KR101956841B1 - 소형 내장형 안테나 - Google Patents

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KR101956841B1
KR101956841B1 KR1020170178023A KR20170178023A KR101956841B1 KR 101956841 B1 KR101956841 B1 KR 101956841B1 KR 1020170178023 A KR1020170178023 A KR 1020170178023A KR 20170178023 A KR20170178023 A KR 20170178023A KR 101956841 B1 KR101956841 B1 KR 101956841B1
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antenna
radiator
metal structure
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KR1020170178023A
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김지훈
최명훈
도기원
최환석
이효근
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주식회사 한화
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Abstract

본 발명은 소형 내장형 안테나에 관한 것으로, 저면과 양 측면이 금속 구조체(100)에 의해 둘러싸이게 금속 구조체(100) 내에 내장된 3차원 형태의 안테나이며, 중앙이 비워진 정육면체 또는 직육면체 형상의 캐리어(230)를 형성하고, 상기 캐리어(230)의 상면 가장자리 및 상기 캐리어(230)의 상면 가장자리와 연결되는 양 측면(220c, 220d)에 소정 길이로 연장되게 방사체(220)를 형성하고, 상기 방사체(220)에서 하부로 연장되는 단락 라인(220f)을 형성하여, 상기 단락 라인(220f)을 통해 급전되게 한다.
본 발명은 무선통신에 적합하도록 안테나를 소형화하고 금속 구조체 내에서도 동작 가능하게 하여 운용 중 안테나 파손의 우려를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

소형 내장형 안테나{EMBEDDED ANTENNA}
본 발명은 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지상 무인 전투체계에서 이용하고 있는 모노폴 안테나를 적에게 노출되지 않고, 설치 후 운용 중 파손되지 않도록 소형화하여, 금속 구조체 내에 적용한 소형 내장형 안테나에 관한 것이다.
최근 무기체계의 양상은 무기체계 중심전에서 네트워크 중심전(NCW: Network Centric Warfare)으로 변화하고 있다.
네트워크 중심전은 기존에 무기체계의 의존도가 높았던 전쟁보다는 전쟁의 근본을 바꾼 새로운 전쟁 패러다임이라 할 수 있다.
이러한 네트워크 중심전은 전장 환경이 변화하고 있으며 그에 따른 무기체계의 통신기술과 소프트웨어의 중요성이 더욱 커지고 있다. 특히, 상호 원격통제 및 공격을 목적으로 하는 무기체계에서는 통신기술의 필수 소자인 안테나의 성능이 더욱 강조되고 있다.
즉, 네트워크 중심전에서는 무선통신기술의 중요성이 커지고 있으며, 무선통신시 필수적으로 이용되는 소자인 안테나의 중요성이 대두되고 있다.
그런데 일반적으로 지상무기체계에 적용되고 있는 모노폴 안테나는 적에게 노출되기 쉬우며, 운용시 부피를 많이 차지하여 불편하고 파손 우려가 크고, 운용 중 파손으로 인한 성능저하 등의 문제가 있다.
모노폴 안테나는 다이폴 안테나의 절반으로 동작하는 수직의 직선상 또는 나선상 도체를 갖는 안테나이다.
특허문헌 1: 등록특허공보 제1690259호(2016.12.21 등록) 특허문헌 2: 등록실용신안공보 제0381797호(2005.04.06 등록)
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 금속 구조체 내에 적용하기 위하여 소형화하며, 지상전투체계에서 무선통신에 적합하도록 구성한 소형 내장형 안테나를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 금속 구조체 내에 내장된 3차원 형태의 안테나이며, 상기 안테나는 단락 라인을 급전으로 사용한다.
상기 안테나는 중앙이 비워진 정육면체 형상의 캐리어와 상기 캐리어의 상면 가장자리 및 상기 캐리어의 상면 가장자리와 연결되는 양 측면에 소정 길이로 연장되게 형성되는 방사체와 상기 캐리어 및 상기 방사체가 내장되는 레이돔을 포함한다.
상기 캐리어와 상기 레이돔은 플라스틱 구조물로 되고, 상기 방사체는 도체로 된다.
상기 캐리어는 상면 중앙, 전후면, 저면이 개구된 '∩'자 단면 형상이다.
상기 단락 라인은 상기 캐리어의 상면 가장자리에 배치되는 방사체와 연결되며 하부로 연장 형성된다.
