KR100464778B1 - 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나에 관한 것으로 보다 상세하게는 하우징으로부터 제2안테나부를 신장시키면 제1안테나부의 헬리컬안테나가 제2안테나부가 직렬 연결되어 공진을 일으키며 절첩시에는 헬리컬안테나만이 공진을 일으키도록 한 안테나에 관한 것인바, 본 발명은 헬리컬안테나가 매설된 제1안테나부와 이의 하단에 설치된 제2안테나부가 기계적 연결되면서 직렬배열방식으로 설치된 안테나구조에 있어서, 상기 제2안테나부 끝단에 설치되어, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부의 절첩 및 신장시 제1안테나부 내측에서 상하슬라이드 이동하여, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 신장시 상기 제1안테나부의 하단부와 접속하여 상기 제1안테나부에 상기 제2안테나부를 전기적으로 연결하고, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 절첩시 상기 제1안테나부에서 상기 제2안테나부를 전기적으로 절연시키는 작동자를 구비하여, 상기 제2안테나를 인출시키기 위해 상기 제1안테나부를 상부로 이동시키면, 상기 제1안테나부만이 소정길이로 상향 이동되어 상기 제2안테나부의 상기 작동자와 상기 제1안테나부의 상기 헬리컬안테나가 전기적으로 연결되고, 상기 연결상태에서 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부가 동시에 상부로 이동되어 상기 제2안테나가 인출되며, 상기 제2안테나를 절첩시키기 위해 인출된 상기 제1안테나를 하부로 이동시키면, 상기 제1안테나만이 소정길이로 하강되어 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부의 전기적 연결을 단선시키고, 상기 단선상태에서 상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 동시에 하강되어 상기 제2안테나가 절첩되는 것을 특징으로 하는 안테나를 제공한다.

Description

안테나{Antenna}

본 발명은 안테나에 관한 것으로 보다 상세하게는 하우징으로부터 제2안테나부를 신장시키면 제1안테나부의 헬리컬안테나가 제2안테나부가 직렬 연결되어 공진을 일으키며 절첩시에는 헬리컬안테나만이 공진을 일으키도록 한 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 종래 탑형안테나는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 휩안테나(100)의 하단에 도전재로 이루는 로드용 하측 급전부재(110)가 전기적 및 기계적으로 접속되는 동시에, 이 휩안테나(100)의 상단에는 도전재로 이루는 로드용 상측 급전부재(120)가 전기적 및 기계적으로 접속되고, 당해 로드용 상측 급전부재(120)에는 비도전재로 이루는 접속부(130)가 기계적으로 접속되어 있다.

또, 헬리컬 안테나(200)의 하단에는, 도전재로 이루는 헬리컬용 급전부재(210)가 전기적 및 기계적으로 접속되고, 이 헬리컬용 급전부재(210)가 접속부(130)에 기계적으로 접속되어 있다.

그리고, 휩안테나(100)에는 비도전재로 이루는 로드용 안테나커버(140)가 피복되는 동시에, 헬리컬 안테나(200)는 비도전재에 의해 캡형으로 형성된 헬리컬용 안테나커버(220)에 수납되고, 인체에 직접 닿지 않도록 되어 있다.

이것에 부가하여, 이 안테나부(69)에 있어서는, 도전재에 의해 예를 들면 링형으로 형성된 상측 및 하측 안테나 급전단자(400,400a)가 하우징(300)의 상면 내측에 서로 전기적으로 분리되어서 배치되고, 당해 상측 및 하측 안테나급전단자(400,400a)에 각각 로드안테나(100)가 삽통되어 있다.

또, 상측 및 하측 안테나 급전단자(400,400a)는, 각각 발룬(500)에 연결되고 상기 발룬(500)에 송수신회로(600)가 전기적으로 접속되어 있다.

