KR100271468B1 - 휴대용 무선기기 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 무선기기에서 무선 주파수신호를 송수신하기 위한 휴대용 무선기기 안테나에 관한 것으로, 구조적으로 일체형으로 이루어져 수납시 헬리컬 안테나로 동작하고 신장시 로드 안테나로 각각 분리 동작하도록 된 휴대용 무선기기 안테나에 있어서, 헬리컬 안테나에 내장되는 스프링의 길이를 19.9(8.7턴)로 하고, 스프링의 코일간격을 P=2.25로 하며, 스프링의 일측 끝단은 메탈 로드에 돌출 형성된 탭에 끼운 후 납땜으로 고정하여 이루어진 것으로 임피던스를 향상시킬 수 있으며 안테나에서 파우어 손실을 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

휴대용 무선기기 안테나

본 발명은 휴대용 무선기기에 관한 것으로, 특히 휴대용 무선기기에서 헬리컬(Helical)안테나의 구조를 개선하여 밴드폭(Band Width)을 향상시킴으로써 통화시 주파수의 이동이 일어나도 통화품질에 영향을 덜 받을 수 있게 하고, 임피던스를 향상시켜 미스매칭(Mismatching)을 방지하며 정재파비(VSWR)를 기준치에 가깝게 하여 안테나에서 파우어 손실을 저감시킬 수 있도록 한 휴대용 무선기기 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 무선 기기는 무선 통신을 수행하기 위하여 안테나를 사용하고 있다.

무선 기기들은 변조부에서 출력되는 고주파 신호를 안테나에 인가하여 공중으로 송신하고, 또한 공중을 통해 전송되는 소정의 전파를 안테나를 통해 수신하고 있다.

이러한 안테나의 송신 특성 및 수신 특성을 향상시키기 위해서는 송신 및 수신할 주파수에 따라 안테나의 임피던스와 송수신기의 임피던스를 상호간에 매칭시키고, 불필요한 방사를 방지하여 손실이 적도록 해야 된다.

이러한 안테나는 구조적으로 일체형으로 되어 있어 수납시 헬리컬 안테나로 동작하고 신장시 로드 안테나로 각각 분리 동작하도록 되어 있다.

이러한 안테나에는 수신상태를 양호하게 하기 위한 수단으로 하단부내에 스프링을 내장하고 있다.

도 1은 일반적인 무선기기를 나타낸 것으로 크게 본체(10)와 안테나부(20)로 구성되며, 상기 안테나부(20)는 안테나를 신장 또는 수납시킬 때 사용하기 위한 손잡이(21)와, 절연부(22)와, 상기 본체(10)에 결합되어 안테나 수납시 동작되며 스프링(25)이 내장된 헤리컬 안테나(23)와, 안테나 신장시 상기 헤리컬 안테나와 결합되어 안테나 역할을 하는 로드 안테나(24)로 구성된다.

도 2는 상기 도 1에서의 헬리컬 안테나(23)의 내부에 내장되는 스프링(25)과 이 스프링(25)이 결합되는 메탈 로드(26)를 나타낸 것으로, 스프링(25)의 일측끝단을 메탈 로드(26)에 1턴(Turn) 정도 끼워 오물림 작업으로 고정하였다.

여기서 스프링(25)의 코일간격 즉, 피치(Pitch)는 1.2이고 스프링(25)의 전체길이는 13.8(8.5턴)이다.

도 3은 종래 헬리컬 안테나(23)의 스프링(25) 권선상태를 나타낸 것으로, 스프링(25)을 나선의 2/3정도 감았으며, +자 컷팅(28)을 알루미늄으로 형성하였다.

따라서, 이와같은 종래 안테나에 있어서는, 스프링(25)을 나선의 2/3정도 감으면서 피치를 좁게하였기 때문에 안테나의 특성이 저하되었다.

또한, 종래에는 안테나를 조립할 때 메탈 로드(26)에 스프링(25)을 1턴 정도 끼워 오물림 작업을 하였기 때문에 스프링(25)이 단단하게 고정되지 못하여 메탈 로드(26)로부터 이탈되기 쉬웠다.

