KR100459969B1 - Portable Wireless Communication Device - Google Patents

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KR100459969B1
KR100459969B1 KR10-1998-0708248A KR19980708248A KR100459969B1 KR 100459969 B1 KR100459969 B1 KR 100459969B1 KR 19980708248 A KR19980708248 A KR 19980708248A KR 100459969 B1 KR100459969 B1 KR 100459969B1
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Abstract

휴대용 무선 통신 장치에 탑재된 소형 플랫 안테나가 좁은 대역폭에 이용 가능하며, 하우징 및 인체와 같은 주변 유전체와 플랫 안테나 사이의 간섭으로 인해 플랫 안테나의 공진 주파수가 변화한다. 결과적으로, 안테나의 수신 감도 및 송신 효율이 손상되었다. 연통부(동축 선 또는 마이크로스트립 선으로 구성됨)가 위성 통신용의 원편파 안테나를 가진 휴대용 무선 통신 장치에 배열되며, 이에 의해 휴대용 무선 통신 장치의 하우징과 안테나 사이뿐만 아니라 인체와 안테나 사이에도 적절한 거리가 제공되게 된다.A small flat antenna mounted on a portable wireless communication device is available for a narrow bandwidth, and the resonance frequency of the flat antenna changes due to the interference between the flat antenna and a peripheral dielectric such as a housing and a human body. As a result, the reception sensitivity and transmission efficiency of the antenna are impaired. Communication portions (consisting of coaxial lines or microstrip lines) are arranged in portable radio communication devices having circularly polarized antennas for satellite communication, whereby a suitable distance between the housing and antenna of the portable radio communication device and between the human body and the antenna is ensured. Will be provided.

Description

휴대용 무선 통신 장치Portable wireless communication device

본 발명은 위성 통신에 효과적인 원편파 안테나(circularly polarized antenna)를 가진 휴대용 무선 통신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable wireless communication device having a circularly polarized antenna effective for satellite communication.

휴대용 무선 통신 장치(휴대용 전화기) 등을 통한 이동 통신에서는, 800MHz, 1.5GHz 및 1.9GHz의 주파수 대역들에 속하는 선형 편파들(linearly polarized waves)이 현재 이용되고 있다. 중간 궤도 위성 및 저 궤도 위성을 이용하는 휴대용 전화기들이 최근에 통신 시스템 회사들에 의해 제안되었고, 이와 같은 이동 위성 통신을 위해 다음의 주파수 대역 할당 시스템들이 계획되어 왔다. 한 시스템은 지상의 휴대 전화들로부터 위성들까지의 업 링크 통신을 위해 1.6GHz의 주파수 대역을 할당하고, 위성들로부터 지상의 휴대 전화들까지의 다운 링크를 위해서 2.4GHz의 주파수 대역을 할당한다. 다른 시스템은 업 링크 통신 및 다운 링크 통신 둘 다에 1.6GHz의 주파수 대역을 할당한다. 이러한 통신의 경우, 무선 통신선들의 품질을 보장하기 위해 원편광(circular polarization)이 일반적으로 이용된다.In mobile communications via portable radio communication devices (cellular phones) and the like, linearly polarized waves belonging to the frequency bands of 800 MHz, 1.5 GHz and 1.9 GHz are currently used. Portable telephones using medium or low satellites have recently been proposed by communication system companies, and the following frequency band allocation systems have been planned for such mobile satellite communications. One system allocates a frequency band of 1.6 GHz for uplink communications from terrestrial mobile phones to satellites and a 2.4 GHz frequency band for downlink from satellites to terrestrial mobile phones. The other system allocates a frequency band of 1.6 GHz for both uplink and downlink communications. In this communication, circular polarization is generally used to ensure the quality of wireless communication lines.

도 7에 도시된 바와 같이, 예시적인 안테나 구조로서, 폴딩 안테나 어레이(folding antenna array)(25)가 제안되어 있다("세계의 비정지 위성 통신 시스템(Non-geostationary Satellite Communication Systems of the World)", ITU Research, No.261/262, New Japan ITU Society, 1993년 8월, p.36 참조). 폴딩 안테나 어레이(25)는 송신하는 마이크로스트립 플랫 안테나(microstrip flat antenna)(22)(이하, "송신 플랫 안테나")와, 수신하는 마이크로스트립 플랫 안테나(23)(이하, "수신 플랫 안테나")를 위성 통신에 사용한다.As shown in FIG. 7, as an exemplary antenna structure, a folding antenna array 25 has been proposed ("Non-geostationary Satellite Communication Systems of the World"). , ITU Research, No.261 / 262, New Japan ITU Society, August 1993, p. 36). The folding antenna array 25 includes a microstrip flat antenna 22 (hereinafter referred to as "transmission flat antenna") and a receiving microstrip flat antenna 23 (hereinafter referred to as "reception flat antenna"). Is used for satellite communications.

