KR100949990B1 - 안테나 시스템 - Google Patents

Abstract

전자 기기 내부의 회로에 기인한 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있고, 또한 신호의 전송손실을 감소시킬 수 있는 안테나 시스템을 제공한다. 이러한 안테나 시스템은 다단의 로드 안테나 및 상기 로드 안테나와 전기적으로 연결되도록 상기 로드 안테나 하단부에 삽입되어 수신된 신호에 대한 로드 안테나의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부를 포함한다. 이러한 임피던스 매칭부는 교체가능하도록 독립체로 형성된다. 이를 위하여 상기 임피던스 매칭부는, 제1 도전부, 제2 도전부, 고정부 및 임피던스부를 포함한다. 상기 제1 도전부는 상기 로드 안테나의 하단부에 탈착가능하도록 삽입되어 상기 로드 안테나의 내벽과 접촉한다. 제2 도전부는 전자 기기의 급전부에 연결된다. 상기 고정부는 상기 제1 도전부 및 제2 도전부 사이에 배치되어 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부와 체결되고, 유전체를 포함한다. 상기 임피던스부는 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부와 전기적으로 연결되고 상기 고정부 외부에 감겨진 코일을 포함한다.

Description

안테나 시스템{ANTENNA SYSTEM}

본 발명은 안테나 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히, 노이즈의 영향을 최소화할 수 있고 교체가능성을 용이하게 할 수 있는 안테나 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 안테나 시스템은 전기적인 신호를 전파로 바꾸어 주거나 그 반대의 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 일반적으로 전파를 송수신하는 안테나는 로드안테나, 패치안테나 등 여러 종류가 있으며 로드 안테나는 사용주파수대역에 따라 안테나의 길이가 결정되며 이러한 길이를 확보하기 위해서 전기적 접촉을 유지하면서 다단으로 구성이 가능하다.

이러한, 안테나 시스템이 전파로부터 수신된 신호를 전자기기에 연결된 출력단에 연결할 때, 서로 다른 두 연결단의 임피던스 차에 의한 반사를 감소시키기 위해서, 임피던스 매칭이 필요하게 된다.

그런데, 전파를 수신하여 동작하는 종래의 전자기기는 안테나 시스템을 전자기기에 부착하고, 전자 기기 내부에 이러한 임피던스 매칭회로를 구비하였다. 그러나, 이와같이 전자 기기 내부에 임피던스 매칭회로를 형성하는 경우에는, 전자 기기 내부의 회로, 예컨대 전원, LCD 패널 등에 기인한 노이즈에 의해서 매칭회로 가 영향을 받는 문제점이 발생한다.

