KR101283138B1 - Helical antenna for ship communication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박 통신용 헬리컬 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 안테나와 특성 변화는 거의 없으면서 전체 안테나 길이는 감소시킬 수 있는 선박 통신용 헬리컬 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a helical antenna for ship communication, and more particularly to a helical antenna for ship communication that can reduce the overall antenna length with little change in characteristics with the conventional antenna.
일반적으로 3 ~ 30MHz 대역의 신호 송수신을 위해 사용되는 선박용 HF 안테나들은 대부분 선형 휩(Whip) 안테나를 사용하고 있다. 선박 통신은 사용 주파수 대역이 매우 낮아 파장이 10 ~ 100m 이므로 반파장 혹은 4분의 1파장의 안테나를 만들어야 하는데, 이를 위해서는 안테나의 길이가 수 m ~ 수십 m 길이가 되어야한다. In general, most ship HF antennas used for transmitting and receiving signals in the 3 ~ 30MHz band uses a linear whip antenna. Since the ship communication has a very low frequency band and the wavelength is 10 to 100m, an antenna of half or quarter wavelength should be made. For this purpose, the length of the antenna should be several m to several tens of meters long.
이러한 안테나의 길이를 줄이기 위해 상용으로 시판되는 선형 휩 HF 안테나의 대부분은 인덕터를 안테나 급전부 근처에 두어 안테나의 길이를 줄이고 있으며, 약 6 ~ 8m 정도 길이의 휩 안테나를 사용하여 HF 통신을 하고 있다. Most of the commercially available linear whip HF antennas to reduce the length of such antennas are shortened by placing the inductor near the antenna feed part, and HF communication is performed using a whip antenna of about 6 to 8 m in length. .
또한, 3 ~ 30MHz 대역에서 휩 안테나와 송수신기와의 임피던스 정합을 위해 자동 튜닝 유닛(Auto Tunning Unit; ATU)을 사용하고 있다. 이것은 인덕터와 콘덴서로 구성된 튜닝 유닛으로 안테나의 임피던스 변화에 따라 적절한 인덕터와 콘덴서를 자동으로 설정하여 50Ω의 임피던스를 갖는 송수신기와의 임피던스 정합을 구현하게 하는 역할을 한다. In addition, Auto Tuning Unit (ATU) is used for impedance matching between whip antenna and transceiver in 3 ~ 30MHz band. This is a tuning unit consisting of an inductor and a capacitor, and automatically sets the appropriate inductor and capacitor according to the change of the impedance of the antenna to realize impedance matching with a transceiver having an impedance of 50 kHz.
그 밖에도 안테나의 길이를 줄일 수 있는 방법으로 메인 휩 주변에 보조 휩을 추가로 설치하는 방법도 있다. Another way to reduce the length of the antenna is to add an additional secondary whip around the main whip.
하지만, 요트 및 소형 선박에서 이러한 방법으로 전술한 안테나를 사용하고자 할 때, 요트 및 소형 선박의 크기와 대비하여 안테나의 길이가 상대적으로 긴 경향이 있어 외관상 거추장스러워 보인다는 단점이 있었다. 위와 같은 이유로, 안테나의 특성변화는 동일하면서 안테나의 총 길이를 줄일 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.