폴딩 안테나 어레이(25)에 대해 설명한다. 설명을 위해, 전술한 문헌 "ITU Research"에 공개된 ODYSSEY 시스템(미국의 TRW Corp.)에 의해 제안된 구조가 예로서 선택된다. 도 7에 도시된 휴대용 전화기(92)는 유전체 상에 배열된 송신 플랫 안테나(22)와 수신 플랫 안테나(23)를 가진 폴딩 안테나 어레이(25)를 가진다. 폴딩 안테나 어레이(25)는 힌지들(hinges)(85)을 통해 0 내지 180°의 범위의 폴딩각(α )으로 휴대용 전화기(92)에 대해 임의로 폴딩될 수 있다.The folding antenna array 25 will be described. For the sake of explanation, the structure proposed by the ODYSSEY system (TRW Corp., USA) published in the above-mentioned document "ITU Research" is selected as an example. The portable telephone 92 shown in FIG. 7 has a folding antenna array 25 having a transmit flat antenna 22 and a receive flat antenna 23 arranged on a dielectric. The folding antenna array 25 may be arbitrarily folded relative to the portable telephone 92 at a folding angle α in the range of 0 to 180 degrees via hinges 85.

이 경우에서, 송신 플랫 안테나(22) 및 수신 플랫 안테나(23)는 각각 주파수들(f1, f2)을 이용하여 위성과 통신한다. 송신 및 수신 둘 다에 동일한 주파수(f1)를 이용하는 위성 통신 시스템의 경우에, 송신 플랫 안테나(22)만이 송신 및 수신 둘 다에 이용될 수 있다. 일반적으로, 상기 주파수(f1)는 1.6GHz의 주파수 대역을 이용하고, 주파수(f2)는 2.4GHz의 주파수 대역을 이용한다.In this case, the transmit flat antenna 22 and the receive flat antenna 23 communicate with the satellite using the frequencies f1 and f2, respectively. In the case of a satellite communication system using the same frequency f1 for both transmission and reception, only the transmission flat antenna 22 can be used for both transmission and reception. In general, the frequency f1 uses a frequency band of 1.6 GHz, and the frequency f2 uses a frequency band of 2.4 GHz.

그러나, 유전체 시트(dielectric sheet)를 이용하는 소형 플랫 안테나는 좁은 대역폭을 가지며, 플랫 안테나의 공진 주파수는 그 자체와, 하우징 및 인체와 같은 주위의 유전체들간의 간섭으로 인해 변한다. 결과적으로, 안테나의 수신 감도와 송신 효율이 손상된다. 특히, 저 궤도 위성과 통신하는 경우에, 인체의 머리에 의해 초래되는 안테나 이득의 손실이 문제로서 제기된다.However, a small flat antenna using a dielectric sheet has a narrow bandwidth, and the resonant frequency of the flat antenna changes due to interference between itself and surrounding dielectrics such as the housing and the human body. As a result, the reception sensitivity and transmission efficiency of the antenna are impaired. In particular, when communicating with low orbit satellites, the loss of antenna gain caused by the human head is raised as a problem.

또한, 메인 빔이 제니스(zenith)쪽으로 (90°의 앙각(elevation angle)으로)향할 때, 저앙각에서의 통신 감도가 플랫 안테나에서 손실된다. 플랫 안테나 또는 헬리컬(helical) 안테나 중 어느 하나의 사용이 통신 위성을 통한 이동 통신에 제안되어 왔지만, 각 형태의 안테나에 특정된 지향성의 제한으로 인해 위성이 저앙각들에 있을 때 또는 위성이 고앙각들에 있을 때 중 어느 하나만이 만족할만한 통신 감도가 얻어질 수 있다.In addition, when the main beam is directed towards the zenith (at an elevation angle of 90 °), the communication sensitivity at the low angle is lost in the flat antenna. The use of either a flat antenna or a helical antenna has been proposed for mobile communication via a communication satellite, but due to the limitation of directivity specific to each type of antenna, when the satellite is at elevation angles or the satellite is at elevation angles Satisfactory communication sensitivity can only be obtained when in the field.

도 1은 본 발명의 실시예인 휴대용 무선 통신 장치를 예시하는 도면.1 illustrates a portable wireless communication device that is an embodiment of the invention.

도 2는 본 발명의 실시예인 휴대용 전화기의 사용을 통해 안테나로부터의 방사가 인체의 머리에 의해 차폐되지 않은 상태를 나타내는 도면.2 shows a state in which radiation from an antenna is not shielded by the head of a human body through the use of a portable telephone which is an embodiment of the present invention.

