KR101298945B1

KR101298945B1 - 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나

Info

Publication number: KR101298945B1
Application number: KR1020120085007A
Authority: KR
Inventors: 이준완; 김정영; 정태경; 조영민
Original assignee: 스카이크로스 인코포레이티드
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2013-08-23
Also published as: KR20130049705A

Abstract

본 발명은 비교적 저주파 대역을 이용하는 디지털 방송 수신용 안테나의 길이를 줄이면서도 성능, 기구적 안정성 및 다중대역 특성을 만족시키고 구성 부품의 수를 줄여 비용을 절감한 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나에 관한 것으로, 관절과 실질적인 방사가 이루어지는 하단 로드 안테나를 직접 연결하여 강도를 높이고 수납과 신장이 가능한 상단 로드 안테나의 하단부에 매칭부를 직접 연결하여 동일 직경의 안테나면서도 전체 안테나의 길이를 줄임과 아울러 안테나 신장시 매칭부가 단말로부터 멀어지도록 하여 매칭부 성능을 높이고, 매칭부가 노출되지 않도록 하거나 노출을 제한하여 매칭부 결합부위의 견고성과 심미감을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나{Digital broadcast receiving antenna having movable matching device}

본 발명은 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나에 관한 것으로, 특히 비교적 저주파 대역을 이용하는 디지털 방송 수신용 안테나의 길이를 줄이면서도 성능, 기구적 안정성 및 다중대역 특성을 만족시키고 구성 부품의 수를 줄여 비용을 절감한 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나에 관한 것이다.

고품질 영상 컨텐츠 산업의 발전과 더불어, 상기 고품질 영상을 사용자의 각종 단말기로 영상 손실을 최소화하면서 전송하도록 하는 다양한 방송 통신 방식이 등장하고 있으며, 이와 같은 방송을 단말기에서 안정적으로 수신하기 위한 안테나의 발전이 두드러지고 있다.

특히, 이동이 가능한 최근의 휴대 단말기는 다양한 통신 방식을 이용할 수 있도록 다수의 안테나들을 내장하고 있기 때문에 비교적 주파수 대역이 낮아 길이가 길 수밖에 없는 디지털 방송 수신용 안테나의 경우 이를 내장하기 위한 공간과 이를 외부로 신장시켰을 때의 길이를 줄이면서 비용을 경감시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.

예를 들어, 이러한 디지털 방송 방식 중 지상파 디엠비 방송(TDMB)을 지원하는 안테나는 안정적인 방송 수신을 위해 약 38cm(1/4λ 안테나 이용시)의 길이를 필요로 한다. 그러나 이와 같은 안테나 길이는 휴대 단말기에 사용되기엔 너무 길기 때문에 안테나를 다단 로드 안테나로 구성하면서 헬리컬 안테나를 부가 적용하여 전체적인 안테나 길이를 보상하고 있다.

그러나, 이와 같은 구성으로도 현재 점점 간소화되고 있는 휴대 단말기의 크기에 비해 방송 수신용 안테나의 길이가 상대적으로 길기 때문에, 최근 강조되고 있는 휴대 단말기의 휴대성 및 심미성을 저해하는 요소로 작용하고 있다.

이를 극복하기 위해, 외장형 안테나를 구성하거나 이어폰의 선로를 안테나로 이용하는 등의 방법이 적용되었으나 사용자의 불편함으로 인해 외면받고 있어 내장형 안테나를 사용할 수밖에 없는 상황이다.

이러한 현실적 상황에 의해 가능하면 부피와 길이를 줄일 수 있는 내장형 방송 수신 안테나가 요구되게 되었는데, 최근 헬리컬 소자를 소형화하여 로드 안테나와 결합하는 것으로 전체적인 길이 보상과 동시에 직경의 증가를 최소화한 TDMB 안테나가 등장하게 되었다. 도 1은 헬리컬 안테나부를 다단 로드 안테나의 최하단 로드의 하부에 구성한 안테나로서, 실질적으로 단말기의 급전부와 연결되는 안테나 부분 및 관절부(27)와 다단 로드 안테나부(10) 사이에 헬리컬 안테나부(20)를 부가하여 구성한 형태를 가진다.

도시된 헬리컬 안테나부(20)는 관절부(27)와 연결되는 제 1금속체(21), 헬리컬 구조체(23) 및 이를 감싸는 사출물(24), 그리고 상기 로드 안테나부(10)와 연결되는 제 2금속체(22)로 이루어진다. 즉, 전기적으로 관절부(27)와 상기 로드 안테나부(10)는 상기 제 1금속체(21)와 헬리컬 구조체(23) 및 제 2금속체(22)를 통해 연결되며 상기 사출물(24)은 절연 및 물리적 지지 기능을 제공하게 된다.

하지만 이러한 경우 금속 재질의 관절부(27)와 로드 안테나부(10) 사이에 사출물(24)이 노출되기 때문에 심미적 만족감이 낮아질 뿐만 아니라 구조적으로도 견고하지 못하여 실제 적용되지 못하고 있다.

