KR100958846B1 - 안테나 기생 소자 및 다중 대역 옴니 안테나 - Google Patents

안테나 기생 소자 및 다중 대역 옴니 안테나 Download PDF

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최병운
이수원
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주식회사 감마누
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Abstract

본 발명에 따른 안테나 기생 소자는 안테나 반사판에 고정되기 위한 체결부;
상기 체결부의 일단에서 꺾이어 일정 길이 연장되는 제1 몸체부 및 상기 제1 몸체부의 타단에서 상기 제1 몸체부의 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 연장되는 제2 몸체부를 포함함으로써 기생 소자의 기생 대상이 되는 모노폴 소자의 주파수 대역을 확장할 수 있다.
기생 소자, 모노폴, 옴니 안테나, 스텁, 주파수

Description

안테나 기생 소자 및 다중 대역 옴니 안테나{ANTENNA PARASITIC ELEMENT AND BROADBAND OMNI ANTENNA}
본 발명은 안테나 기생 소자 및 다중 대역 옴니 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 반사판의 수직축에 기울어져 형성되고 단부가 상기 기울어진 방향의 윗 방향으로 휘어져 대역폭을 확장할 수 있는 안테나 기생 소자 및 상기 안테나 기생 소자가 포함된 다중 대역 옴니 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, 디지털 셀룰러(Cellular), 개인휴대통신(PCS) 및 주파수 공용 통신 등과 같은 무선통신 시스템에서 사용되는 휴대용 단말기는 사용자의 위치 이동에 따라 서비스 지역이 변동되며, 각 서비스 지역에는 각종 무선통신 중계용 안테나가 설치된다. 이에 따라, 건물 내부와 같은 음영지역에서는 무선통신 서비스를 위해 천장 등에 치부할 수 있는 옴니 안테나를 사용하고 있다.
이와 같은, 종래의 무선통신용 옴니 안테나는 단일 주파수 대역만을 중계할 수 있도록 되어 있어, 셀룰러(Cellular), GSM900, PCS/GSM800 및 IMT2000 등 각각 의 주파수 대역 별로 주파수 대역이 서로 다른 옴니 안테나가 사용되고 있다.
그러나, 서로 다른 주파수로 LTE(700MHz), WiMAX(2.5GHZ) 대역을 중계할 필요성이 대두됨에 따라 저주파 및 고주파 광대역의 주파수 대역을 중계할 수 있는 옴니 안테나가 제안되었다.
본 발명은 안테나 기생 소자는 반사판 상에 체결되는 체결부, 상기 반사판의 가상 수직축에 기울어지게 상기 체결부로부터 연장되고 단부가 상기 기울어진 방향의 윗방향으로 휘어져 있는 몸체부를 포함함으로써 기생 소자의 기생 대상이 되는 모노폴 소자의 주파수 대역을 확장할 수 있는 안테나 기생 소자 및 상기 안테나 기생 소자가 포함된 다중 대역 옴니 안테나를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 안테나 기생 소자는 안테나 반사판에 고정되기 위한 체결부, 상기 체결부의 일단에서 꺾이어 일정 길이 연장되는 제1 몸체부 및 상기 제1 몸체부의 타단에서 상기 제1 몸체부의 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 연장되는 제2 몸체부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2 몸체부의 휘어짐은 커브(curve) 또는 절곡(折曲)일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 다중 대역 옴니 안테나는 반사판, 상기 반사판의 수직축 상에 형성된 고주파 모노폴 소자, 일부분이 상기 고주파 모노폴 소자의 내부에 삽입되는 저주파 모노폴 소자 및 상기 반사판 상에 체결되고 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 지향하게 기울어져 있으며 단부는 상기 기울어진 방향의 윗방향으로 휘어져 있는 기생 소자를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기생 소자는 상기 반사판 상 체결 지점으로부터 상기 고주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점까지의 길이가 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4인 고주파 기생 소자 및 상기 반사판 상 체결 지점으로부터 상기 저주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점까지의 길이가 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4인 저주파 기생 소자를 포함할 수 있다.
