KR102453142B1 - Monopole antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 UHF대역에 사용되는 인쇄형 저자세 모노폴 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안테나의 공진주파수 특성을 임의로 조정 가능하게 함과 아울러 간단한 안테나의 입력임피던스 정합회로를 통해 제작공정의 단순화를 도모하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a printed low profile monopole antenna used in the UHF band, and more particularly, it enables the resonant frequency characteristics of the antenna to be arbitrarily adjusted, and simplifies the manufacturing process through a simple antenna input impedance matching circuit. It's about technology.
근래에 무선인터넷 환경에 있어서 고속 데이터 전송 요구의 증대에 따라 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 또는 UWB(Ultra Wide Band)가 가능한 고속 무선 시스템이 개발되고 있으며, 이러한 고속 무선통신은 고성능 안테나의 성능 여하에 따라 데이터 전송의 품질이 달라진다. In recent years, high-speed wireless systems capable of MIMO (Multiple Input Multiple Output) or UWB (Ultra Wide Band) have been developed according to the increase in the demand for high-speed data transmission in the wireless Internet environment. The quality of data transmission varies accordingly.
일반적으로 하나의 단말로 다수의 서비스를 제공하는 단말장치에 부착하는 안테나는 단위 소자로서 가장 큰 부피를 차지하게 되는데, 이러한 안테나가 단말장치의 소형, 경량, 박형의 구조와 기능 및 성능을 좌우하는 결정적인 역할을 하게 된다.In general, an antenna attached to a terminal device that provides multiple services with one terminal occupies the largest volume as a unit element. will play a decisive role.
그러나, 안테나를 소형화시키면 기구적으로 크기가 작아서 사용상 편리한 여러 가지 장점이 있지만, 전기적 성능 면에서는 많은 제약으로 작용한다. 일반적으로 안테나의 효율은 물리적 크기에 의존하기 때문이다. 안테나 복사 패턴은 무지향성에 가까운 특성을 갖게 되고 안테나 이득은 낮아진다. 이뿐만 아니라 안테나의 입력 저항이 매우 작아지고 리액턴스가 매우 커져서 안테나 효율이 급격히 저하되고 대역폭이 좁아지게 된다. 이러한 문제점을 극복하면서 크기가 소형인 안테나를 개발하는 것은 매우 어려운 일이다. However, when the antenna is miniaturized, there are various advantages of convenient use due to a small mechanical size, but there are many limitations in terms of electrical performance. This is because, in general, the efficiency of an antenna depends on its physical size. The antenna radiation pattern has a characteristic close to omni-directional, and the antenna gain is lowered. In addition, the input resistance of the antenna becomes very small and the reactance becomes very large, so that the antenna efficiency is rapidly reduced and the bandwidth is narrowed. It is very difficult to develop an antenna having a small size while overcoming these problems.
특히 이러한 문제는 주파수가 낮을수록 자체 구조 및 방사 메커니즘으로 인하여 대역폭이 좁아지고, 낮은 주파수로 인한 전기적 길이 증가하기 때문에 소형인 안테나를 개발하는 것은 더욱 어려운 일이다. 즉, 1GHz 이상의 주파수에서의 주파수 대역폭과 1GHz 이하의 주파수에서의 주파수 대역폭 개념은 매우 상이하다. 1GHz 이상의 경우는 주파수가 높아 공진 파장이 상대적으로 짧아 비교적 안테나의 크기를 소형화시킬 수 있으며, 대역폭 확장 또한 어렵지 않다. 그러나 1GHz 이하의 주파수에서는 안테나의 크기는 철저하게 주파수에 의존하기 때문에 안테나의 크기가 커지게 되며 안테나의 크기를 소형화하면서 사용 대역폭을 넓히기란 매우 어려운 일이다.In particular, it is more difficult to develop a compact antenna because the lower the frequency, the narrower the bandwidth due to its own structure and radiation mechanism, and the electric length increases due to the lower frequency. That is, the concept of a frequency bandwidth in a frequency of 1 GHz or more and a frequency bandwidth in a frequency of 1 GHz or less are very different. In the case of 1 GHz or higher, the resonant wavelength is relatively short due to a high frequency, so that the size of the antenna can be relatively miniaturized, and bandwidth expansion is not difficult. However, at frequencies below 1 GHz, since the size of the antenna completely depends on the frequency, the size of the antenna increases. It is very difficult to expand the bandwidth while reducing the size of the antenna.
현재 UHF대역 통신에 보편적으로 사용되고 있는 안테나는 선형 안테나 형태로 모노폴 안테나이다. 모노폴 안테나의 일반적인 길이는 사용 주파수로부터 계산된 파장의 1/4이다. 급전부의 한쪽 끝은 접지에 연결되고 다른 한쪽은 1/4파장 길이의 안테나 한쪽 끝단에 연결된 구조로 안테나의 방사 특성은 영상 이론(image theory)으로부터 반파장 안테나와 같으나 전력과 임피던스 특성은 상이하다. Currently, the antenna commonly used for UHF band communication is a monopole antenna in the form of a linear antenna. The typical length of a monopole antenna is one-fourth the wavelength calculated from the frequency of use. One end of the feeding part is connected to the ground and the other end is connected to one end of an antenna with a length of 1/4 wavelength. .
이런 모노폴 선형 안테나의 소형화 방법은 역 L형 안테나, 역 F안테나, 탑 로딩 안테나 구조와 같이 선형 방사소자의 구조를 구부리거나, 헬리컬 안테나 구조와 같이 같은 패턴으로 감는 형식을 취하여 소형화한다. In this method of miniaturization of the monopole linear antenna, the structure of the linear radiating element is bent, such as an inverted L-type antenna, an inverted F antenna, or a top-loading antenna structure, or it is miniaturized by taking the form of winding in the same pattern as in the helical antenna structure.
