KR101135268B1 - Helical Antenna - Google Patents

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KR101135268B1
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유태환
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Abstract

헬리컬 안테나가 개시된다. 개시된 헬리컬 안테나는 내부 공간이 형성된 실린더 형태의 유전체 구조물; 상기 유전체 구조물의 외부에 권취되며, 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 헬리컬 엘리먼트; 및 상기 유전체 구조물의 내부 공간에 구비되며, 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있는 제2 헬리컬 엘리먼트를 포함한다. 개시된 안테나에 따르면, 작은 크기를 가지면서도 광대역 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다. A helical antenna is disclosed. The disclosed helical antenna includes a dielectric structure in the form of a cylinder having an inner space formed therein; A first helical element wound outside the dielectric structure and electrically connected to a feed point; And a second helical element provided in an internal space of the dielectric structure and in a floating state not electrically connected to a feed point and a ground. According to the disclosed antenna, there is an advantage that can secure the broadband characteristics while having a small size.

Description

헬리컬 안테나{Helical Antenna}Helical Antenna

본 발명의 실시예들은 헬리컬 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커플링 구조를 갖는 헬리컬 안테나에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a helical antenna, and more particularly, to a helical antenna having a coupling structure.

이동통신 단말기 또는 방송수신 단말기 등과 같은 단말기 관련 기술이 발전함에 따라 단말기들은 점차 소형화 및 경량화되고 있고, 그 구조에 있어서도 슬림화가 요구되고 있다. 이와 같은 사이즈의 소형화가 계속적으로 요구되는 것에 비해 단말기의 기능은 더욱 다양화될 것이 요구되고 있다.As terminal related technologies such as mobile communication terminals or broadcast receiving terminals have developed, terminals have become smaller and lighter in weight, and their structure is also required to be slimmer. While miniaturization of such a size is continuously required, the functions of the terminal are required to be diversified.

이와 같이, 단말기의 소형화 및 다기능화에 따라 단말기 내에서 안테나가 차지하는 공간이 최소화될 것이 요구되고 있으며, 이는 안테나의 설계에 대한 부담을 가중시키고 있다.As such, the miniaturization and multifunctionality of the terminal is required to minimize the space occupied by the antenna in the terminal, which increases the burden on the design of the antenna.

아울러, 근래에는 다양한 주파수 대역에 대한 서비스를 하나의 단말기에서 수용할 수 있는 컨버전스(Convergence) 단말기로 발전하는 추세이며, 이에 따라 안테나는 광대역 특성 및 다중 대역 특성이 가장 중요한 요소로 작용하고 있다. 예를 들어, 하나의 안테나로 블루투스(Bluetooth)와 같은 근거리 통신 서비스, 이동 통신 서비스 및 무선 랜(WLAN) 서비스와 같은 다양한 대역의 서비스를 지원할 수 있는 안테나가 요구되고 있다.In addition, in recent years, the convergence (convergence) terminal that can accommodate services for various frequency bands in a single terminal is a trend, and accordingly, the broadband characteristics and multi-band characteristics of the antenna is the most important factor. For example, there is a demand for an antenna capable of supporting various bands of services such as short-range communication services such as Bluetooth, mobile communication services, and WLAN services.

이와 같은 요구를 해결하고자 안테나 크기를 줄임과 동시에 전파 특성 규격을 맞추기 위하여 전기적 길이를 연장시킬 수 있는 헬리컬 엘리먼트를 이용한 헬리컬 안테나(Helical Antenna)에 대한 연구가 진행되고 있다. In order to solve such a demand, researches on a helical antenna using a helical element capable of reducing the size of the antenna and extending the electrical length in order to meet the propagation characteristics specification have been conducted.

도 1은 종래의 헬리컬 안테나에 이용되는 헬리컬 엘리먼트를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a helical element used in a conventional helical antenna.

도 1을 참조하면, 헬리컬 안테나에 이용되는 헬리컬 엘리먼트는 피치(pitch) 사이의 간격(S), 한 회전당 헬리컬 엘리먼트의 길이(L), 헬리컬 엘리먼트의 직경(A), 권선수(N), 헬리컬 엘리먼트의 전체 크기(H) 등과 같은 파라미터에 의해 정의된다. Referring to FIG. 1, a helical element used in a helical antenna includes an interval S between pitches, a length L of the helical element per rotation, a diameter A of the helical element, a number of turns N, It is defined by parameters such as the overall size H of the helical element.