상기 고주파 기생 소자는 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 상기 저주파 기생 소자의 반대편에, 상기 저주파 기생 소자와 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 가로지르는 가상 직선에서 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 ±90°범위에 배치될 수 있다.
또한, 상기 고주파 기생 소자의 폭은 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/32 ~ 1/8이고, 상기 저주파 기생 소자의 폭은 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/32 ~ 1/8일 수 있다.
또한, 상기 고주파 모노폴 소자의 외곽으로부터 상기 고주파 기생 소자의 반사판 상 체결 지점까지의 거리는 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/16 ~ 1/4이고, 상기 저주파 모노폴 소자의 외곽으로부터 상기 저주파 기생 소자의 반사판 상 체결 지점까지의 거리는 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/16 ~ 1/4일 수 있다.
한편, 상기 기생 소자는 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점이 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자에 접촉하지 않을 수 있다.
또한, 상기 반사판에서 고주파 대역의 정재파비를 낮출 수 있는 위치에 형성되는 고주파 튜닝 스텁(stub)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 고주파 튜닝 스텁은 상기 고주파 모노폴 소자를 중심으로 대칭적으로 2개가 형성될 수 있다.
상기 고주파 기생 소자는 단부가 상기 반사판을 지향할 수 있다.
상기 고주파 기생 소자 및 저주파 기생 소자의 휘어짐은 커브(curve) 또는 절곡(折曲)일 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 안테나 기생 소자는 단부가 모노폴 소자를 지향하는 기울기 윗방향으로 휘어져 형성됨으로써 주파수 대역을 확장할 수 있다.
마찬가지로 본 발명에 따른 다중 대역 안테나는 단부가 모노폴 소자를 지향하는 기울기 윗방향으로 휘어져 형성된 기생 소자를 포함함으로써 주파수 대역을 확장할 수 있으며, 또한 고주파 튜닝 스텁을 포함함으로써 정재파비를 낮출 수 있다.
이하, 본 발명과 관련된 안테나 기생 소자 및 다중 대역 옴니 안테나에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 안테나 기생 소자를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 안테나 기생 소자는 안테나 반사판(180)에 고정되기 위한 체결부(110), 상기 체결부의 일단에서 꺾이어 일정 길이 연장되는 제1 몸체부 및 상기 제1 몸체부의 타단에서 상기 제1 몸체부의 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 연장되는 제2 몸체부를 포함하고 있다. 설명의 편의를 위하여 도 1에서 모노폴 소자(190)를 함께 나타내었으며, 제1 몸체부 및 제2 몸체부는 몸체부(130)로 통합하여 나타내었다.
상기 체결부(110)는 상기 몸체부를 반사판 상에 체결시키는 요소로서 상기 몸체부에 연장되어 형성될 수 있다. 체결부의 형상과 체결 방법은 다양하게 적용가능하다. 예를 들어 도 1에서는 모노폴 소자 측으로 연장되는 판 형상을 취하고 있으나 모노폴 소자 반대측으로 연장시켜 형성할 수도 있다. 또한 상기 몸체부에서 연장되는 부위 없이 상기 몸체부를 직접 반사판에 체결시킬 수도 있으며, 이때는 상기 몸체부에서 반사판과의 체결면이 상기 체결부가 된다. 체결 방법 또한 용접, 점착제를 이용한 접착 등 다양한 방법이 가능하다.
상기 몸체부(130)는 상기 가상 수직축에 기울어지게 상기 체결부로부터 연장되는 제1 몸체부, 단부가 상기 기울어진 방향의 윗방향, 다시 말해서 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 형성되는 제2 몸체부를 포함할 수 있다.
상기 몸체부의 휘어짐은 도 2에 도시된 바와 같이 절곡(折曲)으로 형성할 수도 있으며 커브(curve)로 형성할 수도 있다.