이것에 의해, 첨부도면 도 1b에 도시된 바와 같이 안테나부의 압입시, 헬리컬용 안테나커버(220)가 압입방향으로 눌러져서 하우징(300)의 상면에 부딪치게 되면, 헬리컬용 급전부재(210)를 상측 안테나 급전단자(400)에 전기적으로 접속하는 동시에, 로드용 상측 급전부재(120)를 하측 안테나 급전단자(400a)에 전기적으로 접속한다.

이렇게 하여, 휩안테나(100)를 하우징(300)의 내부에 수납하고, 또 헬리컬 안테나(200)를 하우징(300)에서 돌출시킨 상태로 발룬(500)의 평형측에 이 로드안테나(100) 및 헬리컬안테나(200)를 전기적으로 접속한다.

이 상태에서 송수신회로(600)에서 불평형 전송선로 및 발룬(500)을 순차 거쳐서 휩안테나(100) 및 헬리컬 안테나(200)가 급전되면, 이 로드안테나(100) 및 헬리컬 안테나(200)를 동일한 전압상태를 발생시켜서 거의 평형형의 안테나로서 동작시킨다.

이때 발룬(500)의 평형/불평형의 변환작용에 의해 휩안테나(100)에서 불평형 전송선로의 그라운드측에 누설전류가 흐르는 것을 방지하고, 이 결과 불평형 전송선로의 그라운드측에서 실드케이스에 누설전류가 흐르고, 이 실드케이스가 안테나로서 동작하는 것을 방지하여 당해 실드케이스를 본래의 전기적인 차폐판 및 그라운드로서만 기능시킨다.

한편, 휩안테나부(100)의 인출시, 헬리컬용 안테나커버(220)가 상방향으로 인동되면, 로드용하측 급전부재(110)를 상측 안테나 급전단자(400)에 전기적으로 접속하고, 발룬(500)의 평형측에 로드안테나(100)만을 전기적으로 접속하여 헬리컬 안테나(200)를 전기적으로 분리한다.

이것에 의해 송수신회로(600)에서 불평형 전송선로 및 발룬(500)을 순차거쳐서 이 휩안테나(100)가 급전되면, 당해 휩안테나(100)를 안테나로서 동작시킨다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 안테나 구조는 휩안테나를 절첩시켰을 때에는 헬리컬안테나만이 작동하고 휩은 작동하지 않으므로 하우징 내측으로 입설된 휩안테나에 의한 회로의 오동작을 방지할 수 있지만 휩안테나를 신장시에는 헬리컬이 작동되지 않으므로 안테나의 성능을 만족하기 위해서는 휩안테나의 길이가 길어지는 문제점이 있다.

상기와 같이 휩안테나를 신장시 휩안테나의 길이가 길어지는 문제점을 감안하여 신장시와 절첩시 휩안테나와 헬리컬안테나 모두 동작되도록하여 휩안테나의 길이를 짧게 구성시키는 구조도 있으나 이때에는 절첩시 하우징 내측으로 입설되는 휩안테나가 작동되므로 회로에 영향을 주게되어 회로가 오작동을 일으키는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 일거에 해소시키기 위하여 안출한 것으로 헬리컬안테나를 내장한 제1안테나부를 신장시키면 제2안테나부의 휩안테나와 전기적으로 직렬 연결되어 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부의 두개의 안테나가 동시 작동되고 절첩시에는 상기 제2안테나부와 상기 제1안테나부가 전기적으로 단선되어 상기 헬리컬안테나만이 동작되도록 하여 절첩시 및 신장시 모두 안정적인 성능을 발휘할 수 있도록한 안테나를 제공하는데 있다.

다른 목적으로는 제2안테나의 신장시 제2안테나와 헬리컬안테나가 연결상태를 유지하도록 함으로서 제2안테나를 λ/4 안테나가 아닌 5λ/8 또는 λ/2 안테나로도 제작이 가능한 안테나를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 안테나 구조를 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 안테나의 구조를 보여주는 단면도.

도 3은 도 2의 A부 확대도.

