KR102048997B1 - 미앤더 단락 핀을 이용한 uhf 광대역 모노콘 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 UHF 광대역 모노콘 안테나가 제공된다. 상기 UHF 광대역 모노콘 안테나는, 상부가 원형으로 이루어진 모노콘 안테나; 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되고, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖는 미앤더 라인 - 상기 미앤더 라인의 종단은 상기 접지면에 미앤더 단락 핀 형태로 연결됨 - ; 및 상기 모노콘 안테나 하부의 상기 접지면 위에 위치하도록 구성된 도체 원형 슬리브를 포함하여, 저주파 대역 및 중간 대역 특성을 향상시킨 UHF 대역 광대역 모노콘 안테나를 구현할 수 있다.

Description

미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나{Wideband UHF monocone antenna using meandering shorting pin}

본 발명은 광대역 모노콘 안테나에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 안테나의 사용되는 주파수 대역이 낮아질수록 안테나의 크기가 커지게 된다. 따라서 UHF(Ultra High Frequency) 대역 안테나와 같은 크기가 큰 안테나를 설계할 때에는 소형화가 필수적으로 이루어져야 한다는 단점이 있다.

한편, 모노콘 안테나(monocone antenna)는 다이폴 안테나의 일종으로 다이폴 안테나의 길이를 줄이기 위해서 모노폴 안테나방식을 사용하고 있다. 다만, 모노콘 안테나는 모노폴 안테나의 광대역성을 위하여 안테나의 모양을 콘 모양으로 만든 것으로, 다이폴 안테나의 방사 패턴을 가지면서 길이는 작아지며 광대역 특성을 갖는다. 따라서, UHF 대역과 같은 저주파수 대역에서 광대역 안테나로 사용될 수 있고, UWB 통신용 안테나 등으로 사용될 수 있다.

하지만, 이러한 모노콘 안테나도 특히 저주파수 대역, 예를 들어, 0.5 내지 1GHz 대역에서는 안테나 특성이 열화되는 문제점이 있다. 특히, 저주파수 대역에서는 모노콘 안테나의 크기에 비해 작은 그라운드 면의 크기로 인해 안테나 특성 유지가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 저주파수 대역에서도 광대역 특성을 갖는 미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 UHF 대역 모노콘 안테나의 동작 대역을 저주파수 대역으로 넓히기 위한 방안으로서, 안테나 상단부와 접지면 사이에 4개의 미앤더 단락 핀을 삽입하여, 안테나의 저주파 대역을 넓히는 기술을 제안을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 UHF 광대역 모노콘 안테나가 제공된다. 상기 UHF 광대역 모노콘 안테나는, 상부가 원형으로 이루어진 모노콘 안테나; 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되고, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖는 미앤더 라인 - 상기 미앤더 라인의 종단은 상기 접지면에 미앤더 단락 핀 형태로 연결됨 - ; 및 상기 모노콘 안테나 하부의 상기 접지면 위에 위치하도록 구성된 도체 원형 슬리브를 포함하여, 저주파 대역 및 중간 대역 특성을 향상시킨 UHF 대역 광대역 모노콘 안테나를 구현할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 미앤더 라인은 유전체 기판 위에 일정한 두께와 길이를 갖는 미앤더 라인 형태를 가지며, 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 90˚간격으로 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되어, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖도록 구성 가능하다.

일 실시 예에서, 상기 도체 원형 슬리브는, 원기둥 형태로 상기 모노콘 안테나 하부의 상기 접지면 위에 배치되고, 직경이 상기 모노콘 안테나의 상부의 원형의 직경보다 작게 설정되어, UHF 대역의 중간대역 반사계수 특성을 향상시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 모노콘 안테나에 상기 미앤더 단락핀을 포함하는 상기 미앤더 라인, 상기 도체 원형 슬리브를 추가하여, UHF 대역에서 광대역 특성이 구현될 수 있다. 이에 따라, 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 90˚간격으로 배치되는 상기 미앤더 라인이 상기 접지면에 연결됨에 따라 UHF 대역에서 3중 공진할 수 있다. 또한, 상기 접지면은 직경이 상기 모노콘 안테나의 상부의 원형의 직경보다 크게 설정된 원판 형태일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 UHF 대역 중 저주파 및 중간대역에서 안테나 특성 향상 위해, 상기 도체 원형 슬리브의 직경이 상기 모노콘보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 미앤더 라인의 종단이 도체 원형 슬리브에 연결될 수 있다.