모노폴 안테나의 소형화로 가장 많이 응용되고 실제로도 사용되고 있는 역 F형 구조는 모노폴 안테나와 비교하여 설계가 이루어질 때 몇 가지 장점이 있다. 모노폴 안테나에 비해 길이를 짧게 할 수 있고 집중회로 소자(lumped elements) 등 추가적인 정합 소자를 사용하지 않고 임피던스 정합이 용이하다. 접지면과 평행하게 모노폴 안테나가 위치하기 때문에 길이가 짧은(또는 높이가 낮은) 안테나 구현이 가능하고 임피던스 정합을 위하여 조정할 수 있는 구성 요소들이 많이 존재한다. 그러나 실제로 UHF안테나를 설계하면 안테나의 길이가 수평으로 누워져 있는 구조이기 때문에 수직 길이는 작게 할 수 있으나 그 길이 만큼 수평 길이로 길어지는 단점을 가지면 방사패턴도 무지향성 특성이 아니라 지향성을 띠는 특성을 갖는다. The inverted F-type structure, which is most applied and actually used due to the miniaturization of the monopole antenna, has several advantages when designing compared to the monopole antenna. Compared to a monopole antenna, the length can be shortened and impedance matching is easy without using additional matching elements such as lumped elements. Since the monopole antenna is positioned parallel to the ground plane, it is possible to implement a short (or low height) antenna, and there are many components that can be adjusted for impedance matching. However, if the UHF antenna is actually designed, the vertical length can be made small because the antenna is a horizontally laid structure. has
위 방법 중 헬리컬 방법이 선형 안테나의 소형화를 이루는 주요 방법이다. 이 방법은 안테나의 물리적인 모양을 변형하여 공진에 필요한 전기적인 길이를 주어진 공간에서 최대화하고, 고차의 공진모드를 이용하는 방법이다. 이 방법은 소형화를 이룰 수 있지만, 이득이 작고 임피던스 정합을 하기 위해서는 외부 수동 소자로 이루어진 정합회로를 이용해야 하는 한계성에 의해 실제 사용에는 많은 제약이 수반된다. 그리고 공진주파수 및 정합을 해결하기 위해 설계 파라미터가 많다는 단점을 가지고 있다. (비특허문헌1)Among the above methods, the helical method is the main method for miniaturizing the linear antenna. This method maximizes the electrical length required for resonance in a given space by modifying the physical shape of the antenna, and uses a higher-order resonance mode. Although this method can achieve miniaturization, its practical use is limited by the limitation in that the gain is small and a matching circuit composed of an external passive element must be used for impedance matching. And it has a disadvantage that there are many design parameters to solve the resonance frequency and matching. (Non-Patent Document 1)
또 다른 UHF 안테나를 소형화하는 방법은 회로적으로 방사체의 한 쪽을 단락시키고 다른 쪽은 개방시킨 후 급전부 방향으로 적당한 길이를 형성하여 리액턴스를 최소화시키는 구조를 이용하는 것이며, 방사체에 인덕턴스와 커패시턴스를 발생시키는 여러 가지 슬릿과 단락 핀, 보조 방사체를 삽입하여 소형화된 안테나를 구현하는 것이다.(비특허문헌2)Another way to miniaturize the UHF antenna is to use a structure that minimizes reactance by short-circuiting one side of the radiator and opening the other side in a circuit, forming an appropriate length in the direction of the feeding part, and generates inductance and capacitance in the radiator. It implements a miniaturized antenna by inserting various slits, shorting pins, and auxiliary radiators. (Non-Patent Document 2)
또한, 선행 특허기술로 이중 대역 모노폴 안테나에 관한 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는 복수의 가지 선로들이 형성된 모노폴 및 모노폴 소자가 프린트되는 유전체 기판으로 구성된 모노폴 방사 소자를 포함하며, 상기 모노폴은 모노폴 소자의 중심에 배치되며, 제1 주파수 대역에서 동작하는 제1 가지 선로; 및 상기 제1 가지 선로의 바깥쪽에 배치되며, 제2 주파수 대역에서 동작하는 복수의 제2 가지 선로를 포함한 기술이 개시되어 있다.In addition, a technology related to a dual-band monopole antenna is disclosed as a prior patent technology. In this technology, a monopole radiating element comprising a monopole having a plurality of branch lines formed thereon and a dielectric substrate on which the monopole element is printed, the monopole being disposed at the center of the monopole element, a first branch line operating in a first frequency band; and a plurality of second branch lines disposed outside the first branch line and operating in a second frequency band.
그러나 이러한 선행기술들은 구조가 복잡하고 제작 공정이 어려워 실제 서비스에 적용하기에는 무리가 따르며, 임피던스 정합문제로 추가적인 수동 소자들을 구비 하여야하는 추가 설계가 필요하여 매우 비효율적이다. 또한, 동작 주파수에 맞는 안테나 전체 구조와 방사부를 최적화하기 위한 설계 파라미터가 많으며, 각각의 설계 파라미터 간의 상호 의존도로 인하여 설계 파라미터를 결정하고, 제작하는 과정에서 많은 어려움이 발생한다.However, these prior arts have a complicated structure and difficult manufacturing process, making it difficult to apply them to actual services, and they are very inefficient because an additional design that requires additional passive elements is required due to an impedance matching problem. In addition, there are many design parameters for optimizing the overall structure of the antenna and the radiating unit suitable for the operating frequency, and many difficulties occur in the process of determining and manufacturing the design parameters due to the interdependence between the respective design parameters.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 역 에프(F) 안테나구조의 장점을 취하면서 저자세 및 무지향성 방사패턴을 갖는 모노폴 안테나를 제공하고자 하는 것이다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a monopole antenna having a low profile and non-directional radiation pattern while taking advantage of an inverted F (F) antenna structure.
즉, 안테나의 전체 높이를 저자세 및 소형화를 유지하면서, 공진 주파수 조절을 쉽게 구현할 수 있도록 디스크에 대칭적으로 슬롯을 배치한 것이 본 출원 발명의 특징이다. 한편, 상기 슬롯 길이를 조정함으로써 공진 주파수를 조절할 수 있게 설계하여 주파수 설정이 매우 용이하도록 구성 하였다.That is, it is a feature of the present application that slots are symmetrically disposed on the disk to easily implement resonant frequency control while maintaining low posture and miniaturization of the overall height of the antenna. On the other hand, the resonant frequency can be adjusted by adjusting the slot length so that the frequency setting is very easy.
또한 본 발명의 안테나 구조에서 제안된 급전선과 병렬로 연결된 기역(“ㄱ”)자형 단락 스터브는 길이 및 높이와 수직 방사체의 폭을 조정함으로써 안테나의 임피던스 정합을 쉽게 조절 가능케 할 수 있도록 구조적으로 설계하였다.Also, in the antenna structure of the present invention, the proximal (“a”)-shaped short-circuit stub connected in parallel with the feed line proposed in the present invention is structurally designed so that the impedance matching of the antenna can be easily adjusted by adjusting the length and height and the width of the vertical radiator. .
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 하기의 과제해결 수단을 제공한다.The present invention provides the following problem solving means to solve the above problems.