However, when using the above-described antenna in such a manner in yachts and small ships, the antenna has a long length in comparison with the size of the yachts and small ships, so it has a disadvantage in appearance. For the same reason as above, there is a demand for a method of reducing the total length of the antenna while having the same characteristic change of the antenna.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 소형 선박에 사용되는 종래 휩 안테나의 특성은 거의 동일하게 유지하는 동시에 전체 안테나 길이는 줄일 수 있는 안테나를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an antenna capable of reducing the overall antenna length while maintaining substantially the same characteristics of a conventional whip antenna used in a small ship.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나는 급전점의 상부에 안테나가 지지될 수 있도록 직경 23mm, 길이 1730mm를 가지는 파이프 형상의 제1 단과, 상기 제1 단의 상부에 장착되며 직경 23mm, 길이 385mm를 가지는 파이프 형상의 제2 단과, 상기 제2 단의 상부에 장착되며 직경 14mm, 길이 965mm를 가지는 파이프 형상의 제3 단 및, 상기 제3 단의 상부에 장착되며 직경 2 ~ 5mm, 길이 720mm를 가지고, 턴 수 9회, 회전 반경 60㎜, 피치 80㎜, 나선 길이 4100mm 인 나선형 도선으로 되어 있는 제4 단을 포함하여 구성되며, 상기 제1 단 내지 제4 단은 전도성 있는 재질이며, 전체 길이는 3800mm인 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the helical antenna for ship communication proposed by the present invention has a pipe-shaped first end having a diameter of 23 mm and a length of 1730 mm so that the antenna can be supported on the feed point, and mounted on the first end. A second end having a pipe shape having a diameter of 23 mm and a length of 385 mm; a third end having a pipe shape having a diameter of 14 mm and a length of 965 mm mounted on an upper portion of the second end; And a fourth end of a spiral lead having a ˜5 mm, a length of 720 mm, a number of turns, a turning radius of 60 mm, a pitch of 80 mm, and a spiral length of 4100 mm, wherein the first to fourth ends are conductive. It is a material, and it is preferable that the total length is 3800 mm.
본 발명의 선박 통신용 헬리컬 안테나에 따르면, 요트 및 소형 선박에 사용되는 30MHz 이하의 HF 주파수 대역에서 안테나 소형화를 위해 안테나 끝단을 헬리컬 형태인 나선형 도선으로 변경하고 상기 나선형 도선의 턴 수는 9회, 회전 반경 은 60㎜, 피치는 80㎜으로 함으로써, 종래 휩 안테나와 특성 변화가 거의 없으면서 전체 안테나 길이는 약 60% 이하 감소시킬 수 있는 안테나를 제공할 수 있다.
According to the helical antenna for ship communication of the present invention, in order to miniaturize the antenna in the HF frequency band of 30 MHz or less used in yachts and small ships, the antenna end is changed to a helical spiral wire and the number of turns of the spiral wire is 9 times. By making the
도 1은 종래의 선박 통신용 휩 안테나를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 휩 안테나의 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다.
도 4은 헬리컬 턴수 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다.
도 5는 헬리컬 반경 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다.
도 6는 헬리컬 피치 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다.
도 7은 종래 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 안테나의 복사패턴을 비교한 그래프이다.
도 8은 종래의 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나의 수신 전력을 테스트하기 위해 구성한 블럭도이다.
도 9는 종래 휩 안테나의 수신 전력 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나의 수신 전력 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 11은 종래 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 안테나의 주파수에 따른 수신 전력 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a view conceptually illustrating a conventional ship communication whip antenna.
2 is a diagram conceptually illustrating a helical antenna for ship communication proposed in the present invention.
3 is a graph showing the input impedance of the conventional whip antenna.
4 is a graph illustrating input impedance according to a change in the number of helical turns.
5 is a graph showing the input impedance according to the change in the helical radius.
6 is a graph illustrating input impedance according to helical pitch change.
7 is a graph comparing radiation patterns of a conventional whip antenna and a ship communication antenna proposed by the present invention.
8 is a block diagram configured to test the reception power of the conventional whip antenna and the helical antenna for ship communication proposed by the present invention.
9 is a graph illustrating a received power spectrum of a conventional whip antenna.
10 is a graph showing the received power spectrum of the helical antenna for ship communication proposed in the present invention.
11 is a graph showing a change in reception power according to the frequency of the conventional whip antenna and the antenna for ship communication proposed by the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to explain their invention in the best way. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
예를들어, 본 발명에서 나선형 도선, 헬리컬, 헬릭스는 균등한 의미로 해석되어야 할 것이며, 이하에서는 이를 혼용하여 사용할 것이다.
For example, in the present invention, spiral wires, helicals, and helixes should be interpreted in an equal sense, and will be used interchangeably below.
