KR0171129B1 - 소형 루프 안테나의 구조 - Google Patents

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배순훈
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Abstract

본 발명은 무선 호출기의 루프 안테나 이득을 향상시킨 소형 루프 안테나의 구조에 관한 것으로, 원격지로부터 전송된 호출 정보를 수신하는 무선 호출기의 소형 루프 안테나에 있어서; 상기 루프 안테나를 일측 하단이 개구된 사각 테 모양의 안테나로 구성하되, 안테나의 표면에 다수개의 엠보싱을 형성하고 안테나 일측 끝단부에 돌출부를 형성함을 특징으로 한다.

Description

소형 루프 안테나의 구조
제1도는 일반적인 무선 호출기의 수신 장치를 도시한 도면.
제2도는 일반적인 무선 호출기의 루프 안테나 구조를 나타낸 도면.
제3도 (a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조를 나타낸 정면도.
제3도 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조를 나타낸 좌측면도.
제3도 (c)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프 안테나의 구조를 나타낸 우측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 엠보싱 32 : 일측 끝단부
33 : 돌출부
본 발명은 원격지로부터 전송된 호출 정보를 수신하는 무선 호출기의 소형 루프 안테나에 관한 것으로, 특히 안테나의 이득을 개선한 소형 루프 안테나의 구조에 관한 것이다.
최근 수요가 급증하고 있는 무선 호출기는 휴대용 단방향 수신기로서, 통상 VHF대의 전파를 이용하여 단말 휴대자에게 고정 전화의 벨울림에 해당하는 호출음을 무선으로 알리고 가장 가까운 고정 전화기에서 응답하는 것을 촉진하는 이동 통신 서비스에 사용되는 통신 기기의 일종이다.
또한 무선 호출 서비스는 이동 통신으로는 호출음에 의한 일측 방향의 단순한 서비스이지만 고정 전화 서비스와의 조합으로 그 위력이 발휘되어 널리 보급되고 있는 이동 통신 서비스이다.
일반적으로 무선 호출기는 3.5KHz의 주파수 편이를 갖는 FSK(Frequency Shift Keying) 신호를 수신하여 검파하는 FM(Frequency Modulation) 수신기에 해당되는 것으로, 제1도는 일반적인 무선 호출기의 수신 장치를 도시한 도면이다.
제1도는 도시된 바와 같이 원격지로부터 전송되는 무선 호출 신호는 안테나(11)에 의해 수신된후 LNA(12)를 통과하여 대역 통과 필터(13)에 의해 채널 선국이 이루어진다.
채널 선국된 호출 신호는 혼합부(14)에서 국부 발진 신호와 혼합되어 21.4M Hz의 1차 중간 주파 신호로 변화되고 중간 주파 필터(15)는 제 1 차 중간 주파 신호에 대한 외부 채널 간섭 및 노이즈를 제거한다. 이어서 중간 주파 IC(16)는 중간 주파 필터(15)의 출력을 NRZ 신호로 검파하여 디코딩을 위한 디코딩부(도면에 도시하지 않았음)에 전송한다.
이때, 무선 호출기의 안테나는 일반적으로 소형 루프 안테나가 사용된다. 그러나 무선 호출기의 초소형화 경향에 따라 루프 안테나의 루프 면적이 축소되어 안테나 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 안테나의 이득을 향상시킨 소형 루프 안테나의 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 원격지로부터 전송된 호출 정보를 수신하는 무선 호출기의 소형 루프 안테나에 있어서, 일측 하단이 개구된 사각 테모양의 안테나로서, 표면에 다수개의 엠보싱이 형성되고, 상기 안테나의 일측 끝단부에 돌출부가 형성된 구조로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적 및 그 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 제공된 바람직한 실시예를 설명하면 더욱 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
일반적으로 루프 안테나는 테모양의 안테나로 면에 직각인 방향에 최소 감도를 갖는 8자형 지향 특성이 있으며, 제2도에는 일측 하단(21)이 개구된 사각 테모양의 안테나가 도시된다.
이러한 루프 안테나의 신호 세력(P)는 제 1 식과 같다.
P = Ae·S -----(제 1 식)
Ae: 루프 안테나의 실효 개구면적
S : 전자파의 포인팅 벡터(pointing vector) 또는 전력 밀도
이때 포인팅 벡터(S)의 크기는 전계 강도(E)와 관련되며, 관련식은 제 2 식과 같다.
S = |E|/R0---- (제 2 식)
R0: 120ΠΩ (R0: 자유 공간의 임피던스 특징)
또한 안테나의 실효 개구 면적은 안테나의 지향성(D)과 관련되어 있으며, 관련식은 제 3 식과 같다.