이와 같은 코일 형태의 헬리컬 엘리먼트를 이용하는 경우, 안테나의 전체적인 크기는 줄이는 동시에 헬리컬 엘리먼트의 인덕턴스 특성을 이용하여 전파의 송수신에 필요한 전기적 길이는 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.In the case of using the coil type helical element, it is possible to reduce the overall size of the antenna and to extend the electrical length required for transmitting and receiving radio waves by using the inductance characteristic of the helical element.

한편, 안테나의 전체 크기(H)를 일정하게 유지하면서 전기적 길이를 보다 연장하거나 또는 동일한 전기적 길이를 유지하면서 안테나의 전체 크기(H)를 보다 소형화 하는 경우 피치 사이의 간격(S)이 감소되어야 하는데, 이 경우, 피치 사이의 간격(S)의 감소에 의해 헬리컬 안테나의 동작 대역폭(BW: Bandwidth)도 함께 줄어들게 된다. 이는 앞서 설명한 안테나의 광대역 특성을 악화시키는 문제를 발생시킨다. On the other hand, if the overall length (H) of the antenna is kept constant while extending the electrical length or maintaining the same electrical length to reduce the overall size (H) of the antenna to be smaller (S) between the pitch should be reduced In this case, the operating bandwidth (BW) of the helical antenna is also reduced by decreasing the interval S between the pitches. This causes a problem of deteriorating the broadband characteristics of the antenna described above.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 전체적인 크기를 소형화할 수 있는 헬리컬 안테나를 제공한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a helical antenna capable of miniaturizing the overall size.

또한, 본 발명에서는 광대역 특성을 확보하는데 적합한 헬리컬 안테나를 제공한다. In addition, the present invention provides a helical antenna suitable for securing broadband characteristics.

또한, 본 발명에서는 커플링 구조를 가지는 헬리컬 안테나를 제공한다.In addition, the present invention provides a helical antenna having a coupling structure.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 내부 공간이 형성된 실린더 형태의 유전체 구조물; 상기 유전체 구조물의 외부에 권취되며, 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 헬리컬 엘리먼트; 및 상기 유전체 구조물의 내부 공간에 구비되며, 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있는 제2 헬리컬 엘리먼트를 포함하는 헬리컬 안테나가 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, a dielectric structure in the form of a cylinder formed with an inner space; A first helical element wound outside the dielectric structure and electrically connected to a feed point; And a second helical element provided in an internal space of the dielectric structure and including a second helical element in a floating state that is not electrically connected to a feed point and ground.

상기 제1 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향과 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향은 서로 다를 수 있다. The winding direction of the first helical element and the winding direction of the second helical element may be different from each other.

상기 유전체 구조물의 상부 또는 하부에서 상기 유전체 구조물과 결합되는 유전체 캡(cap)을 더 포함하되, 상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 유전체 캡과 결합되어 상기 유전체 구조물의 내부 공간에 구비될 수 있다. A dielectric cap may further include a dielectric cap coupled to the dielectric structure at an upper portion or a lower portion of the dielectric structure, wherein the second helical element may be coupled to the dielectric cap and provided in an inner space of the dielectric structure.

상기 유전체 캡의 단면은 T 형상을 가지며, 상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 T 형상의 유전체 캡의 세로 부분과 결합될 수 있다. The cross section of the dielectric cap has a T shape, and the second helical element may be coupled with a longitudinal portion of the T shape dielectric cap.

상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 커플링 가능한 상태로 상기 제1 유전체 구조물의 내부 공간에 구비될 수 있다. The second helical element may be provided in an internal space of the first dielectric structure in a state capable of coupling with the first helical element.