일 실시 예에서, 방사 패턴 등의 대칭성 위해 상기 미앤더 라인이 배치된 4개의 기판이 상기 모노콘 안테나와 상기 접지면 사이에 연결되고, 상기 기판의 전면과 후면에 각각 상보 대칭 형태로 제1 및 제2 미앤더 라인이 형성될 수 있다. 또한, 상기 외측의 제1 미앤더라인 종단은 상기 접지면에 연결되고, 상기 내측의 제2 미앤더 라인의 종단은 상기 도체 원형 슬리브에 연결되어, UHF 대역에서 4중 공진 이상의 특징을 갖도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 외측의 제1 미앤더라인 종단과 상기 접지면 사이에 연결된 제1 스위치; 및 상기 내측의 제2 미앤더 라인의 종단과 상기 도체 원형 슬리브에 연결된 제2 스위치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 상기 UHF 대역의 저주파수 대역에서 반사 계수 특성을 최적화할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 기존 모노콘 안테나에 안테나 상단부와 접지면 사이에 4개의 미앤더 단락 핀을 삽입하고 접지면에 도체 원형 슬리브를 추가하여 안테나의 저주파 대역 및 중간 대역 특성을 향상시킨 UHF 대역 광대역 모노콘 안테나를 구현할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 단일 안테나만으로 UHF 대역의 대부분 대역에서 동작이 가능하며 기존 모노콘 안테나보다 크기가 작게 구현이 되었으므로, 무선 통신분야에서 UHF 대역 광대역 안테나로 사용될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 입체 평면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 전면 평면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예와의 안테나 특성을 비교하기 위한 제1 레퍼런스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예와의 안테나 특성을 비교하기 위한 제2 레퍼런스 안테나의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 제1, 제2 레퍼런스 안테나의 반사계수를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 안테나 방사패턴을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 형태의 미앤더 라인이 구현되는 형태를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 모노콘 안테나에 상보 형태의 미앤더 라인과 외부 원형 슬리브를 추가한 경우의 반사 계수를 나타낸다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 모듈, 블록 및 부는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 하기에서 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나에 대해 살펴보기로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나는 다음과 같은 목적을 갖는다. 본 발명의 목적은 저주파수 대역에서도 광대역 특성을 갖는 미앤더 단락 핀을 이용한 UHF 광대역 모노콘 안테나 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 UHF 대역 모노콘 안테나의 동작 대역을 저주파수 대역으로 넓히기 위한 방안으로서, 안테나 상단부와 접지면 사이에 4개의 미앤더 단락 핀을 삽입하여, 안테나의 저주파 대역을 넓히는 기술을 제안을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 도체 모노콘 안테나; 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 90˚ 간격으로 안테나 상단부와 접지면 사이에 위치한 4개의 미앤더 단락 핀; 상기 미앤더 단락 핀을 구성하는 유전체 기판과 미앤더 도체; 상기 모노콘 안테나 하단부 접지판 위에 도체 원형 슬리브, 접지판 아래에 SMA 커넥터를 연결한다.

한편, 상기 미앤더 단락핀에 의해 인덕티브 리액턴스 성분이 생성되어 UHF 대역의 저주파 대역 특성을 향상시켰으며 도체 원형 슬리브에 의해 UHF 대역의 중간 대역 반사계수 특성을 향상시킬 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 UHF 광대역 모노콘 안테나의 상세한 구성에 대해 살펴보면 다음과 같다. 도 1과 도 2는 각각 본 발명에서 제안된 안테나의 입체도와 전면도를 나타낸다.