이와 같은 구성의 안테나 기생 소자에 따르면 기생 대상이 되는 모노폴 소자의 주파수 대역을 확장할 수 있게 되는데, 보다 구체적인 몸체부의 길이, 폭 등에 대해서는 기생 대상이 되는 모노폴 소자와 관련하여 설정되므로 이하에서는 모노폴 소자와 함께 살펴보기로 한다.
도 1에서 몸체부는 반사판의 가상 수직축 상에 기울어져 형성되는데 이때 기울어진 방향은 모노폴 소자(190)를 지향한다.
여기서 모노폴 소자를 지향한다는 것은 상기 몸체부에서 상기 모노폴 소자에 주로 커플링되는 부위가 상기 모노폴 소자 측으로 기울어져 형성된다는 것을 의미한다. 주커플링되는 부위는 상기 몸체부에서, 상기 체결부로부터 모노폴 소자에 가장 가까운 지점(도 2의 ⓐ지점)까지의 부위(도 2의 길이 L에 해당하는 부위)가 된다.
상기 몸체부에서 단부가 몸체부의 기울어진 방향의 윗방향, 다시말해서 연장 방향의 윗방향으로 휘어진다는 것은 몸체부 일정 부위에서 절곡(折曲) 또는 커브(curve)가 이루어진다는 것을 의미한다. 휘어지는 정도는 도 3에 도시한 바와 같이 체결부에서 연장되는 몸체부의 가상 직선을 기준으로 0°(도 3의 수직선에서 우측)보다 크고 180°(도 3의 수직선에서 좌측)보다 작은 범위이다. 물론 세부적인 휘어짐 정도는 모노폴 소자와의 관계를 고려해 실험적으로 정해져야 하며, 상기 모 노폴 소자의 특성에 따라 위에 제시한 범위에서 유동이 가능하다.
도 2에서 제1 몸체부의 반사판 측 단부 지점으로부터, 상기 체결부로부터 모노폴 소자에서 최단 거리의 몸체부 지점(최단 지점) ⓐ까지의 길이 L은 상기 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4인 것이 바람직하다. 그런데, 도 3에서 휘어지는 정도가 반사판의 수직선보다 크고 체결부에서 연장되는 몸체부의 가상 직선을 기준으로 180°보다 작은 경우, 모노폴 소자에서 최단 거리의 몸체부 지점은 상기 몸체부의 단부 ⓑ가 됨을 유의해야 한다.
따라서, 모노폴 소자에서 최단 거리의 몸체부 지점이 상기 몸체부의 단부 ⓑ일 경우 몸체부 전체 길이가 주파수 파장의 1/4이면 된다. 다만, 도 2에서와 같이 최단 지점 ⓐ가 몸체부의 중간에 위치하는 경우(몸체부의 휘어지는 정도가 반사판의 수직선 이하이고 체결부에서 연장되는 몸체부의 가상 직선을 기준으로 0°보다 큰 경우), 최단 지점 ⓐ에서 몸체부 단부까지의 길이를 고려해야 한다. 최단 지점 ⓐ에서 몸체부 단부까지의 길이는 주파수 대역 확장에 둔감하게 작용하므로 실험적으로 모노폴 소자에 적절하도록 책정하면 충분하다.
한편, 상기 몸체부의 폭 W는 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/32 ~ 1/8, 즉 1/32이상, 1/8이하일 수 있다. 상기 몸체부의 두께는 주파수 확장에 둔감하므로 실험적으로 선택하여 책정하면 충분하다.
또한, 모노폴 소자의 외곽으로부터 제1 몸체부의 반사판 측 단부까지의 최단 거리 d는 상기 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/16 ~ 1/4일 수 있다. 이때 상기 체결부는 몸체부의 연장 지점을 의미함을 환기한다.