상기 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역폭은 상기 제1 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 상기 제2 헬리컬 엘리먼트 사이의 유전율, 및 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 이격 거리 중에서 적어도 하나에 따라서 결정될 수 있다. The operating frequency bandwidth of the helical antenna may include an electrical length of the first helical element, an electrical length of the second helical element, a dielectric constant between the first helical element and the second helical element, and the first helical element and the first helical element. 2 may be determined according to at least one of the separation distance of the helical element.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 헬리컬 엘리먼트; 및 상기 제1 헬리컬 엘리먼트의 내부에서 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 전기적으로 이격된 상태로 구비되는 제2 헬리컬 엘리먼트를 포함하되, 상기 제1 헬리컬 엘리먼트 및 상기 제2 헬리컬 엘리먼트 중에서 어느 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점과 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있는 헬리컬 안테나가 제공된다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the first helical element; And a second helical element provided in an electrically spaced state from the first helical element within the first helical element, wherein any one of the first helical element and the second helical element is powered A helical antenna is provided that is in electrical connection with the point and the other helical element is in a floating state that is not electrically connected with the feed point and ground.

본 발명에 따른 헬리컬 안테나는 작은 크기를 가지면서도 광대역 특성을 확보하는데 적합한 장점이 있다. The helical antenna according to the present invention has an advantage of having a small size and suitable for securing broadband characteristics.

도 1은 종래의 헬리컬 안테나에 이용되는 헬리컬 엘리먼트를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 분해 사시도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합된 헬리컬 안테나의 측면도 및 단면도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역폭이 확대되는 효과를 설명하기 위한 도면.1 illustrates a helical element used in a conventional helical antenna.
2 is an exploded perspective view of the helical antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view and a cross-sectional view of a combined helical antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the effect of expanding the operating frequency bandwidth of the helical antenna according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 분해 사시도를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합된 헬리컬 안테나의 측면도(도 3 (a)) 및 단면도(도 3 (b))를 도시한 도면이다. 2 is an exploded perspective view of the helical antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a side view (Fig. 3 (a)) and a cross-sectional view (Fig. 3a) of the combined helical antenna according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows 3 (b)).

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나(200)는 유전체 구조물(210), 제1 헬리컬 엘리먼트(220), 제2 헬리컬 엘리먼트(230), 및 유전체 캡(cap)(240)을 포함할 수 있다. 이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상술하기로 한다. 2 and 3, a helical antenna 200 according to an embodiment of the present invention may include a dielectric structure 210, a first helical element 220, a second helical element 230, and a dielectric cap. 240 may be included. Hereinafter, the function of each component will be described in detail.

유전체 구조물(210)은 내부에 빈 공간(내부 공간)이 형성되어 있는 실린더 형상을 가진다. The dielectric structure 210 has a cylindrical shape in which an empty space (inner space) is formed.

제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 일정 방향으로 권취되는 코일 형상을 가진다. 이 때, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 유전체 구조물(210)의 외부(외벽)에서 권취된다. The first helical element 220 has a coil shape wound in a predetermined direction. At this time, the first helical element 220 is wound on the outside (outer wall) of the dielectric structure 210 as shown in FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3에서는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)가 반시계 방향으로 권취되는 일례를 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 시계 방향으로 권취될 수도 있다.2 and 3 illustrate an example in which the first helical element 220 is wound in a counterclockwise direction, but according to another embodiment of the present invention, the first helical element 220 may be wound in a clockwise direction. .

또한, 도 2 및 도 3에서는 유전체 구조물(210)에 홈이 형성되어 있고, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)가 상기 홈에 끼워짐으로써 제1 헬리컬 엘리먼트(220)가 유전체 구조물(210)의 외부에서 권취되는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유전체 구조물(210)에는 홈이 형성되지 않고, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 상기 홈에 끼워지지 않고 단순히 유전체 구조물(210)의 외벽에서 권취될 수도 있다. 2 and 3, a groove is formed in the dielectric structure 210, and the first helical element 220 is inserted into the groove so that the first helical element 220 is outside the dielectric structure 210. Although shown as being wound, according to another embodiment of the present invention, a groove is not formed in the dielectric structure 210, and the first helical element 220 is not fitted into the groove and is simply formed at the outer wall of the dielectric structure 210. It may be wound up.