따라서, 한국 등록특허 제10-0985562호에서는 도 2와 같이 금속 파이프를 헬리컬 구조체의 외부에 적용하는 것으로 심미성과 강도를 개선한 안테나를 개시하고 있다.

도시된 바와 같이 안테나 관절부와 연결되는 제 1금속체(61)와, 로드 안테나(50)와 연결되는 제 2금속체(62) 사이에 내심(63)과 헬리컬 도선(64)으로 이루어진 헬리컬 구조체(65)를 연결하고 상기 헬리컬 구조체(65)를 사출물(66)로 감싸는 구조는 앞서 살펴본 도 1의 구조와 같으나, 이러한 전체 구조물에 파이프(67), 절연링(68)을 더 적용하는 것으로 심미성과 강도를 다소 개선하고 있다.

하지만, 상기 도 1이나 도 2의 헬리컬 구조체(23,65)는 실질적으로 매칭부로 동작하기 때문에 상기 안테나가 구성되는 휴대 단말기와의 거리가 짧은 경우 그 성능이 제한되는 상황이 발생하며, 사출물이 지지하게 되는 절곡부와 다단 로드 안테나부 사이는 절곡을 위한 외력이나 다단 로드 안테나 신장 후 가해지는 외력에 의해 상당한 충격이 발생되는 부분이라는 점에서 충분한 강도를 제공하지 못하는 실정이다. 또한, 상기 도 1의 경우는 헬리컬 구조체의 적용을 위한 절연체가 노출되며, 도 2의 경우는 절연체를 감싸는 파이프가 노출됨과 아울러 절연체와 밀착 고정되어야 하므로 노출 구조의 심미성과 기능성을 개선하기 위해 고가의 소재가 이용되거나 정밀한 부품 관리가 필요하며 복잡한 제조 과정이 요구되므로 수율이 낮고 비용이 높아진다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해서 매칭부를 안테나의 최상단 헤드 부분에 형성하는 경우도 있으나 이 경우 역시 헤드의 부피가 증가하여 심미성이 낮아지고 헤드가 무거워져 사용자가 위험하며 파손 가능성이 증가하므로 강도와 안전성 및 심미성 중 어느 하나도 만족시키기 어렵고 이 역시 노출 부분이기 때문에 수율이 낮고 비용이 높아지게 된다.

결국, 기존의 최하단 로드 하부에 매칭부를 구성하는 경우나 헤드에 매칭부를 구성하는 경우 모두 비용의 증가, 심미성의 감소, 강도 취약, 정밀하고 복잡한 제조 과정에 따른 수율 감소의 문제점이 있다.

한국 등록 특허 제10-0985562호 한국 등록 특허 제10-0949990호

전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시 예의 목적은 관절과 실질적인 방사가 이루어지는 하단 로드 안테나를 직접 연결하여 강도를 높이고 수납과 신장이 가능한 상단 로드 안테나의 하단부에 매칭부를 직접 연결하여 동일 직경의 안테나면서도 전체 안테나의 길이를 줄임과 아울러 안테나 신장시 매칭부가 단말로부터 멀어지도록 하여 매칭부 성능을 높이고, 매칭부가 노출되지 않도록 하거나 노출을 제한하여 매칭부 결합부위의 견고성과 심미감을 유지할 수 있도록 한 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 다른 목적은 안테나의 단수와 길이를 줄임과 아울러 매칭부의 구조를 분해 및 결합이 가능하도록 하여 개발 비용을 크게 낮출 수 있도록 한 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명 실시예의 또 다른 목적은 매칭부의 노출을 줄이거나 없도록 하여 심미성을 높이고 강도에 대한 부담을 줄이며 매칭부 제조 공차에 여유가 있도록 하여 수율을 높이는 것은 물론이고 다양한 다중 대역 특성에 맞는 안테나를 용이하게 설계할 수 있도록 한 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 기 설정된 직경을 가지는 하단 로드 안테나부와; 상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 상단 로드 안테나부와; 상기 상단 로드 안테나부의 하부와 결합되면서 상기 하단 로드 안테나부 내면에 승강 가능하도록 탄성 결합되어 상기 상단 로드 안테나부와 상기 하단 로드 안테나부를 물리적 및 전기적으로 상호 연결함과 아울러, 상기 하단 로드 안테나부와 상기 상단 로드 안테나부를 내부에 구성된 매칭 소자를 통해서 전기적으로 연결되도록 한 매칭부를 포함하되, 상기 매칭부는 상기 상단 로드 안테나부와 연결되는 제 1금속부와; 상기 제 1금속부와 일단이 연결되는 매칭 소자와; 상기 매칭 소자와 일단이 연결되는 제 2금속부와; 상기 제 1 금속부와 상기 매칭 소자를 외부에서 감싸도록 형성되며 일측 종단 영역이 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부로부터 이탈되지 않도록 하는 스토퍼로 사용되는 절연부와; 상기 제 2금속부와 상기 하단 로드 안테나부를 전기적으로 연결하는 탄성 스프링을 포함하여 이루어진다.

상기 절연부는 상기 제 2금속부의 일부를 더 감싸도록 구성될 수 있다.