도 3a는 4-와이어(four-wire) 헬리컬 안테나에 연통부를 갖는 안테나를 예시하는 도면.3A illustrates an antenna having a communication portion to a four-wire helical antenna;

도 3b는 모노파일러(monofilar) 헬리컬 안테나에 연통부를 갖는 안테나를 예시하는 도면.3B illustrates an antenna having a communication portion to a monofilar helical antenna;

도 4는 휴대용 무선 통신 장치가 플랫 안테나 수단과 헬리컬 안테나 수단이 탑재된 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면.4 shows another embodiment of the invention in which a portable radio communication device is equipped with a flat antenna means and a helical antenna means;

도 5는 헬리컬 안테나 수단과 플랫 안테나 수단용의 안테나 회로를 나타내는 블록도.Fig. 5 is a block diagram showing an antenna circuit for helical antenna means and flat antenna means.

도 6a는 플랫 안테나의 원편파들의 메인 빔의 상대 전력을 도시한 도면.6A shows the relative power of the main beam of circularly polarized waves of a flat antenna;

도 6b는 헬리컬 안테나의 원편파들의 메인 빔들의 상대 전력을 도시한 도면.6B shows the relative power of the main beams of circularly polarized waves of the helical antenna;

도 6c는 도 6a 및 도 6b의 합성된 메인 빔들의 상대 전력을 도시한 도면.6C shows the relative power of the synthesized main beams of FIGS. 6A and 6B.

도 7은 종래 휴대용 무선 통신 장치를 예시하는 도면.7 illustrates a conventional portable wireless communication device.

본 발명은 사용자가 휴대용 무선 통신 장치를 사용할 때, 인체(특히, 머리)쪽으로 안테나 소자가 접근하는 것을 방지함으로써 상술한 문제점을 극복하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 휴대용 무선 통신 장치에 탑재된 원편파 안테나에 있어서, 휴대용 무선 통신 장치와 안테나 소자 사이에 연통부(communicating section)가 배열된다.The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems by preventing the antenna element from approaching the human body (especially the head) when the user uses the portable wireless communication device. That is, in the circularly polarized antenna mounted in the portable radio communication apparatus, a communicating section is arranged between the portable radio communication apparatus and the antenna element.

또한, 본 발명은 휴대용 무선 통신 장치에 2개의 원편파 안테나들을 제공하고, 이 안테나들 중 하나의 메인 빔 방사 방향이 다른 하나의 방향과 다르게 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides two circularly polarized antennas in a portable wireless communication device, wherein the main beam radiation direction of one of these antennas is configured differently from the other.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸다. 참조 번호 5는 동축 선 또는 마이크로스트립 선으로 구성된 연통부를 나타낸다. 동축 선(9) 등으로 구성된 원편파 헬리컬 안테나(14)가 연통부(5)에 의해 휴대 전화기(92)로부터 분리되어 있다. 참조 부호 81은 디스플레이부, 82는 수신기, 83은 조작부, 84는 송신기를 나타냄에 주의한다.1 shows an embodiment of the present invention. Reference numeral 5 denotes a communication portion composed of a coaxial line or a microstrip line. The circularly polarized helical antenna 14 composed of the coaxial line 9 or the like is separated from the mobile phone 92 by the communicating section 5. Note that reference numeral 81 denotes a display unit, 82 a receiver, 83 an operation unit, and 84 a transmitter.

먼저, 위성 통신을 위한 원편파들을 발생하는 헬리컬 안테나(14)의 동작 및 특성에 대해 설명한다. 헬리컬 안테나(14)로는 예컨대 2-와이어 헬리컬 안테나(미심사의 일본 특개평 제 3-274904 호에 공개됨) 등이 공지되어 있다. 이 2-와이어 헬리컬 안테나가 본 실시예에 사용된다. 헬리컬 안테나(14)는 방사 소자의 역할을 하는 동축 선(9), 및 컨덕터(8)를 포함하며, 이 컨덕터(8)는 방사 소자의 역할을 하는 동축 선(9)의 코어 컨덕터와 피드 포인트(7, feed point)에서의 컨덕터(8)를 전기적으로 연결하고, 방사 소자의 역할을 하는 동축 선(9)의 외부 컨덕터와 나선단(6; helix end)에서의 컨덕터(8)를 전기적으로 연결한다. 참조 부호 11은 동축선(9) 및 컨덕터(8)가 나선으로 감겨져 있는 유전체 실린더(dielectric cylinder)를 나타낸다.First, the operation and characteristics of the helical antenna 14 generating circular polarizations for satellite communication will be described. As the helical antenna 14, for example, a 2-wire helical antenna (published in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-274904) and the like are known. This two-wire helical antenna is used in this embodiment. The helical antenna 14 comprises a coaxial line 9, which serves as a radiating element, and a conductor 8, which conductor 8 has a core conductor and a feed point of the coaxial line 9 which serves as a radiating element. (7, electrically connect the conductor 8 at the feed point, and electrically connect the conductor 8 at the helix end with the outer conductor of the coaxial line 9 serving as the radiating element Connect. Reference numeral 11 denotes a dielectric cylinder in which the coaxial line 9 and the conductor 8 are wound in a spiral.