도 1은 종래의 선박 통신용 휩 안테나를 개념적으로 나타낸 도면이다.1 is a view conceptually illustrating a conventional ship communication whip antenna.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선박 통신용 안테나는 3 ~ 30MHz의 HF(High Frequency) 주파수 대역의 안테나이다. 현재 상용으로 사용되고 있는 휩 안테나(100)는 급전점(10)의 상부에 안테나가 지지될 수 있도록 하는 파이프 형상의 제1 단(11)과, 제1 단(11)의 상부에 장착되며 파이프 형상의 제2 단(12)과, 제2 단(12)의 상부에 장착되며 상기 제2 단의 직경보다 작은 직경을 가지는 파이프 형상의 제3 단(13)과, 제3 단(13)의 상부에 장착되며 상기 제3 단의 직경보다 작은 직경을 가지는 휩 형태의 제4 단(14)으로 구성되어 있으며, 제1 단 ~ 제4 단(11 ~ 14)까지의 길이는 약 6 ~ 8m 정도이다.As shown in FIG. 1, the conventional ship communication antenna is an antenna having a high frequency (HF) frequency band of 3 to 30 MHz. The
그러나, 휩 안테나(100)가 사용되는 곳이 요트 및 소형 선박이라는 점을 감안한다면 이러한 휩 안테나(100)의 길이가 상대적으로 긴 편이기 때문에 안테나의 특성변화는 동일하면서 안테나의 총 길이를 줄일 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이라 아래와 같이 본 발명을 제안하였다.
However, considering that
도 2는 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나를 개념적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram conceptually illustrating a helical antenna for ship communication proposed in the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나(200)는 급전점(20)의 상부에 안테나가 지지될 수 있도록 하는 파이프 형상의 제1 단(21)과, 제1 단(21)의 상부에 장착되어 고정되는 파이프 형상의 제2 단(22)과, 제2 단(22)의 상부에 장착되어 고정되며, 상기 제2 단의 상부에 장착되어 고정되는 파이프 형상의 제3 단(23)과, 제3 단(23)의 상부에 장착되어 고정되는 나선형 도선의 제4 단(24)을 포함하여 구성되는 헬리컬 안테나인 것이 바람직하다.As shown in FIG. 2, the
다시 말하면, 본 발명에서는 휩 안테나(100)의 제4 단(14)을 헬리컬 형태로 감는다는 것이 가장 큰 특징이라고 할 수 있는데, 이것은 휩 안테나(100) 끝단에서 전류의 크기가 작기 때문에 끝 부분을 헬리컬 구조로 변형하더라도 안테나 특성 변화에 미치는 영향이 크지 않기 때문에 가능하다.In other words, in the present invention, the biggest feature is that the
좀더 자세하게는, 본 발명의 헬리컬 안테나(200)의 제1 단(21)은 직경 23mm, 길이 1730mm이고, 제2 단(22)은 직경 23mm, 길이 385mm이고, 제3 단(23)은 직경 14mm, 길이 965mm이며, 제4 단(24)은 직경 2 ~ 5mm, 길이 720mm를 가진다. More specifically, the
이때, 제 4단의 나선형 도선의 턴 수는 9회, 회전 반경은 60㎜, 피치는 80㎜, 나선 길이는 4100mm인 것이 바람직하다. 이러한 조건에 따르면 종래 약 6 ~ 8m 정도인 안테나의 총 길이를 3.8m(3800mm) 이내로 줄일 수 있어, 상용제품의 60% 정도에 해당하는 길이의 안테나를 제공할 수 있다는 효과가 있게 되는 것이다.At this time, it is preferable that the number of turns of the spiral lead of the fourth stage is 9 times, the rotation radius is 60 mm, the pitch is 80 mm, and the spiral length is 4100 mm. According to these conditions, the total length of the conventional antenna, which is about 6 to 8 m, can be reduced to within 3.8 m (3800 mm), thereby providing an antenna having a length corresponding to about 60% of commercial products.
한편, 상기 제1 단 내지 제4 단은 전도성 있는 재질, 예컨대 스틸(Steel), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 알루미늄(Aluminum) 등이며, 각 단의 연결은 유볼트(U-bolt) 등의 체결 수단을 이용하여 연결할 수 있다.
Meanwhile, the first to fourth stages are conductive materials such as steel, stainless steel, aluminum, etc., and each stage is connected to a U-bolt. It can be connected by means.