한편, 상기 최단 지점은 상기 모노폴 소자에 접촉하지 않아야 하며 가능한 모노폴 소자에 인접하게 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 정확한 거리는 모노폴 소자의 특성에 따라 변동되므로 실험적으로 산출되어야 할 것이다. 체결부로부터 최단 지점까지의 길이는 주파수에 따라 정해지므로 위에서 산출된 거리에 따라 주커플링 부위의 기울어진 각도를 결정할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 안테나 기생 소자를 설비함으로써 안테나의 대역폭이 확장될 수 있는데, 이러한 대역폭 확장에 대해서 상기 안테나 기생 소자가 포함된 다중 대역 옴니 안테나를 통하여 살펴보도록 한다.
다중 대역 옴니 안테나는 고주파 모노폴 소자와 저주파 모노폴 소자를 모두 구비하여 서로 다른 주파수 대역을 커버할 수 있다.
도 11은 일반적인 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 사시도이다.
도 11에 도시된 다중 대역 옴니 안테나는 전자파가 전달되는 외부의 케이블에 연결되는 커넥터(17)와, 커넥터(17)를 통해 입력되는 1800 내지 2000 MHz 대역의 고주파 신호를 공진시키기 위한 고주파 모노폴 소자(11)와, 커넥터(17)를 통해 입력되는 800 내지 900 MHz 대역의 저주파 신호를 공진시키기 위한 저주파 모노폴 소자(13)와, 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)를 반사하여 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)에 흐르는 표면 전류와 동일한 이미지 전류를 발생시켜 다이폴 안테나와 동일한 복사패턴을 만들어 주는 반사판(18)과, 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)와 반사판(18)을 보호하기 위해 외부를 덮는 레이돔(미도시)을 구비한다.
여기서, 커넥터(17)는 외부에 연결되는 케이블을 통해 입력되는 전자파를 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)로 급전시켜 주며, 이 커넥터(17)는 반사판(18)의 정중앙 부분의 홀(Hole)에 삽입되어 고정너트로 고정된다. 이렇게, 고정된 커넥터(17)의 중심도선 끝부분은 볼트처리가 되어 있으며, 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)의 하단부는 고정너트로 고정되어 있어 커넥터(17)와 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)를 서로 연결하여 반사판(18) 위에 위치하게 된다. 이때, 커넥터(17)와 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)가 연결되는 부분에는 유전체의 길이를 길게하여 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(12, 13)가 접지되지 않도록 한다.
고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(12, 13)는 각각 플라스틱 재질의 원통형으로 이루어지며, 이 플라스틱 원통형의 외부에는 금속을 입혀서 전류가 흐를 수 있도록 한다. 이는 옴니 안테나의 무게를 가볍게 함으로써, 천장에 취부된 상태에서 바닥에 떨어지거나 사용 도중 바닥에 떨어질 경우 옴니 안테나 자체 무게에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다.
고주파 모노폴 소자(11)를 이루는 원통의 직경은 1800 내지 2000 MHz 대역의 고주파 신호가 통과할 수 있을 정도의 길이와 굵기로 이루어지며, 저주파 모노폴 소자(13)를 이루는 원통의 직경은 800 내지 900 MHz 대역의 저주파 신호가 통과할 수 있을 정도의 길이와 굵기로 이루어진다.
그리고, 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)는 일체형으로 조립되어 커넥터(17)에 연결되되, 저주파 모노폴 소자(13)의 일부분이 고주파 모노 폴 소자(11)의 원통 내부에 삽입된다.
이와 같이, 일체형으로 조립된 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)는 원통의 중심점을 기준으로 대칭 구조로 이루어진다.
반사판(18)은 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(11, 13)의 표면전류를 반사시켜 이와 동일한 이미지 전류를 발생시킬 수 있도록 도전성이 양호한 금속 재질로 이루어진다.
이와 같은 구성의 옴니 안테나는 다중 대역(적어도 이중 대역)을 지원하기는 하지만 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자의 구조적인 문제로 인하여 대역폭을 확장하는 방안이 미비하였다.