안테나 신호를 수신 및 송신 장치와 연결하는 연결 커넥터(410); 및a
상기 연결 커넥터(410)의 접지(Ground, 그라운드)와 연결되는 접지디스크(400); 및a
상기 접지디스크(400)에 수직하게 구비되어 단락스터부(320)와 상기 접지디스크(400)가 전기적으로 연결되는 수직방사부(300); 및a vertical radiating
상기 수직방사부(300)에 상하를 수직하게 전기적으로 연결하며 안테나의 주파수를 조절하는 수직방사체(310); 및a
상기 수직방사부(300)는 상기 수직방사체(310)로부터 수평으로 인출되어 상기 접지디스크에 수직하게 연결되는 단락스터부(320); 및The vertical radiating
상기 단락스터부(320)에 인접한 상기 수직방사체 일단에 연결되는 상기 연결커넥터(410)의 신호입력단자; 및a signal input terminal of the
상기 수직방사부(300)의 상단에 평행하게 구비되어 상기 수직방사체(310)와 전기적으로 연결되는 원형의 도체 디스크판의 중앙에 대칭 되도록 슬롯이 형성된 슬롯디스크(200);를 구비한 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.A
또한, 상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이와 상기 슬롯디스크의 반지름을 합한 길이가 공진 주파수의 1/4이 되는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna, characterized in that the sum of the length of the
또한. 상기 단락스터부(320)의 길이는 상기 수직방사체(310)로부터 인출된 수평 길이와 상기 인출된 수평 길이부의 끝단에서 수직하게 접지디스크(400)에 연결되는 수직 길이의 합이며, 상기 단락스터부(320)의 길이를 조절하여 모노폴 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition. The length of the short-
또한, 상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이를 수직선이 아닌 지그재그 형태의 패턴을 사용함으로써 공진 주파수를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna characterized in that the resonant frequency can be increased by using a zigzag pattern instead of a vertical line for the length of the
또한, 상기 단락스터부(320)의 수평 길이와 수직 길이 중 수평길이를 길게하면 캐패시턴스 값이 작아지고, 수직 길이를 길게하면 캐패시턴스 값이 커지는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna, characterized in that when the horizontal length of the short-circuit length and the vertical length of the short-
또한, 상기 단락스터부(320)의 수평 길이와 수직 길이 중 수평길이를 길게할 수 없는 경우 수평길이를 지그재그 패턴을 사용하여 길이를 늘림으로써 캐패시턴스 값이 작아지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, when the horizontal length among the horizontal length and the vertical length of the short-
또한, 본 출원 발명은 상기 모노폴 안테나; 및In addition, the present invention is the monopole antenna; and
상기 모노폴 안테나 케이스; 및the monopole antenna case; and
상기 모노풀 안테나 케이스 내부에 열발전기 및 바이메탈 스위치를 구비하고, 상기 모노폴 안테나가 설치된 실내의 위치를 외부로 송신할 수 있는 위치송신부를 더 구비하여 화재 발생 시 상기 열발전기에서 발전된 전기를 상기 바이메탈 스위치의 구동에 의하여 상기 위치송신부에 전달함으로써 화재발생 위치를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나가 구비된 화재발생 알림장치를 제공한다.A thermogenerator and a bimetal switch are provided inside the monopole antenna case, and a position transmitter capable of transmitting the location of the room where the monopole antenna is installed to the outside is further provided to transmit electricity generated by the heat generator in the event of a fire. It provides a fire notification device equipped with a monopole antenna, characterized in that for transmitting the location of the fire to the outside by transmitting it to the location transmitter by driving of.
상기와 같은 본 출원 발명의 구성에 의하여 수직 방사체 길이와 수평 방사체 길이를 조절하여 안테나의 공진 주파수를 임의로 조정 가능하게 하는 효과가 있으며, 단락스터부를 이용하여 추가적인 소자 없이 패턴만으로 안테나의 임피던스를 매칭할 수 있는 효과도 있다.According to the configuration of the present invention as described above, there is an effect of arbitrarily adjusting the resonant frequency of the antenna by adjusting the length of the vertical radiator and the length of the horizontal radiator. There are possible effects.
상기 단락스터부의 구성은 안테나의 정합을 공진 주파수에 큰 영향을 주지 않고 조절할 수 있는 장점이 있다.The configuration of the short-circuit unit has an advantage in that the matching of the antenna can be adjusted without significantly affecting the resonant frequency.
이는 기존의 모노폴 안테나 설계에 있어서 소자의 상호 작용에 의하여 안테나의 공진 주파수와 임피던스가 결합하여 변화되어 안테나 정합이 매우 어려운 문제가 있었으나,In the conventional monopole antenna design, the resonance frequency and impedance of the antenna are combined and changed due to the interaction of the elements, so it is very difficult to match the antenna.
본 출원 발명에서는 슬롯 디스크와 수직방사체만으로 공진 주파수를 결정하고, 안테나의 임피던스는 상기 단란스터브를 조절함으로써 정합할 수 있는 수단을 제공한다. 부언하면 안테나 설계의 주요 특성인 공진 주파수와 정합이라는 최적화를 각각 별도의 설계 파라미터를 이용하여 설정할 수 있는 수단을 제공한 것으로 설계 파라미터 간의 독립성은 사용 용도에 따라 안테나를 매우 쉽게 설계하여 사용할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the resonant frequency is determined only by the slot disk and the vertical radiator, and the impedance of the antenna is matched by adjusting the single stub. In addition, it provides a means to set the optimization of resonant frequency and matching, which are the main characteristics of antenna design, using separate design parameters. there is
또한, 본 출원 발명의 수평방사체(슬롯 디스크)에 구비된 슬롯은 그 길이를 조절함으로써 별도의 소자의 결합 없이 공진주파수를 조절할 수 있다. 본 발명의 모노폴 안테나의 조립 후 공진주파수를 조절하는 과정에서 공진 주파수를 상향 조절하기 위해서는 상기 슬롯의 길이(SL)을 줄이고, 공진 주파수를 하향 조절하기 위해서는 상기 슬롯의 길이를 늘린다. 이를 위하여 상기 슬롯을 드릴로 길이를 길게 만들거나, 도전 테이프로 슬롯을 막아 공진 주파수를 투닝하여 공진주파수를 조절하여 제품을 쉽게 완성할 수 있다. 일반적으로 조금 길게 슬롯 길이를 만들고, 도전 테이프나 납땜으로 슬롯 길이를 줄이면서 공진주파수를 조절하면 쉽게 제품을 생산할 수 있다.In addition, by adjusting the length of the slot provided in the horizontal radiator (slot disk) of the present invention, the resonance frequency can be adjusted without coupling of a separate element. In the process of adjusting the resonant frequency after assembly of the monopole antenna of the present invention, the length of the slot S L is reduced in order to increase the resonant frequency, and the length of the slot is increased in order to adjust the resonant frequency down. To this end, the length of the slot is made long with a drill, or the resonant frequency is adjusted by tuning the resonant frequency by blocking the slot with a conductive tape, so that the product can be easily completed. In general, if you make a slightly longer slot length and adjust the resonant frequency while reducing the slot length with conductive tape or soldering, you can easily produce a product.
도 1은 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 시제품 사진이다.
도 2는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 각 부분별 상세도 이다.
도 3은 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 수평 방사체 상세도 이다.
도 4는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 수직 방사체 상세도 이다.
도 5는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 접지 디스크의 상세도 이다.
도 6은 본 발명의 모노폴 안테나의 반사손실 v.s. 주파수 그래프에서 디스크 내의 슬롯 길이(SL) 변화에 따른 주파수변화 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 모노폴 안테나의 반사손실 v.s. 주파수 그래프에서 단락 스터브의 길이(Stl) 변화에 따른 반사손실의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 개념도 이다.
도 9는 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 사시도이다.