이하에서는 상기 나선형 도선의 조건, 즉 턴 수, 회전 반경 및 피치의 수치를 도출해내기 위한 실험과정 및 그 결과를 설명하기로 한다.
Hereinafter, an experimental process and results of deriving the conditions of the spiral conductor, that is, the number of turns, the radius of rotation and the pitch will be described.
참고로, 안테나의 설계 및 특성을 시뮬레이션하기 위해 모멘트법을 사용하여 수치해석을 하는 NEC-Win 프로그램을 사용하였다.For reference, NEC-Win program is used to simulate the antenna design and characteristics using the moment method.
또한, 본 발명의 헬리컬 안테나(200)의 특성을 시뮬레이션하기 위해서 본 발명의 제2 단(22)을 헬리컬 형태의 인덕터로 대체하였다. In addition, in order to simulate the characteristics of the
일반적으로 안테나의 길이를 줄이기 위해서 주로 인덕터를 삽입하며, 종래 휩 안테나(100)도 대체적으로 제2 단(12)의 내부에 인덕터를 삽입하여 안테나의 길이를 줄이는 방법을 사용하고 있다. 본 발명의 선박 통신용 헬리컬 안테나(200)는 이러한 방법으로 이미 안테나의 길이가 줄어든 사용 휩 안테나(100)에서 좀 더 길이를 줄이기 위하여 제안된 것이므로 본 발명의 시뮬레이션에서도 제2 단(22)을 헬리컬 형태의 인덕터로 대체할 수 있는 것이다.In general, the inductor is mainly inserted to reduce the length of the antenna, and the
앞서 언급했듯이, 이는 통상적인 HF 휩 안테나에서 인덕터 로딩을 통한 안테나 길이를 소형화하는 기법으로 많이 사용되고 있기 때문에 충분히 타탕성 있는 대체방법이라 할 수 있으며, 종래 휩 안테나(100)의 외형적 치수를 근거로 추정하여 제2 단(12, 22) 내부의 인덕터의 코일의 턴 수를 40, 회전 반경을 6mm, 피치를 6mm으로 고정하여 시뮬레이션을 진행하였다.
As mentioned above, this is a sufficiently reasonable alternative because it is widely used as a technique for minimizing the antenna length through inductor loading in a conventional HF whip antenna, based on the external dimensions of the
도 3은 종래 휩 안테나의 입력 임피던스를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the input impedance of the conventional whip antenna.
도 3에 도시된 바와 같이, 주파수에 따른 종래 휩 안테나(100)의 입력 임피던스 결과에 초점을 맞춰 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나(200)가 이와 유사한 입력 임피던스를 가질 수 있도록하는 조건을 찾아내기 위해 아래와 같이 실험하였다.
As shown in FIG. 3, in order to find a condition that allows the
먼저, 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 헬리컬 안테나(200) 제4 단(24)의 헬리컬 구조의 모양에 따른 안테나 특성의 변화를 살펴보기 위해 아래의 [표 1]에 제시된 헬리컬 구조에 대해 시뮬레이션을 수행하였다.
First, in order to examine the change in antenna characteristics according to the shape of the helical structure of the
[표 1]에서 총 길이는 헬리컬의 반경을 r, 턴 수를 N, 피치를 p라고 할 때, "총길이 = (2πr×Ｎ) + (p×Ｎ)"의 식을 사용하였으며, 반경, 턴 수, 피치 조건을 달리하여 입력 임피던스 변화를 시뮬레이션하여 그래프로 나타내었다.
In Table 1, when the total length is helical radius r, the number of turns N, and the pitch p, the formula "total length = (2πr × N) + (p × N)” is used. The input impedance change was simulated by changing the number and pitch conditions.