또한, 안테나 시스템과 전자기기의 동작을 위한 회로 사이에 임피던스 매칭회로가 형성되어 필연적으로 회로를 구성하는 배선의 길이가 증가하게 되어 저항 증가에 의한 전력손실과 함께 신호의 크기가 감소되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전자 기기 내부의 회로에 기인한 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있고, 또한 신호의 전송손실을 감소시킬 수 있는 안테나 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 안테나 시스템은 다단의 로드 안테나 및 상기 로드 안테나와 전기적으로 연결되도록 상기 로드 안테나 하단부에 삽입되어 수신된 신호에 대한 로드 안테나의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부를 포함한다. 이러한 임피던스 매칭부는 교체가능하도록 독립체로 형성된다. 이를 위하여 상기 임피던스 매칭부는, 제1 도전부, 제2 도전부, 고정부 및 임피던스부를 포함한다. 상기 제1 도전부는 상기 로드 안테나의 하단부에 탈착가능하도록 삽입되어 상기 로드 안테나의 내벽과 접촉한다. 제2 도전부는 전자 기기의 급전부에 연결된다. 상기 고정부는 상기 제1 도전부 및 제2 도전부 사이에 배치되어 상기 제1 도전부 및 제2 도전부와 체결되고, 유전체로 형성된다. 상기 임피던스부는 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부와 전기적으로 연결되고 상기 고정부 외부에 감겨진 코일을 포함한다.
또한, 상기 임피던스부는 캐패시터를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 고정부는, 제1 반지름을 갖는 상부, 상기 로드 안테나의 내부에 고정되도록 상기 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 갖는 중부 및 상기 제2 반지름 보다 작은 제3 반지름을 갖고 상기 코일이 감겨진 하부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 코일의 일단부는 상기 고정부의 상기 중부를 관통하여 상기 제1 도전부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 고정부의 상기 상부는 상기 제1 도전부에 삽입되고, 상기 하부는 상기 제2 도전부에 삽입될 수 있다.
한편, 상기 임피던스 매칭부는 절연관을 더 포함하고, 상기 고정부의 상기 하부 및 상기 코일은 상기 절연관에 삽입되어 상기 코일이 상기 로드 안테나의 내벽과 접촉되는 것을 방지한다.
예컨대, 상기 절연관 하부는 결합턱을 포함하고, 상기 제2 도전부는 결합홈을 포함하여, 상기 절연관은 상기 제2 도전부에 체결될 수 있다.
또한, 상기 제1 도전부는 걸림홈을 포함하고, 상기 로드 안테나 하단부의 내부부의 내부는 상기 걸림홈에 대응하는 걸림턱을 포함할 수 있다.

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이와 같은 안테나 시스템에 의하면, 임피던스 매칭부가 안테나 내부에 삽입되어 다단의 로드 안테나와 직접 연결됨으로써, 전자 기기 내부의 회로에 기인한 노이즈의 영향을 최소화할 수 있고, 또한 신호의 전송손실을 감소시킬 수 있다.

또한, 이러한 임피던스 매칭부는 별도의 지지물을 요함이 없이 그 자체적으로 결합되어 독립체로 형성될 수 있다. 한편, 일반적인 전자기기들에서 안테나의 급전부와 연결되는 입력단에서의 임피던스는 50Ω 또는 75Ω으로 형성되는데, 이때, 전자기의 변환을 위한 임피던스 매칭부의 교체가 용이하다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 안테나 시스템(100)은 다단의 로드 안테나(110) 및 임피던스 매칭부(120)를 포함한다.

상기 로드 안테나(110)는 각 단이 원통형의 도전체 파이프 형상으로 형성된다. 이러한 각 단들은 하부 단에 삽입 또는 인출이 가능하다.

상세히 도시되지는 않았으나, 각 단의 하부 및 상부는 걸림턱이 형성되어 각 단이 서로 이탈되는 것을 방지한다. 이러한 로드 안테나(110)은 종래의 로드 안테나(110)와 그 구성이 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

도면에서, 상기 로드 안테나(110)는 4단으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 임피던스 매칭부(120)는 상기 로드 안테나(110)의 하단부에 삽입되어 수신된 신호에 대한 로드 안테나의 임피던스를 매칭한다. 따라서, 전기적으로 도체인 로드 안테나(110)의 하단부에 의해 차폐되어, 외부 전자기장에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서, 전자 기기 내부의 회로에 기인한 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있다.

더욱이, 상기 로드 안테나(110)으로부터 임피던스 매칭부(120)로의 연결배선을 최소화하여 신호의 전송손실을 감소시킬 수 있다.

이하, 도 2 내지 3을 참조로, 임피던스 매칭부(120)의 구성에 대해서 보다 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에서 도시된 임피던스 매칭부의 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 임피던스 매칭부의 결합상태를 도시한 확대 단면도이다.

도 2 및 3을 참조하면, 임피던스 매칭부(120)는 제1 도전부(121), 임피던스부(125), 고정부(124) 및 제2 도전부(123)를 포함한다. 상기 임피던스 매칭부(120)는 절연관(126)을 더 포함할 수도 있다.