상기 단락 라인에서 노치 구조를 적용한 접지 라인이 분기된다.
상기 캐리어는 FR4 유전체이다.
상기 캐리어의 두께, 높이 및 상기 단락 라인의 두께를 조절하여 임피던스를 정합하고 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하며 이득 특성을 개선한다.
저면과 양 측면이 금속 구조체에 의해 둘러싸이게 금속 구조체 내에 내장된 3차원 형태의 안테나이며, 중앙이 비워진 정육면체 형상의 캐리어를 형성하고, 상기 캐리어의 상면 가장자리 및 상기 캐리어의 상면 가장자리와 연결되는 양 측면에 소정 길이로 연장되게 방사체를 형성하고, 상기 방사체에서 하부로 연장되는 단락 라인을 형성하여, 상기 단락 라인을 통해 급전되게 한다.
상기 캐리어의 두께와 높이를 조절하여 임피던스 정합과 주파수 대역폭을 증가한다.
상기 방사체의 넓이를 조절하여 공진 주파수를 목표 대역에 맞게 조정한다.
상기 단락 라인에 노치 구조를 적용하여 접지 라인이 분기된다.
상기 안테나는 플라스틱 구조물인 레이돔에 내장한 상태로 상기 금속 구조체 내에 내장된다.
상기 캐리어는 FR4 유전체(εr=4.4, tanζ=0.02)이다.
상기 방사체 및 상기 단락 라인은 도체로 된다.
상기 단락 라인은 상기 금속 구조체와 전기적으로 연결된다.
본 발명은 평판형 구조의 PIFA(Planar Inverted) 안테나와 유전율을 갖는 캐리어 구조를 적용하여 안테나의 공진 주파수를 낮추어 소형화된 안테나 구조를 가지게 하므로 전체적인 안테나의 크기를 소형화할 수 있어 효과가 있다.
또한, 본 발명은 급전 구조와 캐리어의 복합 구조로 금속과 커플링 양을 조절하여 임피던스를 정합하고 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하여 안테나의 성능을 확보하게 하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 금속 구조체에 적용하는 경우 지상전투체계에서 무선통신에 적합한 소자로 사용할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명은 무선통신기술 이용시 필수적으로 이용하는 안테나를 소형화하고, 금속 구조체 내에서도 동작 가능하게 하여 운용 중 파손의 우려를 줄일 수 있다. 이는 제품 자체에 기 탑재되어 운용자가 따라 설치할 필요가 없기 때문에 운용상 편의성도 증가하는 효과가 있다.
도 1은 파장에 관련된 전기적 크기를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 주파수별 S-parameters를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나가 금속 구조체 내에 적용된 모습을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 구조를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나를 정면에서 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 캐리어 및 방사체 구조를 보인 사시도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 안테나는 금속 구조체 내에 내장된 3차원 형태의 소형 내장형 안테나(이하 '안테나'라 칭함)이며, 안테나는 지정된 주파수 대역의 전파를 송수신하기 위한 방사체와 캐리어를 포함한다.
안테나가 금속 구조체 내에 내장되면 안테나가 금속 구조체에 둘러싸여 금속으로 이루어진 방사체와 주위 금속과의 커플링이 발생하게 된다. 이로 인하여 주변 금속 구조체는 안테나의 방사체에 흐르는 전류의 진행과 반대 방향의 와류전류(Eddy Current)가 유도되며, 결과적으로 안테나의 성능이 크게 저하된다.
따라서, 금속 구조체에 유도되는 와류전류를 저감할 수 있는 구조가 필요하다.
이를 위해 본 발명의 실시예는 금속 구조체와 방사체의 커플링 양을 조절하며, 안테나의 임피던스를 정합(매칭)하고, 금속 구조체 내에 적용하기 위해 소형화하며, 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 한다. 안테나에서 임피던스 매칭이 중요한 이유는 매칭이 안되면 반사가 이루어지기 때문이다.
도 1에는 파장에 관련된 전기적 크기를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기적 소형 안테나로 분류되기 위해서는 Radiansphere 대비 안테나가 작아야 한다.
군용에서 사용되는 모노폴 안테나의 경우, 정해진 주파수 대역폭을 만족하기 위해 λ/2 길이가 필요하기 때문에 운용 간 불편함을 야기한다.