도 4는 헬리컬 턴수 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이며, 헬리컬의 턴수 변화에 대한 영향을 조사하기 위해 [표 1]의 헬리컬 #1 ~ #3을 안테나 제4 단(24)에 구성한 경우의 안테나 입력 임피던스 변화를 시뮬레이션하여 나타내었다.4 is a graph showing the input impedance according to the change in the number of helical turns, the antenna when the helical # 1 ~ # 3 of the [Table 1] is configured in the
도 4에 도시된 바와 같이, 턴 수 7인 헬리컬 #1(총 길이 4217mm)에서 턴 수 9인 헬리컬 #3(총 길이 5421mm)으로 갈수록, 즉 턴 수가 많을수록 공진주파수가 낮아짐을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the resonance frequency decreases as the number of turns from helical # 1 (total length 4217 mm) to turn
도 5는 헬리컬 반경 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이며, 헬리컬의 반경의 변화에 대한 영향을 조사하기 위해 [표 1]의 헬리컬 #2, #4을 안테나 제4 단(24)에 구성한 경우의 안테나 입력 임피던스 변화를 시뮬레이션하여 나타내었다.5 is a graph showing the input impedance according to the change in the helical radius, in order to investigate the effect on the change in the radius of the helical, when the helical # 2, # 4 of the [Table 1] is configured in the antenna
도 5에 도시된 바와 같이, 반경 80mm인 헬리컬 #2(총 길이 4819mm)와 반경 90mm인 헬리컬 #4(총 길이 5321mm)를 비교해보면 반경이 길수록 공진주파수가 낮아짐을 확인할 수 있다.
As shown in Figure 5, comparing the helical # 2 (total length 4819mm) with a radius of 80mm and the helical # 4 (total length 5321mm) with a radius of 90mm it can be seen that the longer the radius, the lower the resonant frequency.
도 6는 헬리컬 피치 변화에 따른 입력 임피던스를 나타낸 그래프이며, 헬리컬의 피치의 변화에 따른 영향을 조사하기 위해 헬리컬 #5, #6을 안테나 제4 단(24)에 구성한 경우의 안테나 입력 임피던스 변화를 시뮬레이션하여 나타내었다.6 is a graph showing the input impedance according to the change in the helical pitch, and shows the change in the antenna input impedance when the
도 6에 도시된 바와 같이, 피치 100mm인 헬리컬 #5(총 길이 5986mm)와 피치 80mm인 헬리컬 #6(총 길이 5806mm)을 비교해보면 피치가 길수록 공진주파수가 낮아짐을 확인할 수 있다.
As shown in Figure 6, comparing the helical # 5 (total length 5986mm) with a pitch of 100mm and the helical # 6 (total length of 5806mm) with a pitch of 80mm, it can be seen that the longer the pitch, the lower the resonant frequency.
종합해 보건대, 전반적으로 도 4 ~ 도 6의 시뮬레이션 결과를 살펴보면 헬리컬의 총 길이가 증가할수록 공진주파수가 낮아지며, 공진주파수에서의 Q(Quality factor) 값이 증가하는 것을 볼 수 있다.
Overall, looking at the simulation results of FIGS. 4 to 6, the resonance frequency decreases as the total length of the helical increases, and the Q (Quality factor) value at the resonance frequency increases.
그러나, 도 3의 상용 휩 안테나의 입력 임피던스 변화와 비교해 볼 때 제안하는 안테나의 주파수에 따른 임피던스 변화가 크게 나타남을 볼 수 있는데, 이는 안테나 뒤에 연결된 자동 튜닝 유닛(Auto Tunning Unit, ATU)을 통해 조정이 가능한 범위 내에서 임피던스가 변한다면 자동 튜닝 유닛을 통해 임피던스 정합이 이루어지므로, 도 4 ~ 도 6에 나타나는 임피던스의 변동은 큰 문제가 되지 않을 것이다.
However, when compared with the input impedance change of the commercial whip antenna of FIG. 3, it can be seen that the impedance change according to the frequency of the proposed antenna appears to be large, which is adjusted through an auto tuning unit (ATU) connected behind the antenna. If the impedance is changed within this possible range, the impedance matching is made through the automatic tuning unit, so the variation of the impedance shown in FIGS. 4 to 6 will not be a big problem.
한편, 안테나의 특성 중에서 중요한 파라미터로 안테나의 복사패턴이 있다.On the other hand, an important parameter among the characteristics of the antenna is the radiation pattern of the antenna.
