KR101146025B1 - 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나 - Google Patents

저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나 Download PDF

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Abstract

저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나가 개시된다. 개시된 임피던스 매칭 장치는 급전부와 전기적으로 연결되며, 페라이트 코어에 감겨진 권선들의 커플링을 통해 임피던스를 변환하는 페라이트 트랜스포머; 및 상기 페라이트 트랜스포머의 출력 신호와 결합되는 제1 권선 및 상기 제1 권선과 전기적으로 결합되고 안테나 방사체에 급전 신호를 제공하는 제2 권선이 페라이트 코어를 감싸는 페라이트 발룬을 포함하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 평면 형태의 접지부; 상기 접지부상에 배치되는 유전체 공진기; 및 상기 유전체 공진기 안테나의 일측면에 부착되는 금속 패턴 및 상기 금속 패턴과 전기적으로 연결되는 급전 선로를 포함하는 급전부를 포함한다. 장치에 의하면, 자동 매칭 유닛을 사용하지 않고 저렴한 비용으로 광대역에 대해 임피던스 매칭이 가능한 장점이 있다.
유전체 공진기, 원형 편파

Description

저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나{Impedance Matching Device of Wide Band Monopole Antenna for Low Frequency and Monopole Antenna Having the Same}
본 발명은 안테나의 임피던스 매칭 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무전기 등에 사용되는 저주파용 안테나의 광대역 매칭을 위한 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나에 관한 것이다.
군부대 또는 경찰과 같은 정부 조직에서는 조직원들과의 통신을 위해 무전기를 사용한다. 이와 같이, 정부 조직에서 사용하는 무전기들의 사용 주파수 대역은 2 MHz 내지 88MHz의 저주파 대역을 사용하고 있으며, 주로 휩 형태의 모노폴 안테나를 사용한다.
안테나의 방사체의 길이는 사용 주파수에 의해 결정되며, 사용 주파수의 크기에 반비례한다. 즉, 저주파 대역의 경우 비교적 길이가 긴 방사체가 요구되며, 고주파 대역의 경우 비교적 길이가 짧은 방사체가 요구된다.
모노폴 안테나의 경우 일반적으로 파장의 1/4 길이를 갖는 방사체가 요구되는데, 일반적으로 사용되는 무전기들의 통신 대역이 상당한 저주파 대역이기 때문 에 파장의 1/4 길이로 방사체를 구현할 경우 안테나의 길이가 지나치게 길어지게 된다.
따라서, 파장의 1/4보다는 짧은 길이를 가지도록 방사체를 구현하고 임피던스 매칭 구조를 이용하여 짧은 방사체에서도 저주파 대역에 대한 방사가 이루어지도록 안테나를 구현하는 것이 일반적이다.
도 1은 일반적인 무전기 등에 사용되는 저주파 대역용 모노폴 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 무전기 등에 사용되는 저주파 대역용 모노폴 안테나는 휩 형태의 방사체(100), 페라이트 발룬(102) 및 자동 매칭 유닛(104)을 포함한다.
무전기에는 그 길이를 조절할 수 있는 휩 방사체(100)가 주로 사용되며, 이때 휩 방사체의 길이는 파장의 1/4보다는 짧은 길이로 설정되고, 저주파 대역에서의 임피던스 매칭을 위해 페라이트 발룬(102) 및 자동 매칭 유닛(104)이 추가적으로 구비된다.
무전기용 안테나는 일반적으로 2MHz에서 88MHz의 저주파 대역이면서 비교적 광대역의 신호를 송수신한다.
페라이트 발룬(102)은 페라이트 코어에 권선이 감긴 형태의 임피던스 트랜스포머로서, 30MHz에서 88MHz 신호에 대한 임피던스 매칭을 수행한다.
자동 매칭 유닛(Auto Matching Unit, 104)은 페라이트 발룬(102)에서 매칭되는 30MHz 내지 88MHz 신호는 바이패스시키고, 2MHz에서 30MHz 신호에 대한 임피던 스 매칭을 수행한다.