파동의 진행속도(c)와 파장(λ), 주파수(f)의 상관관계는 다음 식으로 표시되며, 주파수가 높으면 높을수록 파장은 짧아진다.
c=f×λ(c=3×10m/sec2)
c: 파동의 진행속도
f: 주파수
λ: 파장
따라서 SAR 특성이 우수한 평판형 구조의 PIFA(Planar Inverted) 안테나와 유전율을 갖는 캐리어 구조를 적용하여 안테나의 공진 주파수를 낮추어 소형화된 안테나 구조를 가지게 한다.
PIFA 안테나는 F자를 뒤집어 놓은 것처럼 평판의 접지면 위에 보다 작은 면적의 사각 패치판을 얹은 형상의 평판 안테나이다.
본 실시예의 안테나의 크기 a(지름 00mm, 높이 00mm)는 반지름(r)이 λ/2π인 구(Radiansphere)에 비하여 약 12%의 부피를 가지기 때문에 소형 안테나 조건을 만족한다.
최적 안테나를 설계하기 위해서 캐리어는 FR4 유전체를 사용한다. FR4 유전체는 유전율이 4.4, loss tangent 0.02 특성인 것을 사용한다.
또한, PIPA 안테나의 전기장이 센 부분 또는 전류가 가장 약한 부분(open 부분)은 효율 감소가 심각하게 발행하나, 이는 캐리어의 두께와 구조를 조정하여 효율 감소가 최소화되게 한다.
본 실시예의 소형 내장형 안테나는 UHF 대역(000MHz~000MHz)에서 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio, 정압 정재파비) 4:1을 만족하며, 데이터 통신용으로 사용 가능하다. 이는 도 2에 도시된 본 실시예의 소형 내장형 안테나의 주파수별 S-parameters를 나타낸 그래프에서 확인 가능하다.
이하에서는 본 발명의 실시예의 소형 내장형 안테나 구성을 도 3 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나가 금속 구조체 내에 적용된 모습을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 구조를 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나를 정면에서 보인 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 캐리어 및 방사체 구조를 보인 사시도가 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 소형 내장형 안테나는 금속 구조체(100) 내에 내장되는 3차원 형태의 안테나(200)이며, 안테나(200)는 단락 라인(220f)을 급전으로 사용한다. 단락 라인(220f)은 금속 구조체(100)와 공진되면서 급전으로서 역할 한다.
안테나(200)는 저면과 양 측면이 금속 구조체(100)에 의해 둘러싸이게 금속 구조체(100) 내에 내장된다. 금속 구조체(100)는 안테나(200)의 그라운드(접지면) 역할을 한다. 이를 위해 단락 라인(220f)은 금속 구조체(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나(200)는 중앙이 비워진 육면체 형상의 캐리어(230)와, 캐리어(230)의 상면 가장자리 및 캐리어(230)의 상면 가장자리와 연결되는 양 측면에 소정 길이로 연장되게 배치되는 방사체(220)와, 캐리어(230) 및 방사체(220)가 내장되는 레이돔(210)을 포함한다.
안테나(200)는 중앙이 비워진 육면체 형상, 바람직하게는 정육면체 또는 직육면체 형상의 캐리어(230)에 방사체(220), 단락 라인(220f), 접지 라인(220g)을 인쇄하거나 부착하여 제작할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어(230)는 플라스틱 구조물로 되고, 상면 중앙, 전후면, 저면이 개방된 '∩'자 단면 형상으로 된다. 캐리어(230)는 유전율 εr=4.4, tanζ(loss tangent)=0.02 특성인 FR4 유전체를 사용한다.
캐리어(230)의 형상 및 구조는 임피던스 정합 및 안테나의 전기적 길이를 길게 한다.
안테나(200)는 캐리어(230)의 형상에 의해 빈 공간(240)이 존재한다.
빈 공간(240)은 정육면체 형상에서 비워진 부분이며 유전율이 낮은 유전체 역할을 한다. 안테나(200)에 전류를 흘려주면 빈 공간(240)을 통해 전기장의 변화가 발생하므로, 빈 공간(240)의 형상에 따라 주파수 응답이 변화한다. 따라서 빈 공간(240)의 형상을 조절하여 주파수를 목표 대역에 맞게 조정 가능하다.
빈 공간(240)의 형상을 조절은 캐리어(230)의 형상 및 구조로 조절한다.
방사체(220)는 도전성이 강한 금속인 도체로 된다.
