KR100464211B1 - 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사 패턴을 좋게 하여 안테나 성능을 향상시키고, 제작을 용이하게 하는 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 무선 헬리컬 안테나는, 원기둥형상의 안테나 봉을 둘러싸도록 형성되는 무선 헬리컬 안테나를 구성함에 있어서, 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부; 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 무선 헬리컬 안테나의 제조방법은, 안테나 봉의 원주면에 상기 고리부 및 연결부의 형상과 대응되는 홈을 형성하고, 상기 홈에 전도물질을 채울 수 있도록 상기 안테나 봉을 도금하고, 상기 홈에 채워진 전도물질을 남기고, 상기 안테나 봉의 표면에 도금된 다른 전도물질을 제거하는 단계들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 방사 패턴 특성을 향상시켜서 안테나 구조에 따른 왜곡을 최소화함으로써 안테나의 제반 성능을 향상시킬 수 있게 하며, 제품의 제작이 용이하고, 구조상 형상이 규칙적이어서 수치 해석이 가능하여 최적 설계를 가능하게 하는 효과를 갖는다.

Description

무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법{Wireless helix antenna and its manufacturing method}

본 발명은 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사 패턴을 좋게 하여 안테나 성능을 향상시키고, 제작을 용이하게 하는 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 무선 헬리컬 안테나는, 도 1에 도시된 바와 같이, 부도체인 안테나 봉(1)에 나선형으로 감긴 코일형 안테나 선(2)을 권선함으로써 이루어진다.

이러한 종래의 무선 헬리컬 안테나는 통상, 1조가 850MHz의 셀룰러 폰용 안테나 선(2a)이고, 다른 2조는 1.8GHz의 PCS 폰용 안테나 선(2b)이여서 공용으로 사용되도록 할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 코일형 무선 헬리컬 안테나는 도 8에 도시된 바와 같이, 셀룰러 폰(f=850MHz) 안테나 선이거나, 도 9에 도시된 바와 같이, PCS 폰(f=1.8GHz) 안테나 선인 경우, 모두 방사 패턴이 매우 불규칙하게 찌그러져서 전파 수신에 따른 왜곡이 심해지는 문제점이 있었다.

또한, 코일형 무선 헬리컬 안테나는 각 부분에서의 나선각의 항상 균일하지 않고, 코일의 제작시 감긴 횟수나 곡률이 불규칙하여 그 특성을 면밀하게 파악하기 어렵고, 최적의 설계를 위한 컴퓨터 시뮬레이션 작업시 나선형상의 수치 해석이 어려워서 보다 방사 패턴이 좋은 제품을 설계할 수 없었던 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 방사 패턴을 향상시켜서 왜곡을 방지하고, 성능을 향상시킬 수 있게 하는 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 제품의 제작이 용이하고, 구조상 형상이 규칙적이여서 수치 해석이 가능하여 최적 설계를 가능하게 하는 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 무선 헬리컬 안테나를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나를 나타내는 사시도이다

도 4는 도 2 및 도 3의 고리부 횡단면을 나타내는 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나의 제조방법을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나를 나타내는 사시도이다

도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나를 나타내는 사시도이다

도 8 및 도 9는 종래의 무선 헬리컬 안테나의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나의 방사 패턴을 나타내는 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 헬리컬 안테나는, 원기둥형상의 안테나 봉을 둘러싸도록 형성되는 무선 헬리컬 안테나를 구성함에 있어서, 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부; 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고리부의 개방된 일측은, 향하는 방향이 상기 안테나 봉의 축을 기준으로 소정 각도씩 틀어지게 나사각 형태로 배치되고, 상기 연결부는 상기 고리부의 개방된 일측 단부에 각각 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고리부 및 연결부는 상기 안테나 봉에 형성된 홈에 함입되는 얇은 판 형상이거나, 상기 안테나 봉에 권선되는 안테나 선 형상이다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 헬리컬 안테나의 제조방법은, 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부를 구비하여 이루어지는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법에 있어서, (a) 상기 안테나 봉의 원주면에 상기 고리부 및 연결부의 형상과 대응되는 홈을 형성하는 단계와; (b) 상기 홈에 전도물질이 채워지도록 상기 안테나 봉을 도금하는 단계; 및 (c) 상기 홈에 채워진 전도물질을 남기고, 상기 안테나 봉의 표면에 도금된 다른 전도물질을 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선 헬리컬 안테나의 또 다른 제조방법은, 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부를 구비하여 이루어지는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법에 있어서, (a) 줄 형상의 안테나 선을 둥글게 말아 고리부를 형성하고, 수직으로 절곡하여 연결부를 형성하며, 이를 반복하여 1조를 제작하는 단계; 및 (b) 제작된 1조의 고리부와 고리부 사이에 상기 안테나 봉을 삽입하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무선 헬리컬 안테나는, 원기둥형상의 안테나 봉(1)을 둘러싸도록 형성되는 것으로서, 크게 고리부(10a)와 연결부(10b)로 이루어진다.

즉, 상기 고리부(10a)는, 상기 안테나 봉(1)의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉(1)에 소정의 간격으로 나란히 배치된다.

