KR101054825B1 - 2단 헬리컬 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헬리컬 안테나에 관한 것으로서, 단말기 내부로부터 외부로 인출되는 다단의 텔레스코프 타입의 헬리컬 안테나에 있어서, 복수개의 도전체 원통이 다단의 텔레스코프 타입으로 형성되어 길이조절이 가능한 로드 안테나부; 상기 로드 안테나부의 하단에 연결되어 상기 로드 안테나부를 지지하며 내부에 제1 헬리컬 구조체가 구비된 안테나 지지부; 및 상기 로드 안테나부의 상단에 연결되어 그 내부에 제2 헬리컬 구조체가 구비된 안테나 헤드부를 포함하며, 상기 제1 헬리컬 구조체 및 제2 헬리컬 구조체에 의해 형성되는 인덕턴스(Inductance) 특성을 통해 안테나의 전기적 길이를 연장시키는 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나이며, 본 발명에 의하면 외력이나 충격에도 파손되지 않으면서 동시에 단말기의 슬림화와 소형화에 기여할 수 있는 헬리컬 안테나의 제공이 가능해진다.

안테나, 헬리컬, 헬리컬구조체, 헬리컬안테나.

Description

2단 헬리컬 안테나{Helical Antenna comprising a pair of helical structure}

본 발명은 헬리컬 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파손되기 쉬운 헬리컬 구조체를 2단으로 분리하여 각각 파손으로부터 보호될 수 있는 위치에 형성시키는 2단 헬리컬 안테나에 대한 것이다.

이동통신 단말기 또는 방송수신 단말기 등은 기술발전에 따라 점차 슬림화 및 소형화되어 가고 있는데, 크기는 점점 작아지면서도 그 기능은 더욱 다양해지고 있는 실정이며, 특히 무선 통신이나 방송수신과 관련하여 단말기의 소형화에 따라 안테나 구조에 대한 기술도 크게 발전하고 있는 상황이다.

최근에는 무선통신장치의 슬림화 및 소형화에 따라 안테나의 길이를 줄이고 있는데, 소형 안테나는 입력 저항과 안테나 효율이 낮고 입력 리액터스가 매우 커 안테나의 대역폭이 좁아지는 단점을 가지고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 안테나 길이를 줄이면서 동시에 전파특성 규격을 맞추기 위하여 전기적 길이를 연장시킬 수 있는 헬리컬 구조체를 이용한 안테 나가 다양하게 개발되고 있는 실정이다.

도 1은 헬리컬 구조체에 이용되는 코일의 형태를 도시한다.

헬리컬 안테나에 이용되는 헬리컬 구조체는 핏치 높이 S, 한회전당 안테나의 길이 L, 안테나 와이어의 직경 A, 권선수 N 등의 파라미터를 고려하여 헬리컬 구조체의 전체 크기 H가 결정된다.

이와 같은 코일 형태의 헬리컬 구조체를 이용하여 안테나의 길이는 줄이는 동시에 헬리컬 구조체의 인덕턴스 특성을 이용하여 전파의 송수신에 필요한 전기적 길이는 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.

도 2는 종래기술에 따른 헬리컬 구조체가 장착된 안테나를 나타낸다.

전파특성의 규격에 맞도록 전기적으로 연장되는 안테나 길이를 소형의 장치에 적용하기 위하여, 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 복수개의 원통이 정단형으로 상승하는 텔레스코프 타입의 모노폴 안테나(11)의 하단부에 헬리컬 구조체(13)를 장착시키고 안테나 지지대(15)에 의해 단말기 본체와 연결되는 헬리컬 안테나(10)를 구현한다.

그러나 도 1에 도시된 종래기술의 헬리컬 안테나의 경우에 헬리컬 구조체가 장착된 부분(13)은 강도가 약한 플라스틱 등으로 헬리컬 구조체를 감싸고 있으며, 도 1에 도시된 화살표 방향과 같은 외부로부터의 충격이나 외력이 가해지는 경우 헬리컬 구조체와 안테나의 도전체가 연결되는 부분(A, B)이 상대적으로 강도가 약하여 쉽게 파손되는 문제점을 가지고 있다.