도 4는 본 발명의 요부인 작동자의 다른 실시예를 보여주는 단면도.

도 5a는 내지 도 5c는 본 발명의 작동상태를 보여주는 단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

2 : 제1안테나부 3 : 제2안테나부

2a : 캡 2b : 고정단

2c : 유전체 4 : 작동자

20 : 헬리컬안테나 21 : 컨넥터

22 : 연결부 41 : 안내부

42 : 로드부 43 : 탄성부재

이러한 본 발명의 목적은 헬리컬안테나가 매설된 제1안테나부와 이의 하단에 설치된 제2안테나부가 기계적 연결되면서 직렬배열방식으로 설치된 안테나구조에 있어서, 상기 제2안테나부 끝단에 설치되어, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부의 절첩 및 신장시 제1안테나부 내측에서 상하슬라이드 이동하여, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 신장시 상기 제1안테나부의 하단부와 접속하여 상기 제1안테나부에 상기 제2안테나부를 전기적으로 연결하고, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 절첩시 상기 제1안테나부에서 상기 제2안테나부를 전기적으로 절연시키는 작동자를 구비하여, 상기 제2안테나를 인출시키기 위해 상기 제1안테나부를 상부로 이동시키면, 상기 제1안테나부만이 소정길이로 상향 이동되어 상기 제2안테나부의 상기 작동자와 상기 제1안테나부의 상기 헬리컬안테나가 전기적으로 연결되고, 상기 연결상태에서 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부가 동시에 상부로 이동되어 상기 제2안테나가 인출되며, 상기 제2안테나를 절첩시키기 위해 인출된 상기 제1안테나를 하부로 이동시키면, 상기 제1안테나만이 소정길이로 하강되어 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부의 전기적 연결을 단선시키고, 상기 단선상태에서 상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 동시에 하강되어 상기 제2안테나가 절첩되는 것을 특징으로 하는 안테나에 의하여 달성된다.

이하 본 발명의 안테나 구조를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 안테나의 구조를 보여주는 단면도로써, 이에 따르면 헬리컬안테나(20)가 매설된 제1안테나부(2)와 이의 하단에 설치되어 하우징(10)의 내측으로 상기 제1안테나(2)에 제2안테나부(3)가 기계적으로 연결되면서 직렬배열방식으로 설치된 안테나구조에 있어서, 상기 제2안테나부(3) 끝단에 설치되어 제1안테나부(2) 내측에서 상하슬라이드 이동하면서 제2안테나부(3)와 제1안테나부(2)를 전기적으로 연결하는 작동자(4)를 포함하여 이루어진 구조이다.

이때, 상기 제1안테나부(2)는 나선의 형태를 구비한 헬리컬안테나(20)가 매립 설치됨에 있어 이의 구조는 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 길이 및 지름을 갖으며 제2안테나부가 관통 이동되는 원통형의 컨넥터(21) 상방향으로는 연결부(22)를 형성하고 이의 상단부는 나선부(23)를 일체로 형성하되 컨넥터(21)의 상면과 나선부(23)와의 사이에는 연결부(22)의 일측부를 수직방향으로 절단하여 공진이 일어나도록 공간을 형성시킨 구조이다.

상기의 헬리컬안테나(20) 내측으로는 관통공을 구비한 유전체(2c)가 설치되며 이 유전체(2c) 상부에는 고정단(2b)이 삽설되어 소정의 면적을 가지면서 일측이 개방된 공간부를 형성하도록하고 헬리컬안테나(20)의 외측으로는 절연재질의 캡(2a)이 씌워져 형성된 구조이다.

또한, 상기 제2안테나부(3)는 선형의 휩안테나로 이루어지며 이의 끝단에 설치된 작동자(4)는 첨부도면 도 4a에 도시된 바와 같이 전도성이 있는 재질로 이루어지면서 상부에는 유동을 방지하는 안내부(41)를 형성하고 이 안내부(41)와 일체로 구성되면서 하방으로는 수직되게 로드부(42)를 형성한 구조이다.