헬리컬 안테나(14)를 통해 흐르는 고주파수 전류에 기초하여 동작을 설명한다. 헬리컬 안테나(14)의 피드 포인트(7)는 안테나의 상부에 위치된다. 방사 소자의 역할을 하는 동축 선(9)의 외부 컨덕터에는 안테나 소자의 역할을 하는 어느 것도 연결되지 않는다. 피드 포인트(7)에서의 동축 선(9)의 코어 컨덕터로부터 나오는 고주파수 전류가 동축 선(9)의 외부 컨덕터의 외벽측 상의 나선단(6)으로부터 위쪽으로 흐르고, 동축 선(9)의 외부 컨덕터의 내벽측 상에서는 반대 방향으로 전류가 흐른다. 따라서, 공칭 기간(nominal terms)에 동축 선(9)의 외부 컨덕터에 고주파수 전류는 흐르고 있지 않다. 결과적으로, 고주파수 전류는 순환 전류(loop current)가 된다. 컨덕터(8) 및 동축 선(9)이 유전체 실린더(11) 주위에 나선으로 감겨져 있기 때문에, 고주파수 전류는 나선들을 따라 전계를 생성하고 원편광을 방사한다.The operation will be described based on the high frequency current flowing through the helical antenna 14. The feed point 7 of the helical antenna 14 is located on top of the antenna. To the outer conductor of the coaxial line 9 which serves as a radiating element, nothing which serves as an antenna element is connected. The high frequency current coming from the core conductor of the coaxial line 9 at the feed point 7 flows upwards from the spiral end 6 on the outer wall side of the outer conductor of the coaxial line 9, and the outer conductor of the coaxial line 9. The current flows in the opposite direction on the inner wall side of the. Therefore, no high frequency current flows through the outer conductor of the coaxial line 9 in the nominal terms. As a result, the high frequency current becomes a loop current. Since the conductor 8 and the coaxial line 9 are wound spirally around the dielectric cylinder 11, a high frequency current generates an electric field along the helix and radiates circularly polarized light.

다음에, 헬리컬 안테나(14)를 휴대용 전화기에 접속하는 동작 동안, 방사 소자가 전화기 하우징에 접근할 때, 방사 패턴이 교란된다. 결과적으로, 독립적인 몸체인 안테나의 성능이 손상되고, 따라서 하우징 및 안테나 둘 다의 전자기적 특성을 매칭시키는 동작의 수행이 요구된다. 이 동작은 생산성을 떨어뜨린다. 또한, 전화기 하우징에 인접하는 안테나의 방사 소자는 인체의 머리에 더욱 가깝게 되고, 이는 수행될 것으로 기대되는 것을 안테나가 수행하는 것을 어렵게 만든다. 이 문제를 극복하기 위해, 연통부(5)가 안테나 홀더(10)에 배열되며, 따라서 헬리컬 안테나(14)와 전화기 하우징 사이의 간섭이 줄어, 수행될 것으로 기대되는 것을 안테나가 수행할 수 있다. 슬라이딩 커넥터(13)가 휴대 전화기(92)의 상부 우측 표면에 배열되고, 슬라이딩 커넥터(12)가 연통부(5)의 측면에 배열되어, 안테나 홀더(10)가 해제 가능하게 된다. 연통부(5)의 길이는 원편파 안테나의 방사 소자의 물리적 길이의 약 20% 내지 100%로 설계되거나, 원편파 안테나의 방사 소자의 동작 파장의 약 0.1λ 내지 0.5λ (파장)로 설계된다.Next, during the operation of connecting the helical antenna 14 to the portable telephone, the radiation pattern is disturbed when the radiating element approaches the telephone housing. As a result, the performance of the antenna, which is an independent body, is impaired, and therefore, the performance of matching the electromagnetic characteristics of both the housing and the antenna is required. This action reduces productivity. In addition, the radiating element of the antenna adjacent to the telephone housing becomes closer to the head of the human body, which makes it difficult for the antenna to perform what is expected to be performed. In order to overcome this problem, the communication section 5 is arranged in the antenna holder 10, so that the antenna can perform what is expected to be performed by reducing the interference between the helical antenna 14 and the telephone housing. The sliding connector 13 is arranged on the upper right surface of the mobile telephone 92, and the sliding connector 12 is arranged on the side of the communication section 5, so that the antenna holder 10 is releasable. The length of the communication section 5 is designed to be about 20% to 100% of the physical length of the radiating element of the circularly polarized antenna, or is designed to be about 0.1λ to 0.5λ (wavelength) of the operating wavelength of the radiating element of the circularly polarized antenna. .