또한 종래기술로서 모노폴 형태의 안테나 상단부에 헬리컬이 장착된 헬리컬 안테나도 구현이 되고 있으나 이와 같은 경우에도 헬리컬 구조체가 형성된 부분은 상대적으로 강도가 약한 플라스틱 등을 이용하여 헬리컬 구조체를 감싸는 형태로 구현되므로 도 1의 종래기술과 마찬가지로 외부의 충격이나 외력에 의해 쉽게 파손되는 문제가 있기는 마찬가지이다.

본 발명은 안테나에 충격이나 외력이 가해질 경우에 쉽게 파손되기 쉬운 헬리컬 구조체가 장착된 안테나 부분에 대한 문제점을 해결하고자 한다.

또한 단말기 내부 공간을 최소한 차지하여 단말기의 슬림화와 소형화에 지장이 없으면서 동시에 충분한 인덕턴스 특성을 갖는 헬리컬 구조체를 갖는 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상과 같은 과제를 해결하고자 본 발명은, 단말기 내부의 안테나 접장공간으로부터 외부로 인출되는 다단의 텔레스코프 타입의 헬리컬 안테나에 있어서, 복수개의 도전체 원통이 다단의 텔레스코프 타입으로 형성되어 길이조절이 가능한 로드 안테나부; 상기 로드 안테나부의 하단에 연결되어 상기 로드 안테나부를 지지하며 내부에 제1 헬리컬 구조체가 구비된 안테나 지지부; 및 상기 로드 안테나부의 상단에 연결되어 그 내부에 제2 헬리컬 구조체가 구비된 안테나 헤드부를 포함하며, 상기 제1 헬리컬 구조체 및 제2 헬리컬 구조체에 의해 형성되는 인덕턴스(Inductance) 특성을 통해 안테나의 전기적 길이를 연장시키는 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나이다.

바람직하게는 상기 로드 안테나부의 복수개 도전체 원통이 다단으로 인출시, 상기 안테나 지지부는 적어도 그 일부가 단말기 본체의 케이스 내부에 삽입된 상태 가 유지되도록 설치되며, 상기 단말기 본체의 케이스 내부에 삽입된 상태가 유지되는 안테나 지지부의 일부의 내부에는 제1 헬리컬 구조체가 위치할 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 제1 헬리컬 구조체의 길이가 제2 헬리컬 구조체의 길이보다 길게 형성시킬 수 있다.

나아가서 상기 안테나 지지부는, 상기 안테나 지지부의 하단에 위치하는 제1금속구조물; 상기 안테나 지지부의 상단에 위치하며 상기 로드 안테나부의 하단과 연결되는 제2금속구조물; 상기 제1금속구조물과 제2금속구조물 사이에 위치하며 상기 제1금속구조물 및 상기 제2금속구조물과 연결되는 제1 헬리컬 구조체; 및 상기 제1금속구조물과 제2금속구조물 사이에서 상기 제1 헬리컬 구조체를 둘러싸는 제1 플라스틱구조물을 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 로드 안테나부의 복수개 도전체 원통이 다단으로 상기 단말기 내부의 접장공간으로부터 외부로 인출시, 상기 안테나 지지부의 제1 헬리컬 구조체가 상기 단말기 내부의 접장공간에 삽입된 상태로 유지되도록, 상기 단말기 내부의 접장공간 상부와 상기 제2금속구조물의 하단부에는 인출저지돌기가 형성될 수 있다.

또한 상기 안테나 헤드부는, 상기 로드 안테나부의 상단과 연결되는 제3 금속구조물; 상기 제3 금속구조물과 연결되는 제2 헬리컬 구조체; 및 상기 제2 헬리컬 구조체를 둘러싸는 제2 플라스틱구조물을 포함할 수 있다.