이에 대한 대책으로 본 발명에 따른 다중 대역 옴니 안테나는 앞에서 살펴본 안테나 기생 소자를 이용하여 대역폭을 확장하는 방안을 제시한다.
도 4는 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 사시도이다.
도 4에 도시된 다중 대역 옴니 안테나는 반사판(280), 상기 반사판의 수직축 상에 형성된 고주파 모노폴 소자(291), 일부분이 상기 고주파 모노폴 소자의 내부에 삽입되는 저주파 모노폴 소자(293) 및 상기 반사판 상에 체결되고 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 지향하게 기울어져 있으며 단부는 상기 기울어진 방향의 윗방향으로 휘어져 있는 기생 소자(210, 230)를 포함하고 있다.
반사판과 고주파 모노폴 소자, 저주파 모노폴 소자에 대해서는 앞에서 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수와 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수는 다양하게 변경이 가능함을 환 기한다.
고주파 기생 소자(210)는 커넥터(270)를 통하여 입력되는 고주파 신호를 공진시키는 고주파 모노폴 소자에 커플링되어 고주파 대역을 확장하게 된다. 이를 위해 상기 고주파 기생 소자는 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4의 길이를 갖게 된다. 고주파 기생 소자는 반사판 상에 체결되고 고주파 모노폴 소자를 지향하도록 기울어져 있으며 단부가 기울어진 방향의 윗방향으로 휘어져 형성된다. 앞에서 살펴본 1/4의 길이는 고주파 기생 소자에서 고주파 모노폴 소자에 가장 가까운 최단 지점으로부터 제1 몸체부의 반사판 측 단부 지점까지의 길이가 된다. 이때, 고주파 기생 소자의 제2 몸체부의 단부는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 최단 지점 ⓐ를 지나는 가상 수평선 밑에 위치하는 것이 고주파 주파수 대역의 확장에 유리하다. 즉, 상기 고주파 기생 소자는 제2 몸체부의 단부가 상기 반사판을 지향하는 것이 바람직하다.
저주파 기생 소자(230)는 커넥터(270)를 통하여 입력되는 저주파 신호를 공진시키는 저주파 모노폴 소자에 커플링되어 저주파 대역을 확장하게 된다. 이를 위해 상기 저주파 기생 소자는 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4의 길이를 갖는다. 저주파 기생 소자 역시 고주파 기생 소자와 마찬가지로 반사판 상에 체결되고 상기 저주파 모노폴 소자를 지향하도록 기울어져 있으며 단부가 기울어진 방향의 윗방향으로 휘어져 형성된다. 이때 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4 길이는 저주파 기생 소자에서 저주파 모노폴 소자에 가장 가까운 최단 지점으로부터 제1 몸체부의 반사판 측 단부 지점까지의 길이가 된다.
주파수 대역을 확장하기 위해 일반적인 기생 소자를 적용할 경우 별다른 주 파수 대역의 확장이 이루어지지 않던 다중 대역 옴니 안테나가 모노폴 소자를 지향하도록 기울어져 있으며 기울어진 방향 윗방향으로 단부가 휘어져 있는 기생 소자를 적용함으로써 주파수 대역이 확장되는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 즉, 반사판 상에 체결되고 모노폴 소자를 지향하면서 단부가 지향 방향의 윗방향으로 휘어져 형성된 기생 소자를 포함함으로써 대역폭이 확장된다.
도 5는 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 정면도이다.
반사판(280)의 수직축 상에 고주파 모노폴 소자(291)이 형성되고, 일부분이 상기 고주파 모노폴 소자의 내부에 삽입되는 저주파 모노폴 소자(293)가 형성되어 있다.
고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(291, 293)의 좌우측에 대칭되는 위치에 고주파 기생 소자(210)와 저주파 기생 소자(230)가 형성되어 있다.
