KR102079757B1 - 낮은 프로파일의 3축 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낮은 프로파일의 3축 안테나에 관한 것으로, 전단부들(13)로 마감된 네 개의 암을 갖는 십자형 전자기 코어(11), 두 개의 암 둘레에 감긴 X축 권선(DX); 두 개의 암 둘레에 감긴 Y축 권선(DY); 및 Z축을 중심으로 감긴 Z축 권선(DZ);을 포함하며, 상기 Z축 권선(DZ)은 전자기 코어를 둘러싸고 적어도 부분적으로 상기 전단부들(13)과 마주하며; 두 개의 인접한 암들과 그 전단부들(13) 사이를 가로지르는 Z축 권선(DZ)의 부분 사이에서 한정되는 4분원 공간에 네 개의 전자기 코어 부분들(12) 각각이 적어도 부분적으로 배치되고, 상기 십자형 전자기 코어(11)와 네 개의 전자기 코어 부분들(12)의 조립체는 복합 전자기 코어(10)를 생성한다.

Description

낮은 프로파일의 3축 안테나{LOW PROFILE TRIAXIAL ANTENNA}

본 발명은 로우 프로파일(low profile) 3축 안테나에 관한 것이며, 상기 안테나는 전도성 와이어의 2개의 권선이 권취되는 십자형 자기 코어와, 전기 절연성 코어에 권취되는 전도성 와이어를 갖는 상기 자기 코어 둘레의 제 3 권선을 포함하고, 이 3개의 권선은 로우 프로파일 구성으로 서로 직교하게 배치되어, 낮은 높이로, 보다 작은 장치에 통합될 수 있다.

상기 3축 안테나는 Z축 감도를 최적화하도록 설계되었다.

이 안테나는 특히 가상 현실 환경에서의 위치 결정 및 추적 기능과 자동차 분야에서 고려된다. 저주파수에서 최적의 동작을 갖는 자성 재료가 현재 이용 가능하기 때문에 본 발명이 0.5Hz 내지 수 MHz의 주파수에서 적용 가능하지만, 일반적으로 본 발명은 비제한적인 방식으로 0.5 Hz 내지 300 KHz의 범위에서 작동하는 장치에 적용될 것이며, 그럼에도 불구하고 미래에는 더 높은 동작 주파수에서 작동하는 장치에 적용될 수도 있다.

해결해야 할 기술적인 문제는 체적 및 중량을 최소화하여, 대량 생산을 위한 산업 어셈블리 솔루션을 제공하고 체적 단위당 최대 자기장을 보호 및 생성하는 것이다.

그것의 4개의 아암 둘레에 권취된 X축 권선 및 Y축 권선을 포함하는 십자형 전자기 코어와, 이 십자형 전자기 코어 둘레에 권취된 Z축 권선을 포함하는 로우 프로파일 3축 안테나가 특허 문헌 US7616166에 의해 공지되어 있으며, 상기 권선들은 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 서로 직각으로 권취되어 있다.

또한, 특허 문헌 US20080036672에는 이러한 타입의 안테나가 기재되어 있다.

이러한 타입의 안테나는 로우 프로파일 구성과 3축 공간에서의 방사 및/또는 수신 용량을 제공한다. 그러나, X축 및 Y축 권선들의 용량을 증가시키기 위해서는 십자형 전자기 코어의 4개의 교차 아암의 길이가 증가되어야 하고, 동시에 Z축 권선이 상기 십자형 전자기 코어의 중심 질량으로부터 멀어짐에 따라 방사 및 수신 용량이 감소되어야 하며, 4개의 사분면에 대응하는 빈 공간들의 크기가 증가함에 따라, 상기 빈 사분면들이 Z축 권선의 더 큰 부분에 인접하여 배열되어야 한다.

결과적으로, 상기 특허 문헌에 기재된 안테나를 형성하는 소자를 최적으로 제공하는 것은 방사 및/또는 수신 용량을 증가시키기 위해 안테나의 모든 크기를 스케일링해야 하므로, 상기 용량의 감소를 초래하지 않는 두께의 감소가 불가능해진다.

본 발명은 로우 프로파일 3축 안테나에 관한 것이다.