D = (4Π'/λ2)·Ae---- (제 3 식)
λ : 파장
따라서 루프 안테나의 신호 세력(P)는 제 4 식과 같이 나타낼 수 있다.
P =(λ2/4Π)·D·(|E|2/Ro)
= λ2·|E|2/480Π2)D ----- (제 4 식)
또한 루프 안테나에 대한 지향성(D)은 루프 면적, 루프 프레임의 폭, 루프재료 및 동작 주파수에 의존적이다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
D = D0·η·K ----- (제 5 식)
D0= 무손실 루프 안테나의 지향성
η : 루프 효율
K : 안타네와 LNA 사이의 정합 손실
무선 호출기 안테나는 무지향성이 요구되고 실제 소형 루프 안테나는 원하는 지향성을 가질 수 없다. 따라서 큰 오차없이 D0를 1로 취할 수 있고 안테나와 LNA와의 완벽한 정합이 이루어졌다고 가정하면 지향성은 곧 루프 효율과 동일하다. 상호 관계에 의해 루프 효율은 안테나 라디에이터(raditor)처럼 취급될 수 있다고 볼 수 있으며 전류(i)가 루프를 통하여 흐른다고 하면 루프 효율(4-η)은 제 6 식과 같이 나타낼 수 있다.
η = (방사 전력/공급 전력)
= I·Rr/i2·(Rr+Rl)
= Rr/(Rr+Rl) ------ (제 6 식)
이때 방사 저항(Rr)은 직접적으로 루프 면적(A)과 관련되고, 손실 저항(Rl)은 루프 안테나의 면적과 관련되어 각각 제 7 식 및 제 8 식으로 나타낼 수 있다.
Rr= 20[(20Π/λ)2A]2------ (제 7 식)
R1= 2·(ω+l)·P ------ (제 8 식)
ω : 루프 길기
l : 폭
한편 소형 안테나의 경우 Rr《Rl이므로, 결과적으로 루프 안테나의 효율(η)은 제 9식과 같이 나타낼 수 있다.
η≒Rr/Rl------ (제 9 식)
상기한 바와 같이 루프 안테나의 효율은 루프 면적 및 루프 안테나의 면적과 관련된다.
제3도(a)는 본 발명의 루프 안테나 구조를 나타낸 정면도이고, 제3도(b)는 본 발명의 루프 안테나 구조를 나타낸 좌측면도이며, 제3도(c)는 본 발명의 루프 안테나 구조를 나타낸 우측면도로서, 본 발명은 상기한 제1도에 도시된 일반적인 루프 안테나 구조와 거의 유사하나, 가장 특징적인 다른점은 루프 안테나의 표면에 다수개의 엠보싱(embossing)(31)을 형성하여 루프 안테나의 표면적을 확장한 점이다.
제3도를 참조하면 본 발명의 루프 안테나 구조의 바람직한 실시예는 일반적인 루프 안테나를 도시한 제2도와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 이해를 쉽게하기 위하여 참조 번호로서 도시하였다.
따라서 하기에서는 기타 다른 구성 부재들에 대해서는 이미 앞에서 상세히 설명하였으므로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 새로이 부가되는 구성 부재들을 중심으로 말한다.
제3도에 도시한 바와같이 본 발명의 바람직한 실시예에서는 일측 하단(21)이 개구된 사각 테 모양의 안테나로 구성하되, 안테나의 표면에 다수개의 엠보싱(31)을 형성하고 안테나 일측 끝단부(32)에 돌출부(33)를 형성한다. 이때 돌출부(33)는 일측 끝단부(32)의 중간과 모서리 사이에 형성한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따르면 루프 안테나의 표면에 형성된 다수개의 엠보싱(31)으로 인하여 전체적의 루프 안테나의 루프 면적(A)이 커지게 되며, 그 결과 상기한 제 7 식에 따르면 방사 저항(Rr)이 커지게 된다. 따라서 제 9 식에 의하면 루프 안테나의 효율(η)이 증가하게 됨을 알 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명은 무선 호출기의 안테나 면적을 확장 시켜 전파의 접촉 면적이 증가되도록 함으로서, 안테나의 수신 감도를 높이는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에만 국한되는 것이 아니며, 상술한 바람직한 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명의 범주는 상술한 도면 및 명세서에 의해 정의되는 바와 같이 특허 청구의 범위에 의해 희석되어야 한다.

Claims (2)

  1. 원격지로부터 전송된 호출 정보를 수신하는 무선 호출기의 소형 루프 안테나에 있어서: 일측 하단(21)이 개구된 사각 테 모양의 안테나로서, 표면에 다수개의 엠보싱(31)이 형성되고, 상기 안테나의 일측 끝단부(32)에 돌출부(33)가 형성된 루프 안테나의 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(33)가: 상기 안테나의 일측 끝단부(32)의 중간부분과 모서리 사이에 형성된 루프 안테나의 구조.
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