고주파 기생 소자와 저주파 기생 소자 각각 커플링될 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4 길이로 형성되는데, 앞에서 설명한 바와 같이 제1 몸체부의 반사판 측 단부 지점으로부터 모노폴 소자에 가장 가까운 지점까지의 몸체부 길이가 여기에 해당한다.
각 기생 소자의 폭, 체결 지점 위치, 두께, 모노폴 소자를 지향하는 기울기 등은 앞에서 살펴본 안테나 기생 소자에 따른다. 각 기생 소자의 휘어지는 정도도 주파수 대역 확장에 둔감하기는 하지만, 도 5에 나타낸 바와 같이 고주파 기생 소자는 고주파 기생 소자의 단부가 도 8에 도시된 바와 같이 상기 최단 지점 ⓐ를 지나는 가상 수평선 밑에 위치하도록 휘어지는 것이 바람직하다. 물론 도 3에 나타낸 범위에서 휘어지는 정도를 정하여도 큰 지장은 없다.
이와 달리 저주파 기생 소자는 고주파 기생 소자보다 더 둔감하여 도 3에 나타낸 범위에서 휘어지는 정도를 정할 수 있다. 그 중 도 5에서는 휘어지는 정도가 반사판의 수직선보다 크고 체결 지점에서 연장되는 기생 소자의 가상 직선을 기준으로 180°보다 작은 범위로 휘어지는 정도로 형성하였다. 다만, 저주파 기생 소자의 최단 지점(도 5에서는 단부)을 모노폴 소자에 최대한 인접시키는 것이 주파수 확장에 유리하다.
한편, 반사판에서 고주파 대역의 정재파비를 낮출 수 있는 위치에 고주파 튜닝 스텁(stub)(250)을 형성하고 있다. 반사판에서 고주파 대역의 정재파비를 낮출 수 있는 위치는 가능한 고주파 모노폴 소자에 인접한 위치일 수 있으며, 고주파 기생 소자 및 저주파 기생 소자의 사이의 반사판 상에 배치될 수 있다. 또한 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 평면도인 도 6에 도시한 바와 같이 상기 고주파 튜닝 스텁은 상기 고주파 모노폴 소자를 중심으로 대칭적으로 2개가 형성될 수 있다.
앞에서, 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자(291, 293)의 좌우측에 대칭되는 위치에 고주파 기생 소자(210)와 저주파 기생 소자(230)가 형성되어 있다고 하였는데, 이또한 변경이 가능하다.
도 7은 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 개략적으로 나타낸 평면도로서, 고주파 모노폴 소자와 저주파 모노폴 소자의 위치 관계를 나타내고 있다.
살펴보면, 상기 고주파 기생 소자(210)는 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 상기 저주파 기생 소자의 반대편에, 상기 저주파 기생 소자와 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 가로지르는 가상 직선에서 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 ±90°범위에 배치될 수 있다.
반대로 해석하면 저주파 기생 소자가 고주파 기생 소자에 대해서 ±90°범위에 배치되는 것으로 볼 수도 있다.
한편, 도 4 및 도 5에서 고주파 기생 소자 및 저주파 기생 소자의 휘어짐을 절곡(折曲)으로 형성하였으나, 도 9에서와 같이 커브(curve)로 형성할 수도 있다. 다만, 이 경우 모노폴 소자와 최대 거리 ds에 위치하는 기생 소자의 최단 지점 ⓐ는 기생 소자의 접하는 수직선과의 접점이 된다. 도 9에서는 고주파 기생 소자를 예로 들어 설명하였으나 저주파 기생 소자에도 그대로 적용이 가능하다. 또한, 휘어짐 정도가 완만하여 기생 소자 단부 ⓑ가 최단 지점이 되는 경우에도 휘어짐을 커브로 적용할 수 있다.
이상에서 살펴본 다중 대역 옴니 안테나의 정재파비 출력 결과를 도 10에 그래프로서 나타내었다.
