KR101615310B1 - 차량용 접이식 쌍원추 안테나 - Google Patents

차량용 접이식 쌍원추 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 접이식 쌍원추 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공통축(11)이 구비된 안테나축심부(10)와; 안테나소자부(30)의 폭을 조절 가능토록 이송되는 플랜지부(20)가 구비됨으로써, 차량에 탑재가 용이하고, 주파수 응답 특성이 우수한 차량용 접이식 쌍원추 안테나에 관한 것이다.

Description

차량용 접이식 쌍원추 안테나{Biconical Folding Antenna For A Car}
본 발명은 차량용 접이식 쌍원추 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 탑재가 용이토록 접이식으로 펼침폭(D)이 가변되고, 상기 펼침폭(D)을 선택하여 특정 주파수에서 우수한 주파수 특성으로 운용함으로써, 사용자가 요구하는 최선의 방사패턴을 선택하여 사용할 수 있는 차량용 접이식 쌍원추 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, 쌍원추 안테나는 다이폴 안테나의 소자 대신에 여러 개의의 금속봉을 원추모양으로 조립한 것을 안테나 소자로 하여, 공통축과 정점을 기준으로 서로 반대 방향으로 배치되어 구비된다.
이러한, 쌍원추 안테나는 대개 30~300MHz의 광대역의 주파수 특성을 얻을 수 있도록 한 안테나로 전자기 상호 적합성(EMC, Electromagnetic Compatibility) 측정에 주로 사용되고 있다.
여기서, 상기 전자기 적합성(EMC)은 전기·전자 기기가 우발적으로 발생하여 전파되는 원치 않는 전자기력 에너지, 즉 전자기 장해(EMI)로부터 받는 장해를 적정 수준 이하로 낮추는 것을 연구하는 전기 과학의 한 분야이다.
이와 관련된 종래기술로 한국 등록 특허 제10-1335778호(2013. 11. 26.)에는 바이코니칼 안테나 거치대가 개시되었다.
상기 종래기술은 도 1에 도시된 바와 같이 바이코니칼 안테나를 보관하기 위한 거치대로서, 상기 바이코니칼 안테나의 동축선로연결기가 고정되는 몸체고정부; 상기 바이코니칼 안테나의 콘이 고정되는 콘고정부; 및 상기 거치대를 벽에 걸어두기 위한 걸이부를 포함하며, 상기 콘고정부에는 상기 콘의 금속지지부가 고정되는 상부고정부; 및 상기 콘의 도선이 고정되는 도선고정부를 포함한다.
또한, 상기 몸체고정부는 상기 거치대에 결합되어 있는 고정구; 및 상기 고정구에 탈부착 가능한 상기 바이코니칼 안테나의 동축선로연결기를 고정시키기 위한 고정클립을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다만, 상기한 종래기술은 바이코니칼 안테나를 콘고정부에 거치형으로 걸이하여야 함으로써, 보관시 단순 거치대를 통해 바이코니칼 안테나를 보관하더라도 상기 바이코니칼 안테나의 부피는 동일하여 보관에 문제점이 있었다.
그리고, 상기한 종래기술은 바이코니칼 안테나를 각 부품별로 분해하여 상기 거치대에 보관함으로써, 바이코니칼 안테나를 사용하기위해 다시 각 부품을 조립해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 종래기술은 각 부품을 분리하여 별도의 거치대를 통해 보관됨으로 차량에 탑재가 용이치 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 쌍원추 안테나를 구성하는 원추형 안테나소자를 우산과 같이 접이식으로 접어 보관할 수 있고, 안테나소자가 확장된 폭에 따른 그 주파수 특성변화도 우수하며, 부피를 획기적으로 줄일 수 있어 차량에 탑재시 신속하게 이동할 수 있는 차량용 접이식 쌍원추 안테나를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 다수개의 봉형상의 안테나소자로 형성된 한쌍의 원추형안테나가 정점을 기준으로 공통축에 서로 대향되게 구비된 쌍원추 안테나로서, 상기 공통축과, 상기 공통축의 축심을 따라 연장된 중공도체와, 상기 중공도체에 급전이 가능토록 상기 공통축의 하단부에 결합된 급전커넥터가 구비된 안테나축심부와; 상기 공통축의 상부 일측 외주연에 결합된 고정플랜지와, 상기 고정플랜지가 결합된 상기 공통축의 상하부에 상하이송가능토록 각각 결합된 이송플랜지와, 상기 이송플랜지를 상기 공통축의 일측에 고정시키는 플랜지고정구가 구비된 플랜지부와;
상기 고정플랜지와 이송플랜지의 선단부에 결합된 다수개의 플랜지고정체와, 일측단이 상기 플랜지고정체에 회동접이식으로 결합된 안테나소자와, 상기 안테나소자의 중앙 일측에 결합된 소자고정체와, 일측은 상기 이송플랜지에 결합된 플랜지고정체에 결합되고 타측은 상기 소자고정체에 결합된 이송소자가 구비된 안테나소자부로 이루어지며, 상기 이송플랜지의 상하이송에 따라 상기 안테나소자부의 펼침폭이 가변되며, 상기 펼침폭은 방사패턴의 게인에 따라 정해진 것을 특징으로 한다.