자동 매칭 유닛(104)은 인덕터 및 캐패시터의 조합에 의한 럼프트 소자로서 비교적 큰 사이즈를 차지하며 비용이 비싼 문제점이 있으며, 대부분의 무전기는 비용상의 문제로 이와 같은 자동 매칭 유닛(104)을 사용하지 않고 30MHz에서 88MHz 사이의 신호만을 송수신하였다.
또한, 종래의 저주파 대역용 모노폴 안테나에 사용되는 페라이트 발룬의 페라이트에는 과도한 열이 발생하여 그 성능이 저하되거나 오동작을 하는 경우가 많았다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 보다 광대역에 대한 임피던스 매칭이 가능한 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 자동 매칭 유닛을 사용하지 않고 광대역에 대해 임피던스 매칭이 가능한 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보다 저렴한 비용으로 광대역에 대한 임피던스 매칭이 가능한 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 저주파용 광대역 모노폴 안테나에서 페라이트 발룬의 페라이트 발룬에서 발생하는 열발생을 최소화하여 특성 저하를 방지할 수 있는 임피던스 매칭 장치를 제안하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 급전부와 전기적으로 연결되며, 페라이트 코어에 감겨진 권선들의 커플링을 통해 임피던스를 변환하는 페라이트 트랜스포머; 및 상기 페라이트 트랜스포머의 출력 신호와 결합되는 제1 권선 및 상기 제1 권선과 전기적으로 결합되고 안테나 방사체에 급전 신호를 제공하는 제2 권선이 페라이트 코어를 감싸는 페라이트 발룬을 포함하 는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치가 제공된다.
상기 안테나 방사체는 휩 방사체를 포함할 수 있다.
상기 페라이트 트랜스 포머는, 트랜스포머 페라이트 코어; 상기 트랜스포머 페라이트 코어의 제1 홀에 삽입되어 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 급전부와 연결되는 제3 권선; 및 상기 트랜스포머 페라이트 코어의 제2 홀에 삽입되어 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 상기 페라이트 발룬의 제1 권선과 결합되는 제4 권선을 포함할 수 있다.
상기 제3 권선 및 상기 제4 권선의 타단은 접지와 전기적으로 연결된다.
상기 제2 권선의 일단은 상기 페라이트 트랜스포머의 제4 권선과 상기 제1 권선의 결합단과 연결되며, 제2 권선의 타단은 접지와 전기적으로 연결된다.
상기 페라이트 트랜스포머 및 상기 페라이트 발룬은 하부의 적어도 일부에 접지가 형성되며, 상부가 유전체 재질로 이루어지는 기판상에 결합된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 급전부와 전기적으로 연결되며, 페라이트 코어에 감겨진 권선들의 커플링을 통해 임피던스를 변환하는 페라이트 트랜스포머; 상기 페라이트 트랜스포머와 직렬로 연결되며, 권선들이 서로 전기적으로 연결된 페라이트 발룬; 및 상기 페라이트 발룬의 출력단과 연결되며, 상기 페라이트 발룬의 출력 신호를 급전받는 모노폴 방사체를 포함하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나가 제공된다.
본 발명의 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구 비한 모노폴 안테나에 의하면, 자동 매칭 유닛을 사용하지 않고 저렴한 비용으로 광대역에 대해 임피던스 매칭이 가능한 장점이 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치 및 이를 구비한 모노폴 안테나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나 시스템은 방사체(200), 페라이트 발룬(202) 및 페라이트 트랜스포머(204)를 포함할 수 있다.
방사체(200)는 RF 신호를 송수신하는 기능을 하며, 도 2에는 휩 형태의 방사체가 도시되어 있다. 본 발명에 의한 모노폴 안테나의 방사체가 휩 형태의 방사체에 한정되는 것은 아니나, 국방용 또는 경찰 등에서 사용하는 무전기는 2MHz에서 88MHz의 저주파 대역에서 사용되기 때문에 사용 시에는 길이를 최대화하고 사용 중이 아닌 경우에는 그 길이를 줄일 수 있는 휩 형태의 방사체가 가장 적절하게 사용될 수 있다.