한편, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 헬리컬 안테나(200)를 구동시키기 위한 급전 신호가 인가되는 급전점과 연결된다. 일례로서, 유전체 구조물(210)의 하단에는 급전핀이 마련되고, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)는 급전핀을 통해 급전되어 전력을 공급받을 수 있다. Meanwhile, the first helical element 220 is connected to a feed point to which a feed signal for driving the helical antenna 200 is applied. As an example, a feeding pin may be provided at a lower end of the dielectric structure 210, and the first helical element 220 may be supplied with power through the feeding pin.

제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 마찬가지로 일정 방향으로 권취되는 코일 형상을 가지며, 유전체 구조물(210)의 내부 공간에 구비된다. 이 때, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)은 제1 헬리컬 엘리먼트(220)고 전기적으로 이격되어 있다. 다시 말해, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 전기적으로 이격된 상태로 유전체 구조물(210)의 내부(즉, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 내부)에 구비된다. Like the first helical element 220, the second helical element 230 has a coil shape wound in a predetermined direction and is provided in the internal space of the dielectric structure 210. At this time, the second helical element 230 is electrically spaced apart from the first helical element 220. In other words, the second helical element 230 is provided inside the dielectric structure 210 (ie, inside the first helical element 220) while being electrically spaced apart from the first helical element 220.

또한, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 급전점 및 접지와 연결되지 않는 플로팅(floating) 상태로 유전체 구조물(210)의 내부 공간에 구비된다. 즉, 헬리컬 안테나(200)의 구동을 위한 급전은 제1 헬리컬 엘리먼트(220)로만 이루어지고, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)로는 이루어지지 않는다. In addition, the second helical element 230 is provided in the internal space of the dielectric structure 210 in a floating state not connected to the feed point and the ground. That is, the power supply for driving the helical antenna 200 is made of only the first helical element 220 and not of the second helical element 230.

도 2 및 도 3에서는 제2 헬리컬 엘리먼트(230)가 시계 방향으로 권취되는 일례를 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)은 반시계 반향으로 권취될 수도 있다. 2 and 3 illustrate an example in which the second helical element 230 is wound in a clockwise direction, according to another embodiment of the present invention, the second helical element 230 may be wound in a counterclockwise direction. .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 권취 방향과 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 권취 방향은 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the winding direction of the first helical element 220 and the winding direction of the second helical element 230 may be the same or different.

유전체 캡(240)은 유전체 구조물(210)의 상부 또는 하부에서 유전체 구조물(210)과 결합한다. 도 2 및 도 3에서는 유전체 구조물(210)의 상부에서 유전체 캡(240)이 유전체 구조물(210)과 결합하는 일례를 도시하고 있다. Dielectric cap 240 couples with dielectric structure 210 at the top or bottom of dielectric structure 210. 2 and 3 illustrate an example in which the dielectric cap 240 is coupled to the dielectric structure 210 at the top of the dielectric structure 210.

이 때, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 유전체 캡(240)과 결합하여 유전체 구조물(210)의 내부 공간에 구비될 수 있다. 일례로서, 유전체 캡(240)이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 단면이 T 자의 형상을 갖는 경우, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)은 T 형상의 유전체 캡(240)의 세로 부분과 결합되어 유전체 구조물(210)의 내부 공간에 위치할 수 있다. In this case, the second helical element 230 may be provided in the internal space of the dielectric structure 210 in combination with the dielectric cap 240. As an example, when the dielectric cap 240 has a T-shaped cross section as shown in FIGS. 2 and 3, the second helical element 230 is coupled with the longitudinal portion of the T-shaped dielectric cap 240. It may be located in the internal space of the dielectric structure 210.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나(200)는 급전점과 연결되는 주된 헬리컬 엘리먼트인 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 내부에 플로팅 상태에 있는 부된 헬리컬 엘리먼트인 제2 헬리컬 엘리먼트(230)를 위치하는 구조를 갖는다.As described above, the helical antenna 200 according to the exemplary embodiment of the present invention is a second helical element 230 which is a negative helical element in a floating state inside the first helical element 220 which is a main helical element connected to a feed point. ) Has a structure to position.