상기 제1 도전부(121)는 도 1에서 도시된 로드 안테나(110)와 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 상기 제1 도전부(121)는 전체적으로 원통형상의 도체로 형성되고 상기 로드 안테나(110)의 하단부에 삽입되어 상기 로드 안테나(110)와 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 제1 도전부(121)의 표면에는 걸림홈(1210)이 형성된다. 또한, 상기 로드 안테나(110) 하단부의 내부에는, 상기 제1 도전부(121)의 상기 걸림홈(1210)에 대응하는 걸림턱이 형성되어, 상기 임피던스 매칭부(120)가 상기 로드 안테나(110)에 삽입될 때, 상기 임피던스 매칭부(120)의 위치를 가이드한다. 상기 로드 안테나(110)의 표면에 걸림홈(1210)이 형성되어 상기 걸림턱과 체결되면, 상기 임피던스 매칭부(120)의 위치가 고정된다.

도시되지는 않았으나, 상기 로드 안테나(110) 하단부의 내부에 걸림턱만을 형성하고, 상기 제1 도전부(121)의 표면에는 걸림홈(1210)을 형성하지 않을 수도 있다. 이때, 상기 걸림턱은 상기 임피던스 매칭부(120)가 너무 깊이 삽입되는 것을 저지할 뿐이다. 그러나, 상기 제2 도전부(123)가 상기 로드 안테나(110)와 체결되어 상기 임피던스 매칭부(120)의 이탈을 방지한다.

상기 제1 도전부(121)의 하부에는 상기 고정부(124)의 상부가 삽입되는 구멍이 형성되어 상기 도전부(121)와 상기 고정부(124)가 결합된다. 반대로, 상기 고정부(124)의 상부에 구멍이 형성되어 상기 제1 도전부(121)가 삽입될 수도 있다.

또한, 상기 제1 도전부(121)의 하부의 지름은 상기 제1 도전부(121)의 상부 지름에 비해서 상기 절연관(126)의 두께만큼 작게 형성되어, 제1 도전부(121)의 하부가 상기 절연관(126)에 삽입되었을 때, 동일한 외경을 갖는다. 또한, 상기 외경은 상기 로드 안테나(110) 하단부의 내경과 거의 동일하도록 형성되어, 상기 임피던스 매칭부(120)가 상기 로드 안테나(110) 하단부에 삽입되어 고정된다.

상기 고정부(124)는 유전체로 형성된다.

상기 고정부(124)는 예컨대, 제1 반지름을 갖는 상부, 상기 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 갖는 중부 및 상기 제2 반지름 보다 작은 제3 반지름을 갖고 상 기 코일이 표면에 감긴 하부를 포함한다. 예컨대, 상기 제3 반지름은 상기 제1 반지름과 동일하도록 형성될 수 있다. 상기 제2 반지름은 상기 절연관(126)의 내경과 거의 동일하도록 형성되어, 상기 고정부(124)가 상기 절연관(126)에 삽입되었을 때, 상기 고정부(124)가 고정될 수 있다.

상기 고정부(124)의 상기 상부는 상기 제1 도전부(121)의 하부에 삽입되어 상기 제1 도전부(121)와 결합된다. 또한, 상기 고정부(124)의 상기 하부의 외면에는 인덕터인 코일로 형성되는 임피던스부(125)가 감겨있다. 상기 임피던스부(125)는 예컨대, 코일로 도시되어 있으나, 다른 소자, 예컨대 캐패시터와 연결되어 회로를 구성할 수 있다.

상기 고정부(124)의 상기 중부에는 관통홀(도시안됨)이 형성되어 상기 코일의 일부가 상기 관통홀을 관통하여 상기 제1 도전부(121)와 전기적으로 연결된다.

상기 고정부(124)의 상기 하부는 상기 제2 도전부(123)에 삽입된다. 반대로, 상기 고정부(124)의 상기 하부에 구멍이 형성되어 상기 제2 도전부(123)가 상기 하부의 상기 구멍에 삽입될 수도 있다.