상기 고정플랜지는 상기 공통축의 외주연을 감싸며 절연되도록 절연재질로 구비된 절연플랜지와, 상기 절연플랜지의 양단부에 결합되고 양측 선단부에 상기 플랜지고정체가 안착되도록 내측으로 요입된 다수개의 고정체안착단이 구비된 플랜지고정단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 플랜지고정체는 상기 고정체안착단에 안착되어 고정된 고정구와, 상기 고정구의 일측 단부에 회동가능토록 결합된 회동구로 이루어지고, 상기 회동구는 상기 안테나소자가 요입되어 안착되도록 통공된 소자고정공과, 상기 소자고정공에 요입된 상기 안테나소자의 외주연을 조임가능토록 나사조임부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 소자고정체는 상기 안테나소자의 외주연을 감싸며 고정되는 중앙고정구와, 일측은 상기 중앙고정구에 회동가능토록 결합되고 타측은 상기 이송소자가 결합되도록 이송소자고정공이 구비된 이송회동구로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 플랜지고정구는 상기 공통축의 외주연에 상기 이송플랜지가 고정되도록 상기 공통축의 외주연에 이송가능토록 결합된 한 쌍의 고정편과, 상기 고정편이 상기 공통축의 외주연에 고정되도록 상기 고정편의 외주연에 결합된 잠금부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 중공도체는 상기 고정플랜지의 상단부까지 연장되고, 상기 공통축은 상기 고정플랜지의 상부가 상기 중공도체와 상기 이송플랜지를 절연되도록 절연재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 급전커넥터는 상기 공통축의 하단부에 상기 플랜지고정구를 통해 결합되고, 상기 공통축과 중공도체의 사이에는 절연되도록 유전체가 구비된 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 쌍원추 안테나를 구성하는 안테나소자부가 접이식으로 구비됨으로써, 이동이 잦은 차량에 설치시 부피를 줄일 수 있어 보관과 설치가 용이하고, 차량의 기동성이 향상되며,
둘째, 쌍원추 안테나를 이루는 안테나소자의 펼침폭을 조절하여 지지가능토록 이송소자가 구비됨으로써, 상기 안테나소자가 안정되게 지지되며 펼침상태에서 내구성이 향상되고,
셋째, 상기 안테나소자의 가변폭을 접이식으로 조절토록 이송소자를 상하로 이송시키는 이송플랜지의 위치를 용이하게 고정하는 플렌지고정구가 구비됨으로써, 상기 안테나소자의 펼침폭 조정이 용이하여 특정주파수에서 안테나의 성능이 우수하게 조정됨으로써 안테나의 성능과 사용시 편의성이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 바이코니칼 안테나 거치대의 사용상태를 나타낸 사시도이며,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 접이식 쌍원추 안테나의 펼친 상태의 사시도이고,
도 3는 본 발명의 쌍원추 안테나의 접힌 상태의 도면이며,
도 4은 본 발명에 따른 안테나축심부와 플랜지부를 설명하는 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 안테나소자부를 설명하는 사시도이며,
도 6는 본 발명에 따른 안테나를 다른 각도에서 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 안테나가 펼침폭(D)이 700mm인 경우에 방사패턴을 나타낸 그래프이고,
도 8은 본 발명의 안테나가 펼침폭(D)이 1000mm인 경우에 방사패턴을 나타낸 그래프이며,
도 9은 본 발명의 안테나가 펼침폭(D)이 1300mm인 경우에 방사패턴을 나타낸 그래프이고,