상기 절연부는 상기 제 1금속부와 제 2금속부 및 상기 매칭 소자가 끼워질 수 있는 원통형 구조물일 수 있고, 이 경우 상기 제 1금속부와 제 2금속부 사이에 상기 매칭 소자가 탄성 결합하도록 상기 제 1금속부나 제 2금속부 중 적어도 하나는 탄성 접점을 구비할 수 있다. 또한, 상기 매칭 소자는 양단에 접점을 가지는 칩형태일 수 있으며 SMT용 칩소자 자체를 별도의 접합 과정 없이 그대로 이용할 수 있다. 한편, 상기 탄성 접점은 내부 스프링과 접촉핀의 구성을 가지거나 전도성 탄성체의 구성을 가질 수 있다.

그러나, 상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나일 수도 있다.

필요한 경우 상기 상단 로드 안테나부는 외부 피복을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 매칭부는 상기 상단 로드 안테나부의 신장 시 절연부의 일부가 상기 하단 로드 안테나와 상단 로드 안테나 사이 영역에만 노출되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 단말기 연결 부분에 관절부가 구성된 최하단 로드 안테나에 배치되는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나로서, 상기 관절부와 직접 연결된 금속 파이프 형태의 하단 로드 안테나부와; 상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 상단 로드 안테나부와; 상기 상단 로드 안테나부의 하단에 연결되면서 상기 하단 로드 안테나부의 내부와 탄성 결합되어 상기 하단 로드 안테나부를 통한 전류가 내부 매칭 소자를 통해 상단 로드 안테나부로 흐르도록 하며, 상기 매칭 소자를 감싸는 절연부 자체가 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부에서 이탈하지 않도록 하는 스토퍼로 기능함과 아울러 상기 상단 로드 안테나부의 신장과 수납에 따라 승강 이동하는 매칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한다.

여기서, 상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나가 이용된다.

한편, 상기 하단 로드 안테나부의 상단에는 상기 매칭부의 이탈을 방지하기 위한 단턱이 구성되어야 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 관절부가 연결되는 하단 로드 안테나 내부에 배치되는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나로서, 상기 관절부와 직접 연결된 금속 파이프 형태의 하단 로드 안테나부와; 상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 탄성을 가진 상단 로드 안테나부와; 상기 상단 로드 안테나부를 감싸는 절연 피복과; 상기 상단 로드 안테나부의 하단에 연결되면서 상기 하단 로드 안테나부의 내부와 탄성 결합되어 상기 하단 로드 안테나부를 통한 전류가 내부 매칭 소자를 통해 상단 로드 안테나부로 흐르도록 하며, 상기 매칭 소자를 감싸는 절연부 자체가 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부에서 이탈하지 않도록 하는 스토퍼로 기능함과 아울러 상기 상단 로드 안테나부의 신장과 수납에 따라 승강 이동하는 매칭부를 포함하되, 상기 매칭부는 외부에 노출되지 않는다.

상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나가 이용된다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 관절과 실질적인 방사가 이루어지는 하단 로드 안테나를 직접 연결하여 강도를 높이고 수납과 신장이 가능한 상단 로드 안테나의 하단부에 매칭부를 직접 연결하여 동일 직경의 안테나면서도 전체 안테나의 길이를 줄임과 아울러 안테나 신장시 매칭부가 단말로부터 멀어지도록 하여 매칭부 성능을 높이고, 매칭부가 노출되지 않도록 하거나 노출을 제한하여 매칭부 결합부위의 견고성과 심미감을 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 안테나의 단수와 길이를 줄임과 아울러 매칭부의 구조를 분해 및 결합이 가능하도록 하여 개발 비용을 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나는 매칭부의 노출을 줄이거나 없도록 하여 심미성을 높이고 강도에 대한 부담을 줄이며 매칭부 제조 공차에 여유가 있도록 하여 수율을 높이는 것은 물론이고 다양한 다중 대역 특성에 맞는 안테나를 용이하게 설계할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래 방송 수신용 안테나의 구성.
도 2는 종래 방송 수신용 안테나에 구성된 길이 연장부의 구성.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방송 수신용 안테나의 구성 및 동작 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 매칭부 구성도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매칭부 구성도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매칭부 구성도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매칭부 구성도.
도 10은 본 발명의 다중 대역 특성을 설명하기 위한 개념도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매칭부 구성도.
도 12는 도 11의 단면 일부의 구성도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 성능을 보인 그래프도.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시 예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 방송 수신용 안테나(100)의 구성 및 동작 개념도로서, 도시한 바와 같이 관절에 직접 구성되는 금속 파이프 상태의 하단 로드 안테나부(110)와 상기 하단 로드 안테나부(110)의 내부로 승하강하면서 인입 및 인출되는 탄성을 가진 상단 로드 안테나부(120)로 이루어지는 2단 로드 안테나의 외형을 가진다.

하지만, 도시된 상단 로드 안테나부(120)는 상기 하단 로드 안테나부(110)와 직접 결합되는 것이 아니라 매칭부(130)를 통해서 간접적으로 상기 하단 로드 안테나부(110)와 탄성 결합되도록 구성되어 있다.