도 7은 종래 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 선박 통신용 안테나의 복사패턴을 비교한 그래프이다.7 is a graph comparing radiation patterns of a conventional whip antenna and a ship communication antenna proposed by the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 15MHz 대역에서 7-(a)의 휩 안테나(100)와 7-(b)의 헬리컬 안테나(200)는 유사한 복사 패턴을 나타낸다는 것을 확인할 수 있으며, 그 패턴은 무지향성(Omni-directional)임을 알 수 있었다. 물론, 다른 대역에서도 이와 마찬가지로 휩 안테나(100)와 헬리컬 안테나(200)의 복사 패턴은 유사하게 나타날 것이다. 왜냐하면, 안테나 끝단의 헬리컬 구조가 축 방향으로 축의 중심에서 일정한 거리를 두고 균일하게 감겨져 있기 때문이며, 또한, 안테나의 끝단이 변경되어도 이것은 안테나 끝 부분에서 전류의 크기가 급전부에 비해 상대적으로 작아 복사패턴에 미치는 영향이 미미하기 때문이다.
As shown in FIG. 7, it can be seen that in the 15 MHz band, the
위와 같은 시뮬레이션을 통해 안테나를 설계한 결과, 헬리컬 안테나(200) 선형 도선의 턴 수는 9회, 회전 반경 60㎜, 피치(Pitch)는 80㎜로 도출해낼 수 있었다.
As a result of designing the antenna through the above simulation, the number of turns of the
도 8은 종래의 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나의 수신 전력을 테스트하기 위해 구성한 블럭도이다.8 is a block diagram configured to test the reception power of the conventional whip antenna and the helical antenna proposed in the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 제작된 안테나의 특성을 측정하기 위해 송신기에서 자동 튜닝 유닛(ATU)을 거쳐 종래 휩 안테나(100)를 통해 송신하고, 일정 거리(d) 떨어진 지점에 휩 안테나(100)와 본 발명의 헬리컬 안테나(200)를 통해 수신되는 신호를 각각 측정하였다. 수신 신호의 측정은 자동 튜닝 유닛(ATU)을 거쳐 MS2711D 휴대용 스펙트럼 분석기를 통해 수신 전력을 분석하였으며, 송신을 위한 입력 신호로 일정한 톤의 신호를 인가하기 위해 일정한 세기의 톤이 발생되는 부저(buzzer)음을 사용하였다.
As shown in FIG. 8, the transmitter transmits through a
도 9은 종래 휩안테나의 수신 전력 스펙트럼을 나타낸 그래프이며, 도 10은 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나의 수신 전력 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.9 is a graph illustrating a reception power spectrum of a conventional whip antenna, and FIG. 10 is a graph illustrating a reception power spectrum of a helical antenna proposed in the present invention.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 27MHz 주파수 채널에 buzzer 음을 입력하여 1W의 전력으로 송신한 경우, 송신 안테나로부터 약 d = 40m 떨어진 위치에 있는 종래 휩 안테나(100)와 본 발명의 헬리컬 안테나(200)의 수신 전력 스펙트럼은 수신 신호의 크기가 조금 다르고 나머지는 유사한 형태인 것으로 확인할 수 있다.
9 and 10, when a buzzer sound is input to a 27 MHz frequency channel and transmitted at a power of 1 W, the
도 11은 주파수 3 ~ 29MHz 범위에서 종래 휩 안테나와 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나의 주파수에 따른 수신 전력 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 11 is a graph illustrating a change in reception power according to a frequency of a conventional whip antenna and a helical antenna proposed in the present invention in a frequency range of 3 to 29 MHz.
도 11에 도시된 바와 같이, 종래 휩 안테나(100)와 본 발명의 헬리컬 안테나(200)의 수신 전력은 거의 유사한 값을 가지며, 9MHz, 11MHz 에서는 헬리컬 안테나(200)가 휩 안테나(100) 보다 더 큰 전력을 수신하고, 20MHz 이상의 주파수에서는 헬리컬 안테나(200)가 휩 안테나(100)에 비해 다소 수신 전력이 약한 것을 볼 수 있다. 그러나 전반적으로 본 발명에서 제안하는 헬리컬 안테나(200)의 수신 전력이 종래 안테나 제품과 비슷한 수준으로서 상용제품을 대체할 수 있을 것이다.