이 경우, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 전자기적인 커플링이 가능한 상태가 되고, 이에 따라 헬리컬 안테나(200)는 보다 넓은 주파수 대역폭 내의 신호를 방사 또는 수신할 수 있게 된다. 다시 말해, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)가 플로팅 상태로 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 내부에 삽입됨으로써, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)만으로 헬리컬 안테나를 구성하는 경우에 비해 동작 주파수 대역폭이 증가하는 효과를 얻을 수 있다. In this case, the first helical element 220 and the second helical element 230 are in a state capable of electromagnetic coupling, so that the helical antenna 200 can emit or receive a signal in a wider frequency bandwidth. do. In other words, since the second helical element 230 is inserted into the first helical element 220 in a floating state, the operating frequency bandwidth is increased compared to the case where the helical antenna is configured using only the first helical element 220. Can be obtained.

이와 같은 헬리컬 안테나(200)의 구조는 안테나의 전체 크기를 줄이면서도 넓은 대역폭을 확보할 수 있는 장점이 있다. The structure of such a helical antenna 200 has the advantage of ensuring a wide bandwidth while reducing the overall size of the antenna.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 헬리컬 엘리먼트로 구성된 헬리컬 안테나의 경우에 있어서, 소정의 공진 주파수를 유지하면서 안테나를 소형화하기 위해서는 피치 사이의 간격을 줄여야 하는데, 이 경우, 피치 사이의 간격의 감소로 인해 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역이 감소하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나(200)는 피치 사이의 간격이 줄어든 주된 헬리컬 엘리먼트(제1 헬리컬 엘리먼트(220)) 내에 전기적으로 이격되고, 플로팅 상태에 있는 부된 헬리컬 엘리먼트(제2 헬리컬 엘리먼트(230))를 삽입함으로써, 안테나를 소형으로 유지하면서 넓은 동작 주파수 대역을 확보할 수 있게 된다. That is, as described above, in the case of the helical antenna composed of one helical element, the spacing between the pitches must be reduced in order to miniaturize the antenna while maintaining a predetermined resonance frequency. In this case, the spacing between the pitches is reduced. This causes a problem that the operating frequency band of the helical antenna is reduced. In order to solve this problem, the helical antenna 200 according to the embodiment of the present invention is electrically spaced in the main helical element (the first helical element 220) having a reduced spacing between pitches, and is in a floating state. By inserting the helical element (second helical element 230), it is possible to secure a wide operating frequency band while keeping the antenna small.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 헬리컬 안테나(200)의 동작 주파수 대역폭은 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 전기적 길이, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 전기적 길이, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230) 사이의 유전율, 및 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 이격 거리 중에서 적어도 하나에 따라서 결정될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the operating frequency bandwidth of the helical antenna 200 may include the electrical length of the first helical element 220, the electrical length of the second helical element 230, and the first helical element 220 and the first helical element 220. The dielectric constant between the two helical elements 230 and the separation distance between the first helical element 220 and the second helical element 230 may be determined.

요컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나(200)는 전자기적으로 커플링이 가능한 상태로 2개의 헬리컬 엘리먼트(220, 230)를 배치함으로써, 안테나의 크기를 줄임과 동시에 보다 넓은 주파수 대역폭 내의 신호를 방사 또는 수신할 수 있게 되는 장점이 있다. In short, the helical antenna 200 according to an embodiment of the present invention arranges two helical elements 220 and 230 in a state capable of electromagnetic coupling, thereby reducing the size of the antenna and in the wider frequency bandwidth. The advantage is that the signal can be radiated or received.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 권취 방향과 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 권취 방향은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있는데, 본 발명자의 연구에 의하면, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)가 제2 헬리컬 엘리먼트(230)과 서로 다른 방향으로 권취되는 경우, 동작 주파수 대역폭의 확대 효과가 극대화된다. 즉, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 권취 방향과 제2 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향은 서로 상이한 것이 바람직하다. On the other hand, as described above, the winding direction of the first helical element 220 and the winding direction of the second helical element 230 may be the same or different, according to the research of the present invention, the first helical element ( When 220 is wound in a different direction from the second helical element 230, the effect of expanding the operating frequency bandwidth is maximized. That is, the winding direction of the first helical element 220 and the winding direction of the second helical element are preferably different from each other.