도 10은 본 출원 발명의 모노폴 안테나가 구비된 감지장치의 배면 사시도 이다.
도 11은 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 분해 사시도이다.
도 12는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 조립 사시도 이다.
도 13은 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전의 개념도 이다.
도 14는 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전부를 감지장치에 설치한 도면과 단면도이다.
도 15는 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전부를 비상 동작부와 연결하는 바이메탈을 도시하고 있다.1 is a photograph of a prototype of the monopole antenna of the present invention.
2 is a detailed view of each part of the monopole antenna of the present invention.
3 is a detailed view of the horizontal radiator of the monopole antenna of the present invention.
4 is a detailed view of the vertical radiator of the monopole antenna of the present invention.
5 is a detailed view of the ground disk of the monopole antenna of the present application.
6 is a graph showing the frequency change characteristics according to the change in the slot length (SL) in the disk in the return loss vs. frequency graph of the monopole antenna of the present invention.
7 is a graph showing the change in the magnitude of the return loss according to the change in the length (Stl) of the short stub in the return loss vs. frequency graph of the monopole antenna of the present invention.
8 is a conceptual diagram of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention.
9 is a perspective view of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention.
10 is a rear perspective view of a sensing device equipped with a monopole antenna according to the present invention.
11 is an exploded perspective view of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention.
12 is an assembled perspective view of the monopole antenna of the present invention.
13 is a conceptual diagram of a thermoelectric power generation used as an additional power source according to the present invention.
14 is a view and a cross-sectional view of a thermoelectric generator used as an additional power source of the present invention installed in a sensing device.
15 is a diagram illustrating a bimetal connecting a thermoelectric generator used as an additional power source to an emergency operation unit according to the present invention.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.The specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to describe his invention in the best way to the technical idea of the present invention. It should be interpreted as a corresponding meaning and concept. In addition, it should be noted that, when it is determined that a detailed description of a known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.
도 1은 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 시제품 사진이다. 전체적으로 3개의 부분으로 나뉘어져 있다. 하단의 접지부, 중간의 수직방사부, 상단의 디스크 형태로 구성되어 있다. (A)와 (B)는 방향을 달리하여 시제품을 촬영한 사진이다.1 is a photograph of a prototype of the monopole antenna of the present invention. Overall, it is divided into three parts. It consists of a grounding part at the bottom, a vertical radiating part in the middle, and a disk shape at the top. (A) and (B) are pictures of the prototype in different directions.
도 2 내지 도 5에 도시된 도면은 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 상세 개념도 이다. 이해를 돕기 위하여 주황색으로 표시된 부분은 도체(구리)로 구성된 부분이며, 연한 초록색으로 표시된 부분은 PCB 기판으로 부도체 기판이다.2 to 5 are detailed conceptual views of the monopole antenna of the present invention. For ease of understanding, the part marked in orange is the part composed of conductor (copper), and the part marked in light green is the PCB board, which is a non-conductive board.
도 2는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 각 부분별 상세도이다. 본 발명에 따른 모노폴 안테나를 기존의 모노폴 안테나와 구분이 되도록 그 특징을 설명한다며, 대칭 슬롯이 있는 디스크가 장착된 UHF대역 저자세 모노폴 안테나라 할 수 있다. 또한, 상기 안테나의 패턴을 모두 인쇄하여 만들 수 있기 때문에 대칭 슬롯이 있는 디스크가 장착된 인쇄형 UHF대역 저자세 모노폴 안테나라고도 할 수 있다.2 is a detailed view of each part of the monopole antenna of the present invention. The characteristics of the monopole antenna according to the present invention will be described so as to be distinguished from the existing monopole antenna, and it can be said that it is a UHF band low profile monopole antenna equipped with a disk having a symmetrical slot. In addition, since it can be made by printing all of the antenna patterns, it can be referred to as a printed UHF band low profile monopole antenna equipped with a disk having a symmetrical slot.
그러나, 이러한 형태상 또는 제조상의 특징에도 불구하고 무지향성 모노폴 안테나의 특징을 가지고 있다.However, in spite of these features in shape or manufacturing, it has the characteristics of an omni-directional monopole antenna.
도 2를 살펴보면, 왼쪽이 조립된 상태의 본 출원 발명의 모노폴 안테나이다.Referring to FIG. 2 , the left side is the monopole antenna of the present application in an assembled state.
각부분별로 오른쪽에 상세구성을 도시하고 있다. 오른쪽 상단에 그려진 구성이 수평 방사체인 슬롯을 갖는 디스크이다. 상기 한쌍의 평행한 슬롯을 구비한 수평방사체를 본 출원 발명에서는 슬롯 디스크로(200)으로 명명하였다. 이는 본 출원 발명의 모노폴 안테나가 가지는 특징부이기도 하다.The detailed configuration of each part is shown on the right. The configuration shown in the upper right is a disk with a slot that is a horizontal radiator. The horizontal radiator having the pair of parallel slots was named
도 2의 오른쪽 중간에 도시된 구성이 수직방사부(300)이다. 상기 수직방사부는 상기 슬롯 디스크와 함께 공진 주파수를 결정하는 구성이다. 상기 수직방사부에 구비된 단락스터부는 본 출원 발명의 또 다른 특징부이다.The configuration shown in the right middle of FIG. 2 is the
도 2의 오른쪽 하단에 도시된 구성은 안테나의 접지선이 연결되는 접지디스크이다. 상기 단락스터부와 접지 연결의 형태에 따라 다양한 임피던스 변화를 줄 수 있는 것이 본 출원 발명의 특징이다.The configuration shown in the lower right of FIG. 2 is a ground disk to which the ground wire of the antenna is connected. It is a feature of the present invention that various impedance changes can be given according to the shape of the short-circuit stud unit and the ground connection.
본 출원 발명의 모노폴 안테나는 슬롯디스크(수평 방사체기판, 200), 수직방사체(310) 및 단락스터부(320) 및 접지디스크(400)로 구성되며, 중요 설계 파라미터들은 표 1과 같다. The monopole antenna of the present invention is composed of a slot disk (horizontal radiator substrate, 200), a
본 출원 발명의 모노폴 안테나의 총 길이는 수평 방사체인 슬롯디스크 반지름(Wtop/2 )과 수직 방사체의 길이(Al1+Al2+Al3)의 총합이며, 대략 공진 주파수에 대응되는 공진 파장의 약 1/4로 결정된다. 다만 수직 및 수평 방사체의 연결 및 지지를 위해 사용된 기판의 재질에 따른 유전율이 커지면 그 길이는 축소된다.The total length of the monopole antenna of the present invention is the sum of the radius of the slot disk, which is a horizontal radiator (W top /2 ), and the length of the vertical radiator (Al1+Al2+Al3), which is approximately 1/ of the resonance wavelength corresponding to the resonance frequency. determined by 4. However, as the dielectric constant according to the material of the substrate used for connecting and supporting the vertical and horizontal radiators increases, the length thereof is reduced.
