KR100303418B1 - 듀얼밴드안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 무선 통신기기에 사용되는 안테나에서 헬리컬(Helical) 안테나의 스프링 구조를 개선하여 주파수 대역을 DCS 방식의 이동통신 단말기가 사용하는 900㎒와, PCS 방식의 이동통신 단말기가 사용하는 1900㎒로 듀얼 밴드 폭을 갖도록 함으로써 DCS 폰 및 PCS 폰에 모두 유용하게 사용할 수 있도록 한다.

본 발명은 헬리컬 안테나 내부에 스프링이 내장된 무선 통신기기에 있어서, 상기 스프링(30)이, 상기 헬리컬 안테나의 메탈 로드(26)에 일정 스프링 간격으로 고정되어 1900㎒의 신호를 송수신하는 하부 스프링(31)과, 상기 하부 스프링(31)보다 좁은 스프링 간격을 갖는 상부스프링(32)으로 구성되어 상기 하부 스프링(31)과 상부 스프링(32)의 합성으로 900㎒의 신호를 송수신할 수 있도록 된 것이다.

Description

듀얼 밴드 안테나

본 발명은 휴대용 무선 통신기기에 사용되는 안테나에 관한 것으로, 특히 휴대용 무선 통신기기에서 헬리컬(Helical) 안테나의 스프링 구조를 개선하여 밴드폭(Band Width)을 DCS(Digital Cellular Syatem) 방식 이동통신단말기(이하, 'DCS'폰이라고 약칭함)에서 사용하는 900㎒ 주파수 대역과, PCS(Personal Communication Service) 방식 이동통신단말기(이하, 'PCS 폰'이라고 약칭함)에서 사용하는 1900㎒의 주파수 대역으로 듀얼 밴드폭을 갖도록 함으로써 DCS 폰 및 PCS 폰에 모두 유용하게 사용할 수 있는 듀얼 밴드 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신기기는 무선 통신을 수행하기 위하여 안테나를 사용하고 있다. 즉, 무선 통신기기들은 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 정확하게 매칭시키고 불필요한 방사를 방지하여 손실이 적도록 해야 된다.

그리고 구조적으로 안테나는 헬리컬 안테나 및 로드 안테나를 일체형으로 구성하여, 수납시 헬리컬 안테나가 동작하고, 신장시 로드 안테나로 동작하도록 되어있다.

도 1은 일반적인 무선 통신기기를 나타낸 것이다. 여기서, 부호 10은 무선 통신기기의 본체(10)이고, 부호 20은 소정 주파수의 신호를 송신 및 수신하는 안테나부(20)이다.

상기 안테나부(20)는, 로드 안테나(24)를 신장 또는 수납시킬 경우에 사용하기 위한 손잡이(21)와, 절연부(22)와, 상기 본체(10)에 결합되어 안테나 수납시 동작되고 스프링(25)으로 이루어지는 헬리컬 안테나(23)와, 신장될 경우에 상기 헬리컬 안테나(23)와 결합되어 안테나 역할을 하는 로드 안테나(24)로 구성된다.

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

도 3a는 종래 900㎒에서의 스미스 선도를 나타낸 것이고, 도 3B는 종래 900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도이다.

또한, 도 4a는 종래 1900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 것이고, 도 4b는 종래 1900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도로, 이 도 4b를 보면 종래 1900㎒에서는 공진이 전혀 이루어지지 않음을 알 수 있다.

또한, 도 5는 종래 90O㎒와 190O㎒의 방사패턴을 나타낸 것으로, A1은 900㎒(DCS 폰)에서의 방사 특성도이고, A2는 1900㎒(PCS 폰)에서의 방사특성도로, A2에서의 방사치가 떨어지는 것을 알 수 있다.