As shown in FIG. 11, the reception power of the
위와 같이, 본 발명의 선박 통신용 헬리컬 안테나에 따르면, 요트 및 소형 선박에 사용되는 30MHz 이하의 HF 주파수 대역에서 종래 휩 안테나의 특성은 거의 동일하게 유지시키면서 길이는 약 60% 정도로 줄일 수 있어 소형화된 선박 통신용 안테나를 제공할 수 있다.
As described above, according to the helical antenna for ship communication of the present invention, in the HF frequency band of 30MHz or less used for yachts and small ships, the length of the conventional whip antenna can be reduced to about 60% while maintaining the characteristics of the conventional whip antenna down to the same size An antenna for communication can be provided.
이상, 본 발명의 선박 통신용 헬리컬 안테나의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
As mentioned above, although the embodiment of the helical antenna for ship communication of this invention was described, the person of ordinary skill in the art should add, change, and add a component within the range which does not deviate from the idea of this invention described in the claim. The present invention may be variously modified and changed by deleting, adding to, etc., which will also be included within the scope of the present invention.
10, 20 : 급전점
11, 12 : 제1 단
12, 22 : 제2 단
13, 23 : 제3 단
14, 24 : 제4 단
100 : 휩 안테나
200 : 헬리컬 안테나10, 20: feeding point
11, 12: first stage
12, 22: second stage
13, 23: third stage
14, 24: 4th stage
100: whip antenna
200: helical antenna
Claims (1)
상기 제1 단의 상부에 장착되며 직경 23mm, 길이 385mm를 가지는 파이프 형상의 제2 단과,
상기 제2 단의 상부에 장착되며 직경 14mm, 길이 965mm를 가지는 파이프 형상의 제3 단 및,
상기 제3 단의 상부에 장착되며 직경 2 ~ 5mm, 길이 720mm를 가지고, 턴 수 9회, 회전 반경 60㎜, 피치 80㎜, 나선 길이 4100mm 인 나선형 도선으로 되어 있는 제4 단을 포함하여 구성되며,
상기 제1 단 내지 제4 단은 전도성 있는 재질이며, 전체 길이는 3800mm인 것을 특징으로 하는 선박 통신용 헬리컬 안테나.A pipe-shaped first end having a diameter of 23 mm and a length of 1730 mm so that the antenna can be supported above the feed point;
A second pipe-shaped second end mounted on an upper portion of the first end and having a diameter of 23 mm and a length of 385 mm;
A third end of a pipe shape mounted on an upper portion of the second end and having a diameter of 14 mm and a length of 965 mm;
The fourth stage is mounted on top of the third stage and has a diameter of 2 to 5 mm and a length of 720 mm, including a fourth stage made of a spiral conductor having a number of turns 9 times, a turning radius of 60 mm, a pitch of 80 mm, and a spiral length of 4100 mm. ,
The first stage to the fourth stage is a conductive material, the overall length of the helical antenna for ship communication, characterized in that 3800mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120043232A KR101283138B1 (en) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | Helical antenna for ship communication |
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| KR101283138B1 true KR101283138B1 (en) | 2013-07-12 |
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ID=48996746
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| KR (1) | KR101283138B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030091104A (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | (주)싸이버뱅크 | A small Dual-Mode Retractable Antenna which is extensible for high antenna gain in a Wireless Communication Terminal and it's Method |
| KR20090114548A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-04 | (주)파트론 | Stacked Antenna |
| KR20090126147A (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-08 | 스카이크로스 인코포레이티드 | Helical antenna for broadcasting receiving |
| KR20100129411A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | 주식회사 메닉스 | Dual band removable antenna |
-
2012
- 2012-04-25 KR KR1020120043232A patent/KR101283138B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030091104A (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | (주)싸이버뱅크 | A small Dual-Mode Retractable Antenna which is extensible for high antenna gain in a Wireless Communication Terminal and it's Method |
| KR20090114548A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-04 | (주)파트론 | Stacked Antenna |
| KR20090126147A (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-08 | 스카이크로스 인코포레이티드 | Helical antenna for broadcasting receiving |
| KR20100129411A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | 주식회사 메닉스 | Dual band removable antenna |
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