본 발명에서 사용된 기판의 재질은 FR4이며 유전율은 4.2 내지 4.6을 갖는다. 접지디스크는 슬롯디스크(수평 방사체) 보다는 크게 제작함으로써 주변 전자파 환경에 대응하여 접지기능을 수행한다.The substrate used in the present invention is made of FR4 and has a dielectric constant of 4.2 to 4.6. The grounding disk performs the grounding function in response to the surrounding electromagnetic environment by making it larger than the slot disk (horizontal radiator).
본 발명의 실시예에 따른 대칭 슬롯이 있는 슬롯디스크가 장착된 인쇄형 UHF대역 저자세 모노폴 안테나의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.The operating state of the printed UHF band low profile monopole antenna equipped with a slot disk having a symmetrical slot according to an embodiment of the present invention will be described as follows.
먼저 상술한바와 같은 접지면 위에 수직 방사체와 단락 스터브를 구비한 수직방사부를 연결하고, 상단에 슬롯디스크(수평 방사체)의 중앙과 상기 수직방사부를 정렬하여 전기적으로 연결하면, 모노폴 안테나가 구성된다.First, a vertical radiator and a vertical radiator having a short stub are connected on the ground plane as described above, and when the center of the slot disk (horizontal radiator) and the vertical radiator are aligned and electrically connected to the top, a monopole antenna is constructed.
도 3은 수평 방사체인 슬롯디스크를 도시하고 있다. 일측면이 도체로 구성된 원형의 디스크로 형성되고, 상기 원형의 디스크의 중심을 대칭으로 슬롯이 형성되어 있다. 슬롯의 두께와 길이에 따라 하기 표1에 도시된 것과 같은 안테나의 공진 주파수 등을 미세하게 조절하는 기능이 있다. 반드시 원형의 디스크로 구성되지 않을 수도 있다. 타측면은 부도체로 구성하는 것이 일반적이다. 3 shows a slot disk which is a horizontal radiator. One side is formed of a circular disk composed of a conductor, and a slot is formed symmetrically with the center of the circular disk. According to the thickness and length of the slot, there is a function of finely adjusting the resonance frequency of the antenna as shown in Table 1 below. It may not necessarily consist of a circular disk. The other side is generally composed of an insulator.
도 4는 본 출원 발명의 수직방사부이다. 수직방사부는 도체 패턴으로 구성된 수직방사체와 단락스터부로 구성된다. 수직방사부는 각각 슬롯디스크와 접지디스크와의 연결을 위한 상대적으로 넓은 전극부위(Fw1)와 공진주파수 조절을 위하여 좁게 구성된 좁은 전극(Fw2)으로 구성된다.Figure 4 is a vertical radiation portion of the present invention. The vertical radiating part is composed of a vertical radiating body composed of a conductor pattern and a short-circuiting star part. The vertical radiating unit is composed of a relatively wide electrode portion (F w1 ) for connection between the slot disk and the ground disk, respectively, and a narrow electrode (F w2 ) configured narrowly for adjusting the resonance frequency.
도 5는 본 출원 발명의 접지디스크로 접지부를 구성한다, 상대적으로 슬롯디스크보다 큰 직경(Gd)을 구비하여 주변의 전자파를 차단하는 접지로써의 역할을 한다.5 is a grounding disk of the present invention constitutes a grounding part. It has a relatively larger diameter (Gd) than a slot disk and serves as a ground to block surrounding electromagnetic waves.
도 6은 슬롯디스크(수평 방사체)의 중앙에 대칭으로 구비된 슬롯의 슬롯 길이 변화에 따른 반사손실의 주파수 특성변화를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슬롯 길이(SL)을 증가시키면 디스크의 커패시터 성분이 증가하는 효과가 나타나 공진 주파수가 내려가는 효과를 볼 수 있다. 한편, 도시하지 아니하였으나 수직 방사체의 중간 선로 길이(Al2)를 늘리거나, 폭(Fw2)을 좁게 하면 인덕터(L) 성분이 증가하는 효과가 나타나 공진 주파수가 내려간다. 이때 상기 수직 방사체의 중간 선로 길이를 늘리기 위하여 도선을 상기 수직방사부 내부에서 좌우로 구불구불하게 제작하여 길이를 늘리는 것도 가능하다. 도 12에 도시된 수직방사부에 이러한 구성이 도시되어 있다.6 is a view showing the change in the frequency characteristic of the return loss according to the change in the slot length of the slot symmetrically provided in the center of the slot disk (horizontal radiator). As shown in FIG. 6 , when the slot length S L is increased, the effect of increasing the capacitor component of the disk appears, thereby reducing the resonance frequency. On the other hand, although not shown, if the length (A l2 ) of the intermediate line of the vertical radiator is increased or the width (F w2 ) is narrowed, an effect of increasing the inductor (L) component appears and the resonance frequency is lowered. At this time, in order to increase the length of the intermediate line of the vertical radiator, it is also possible to increase the length by winding the conducting wire left and right inside the vertical radiator. This configuration is shown in the vertical radiating unit shown in FIG. 12 .
위와 같이 안테나를 구성하는 방사체의 길이와 두께의 변화를 통하여 변화되는 파라미터의 변화는 커패시터(
본 발명의 슬롯디스크(수평 방사체)의 중앙에 대칭으로 구비된 한 쌍의 슬롯의 구성은 일반적으로 사용되는 모노폴 안테나 또는 안테나를 소형화하기 위한 역에프(F)형 안테나에는 없는 구성으로 안테나의 크기와 형상 및 길이를 조절하지 않으면서도 최적의 공진 주파수를 생성할 수 있는 기술이다. The configuration of a pair of slots symmetrically provided at the center of the slot disk (horizontal radiator) of the present invention is a configuration not found in a generally used monopole antenna or an inverted F (F) type antenna for miniaturizing the antenna, and the size and It is a technology that can generate the optimal resonant frequency without adjusting the shape and length.
기존의 안테나 제조방법에서는 안테나 로딩 이론을 적용하여 연장 코일과 단축 콘덴서의 역할을 위하여, 집중정수 소자를 안테나에 넣거나 안테나 도체를 원형으로 1회 이상 감아서 사용한다. 본 발명은 종래의 안테나 로딩 기술에 의하지 아니하고 도2과 같은 안테나 구조를 이용하여 안테나 방사체 내부에 코일 또는 콘덴서의 추가 없이 코일과 콘덴서를 추가한 것과 같은 효과를 발휘하는 로딩기술을 포함한 발명이다. In the existing antenna manufacturing method, a concentrated constant element is put into the antenna or the antenna conductor is wound one or more times in a circle to act as an extension coil and a uniaxial capacitor by applying the antenna loading theory. The present invention is an invention including a loading technique that exhibits the same effect as adding a coil and a capacitor without adding a coil or a capacitor inside the antenna radiator using the antenna structure as shown in FIG.