3축 안테나는 공간의 X축, Y축 및 Z축 중 하나에서 전자기 신호를 방사 및 수신할 수 있는 용량을 가진 안테나이므로, 상기 공간 내의 안테나의 위치에 관계없이 정확한 방사 및/또는 수신을 허용한다.

본 제안된 안테나는, 전술한 특허 문헌들에 따른 종래 기술에 그 자체가 공지된 바와 같이,

ㆍ 중심으로부터 돌출되어 있고 X축에 맞춰 정렬된 2개의 X축 아암들, 상기 중심에서 돌출되어 있고 Y축에 맞춰 정렬된 2개의 Y축 아암들을 구비하고, X축 및 Y축은 서로 직교하고, X축 아암들 및 Y축 아암들은 중심으로부터 가장 먼 면인 전단면(front end)을 가지는, 십자형 전자기 코어;

ㆍ 상기 2개의 X축 아암들 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지는 X축 권선;

ㆍ 2개의 Y축 아암들 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지는 Y축 권선;

ㆍ X축 및 Y축에 직교하는 Z축 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지는 Z축 권선으로서, 상기 Z축 권선은 상기 십자형 전자기 코어를 둘러싸며 상기 전단면들과 적어도 부분적으로 마주보고 있는, 상기 Z축 권선을 포함한다.

예를 들어, 완전히 또는 부분적으로 강자성 재료로 이루어진 십자형 전자기 코어가, 그들 사이에 90°의 각도 간격을 가지면서 둘씩 정렬된 4개의 아암을 가진 대칭 십자 형상을 갖게 된다.

X축 권선은 십자형 전자기 코어의 2개의 대향하는 아암 둘레에 권취되며, 바람직하게는 하나의 동일한 연속 전기 전도성 와이어에 의해 권취된다.

십자형 전자기 코어의 아암들 사이의 90°각도 간격은 X축 권선과 Y축 권선 간의 최소 간섭을 보장한다.

마지막으로, Z축 권선은 상기 4개의 아암에 의해 규정되는 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 둘레에 권취되고, 그것의 둘레 주위에서 십자형 전자기 코어를 둘러싸며, 상기 Z축 권선의 부분들이 4개의 아암의 전단면들과 마주보고 있다.

상기 X축, Y축 및 Z축 권선들을 통해 전류가 순환할 경우, 각각의 권선들의 X축, Y축 및 Z축과 동축인 전자기장 벡터를 갖는 전자기장이 생성될 것이며, 및/또는 이에 따라 상기 X축, Y축 및 Z축 권선들을 통해 전자기장이 순환할 경우, 상기 권선들을 통해 전류가 생성되게 된다.

본 발명은 또한 현재까지 알려지지 않은 방식으로, X축 아암, 인접한 Y축 아암 및 이들의 전단면들 사이에서 연장되는 Z축 권선(DZ)의 일 부분 사이에 규정되는 사분면 공간 내에 그 각각이 적어도 부분적으로 위치되는 4개의 전자기 코어 부분들을 제공하는 것을 제안한다.

따라서, 상기 사분면 공간들 각각은 십자형 전자기 코어의 인접한 아암들 사이에 존재하는 공간들에 위치된, Z축 권선으로 둘러싸여 있지만 십자형 전자기 코어가 없는 영역이 될 것이다. 또한, 상기 사분면 공간들은, 십자형 전자기 코어가 없으며 Z축 방향으로 십자형 전자기 코어의 2개의 인접한 아암들 사이에 엄격히 구속된 공간의 위와 아래에 위치되어 있는 인접한 영역들을 수용한다는 것이 이해될 것이다.

십자형 전자기 코어와 4개의 전자기 코어 부분들의 어셈블리는 Z축 권선과 협력하여 방사 및/또는 수신 용량을 증가시키는 복합 전자기 코어를 생성한다.

상기 복합 전자기 코어는 X축 및 Y축 권선 용량을 개선하고, 다른 한편으로는 Z축 권선 용량을 개선하여 4개의 사분 공간에 위치된 상기 4개의 전자기 코어 부분들에 의해 최대 30%만큼 감도를 증가시킴으로써, 상기 복합 전자기 코어에 대응하는 전자기 디스크에 의해 Z축 권선이 영향을 받게되도록 십자형 전자기 코어의 최수를 최적화할 수 있게 한다.