따라서, 종래의 무선 통신기기에 있어서는, DCS 폰의 경우에는 900㎒대역의 안테나를 사용하였고, PCS 폰의 경우에는 1900㎒대역의 안테나를 사용하여 무선 통신기기의 주파수 대역에 따라 각각 특정의 주파수 대역을 갖는 안테나를 사용해야하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 DCS 폰의 주파수대역인 900㎒에서 사용할 수 있음은 물론 PCS 폰의 주파수대역인 1900㎒에서도 사용할 수 있는 듀얼 밴드 안테나를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 무선 통신기기 안테나의 구성을 보인 도면.

도 2는 종래 헬리컬 안테나의 스프링 구성을 보인 도면.

도 3a는 종래의 900㎒에서의 스미스 선도를 나타낸 도면.

도 3b는 종래 900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 4a는 종래 1900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 4b는 종래 1900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 5는 종래 900㎒와 1900㎒의 방사패턴을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 듀얼 밴드 안테나의 스프링 구성도.

도 7a는 본 발명 제 1 실시예의 900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 7b는 본 발명 제 1 실시예의 900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 8a는 본 발명에 제 1 실시예의 1900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 8b는 본 발명에 제 1 실시예의 1900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 9는 본 발명 제 1 실시예의 900㎒와 1900㎒의 방사패턴을 나타낸 도면.

도 10a는 본 발명 제 2 실시예의 900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 10b는 본 발명 제 2 실시예의 900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 11a는 본 발명에 제 2 실시예의 1900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 11b는 본 발명에 제 2 실시예의 1900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 12는 본 발명 제 2 실시예의 900㎒와 1900㎒의 방사패턴을 나타낸 도면.

도 13a는 본 발명 제 3 실시예의 900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 13b는 본 발명 제 3 실시예의 900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 14a는 본 발명에 제 3 실시예의 1900㎒에서의 스미스선도를 나타낸 도면.

도 14b는 본 발명에 제 3 실시예의 1900㎒에서의 정재파비율을 나타낸 특성도.

도 15는 본 발명 제 3 실시예의 900㎒와 1900㎒의 방사패턴을 나타낸 도면.

도 16은 본 발명 제 2 실시예와 제 3 실시예의 방사패턴을 비교한 도면이며,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 안테나 31 : 하부 안테나

32 : 상부 안테나

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 듀얼 밴드 안테나에 따르면,(정정)내부의 메탈 로드에 스프링이 고정된 헬리컬 안테나와, 이 헬리컬 안테나에 설치되어 수납 및 신장되는 로드 안테나를 구비하는 무선 통신기기에 있어서, 상기 헬리컬 안테나의 스프링은, 소정의 스프링 간격으로 형성되고 1900㎒ 주파수 대역을 가지는 하부 스프링; 및 상기 하부 스프링보다 좁은 스프링 간격을 갖는 상부스프링으로 이루어지고, 상기 하부 스프링 및 상부 스프링의 합성으로 900㎒ 주파수 대역을 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 스프링은; 선경이 φ0.5이고, 외경이 φ5.3이거나, 선경이 φ0.6이고, 외경이 φ6.3 인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도 6 내지 도 16의 도면을 참조하여 본 발명의 듀얼 밴드 안테나를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 헬리컬 안테나의 내부에 내장되는 스프링을 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 메탈 로드(26)에 헬리컬 안테나로 동작하는 스프링(30)을 고정시키되, 하부 스프링(31)은 1900㎒의 주파수 대역을 가지도록 소정의 스프링 간격을 유지하고, 상부 스프링(32)은 상기 하부 스프링(31)보다 적은 간격으로 설정하여 하부 스프링(31) 및 상부 스프링(32)을 합친 상기 스프링(30) 전체로 900㎒의 주파수 대역을 가지게 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 듀얼 밴드 안테나의 작용을 설명한다.

본 발명의 안테나에 내장되는 스프링(30)은 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링(30)의 하부 스프링(31)부분은 간격이 넓게 형성되어 있고, 상기 하부 스프링(31)과 일체로 연결되는 상부 스프링(32)부분은 간격이 좁게 형성되어 있다.

따라서,1900㎒ 주파수 대역의 PCS 폰에 사용할 때에는 1900㎒의 주파수 대역을 가지는 상기 하부 스프링(31)을 통하여 1900㎒ 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.