도 7는 수평 방사체에 병렬로 연결된 단락스터부의 길이 변화(Stl)에 따른 반사손실의 주파수 특성변화를 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이 이 파라미터는 안테나의 임피던스에 큰 영향을 주는 파라미터로 이를 미세 조절하면 안테나 정합을 쉽게 이루어 낼 수 있음을 알 수 있다.7 is a view showing the change in the frequency characteristic of the return loss according to the length change (St l ) of the short-circuit unit connected in parallel to the horizontal radiator. As shown in FIG. 8 , this parameter has a great influence on the impedance of the antenna, and it can be seen that the antenna matching can be easily achieved by finely adjusting the parameter.
상기 [표 1]을 참조하여 설명하면, 본 출원 발명은 공진 주파수를 변화시키는 파라미터들(Wtop, Al1,Al2,Al2, SL)과 임피던스(Stl, Sth)를 변화시키는 파라미터들 간의 상호 의존성이 매우 낮아, 공진 주파수 설계 및 매칭과 임피던스 정합을 독립적으로 수행할 수 있어 안테나 정합을 빨리할 수 있는 장점이 있다.When described with reference to [Table 1], the present invention provides a method for changing parameters (W top, A 11 , A 12 , A 12 , S L ) and impedance (St 1, St h ) for changing the resonant frequency. Since interdependence between parameters is very low, resonant frequency design, matching, and impedance matching can be independently performed, which has the advantage of speeding up antenna matching.
도8은 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 단면도 이다. 감지장치 내부에 들어가 설치된 것을 볼 수 있다. 이는 본 출원 발명이 대칭 슬롯이 있는 디스크가 장착된 인쇄형 UHF대역 저자세형 모노폴 안테나의 특징을 가지고 있기 때문이다.8 is a cross-sectional view of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention. You can see that it is installed inside the detector. This is because the present invention has a feature of a printed UHF band low profile monopole antenna equipped with a disk having a symmetrical slot.
도 9는 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 사시도이다. 플라스틱과 같이 전파를 방해하지 않는 재질로 구성되어 있다.9 is a perspective view of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention. It is made of a material that does not interfere with radio waves such as plastic.
도 10은 본 출원 발명의 모노폴 안테나가 구비된 감지장치의 배면 사시도 이다. 벽면에 천장등에 설치 가능한 형태로 구성되어 있으며, 중안에 연결 커넥터를 더 구비하여 외부로 안테나를 연결하여 사용할 수 있도록 하였다.10 is a rear perspective view of a sensing device equipped with a monopole antenna according to the present invention. It is configured in a form that can be installed on a wall or a ceiling lamp, and a connection connector is further provided in the middle so that the antenna can be connected to the outside.
도 11은 본 출원 발명의 모노폴 안테나를 구비한 감지장치의 분해 사시도이다. 접지디스크위에 수직방사부 및 슬롯디스크가 구비되고 그위로 케이스가 나사로 연결된 것을 볼 수 있다.11 is an exploded perspective view of a sensing device having a monopole antenna according to the present invention. It can be seen that the vertical radiating part and the slot disk are provided on the ground disk, and the case is screwed on it.
도 12는 본 출원 발명의 모노폴 안테나의 조립 사시도 이다. 하단에 연결커넥터가 구비되어 있으며, 부착을 위한 홀이 접지디스크에 구비되고, 상단의 슬롯디스크에는 수직방사부와 연결을 위한 홈이 더 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.12 is an assembled perspective view of the monopole antenna of the present invention. It can be seen that a connecting connector is provided at the bottom, a hole for attachment is provided in the ground disk, and a groove for connection with the vertical radiating part is further formed in the upper slot disk.
도 13은 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전의 개념도 이다.13 is a conceptual diagram of a thermoelectric power generation used as an additional power source according to the present invention.
도 14는 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전부를 감지장치에 설치한 도면과 단면도이다. 본 출원 발명은 실내에서 사용할 수 있는 여러 센서들과 연결하여 실내환경을 상시 모니터링하여 신호를 송신 및 수신하는 안테나로 사용할 수 있다. 특별히, 사용할 수 있는 용도로 화재 감시 등에 사용할 수 있다. 또한, 실내 온도 제어를 위한 온도센서를 부착하여 사용할 수 있다. 이러한 다양한 사용 목적과 함께 화재 시 실내의 상황을 외부에서 확인할 수 있도록 하는 장치와 연결하여 화재 발생 등의 상황을 경고할 수 있다. 그러기 위해서는 전력이 필요한대 화재 시에는 전력이 차단될 수 있다. 본 출원 발명은 전력이 차단된 상황에서 화재로 발생한 열을 이용하여 전력을 생산하고 이를 화재 경보 송신 수단에 제공함으로써 실외에서 화재의 발생을 알 수 있도록 할 수 있다. 호텔, 오피스텔과 같이 많은 방과 격벽으로 이루어진 건축물의 경우 화재 발생 시 각 호실마다의 화재발생 및 현재 화재의 진행 상황을 알 수 없는 경우가 대부분이다. 이러한 문제를 열발전기를 구비한 송신장치를 본 출원 발명의 모노폴안테나와 함께 구비하고, 화재 발생 시 호실번호 등을 송신한다면, 외부에서 안테나 송신 신호로부터 화재 발생 신호를 감지하여 호실별 화재 진행 상황을 파악할 수 있을 것이다. 이는 상기 열발전기가 벽면 또는 천장에 구비되어 있어, 상기 열발전기가 동작하였다는 것은 실내에 화재가 크게 발생한 것을 의미하기 때문이다.14 is a view and a cross-sectional view of a thermoelectric generator used as an additional power source of the present invention installed in a sensing device. The present invention can be used as an antenna for transmitting and receiving signals by connecting to various sensors that can be used indoors to constantly monitor the indoor environment. In particular, it can be used for fire monitoring etc. In addition, it can be used by attaching a temperature sensor for indoor temperature control. In addition to these various purposes of use, in case of a fire, it is possible to warn of a situation such as a fire by connecting it to a device that can check the condition of the room from the outside. Power is needed for that, but power can be cut off in case of fire. According to the present invention, it is possible to know the occurrence of a fire outdoors by generating electric power using heat generated from a fire in a state in which the electric power is cut off and providing it to a fire alarm transmitting means. In the case of a building composed of many rooms and bulkheads, such as hotels and officetels, in most cases, when a fire occurs, it is not possible to know the fire in each room and the current progress of the fire. To solve this problem, if a transmitter equipped with a heat generator is provided together with the monopole antenna of the present application, and a room number is transmitted when a fire occurs, the fire occurrence signal is detected from the antenna transmission signal from the outside and the fire progress status for each room is monitored. you will be able to figure out This is because the heat generator is provided on the wall or ceiling, and the operation of the heat generator means that a large fire has occurred in the room.