결과적으로, 로우 프로파일 안테나(즉, Z축 방향으로 낮은 높이를 갖는 안테나)가 그것의 용량을 감소시킴 없이도 얻어질 수가 있으며, 따라서 공지된 안테나보다 적은 재료를 필요로 하므로 더욱 비용 효율적이다.

본 제안된 발명의 일 실시형태에 따르면, 4개의 전자기 코어 부분들이 Z축 방향으로 십자형 전자기 코어의 아래에 배치될 것이다. 이것은 십자형 전자기 코어가 전자기 코어 부분 위에 돌출되어 하나의 단차(step)를 형성함을 의미한다. 이로 인하여 상기 전자기 코어 부분들의 상기 수직 이동의 결과인 전자기 코어 부분들의 간섭 또는 차폐 때문에 X축 및 Y축 권선 용량들이 감소되는 것이 방지된다.

또한, 4개의 전자기 코어 부분들 각각의 Z축에 수직인 상부면이 십자형 전자기 코어의 Z축에 수직인 하부면과 동일한 평면 상이 되도록함으로써, 전체 십자형 전자기 코어가 자기 코어 부분들 위에 배치되도록 하는 것이 제안된다.

다른 실시형태에 따르면, Z축에 평행한 방향의 4개의 전자기 코어 부분들의 높이는 Z축에 평행한 방향의 십자형 전자기 코어의 높이보다 더 작거나 또는 이보다 적어도 50% 더 작다. 이것은 십자형 전자기 코어의 두께가 전자기 코어 부분들의 두께보다 두껍게 되며, 십자형의 전자기 코어의 두께가 바람직하게는 전자기 코어 부분들의 두께의 적어도 두 배가 된다는 것을 의미한다. 두께는 Z축에 평행한 방향으로 측정 된 치수 크기를 의미하는 것으로 이해된다.

십자형 전자기 코어의 기하학적 중심은 바람직하게는 Z축 권선의 기하학적 중심과 일치하며, 이에 따라 안테나 정밀도를 증가시키고 그것의 이득과 성능을 향상시키게 된다.

Z축 권선의 두께가 Z축 방향의 십자형 전자기 코어의 두께보다 클 경우, 상기 십자형 전자기 코어는 상기 Z축 권선에 대하여 중간 높이에 중심 맞춤된다.

또한 십자형 전자기 코어가 경화된 고분자 재료로 이루어진 바디(body)이고 상기 바디는 가요성의 연속 강자성 요소들을 포함하며, 상기 연속 강자성 요소들은 서로 평행하며 상기 고분자 재료로 이루어진 상기 바디에 의해 격리되며, 이로써, 상기 강자성 코어 내에서 평행한 자기 트랙(magnetic track)들을 규정하는 제안된다.

대안적으로, 십자형 전자기 코어는 경화된 고분자 재료로 이루어진 바디이고, 상기 바디는 강자성 재료, 또는 순수 Fe, Fe 3+, Fe 카르보닐, Ni 카르보닐, Mn Zn 페라이트, Mn Ni 페라이트, 몰리펌 얼로이(Molypermalloy) 분말, Fe Ni, Mo-Fe Ni, Co-Si, 또는 Fe-Ni Zn 중에서 선택되는 강자성 재료의 마이크로 섬유, 마이크로 입자 또는 나노 입자의 형태의 강자성 요소들을 포함하며, 상기 Fe-Ni Zn은 30 중량 % 내지 80 중량 %의 Ni을 함유하고 Mo, Co 또는 Si 중에서 선택되는 추가 성분을 10 중량 % 미만으로 함유한다.

전자기 코어 부분들에도 적용 가능한, 십자형 전자기 코어의 이러한 조성은 본 출원인의 다른 선행 특허들 및 출원들에서 설명된 바와 같이, 안테나의 이득을 향상시킨다.

상기 전자기 코어 부분들은 또한 페라이트로 제조될 수 있다.

다른 바람직한 실시형태에 따르면, 전기 절연성 지지체가 복합 전자기 코어를 적어도 부분적으로 둘러싸며, 상기 전기 절연성 지지체는 Z축 권선의 적어도 일부가 권취되는 권선 트랙 및 Z축 권선에 대하여 상기 십자형 전자기 코어를 포지셔닝하기 위해 제공되는 전자기 코어 지지체를 포함한다.