나아가서 상기 안테나 지지부의 제2 금속구조물과 상기 로드 안테나부의 하단은 힌지로 연결되어, 상기 안테나 지지부에 의해 상기 로드 안테나부가 지지되 며, 상기 안테나 지지부를 중심으로 상기 로드 안테나부가 회전 가능할 수 있다.

본 발명에 의하면, 안테나에 충격이나 외력이 가해질 경우에 쉽게 파손되기 쉬운 헬리컬 구조체가 장착된 안테나 부분을 단말기 내부에 삽입된 상태가 유지되도록 장착하여 안테나에 가해지는 충격이 헬리컬 구조체가 장착된 안테나 부분이 아닌 단말기의 케이스로 전달되기 때문에 외력이나 충격에도 안테나가 파손되지 않는다.

또한 안테나의 상부와 하부 2부분에 분산하여 헬리컬 구조체를 2단으로 장착하여 단말기의 슬림화와 소형화에 지장이 없으면서 동시에 충분한 인덕턴스 특성을 갖는 헬리컬 구조체를 갖는 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

도 3은 본 발명에 따른 2단 구조의 헬리컬 안테나에 대한 하나의 실시예를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나(100)는 개략적으로 로드 안테나부(110), 안테나 지지부(130) 및 안테나 헤드부(150)로 구성이 된 다.

로드 안테나부(110)는 복수개의 도전체 원통이 다단의 텔레스코프 타입으로 형성되어 길이 조정이 가능한 모노폴 안테나 형태이며, 도 3 상에는 정단형의 모노폴 안테나 형태로 도시되어 있으나 역단형 모노폴 안테나 형태가 될 수도 있다.

안테나 지지부(130)는 로드 안테나부(110)의 하단에 연결되어 로드 안테나(110)를 지지하며 그 내부에 헬리컬 구조체가 삽입되어 있다.

안테나 헤드부(150)는 로드 안테나부(110)의 상단에 연결되며 그 내부에 헬리컬 구조체가 삽입되어 있다.

헬리컬 구조체는 도 1에 도시된 바와 같이 각 파라미터에 따라 일정한 길이를 가지게 되는데, 본 발명에서는 각 파라미터에 따른 일정한 길이를 가지는 하나의 헬리컬 구조체를 두 개의 헬리컬 구조체로 분리하여 안테나에 장착하게 된다. 따라서 두 개의 헬리컬 구조체를 합친 길이는 결국 각 파라미터를 고려하였을 때 필요한 헬리컬 구조체의 길이를 만족시키게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 안테나 지지부(130)의 구성에 대하여 도시한다.

본 발명에 따른 안테나 지지부(130)는 제1 금속구조물(135)이 안테나 지지부(130)의 하단에 위치하고 제2 금속구조물(137)이 안테나 지지부(130)의 상단에 위치하며, 제1 금속구조물(135)과 제2 금속구조물(137)의 사이에 제1 헬리컬 구조체(131)가 설치되며, 제1 헬리컬 구조체(131)는 제1 금속구조물(135) 및 제2 금속구조물(137)과 전기적으로 연결된다.

제1 헬리컬 구조체(131)는 제1 플라스틱구조물(133)에 둘러싸고 제1 플라스 틱구조물(133)이 제1 금속구조물(135) 및 제2 금속구조물(137)과 연결되어 내부의 제1 헬리컬 구조체(131)를 보호하게 된다.

제2 금속구조물(137)은 로드 안테나부(110)와 연결되는데, 도 4에는 제2 금속구조물(137)과 맞물려서 안테나 지지부(130)에 의해 로드 안테나부(110)가 지지될 수 있도록 도전체 원통(111)의 끝단에 연결단(115)을 형성시켰다.

도 5는 본 발명에 따른 안테나 헤드부(150)의 구성에 대하여 도시한다.