모노폴 안테나에서 방사체의 길이는 파장의 1/4로 설정되는 것이 일반적이나, 2MHz ~ 88MHz 대역은 상당한 저주파 대역이기 때문에 방사체의 길이를 파장의 1/4로 설정할 경우 방사체의 길이가 지나치게 길어지므로, 파장의 1/4 보다는 작은 길이로 설정된다.
방사체(200)에는 페라이트(ferrite) 발룬(202)이 결합된다. 발룬(Balun)은 밸런스(Balance) 신호를 언밸런스(Unbalance) 신호로 변환하거나 그 반대의 기능을 하는 장치로서, 본 발명에서는 페라이트를 이용하여 구현된 발룬이 사용된다. 페라이트 발룬의 구체적인 형태는 별도의 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
페라이트 발룬(202)은 직렬로 페라이트 트랜스포머(204)와 결합되며, 페라이트 트랜스포머(204)에는 급전 신호가 인가된다. 종래의 일반적인 저주파용 모노폴 안테나에서, 페라이트 발룬(202)만이 안테나의 방사체와 직접 연결되어 임피던스 매칭을 수행하였으나, 본 발명에서는 페라이트 트랜스포머(204)가 페라이트 발룬(202)에 결합되며, 별도의 자동 매칭 유닛은 구비되지 않는다.
전술한 바와 같이, 페라이트 발룬만이 임피던스 매칭을 위해 사용될 경우 30MHz 내지 88MHz의 신호에 대해서만 임피던스 매칭이 가능하고, 2MHz 내지 30MHz의 신호는 임피던스 매칭을 할 수 없었으며 이 대역의 임피던스 매칭을 위해서는 럼프트 소자로 이루어지는 별도의 자동 매칭 유닛이 필요하였다.
그러나, 본 발명에서는 페라이트 트랜스포머(204)를 부가하여 2MHz 내지 33MHz 대역의 신호에 대한 임피던스 매칭을 가능하게 하며, 결국 별도의 럼프트 소자를 이용하지 않으면서 2MHz 내지 88MHz에 대한 임피던스 매칭을 가능하게 한다.
페라이트 발룬(202) 및 페라이트 트랜스포머(204)의 직렬 조합은 기판상에 용이하게 구현될 수 있고 페라이트 코어가 큰 사이즈를 차지하지 않기 때문에 작은 사이즈로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치에 적용되는 페라이트 트랜스포머의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 사용되는 트랜스포머는 페라이트 코어(300), 제1 권선(302) 및 제2 권선(304)을 포함하며, 페라이트 코어(300)에는 제1 홀(306) 및 제2 홀(397)이 형성된다.
페라이트 코어(300)는 900도 이하에서 안정한 체심입방결정의 철에 합금원소 또는 불순물이 녹아서 된 고용체인 페라이트로 구현되는 코어로서, 페라이트 코어의 투자율에 따라 임피던스 매칭 상태가 달라지며, 적절한 투자율을 가지는 페라이트가 선택된다.
도 3에는 두 개의 원통이 결합된 형태의 페라이트 코어가 도시되어 있으나, 직육면체 또는 이와 다른 다양한 형태의 페라이트 코어가 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
페라이트 코어에는 2개의 홀(306, 308)이 형성되며, 형성된 홀(306, 308)에는 제1 권선(302) 및 제2 권선(304)이 관통한다. 제1 권선(302)은 제1 홀(306) 및 제2 홀(308)을 관통하면서 페라이트 코어(300)를 감싸며, 감싸는 회수에 의해 권선수가 결정된다. 제2 권선(304)은 제2 권선과 반대 방향으로 제1 홀(306) 및 제2 홀(308)을 관통하면서 페라이트 코어(300)를 감싼다.
제1 권선(302)은 급전 회로와 결합되는 권선이며, 제2 권선(304)은 페라이트 발룬(202)과 결합되는 권선이다. 제1 권선(302)의 일단은 급전 선로와 연결되고, 제1 권선의 타단은 접지와 연결된다. 한편, 제2 권선(304)의 일단은 페라이트 발 룬(202)과 결합되고, 제2 권선(304)의 타단은 접지와 연결된다.