도 10은 본 발명에 따른 안테나소자의 폭 변화에 따른 정재파비를 설명하는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 봉형상의 안테나소자로 형성된 한쌍의 원추형안테나가 정점을 기준으로 공통축에 서로 대향되게 구비된 쌍원추 안테나로서, 공통축(11)과, 상기 공통축(11)의 축심을 따라 연장된 중공도체(12)와, 상기 중공도체(12)에 급전이 가능토록 상기 공통축(11)의 하단부에 결합된 급전커넥터(13)가 구비된 안테나축심부(10)와; 상기 공통축(11)의 상부 일측 외주연에 결합된 고정플랜지(21)와, 상기 고정플랜지(21)가 결합된 상기 공통축(11)의 상하부에 상하이송가능토록 각각 결합된 이송플랜지(22)와, 상기 이송플랜지(22)를 상기 공통축(11)의 일측에 고정시키는 플랜지고정구(23)가 구비된 플랜지부(20)와;
상기 고정플랜지(21)와 이송플랜지(22)의 선단부에 결합된 다수개의 플랜지고정체(31)와, 일측단이 상기 플랜지고정체(31)에 회동접이식으로 결합된 안테나소자(32)와, 상기 안테나소자(32)의 중앙 일측에 결합된 소자고정체(33)와, 일측은 상기 이송플랜지(22)에 결합된 플랜지고정체(31)에 결합되고 타측은 상기 소자고정체(33)에 결합된 이송소자(34)가 구비된 안테나소자부(30)로 이루어지며,
상기 이송플랜지(22)의 상하이송에 따라 상기 안테나소자부(30)의 펼침폭(D)이 가변되며, 상기 펼침폭(D)은 방사패턴의 게인에 따라 정해진다.
즉, 상기 안테나소자(32)는 상기 고정플랜지(21)를 기점으로 회동되며, 그 펼침폭(D)이 조절되어, 접은 상태로 유지되거나 펼침상태가 고정되게 된다.
그리고, 상기 이송소자(34)는 상기 이송플랜지(22)의 상하 이송에 따라 상기 고정플랜지(21)가 펼쳐지도록 이송되게 된다.
한편, 상기 고정플랜지(21)는 상기 공통축(11)의 외주연을 감싸며 절연되도록 절연재질로 구비된 절연플랜지(21a)와, 상기 절연플랜지(21a)의 양단부에 결합되고 양측 선단부에 상기 플랜지고정체(31)가 안착되도록 내측으로 요입된 다수개의 고정체안착단(21c)이 구비된 플랜지고정단(21b)으로 이루어진다.
즉, 상기 고정플랜지(21)는 상기 공통축(11)의 일지점에 고정된 상태로 구비되게 된다. 상기 플랜지고정단(21b)을 통해 상기 안테나소자(32)는 회동되되, 고정된 위치로 회동되게 된다.
그리고, 상기 플랜지고정체(31)는 상기 고정체안착단(21c)에 안착되어 고정된 고정구(31a)와, 상기 고정구(31a)의 일측 단부에 회동가능토록 결합된 회동구(31b)로 이루어지고,
상기 회동구(31b)는 상기 안테나소자(32)가 요입되어 안착되도록 통공된 소자고정공(31c)과, 상기 소자고정공(31c)에 요입된 상기 안테나소자(32)의 외주연을 조임가능토록 나사조임부(31d)가 구비된다.
즉, 상기 고정구(31a)는 상기 고정체안착단(21c)에 고정되고, 상기 회동구(31b)는 상기 안테나소자(32)가 상기 고정구(31a)를 중심으로 회동되게 된다.
또한, 상기 소자고정체(33)는 상기 안테나소자(32)의 외주연을 감싸며 고정되는 중앙고정구(33a)와, 일측은 상기 중앙고정구(33a)에 회동가능토록 결합되고 타측은 상기 이송소자(34)가 결합되도록 이송소자고정공(33c)이 구비된 이송회동구(33b)로 이루어진다.
여기서, 상기 소자고정체(33)는 상기 플랜지고정체(31)와 유사한 구조로 이루어져 있되, 상기 고정구(31a)에 대비되는 상기 중앙고정구(33a)가 상기 안테나소자(32)의 외주연에 고정되게 된다.
한편, 상기 플랜지고정구(23)는 상기 공통축(11)의 외주연에 상기 이송플랜지(22)가 고정되도록 상기 공통축(11)의 외주연에 이송가능토록 결합된 한 쌍의 고정편(23a)과, 상기 고정편(23a)이 상기 공통축(11)의 외주연에 걸이형으로 잠금되도록 상기 고정편(23a)의 외주면에 결합된 잠금부(23b)로 이루어진다.