연통부(5)는 안테나 홀더(10)에 배열되기 때문에, 전화기 하우징과 헬리컬 안테나(14) 사이의 거리, 및 인체의 머리와 헬리컬 안테나(14) 사이의 거리가 증가될 수 있고, 이는 적절한 안테나 성능이 유지되게 한다. 도 2는 안테나로부터의 방사가 본 실시예에 따른 휴대 전화기의 사용을 통해 인체의 머리에 의해 차폐되지 않은 상태를 나타낸다. 이 도면으로부터 저궤도의 위성과 통신하기 위해 필요한 저앙각들에서의 안테나 이득이 손실되지 않음을 이해할 수 있다.Since the communicating portion 5 is arranged in the antenna holder 10, the distance between the telephone housing and the helical antenna 14 and the distance between the head of the human body and the helical antenna 14 can be increased, which is an appropriate antenna. Allow performance to be maintained. 2 shows a state in which radiation from the antenna is not shielded by the head of the human body through the use of the cellular phone according to the present embodiment. It can be understood from this figure that the antenna gain at low elevation angles necessary for communicating with a low orbit satellite is not lost.

상기한 실시예에서 2-와이어 헬리컬 안테나가 사용되었지만, 다른 형태들의 헬리컬 안테나들도 사용될 수도 있다. 예컨대, 도 3a에 도시된 바와 같이 방사 소자로서 4개의 컨덕터들을 갖는 4-와이어 헬리컬 안테나(15)와, 도 3b에 도시된 바와 같이 접지면(17)과 컨덕터(16)로 구성된 모노파일러(monofilar)(1-와이어) 헬리컬 안테나 등이, 연통부(5)가 안테나 홀더(10)에 배열되는 한, 유사한 이점들을 제공할 수 있다.Although two-wire helical antennas have been used in the above embodiments, other types of helical antennas may also be used. For example, a monowire consisting of a four-wire helical antenna 15 having four conductors as a radiating element as shown in FIG. 3A, and a ground plane 17 and a conductor 16 as shown in FIG. 3B. (1-wire) helical antenna or the like can provide similar advantages as long as the communication section 5 is arranged in the antenna holder 10.

휴대용 무선 통신 장치가 사용되는 시스템에 따라 최적의 형태의 헬리컬 안테나가 선택될 수 있음에 주의한다. 헬리컬 안테나는 회전 형태 또는 뽑는 형태(pull-out)일 수 있어 헬리컬 안테나는 무선 통신 장치의 하우징 내에 수납될 수 있다.Note that an optimal type of helical antenna may be selected depending on the system in which the portable radio communication device is used. The helical antenna may be rotatable or pull-out such that the helical antenna may be housed within the housing of the wireless communication device.

또한, 동축 선 또는 마이크로스트립선이 상기한 예에서 안테나 홀더(10)에 배열되는 연통부(5) 내에 수용되지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않고 연통부(5)가 동축 선, 마이크로스트립선 등으로 구성되는 경우에도 적용될 수 있다. 또한, 안테나는 슬라이딩 커넥터(13) 및 슬라이딩 커넥터(12)를 통해 해제 가능하게 설계되었지만, 본 발명은 이 설계에 한정되지 않고 연통부(5)가 제공되는 한 고정된 안테나 설계에도 적용될 수 있다.In addition, although a coaxial line or a microstrip line is accommodated in the communication part 5 arrange | positioned at the antenna holder 10 in the above example, this invention is not limited to this example, The communication part 5 is a coaxial line and a microstrip It may also be applied to a case composed of lines or the like. In addition, although the antenna is designed to be releasable through the sliding connector 13 and the sliding connector 12, the present invention is not limited to this design but can also be applied to a fixed antenna design as long as the communication section 5 is provided.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 대응하는 부분들은 동일한 참조 부호가 부여되고, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다. 도 4에서, 참조 부호 40은 플랫 안테나 수단; 14는 헬리컬 안테나 수단; 92는 휴대용 무선 통신 장치(휴대용 전화기)를 나타낸다. 플랫 안테나 수단(40)은 휴대용 무선 통신 장치(92)의 하우징의 상부 표면부에 배열되고, 헬리컬 안테나 수단(14)은 상방으로 뻗도록 하우징의 상부측 표면부에 배열된다. 도 5는 안테나들의 회로를 도시한 블록도이다. 신호 합성기(32)가 무선 통신부(31)에 연결된다. 신호 선택기가 신호 합성기(32) 대신에 사용될 수도 있다. 두 안테나들은 상이한 메인 빔 방사 방향을 가지고 있으나, 동일한 동작 주파수 대역과 동일한 원편광 회전 방향을 갖고 있다.4 shows another embodiment of the present invention. Portions corresponding to the embodiments shown in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted herein. 4, reference numeral 40 denotes a flat antenna means; 14, helical antenna means; 92 denotes a portable radio communication device (mobile phone). The flat antenna means 40 is arranged in the upper surface portion of the housing of the portable radio communication device 92, and the helical antenna means 14 is arranged in the upper side surface portion of the housing to extend upward. 5 is a block diagram illustrating a circuit of antennas. The signal synthesizer 32 is connected to the wireless communication unit 31. A signal selector may be used instead of the signal synthesizer 32. The two antennas have different main beam radiation directions, but have the same operating frequency band and the same circular polarization rotation direction.