따라서, 상기 전기 절연성 지지체는 상기 권선 트랙 상에 Z축 권선의 올바른 포지셔닝을 가능하게 하는 릴(reel)로서의 역할을 하여, 제조 공정을 더 용이하게 하며, 또한 안테나 어셈블리에 대한 십자형 전자기 코어의 정확한 포지셔닝을 가능하게 하는 전자기 코어 지지체를 제공하게 된다.

상기 전자기 코어 지지체는 바람직하게는 Z축 권선에 대해 중간 높이에서 십자형 전자기 코어를 유지하기 위한 크기를 가지며 Z축 권선에 대해 중심 맞춤된 지지 플랜지를 포함하게 된다.

전기 절연성 지지체에 의해 규정되는 권선 트랙은 바람직하게는 십자형 전자기 코어의 전체 둘레를 따라 연속적이게 되며, 십자형 전자기 코어 둘레의 그 기하학적 구조는 예를 들어 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 팔각형 중에서 선택될 수 있다.

전기 절연성 지지체가, 그 각각이 Z축에 수직인 베이스(base)와 권선 트랙의 후방의 세그먼트와 그리고 상기 베이스의 돌출 벽(protruding wall)들에 의해 규정되는, 4개의 사분면 공간들 각각에 하나씩인, 4개의 리셉터클(receptacle)을 더 포함하며, 리셉터클의 내부는 상기 베이스와 마주보는 개방면을 통해 접근 가능하고, 권선 트랙의 후방은 Z축 권선이 지지되는 면의 반대편에 있는 면이 되는 것이 또한 고려된다.

전자기 코어 부분들은 상기 리셉터클 내부에 설치된 마그네틱 시멘트, 또는 상기 리셉터클에 주입된 PBM 또는 PBSM 재료, 또는 상기 리셉터클 내부에 수용된 페라이트 부품인 것이 고려된다. 이러한 특징은 안테나를 보다 쉽게 제작할 수 있게 해주어, 비용을 낮춤과 동시에 구성 부품의 완전한 포지셔닝을 보장한다.

리셉터클의 돌출 벽들은 전자기 코어 부분들의 높이보다 큰 높이를 갖고 십자형 전자기 코어에 대한 하우징을 규정할 수 있다. 상기 돌출 벽들은 십자형 전자기 코어를 가둘 수 있으며, 조립 동안에 십자형 전자기 코어를 제 위치에 유지할 수도 있다.

다른 실시형태에 따르면, 전기 절연성 지지체는 지지체에 나사 결합되기 위한 Z축에 평행한 방향의 관통 구멍들이 구비된 탭들을 그 둘레를 따라 갖는다. 이것은 안테나가 송신기 안테나이며 특정 치수를 초과할 경우에(예를 들어 직경이 80 mm 이상) 특히 유용하다.

전기 절연성 지지체가, 주변 영역의 벽에 형성된, X축 권선, Y축 권선 및 Z축 권선을 형성하는 전기 전도성 와이어들의 단부들의 연결들을 통합하는 전기 커넥터를 포함함으로써, 외부와의 연결을 더욱 용이하게 만드는 것이 또한 고려된다. 따라서, 상기 권선들을 형성하는 적어도 6개의 전도성 와이어가 전기 절연성 지지체에 통합된 커넥터에 의해 간단하고 신속한 방식으로 연결될 수가 있다.

또한, 안테나가 비-전기 전도성 재료로 오버몰드되는 것, 즉 후속 조작을 방지하고 외부 침입에 대비하여 그 구성 요소를 고정시키는 재료와의 통합 후에 안테나를 덮는 것이 고려될 수도 있다. 상기 재료는 바람직하게는 플라스틱이 될 수 있다.