도 1과 도 2를 참조하면, 제안된 안테나는 85 mm의 반지름, 44.8 mm의 높이를 갖는 모노콘 안테나, 1 mm의 두께와 15 mm × 42.8 mm의 크기를 갖는 미앤더 단락 핀, 65 mm의 반지름과 5 mm 의 높이를 갖는 도체 원형 슬리브로 구성되어 있다.

모노콘 안테나는 기판 하부에 위치한 50 Ω SMA 커넥터를 통해 급전되며 모노콘 상단부와 접지면 사이에 4 개의 미앤더 단락 핀이 세워져 있으며 모노콘 하단부 접지판 위에 도체 원형 슬리브가 위치하고 있다.

미앤더 단락 핀은 FR-4 기판위에 금속 미앤더 라인이 새겨져 있는 형태이다. 금속 미앤더 라인은 3 mm의 너비를 가지며, 4.5 mm의 간격과 10 mm의 길이를 가진 채 연속적으로 구불구불한 형태를 가진다.

50 Ω SMA 커넥터는 내부 도체, 테플론, 외부 도체로 구성되어 있으며 테플론이 접지면을 관통하고 내부도체가 모노콘과 맞닿아 있다.

한편, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 UHF 광대역 모노콘 안테나는 모노콘 안테나(100), 미앤더 라인(200) 및 도체 원형 슬리브(300)를 포함한다. 여기서, 모노콘 안테나(100)는 상부가 원형으로 이루어지고, 일정한 높이를 갖는 원뿔 형태의 도체로 구성된다.

이때, 모노콘 안테나(100)는 상부가 일정 두께의 원판으로 구성되고, 상기 원판의 직경보다 작은 크기의 원뿔 형태의 도체가 상기 원판과 연결되거나 또는 일체로 형성되도록 구성될 수 있다.

한편, 미앤더 라인(200)은 상기 모노콘 안테나(100) 둘레를 따라 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되고, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖도록 구성된다. 이때, 상기 미앤더 라인(200)의 종단은 상기 접지면에 미앤더 단락 핀 형태로 연결될 수 있다.

또한, 도체 원형 슬리브(300)는 상기 모노콘 안테나(100) 하부의 상기 접지면 위에 위치하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 미앤더 라인(200)은 유전체 기판 위에 일정한 두께와 길이를 갖는 미앤더 라인 형태를 가지며, 상기 모노콘 안테나(100) 둘레를 따라 90˚간격으로 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되어, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖도록 구성 가능하다.

또한, 상기 도체 원형 슬리브는, 원기둥 형태로 상기 모노콘 안테나(100) 하부의 상기 접지면 위에 배치되고, 직경이 상기 모노콘 안테나의 상부의 원형의 직경보다 작게 설정되어, UHF 대역의 중간대역 반사계수 특성을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예와의 안테나 특성을 비교하기 위한 제1 레퍼런스 안테나의 구조를 도시한 도면을 나타낸다. 제1 레퍼런스 안테나는 본 발명의 실시예에서 미앤더 단락 핀과 도체 원형 슬리브가 없는 기본적인 모노콘 안테나이다.

도 4는 본 발명의 실시예와의 안테나 특성을 비교하기 위한 제2 레퍼런스 안테나의 구조를 도시한 도면을 나타낸다. 제2 레퍼런스 안테나는 기본적인 모노콘 안테나에 도체 원형 슬리브만 추가된 안테나이다.