방사체(220)는 캐리어(230)의 상면 가장자리와 캐리어(230)의 상면 가장자리와 접한 양 측면 일부에 얇은 도체 박판을 띠 형태로 부착하여 형성할 수도 있고, 도체를 인쇄하여 구현할 수도 있다.
예를 들어, 방사체(220)는 FPC(Flexible Printed Circuit) 공정, LDS(Laser Direct Structuring) 공정, IMA(In-Mold Antenna) 공정, 또는 DPA(Direct Printed Antenna) 공정으로 형성될 수 있다. 방사체(220)를 형성하는 방법은 상기에 제한되지 않으며, 인서트 사출 또는 이중 사출에 의해 형성될 수도 있다
상기한 방사체(220)의 형상은 지상통신용으로 사용 가능한 전방향성 방사패턴을 가진다. 단락 라인(220f)의 급전 구조와 방사체(220) 및 방사체(220)를 지지하는 캐리어(230)의 복합 구조는 기설정된 공간에서 전자기장을 방사할 수 있도록 한다.
레이돔(210)은 안테나를 외부환경으로부터 보호하기 위한 전기절연체 속성의 덮개이며 플라스틱 구조물로 된다. 레이돔(210)은 안테나(200)의 저면부를 지지하는 하부판(211)과 그 상부를 덮는 케이스(213)로 된다. 하부판(211)에는 구멍이 형성되어 단락 라인(220f)이 금속 구조체(100)와 연결될 수 있다.
캐리어(230)와 방사체(220)가 레이돔(210)에 의해 보호되어 운용 중 파손을 줄일 수 있다.
레이돔(210)의 케이스 두께(A)를 조절하여 안테나의 전방향성의 방사패턴을 유지하게 하여 전파 손실을 방지한다. 이때, 레이돔(210)은 방사체(220)와 지정된 거리만큼 이격됨으로써 전자기적으로 커플링되어 주파수 대역폭을 만족하게 할 수 있다.
캐리어의 두께(B), 높이 및 단락 라인의 두께(C)를 조절하여 임피던스를 정합하고 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하며 이득 특성을 개선한다.
또한, 캐리어의 높이는 금속 구조체와 방사체의 커플링 양 조절을 위한 최적의 높이로 설계한다.
즉, 캐리어의 두께(B)를 조절하여 임피던스 정합을 이루고, 캐리어의 높이를 조절하여 대역폭을 증가하며, 단락 라인의 두께(C)를 조절하여 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하여 이득 특성을 개선한다.
임피던스 정합과 대역폭 증가를 위해 캐리어 및 방사체 구조가 중요하다.
도 6에는 본 발명의 실시예에 의한 소형 내장형 안테나의 캐리어 및 방사체 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 안테나(200)는 전체 외관이 직육면체 또는 정육면체 형상이나, 직육면체 또는 정육면체를 캐리어(FR4 유전체)로 모두 채우지 않고 중앙을 비운 아치 구조('∩'자 단면 형상)로 되고, 캐리어(230)에는 방사체(220)가 인쇄 또는 부착식으로 형성될 수 있다.
방사체(220)는 캐리어(230)의 상부측 복수면에 형성될 수 있다.
실시예에서, 방사체(220)는 캐리어(230)의 상면에서 가장자리 3면에 위치되어 ㄷ자 형상을 가지는 상면부(220a, 220b, 220e), 서로 마주보고 나란하게 캐리어(230)의 양측면에 각각 위치되고 캐리어(230)의 상면 가장자리와 접하도록 띠 형태로 형성되어 상면부(220a, 220b, 220e)로 연결되는 양 측면부(220c,230d)를 포함한다.
양 측면부(220c,230d)는 옆 길이가 길수록 공진 주파수가 낮아지며, 위아래 길이가 길수록 공진 주파수가 낮아진다. 안테나의 주파수를 변동시키기 위해서는 길이를 조절하는 것이 대부분이나, 본 실시예의 안테나는 넓이를 조절하여 안테나의 전기적인 길이를 조절 가능하게 한다.
방사체(220)는 옆 길이가 길수록 공진 주파수가 낮아지고, 위아래 길이가 길수록 공진 주파수가 낮아지는 결과를 토대로 공진 주파수를 목표 대역에 맞게 조정할 수 있다.
단락 라인(220f)은 방사체(220)에서 하부로 연장된다.
실시예에서, 단락 라인(220f)은 양 측면부(220c,230d)의 사이에서 캐리어(230)의 상면 가장자리에 배치되는 방사체(220c)와 연결되며 하부로 연장 형성된다.