또한, 900㎒의 DCS 폰에 사용할 때에는 상기 하부 스프링(31)과 상부 스프링(31)을 모두 사용한 전체 스프링(30)의 길이로서 900㎒ 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 결과를 나타낸 것으로, 도 7은 900㎒에서의 스미스선도와 정재파비율을 나타낸 특성도이고, 도 8은 1900㎒에서의 스미스선도와 정재파비율을 나타낸 특성도이다.

도 9는 제 1 실시예에 따른 방사패턴을 나타낸 것으로, B1은 900㎒에서의방사패턴, B2는 1900㎒에서의 방사패턴으로, 예를 들면, B1의 경우 방위각 -85.00에서 -45.77dB를 나타내었고, B2의 경우 방위각 -129.00에서 -50.83dB를 나타내었다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 것으로, 상기 제 1 실시예에서 전장을 CDMA길이로 맞춘 것이다.

도 10과 도 11은 이러한 제 2 실시예에 따른 결과로, 도 10은 900㎒에서와 스미스선도와 정재파비율을 나타낸 특성도이고, 도 11은 1900㎒에서의 스미스선도와 정재파비율울 나타낸 특성도이다.

도 12는 제 2 실시예에 따른 방사패턴을 나타낸 것으로, C1은 900㎒에서의 방사패턴, C2는 1900㎒에서의 방사패턴으로, 예를 들면, C1의 경우 방위각 -89.00에서 -45.83dB를 나타내었고, C2의 경우 방위각 44.00에서 -50.69dB를 나타내었다.

도 13내지 도 15는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 것으로, 상기 제 2 실시예의 경우에 있어서, 스프링(30)의 선경을 φ0.5에서 φ0.6으로 변경함과 함께 외경을 φ5.3에서 6.3으로 변경한 경우를 나타낸 것이다.

도 13과 도 14는 이러한 제 3 실시예에 따른 결과를 나타낸 것으로, 도 l3은 900㎒에서의 스미스선도와 정재파비율을 나타낸 특성도이고, 도 14는 1900㎒에서의 스미스선도와 정재파비율을 나타낸 특성도이다.

도 15는 제 3 실시예에 따른 방사패턴을 나타낸 것으로, D1은 900㎒에서의방사패턴, D2는 190O㎒에서의 방사패턴으로, 예를 들면, D1의 경우 방위각 -91.00에서 -45.81dB를 나타내었고, D2의 경우 방위각 139.00에서 -50.73dB를 나타내었다.

도 16은 상기 제 2 실시예(방위각 -89에서 -45.83)와 제 3 실시예(방위각-87.00에서 -45.88dB)의 방사패턴을 비교한 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 무선 통신기기의 안테나에 있어서, 헬리컬 안테나의 스프링 구조를 개선하여 하부 스프링부분으로는 PCS폰의 주파수 대역인 1900㎒의 신호를 송수신할 수 있으며, 이 하부 스프링과 상부 스프링 부분을 합하여서는 DCS 폰의 주파수 대역인 90O㎒의 신호를 송수신할 수 있어 DCS 폰과 PCS폰에 제한 받지 않고 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 내부의 메탈 로드에 스프링이 고정된 헬리컬 안테나와, 이 헬리컬 안테나에 설치되어 수납 및 신장되는 로드 안테나를 구비하는 무선 통신기기에 있어서, 상기 헬리컬 안테나의 스프링은, 소정의 스프링 간격으로 형성되고 1900㎒ 주파수 대역을 가지는 하부 스프링; 및 상기 하부 스프링보다 좁은 스프링 간격을 갖는 상부스프링으로 이루어지고,상기 하부 스프링 및 상부 스프링의 합성으로 900㎒ 주파수 대역을 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 밴드 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링은; 선경이 φ0.5이고, 외경이 φ5.3인 것을 특징으로 하는 듀얼 밴드 안테나.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링은; 선경이 φ0.6이고, 외경이 φ6.3 인 것을 특징으로 하는 듀얼 밴드 안테나.