상기 상단 로드 안테나부(120)는 일반적인 다단 로드 안테나의 최상단 로드 처럼 탄성을 가지며, 상기 매칭부(130)와 고정 결합 되고, 상기 매칭부(130)는 외부 일부에 탄성 스프링(135)이 체결되면서 상기 하단 로드 안테나부(110)에 삽입되어 그 내부면과 탄성 결합된다.

그에 따라 도 4와 같이 상기 상단 로드 안테나부(120)를 인입하게 되면 상기 매칭부(130)도 연동되어 함께 인입된다.

한편, 상기 매칭부(130)는 설계적 선택에 따라 도 5와 같이 적어도 일부가 외부로 노출될 수 있다. 이렇게 매칭부(130)의 일부가 외부로 노출되면 실질적인 안테나의 길이가 길어지게 되고, 노출에 따라 내부 매칭부(130)의 성능도 높아질 수 있다. 물론, 상기 매칭부(130)는 설계적 선택에 따라 외부로 전혀 노출되지 않아도 무방하며 심미적 관점에서 외부로의 노출을 억제하는 것이 바람직할 수도 있다. 이 경우에도 전기적 연결 구성에 의해 매칭부의 기능은 유지된다.

한편, 상기 매칭부(130)는 상단 로드 안테나부(120)와 결합되어 이를 물리적으로 지지하고 있으나, 상기 상단 로드 안테나부(120)는 탄성을 가진 것이기 때문에 상단 로드 안테나부(120)에 힘이 가해진다 하더라도 상기 매칭부(130)에 전달되는 힘은 크게 약화되므로 비록 매칭부(130)가 외부에 일부 노출된다 하더라도 구조적으로 견고성을 가질 수 있게 된다. 물론, 상기 매칭부(130)가 외부로 노출되는 정도가 작을 경우 상기 매칭부(130)의 물리적 견고성은 금속 로드 안테나 구조물에 근접하게 높아질 수 있다.

더불어, 이러한 구조는 실질적으로 가장 힘이 집중되는 관절 인접부를 순수한 금속 파이프 형태의 하단 로드 안테나(110)로 구성할 수 있으므로 관절부 강도 테스트를 충분히 만족시킬 수 있으므로 실제 사용 중 발생할 수 있는 파손의 위험이 기존의 하단부에 매칭을 가진 다단 로드 안테나에 비해 크게 낮아진다.

무엇보다도 이렇게 상기 매칭부(130)를 실제 안테나 사용 시 단말기와 이격시킬 수 있기 때문에 단말로부터 유입되는 노이즈의 영향을 급격하게 줄일 수 있어 길이를 크게 줄이더라도 만족할 만큼의 성능을 얻을 수 있다.

실질적으로 통상 사용되는 3mm직경 이하로 TDMB 안테나를 구성할 경우 기존 하단부 헬리컬 구조를 적용하면 실제 필요한 380mm의 길이를 210mm로 줄이는 것에 그쳤으나, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 구조를 적용하면 이를 140mm까지 극단적으로 줄여도 만족할만한 성능을 얻을 수 있었다. 즉, 기존에는 45%의 길이를 줄일 수 있었다면, 본 실시예를 이용할 경우 동일 직경의 안테나로서 63%의 길이를 줄일 수 있고, 이는 기존 안테나 대비 33% 이상의 길이 축소 효과가 있다는 것을 의미한다.

또한, 급변하는 이동통신 단말기 시장에 대응하기 위해 다수의 신제품이 급한 개발 일정 내에 개발되어야 하며, 시장의 반응에 따른 제품 판매를 위해 급하게 요구(최근에는 익일 납품이 요구되기도 함)되는 안테나 납품 기일에 대응하기 위해서는 개발이 용이해야 할 뿐만 아니라 제조 수율과 제조 시간 역시 짧아야 하는데, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조의 경우 내부 매칭 소자의 교체와 매칭부의 노출 여부 등의 간단한 작업을 통해 개발 일정과 비용을 줄이고 부품의 수와 부품 제조 시간 및 조립 공정의 수를 크게 줄여 높은 수율을 달성할 수 있게 된다.

한편, 도시된 실시예와 같이 매칭부를 이동 가능하도록 구성하는 것으로 안테나를 신장시켜 사용할 경우 매칭부가 안테나의 중간에 위치하도록 하여 안테나의 끝부분에 매칭부를 구성하는 경우에는 구현이 어려운 다중 대역에 대한 지원도 가능할 뿐만 아니라 안테나 종단을 날렵하게 구성할 수 있어 심미적 만족도 역시 높일 수 있다.