또한, 종래 도 2와 같은 구성에서는 반사로스가 7.5dB로 안테나에서 커버할 수 있는 밴드의 폭이 좁아 사람의 손이 닿거나, 통화시 주파수의 이동이 일어날 경우 통화품질에 영향을 받게 되는 결점이 있었다.

그리고 임피던스가 23.0Ω으로 셋(Set) 기준 스펙인 50Ω에 미치지 못하여 미스매칭되기 쉬운 결점이 있었다.

또한, 정재파비의 값이 2.3으로 기준치인 1보다 커서 파우어 반사가 15.5%로 높으므로 안테나에서 파우어 손실이 많아지는 결점이 있었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은, 리턴 손실이 양호하고 안테나에서 커버할 수 있는 밴드 폭이 넓어 사람의 손이 닿거나 통화시 주파수의 이동이 일어나더라도 통화품질에 영향을 덜 받을 수 있는 휴대용 무선기기 안테나를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 임피던스가 셋(set)기준 스펙인 50Ω에 가깝도록 하여 미스매칭되는 것을 방지할 수 있도록 하는 휴대용 무선기기 안테나를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 정재파비의 값이 기준치에 가깝도록 하여 파우어 반사율을 현저하게 낮춤으로써 안테나에서 파우어 손실을 크게 감소시킬 수 있도록 한 휴대용 무선기기 안테나를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 무선기기의 안테나를 나타낸 도면

도 2는 종래 안테나의 나선 부위가 메탈 로드에 연결된 상태를 나타낸 도면

도 3은 종래 안테나의 스프링권선상태를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 나선 부위가 메탈 로드에 연결된 상태를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 안테나 스프링 권선상태를 나타낸 도면

도 6은 본 발명의 반사손실 특성 비교도

도 7은 본 발명의 정재파 비율 특성 비교도

도 8은 본 발명의 스미쓰 선도의 구조를 나타낸 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

30:스프링 31:메탈 로드

32:탭 33:C-링

34:+자 컷팅

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 헬리컬 안테나에 내장되는 스프링의 길이가 19.9이고 스프링의 코일간격이 P=2.25이며 스프링의 일측 끝단이 메탈 로드에 형성된 탭에 끼워져 납땜으로 결합 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 헤리컬 안테나의 내부 스프링부분을 나타낸 도면으로, 안테나 역할을 하는 스프링(30)의 길이는 19.9(8.7턴)이고 스프링(30)간의 간격은 P=2.25이며 스프링(30)의 일측 끝단은 메탈 로드(31)에 형성된 탭(32)에 끼워진 후 납땜으로 결합되어 구성된 것으로, 단 상기 스프링선경은 Φ0.5이다.

도 5는 본 발명의 스프링(30)의 권선상태를 나타낸 도면으로, 스프링(30)을 나선의 끝까지 권선하여 안테나의 특성을 향상시키도록 하였으며, 이때 스프링(30)의 간격 즉, 피치를 P=2.25로 하여 기존(P=1.2)보다 넓게 하였다.

그리고 C-링(33)은 벨륨동으로 형성하고, +자 컷팅(34)은 동으로 형성한 것이다.

도 6은 반사손실을 나타낸 특성도로서, a는 종래의 반사손실의 특성도를 나타낸 것이고, b는 본 발명의 반사손실의 특성도를 나타낸 것이다.

도 7은 정재파 비율을 나타낸 특성도로서, c는 종래의 정재파 비율 특성도를 나타낸 것이고, d는 본 발명의 정재파 비율 특성도를 나타낸 것이다.

도 8은 스미쓰선도를 나타낸 구조도로서, e는 종래의 임피던스를 나타낸 것이고, f는 본 발명의 임피던스를 나타낸 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 안테나는 메탈 로드(31)에 탭(32)을 형성하여 스프링(30)을 고정하기 위해 조립부에 돌려서 끼우고 납땜을 하여 견고하게 고정시킨다.

그리고 스프링(30)의 간격(피치)을 넓게(예컨대, P=2.25)하여 나선 끝까지 감아 안테나의 특성을 향상시켰다.

또한, 프러스자 컷팅(34)을 동(Brass)으로 함과 함께 C-링(33)을 벨륨동으로 열처리하였다.