전기 절연성 지지체가, 상기 전기 절연성 지지체를 권취 회전 장치(winding rotating device)에 결합시키기 위한 Z축과 동심인 연결 구성체(connection configuration)를 포함하는 것이 추가로 제안된다. 달리 말해, Z축과 동심인 상기 연결 구성체에 의해서, 권선 회전 장치는 전기 절연성 지지체에 결합될 수가 있고, Z축 둘레에서 그것의 회전을 가능하게 하며, 이에 따라 권선 트랙의 둘레에 Z축 권선을 권취하는 것이 더 용이하게 된다. Z축과 동심인 상기 연결 구성체는 예를 들어, Z축과 동심원인 구멍일 수 있다.

예를 들어, 평행, 수직, 접선 등과 같은 기하학적 위치에 대한 언급은 상기 명명법에 의해 정의되는 이론상의 위치에 대한 ± 5°까지의 편차를 허용한다는 것을 이해할 것이다.

또한, 임의의 제공된 범위의 값들의 최종 값들은 최적의 것이 아닐 수 있고, 상기 최종 값들이 적용 가능하도록 본 발명의 적응들을 요구할 수도 있으며, 상기 적응들은 당업자의 범위 내에 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 다른 특징들은 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서 확인할 수 있다.

상기 및 다른 이점들 및 특징들은 예시적이고 비제한적인 방식으로 해석되어야하는 첨부 도면들을 참조하여 다음의 실시예에 대한 상세한 설명에 기초하여 보다 명확하게 이해될 것이다:
도 1은 원형의 권선 트랙을 갖는 전기 절연성 지지체를 구비하며 보호 오버몰드에 추가하여 지지체에 고정하기 위한 전기 커넥터 및 탭들을 통합하는 제 1 실시예에 따른 본 제안된 안테나의 분해도에 대응한다;
도 2는 원형의 권선 트랙을 갖는 전기 절연성 지지체를 또한 구비하되, 고정 탭들과 보호 오버몰드가 없는 전기 절연성 지지체의 외부에 있는 전기 커넥터를 구비하는 도 1에 도시된 것과 매우 유사한 다른 실시예에 따라 조립된 본 제안된 안테나의 사시도에 대응한다;
도 3은 도 2에 도시된 것과 동일한 실시예의 평면도에 대응한다;
도 4는 팔각형의 권선 트랙을 갖는 다른 변형예의 평면도이다;
도 5는 타원형의 권선 트랙을 갖는 또 다른 변형예의 평면도이며, 십자형 전자기 코어는 다른 2개의 와이어보다 긴 2개의 아암을 가지며, X축 권선은 Y축 권선보다 길다;
도 6은 십자형 전자기 코어의 아암들 및 2개의 인접한 전자기 코어 부분 중 하나를 선택한 평면에 따른 본 제안된 안테나의 단면도이다;
도 7은 전기 절연성 지지체가 없는 안테나에 대한 변형예의 평면도이며, Z축 권선은 십자형 전자기 코어의 아암들의 전단면들에 직접 지지된다.

첨부된 도면들은 본 발명의 예시적이고 비제한적인 실시예들을 도시한 것이다.

도 1은 본 제안된 안테나의 바람직한 실시예의 분해도를 도시한 것이다. 상기 실시예에 따르면, 그리고 도 2 및도 3에 도시된 실시예들에 따르면, 본 안테나는 서로 직교하는 다른 좌표 X축 및 Y축에 직교하는 좌표 Z축과 동심인 원형의 권선 트랙(21)을 갖는 릴(reel) 형태의 전기 절연성 지지체(20)를 포함한다.

또한, Z축과 동심인 원형 형상을 갖는 Z축 권선(DZ)이 상기 권선 트랙(21)에 권취된다.

도 4는 권선 트랙이 팔각형인 대안예를 도시한 것이며, 도 5는 상기 트랙이 타원형인 대안예를 도시한 것이다.

권선 트랙(21)은 Z축 권선(DZ)을 구속하여 우발적인 이동을 방지하고 제조 중에 정확하고 정밀한 포지셔닝을 더욱 용이하게 하는 각각의 플랜지로 그것의 2개의 에지 상에서 경계가 정해져 있다.

본 실시예의 전기 절연성 지지체(20)는 상기 Z축에 수직한 베이스를 더 포함하며, 이 베이스의 중심에는 Z축과 동심인 구멍이 Z축 권선(DZ)을 권취하는 동작 중에 조정된 속도로 전기 절연성 지지체(20)의 자동 회전을 허용하는 권선 회전 장치(도시되지 않음)에 연결되는 연결 구성체(29)에 의해 구성되어 있다.