참고로, 도 5에서는 상단 로드 안테나부(120)의 외경과 하단 로드 안테나부(110)의 외경 차이에 의해 상단 로드 안테나부(120)가 외부로 신장되는 도중에 하단 로드 안테나부(110)의 내부가 노출될 수 있으므로 이를 방지하여 심미적 안정감을 제공할 수 있도록 커버(140) 구조를 더 적용할 수 있음을 보이고 있다. 도시된 커버(140)는 상단 로드 안테나(120)가 인입되는 경우 상단 구조물에 의해 하단 로드 안테나부(110)의 상단에 결합되어 상기 상단 로드 안테나(120)가 인출되는 과정에서 하단 로드 안테나부(110)의 내부가 노출되는 것을 방지하며, 상기 상단 로드 안테나(120)가 모두 인출되는 경우 상기 매칭부(130)에 의해 상부로 이동하여 원하는 매칭부(130)의 노출에 대응할 수 있다. 이는 다시 상단 로드 안테나(120)의 인입에 의해 하단 로드 안테나부(110)의 상단에 결합될 수 있다. 물론, 이는 참고적인 구조로서, 이러한 방식 외에도 단순히 하단 로드 안테나(120)의 상단 부분을 내부로 둥글게 처리한다거나, 상기 상단 로드 안테나(120)를 두껍게 만든다거나 혹은 상단 로드 안테나(120) 외부에 피복을 구성한다거나 하는 식의 방식을 통해 보완될 수 있다.

특히, 상기 매칭부(130)가 외부에 노출되지 않도록 구성할 경우 상기 하단 로드 안테나(120)의 상단 부분을 내부로 둥글게 처리(즉, 일반적인 다단 로드 안테나와 같은 단턱 구조)한다거나 기존의 2단 안테나와 같이 별도의 단턱 구조물을 적용하는 경우도 구성이 가능하며, 이 경우 도시된 상기 매칭부(130)의 구성 상 상기 매칭부(130)를 감싸는 절연부의 상단 부분은 상기 상단 로드 안테나(120)가 하단 로드 안테나(110)에서 이탈되지 않도록 하단 로드 안테나(110)의 상부 단턱에 걸리는 스토퍼 역할을 할 수 있다. 이러한 경우 도시된 구성을 통해 알 수 있듯이 상기 절연체는 단순히 상단 로드 안테나를 신장시키는 상부 방향에 대한 힘만 감당하면 되기 때문에 구조적으로 충분한 강도를 보장할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 매칭부(200) 구조를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 상단 로드 안테나부(300)와 연결되는 제 1금속부(220)와, 상기 제 1금속부(220)와 일단이 연결되는 복수의 매칭 소자(241, 242)와, 상기 매칭 소자(242)의 타단이 연결되는 제 2금속부(230)와, 상기 제 1금속부(220)와 제 2금속부(230)의 일부 및 상기 매칭 소자(241, 242)를 외부에서 감싸도록 구성된 절연부(210)와, 상기 제 2금속부(230)의 노출된 일부와 상기 절연부(210)에 체결 구성되어 상기 매칭부(200)를 상기 하단 로드 안테나부의 내벽에 탄성 결합시키면서 상기 제 2금속부(230)와 상기 하단 로드 안테나부를 전기적으로 연결하는 탄성 스프링(250)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 절연부(210)는 제 1및 제 2금속부와 매칭 소자를 구성한 후 사출하여 구성할 수도 있으나, 기본적인 규격에 맞추어 미리 사출한 후 일측 상부 내부에 제 1금속부(220)를 삽입 고정하고, 매칭 소자들(241, 242)를 배치한 후 제 2금속부(230)에 구성된 결합 영역을 상기 절연부(210)의 타측에 삽입하는 방식으로 구성할 수도 있다. 이렇게 절연부(210)를 미리 규격화된 사출물이나 기타 다른 종류의 구조물로 미리 구성(예를 들어, 내부가 비어 있는 원통형 구조)하게 되면 전체 매칭부(200)의 구성이 용이할 뿐만 아니라 내부에 배치되는 매칭 소자들(241, 242)도 손쉽게 교체할 수 있게 되므로 개발 및 제조가 용이해질 수 있다.

도시된 예에서, 상기 매칭 소자들(241, 242)은 표면실장기술(SMT)용 칩소자를 아무런 부가 공정 없이 그대로 적용하는 접촉 방식의 연결 구조를 이용하므로 원하는 매칭 성능을 위해서 손쉽게 상용 칩소자 중 하나로 교체할 수 있게 된다. 한편, 굳이 SMT용 상용 칩소자가 아니더라도 양측에 도체 접점부를 구비한 소자를 이용해도 무방하며, 이 역시 일종의 SMT용 칩소자로 간주될 수도 있다.

물론, 상기 매칭 소자로 헬리컬 구조체, 코일, 칩소자가 구성된 기판 등이 이용될 수도 있으나, 교체 용이성은 그대로 유지할 수 있다.

한편, 이러한 매칭 소자와의 접촉 연결을 위해서 상기 제 1금속부(220)나 제 2금속부(230) 중 적어도 하나에는 탄성 접점을 구비하는 것이 바람직하며, 도시된 실시예에서는 제 2금속부(230) 내부에 탄성 접점 기능을 제공하기 위하여 내부 스프링(232)과 접점핀(231)의 구성을 이용할 수 있다. 물론, 다른 종류의 탄성 접점 구조를 적용하더라도 무방하므로 탄성 접점의 구체적인 구성으로 본 발명이 제한되지는 않는다.