한편 첨부도면 도 4b에 도시된 바와 같이 작동자를 이 로드부(42)의 외주면에는 중앙부가 볼록한 탄성부재(43)를 설치하여 사용할 수도 있다.

상기와 같이 전기적으로 제1안테나부(2)와 제2안테나부(3)를 연결하는 작동자(4)의 구조를 변경하여 사용하면 슬라이딩시 마찰에 의한 마모가 일어나 전기적 연결이 용이하지 않게 될때 탄성부재(43)만 교환하여 사용할 수도 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 첨부도면 도 5a에 도시된 바와 같이 하우징(10) 내측으로 제2안테나부(3)가 입설되어 제1안테나부(2)에 설치된 헬리컬안테나(20)만이 작동될때 이 헬리컬안테나(20)는 급전부와 병렬 공진 사이에 적은 R과 큰 C의 병렬 구조로 등가화 될 수 있는 변성기를 삽입하고 있으므로써 병렬공진과 변성기 내의 C와 나선형 엘리먼트 L과의 직렬공진 특성을 보이며, 이중공진으로 인한 중심 주파수의 인접주파수가 직렬공진 주파수가 된다. 따라서 인접주파수의 공진으로 인하여 주파수와 이득이 모두 향상된다.

이는 L,C 병렬공진으로 인한 Q값의 상승을 직렬공진으로 인하여 보상함으로 밴드폭이 넓어지게 됨을 의미하며, 헬리컬안테나만이 작동될 때 주파수에 따른 따른 이득 비교는 아래의 표 1과 같다.

주파수〔MHZ〕	종래안테나〔dBm〕	본 발명〔dBm〕	이득비교〔dB〕
822	-20.64	-19.86	+0.78
851	-21.17	-21.15	+0.02
867	-20.53	-20.37	+0.16
898	-20.87	-20.70	+0.17

상기와 같은 주파수 이득을 갖는 헬리컬안테나(20)가 설치된 제1안테나부(2)를 상부로 잡아당기면 도 5b에 도시된 바와 같이 제1안테나부(2)만이 소정길이로 이동되다가 작동자(4)와 헬리컬안테나(20)가 전기적으로 연결되고 이 연결상태에서 제1안테나부(2)와 제2안테나부(3)가 동시에 상부로 이동된다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 첨부도면 도 5a에 도시된 바와 같이 제1안테나부(2)를 도면에 표기되어 있는 길이 L1만큼 이동시키면 컨넥터(21) 내측에 설치된 작동자(4)의 하단이 걸리게 된다.

이때 전도성이 있는 재질로 이루어진 작동자(4)의 안내부(41)는 공간의 내면에서 상하이동시 유동을 방지하며, 실질적으로 로드부(42)에 의하여 제1안테나부(2)의 헬리컬안테나(20)와 제2안테나부(3)가 전기적으로 연결되는 것이다.

상기와 같이 두 안테나가 전기적으로 연결된 상태에서 제1안테나부(2)를 좀더 상부로 이동시키면 컨넥터에 걸려있던 작동자(4)도 함께 이동됨과 동시에 제2안테나부(3)가 하우징(10)으로 부터 인출되는 것이다.

상기 제2안테나의 인출이 완료되면 종래의 급전방식과 동일하게 제2안테나부의 끝단에 형성된 급전부재(31)와 하우징(10)에 설치된 급전부재(10a)가 급전되어 종래와 동일한 송수신신호의 처리구조를 갖는다.

한편, 상기 작동자(4)에 의하여 제1안테나부(2)의 헬리컬안테나(20)와 제2안테나부(3)가 연결되어 작동될 때 주파수에 따른 따른 이득 비교는 아래의 표 2와 같다.