제1 권선(302)과 제2 권선(304)은 전기적으로 결합되지 않으며, 제1 권선(302)에서 제2 권선(304)으로의 신호의 이동은 커플링에 의해 이루어진다.
도 3에는 제1 권선(302) 및 제2 권선(304)이 한번만 감기는 경우가 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 다수에 걸쳐 페라이트 코어의 감길 수 있다.
도 4는 본 발명에 사용되는 페라이트 트랜스포머의 등가 회로를 도시한 도면으로서, 1,2 단자는 제1 권선의 양 끝단에 해당되고, 3,4 단자는 제2 권선의 양 끝단에 해당된다.
I1은 제1 권선에 흐르는 전류이고, I2는 제2 권선에 흐르는 전류이며 임피던스의 변화율은 제1 권선의 턴 수 및 제2 권선의 턴 수의 비에 상응한다.
일반적으로 페라이트 트랜스포머는 임피던스의 변환을 위해 사용되나, 본 발명에서는 임피던스 변환을 위해 사용되지는 않으며 보다 광대역에 대한 매칭을 위해 사용된다. 페라이트 트랜스포머의 임피던스 변환 비율은 제1 권선과 제2 권선의 턴 수에 상응하나, 본 발명에서는 제1 권선과 제2 권선의 턴 수는 동일하게 설정되어 임피던스 변환 기능을 수행하지는 않으며, 제1 권선과 제2 권선이 동일한 턴 수를 가지는 페라이트 트랜스포머가 추가됨으로 인해 보다 광대역에 대한 매칭이 수행되는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 발룬의 제1 권선 및 제2 권선의 연결 상태를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 페라이트 발룬은 페라이트 코어(500), 제1 홀(502), 제2 홀(504), 제1 권선(506) 및 제2 권선(508)을 포함할 수 있다.
페라이트 발룬은 페라이트 트랜스포머와 유사한 형태이며, 페라이트 코어(500)에 형성된 홀에 제1 권선 및 제2 권선을 삽입하여 감싸는 구조는 페라이트 트랜스포머와 동일하다. 다만, 페라이트 트랜스포머는 제1 권선 및 제2 권선이 전기적으로 연결되지 않고 독립적으로 페라이트 코어에 감기는 형태이나, 페라이트 발룬은 연결 상태에 있어서 페라이트 트랜스포머와 상이하다.
도 5에는 직육면체 형태의 페라이트 코어(500)가 도시되어 있으나, 도 3과 같이 원통 형태의 페라이트 코어가 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
제1 권선(506) 및 제2 권선(508)은 페라이트 코어의 홀을 반대 방향으로 감싼다.
페라이트 발룬의 제1 권선(506)의 제 일단으로는 페라이트 트랜스포머의 출력 신호가 인가되며, 구체적으로 페라이트 발룬의 제1 권선(506)의 일단은 페라이트 트랜스포머의 제2 권선(304)의 출력단과 전기적으로 결합된다. 제1 권선(506)의 타단은 접지와 전기적으로 연결된다.
페라이트 발룬의 제2 권선(508)의 일단은 제1 권선(506)과 전기적으로 연결되며, 제2 권선(508)의 타단은 안테나 전기적으로 연결된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치가 기판상에 구현된 일례를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치는 기판(600), 기판(600)상에 형성되는 페라이트 트랜스포머(602) 및 페라이트 발룬(604)을 포함한다.
기판(900)의 하부의 적어도 일부에는 접지가 형성되며, 기판(900)의 상부는 유전체 재질로 이루어진다.
페라이트 트랜스포머(602)의 페라이트 코어(610)에는 제1 권선(612)이 결합되며, 제1 권선(612)의 일단(A)은 급전점과 전기적으로 연결된다. 제1 권선(612)의 타단(B)은 비아홀을 통해 기판(600) 하부에 형성된 접지와 전기적으로 연결된다.