도 11의 구성에 따른 다중 대역 옴니 안테나의 정재파비 출력 결과인 도 12와 비교하여 보면, 주파수 대역이 확장된 것을 알 수 있다. 또한 고주파 튜닝 스텁을 더 포함시킴으로써 허용 주파수 대역 범위 외의 정재파비가 2.8 : 1 대에서 1.5 : 1대로 낮아진 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 다중 대역 옴니 안테나는 모노폴 소자를 지향하게 기울어져 있으며 그 단부가 상기 기울어진 방향 윗방향으로 휘어진 기생 소자를 포함함 으로써 주파수 대역이 확장되고 있음을 알 수 있으며, 고주파 튜닝 스텁을 통하여 원하지 않는 정재파비를 낮출 수 있다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 안테나 기생 소자는 모노폴 소자가 반사판 상에 형성된 안테나에 적용 가능하다.
특히, 고주파 모노폴 소자와 저주파 모노폴 소자가 혼재되어 있는 다중 대역 옴니 안테나에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명과 관련된 안테나 기생 소자를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명과 관련된 안테나 기생 소자를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명과 관련된 안테나 기생 소자의 휘어짐 정도를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나에서 고주파 기생 소자와 저주파 기생 소자의 위치 관계를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나에서 고주파 기생 소자의 휘어짐 정도를 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나의 다른 실시예를 나타낸 개략도.
도 10은 본 발명과 관련된 다중 대역 옴니 안테나의 정재파비 출력 결과를 나타낸 그래프.
도 11은 일반적인 다중 대역 옴니 안테나를 나타낸 사시도.
도 12는 일반적인 다중 대역 옴니 안테나의 정재파비 출력 결과를 나타낸 그래프.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
110...체결부 130...몸체부
291...고주파 모노폴 소자 293...저주파 모노폴 소자
210...고주파 기생 소자 230...저주파 기생 소자
250...고주파 튜닝 스텁 270...커넥터
280...반사판

Claims (12)

  1. 반사판 및 상기 반사판의 수직축 상에 배치된 모노폴 소자를 포함하는 다중 대역 옴니 안테나에 설치되는 안테나 기생소자로서,
    상기 반사판에 고정되기 위한 체결부;
    상기 체결부의 일단에서 일정 길이 연장되며 상기 모노폴 소자를 지향하게 기울어져 있는 제1 몸체부; 및
    상기 제1 몸체부의 타단에서 상기 제1 몸체부의 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 연장되는 제2 몸체부;
    를 포함하는 안테나 기생소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 몸체부의 휘어짐은 커브(curve) 또는 절곡(折曲)인 안테나 기생 소자.
  3. 반사판;
    상기 반사판의 수직축 상에 형성된 고주파 모노폴 소자;
    일부분이 상기 고주파 모노폴 소자의 내부에 삽입되는 저주파 모노폴 소자; 및
    상기 반사판 상에 체결되는 체결부, 상기 체결부의 일단에서 일정 길이 연장되며 상기 고주파 모노폴 소자와 상기 저주파 모노폴 소자를 지향하게 기울어져 있는 제1 몸체부, 및 상기 제1 몸체부의 타단에서 상기 제1 몸체부의 연장 방향에 대해 윗방향으로 휘어져 연장되는 제2 몸체부를 포함하는 기생 소자;
    를 포함하는 다중 대역 옴니 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기생 소자는
    상기 제1 몸체부의 상기 반사판 측 단부 지점으로부터, 상기 고주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점까지의 길이가 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4인 고주파 기생 소자; 및
    상기 제1 몸체부의 상기 반사판 측 단부 지점으로부터, 상기 저주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점까지의 길이가 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/4인 저주파 기생 소자를 포함하는 다중 대역 옴니 안테나.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 기생 소자는 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 상기 저주파 기생 소자의 반대편에, 상기 저주파 기생 소자와 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 가로지르는 가상 직선에서 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자를 기준으로 ±90°범위에 배치되는 다중 대역 옴니 안테나.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 기생 소자의 폭은 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/32 ~ 1/8이고, 상기 저주파 기생 소자의 폭은 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/32 ~ 1/8인 다중 대역 옴니 안테나.