한편, 상기 절연부(210)는 외부에 단차를 구성할 수 있는데, 상기 탄성 스프링(250)이 체결될 부분의 외경이 다른 외경에 비해 다소 작도록 하여 탄성 스프링이 절연부(210)의 상부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 2금속부(230)는 복수의 단차를 가지도록 하여 일부가 상기 절연부(210)의 내부에 삽입 고정되도록 하고, 나머지 일부가 외부에 노출되어 상기 탄성 스프링(250)과 전기적으로 연결되도록 하면서 물리적으로도 지지하도록 하며, 그 종단 부분에 스토퍼 기능을 수행하는 돌출부를 구성(돌출 스토퍼)하여 상기 탄성 스프링(250)이 외부로 이탈하지 못하도록 할 수 있다. 상기 구조를 통해서 탄성 스프링(250)은 매칭부(220)의 일부에 고정되게 된다.

도시된 구성은 매칭부(200)와 상단 로드 안테나부(300)가 제 1금속부(220)의 결합 구성을 통해 서로 연결되는 방식을 보인 것이나, 도시된 끼움 방식 외에 그 결합을 더욱 견고하게 할 수 있는 다양한 구조가 가능할 수 있다.

도 7은 다른 형태의 매칭부(260) 구조를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 상단 로드 안테나부(310)의 하단에 매칭 소자(241)와 직접 연결될 수 있는 접점부(311)를 그 외경보다 넓게 구성하고, 이를 제 1금속부(280)를 통과시킨 후 그 전체를 절연부(270)의 하단으로부터 상단으로 삽입하여 결합하는 것으로 상단 로드 안테나부(310)와 매칭부(260)가 기구적으로 안정적으로 일체화되도록 한 것이다.

경우에 따라서, 상기 제 1금속부(280)는 상기 상단 로드 안테나부(310)의 하부 접점부(311)로 대체될 수도 있다.

한편, 앞서 잠시 살펴본 바와 같이 상단 로드 안테나부(310)와 하단 로드 안테나부(310)의 외경 차이에 의해 상단 로드 안테나부(310)의 인출 및 인입 시 하단 로드 안테나부(310)의 내부가 노출되는 문제를 해결하기 위해서 도시한 바와 같이 상기 상단 로드 안테나부(310) 외부에 피복(320)을 더 구성할 수도 있다. 상기 피복(320)은 투명 또는 다양한 컬러의 유연한 소재를 이용하거나, 금속 느낌의 유연한 소재를 이용할 수도 있으며, 탄성을 가지는 비도전 금속을 이용할 수도 있다.

도 8은 상기 도 7에 나타낸 것과 유사한 매칭부(260a)를 보인 것으로, 도 6 및 7에서 탄성 접점 기능을 제공하기 위하여 내부 스프링(232)과 접점핀(231)을 구비한 제 2금속부(230)를 적용한 것과 달리 탄성 접점으로서 탄성 전도체(291)를 내부에 구성한 제 2금속부(290)를 적용한 경우이다.

도시한 바와 같이 매칭 소자(242)의 일측이 탄성을 가지면서 전도성을 가진 탄성 전도체(291)와 전기적으로 밀착 접촉되도록 할 수 있으므로 비교적 복잡한 내부 스프링과 접점핀의 구조 대신 단순한 탄성 전도체(291)를 적용할 경우 부품의 수와 공정의 수 및 비용을 더 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해당 탄성 전도체(291) 자체의 전도율을 통해서 부가적인 매칭 조정도 가능할 수 있어 상기 탄성 전도체(291)가 매칭 소자의 일부로 사용될 수도 있다.

물론, 상기 탄성 접점은 도 6내지 8에 도시한 구조 외에도 클립형태나 스프링 형태 등의 다양한 탄성 구조물이나 이러한 각종 구조물들의 결합이나 변형으로도 이루어질 수 있다.

도 9는 상기 도 6내지 도8의 구성과 유사한 2단 로드 안테나(330)로서, 매칭 소자로 내심(343)에 헬리컬 도선(344)을 감은 헬리컬 구조체를 이용한 경우이다. 기본적인 구성은 유사하며 칩소자와 탄성 구조물 대신 헬리컬 구조체를 제 1금속부(342)와 제 2금속부(345) 사이에 결합한 후 이를 절연부(341)로 감싸고, 상기 제 2금속부(345)에 탄성 스프링(346)을 결합하여 매칭부(340)를 구성한 것이다.