페라이트 트랜스포머(602)의 제2 권선(614)에는 커플링에 의해 급전 신호가 인가되며, 페라이트 트랜스포머 제2 권선(614)의 일단(C) 기판(600) 하부에서 페라이트 발룬(604)의 제1 권선(622)의 일단(E)과 전기적으로 연결된다. 제2 권선(614)의 타단(D)은 비아홀을 통해 기판(900) 하부에 형성된 접지와 전기적으로 연결된다.
페라이트 발룬(604)의 페라이트 코어(620)에는 제1 권선(622) 및 제2 권선(624)이 결합되며, 제1 권선(622)의 일단(E)은, 전술한 바와 같이, 페라이트 트랜스포머(602)의 제2 권선(614)과 연결되며, 제1 권선(622)의 타단(F)은 접지와 전기적으로 연결된다.
페라이트 발룬(604)의 제2 권선(624)의 일단(G)은 제1 권선(622)의 일단(E)과 전기적으로 연결되고, 제2 권선(624)의 타단(H)은 안테나와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 페라이트 트랜스포머(602)에서 제1 권선(612) 및 제2 권선(614)의 턴 수는 모두 3인 것이 바람직하며, 페라이트 발룬(604)에서 제1 권선(622) 및 제2 권선(624)의 턴 수 역시 모두 3인 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치는 페라이트 트랜스포머(602) 및 페라이트 발룬(604)을 동일 기판상에 형성하는 것이 가능하며, 페라이트 발룬(604)을 직렬로 추가하는 것에 의해 광대역에 대한 임피던스 매칭을 가능하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치가 적용된 저주파용 모노폴 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 별도의 자동 매칭 유닛을 사용하지 않으면서도 2MHz에서 88MHz까지 적절한 공진 대역이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나 시스템에서 페라이트 발룬의 열 발생을 방지하기 위한 구성이 추가된 도면이다.
도 8을 참조하면, 페라이트 발룬의 페라이트 코어에서의 과도한 열 발생을 방지하기 위해 세 개의 저항(800, 802, 804)이 추가적으로 구비된다. 여기서 저항은 페라이트 발룬의 안테나 연결단 및 페라이트 발룬의 입력노드와 직렬로 연결되는 직렬 저항(800) 및 페라이트 발룬의 안테나 연결단과 병렬로 연결되는 병렬 저항(802, 804)을 포함할 수 있다.
도 8에서, 병렬 저항(802, 804)이 두 개인 경우가 도시되어 있으나, 병렬 저 항의 수는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있을 것이다.
도 8에서, 페라이트 발룬의 안테나 연결단과 페라이트 발룬의 입력 노드와 직렬로 연결되는 직렬 저항이 주요한 열 발생 저지 엘리먼트로 동작하며, 병렬 저항(802, 804)은 보조적인 열발생 저지 엘리먼트로 동작하되, 직렬 저항이 추가됨으로써 발생하는 임피던스 미스매칭을 보정하는 기능을 한다.
이와 같은 저항들은 페라이트 코어의 내전력을 증가시킴으로써 페라이트 트랜스포머 및 페라이트 발룬의 직렬 조합에 의해 광대역에 대한 임피던스 매칭 시 페라이트 코어에서 발생하는 열을 감소시키며 이로 인해 임피던스 매칭 장치의 오동작 및 성능 저하를 방지한다.
도 9는 도 6에 도시된 임피던스 매칭 장치의 기판 파부에 저항이 장착된 구조를 도시한 도면이다.
도 9에서, A, B, C, D, E. F, H는 권선과의 연결부이며, 900 부분은 유전체 재질로 이루어진다. 또한, 902, 904 부분은 금속 재질로 이루어지고 접지와 전기적으로 연결되며, 906 부분은 금속 재질로 이루어지고 급전 선로와 전기적으로 연결되며, 908 부분은 금속 재질로 이루어지고 페라이트 발룬의 입력 노드와 연결되며, 910 부분은 금속 재질로 이루어지고 안테나 연결 단자와 전기적으로 연결된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 8에 도시된 저항들은 임피던스 매칭 장치의 기판 하부에 장착될 수 있다. 병렬 저항(802, 804)은 페라이트 발룬의 안테나 연결 단자 및 접지와 연결되며, 직렬 저항(800)은 안테나 연결 단자와 페라이트 발룬의 입력 노드와 전기적으로 연결된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 무전기 등에 사용되는 저주파 대역용 모노폴 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치에 적용되는 페라이트 트랜스포머의 일례를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 사용되는 페라이트 트랜스포머의 등가 회로를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트 발룬의 제1 권선 및 제2 권선의 연결 상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치가 기판상에 구현된 일례를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치가 적용된 저주파용 모노폴 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저주파용 광대역 모노폴 안테나 시스템에서 페라이트 발룬의 열 발생을 방지하기 위한 구성이 추가된 도면.