전기 절연성 지지체(20)의 권선 트랙(21)의 후방(25)에 의해 둘러싸인 공간에는 Z축에 평행한 방향으로 돌출하는 8개의 돌출 벽(26)이 포함되며, 이들 중 4개의 돌출 벽은 X축에 평행한 방향을 따라 연장되고 둘씩 서로 마주보며, 다른 4개의 돌출 벽은 Y축에 평행한 방향을 따라 연장되고, 마찬가지로 둘씩 서로 마주본다. 8개의 돌출 벽(26) 각각은 일 단부가 권취 트랙(21)의 후방(25)에 연결되고 다른 단부가 다른 수직 돌출 벽(26) 중 다른 하나에 연결되어, 코너를 형성한다.

상기 구성은 4개의 리셉터클(23)을 규정하며, 각각의 리셉터클은 서로 연결된 2개의 수직 돌출 벽(26), 상기 2개의 돌출 벽(26)을 연결하는 권선 트랙(21)의 후방(25) 부분 및 전기 절연성 지지체(20)의 베이스의 일부인 베이스(24)에 의해 규정된다.

각각의 상기 리셉터클(23)은 전자기 코어 부분(12)을 수용하기 위해 구성되어 있다. 각각의 리셉터클(23)은 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 따른 원통형 섹터의 형상을 가지며, 4개의 리셉터클(23) 사이에는 마찬가지로 십자 형상을 갖는 십자형 전자기 코어(11)를 수용하기에 적합한 십자형 장애물 없는 공간이 배치되어 있다.

리셉터클들(23)의 바닥부에 존재하는 베이스(24)보다 큰 두께를 갖는 본 실시예의 베이스인 전자기 코어 지지체(22)가 전술한 십자형 장애물 없는 공간 내에 위치되며, 이에 따라 상기 공간에 수용된 십자형 전자기 코어(11)가 리셉터클(23)에 수용된 전자기 코어 부분들(12) 위에 배치되게 된다.

전자기 코어 부분들(12)이 단순히 리셉터클들(23) 내부에 수용된 페라이트 부품인 것으로 고려되어 있지만, 4개의 리셉터클(23)은 바람직하게는 상기 리셉터클(23) 내부에 후속적으로 세트되도록 유체 마그네틱 시멘트를 주입하거나, 또는 상기 리셉터클(23) 내에 나중에 응고가 될 PBM 또는 PBSM 재료를 주입하여 전자기 코어 부분들(12)을 제조하기 위한 몰드로서 사용될 것이다.

십자형 전자기 코어(11)는 X축 방향으로 2개, Y축 방향으로 2개인, 코어로부터 반경 방향으로 연장되는 4개의 아암으로 구성되어 있으며, 각각의 아암은 전단면(13)로 종결되어 있다.

전기 전도성 와이어의 X축 권선(DX)이 X축 방향으로 연장되는 아암 둘레를 감싸며, Y축 권선(DY)이 Y축 방향으로 연장되는 아암 둘레를 감싼다.

십자형 전자기 코어(11)는 전기 절연성 지지체(20)에 삽입되어, 전자기 코어 지지체(22) 상에 지지되고 돌출 벽들(26) 사이에 구속되며, 상기 십자형 전자기 코어(11)는 Z축 권선에 대해 중심이 맞춰져 위치되고 또한 하우징(23)에 배치된 전자석 코어 부분들(12)의 상부면에 위치된다.

전자기 코어 부분들(12)의 Z축에 평행한 방향의 두께는 십자형 전자기 코어(11)의 Z축 방향의 두께의 절반 이하가 바람직하다.

상기 십자형 전자기 코어(11)와 전자기 코어 부분들(12)은 단일의 복합 전자기 코어(10)로서 함께 작동하여, Z축 권선(DZ)의 효율을 크게 향상시킨다.

X축 권선(DX), Y축 권선(DY) 및 Z축 권선(DZ)을 형성하는 전기 전도성 와이어들의 단부들이, 상기 전기 전도성 와이어들의 단부들의 연결들을 일체화한 전기 커넥터(28)에 연결됨으로써, 안테나 외부 회로에의 연결을 더욱 용이하게 한다.