플랫 안테나 수단(40)은 패치형 컨덕터(2; patch-like conductor)가 유전체 시트(3)의 상부 표면에 본딩되고 접지 면(도시하지 않음)이 유전체 시트(3)의 하부 표면에 본딩되도록 구성된다. 관통 구멍(through hole; 도시되지 않음)이 유전체 시트(3)에 배치된다. 피드 핀(1; feed pin)이 관통 구멍에 삽입되고, 이에 의해 피드 핀(1)이 패치형 컨덕터(2)에 전기 접속된다. 이 때, 관통 구멍 주위의 컨덕터부는 피드 핀(1)이 접지 면과 접촉하는 것을 방지하기 위해 제거된다. 유사하게, 관통 구멍이 컨덕터 플레이트(50)에 배열되고, 컨덕터 플레이트(50)가 피드 핀(1)과 전기 접촉되지 않도록 배열된다. 컨덕터 플레이트(50)는 플랫 안테나 수단(40)보다 크기가 약간 크다. 패치형 컨덕터(2)의 가장 흔한 형태는 실질적으로 정사각형이다. 패치형 컨덕터(2)는 장변의 방향으로 저주파수에서 공진하고 단변의 방향으로 고주파수에서 공진한다. 즉, 패치형 컨덕터(2)는 2개의 상이한 주파수들에서 공진하고, 2개의 상이한 주파수들 사이에서 원편파 안테나로서 동작한다. 피드 핀(1)의 위치를 조절함으로써 임피던스 매칭이 제공된다.The flat antenna means 40 is configured such that a patch-like conductor 2 is bonded to the upper surface of the dielectric sheet 3 and a ground plane (not shown) is bonded to the lower surface of the dielectric sheet 3. . Through holes (not shown) are disposed in the dielectric sheet 3. The feed pin 1 is inserted into the through hole, whereby the feed pin 1 is electrically connected to the patch-like conductor 2. At this time, the conductor portion around the through hole is removed to prevent the feed pin 1 from contacting the ground plane. Similarly, the through holes are arranged in the conductor plate 50 and the conductor plate 50 is arranged so as not to be in electrical contact with the feed pin 1. The conductor plate 50 is slightly larger in size than the flat antenna means 40. The most common form of patched conductor 2 is substantially square. The patch-like conductor 2 resonates at a low frequency in the direction of the long side and at a high frequency in the direction of the short side. That is, the patch-like conductor 2 resonates at two different frequencies and operates as a circularly polarized antenna between two different frequencies. Impedance matching is provided by adjusting the position of the feed pin 1.

플랫 안테나 수단(40)의 메인 빔은 일반적으로 제니스(zenith) 쪽으로 향하며(도 6a), 따라서 설계 자유도가 제한된다(컨덕터 플레이트(5)의 크기에 따라 약간의 설계 자유도가 있음). 반면에, 큰 설계 자유도가 헬리컬 안테나 수단(14)에게 주어진다. 메인 빔이 저앙각들로 향하도록(도 6b) 감는(winding) 조건들을 선택하는 것이 가능하다. 도 4에 도시한 바와 같은 방식으로 이들 두가지 형태들의 지향성 안테나들을 조합하고 이들을 휴대용 무선 통신 장치에 배열함으로써, 고앙각(제니스쪽으로)에서 저앙각까지의 범위에서 안정된 통신 감도가 제공될 수 있다(도 6c).The main beam of the flat antenna means 40 is generally directed towards the zenith (FIG. 6A), thus limiting design freedom (with some design freedom depending on the size of the conductor plate 5). On the other hand, great design freedom is given to the helical antenna means 14. It is possible to select the winding conditions such that the main beam is directed at the bottom angles (FIG. 6B). By combining these two types of directional antennas and arranging them in a portable wireless communication device in the manner as shown in Fig. 4, stable communication sensitivity can be provided in the range from the elevation (towards Zenith) to the elevation angle (Fig. 4). 6c).