여기서, 이러한 고리부(10a)는, 상기 안테나 봉(1)의 하부로부터 상부에 이르기까지 소정 간격으로 수평되게 나란히 적층되는 형상이다.

또한, 상기 고리부(10a)의 개방된 일측은, 그 향하는 방향은 상기 안테나 봉(1)의 축을 기준으로 위에서 보면, 소정 각도씩 틀어지게 나사각 배치된다.

한편, 상기 연결부(10b)는, 이웃한 상기 고리부(10a)와 고리부(10a) 사이를 연결하는 것으로서, 상기 고리부(10a)의 개방된 일측 양단부에 1개는 상방으로, 다른 1개는 하방으로 각각 연결된다.

이러한 상기 고리부(10a) 및 연결부(10b)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 안테나 봉(1)에 형성된 홈에 함입되는 얇은 판 형상이다.

따라서, 본 발명의 무선 헬리컬 안테나는, 상기 안테나 봉(1)의 표면을 우선 수직 상방으로 연결부(10b)가 연장되다가, 상기 고리부(10a)의 개방된 일측 단부에서 수평으로 절곡되어 상기 안테나 봉(1)의 원주면을 따라 둥글게 연장되다가, 상기 고리부(10a)의 개방된 타측 단부에서 다시 수직으로 절곡되어 수직 상방으로 연결부가 연장되며, 이러한 연결부(10b)는 다시 다른 고리부(10a)와 연결되는 것을 반복하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나는, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 연결된 제 1조(20)의 상기 고리부(20a) 및 연결부(20b) 사이에, 길이를 달리하여 연결된 제 2조(30)의 다른 상기 고리부(30a)와 연결부(30b)가 상기 안테나 봉 표면에 나란히 설치될 수 있다.

즉, 제 1조(20)의 상기 고리부(20a) 개방된 입구에 위치하는 연결부(20b)와 연결부(20b) 사이에 제 2조(30)의 연결부(30b)가 소정 간격으로 지나가고, 제 1조(20)의 고리부(20a)와 고리부(20a) 사이에 제 2조(30)의 고리부(30a)가 지나가는 형상이다.

여기서, 길이가 긴 제 1조(20)는 셀룰러 폰용이고, 길이가 짧은 제 2조(30)는 PCS 폰용이다.

또한, 안테나 고리부 및 연결부의 길이, 폭, 두께 등을 조정하여 공진주파수가 서로 다른 다수 개의 안테나를 동시에 형성할 수 있다.

이러한 방식으로 기타, IMT 200용이나 PDA용이나 각종 모바일의 안테나 등에 동시에 사용될 수 있도록 길이 등의 구조가 서로 다른 다수개의 안테나 조가 설치될 수 있다.

이러한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나를 제조하는 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, (a) 상기 안테나 봉의 원주면에 상기 고리부 및 연결부의 형상과 대응되는 홈을 형성하는 단계와, (b) 상기 홈에 전도물질이 채워지도록 상기 안테나 봉을 도금하는 단계 및 (c) 상기 홈에 채워진 전도물질을 남기고, 상기 안테나 봉의 표면에 도금된 다른 전도물질을 제거하는 단계를 포함하여이루어진다.

즉, 미리 본 발명의 고리부와 연결부를 펼친 형상의 판재를 안테나 봉에 말아 형성하는 것도 가능하나 바람직하기로는, 미리 안테나 봉에 상기 고리부와 연결부에 대응하는 홈을 형성한 다음, 홈에 전도물질이 충만할 때까지 도금을 하고, 상기 안테나 봉의 표면에 도금된 전도물질을 제거하도록 상기 안테나 봉의 표면을 절삭 가공하면, 결국 상기 홈에 도금된 전도물질만 남아 고리부와 연결부가 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 헬리컬 안테나는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고리부 및 연결부가 상술된 판 형상이 아니라 고리부(40a)와 연결부(40b)가 상기 안테나 봉에 권선되는 안테나 선 형상이다.

따라서, 이러한 무선 헬리컬 안테나를 제작하는 방법은, 도시하지 않았지만, (a) 줄 형상의 안테난 선을 둥글게 말아 고리부를 형성하고, 수직으로 절곡하여 연결부를 형성하며, 이를 반복하여 1조를 제작하는 단계 및 (b) 제작된 1조의 고리부와 고리부 사이에 상기 안테나 봉을 삽입하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 서로 연결된 제 1조(50)의 상기 고리부(50a) 및 연결부(50b) 사이에, 길이를 달리하여 연결된 제 2조(60)의 다른 상기 고리부(60a)와 연결부(60b)가 상기 안테나 봉(1) 표면에 나란히 설치될 수 있다.

따라서, 상기 고리부(10a)(20a)(30a)(40a)(50a)(60a)가 수평으로 정확하게 누워있는 형상이기 때문에 이를 시뮬레이션 작업으로 최적화 설계하면, 본 발명의무선 헬리컬 안테나는, 셀룰러 폰용(f=850MHz)일 때, 수직 방사 패턴이 도 10에 도시된 바와 같이, 불규칙한 경계면이 없는 매끈한 곡면을 형성하여 수직 높이에 따른 왜곡율이 적고, 수평 방사 패턴이 도 11에 도시된 바와 같이, 거의 완전한 원형을 형성하여 수평 거리에 따른 왜곡율이 거의 없음을 알 수 있다.