선택적으로, 안테나가 소정 직경보다 큰(예를 들어 80mm보다 큰) 송신기 안테나인 경우, 전기 절연성 지지체는 또한 지지체에 나사 결합되기 위한 Z축에 평행한 방향의 관통 구멍들이 구비된 탭들(27)을 포함할 수 있다.

또한, 안테나 어셈블리가 오버몰드(overmold)(30)에 의해서 전기 절연성 재료(예를 들어 플라스틱)로 덮이게 되어, 안테나의 구성 요소를 보호하고 그 위치를 고정하는 것도 고려된다.

리셉터클(23)이 원통형 섹터의 형상을 갖는 것이 아니라 예를 들어 큐브 또는 모따기된 큐브를 갖도록, 권선 트랙(21)이 팔각형 또는 사각형 프로파일을 갖는 버전과 같은 다른 대안적인 실시예들이 또한 고려될 수 있다. 도 5는 타원형의 권선 트랙(23)을 갖는 대안예를 도시한 것이며, 십자형 전자기 코어(11)의 2개의 아암은 다른 2개의 아암보다 더 길게 되어 있다. 이러한 구성은 Y축 권선에서의 방사 및/또는 수신 용량과는 다른 X축 권선에서의 증가된 방사 및/또는 수신 용량을 얻는 것을 허용하며, 이것은 특정 응용들에서 유용할 수 있다.

대안적으로, 본 제안된 안테나는 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, Z축 권선(DZ)을 십자형 전자기 코어(11)의 전단면들(13) 상에 직접 권취함으로써, 전기 절연성 지지체(20) 없이도 생성될 수 있는 것이 고려된다. 후속 오버몰드는 복합 전자기 코어(10)에 통합된 요소들을 각각의 위치에 유지하는 것을 돕게 된다.

하나의 실시예에서 설명된 본 발명을 형성하는 상이한 부품들은 그 조합이 명시적으로 설명되지 않더라도 그 조합에 단점이 없다면, 다른 상이한 실시예들에서 설명된 부품들과 자유롭게 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