본 발명에 따른 안테나 헤드부(150)는 로드 안테나부(110)의 상단과 연결되는 제3 금속구조물(155)과 제3 금속구조물(155)의 상부에 위치하며 제3 금속구조물(155)과 전기적으로 연결되는 제2 헬리컬 구조체(151)가 설치되며, 제2 헬리컬 구조체(151)는 제2 플라스틱구조물(153)에 둘러싸여 보호가 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 일반적인 헬리컬 구조체를 2단으로 분리하여 안테나의 상부 및 하부에 분산시켜 설치함으로써 헬리컬 구조체에 의한 안테나의 길이의 전기적 연장 효과를 도출시킨다.

본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나는 이동통신 단말기뿐만 아니라 방송수신 단말기에도 적용이 가능한데, 도 6은 단말기에 장착된 본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나의 일부분을 나타내는 실시예이다.

단말기(200) 내부에는 안테나가 삽입될 수 있는 안테나 접장공간(210)이 있으며, 헬리컬 안테나(100)가 접장공간(210)으로부터 외부로 인출되어 다단의 텔레스코프 타입으로 상승하여 펼쳐지게 된다.

이때 안테나 지지부(130)는 적어도 그 일부분이 단말기 본체의 접장공 간(210)에 삽입된 상태로 유지가 되는데, 단말기의 접장공간(210)에 삽입된 상태로 유지되는 안테나 지지부(130)의 일부분에는 그 내부에 제1 헬리컬 구조체(131)가 위치하게 된다.

이와 같이 안테나 지지부(130)의 일부분이 단말기의 접장공간(210)에 삽입된 상태로 유지되기 위하여 도 6상에는 도시되지 않았으나, 단말기의 접장공간의 상부와 안테나 지지부(130)의 제1 금속구조물(135)의 하단부에 안테나의 인출을 저지시키는 인출저지돌기를 형성함으로써 일정부분이상으로는 안테나 지지부(130)가 외부로 인출되지 않도록 할 수 있다.

본 발명에서는 헬리컬 구조체가 형성된 부분을 단말기 내부의 접장공간 상에 위치시키도록 유지함으로써 안테나에 충격이나 외력이 가해져도 그 전달되는 힘이 헬리컬 구조체가 형성된 부분이 아닌 단말기 본체로 전달되도록 구성되기 때문에 외부 충격으로부터 헬리컬 안테나를 보호할 수 있게 된다.

나아가서 본 발명에서는 제1 헬리컬 구조체(131)의 길이가 제2 헬리컬 구조체(151)의 길이보다 길도록 형성시키는데, 이는 이동통신 단말기 등의 소형화 및 슬림화에 따라 단말기 내부의 안테나 접장공간은 축소될 수 밖에 없으므로 단말기의 소형화를 최대한 고려하여 제1 헬리컬 구조체(131)의 길이를 조정하고 부족한 헬리컬 구조체의 길이를 제2 헬리컬 구조체(151)로 형성시켜 제2 헬리컬 구조체(151)를 파손 위험으로부터 상대적으로 안전한 안테나의 상단부에 위치시킨다.

따라서 제1 헬리컬 구조체(131)는 단말기의 외부로 인출되지 않으므로 파손으로부터 보호될 수 있으며, 동시에 부족한 헬리컬 구조체의 길이를 제2 헬리컬 구 조체(151)로 형성시킴으로써 이동통신단말기의 소형화에 기여함과 동시에 전파 송수신 효율이 좋은 헬리컬 안테나의 구성이 가능하다.