따라서, 본 발명의 안테나 수납시에는 헬리컬 안테나로만 고주파 신호를 방사하도록 하므로 전기적 특성이 도 6의 b, 도 7의 d, 도 8의 f와 같이 나타나게 된다.

본 발명의 안테나는 반사로스가 11.9dB가 되어 안테나에서 커버할 수 있는 밴드 폭이 넓어 사람의 손이 닿거나 통화시 주파수의 이동이 일어나더라도 통화 품질에 영향을 덜 받게 된다.

또한, 임피던스가 30.2Ω으로 셋 설정 기준 스펙인 50Ω에 가까워서 미스메칭되는 것을 감소시킬 수 있다.

그리고 정재파비(VSWR)의 값이 1.67로 기준값인 1에 가까워 파우어 반사율이 5.6%로 현저하게 낮아짐으로써 안테나에서 파우어 손실을 크게 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 안테나와 비교해 볼 때 다음의 표1과 같은 비교 데이터가 나옴을 알 수 있다.

주파수＼	종래(dBm)	본 발명(dBm)
824MHz	-50.4	-47.8
850MHz	-50.1	-48.0
894MHz	-45.5	-44.9
940MHz	-44.7	-44.7

상기 데이터는 다음과 같은 측정조건하에서 이루어진 것이다.

즉, 방사 파우어 테스트를 한 결과로 송수신 안테나의 거리는 3m이고, 측정장비는 넷워크 분석기 HP 8714B이며, 송신 안테나는 LOGPERIODIC 11966N이며,송신 파우어는 0dBm이다.

본 발명에서, 도 6내지 도 8은 네트워크 분석기 HP 8753D로 시험한 결과를 나타낸 것이며, 헤리컬 안테나 단품으로 지그(JIG) 테스트 결과를 나타낸 것이다.

본 발명에 의하면 반사손실이, 도 6에 도시된 바와같이, 종래의 a(-7.5dB)에서 b(-11.985dB)로 향상된 것을 알 수 있다.

또한, 정재파비율은, 도 7에 도시된 바와같이, 종래의 c(2.3)에서 d(1.67)로 기준값인 1에 가까워져 안테나의 파우어 손실이 저감되는 것을 알 수 있다.

그리고 스미쓰선도는, 도 8에 도시된 바와같이, 종래의 e(23.0Ω)에서 f(30.2Ω)로 기준 스펙인 50Ω에 가까워진 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 안테나의 스프링의 권선을 끝까지 감고 또한 스프링의 코일간격을 소정폭으로 넓힘으로써 반사손실을 향상시켜 안테나가 커버할 수 있는 밴드폭을 넓힘으로써 사람의 손이 닿거나 또는통화중 주파수의 이동이 있어도 통화품질에 영향을 덜 받을 수 있다.

임피던스가 기준스펙인 50Ω에 가까워짐으로써 미스매칭을 방지할 수 있으며, 정재파비가 기준값인 1에 가까워짐으로써 파우어 반사율을 기존의 15.5%에서 5.6%로 현저하게 낮춰 안테나에서의 파우어 손실을 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 안테나의 스프링 일측을 메탈 로드에 별도로 형성시킨 탭에 견고하게 고정시킨 상태에서 납땜함으로써 스프링과 메탈 로드가 일체형으로 형성되어 스프링의 이탈을 방지할 수 있는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 구조적으로 일체형으로 이루어져 수납시 헬리컬 안테나로 동작하고 신장시 로드 안테나로 각각 분리 동작하도록 된 휴대용 무선기기 안테나에 있어서,

   상기 헬리컬 안테나에 내장되는 스프링(30)이 소정길이{19.9(8.7턴)}를 갖고, 상기 스프링(30)의 코일이 소정간격(P=2.25)을 가지며, 상기 스프링(30)의 일측 끝단이 메탈 로드(31)에 돌출 형성된 탭(32)에 소정횟수{1.5(2턴)}감겨 납땜 고정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 무선기기 안테나.
2. 제 1항에 있어서, 상기 메탈 로드(31)의 +자 컷팅(34)이 동으로 이루어지고, C-링(33)이 벨륨동으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대용 무선기기 안테나.