도 5는 본 발명의 실시예와 제1, 제2 레퍼런스 안테나의 반사계수를 도시한 그래프를 나타낸다. 제1 레퍼런스와 제2 레퍼런스의 반사계수를 비교해보면, 중간 대역의 반사계수가 향상된 것을 알 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예와 제1 레퍼런스 안테나의 반사계수를 비교해보면, 미앤더 단락 핀이 추가됨에 따라 인덕티브 리액턴스 성분이 증가하여 저주파 대역의 반사 특성이 향상됨을 알 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 모노콘 안테나(100)에 상기 미앤더 단락핀을 포함하는 상기 미앤더 라인(200), 상기 도체 원형 슬리브(300)를 추가하여, UHF 대역에서 광대역 특성이 구현됨을 알 수 있다. 구체적으로, 도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 모노콘 안테나(100) 둘레를 따라 90˚간격으로 배치되는 상기 미앤더 라인(200)이 그라운드 면(또는 접지면)에 연결됨에 따라 UHF 대역에서 3중 공진이 발생한다.

이에 따라, 상기 그라운드 면(또는 접지면)은 상기 모노콘 안테나(100)의 상부의 원형의 직경보다 크게 설정된 원판 형태일 수 있다. 하지만, 상기 그라운드 면(또는 접지면)의 크기가 증가하면 전체 안테나 크기가 증가하게 된다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 그라운드 면(또는 접지면)의 크기는 상기 모노콘 안테나(100)의 상부의 원형의 직경보다 크지만, 안테나 성능을 유지할 수 있는 한도 내에서 가능한 작게 설정되는 것이 바람직하다.

하지만, 이와 같이 상기 그라운드 면(또는 접지면)의 크기가 가능한 작게 설정됨에 따른 유한 그라운드 효과(finite ground effect)에 의해서 안테나나는 저주파수 대역에서 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

하지만, 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 모노콘 안테나(100)는 특히 저주파수 대역, 예를 들어, 0.5 내지 1GHz 대역에서는 안테나 특성, 즉 반사계수 특성이 일정수준, 예컨대 -10dB 이하를 유지함을 알 수 있다.

이와 관련하여, 전술한 바와 같이 저주파수 대역에서는 모노콘 안테나의 크기에 비해 작은 그라운드 면의 크기로 인해 안테나 특성 유지가 어렵다는 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 상기 모노콘 안테나(100)에 상기 미앤더 단락핀을 포함하는 상기 미앤더 라인(200), 상기 도체 원형 슬리브(300)를 추가하여, UHF 대역, 특히 저주파수 대역, 예를 들어, 0.5 내지 1GHz 대역에서는 안테나 특성, 즉 반사계수 특성이 일정수준, 예컨대 -10dB 이하를 유지할 수 있다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 상기 미앤더 단락핀을 포함하는 상기 미앤더 라인(200), 상기 도체 원형 슬리브(300)를 추가된 모노콘 안테나(100)는 그라운드의 크기가 작은 경우에도 저주파수 특성을 유지한다는 장점이 있다. 이러한 장점은, 상기 모노콘 안테나(100)가 상기 그라운드와 상기 미앤더 라인(200) 및 상기 도체 원형 슬리브(300)를 통해 상호 작용함에 따라 전기적으로 그라운드 영역이 확장되는 것과 유사하게 동작하기 때문이다.

한편, 도 1과 도 2를 참조하면, 상기 UHF 대역 중 저주파 및 중간 대역에서 안테나 특성 향상 위해, 상기 도체 원형 슬리브(300)의 직경이 상기 모노콘(100)보다 큰 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 미앤더 라인(200)의 종단이 도체 원형 슬리브(300)에 연결될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예의 600 MHz 대역에서의 방사패턴을 도시한 도면을 나타낸다. 본 발명의 실시예는 전방향성 방사패턴을 갖는다.

한편, 본 발명에 따른 미앤더 라인의 형태를 다양하게 하여, 그 종단이 도체 원형 슬리브에 연결되는 지점을 조절하여 보다 광대역 특성을 구현할 수 있다는 장점이 있다.

이와 관련하여, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서로 다른 형태의 미앤더 라인이 구현되는 형태를 나타낸다.