또한, 도 1에 도시된 헬리컬 안테나 수단(14)은 안테나 홀딩 관(holding tube)(10) 내에 수용되어 유지된다. 휴대용 무선 통신 장치(92)와 헬리컬 안테나 수단(14) 사이에 신호 전송 경로(동축 선(4) 또는 마이크로스트립 선)를 삽입하면서 휴대용 무선 통신 장치(92)의 상부로부터 떨어진 위치에 헬리컬 안테나 수단(14)이 유지되고, 신호 전송 경로는 무선 연통부(31)로부터 유도된다. 헬리컬 안테나 수단(14; 2-와이어 헬리컬 안테나)의 메인 빔이 저앙각으로 향하기 때문에, 인체의 머리에 의해 야기된 안테나 이득의 손실이 휴대용 무선 통신 장치(92)로부터 떨어지도록 휴대용 무선 통신 장치(92) 위쪽에 헬리컬 안테나 수단(14)을 유지함으로써 방지될 수 있다.In addition, the helical antenna means 14 shown in FIG. 1 is housed in and held in an antenna holding tube 10. Helical antenna means (at a position away from the top of the portable radio communication device 92 while inserting a signal transmission path (coaxial line 4 or microstrip line) between the portable radio communication device 92 and the helical antenna means 14). 14 is maintained, and the signal transmission path is derived from the radio communication unit 31. Since the main beam of the helical antenna means 14 (two-wire helical antenna) is directed at an elevation angle, the portable radio communication device 92 so that the loss of antenna gain caused by the head of the human body is separated from the portable radio communication device 92. Can be prevented by keeping the helical antenna means 14 above.

사각 마이크로 스트립 플랫 안테나가 상기한 실시예에서 플랫 안테나로서 예시되었지만, 삼각, 오각 또는 원형 마이크로 스트립 안테나가 이용될 수도 있다. 또한, 1점 후면 피딩(one-point back feeding)이 피드 시스템으로서 예시되었지만, 패치의 주변에의 2점 후방 피딩, 1점 피딩, 또는 2점 피딩이 이용될 수도 있다. 또한, 나선형(spiral) 안테나가 사용될 수도 있다.Although square micro strip flat antennas are illustrated as flat antennas in the above embodiments, triangular, pentagonal or circular micro strip antennas may be used. Also, while one-point back feeding is illustrated as a feed system, two-point back feeding, one-point feeding, or two-point feeding around the patch may be used. In addition, a spiral antenna may be used.

2-와이어 헬리컬 안테나가 상기 헬리컬 안테나로서 예시되었지만, 도 3a에 도시된 4-와이어 안테나, 도 3b에 도시된 모노 파일러(1-와이어) 헬리컬 안테나, 3-와이어 헬리컬 안테나 등이 통신 위성 시스템에 따라 선택될 수도 있다.Although a 2-wire helical antenna is illustrated as the helical antenna, the 4-wire antenna shown in FIG. 3A, the mono-piler (1-wire) helical antenna shown in FIG. 3B, the 3-wire helical antenna, and the like according to the communication satellite system. It may be chosen.

또한, 안테나 홀딩관에 고정된 헬리컬 안테나의 상단부에 플랫 안테나를 배열함으로써, 인체의 머리에 의해 야기된 플랫 안테나의 안테나 이득의 손실이 방지될 수 있다. 신호 전송 경로가 플랫 안테나에 신호를 공급하기 위해 상기 안테나 홀딩관에 제공된다.Further, by arranging the flat antenna on the upper end of the helical antenna fixed to the antenna holding tube, the loss of the antenna gain of the flat antenna caused by the head of the human body can be prevented. A signal transmission path is provided to the antenna holding tube for supplying a signal to the flat antenna.

상술한 바와 같이, 본 발명은 휴대용 무선 통신 장치와 휴대용 무선 통신 장치 위에 배치된 원편파 안테나 사이에서 신호를 전송하는 연통부를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 배열의 결과로서, 만족스러운 위성 통신이 가능할 뿐 아니라 생산성도 개선될 수 있다.As described above, the present invention is characterized by providing a communication unit for transmitting a signal between the portable radio communication device and the circularly polarized antenna disposed on the portable radio communication device. As a result of this arrangement, satisfactory satellite communication is possible as well as productivity can be improved.

또한, 저앙각들에서 위성 핸드오버(하나의 위성으로부터 다른 위성으로 스위칭)를 요구하는 위성 통신 시스템에서, 저앙각들에서의 통신의 신뢰성이 개선될 수 있다.In addition, in a satellite communication system requiring satellite handover (switching from one satellite to another) at elevation angles, the reliability of communication at elevation angles can be improved.

대지로부터 본 통신 위성들의 앙각에 관계 없이, 만족스러운 통신 감도가 쉽게 얻어질 수 있다. 부가적으로, 고앙각의 위성으로부터 저앙각의 위성으로 핸드오버(그리고 그 반대로의 핸드오버)가 원할하게 구현될 수 있다.Regardless of the elevation angle of the communication satellites viewed from the ground, satisfactory communication sensitivity can be easily obtained. In addition, handover (and vice versa) from the high-angle satellite to the low-angle satellite can be implemented smoothly.