도 15는 본 출원 발명의 추가 전원으로 사용하는 열전발전부를 비상 동작부와 연결하는 바이메탈을 도시하고 있다. 본 구성은 추가적으로 상기 열발전기의 오동작을 막기 위하여 별도의 바이메탈 스위치를 구비하여 화재에 의하여 상기 열발전기가 동작하고 상기 바이메탈 역시 화재로 인한 열에 노출되어 동작한 경우에 화재 발생신호가 송출될 수 있도록 추가적으로 바이메탈 스위치를 더 구비하였다.15 is a diagram illustrating a bimetal connecting a thermoelectric generator used as an additional power source to an emergency operation unit according to the present invention. This configuration additionally includes a separate bimetal switch to prevent malfunction of the heat generator, so that when the heat generator is operated by fire and the bimetal is also exposed to heat due to fire, a fire occurrence signal can be transmitted. A bimetal switch was further provided.
상기 본 출원발명의 장점을 요약하면, 본 발명은 도체 디스크가 장착된 UHF대역 저자세 인쇄형 모노폴 안테나에 관한 것이다. 안테나의 구성은 안테나의 접지기능을 수행하는 접지면, 안테나의 정합을 위한 수직 방사체 기저부에 부착한 “ㄱ”자형 단락 스터브와 전체 안테나의 수직 길이를 최소화 및 정합을 위한 수직 방사체의 상단부와 연결된 원형 도체 디스크와 슬롯으로 이루어진 수평 방사체로 구성되어 있다. To summarize the advantages of the present invention, the present invention relates to a UHF band low profile printed monopole antenna equipped with a conductor disk. The configuration of the antenna consists of a ground plane that performs the grounding function of the antenna, a “L”-shaped short stub attached to the base of the vertical radiator for matching the antenna, and a circular shape connected to the upper part of the vertical radiator for minimizing and matching the vertical length of the entire antenna. It consists of a horizontal radiator consisting of a conductive disk and a slot.
본 발명의 가장 큰 장점은 일반 모노폴 안테나인 경우 입력 임피던스 정합을 하기 매우 어려워 안테나 하단에 수동소자들을 부착하여 정합시키는 방법이 대부분이지만 본 발명에서는 하단부에 “기역(ㄱ)”자 모양의 간단한 단락 스터브 부착과 수직 방사체의 폭을 조절하는 방법을 병행하여 쉽게 정합을 이룰 수 있게 하였다. The biggest advantage of the present invention is that it is very difficult to match the input impedance in the case of a general monopole antenna, so most of the methods are matching by attaching passive elements to the bottom of the antenna. By combining the method of attaching and adjusting the width of the vertical radiator, it was possible to achieve easy registration.
또한, 상단부의 슬롯디스크(수평 방사체)는 두 개의 슬롯이 디스크 내부에 대칭적으로 위치함으로써 공진주파수를 낮게 조정하는 기능이 커서 안테나의 공진주파수 튜닝을 쉽게 할 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 모노폴 안테나의 단점인 수직 크기(대략 공진주파수 파장의 1/4)를 크게 줄일 수 있게 하였다. In addition, the slot disk (horizontal radiator) of the upper part has two slots symmetrically located inside the disk, so it has a large function to adjust the resonance frequency to a low level, so it is easy to tune the resonance frequency of the antenna. It made it possible to significantly reduce the vertical size (approximately 1/4 of the resonant frequency wavelength).
상기와 같은 본 발명에 따르면, 소형 UHF 안테나 구조에서 볼 수 있는 복잡한 구조 및 기생소자를 배제하고 디스크 안의 슬롯 길이와 위치를 조절하여 안테나의 공진주파수 특성을 임의로 조절하게 하는 간단한 설계와 와이어가 아닌 PCB 기판에 인쇄형으로 구현되는 안테나로 제작공정과 시간이 단축되어 대량생산이 쉽다는 장점이 있다.According to the present invention as described above, a simple design and non-wire PCB that excludes complex structures and parasitic elements found in a small UHF antenna structure and arbitrarily adjusts the resonant frequency characteristics of the antenna by adjusting the slot length and position in the disk It has the advantage of being easy to mass-produce as the manufacturing process and time are shortened as the antenna is implemented in a printed form on the substrate.
본 출원 발명의 상기와 같은 작용 효과를 나타내기 위한 발명의 구성은 다음과 같다.The configuration of the invention for exhibiting the above-described effects of the invention of the present application is as follows.
안테나 신호를 수신 및 송신 장치와 연결하는 연결 커넥터(410); 및a
상기 연결 커넥터(410)의 접지(Ground, 그라운드)와 연결되는 접지디스크(400); 및a
상기 접지디스크(400)에 수직하게 구비되어 단락스터부(320)와 상기 접지디스크(400)가 전기적으로 연결되는 수직방사부(300); 및a
상기 수직방사부(300)에 상하를 수직하게 전기적으로 연결하며 안테나의 주파수를 조절하는 수직방사체(310); 및a
상기 수직방사부(300)는 상기 수직방사체(310)로부터 수평으로 인출되어 상기 접지디스크에 수직하게 연결되는 단락스터부(320); 및The
상기 단락스터부(320)에 인접한 상기 수직방사체 일단에 연결되는 상기 연결커넥터(410)의 신호입력단자; 및a signal input terminal of the
상기 수직방사부(300)의 상단에 평행하게 구비되어 상기 수직방사체(310)와 전기적으로 연결되는 원형의 도체 디스크판의 중앙에 대칭 되도록 슬롯이 형성된 슬롯디스크(200);를 구비한 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.A
또한, 상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이와 상기 슬롯디스크의 반지름을 합한 길이가 공진 주파수의 1/4이 되는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna, characterized in that the sum of the length of the
또한. 상기 단락스터부(320)의 길이는 상기 수직방사체(310)로부터 인출된 수평 길이와 상기 인출된 수평 길이부의 끝단에서 수직하게 접지디스크(400)에 연결되는 수직 길이의 합이며, 상기 단락스터부(320)의 길이를 조절하여 모노폴 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition. The length of the short-
또한, 상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이를 수직선이 아닌 지그재그 형태의 패턴을 사용함으로써 공진 주파수를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna characterized in that the resonant frequency can be increased by using a zigzag pattern instead of a vertical line for the length of the
또한, 상기 단락스터부(320)의 수평 길이와 수직 길이 중 수평길이를 길게하면 캐패시턴스 값이 작아지고, 수직 길이를 길게하면 캐패시턴스 값이 커지는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, there is provided a monopole antenna, characterized in that if the horizontal length of the short-
또한, 상기 단락스터부(320)의 수평 길이와 수직 길이 중 수평길이를 길게할 수 없는 경우 수평길이를 지그재그 패턴을 사용하여 길이를 늘림으로써 캐패시턴스 값이 작아지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나를 제공한다.In addition, when the horizontal length among the horizontal length and the vertical length of the
또한, 본 출원 발명은 상기 모노폴 안테나; 및In addition, the present invention is the monopole antenna; and
상기 모노폴 안테나 케이스; 및the monopole antenna case; and
상기 모노풀 안테나 케이스 내부에 열발전기 및 바이메탈 스위치를 구비하고, 상기 모노폴 안테나가 설치된 실내의 위치를 송신할 수 있는 위치송신부를 더 구비하여 화재 발생시 상기 열발전기에 발전된 전기를 상기 바이메탈 스위치의 구동에 의하여 상기 위치송신부에 전달함으로써 화재발생 위치를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나가 구비된 화재발생 알림장치를 제공한다.A thermogenerator and a bimetal switch are provided inside the monopole antenna case, and a position transmitter capable of transmitting the location of the room where the monopole antenna is installed is further provided to transmit electricity generated by the thermogenerator in case of a fire to the driving of the bimetal switch It provides a fire notification device equipped with a monopole antenna, characterized in that by transmitting the location transmitter to the outside by transmitting the location of the fire.