앞서 도 7이나 도 8과 같이 상단 로드 안테나부(350) 외부에 피복(351)을 적용할 수 있어 하단 로드 안테나부(331)와의 절연을 유지할 수 있다. 이러한 구성은 매칭부(340)를 외부에 전혀 노출시키지 않기 때문에 사용자는 길이 단축의 효과만 확인할 수 있을 뿐, 내부에 어떠한 구조가 있는지 확인할 수 없어 심미감을 유지할 수 있면서도 승강 매칭부에 의해 신장 시 성능 개선의 효과를 얻을 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 전류 흐름을 설명하기 위한 것으로, 도시한 바와 같이 도 9a와 같이 하단 로드 안테나부(410)와 상단 로드 안테나부(420) 사이에 구성된 매칭부(430)를 통과하여 전류가 흐르고 있어 실제 길이보다 더 긴 파장의 방송을 수신할 수 있게 됨과 아울러, 도 9b와 같이 하단 로드 안테나부(410)와 상단 로드 안테나부(420)는 비록 매칭부(430)에 의해 직접 연결되지 않지만 커플링에 의해 일부 전류가 커플링 영역(p1)을 통해 직접 흐르게 되어 매칭부(430)가 없는 경우에 해당하는 대역 특성도 부가적으로 제공할 수 있게 됨을 알 수 있다. 물론, 매칭부(430)의 위치까지를 길이로 하는 공진 특성도 설계에 따라 이용할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방송 수신용 안테나 구조를 보인 것으로, 도시한 구성은 승강형 매칭부를 적용한 다단 로드 안테나에 관한 것이다. 앞서 2단 로드 안테나에 승강형 매칭부를 적용한 것과 거의 유사하게 다단 로드 안테나에서도 최하단 로드 안테나부의 내부에 그 상단 로드 안테나부에 의해 승강되는 매칭부를 배치한 구성이다.

이는 앞서 설명한 실시예의 2단 로드 안테나와는 매칭부의 제 1 금속부에 상단 로드 안테나부를 결합하는 방식만 다소 상이한 것으로, 이러한 로드의 종류에 따른 하부 금속 연결 방식은 알려져 있는 다양한 방식(예를 들어 홈이 있는 금속에 로드를 결합한 후 홈이 있는 로드 부분을 프레스하여 고정하는 방식, 억지끼움 방식, 나사 체결 방식 등 하부 금속이 노출되지 않으면서 연결되는 방식)을 적용할 수 있다. 이러한 연결 방식은 최하단 로드 안테나부와 절곡부를 연결하기 위해서도 사용되고 있으므로 이를 위한 추가적 부담은 미비하다.

도시된 바와 같이, 다단 로드 안테나(500)의 최하단 로드 안테나부 내부에 승강형 매칭부를 배치하더라도 해당 매칭부가 외부에 드러나는 부분이 극히 적어 심미감을 저해하지 않으며, 역시 앞서 설명했던 바와 같이 해당 영역은 안테나 조작 시 특별하게 힘을 받는 부분이 아니기 때문에 파손의 위험이 상당히 낮아지게 된다. 특히, 대부분의 매칭부가 최하단 로드 내부에 위치하고 있으며 실제로 가장 힘이 많이 가해지는 절곡부와 최하단 로드 사이가 금속으로 되어 있어 견고성을 유지할 수 있다.

도 12는 도 11의 매칭부 구성 영역(510)의 내부 단면을 보인 것으로, 앞서 설명했던 도 6내지 도9와 유사하게, 상단 로드 안테나부(530)와 연결되는 제 1금속부(532)와, 상기 제 1금속부(532)와 일단이 연결되는 매칭 소자(533, 534)와, 상기 매칭 소자(533, 534)의 타단이 연결되는 제 2금속부(535)와, 상기 제 1금속부(532)와 제 2금속부(535)의 일부 및 상기 매칭 소자(533, 534)를 외부에서 감싸도록 구성된 절연부(531)와, 상기 절연부(531)의 일부와 상기 제 2금속부(535)에 결합되어 상기 매칭부(530)가 최하단 로드 안테나부(520)의 내벽에 탄성 결합되도록 하는 탄성 스프링(536)을 포함한다.

여기서, 상기 매칭 소자는 상기 제 1금속부(531) 및 제 2금속부(535)와 물리적으로 끼움 결합되는 내심(533)과 상기 내심(533)을 감싸면서 제 1금속부(531) 및 제 2금속부(535)를 전기적으로 연결하는 헬리컬 도선(534)으로 이루어진 헬리컬 구조체를 이용하고 있으나 앞서 도 6내지 도 8을 통해 설명한 금속부 구조를 적용할 경우 칩소자가 이용될 수도 있다.

상기 절연부(531)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 최하단 로드 안테나부(520)의 상단에 형성된 단턱에 걸려 상기 상단 로드 안테나부(540)의 이탈을 방지하는 스토퍼로 활용될 수 있으며 도시된 구성과 같이 상기 단턱에 접촉되는 부분에 약간의 홈을 두어 연장 시 전기적 접속만 차단하도록 하여 매칭부(530)의 노출을 최소화 함으로써 심미성과 견고성을 모두 만족시킬 수 있으며 구성을 단순화하여 수율을 높이고 비용을 낮출 수 있다.

한편, 상기 구성은 매칭부 부품수가 작아 개발 과정에서 상기 매칭부만 교체하거나 매칭 소자만 교체하는 방식으로 개발 과정의 편의성을 높일 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예 중 도 6에 따른 안테나의 다중대역 특성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 복수 대역에 대한 특성이 나타나고 있음을 알 수 있는데, 이는 최근 인접한 복수 대역을 동시에 지원하도록 구성되거나 동일한 방송을 지역에 따라 인접한 복수 대역 중 하나로 수신하도록 한 방송 방식들이 증가함에 따라 다중대역 특성이 요구되는 디지털 방송 수신용 안테나로 사용하기에 적합함을 의미한다.