여기서, 상기 플랜지고정구(23)은 원터치형과 비슷하게 상기 잠금부(23b)를 양측에서 조작함으로써, 상기 이송플랜지(22)의 위치를 고정하게 된다.
아울러, 상기 중공도체(12)는 상기 고정플랜지(21)의 상단부까지 연장되고, 상기 공통축(11)의 상단부는 상기 중공도체(12)와 이송플랜지(22)가 절연되도록 절연재질로 이루어진다. 상기 중공도체(12)는 저면부의 급전커넥터(13)와 결합되어 전기가 공급되어 안테나로 작동되게 된다.
그리고, 상기 급전커넥터(13)는 상기 공통축(11)의 하단부에 상기 플랜지고정구(23)로 고정되고, 상기 공통축(11)과 중공도체(12)의 사이에는 서로 절연되도록 유전체(14)가 구비됨으로써, 안테나의 주파수 특성이 향상되게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 차량용 접이식 쌍원추 안테나의 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 안테나축심부(10)의 공통축(11)을 축심으로 하여 안테나소자부(30)가 플랜지부(20)를 통해 접이식으로 접을 수 있는 구조로 형성됨으로써, 차량에 설치가 용이하고, 특히 상기 플랜지부(20)에 구비된 이송플랜지(22)를 고정하는 플랜지고정구(23)를 통하여 안테나소자(32)의 펼침폭을 안정적으로 조절하여 고정할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 차량용 접이식 쌍원추 안테나의 방사패턴과 정재파비의 특성은 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같다.
여기서, 상기 안테나소자(32)의 펼침폭이 700, 1000, 1300mm로 가변시 방사패턴과 정재파비를 나타내고 있다.
도 7과 같이, 상기 펼침폭(D)이 700mm인 경우, 수직플레인(S)의 80Mhz에서는 방사패턴이 안정적인 게인을 보이고 있으나, 280Mhz대역에서는 상대적으로 게인이 떨어지게 된다.
그리고, 상기 펼침폭(D)이 1000mm인 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 150Mhz에서 수직플레인(S)의 방사패턴이 안정적인 게인을 보이고 있으나, 80Mhz대역에서는 상대적으로 약간 일그러진 그래프로 게인이 떨어지게 된다.
또한, 상기 펼침폭(D)이 1300mm인 경우, 도 9의 수직플레인(S)에 도시된 바와같이 80Mhz대역에서의 게인은 더욱 일그러지게 되나, 고주파인 280Mhz대역에서는 방사방향(0, -180)에서 더 우수한 게인을 나타내고 있다.
이와 같이, 본 발명은 상기 펼침폭(D)에 따라 특정주파수에서 우수한 게인(Gain)을 나타냄으로써, 사용자는 원하는 주파수 대역에서 안테나의 성능을 최대로 설정할 수 있게 된다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이 정재파비는 3이하의 값으로 상기 펼침폭(D)의 변화에 따라 주파수 특성이 크게 변화가 없이 나타난다.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 차량에 탑재시 그 폭이 가변되는 안테나소자부(30)가 구비됨으로써, 상기 펼침폭(D)을 조정하여 특정 주파수 대역에서 게인(Gain)에 변화를 줄 수 있어 현장에서 운용이 용이하게 된다.
또한, 상기 안테나소자부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 안테나축심부(10)에 밀착시켜 부피를 줄일 수 있어, 차량에 탑재가 용이하고 기동성이 향상되게 된다.
한편, 상기 이송플랜지(22)를 고정하는 상기 플랜지고정구(23)는 상기 공통축(11)의 외주연에 결합된 한 쌍의 고정편(23a)과 상기 고정편(23a)의 외주면에 결합된 잠금부(23b)가 구비됨으로써, 상기 이송플랜지(22)를 적정위치에 위치시킨 후 걸이식 잠금하여 위치를 고정시키게 된다.
또한, 상기 이송플랜지(22)가 고정플랜지(21)에 가까워짐으로써, 상기 안테나소자(32)의 펼침폭(D)이 더 넓어지게 되고, 설치 위치를 정한 후 상기 잠금부(23b)를 걸이형으로 잠금하여 고정하게 된다.