또한, 도 2 및 도 3에서는 급전전과 연결된 제1 헬리컬 엘리먼트(220) 내에 플로팅 상태에 있는 제2 헬리컬 엘리먼트(230)가 구비되는 일례를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 헬리컬 엘리먼트(230)는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)의 외부에 구비될 수도 있다. 즉, 플로팅 상태에 있는 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 내부에 급전점과 연결된 제1 헬리컬 엘리먼트(220)가 전기적으로 이격된 상태로 구비될 수도 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나는 전기적으로 이격된 상태로 위치하는 2개의 헬리컬 엘리먼트(내부 헬리컬 엘리먼트 및 외부 헬리컬 엘리먼트)로 구성되고, 외부 헬리컬 엘리먼트 및 내부 헬리컬 엘리먼트 중에서 어느 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점과 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있는 구조를 가질 수 있다. 2 and 3 illustrate an example in which the second helical element 230 in the floating state is provided in the first helical element 220 connected to the power feeding. However, according to another embodiment of the present invention, the second helical element is provided. The element 230 may be provided outside of the first helical element 220. That is, the first helical element 220 connected to the feed point may be provided in the state of being electrically spaced inside the second helical element 230 in the floating state. In other words, the helical antenna according to the embodiment of the present invention is composed of two helical elements (internal helical element and external helical element) positioned in an electrically spaced apart state, and any one of an external helical element and an internal helical element is included. The helical element may be electrically connected to the feed point, and the other helical element may have a structure in a floating state that is not electrically connected to the feed point and the ground.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역폭이 확대되는 효과를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the effect of expanding the operating frequency bandwidth of the helical antenna according to an embodiment of the present invention.

여기서, 1번 그래프는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 권취 방향이 동일하고, 길이가 80mm인 본 발명에 따른 헬리컬 안테나(200)의 S11 파라미터를 표시한 그래프이고, 2 번 그래프는 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 권취 방향이 반대이고, 길이가 80mm인 본 발명에 따른 헬리컬 안테나(200)의 S11 파라미터를 표시한 그래프이며, 3번 그래프는 길이가 200mm이고, 하나의 헬리컬 엘리먼트로 구성된 종래의 헬리컬 안테나(레퍼런스 안테나)의 S11 파라미터를 표시한 그래프이다. Here, the first graph is a graph showing the S11 parameter of the helical antenna 200 according to the present invention having the same winding direction of the first helical element 220 and the second helical element 230 and having a length of 80 mm. Graph 2 is a graph showing the S11 parameter of the helical antenna 200 according to the present invention, in which the winding directions of the first helical element 220 and the second helical element 230 are opposite, and the length is 80 mm. The graph shows a S11 parameter of a conventional helical antenna (reference antenna) having a length of 200 mm and composed of one helical element.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 헬리컬 안테나(200)는 종래의 헬리컬 안테나보다 길이(전기적 길이)가 짧음에도 비슷한 동작 주파수 대역폭을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제1 헬리컬 엘리먼트(220)와 제2 헬리컬 엘리먼트(230)의 권취 방향이 서로 반대인 경우, 본 발명에 따른 헬리컬 안테나(200)의 동작 주파수 대역폭의 확대 효과가 극대화됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the helical antenna 200 according to the present invention has a similar operating frequency bandwidth even though the length (electrical length) is shorter than that of the conventional helical antenna. In addition, when the winding directions of the first helical element 220 and the second helical element 230 are opposite to each other, it can be seen that the effect of expanding the operating frequency bandwidth of the helical antenna 200 according to the present invention is maximized.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later will belong to the scope of the present invention. .

Claims (9)