먼저, 도 2를 참조하면, 방사 패턴 등의 대칭성 위해 상기 미앤더 라인(200)이 배치된 4개의 기판이 상기 모노콘 안테나(100)와 상기 접지면 사이에 연결될 수 있다. 또한, 도 7을 참조하면, 상기 기판의 전면과 후면에 각각 상보 대칭 형태로 제1 및 제2 미앤더 라인(210. 220)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 외측의 제1 미앤더라인(210) 종단은 상기 접지면에 연결되고, 상기 내측의 제2 미앤더 라인(220)의 종단은 상기 도체 원형 슬리브(300)에 연결되어, UHF 대역에서 4중 공진 이상의 특징을 가질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 제1 및 제2 미앤더 라인은 각각 접지면과 도체 원형 슬리브(300)에 선택적으로 연결되도록 제1 및 제2 스위치를 구비할 수 있다. 따라서, 제1 스위치는 상기 외측의 제1 미앤더라인(310) 종단과 상기 접지면 사이에 연결되도록 구성 가능하다. 또한, 제2 스위치는 상기 내측의 제2 미앤더 라인(220)의 종단과 상기 도체 원형 슬리브(300)에 연결되도록 구성 가능하다.

따라서, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 상기 UHF 대역의 저주파수 대역에서 반사 계수 특성을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스위치가 온 상태가 되어 상기 외측의 제1 미앤더라인(310) 종단과 상기 접지면에 연결되면, 도 5와 같은 공진 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 저주파수 대역에서 이중 공진 형태로 광대역 특성이 구현될 수 있다.

반면에, 상기 제2 스위치가 온 상태가 되어 상기 내측의 제2 미앤더 라인(220)의 종단과 상기 도체 원형 슬리브(300)에 연결되면 도체 원형 슬리브(300)에 의한 효과가 우세(dominant)하게 발생한다. 이에 따라, 도 5와 같은 저주파수 대역의 이중 공진 형태에서 공진 피크가 다소 높은 주파수 대역으로 이동할 수 있다.

반면에, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 모두 온 상태가 되면, 상기 접지면과 상기 도체 원형 슬리브(300)에 의한 영향이 모두 발생하게 된다. 따라서, 도 5와 같은 저주파수 대역의 이중 공진 형태에서 대역 특성이 더 개선되거나 또는 3중 공진 이상의 형태가 될 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 도체 원형 슬리브(300)의 직경의 크기에 따라 저주파수 대역에서 동작 특성이 변경될 수 있다. 구체적으로, 상기 도체 원형 슬리브(300)의 직경이 증가함에 따라 저주파수 대역에서의 특성은 이중 공진 형태의 피크가 상호 인접하여 광대역 특성을 가질 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 도체 원형 슬리브(300)의 직경이 감소하면 중간 (주파수) 대역에서의 다중 공진으로 인해 대역폭이 확장될 수 있다.

반면에, 상기 도체 원형 슬리브(300)의 직경이 감소하면 저주파수 대역에서의 특성은 이중 공진 형태의 피크가 상호 멀어지게 되어 저주파수 대역에서 상호 이격된 주파수 대역에서 동작하는 응용에 적용 가능하다는 장점이 있다.

이와 같은 원리에 따라, 본 발명에서 제안된 모노콘 안테나에 상보 형태의 미앤더 라인과 외부 원형 슬리브를 추가하여 모의 시뮬레이션을 진행하여 얻은 S-파라미터(반사 계수) 시뮬레이션 결과는 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 모노콘 안테나에 상보 형태의 미앤더 라인과 외부 원형 슬리브를 추가한 경우의 반사 계수를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 모의 실험 결과 외부 슬리브는 저주파대역과 중간 대역에 모두 영향을 주는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 저주파수 대역은 약 0.7GHz에서 약 2GHz 대역이고, 중간 대역은 약 2GHz에서 4GHz 대역일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 응용에 따라 변경 가능하다.