이와 같이 본 발명의 차량용 접이식 쌍원추 안테나는 걸이형으로 상기 안테나소자(32)의 펼침폭(D) 조절이 용이하고, 게인이 우수한 특정주파수에서 운용되도록 상기 펼침폭(D)을 조정하여 운용하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 안테나축심부 11 : 공통축
12 : 중공도체 13 : 급전커넥터
14 : 유전체 20 : 플랜지부
21 : 고정플랜지 21a : 절연플랜지
21b : 플랜지고정단 21c : 고정체안착단
22 : 이송플랜지 23 : 플랜지고정구
23a : 고정편 23b : 잠금부
30 : 안테나소자부 31 : 플랜지고정체
31a : 고정구 31b : 회동구
31c : 소자고정공 31d : 나사조임부
32 : 안테나소자 33 : 소자고정체
33a : 중앙고정구 33b : 이송회동구
33c : 이송소자고정공 34 : 이송소자
D : 펼침폭 E : 수직플레인 H : 수평플레인

Claims (7)

  1. 다수개의 봉형상의 안테나소자로 형성된 한쌍의 원추형안테나가 정점을 기준으로 공통축에 서로 대향되게 구비된 쌍원추 안테나에 있어서,
    공통축(11)과, 상기 공통축(11)의 축심을 따라 연장된 중공도체(12)와, 상기 중공도체(12)에 급전이 가능토록 상기 공통축(11)의 하단부에 결합된 급전커넥터(13)가 구비된 안테나축심부(10)와;
    상기 공통축(11)의 상부 일측 외주연에 결합된 고정플랜지(21)와, 상기 고정플랜지(21)가 결합된 상기 공통축(11)의 상하부에 상하이송가능토록 각각 결합된 이송플랜지(22)와, 상기 이송플랜지(22)를 상기 공통축(11)의 일측에 고정시키는 플랜지고정구(23)가 구비된 플랜지부(20)와;
    상기 고정플랜지(21)와 이송플랜지(22)의 선단부에 결합된 다수개의 플랜지고정체(31)와, 일측단이 상기 플랜지고정체(31)에 회동접이식으로 결합된 안테나소자(32)와, 상기 안테나소자(32)의 중앙 일측에 결합된 소자고정체(33)와, 일측은 상기 이송플랜지(22)에 결합된 플랜지고정체(31)에 결합되고 타측은 상기 소자고정체(33)에 결합된 이송소자(34)가 구비된 안테나소자부(30);로 이루어지며,
    상기 이송플랜지(22)의 상하이송에 따라 상기 안테나소자부(30)의 펼침폭(D)이 가변되며, 상기 펼침폭(D)은 방사패턴의 게인에 따라 정해진 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정플랜지(21)는
    상기 공통축(11)의 외주연을 감싸며 절연되도록 절연재질로 구비된 절연플랜지(21a)와, 상기 절연플랜지(21a)의 양단부에 결합되고 양측 선단부에 상기 플랜지고정체(31)가 안착되도록 내측으로 요입된 다수개의 고정체안착단(21c)이 구비된 플랜지고정단(21b)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 플랜지고정체(31)는
    상기 고정체안착단(21c)에 안착되어 고정된 고정구(31a)와, 상기 고정구(31a)의 일측 단부에 회동가능토록 결합된 회동구(31b)로 이루어지고,
    상기 회동구(31b)는
    상기 안테나소자(32)가 요입되어 안착되도록 통공된 소자고정공(31c)과, 상기 소자고정공(31c)에 요입된 상기 안테나소자(32)의 외주연을 조임가능토록 나사조임부(31d)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소자고정체(33)는
    상기 안테나소자(32)의 외주연을 감싸며 고정되는 중앙고정구(33a)와,
    일측은 상기 중앙고정구(33a)에 회동가능토록 결합되고 타측은 상기 이송소자(34)가 결합되도록 이송소자고정공(33c)이 구비된 이송회동구(33b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 플랜지고정구(23)는
    상기 공통축(11)의 외주연에 상기 이송플랜지(22)가 고정되도록 상기 공통축(11)의 외주연에 이송가능토록 결합된 한 쌍의 고정편(23a)과, 상기 고정편(23a)이 상기 공통축(11)의 외주연에 고정되도록 상기 고정편(23a)의 외주면에 결합된 잠금부(23b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 중공도체(12)는 상기 고정플랜지(21)의 상단부까지 연장되고,
    상기 공통축(11)의 상단부는 상기 중공도체(12)와 이송플랜지(22)가 절연되도록 절연재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 급전커넥터(13)는 상기 공통축(11)의 하단부에 상기 플랜지고정구(23)로 고정되고,
    상기 공통축(11)과 중공도체(12)의 사이에는 서로 절연되도록 유전체(14)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 접이식 쌍원추 안테나.
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