내부 공간이 형성된 실린더 형태의 유전체 구조물;
상기 유전체 구조물의 상부 또는 하부에서 상기 유전체 구조물과 결합되는 유전체 캡(cap);
상기 유전체 구조물의 외부에 권취되며, 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 헬리컬 엘리먼트; 및
상기 유전체 캡과 결합되어 상기 유전체 구조물의 내부 공간에 구비되며, 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있는 제2 헬리컬 엘리먼트를 포함하되,
상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 전기적으로 이격되어 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 커플링 가능한 상태로 상기 유전체 구조물의 내부 공간에 구비되며,
상기 제1 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향과 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나. A dielectric structure in the form of a cylinder having an inner space formed therein;
A dielectric cap coupled to the dielectric structure above or below the dielectric structure;
A first helical element wound outside the dielectric structure and electrically connected to a feed point; And
A second helical element coupled to the dielectric cap and provided in an internal space of the dielectric structure, the second helical element being in a floating state that is not electrically connected to a feed point and a ground;
The second helical element is provided in the internal space of the dielectric structure in a state in which it is electrically spaced apart from the first helical element and can be coupled to the first helical element.
The winding direction of the first helical element and the winding direction of the second helical element are different from each other. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 유전체 캡의 단면은 T 형상을 가지며,
상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 T 형상의 유전체 캡의 세로 부분과 결합되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나.The method of claim 1,
The cross section of the dielectric cap has a T shape,
And the second helical element is coupled with a longitudinal portion of the T-shaped dielectric cap. 제1항에 있어서,
상기 제2 헬리컬 엘리먼트는 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 커플링 가능한 상태로 상기 제1 유전체 구조물의 내부 공간에 구비되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나. The method of claim 1,
And the second helical element is provided in an internal space of the first dielectric structure in a state capable of coupling with the first helical element. 제1항에 있어서,
상기 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역폭은 상기 제1 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 상기 제2 헬리컬 엘리먼트 사이의 유전율, 및 상기 제1 헬리컬 엘리먼트와 상기 제2 헬리컬 엘리먼트의 이격 거리 중에서 적어도 하나에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나. The method of claim 1,
The operating frequency bandwidth of the helical antenna may include an electrical length of the first helical element, an electrical length of the second helical element, a dielectric constant between the first helical element and the second helical element, and the first helical element and the first helical element. Helical antenna, characterized in that determined according to at least one of the separation distance of the helical element. 외부 헬리컬 엘리먼트; 및
상기 외부 헬리컬 엘리먼트의 내부에서 상기 외부 헬리컬 엘리먼트와 전기적으로 이격되어 상기 외부 헬리컬 엘리먼트와 커플링 가능한 상태로 구비되는 내부 헬리컬 엘리먼트를 포함하되,
상기 외부 헬리컬 엘리먼트 및 상기 내부 헬리컬 엘리먼트 중에서 어느 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점과 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 헬리컬 엘리먼트는 급전점 및 접지와 전기적으로 연결되지 않는 플로팅 상태에 있으며,
상기 외부 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향과 상기 내부 헬리컬 엘리먼트의 권취 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나. External helical elements; And
An inner helical element is provided within the outer helical element and electrically spaced apart from the outer helical element to be coupled to the outer helical element.
One of the outer helical element and the inner helical element is in a floating state that is electrically connected to a feed point and the other helical element is not electrically connected to a feed point and ground,
The winding direction of the outer helical element and the winding direction of the inner helical element is different from each other. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 헬리컬 안테나의 동작 주파수 대역폭은 상기 외부 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 내부 헬리컬 엘리먼트의 전기적 길이, 상기 외부 헬리컬 엘리먼트와 상기 내부 헬리컬 엘리먼트 사이의 유전율, 및 상기 내부 헬리컬 엘리먼트와 상기 외부 헬리컬 엘리먼트의 이격 거리 중에서 적어도 하나에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나. The method of claim 7, wherein
The operating frequency bandwidth of the helical antenna is an electrical length of the outer helical element, an electrical length of the inner helical element, a dielectric constant between the outer helical element and the inner helical element, and a separation distance between the inner helical element and the outer helical element. Helical antenna, characterized in that determined according to at least one of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010010794A (en) * 1999-07-22 2001-02-15 구관영 An extendable antenna device combined a whip with a helix by using capacitive coupling
KR20030003647A (en) * 2001-07-02 2003-01-10 삼성전기주식회사 A Chip Antenna
KR20050074380A (en) * 2005-06-20 2005-07-18 이종문 Triple-band antenna and fabricating method of the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010010794A (en) * 1999-07-22 2001-02-15 구관영 An extendable antenna device combined a whip with a helix by using capacitive coupling
KR20030003647A (en) * 2001-07-02 2003-01-10 삼성전기주식회사 A Chip Antenna
KR20050074380A (en) * 2005-06-20 2005-07-18 이종문 Triple-band antenna and fabricating method of the same

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