주파수〔MHZ〕	종래안테나〔dBm〕	본 발명〔dBm〕	이득비교〔dB〕
822	-19.31	-19.22	+0.09
851	-20.53	-20.25	+0.28
867	-19.56	-19.32	+0.24
898	-19.93	-19.93	+0.00

따라서, 본 발명은 기존의 안테나를 변형시키지 않고 고정구조물만을 변형하여 실제로 모노폴(MONOPOLE) 안테나 및 다이폴(DIPOLE) 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 그 주파수를 확장할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 하우징에서 제2안테나부를 인출하여 사용하거나 제2안테나를 첨부도면 도 5a와 같이 하우징 내측으로 입설시켜 사용할 수도 있다.

하우징으로부터 인출된 제1안테나부(2)를 하부로 이동시키면 제2안테나부(3)는 동작되지 않고 제1안테나부(2)만이 소정길이로 하강되면서 제1안테나부(2)와 제2안테나부(3)의 전기적 연결을 단선시키며 동시에 제1안테나부(2)와 제2안테나부(3) 모두 하강되는 되는 것이다.

한편, 종래의 안테나 구조에 있어서 제2안테나부 예컨데, 휩안테나가 길어야 만이 구현자고자 하는 안테나성능을 얻을 수 있는데, 이때 안테나는 λ/4 안테나이지만 본 발명의 기술이 적용되면 제2안테나부의 길이를 짧게 형성시킬 수도 있으며 이때에는 λ/4 안테나가 아닌 5λ/8 또는 λ/2 안테나로도 제작이 가능하다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명은 하우징으로부터 제2안테나부를 신장시키면 제1안테나부의 헬리컬안테나가 제2안테나부가 직렬 연결되어 공진을 일으키며 절첩시에는 헬리컬안테나만이 공진을 일으키도록 하여 절첩시 및 신장시 모두 안정적인 성능을 발휘할 수 있도록하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 헬리컬안테나가 매설된 제1안테나부와 이의 하단에 설치된 제2안테나부가 기계적 연결되면서 직렬배열방식으로 설치된 안테나구조에 있어서,

   상기 제2안테나부 끝단에 설치되어, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부의 절첩 및 신장시 제1안테나부 내측에서 상하슬라이드 이동하여, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 신장시 상기 제1안테나부의 하단부와 접속하여 상기 제1안테나부에 상기 제2안테나부를 전기적으로 연결하고, 상기 제1안테나부 및 상기 제2안테나부 절첩시 상기 제1안테나부에서 상기 제2안테나부를 전기적으로 절연시키는 작동자를 구비하여,

   상기 제2안테나를 인출시키기 위해 상기 제1안테나부를 상부로 이동시키면, 상기 제1안테나부만이 소정길이로 상향 이동되어 상기 제2안테나부의 상기 작동자와 상기 제1안테나부의 상기 헬리컬안테나가 전기적으로 연결되고, 상기 연결상태에서 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부가 동시에 상부로 이동되어 상기 제2안테나가 인출되며,

   상기 제2안테나를 절첩시키기 위해 인출된 상기 제1안테나를 하부로 이동시키면, 상기 제1안테나만이 소정길이로 하강되어 상기 제1안테나부와 상기 제2안테나부의 전기적 연결을 단선시키고, 상기 단선상태에서 상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 동시에 하강되어 상기 제2안테나가 절첩되는 것을 특징으로 하는 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1안테나부는,

   헬리컬안테나 내측으로 관통공을 구비한 유전체가 설치되고, 상기 유전체 상부에 고정단이 삽설되어 소정의 면적을 가지면서 일측이 개방된 공간부를 형성하도록 하며, 헬리컬안테나의 외측으로는 절연재질의 캡이 씌워져 형성된 것을 특징으로 하는 안테나.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2안테나부 끝단에 설치된 작동자는,

   전도성 재질로서, 상부에 유동을 방지하는 안내부를 형성하고, 상기 안내부의 하방으로 수직하여 로드부를 일체로 형성하며, 상기 로드부의 외주면에 중앙부가 볼록한 탄성부재를 구비한 것을 특징으로 하는 안테나.
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