에 부착되면, 위치를 지정해야 한다. 위치 지정은 올바른 방향 또는 방위각을 설정하는 것뿐만 아니라 올바른 다운틸트를 설정하는 것을 의미한다. 방출되는 에너지를 원형의 일부 호와 좁은 수직 커버리지로 제한함으로써 이 디자인은 비교적 낮은 전력의 송신기 장비를 효율적으로 사용한다. 절대 범위는 제한되지만, 이 구성은 우수한 처리량(비트/초 단위로 측정되는 디지털 정보 전송, 때로는 오류 보정 오버헤드를 제외한 총량으로 표시됨)과 커버리지 영역 내에서 우수한 신호 일관성을 허용한다.
위치 지정 전에 접지 및 피뢰침 보호가 필요하다. 그림에서 볼 수 있듯이 모든 지지 구조물에는 피뢰침이 있다.
잘 선택된 다운틸트 설정 전략은 네트워크의 전체 간섭을 줄일 수 있다. 그러나 너무 공격적인 다운틸트 전략은 셀이 겹치지 않아 전체 커버리지 손실로 이어질 것이다. 다운틸트는 특정 문제, 예를 들어 지역 간섭 문제 또는 너무 큰 셀을 해결하는 데 사용될 수 있다. 전기적 기울기는 빔 폭을 약간 줄인다.
오른쪽 그림에는 서로 다른 기계적 다운틸트를 가진 두 개의 섹터 안테나가 있다. 더 수직인 안테나가 기계적으로 기울어진 안테나보다 덜 눈에 띈다는 점에 유의하라. 따라서 기계적 기울기 없이 순전히 전기적 기울기를 사용하는 것은 미관상의 이유로 매력적인 선택이며, 이는 가시적인 위치에 통합 안테나의 수용을 원하는 운영자에게 매우 중요하다.