또한, PCS 폰용(f=1.8GHz)일 때, 수직 방사 패턴이 도 12에 도시된 바와 같이, 역시 불규칙한 경계면이 없는 매끈한 곡면을 형성하여 수직 높이에 따른 왜곡율이 적고, 수평 방사 패턴이 도 13에 도시된 바와 같이, 거의 완전한 원형을 형성하여 수평 거리에 따른 왜곡율이 거의 없음을 알 수 있다.

그러므로, 종래의 나선형 무선 헬리컬 안테나에 비하여 방사 패턴을 향상시켜서 왜곡율을 적게 하고, 수신 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 발명의 실시예에서는 상기 고리부와 연결부가 단면이 직사각형인 얇은 판이나 선 형상인 것처럼 국한되어 있으나 그 단면이 정사각형이거나 삼각이거나 타원형이거나 다각형인 다양한 고리부와 연결부가 설치되는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 무선 헬리컬 안테나 및 그의 제조방법에 의하면, 방사 패턴 특성을 향상시켜 안테나 구조에 따른 왜곡을 최소화함으로써 안테나의제반 성능을 향상시킬 수 있게 하며, 제품의 제작이 용이하고, 구조상 형상이 규칙적이어서 수치 해석이 가능하여 최적 설계를 가능하게 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (8)

1. 원기둥형상의 안테나 봉을 둘러싸도록 형성되는 무선 헬리컬 안테나를 구성함에 있어서,

   상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부; 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부;를 포함하여 이루어지고,

   상기 고리부의 개방된 일측은, 향하는 방향은 상기 안테나 봉의 축을 기준으로 소정 각도씩 틀어지게 나사각 형태로 배치되고, 상기 연결부는 상기 고리부의 개방된 일측 단부에 각각 연결되며,

   서로 연결된 상기 고리부 및 연결부 사이에, 길이, 두께 및 폭을 달리하여 적어도 한 개 이상의 공진주파수를 갖도록 연결된 다수 조의 또 다른 상기 고리부와 연결부가 상기 안테나 봉 표면에 나란히 설치되는 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 고리부 및 연결부는 상기 안테나 봉에 형성된 홈에 함입되는 얇은 판 형상인 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 고리부 및 연결부는 상기 안테나 봉에 권선되는 안테나 선 형상인 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 1조의 고리부 및 연결부는 셀룰러 폰용이고, 상기 1조와 연결된 길이가 다른 2조의 고리부와 연결부는 PCS 폰용인 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나.
7. 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부를 구비하여 이루어지고, 상기 고리부의 개방된 일측은, 향하는 방향은 상기 안테나 봉의 축을 기준으로 소정 각도씩 틀어지게 나사각 형태로 배치되고, 상기 연결부는 상기 고리부의 개방된 일측 단부에 각각 연결되며, 서로 연결된 상기 고리부 및 연결부 사이에, 길이, 두께 및 폭을 달리하여 적어도 한 개 이상의 공진주파수를 갖도록 연결된 다수 조의 또 다른 상기 고리부와 연결부가 상기 안테나 봉 표면에 나란히 설치되는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법에 있어서,

   (a) 상기 안테나 봉의 원주면에 상기 고리부 및 연결부의 형상과 대응되는 홈을 형성하는 단계;

   (b) 상기 홈에 전도물질이 채워지도록 상기 안테나 봉을 도금하는 단계; 및

   (c) 상기 홈에 채워진 전도물질을 남기고, 상기 안테나 봉의 표면에 도금된 다른 전도물질을 제거하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법.
8. 상기 안테나 봉의 원주면을 따라 둥글게 형성되고, 일측이 개방된 "C"형 고리형상이고, 다수개가 상기 안테나 봉에 소정의 간격으로 나란히 배치되는 고리부 및 상기 고리부와 고리부 사이를 연결하는 다수개의 연결부를 구비하여 이루어지고, 상기 고리부의 개방된 일측은, 향하는 방향은 상기 안테나 봉의 축을 기준으로 소정 각도씩 틀어지게 나사각 형태로 배치되고, 상기 연결부는 상기 고리부의 개방된 일측 단부에 각각 연결되며, 서로 연결된 상기 고리부 및 연결부 사이에, 길이, 두께 및 폭을 달리하여 적어도 한 개 이상의 공진주파수를 갖도록 연결된 다수 조의 또 다른 상기 고리부와 연결부가 상기 안테나 봉 표면에 나란히 설치되는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법에 있어서,

   (a) 줄 형상의 안테나 선을 둥글게 말아 고리부를 형성하고, 수직으로 절곡하여 연결부를 형성하며, 이를 반복하여 1조를 제작하는 단계; 및

   (b) 제작된 1조의 고리부와 고리부 사이에 상기 안테나 봉을 삽입하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 헬리컬 안테나의 제조방법.