Claims (5)

휴대용 무선 통신 장치에 있어서,A portable radio communication device, 상기 무선 통신 장치의 하우징의 상부에 배열되어 신호를 송신하기 위한 연통부(連通部)로서, 상기 하우징은 무선 통신부(radio communication section)를 내부에 수용하는, 상기 연통부와;A communication unit arranged on an upper portion of a housing of the wireless communication device to transmit a signal, the housing configured to receive a radio communication section therein; 모든 방사 소자(radiating element)가 상기 하우징으로부터 떨어져 유지되도록 상기 연통부의 일단에 유지된 쵸크리스(chokeless) 원편파 안테나로서, 상기 원편파 안테나의 메인 빔이 저앙각(low elevation angle)으로 지향되는, 상기 원편파 안테나를 구비하며,A chokeless circularly polarized antenna held at one end of the communicating portion such that all radiating elements are kept away from the housing, wherein the main beam of the circularly polarized antenna is directed at a low elevation angle, Equipped with the circularly polarized antenna, 상기 원편파 안테나의 방사 소자가 낮은 지구 궤도의 위성들과의 통신을 위해 저앙각들에서 안테나 이득을 가지며,The radiating element of the circularly polarized antenna has an antenna gain at low angles for communication with satellites of low earth orbit, 상기 연통부는 저앙각의 위성과의 통신이 사용자의 머리에 의해 실질적으로 방해되지 않도록 하는 높이로 상기 원편파 안테나를 유지하는, 휴대용 무선 통신 장치.And wherein said communicating portion maintains said circularly polarized antenna at a height such that communication with a satellite at a lower angle is not substantially disturbed by a user's head. 휴대용 무선 통신 장치에 있어서,A portable radio communication device, 상기 무선 통신 장치의 하우징의 상부에 배열되어 신호를 송신하기 위한 연통부로서, 상기 하우징은 무선 통신부를 내부에 수용하는, 상기 연통부와;A communication unit arranged on an upper portion of a housing of the wireless communication device to transmit a signal, the housing accommodating a wireless communication unit therein; 모든 방사 소자가 상기 하우징으로부터 떨어져 유지되도록 상기 연통부의 일단에 유지되고 메인 빔이 저앙각으로 지향되는 제 1 쵸크리스 원편파 안테나와;A first chokeless circularly polarized antenna held at one end of the communicating portion such that all radiating elements are kept away from the housing and the main beam is directed at an elevation angle; 메인 빔이 고앙각들로 지향되는 제 2 쵸크리스 원편파 안테나를 구비하며,The main beam has a second choke circularly polarized antenna directed at elevation angles, 상기 원편파 안테나의 방사 소자가 낮은 지구 궤도의 위성들과의 통신을 위해 저앙각들에서 안테나 이득을 가지며,The radiating element of the circularly polarized antenna has an antenna gain at low angles for communication with satellites of low earth orbit, 상기 연통부는 저앙각의 위성과의 통신이 사용자의 머리에 의해 실질적으로 방해되지 않도록 하는 높이로 상기 원편파 안테나를 유지하는, 휴대용 무선 통신 장치.And wherein said communicating portion maintains said circularly polarized antenna at a height such that communication with a satellite at a lower angle is not substantially disturbed by a user's head. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 2 원편파 안테나는 플랫 안테나이고, 상기 제 1 원편파 안테나는 헬리컬 안테나이며, 상기 플랫 안테나의 패치(patch)의 컨덕터 표면과 상기 헬리컬 안테나의 상단부가 상기 무선 통신 장치의 하우징에 대해 상방으로 지향되는, 휴대용 무선 통신 장치.The second circularly polarized antenna is a flat antenna, the first circularly polarized antenna is a helical antenna, and a conductor surface of a patch of the flat antenna and an upper end of the helical antenna are upwardly relative to a housing of the wireless communication device. Oriented, portable wireless communication device. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 플랫 안테나는 상기 헬리컬 안테나의 상단부에 고정되는, 휴대용 무선 통신 장치.And the flat antenna is secured to an upper end of the helical antenna. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 헬리컬 안테나는 상기 무선 통신 장치의 상기 하우징의 상부로부터 이격되도록 상기 헬리컬 안테나와 상기 하우징의 상부 사이의 신호 전송 경로를 통해 상기 하우징의 상부에 지지되는, 휴대용 무선 통신 장치.And the helical antenna is supported on top of the housing via a signal transmission path between the helical antenna and the top of the housing to be spaced apart from the top of the housing of the wireless communication device.
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