상기 제2 도전부(123)에는 결합홈(1231)이 형성되고, 절연관(126) 하부에는 결합턱(1261)이 형성되어, 상기 절연관(126)과 상기 제2 도전부(123)의 결합력을 향상시킨다.

이와같이, 본 발명에 의한 임피던스 매칭회로(120)는 서로 체결되어 하나의 독립된 모듈로 구성될 수 있다.

이와 같은 안테나 시스템에 의하면, 임피던스 매칭부가 안테나 내부에 형성되어 다단의 로드 안테나와 직접 연결됨으로써, 전자 기기 내부의 회로에 기인한 노이즈의 영향을 최소화 할 수 있고, 또한 신호의 전송손실을 감소시킬 수 있다.

또한, 이러한 임피던스 매칭부는 별도의 지지물을 요함이 없이 그 자체적으로 결합되어 독립체로 형성될 수 있다. 한편, 일반적인 전자기기들에서 안테나의 급전부와 연결되는 입력단에서의 임피던스는 50Ω 또는 75Ω으로 형성되는데, 이때, 전자기의 변환을 위한 임피던스 매칭부의 교체가 용이하다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 시스템의 단면도이다.

도 2는 도 1에서 도시된 임피던스 매칭부의 분해사시도이다.

도 3은 도 2의 임피던스 매칭부의 결합상태를 도시한 확대 단면도이다.

<주요 도면부호에 대한 설명>

100: 안테나 시스템 120: 임피던스 매칭부

121: 제1 도전부 125: 임피던스부

123: 제2 도전부 124: 고정부

126: 절연관 1210: 걸림턱

1231: 결합홈 1261: 결합턱

Claims (10)

1. 다단의 로드 안테나; 및

   상기 로드 안테나와 전기적으로 연결되도록 상기 로드 안테나 하단부에 삽입되어 수신된 신호에 대한 로드 안테나의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭부를 포함하고,

   상기 임피던스 매칭부는,

   상기 로드 안테나의 하단부에 탈착가능하도록 삽입되어 상기 로드 안테나의 내벽과 접촉하는 제1 도전부;

   전자 기기의 급전부에 연결되는 제2 도전부;

   상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부 사이에 배치되어 상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부와 체결되고, 유전체로 형성된 고정부; 및

   상기 제1 도전부 및 상기 제2 도전부와 전기적으로 연결되고 상기 고정부 외부에 감겨진 코일을 포함하는 임피던스부;

   를 포함하여 교체가능하도록 독립체로 형성된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 임피던스부는 캐패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 고정부는,

   제1 반지름을 갖는 상부, 상기 제1 반지름보다 큰 제2 반지름을 갖는 중부 및 상기 제2 반지름 보다 작은 제3 반지름을 갖고 상기 코일이 감겨진 하부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 코일의 일단부는 상기 고정부의 상기 중부를 관통하여 상기 제1 도전부에 연결된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
7. 제5항에 있어서,

   상기 고정부의 상기 상부는 상기 제1 도전부에 삽입되고, 상기 하부는 상기 제2 도전부에 삽입된 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
8. 제7항에 있어서,

   상기 임피던스 매칭부는

   절연관을 더 포함하고, 상기 고정부의 상기 하부 및 상기 코일은 상기 절연관에 삽입되어 상기 코일이 상기 로드 안테나의 내벽과 접촉되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
9. 제8항에 있어서,

   상기 절연관 하부는 결합턱을 포함하고, 상기 제2 도전부는 결합홈을 포함하여, 상기 절연관은 상기 제2 도전부에 체결되는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제1 도전부는 걸림홈을 포함하고,

    상기 로드 안테나 하단부의 내부는 상기 걸림홈에 대응하는 걸림턱을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 시스템.

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