1. 낮은 프로파일(low profile)의 3축 안테나로서,
   ㆍ 중심에서 돌출되어 있고 X축에 맞춰 정렬된 2개의 X축 아암들, 및 중심에서 돌출되어 있고 Y축에 맞춰 정렬된 2개의 Y축 아암들을 구비하고, 상기 X축과 Y축은 서로 직교하며, 상기 X축 아암들 및 Y축 아암들은 중심으로부터 가장 먼 면인 전단면(front end)을(13) 가지는, 십자형 전자기 코어(11);
   ㆍ 2개의 X축 아암들 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지는 X축 권선(DX);
   ㆍ 2개의 Y축 아암들 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지는 Y축 권선(DY);
   ㆍ 상기 X축 및 Y축에 직교하는 Z축 둘레에 권취된 전기 전도성 와이어로 이루어지고 상기 십자형 전자기 코어를 둘러싸며 적어도 부분적으로 상기 전단면(13)과 마주보는 Z축 권선(DZ);을 포함하며,
   4개의 전자기 코어 부분들(12)이 각각 상기 십자형 전자기 코어의 X축 및 Y축의 인접한 아암들과 Z축 권선(DZ)의 부분 사이에 존재하는 빈 공간에 위치하는 사분면 공간(quadrant space)에 배치되고, 상기 십자형 전자기 코어(11)와 4개의 전자기 코어 부분들(12)이 전체로서 복합 전자기 코어(10)를 생성하도록 구성되고,
   전기 절연성 지지체(20)가 상기 복합 전자기 코어(10)를 적어도 부분적으로 둘러싸며, 상기 전기 절연성 지지체(20)는 상기 Z축 권선(DZ)의 적어도 일부가 권취되는 권선 트랙(21) 및 상기 Z축 권선(DZ)에 대하여 십자형 전자기 코어(11)를 포지셔닝하기 위해 제공되는 전자기 코어 지지체(22)를 포함하고,
   상기 전기 절연성 지지체(20)는, 각각 4개의 사분면 공간들 중 하나에 있는 4개의 리셉터클(receptacle)(23)을 더 포함하고, 각각의 리셉터클은 Z축에 수직인 베이스(base)(24)와 상기 권선 트랙(21)의 후방(25)의 세그먼트와 상기 베이스(24)에서 돌출된 벽들(26)에 의해 규정되며 상기 리셉터클(23)의 내부는 상기 베이스(24)와 마주보는 개방면을 통해 접근 가능한 것을 특징으로 하는, 3축 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 4개의 전자기 코어 부분들(12)은 Z축 방향으로 상기 십자형 전자기 코어(11)의 아래쪽에 배열되는, 3축 안테나.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 4개의 전자기 코어 부분들(12) 각각의 Z축에 수직인 상부면(upper face)은 상기 십자형 전자기 코어(11)의 Z축에 수직인 하부면(lower face)과 동일 평면 상에 있는, 3축 안테나.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 4개의 전자기 코어 부분들(12)의 Z축에 평행한 방향의 높이는 상기 십자형 전자기 코어(11)의 Z축에 평행한 방향의 높이보다 더 작거나 또는 적어도 50% 더 작은, 3축 안테나.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 십자형 전자기 코어(11)의 기하학적 중심(geometric center)은 상기 Z축 권선(DZ)의 기하학적 중심과 일치하는, 3축 안테나.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 십자형 전자기 코어(11)는 가요성 연속 강자성 요소들을 포함하는 경화된 고분자 재료로 이루어진 바디(body)이며, 상기 강자성 요소들은 서로 평행하고 상기 고분자 재료로 이루어진 바디에 의해 격리되어, 상기 강자성 요소들 내에서 평행한 자기 트랙(magnetic track)들을 한정하는, 3축 안테나.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 십자형 전자기 코어(11)는, 강자성 재료, 또는 순수 Fe, Fe 3+, Fe 카르보닐, Ni 카르보닐, Mn Zn 페라이트, Mn Ni 페라이트, 몰리펌 얼로이(Molypermalloy) 분말, 30 중량 % 내지 80 중량 %의 Ni을 함유하고 Mo, Co 또는 Si 중에서 선택되는 추가 성분을 10 중량 % 미만으로 함유하는 Fe Ni, Mo-Fe Ni, Co-Si, 또는 Fe-Ni Zn 중에서 선택되는 강자성 재료의 마이크로 섬유, 마이크로 입자 또는 나노 입자의 형태의 강자성 요소들을 포함하는 경화된 고분자 재료로 이루어진 바디인, 3축 안테나.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기 절연성 지지체(20)에 의해 규정되는 상기 권선 트랙(21)은 상기 십자형 전자기 코어(11)의 전체 둘레를 따라 연속적이면서 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 팔각형 중에서 선택된 기하학적 구조를 갖는, 3축 안테나.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 전자기 코어 부분들(12)은, 상기 리셉터클(23) 내부에 설치된 마그네틱 시멘트(magnetic cement), 또는 상기 리셉터클(23)에 주입된 PBM 또는 PBSM 재료, 또는 상기 리셉터클(23) 내부에 수용된 페라이트 부품인, 3축 안테나.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 돌출된 벽들(26)은 상기 전자기 코어 부분들(12)의 높이보다 큰 높이를 갖고 상기 십자형 전자기 코어(11)를 위한 하우징을 한정하는, 3축 안테나.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연성 지지체(20)는 둘레에 탭(tab)들(27)을 가지고, 상기 탭들(27)에는 지지체에 나사 결합되기 위한 Z축에 평행한 방향의 관통 구멍들이 구비되는, 3축 안테나.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연성 지지체(20)는 X축 권선(DX), Y축 권선(DY) 및 Z축 권선(DZ)을 형성하는 전기 전도성 와이어들의 단부들의 연결들을 통합하는 전기 커넥터(28)를 포함하는, 3축 안테나.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나는 비-전기 전도성 재료로 이루어진 오버몰드(overmold)(30)로 덮여있는, 3축 안테나.
14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연성 지지체(20)는, 상기 전기 절연성 지지체(20)를 권취 회전 장치(winding rotating device)에 결합시키기 위한 Z축과 동심인 연결 구성체(connection configuration)(29)를 더 포함하는, 3축 안테나.
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