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 모노폴 소자의 외곽으로부터, 상기 고주파 기생 소자 중 상기 제1 몸체부의 상기 반사판 측 단부까지의 최단 거리는 상기 고주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/16 ~ 1/4이고, 상기 저주파 모노폴 소자의 외곽으로부터, 상기 저주파 기생 소자 중 상기 제1 몸체부의 상기 반사판 측 단부까지의 최단 거리는 상기 저주파 모노폴 소자에서 복사되는 주파수 파장의 1/16 ~ 1/4인 다중 대역 옴니 안테나.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 기생 소자는 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자에서 최단 거리의 지점이 상기 고주파 모노폴 소자 및 저주파 모노폴 소자에 접촉하지 않는 다중 대역 옴니 안테나.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사판에서 고주파 대역의 정재파비를 낮출 수 있는 위치에 형성되는 고주파 튜닝 스텁(stub)을 더 포함하는 다중 대역 옴니 안테나.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고주파 튜닝 스텁은 상기 고주파 모노폴 소자를 중심으로 대칭적으로 2개가 형성되는 다중 대역 옴니 안테나.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 기생 소자는 단부가 상기 반사판을 지향하는 다중 대역 옴니 안테나.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 고주파 기생 소자 및 저주파 기생 소자의 휘어짐은 커브(curve) 또는 절곡(折曲)인 다중 대역 옴니 안테나.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015076578A1 (ko) 2013-11-22 2015-05-28 한국공항공사 전자식 스캔 tacan 안테나
KR20190112648A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 페가트론 코포레이션 듀얼밴드 안테나 모듈
CN112216945A (zh) * 2020-09-22 2021-01-12 北京六维畅联科技有限公司 一种宽带调频雨伞天线系统及其制作方法
US11177560B2 (en) 2017-12-20 2021-11-16 Hyundai Motor Company Antenna apparatus and vehicle having the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000068597A (ko) * 1997-07-23 2000-11-25 펄 위 제이케 향상된 채널격리성능을 갖춘 안테나장치
JP2005223836A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Hitachi Cable Ltd スロット給電型アンテナ
KR100898321B1 (ko) 2008-10-20 2009-05-20 주식회사 감마누 광대역 소형 이중대역 옴니 안테나
KR100911438B1 (ko) * 2008-12-08 2009-08-11 주식회사 감마누 소형 이중대역 복사 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000068597A (ko) * 1997-07-23 2000-11-25 펄 위 제이케 향상된 채널격리성능을 갖춘 안테나장치
JP2005223836A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Hitachi Cable Ltd スロット給電型アンテナ
KR100898321B1 (ko) 2008-10-20 2009-05-20 주식회사 감마누 광대역 소형 이중대역 옴니 안테나
KR100911438B1 (ko) * 2008-12-08 2009-08-11 주식회사 감마누 소형 이중대역 복사 소자

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015076578A1 (ko) 2013-11-22 2015-05-28 한국공항공사 전자식 스캔 tacan 안테나
US10290929B2 (en) 2013-11-22 2019-05-14 Korea Airports Corporation Electrically scanned TACAN antenna
US11177560B2 (en) 2017-12-20 2021-11-16 Hyundai Motor Company Antenna apparatus and vehicle having the same
KR20190112648A (ko) * 2018-03-26 2019-10-07 페가트론 코포레이션 듀얼밴드 안테나 모듈
KR102098292B1 (ko) * 2018-03-26 2020-05-27 페가트론 코포레이션 듀얼밴드 안테나 모듈
US10784577B2 (en) 2018-03-26 2020-09-22 Pegatron Corporation Dual-band antenna module
CN112216945A (zh) * 2020-09-22 2021-01-12 北京六维畅联科技有限公司 一种宽带调频雨伞天线系统及其制作方法

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