그리고, 양 측면부(220c,230d)의 각각에 대한 길이 방향과 단락 라인(220f)의 길이 방향은 서로 수직인 방향으로 위치될 수 있다.
단락 라인(220f)은 급전으로 사용한다. 급전에 있어 중요 사항은 임피던스 정합이며, 임피던스 정합이 되어야만 최고 효율로 송신전력을 안테나를 통해서 공중으로 방사하게 된다.
단락 라인(220f)은 두께가 두꺼워질수록 공진 주파수가 높아지며 임피던스 정합이 향상된다. 다만, 설계되는 두께 대비 얇거나 두꺼워질 경우 원하는 주파수의 대역폭을 만족시킬 수 없다. 단락 라인(220f)은 급전 선로와 전자기적으로 커플링 되는 양을 조절하여 원하는 대역폭과 주파수를 변경 가능하다.
접지 라인(220g)은 단락 라인(220f) 옆에 노치 구조를 적용한 것으로 임피던스 정합 향상을 위해 형성된다. 노치가 주변에 공진이 일어나는 전류를 조정할 수 있다.
단락 라인(220f) 및 접지 라인(220g)은 도체로 된다. 방사체(220)는 단락 라인(220f)을 통해 급전되어 동작한다.
캐리어(230)는 FR4 유전체(εr=4.4, tanζ=0.02)을 사용한다.
캐리어(230)는 방사체(220)가 지지되는 상판부(230a)와 상판부(230a)의 양측에서 하부로 연장되는 다리부(230b,230c)로 구분할 수 있다.
캐리어(230)는 상판부(230a)는 두께가 두꺼울수록 공진 주파수가 낮아지며 임피던스 정합이 향상된다. 본 실시예에서는 안테나의 주파수를 변동시키기 위하여 안테나 길이 자체를 변동하는 것이 아니라 캐리어의 넓이를 조절하여 안테나의 전기적인 길이를 조절한다.
다리부(230b,230c)는 방사체(220)를 지지하기 위한 지지대로써, 안테나의 높이를 결정하는 부분이다. 다리부(230b,230c)의 높이로 금속 구조체(100)와 방사체(220)가 전기적인 커플링이 되는 양을 조절할 수 있으며, 이로 인해 안테나(200)의 이득에 직접적인 영향을 미치는 부분이다.
빈 공간(240a,240b,240c,240d)은 안테나의 대역폭을 향상시키기 위한 것이다.
안테나(200)는 정육면체를 캐리어(유전체)로 모두 채우지 않고 중앙을 비운 아치 구조('∩'자 단면 형상)로 한다.
유전체의 유전율이 1에 가까워질수록 대역폭 확보에 유리하나, 유전율이 1에 가까울수록 무르기 때문에 유전율이 무조건 낮은 유전체를 사용할 수 없다. 따라서 안테나의 높이와 안테나의 형태를 그대로 유지하면서 아치 형태로 중앙을 비워 구조적 안정성을 가져가면서 안테나의 최대 대역폭을 가져갈 수 있도록 한다.
빈 공간(240a,240b,240c,240d)의 형상에 따라 주파수 응답이 변화하므로 빈 공간(240a,240b,240c,240d)의 형상을 조절하여 주파수를 목표 대역에 맞게 조정 가능하다.
금속 구조체(100)는 외부 하우징의 역할을 하면서 그라운드(접지면)로 동작한다. 모노폴 안테나와 같이 본 실시예는 그라운드와 안테나와의 필드교환이 이루어지며 방사한다.
일반적으로 안테나는 방사하기 쉽게 하기 위해 외부에 노출되거나, 내장형인 경우에도 주변에 금속 성분을 최소화한다. 하지만, 본 발명의 안테나는 그라운드에 옆이 다 둘러싸여 있기 때문에 외부의 고충격에도 견딜 수 있으며, 몸체가 금속인 전차 비행기 등 각종 무기체계에도 적용 가능하다.
또한, 안테나의 방사 특성은 그라운드의 크기에 영향을 받는데 금속 구조체가 그라운드(접지면)로 동작하므로 안테나에 별도의 접지면을 둘 필요가 없다.