구체적으로, 도 5에서의 저주파수 대역에서 이중 공진이 도 8에서는 상보 형태의 미앤더 라인에 의해 4중 공진까지 다중 공진이 형성됨을 알 수 있다. 도 5에 비해 도 8에서 저주파수 대역에서 대역폭이 크게 확장되지는 않았지만, 4중 공진 최적화를 통해 저주파수 대역에서 대역폭이 크게 확장될 수 있다. 이를 위해, 상보 형태의 미앤더 라인과 안테나 구조와의 상호 작용에 따른 4중 공진의 pole을 적절히 배치하여 저주파수 대역에서 대역폭이 크게 확장될 수 있다.

또한, 중간 대역에서는 도 5에 비해 도 8에서 대역폭이 크게 확장됨을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 도체 원형 슬리브(300)의 직경을 조절하여 중간 (주파수) 대역에서의 다중 공진으로 인해 대역폭이 확장될 수 있기 때문이다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능뿐만 아니라 각각의 구성 요소들에 대한 안테나 설계 및 파라미터 최적화는 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.

Claims (7)

1. UHF 광대역 모노콘 안테나에 있어서,
   상부가 원형으로 이루어진 모노콘 안테나;
   상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 상기 모노콘 안테나의 상부와 접지면 사이에 연결되고, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖는 미앤더 라인 - 상기 미앤더 라인의 종단은 상기 접지면에 미앤더 단락 핀 형태로 연결됨 - ; 및
   상기 모노콘 안테나 하부의 상기 접지면 위에 위치하도록 구성된 도체 원형 슬리브를 포함하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 미앤더 라인은 유전체 기판 위에 일정한 두께와 길이를 갖는 미앤더 라인 형태를 가지며, 상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 90˚간격으로 상기 안테나 상단부와 접지면 사이에 연결되어, 인덕티브 리액턴스 성분을 갖는 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 도체 원형 슬리브는, 원기둥 형태로 상기 모노콘 안테나 하부의 상기 접지면 위에 배치되고, 직경이 상기 모노콘 안테나의 상부의 원형의 직경보다 작게 설정되어, UHF 대역의 중간대역 반사계수 특성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 모노콘 안테나에 상기 미앤더 단락 핀을 포함하는 상기 미앤더 라인, 상기 도체 원형 슬리브를 추가하여, UHF 대역에서 광대역 특성이 구현되고,
   상기 모노콘 안테나 둘레를 따라 90˚간격으로 배치되는 상기 미앤더 라인이 상기 접지면에 연결됨에 따라 UHF 대역에서 3중 공진하고,
   상기 접지면은 직경이 상기 모노콘 안테나의 상부의 원형의 직경보다 크게 설정된 원판 형태인 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 UHF 대역 중 저주파 대역에서 안테나 특성 향상 위해, 상기 도체 원형 슬리브의 직경이 상기 모노콘보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 미앤더 라인의 종단이 도체 원형 슬리브에 연결된 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
6. 제2 항에 있어서,
   방사 패턴 등의 대칭성 위해 상기 미앤더 라인이 배치된 4개의 기판이 상기 모노콘 안테나와 상기 접지면 사이에 연결되고,
   상기 기판의 전면과 후면에 각각 상보 대칭 형태로 제1 미앤더 라인 및 제2 미앤더 라인이 형성되고, 상기 제1 미앤더 라인의 종단은 상기 제2 미앤더 라인의 종단보다 외측에 형성되고,
   외측의 제1 미앤더 라인 종단은 상기 접지면에 연결되고, 내측의 제2 미앤더 라인의 종단은 상기 도체 원형 슬리브에 연결되어, UHF 대역에서 4중 공진 이상의 특징을 갖는 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 외측의 제1 미앤더 라인 종단과 상기 접지면 사이에 연결된 제1 스위치; 및
   상기 내측의 제2 미앤더 라인의 종단과 상기 도체 원형 슬리브에 연결된 제2 스위치를 포함하고,
   상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프에 따라 상기 UHF 대역의 저주파수 대역에서 반사 계수 특성을 최적화하는 것을 특징으로 하는, UHF 광대역 모노콘 안테나.

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