또한, 상기 화재발생 알림장치에서 발생한 전파신호를 수신하기 위한 화재발생 모니터링장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나가 구비된 화재발생 알림장치를 제공한다.In addition, there is provided a fire notification device equipped with a monopole antenna, characterized in that it further comprises a fire occurrence monitoring device for receiving the radio signal generated from the fire notification device.
50 : 케이스
55 : 고정볼트
100 : 모노폴 안테나
200 : 슬롯 디스크
210 : 슬롯
300 : 수직 방사부
310 : 수직방사체
320: 단락스터부
400 : 접지 디스크
410 : 연결 커넥터
500 : 열발전기
510 : 바이메탈스위치
Wtop : 슬롯디스크지름
SL : 슬롯 길이
SW : 슬롯 폭
A11 : 수직방사체 상부연결부
A12 : 수직방사체 중간연결부
A13 : 수직방사체 하단연결부
Fw1 : 수직방사체 상하부연결부 폭
Fw2 : 수직방사체 중간연결부 폭
Stl : 단락스터부 수평부
Sth : 다락스터부 수직부
Ssw : 단락스터부폭
Gd : 접지디스크 지름50: case
55: fixing bolt
100: monopole antenna
200: slot disk
210: slot
300: vertical radiating part
310: vertical emitter
320: short-circuit stud unit
400: ground disk
410: connecting connector
500: heat generator
510: bimetal switch
Wtop: Slot disk diameter
S L : Slot Length
S W : slot width
A11 : Vertical radiator upper connection part
A12 : Intermediate connection part of vertical emitter
A13: Vertical radiator lower connection part
Fw1 : Width of vertical radiator upper and lower connection part
Fw2 : Width of vertical radiator intermediate connection
Stl: Short circuit part horizontal part
Sth : Vertical part of the attic stud
Ssw : Short-circuit stud width
Gd : diameter of ground disk
Claims (5)
상기 연결 커넥터(410)의 접지(Ground, 그라운드)와 연결되는 접지디스크(400); 및
상기 접지디스크(400)에 수직하게 구비되어 단락스터부(320)와 상기 접지디스크(400)가 전기적으로 연결되는 수직방사부(300); 및
상기 수직방사부(300)에 상하를 수직하게 전기적으로 연결하며 안테나의 주파수를 조절하는 수직방사체(310); 및
상기 수직방사부(300)는 상기 수직방사체(310)로부터 수평으로 인출되어 상기 접지디스크에 수직하게 연결되는 단락스터부(320); 및
상기 단락스터부(320)에 인접한 상기 수직방사체 일단에 연결되는 상기 연결커넥터(410)의 신호입력단자; 및
상기 수직방사부(300)의 상단에 평행하게 구비되어 상기 수직방사체(310)와 전기적으로 연결되는 원형의 도체 디스크판의 중앙에 대칭 되도록 슬롯이 형성된 슬롯디스크(200);를 구비하고,
상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이와 상기 슬롯디스크의 반지름을 합한 길이가 공진 주파수의 1/4이 되는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나.a connection connector 410 for connecting an antenna signal to a receiving and transmitting device; and
a ground disk 400 connected to the ground of the connection connector 410; and
a vertical radiating unit 300 provided perpendicular to the ground disk 400 and electrically connected to the short-circuit ster unit 320 and the ground disk 400; and
a vertical radiator 310 electrically connected vertically to the vertical radiator 300 to adjust the frequency of the antenna; and
The vertical radiating unit 300 is horizontally drawn out from the vertical radiating body 310, and a short-circuit stunt unit 320 vertically connected to the ground disk; and
a signal input terminal of the connection connector 410 connected to one end of the vertical radiator adjacent to the short-circuit ster unit 320; and
A slot disk 200 provided in parallel with the upper end of the vertical radiation unit 300 and having a slot formed so as to be symmetrical to the center of a circular conductive disk plate electrically connected to the vertical radiator 310;
A monopole antenna, characterized in that the sum of the length of the vertical radiator (310) provided in the vertical radiator (300) and the radius of the slot disk becomes 1/4 of the resonance frequency.
상기 단락스터부(320)의 길이는 상기 수직방사체(310)로부터 인출된 수평 길이와 상기 인출된 수평 길이부의 끝단에서 수직하게 접지디스크(400)에 연결되는 수직 길이의 합이며, 상기 단락스터부(320)의 길이를 조절하여 모노폴 안테나의 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나.According to claim 1,
The length of the short-circuit stud unit 320 is the sum of the horizontal length drawn from the vertical radiator 310 and the vertical length vertically connected to the ground disk 400 at the end of the drawn-out horizontal length part, and the short-circuit stur unit A monopole antenna, characterized in that by adjusting the length of (320) to adjust the impedance of the monopole antenna.
상기 수직방사부(300)에 구비된 수직방사체(310)의 길이를 수직선이 아닌 지그재그 형태의 패턴을 사용함으로써 공진 주파수를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나.3. The method of claim 2,
Monopole antenna, characterized in that the resonant frequency can be increased by using a zigzag pattern instead of a vertical line for the length of the vertical radiator 310 provided in the vertical radiator 300 .
상기 모노폴 안테나 케이스; 및
상기 모노폴 안테나 케이스 내부에 열발전기 및 바이메탈 스위치를 구비하고,
상기 모노폴 안테나가 설치된 실내의 위치를 외부로 송신할 수 있는 위치송신부를 더 구비하여 화재 발생 시 상기 열발전기에서 발전된 전기를 상기 바이메탈 스위치의 구동에 의하여 상기 위치송신부에 전달함으로써 화재발생 위치를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 모노폴 안테나가 구비된 화재발생 알림장치.
The monopole antenna of any one of claims 1 to 3; and
the monopole antenna case; and
A thermogenerator and a bimetal switch are provided inside the monopole antenna case,
Further comprising a location transmitter capable of transmitting the location of the room in which the monopole antenna is installed to the outside, when a fire occurs, the electricity generated by the heat generator is transmitted to the location transmitter by driving the bimetal switch to transmit the location of the fire to the outside A fire notification device equipped with a monopole antenna, characterized in that it transmits.
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