또한 본 발명에서는 사용자의 편리성을 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 로드 안테나부(110)의 하단과 안테나 지지부(130)의 제2 금속구조물(137)이 연결되는 부분을 힌지구조(139)로 구성하여 안테나 지지부(130)에 의해 로드 안테나부(110)가 지지됨과 동시에 안테나 지지부(130)를 중심으로 로드 안테나부(110)의 회전이 가능하게 되어, 전파 송수신 효율이 극대화 될 수 있는 방향으로 안테나 방향을 조절할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 헬리컬 안테나에 장착되는 헬리컬 구조체를 나타내며,

도 2는 종래기술에 따른 헬리컬 구조체가 장착된 안테나를 나타내며,

도 3은 본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나에 대한 하나의 실시예를 나타내며,

도 4는 본 발명에 있어서, 안테나 지지부의 구성을 나타내며,

도 5는 본 발명에 있어서, 안테나 헤드부의 구성을 나타내며,

도 6은 단말기에 장착된 본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나의 일부분을 나타내는 실시예이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

10 : 종래기술에 의한 헬리컬 안테나,

100 : 본 발명에 따른 2단 헬리컬 안테나,

110 : 로드 안테나부,

130 : 안테나 지지부,

131 : 제1 헬리컬 구조체,

150 : 안테나 헤드부,

151 : 제2 헬리컬 구조체.

Claims (7)

1. 단말기 내부의 안테나 접장공간으로부터 외부로 인출되는 다단의 텔레스코프 타입의 헬리컬 안테나에 있어서,

   복수개의 도전체 원통이 다단의 텔레스코프 타입으로 형성되어 길이조절이 가능한 로드 안테나부;

   상기 로드 안테나부의 하단에 연결되어 상기 로드 안테나부를 지지하며 내부에 제1 헬리컬 구조체가 구비되는 안테나 지지부; 및

   상기 로드 안테나부의 상단에 연결되어 그 내부에 제2 헬리컬 구조체가 구비된 안테나 헤드부를 포함하며,

   상기 제1 헬리컬 구조체 및 제2 헬리컬 구조체에 의해 형성되는 인덕턴스(Inductance) 특성을 통해 안테나의 전기적 길이가 연장되며,

   상기 안테나 지지부는,

   상기 안테나 지지부의 하단에 위치하는 제1금속구조물;

   상기 안테나 지지부의 상단에 위치하며 상기 로드 안테나부의 하단과 연결되는 제2금속구조물;

   상기 제1금속구조물과 제2금속구조물 사이에 위치하며 상기 제1금속구조물 및 상기 제2금속구조물과 연결되는 제1 헬리컬 구조체; 및

   상기 제1금속구조물과 제2금속구조물 사이에서 상기 제1 헬리컬 구조체를 둘러싸는 제1 플라스틱구조물을 포함하고,

   상기 안테나 지지부는 안테나의 인출 및 삽입 동작시 상기 접장 공간 내에서 이동하는 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 로드 안테나부의 복수개 도전체 원통이 다단으로 인출시, 상기 안테나 지지부는 적어도 그 일부가 단말기 본체의 케이스 내부에 삽입된 상태가 유지되도록 설치되며,

   상기 단말기 본체의 케이스 내부에 삽입된 상태가 유지되는 안테나 지지부의 일부의 내부에는 제1 헬리컬 구조체가 위치하는 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 헬리컬 구조체의 길이가 제2 헬리컬 구조체의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 로드 안테나부의 복수개 도전체 원통이 다단으로 상기 단말기 내부의 접장공간으로부터 외부로 인출시, 상기 안테나 지지부의 제1 헬리컬 구조체가 상기 단말기 내부의 접장공간에 삽입된 상태로 유지되도록,

   상기 단말기 내부의 접장공간 상부와 상기 제1 금속구조물의 하단부에는 인출저지돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 안테나 헤드부는,

   상기 로드 안테나부의 상단과 연결되는 제3 금속구조물;

   상기 제3 금속구조물과 연결되는 제2 헬리컬 구조체; 및

   상기 제2 헬리컬 구조체를 둘러싸는 제2 플라스틱구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 안테나 지지부의 제2 금속구조물과 상기 로드 안테나부의 하단은 힌지로 연결되어, 상기 안테나 지지부에 의해 상기 로드 안테나부가 지지되며, 상기 안테나 지지부를 중심으로 상기 로드 안테나부가 회전 가능한 것을 특징으로 하는 2단 헬리컬 안테나.

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