이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

100: 디지털 방송 수신용 안테나 110: 하단 로드 안테나부
120: 상단 로드 안테나부 130: 매칭부
140: 커버 200: 매칭부
210, 270: 절연부 220, 280: 제 1금속부
230, 290: 제 2금속부 231: 접점핀
232: 내부 스프링 241, 242: 매칭 소자
291: 탄성 전도체 300, 310: 상단 로드 안테나부
320: 피복 330: 2단 로드 안테나
340: 매칭부 350: 상단 로드 안테나부
500: 다단 로드 안테나 520: 최하단 로드 안테나부
530: 매칭부 540: 상단 로드 안테나부

Claims

기 설정된 직경을 가지는 하단 로드 안테나부와;
상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 상단 로드 안테나부와;
상기 상단 로드 안테나부의 하부와 결합되면서 상기 하단 로드 안테나부 내면에 승강 가능하도록 탄성 결합되어 상기 상단 로드 안테나부와 상기 하단 로드 안테나부를 물리적 및 전기적으로 상호 연결함과 아울러, 상기 하단 로드 안테나부와 상기 상단 로드 안테나부를 내부에 구성된 매칭 소자를 통해서 전기적으로 연결되도록 한 매칭부를 포함하되,
상기 매칭부는
상기 상단 로드 안테나부와 연결되는 제 1금속부와;
상기 제 1금속부와 일단이 연결되는 매칭 소자와;
상기 매칭 소자와 일단이 연결되는 제 2금속부와;
상기 제 1 금속부와 상기 매칭 소자를 외부에서 감싸도록 형성되며 일측 종단 영역이 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부로부터 이탈되지 않도록 하는 스토퍼로 사용되는 절연부와;
상기 제 2금속부와 상기 하단 로드 안테나부를 전기적으로 연결하는 탄성 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 1에 있어서, 상기 절연부는 상기 제 2금속부의 일부를 더 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 1에 있어서, 상기 절연부는 상기 제 1금속부와 제 2금속부 및 상기 매칭 소자가 끼워질 수 있는 원통형 구조물인 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 3에 있어서, 상기 제 1금속부와 제 2금속부 사이에 상기 매칭 소자가 탄성 결합하도록 상기 제 1금속부나 제 2금속부 중 적어도 하나는 탄성 접점을 구비한 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 4에 있어서, 상기 매칭 소자는 양단에 접점을 가지는 칩형태인 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 5에 있어서, 상기 매칭 소자는 SMT용 칩소자 자체를 별도의 접합 과정 없이 그대로 이용한 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 4에 있어서, 상기 탄성 접점은 내부 스프링과 접촉핀의 구성을 가지거나 전도성 탄성체의 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 1에 있어서, 상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 1에 있어서, 상기 상단 로드 안테나부는 외부 피복을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 1에 있어서, 상기 매칭부는 상기 상단 로드 안테나부의 신장 시 절연부의 일부가 상기 하단 로드 안테나와 상단 로드 안테나 사이 영역에 노출되는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
단말기 연결 부분에 관절부가 구성된 최하단 로드 안테나에 배치되는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나로서,
상기 관절부와 직접 연결된 금속 파이프 형태의 하단 로드 안테나부와;
상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 상단 로드 안테나부와;
상기 상단 로드 안테나부의 하단에 연결되면서 상기 하단 로드 안테나부의 내부와 탄성 결합되어 상기 하단 로드 안테나부를 통한 전류가 내부 매칭 소자를 통해 상단 로드 안테나부로 흐르도록 하며, 상기 매칭 소자를 감싸는 절연부 자체가 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부에서 이탈하지 않도록 하는 스토퍼로 기능함과 아울러 상기 상단 로드 안테나부의 신장과 수납에 따라 승강 이동하는 매칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 11에 있어서, 상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 11에 있어서, 상기 하단 로드 안테나부의 상단에는 상기 매칭부의 이탈을 방지하기 위한 단턱이 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
관절부가 연결되는 하단 로드 안테나 내부에 배치되는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나로서,
상기 관절부와 직접 연결된 금속 파이프 형태의 하단 로드 안테나부와;
상기 하단 로드 안테나부에 신장 및 수납되는 탄성을 가진 상단 로드 안테나부와;
상기 상단 로드 안테나부를 감싸는 절연 피복과;
상기 상단 로드 안테나부의 하단에 연결되면서 상기 하단 로드 안테나부의 내부와 탄성 결합되어 상기 하단 로드 안테나부를 통한 전류가 내부 매칭 소자를 통해 상단 로드 안테나부로 흐르도록 하며, 상기 매칭 소자를 감싸는 절연부 자체가 상기 상단 로드 안테나부가 상기 하단 로드 안테나부에서 이탈하지 않도록 하는 스토퍼로 기능함과 아울러 상기 상단 로드 안테나부의 신장과 수납에 따라 승강 이동하는 매칭부를 포함하되,
상기 매칭부는 외부에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.
청구항 14에 있어서, 상기 매칭 소자는 헬리컬 구조체, 코일, SMT용 칩소자, 매칭 소자가 구성된 기판 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이동 매칭부를 구비한 디지털 방송 수신용 안테나.