본 실시예의 소형 내장형 안테나는 UHF 대역(000MHz~000MHz)에서 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio, 정압 정재파비) 4:1을 만족하며, 데이터 통신용으로 사용 가능하다. 금속 구조체는 유도포탄과 같은 유도무기가 해당할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 안테나는 캐리어(유전체)(230), 방사체(220), 레이돔(210)으로 구성되고, 캐리어(230)는 플라스틱 구조물로 제조되며, 방사체(220)는 도체로 된다. 전기적 소형 안테나로 분류되기 위해서는 Radiansphere 대비 안테나가 작아야 하므로 PIFA 안테나 구조와 유전율을 갖는 캐리어 구조를 복합하여 공진 주파수를 낮추고 소형화 구조를 가지게 한다. 최적 안테나 설계를 위해 유전율 4.4, loss tangent 0.02 특성을 갖는 FR4 유전체를 캐리어로 사용하며, 캐리어의 두께와 구조를 조정하여 효율 감소를 최소화함으로써 효과적인 안테나 설계가 가능하게 한 것이다.
즉, 본 실시예는 평판형 구조의 PIFA(Planar Inverted) 안테나와 유전율을 갖는 캐리어 구조를 적용하여 안테나의 공진 주파수를 낮추어 소형화된 안테나 구조를 가지게 하므로 전체적인 안테나의 크기를 소형화할 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 실시예는 급전 구조와 캐리어의 복합 구조로 금속과 커플링 양을 조절하여 임피던스를 정합하고 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하여 안테나의 성능을 확보하게 한다.
따라서, 본 실시예의 안테나를 금속 구조체에 적용하는 경우 지상전투체계에서 무선통신에 적합한 소자로 사용할 수 있다.
또한 본 실시예는 무선통신기술 이용시 필수적으로 이용하는 안테나를 소형화하고, 금속 구조체 간에도 동작 가능하게 하여 운용 중 파손의 우려를 줄일 수 있으며, 유도무기 등 제품 자체에 기 탑재되어 운용자가 따로 설치할 필요가 없기에 운용상 편의성도 증가한다.
한편, 본 실시예의 안테나는 무선통신이 적용되고 하우징이 금속 프레임으로 되는 PC, 서버 등의 전자장치에 사용할 수도 있다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 금속 구조체 200: 안테나
210: 레이돔 211: 하부판
213: 케이스 220: 방사체
220a, 220b, 220e: 상면부 220c, 220d: 양 측면부
220f: 단락 라인 220g: 접지 라인
230: 캐리어(유전체) 230a: 상판부
230b,230c: 다리부
240,240a,240b,240c,240d: 빈 공간(유전체)

Claims (18)

  1. 3차원 형태의 안테나이며,
    상기 안테나는 단락 라인을 급전으로 사용하며,
    플라스틱 구조물로 중앙이 비워진 정육면체 또는 직육면체 형상의 캐리어;
    상기 캐리어의 상면 가장자리 및 상기 캐리어의 상면 가장자리와 연결되는 양 측면에 소정 길이로 연장되게 형성되는 방사체; 및
    플라스틱 구조물로 상기 캐리어 및 상기 방사체가 내장되는 레이돔;을 포함하고,
    상기 방사체는 도체로 제조되고, 상기 캐리어의 양 측면에 각각 위치되고 상기 캐리어의 상면 가장자리와 접하도록 띠 형태로 형성되고 서로 나란한 양 측면부와 상기 캐리어의 상면에 가장자리 3면에 위치되어 ㄷ자 형태로 상기 양 측면부를 연결하는 상면부를 가지며,
    상기 단락 라인은 상기 방사체의 상기 양 측면부의 사이에서 상기 방사체의 상면부와 연결되어 하부로 연장 형성되고,
    상기 안테나는 금속 구조체 내에 내장되는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어는
    상면 중앙, 전후면, 저면이 개구된 '∩'자 단면 형상인 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단락 라인에서 노치 구조를 적용한 접지 라인이 분기되는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어는 FR4 유전체인 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어의 두께, 높이 및 상기 단락 라인의 두께를 조절하여 임피던스를 정합하고 정해진 주파수 대역폭을 만족하게 하며 이득 특성을 개선하는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어의 두께와 높이를 조절하여 임피던스 정합과 주파수 대역폭을 증가하는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사체의 넓이를 조절하여 공진 주파수를 목표 대역에 맞게 조정하는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 단락 라인은 상기 금속 구조체와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 금속 구조체는 유도무기인 것을 특징으로 하는 소형 내장형 안테나.
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