도 9는 도 6에 도시된 임피던스 매칭 장치의 기판 파부에 저항이 장착된 구조를 도시한 도면.

Claims (16)

  1. 급전부와 전기적으로 연결되며 임피던스를 변환하는 페라이트 트랜스포머; 및
    상기 페라이트 트랜스포머의 출력 신호와 결합되는 제1 권선 및 일단이 상기 제1 권선과 전기적으로 결합되고 타단이 안테나 방사체에 급전 신호를 제공하는 제2 권선이 페라이트 코어를 감싸며 상기 안테나 방사체와 연결되는 페라이트 발룬을 포함하되,
    상기 페라이트 트랜스포머는,
    트랜스포머 페라이트 코어;
    상기 트랜스포머 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 급전부와 연결되는 제3 권선, 및
    상기 트랜스포머 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 제3 권선과 반대 방향으로 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 상기 페라이트 발룬의 제1 권선과 결합되는 제4 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 방사체는 휩 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트 트랜스포머의 권선들의 턴 수는 동일한 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 권선 및 상기 제4 권선의 타단은 접지와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 권선의 일단은 상기 페라이트 트랜스포머의 제4 권선과 연결되는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트 트랜스포머 및 상기 페라이트 발룬은 하부의 적어도 일부에 접지가 형성되며, 상부가 유전체 재질로 이루어지는 기판상에 결합되는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트 발룬의 안테나 연결 단자 및 상기 페라이트 발룬의 입력 단자와 연결되는 직렬 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 페라이트 발룬의 안테나 연결 단자 및 접지와 연결되는 적어도 하나의 병렬 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나의 임피던스 매칭 장치.
  10. 급전부와 전기적으로 연결되며, 페라이트 코어에 감겨진 권선들의 커플링을 통해 임피던스를 변환하는 페라이트 트랜스포머;
    상기 페라이트 트랜스포머와 직렬로 연결되며, 권선들이 서로 전기적으로 연결된 페라이트 발룬; 및
    상기 페라이트 발룬의 출력단과 연결되며, 상기 페라이트 발룬의 출력 신호를 급전받는 모노폴 방사체를 포함하되,
    상기 페라이트 발룬은,
    발룬 페라이트 코어;
    상기 페라이트 트랜스포머의 출력 신호와 결합되며 상기 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 발룬 페라이트 코어를 감싸는 제1 권선; 및
    일단이 상기 제1 권선과 전기적으로 결합되고 타단이 모노폴 방사체에 급전 신호를 제공하며 상기 발룬 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 제1 권선과 반대 방향으로 상기 발룬 페라이트 코어를 감싸는 제2 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 모노폴 방사체는 휩 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 페라이트 트랜스포머의 권선들의 턴 수는 동일한 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 페라이트 트랜스포머는,
    트랜스포머 페라이트 코어;
    상기 트랜스포머 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 급전부와 연결되는 제3 권선; 및
    상기 트랜스포머 페라이트 코어의 홀에 삽입되어 상기 제3 권선과 반대 방향으로 상기 트랜스포머 페라이트 코어를 감싸며 일단이 상기 페라이트 발룬의 제1 권선과 결합되는 제4 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 페라이트 발룬의 안테나 연결 단자 및 상기 페라이트 발룬의 입력 단자와 연결되는 직렬 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 페라이트 발룬의 안테나 연결 단자 및 접지와 연결되는 적어도 하나의 병렬 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저주파용 광대역 모노폴 안테나.
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