KR19980055666U - 안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안테나에서 일반적으로 발생할 수 있는 협대한 주파수 밴드폭을 개선시키기 위하여 기존 안테나의 모양을 변형시키지 않고 단지 안테나에 접촉되어 급전하는 연결장치에 있어서의 급전부인 연결단자를 반원기둥상으로 하되, 그 내측 절단면이 평면을 이루는 형태로 변형시키는 것에 의해 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 안테나의 밴드폭을 확장하는 것으로서, 이는 안테나의 종류에 관계없이 체결구조에 따라 밴드폭 확장을 도모할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

Description

안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치

본 고안은 안테나에서 일반적으로 발생할 수 있는 협대한 주파수 밴드폭을 개선시키기 위한 안테나의 연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 안테나의 모양을 변형시키지 않으면서 단지 안테나 연결장치의 급전부인 연결단자의 구조을 반원기둥상으로 변형하는 것에 의해 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치에 관한 것이다.

종래의 무선통신에서 사용되었던 소형 안테나의 일반적인 급전구조는 동축선로에 바로 급전되는 형태로, 모노폴(MONOPOLE)인 경우에는 동축선로에 ＋부분이 급전되고, 다이폴(DIPOLE)인 경우에는 동축선로의 ＋,－부분이 안테나에 각각 급전이 된다. 이러한 방법은 안테나의 급전선간의 불평형 상태를 유발하여 실제적으로 안테나의 임피던스 매칭이 어렵게 된다. 또한 안테나와 급전선간의 접점부위가 수시로 달라짐으로 인하여 제작된 안테나의 특성이 일정하지가 못했다. 그러므로 안테나의 효율이 상당히 떨어지게 된다.

또한, 상기 동축선로에 있어서의 결점을 개선하기 위해 만들어진 도 1의 안테나의 급전구조는 무선통신기기의 커넥터(도시생략)와 안테나(14)를 연결시키는 연결장치(10)는 상기 안테나(14)를 급전하는 원기둥상 연결단자(11)와, 상기 연결단자(11)의 하단부에 형성되어 상기 안테나(14)가 접하도록 지지하는 걸림테(12)와, 무선통신기기의 커넥터에 체결되는 나사부(13)로 이루어져 있으므로 안테나와 동축선로 사이의 연결장치의 구조를 개선시켰다는 의미는 있으나, 실제적으로 일반적인 안테나에서 문제시되는 불평형 조건이 개선이 되지 않아 안테나의 효율이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기존의 안테나의 특성은 전혀 변형시키지 않고 안테나가 결합되는 급전부인 연결단자의 구조만을 변형하는 것에 의해서 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 협대한 안테나의 밴드폭을 넓힐 수 있는 연결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 연결장치를 개략적으로 나타낸 요부 사시도

도 2는 본 고안의 연결장치를 개략적으로 나타낸 제1의 요부 사시도

도 3은 본 고안의 연결장치를 개략적으로 나타낸 제2의 요부 사시도

도 4는 본 고안의 연결장치를 개략적으로 나타낸 제3의 요부 사시도

도 5a는 종래의 연결장치의 특성도

도 5b는 본 고안의 연결장지의 특성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20 : 연결장치 21 : 연결단자

21a: 절단면 21b: 요홈

22 : 걸림테 23 : 나사부

24 : 안테나 25 : 구멍

26 : 연결단자 27 : 절결요홈

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성 및 작용을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하여, 송수신주파수 대역의 중심주파수에서 공진하는 안테나(24)와 도시생략의 무선통신기기의 커넥터에 연결되어 급전부인 연결단자(21)를 통하여 안테나에 급전하는 연결장치(20)에 있어서, 상기 안테나(24)에 접촉되어 급전하는 연결장치(20)의 연결단자(21)가 반원기둥상을 이루되, 그 내측 절단면(21a)이 평면을 이루고 있다.

또한, 도 3을 참조하여, 급전부인 반원기둥상 연결단자(21)의 내측 절단면(21a)의 평면에 길이방향으로 반원상 요홈(21b)을 형성하되, 그 요홈(21b)이 걸림테(22)와 나사부(23)를 연통하는 중심 구멍(25)과 일치하도록 형성되어 있다.

또한, 도 4를 참조하여, 송수신주파수 대역의 중심주파수에서 공진하는 안테나(24)와 도시생략의 무선통신기기의 커넥터에 연결되어 안테나에 급전하는 연결장치(20)에 있어서, 상기 안테나(24)에 접촉되어 급전하는 연결장치(20)의 원기둥상 연결단자(26)의 바깥둘레의 일측하부에 반원상의 절결요홈(27)을 소정간격으로 다수개 형성하되, 그 절결요홈(27)의 상부 원기둥상 연결단자(26) 외주에 안테나(24)가 삽지되어 있다.

도면중 미설명 부호 (22)는 연결단자(21)의 하단부에 형성되어 안테나(24)가 접하도록 유지되는 걸림테이고, (23)은 도시생략의 무선통신기기의 커넥터에 체결되는 나사부이다.

상기한 구성에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

제 1구성에 따른 본 고안은 일반적인 안테나의 공진특성을 바꿀 수 있는 반원기둥상 연결단자(21) 외주에 송수신주파수 대역의 중심주파수에서 공진하는 안테나(24)가 접촉되며 이 급전부인 연결단자(21)를 통하여 상기 안테나(24)에 급전하는 연결장치(20)의 구조에 의해 일반적인 안테나의 특성인 병렬공진이 직렬공진으로 보상되므로서 실제 중심주파수에서 그 밴드폭이 넓어진다.

제 2구성에 따른 본 고안은 일반적인 안테나의 공진특성을 바꿀 수 있는 긴 요홈(21b)이 형성된 반원기둥상 연결단자(21)의 외주에 송수신주파수 대역의 중심주파수에서 공진하는 안테나(24)가 접촉되며 상기 연결단자(21)를 통하여 상기 안테나(24)에 급전하는 연결장치(20)의 구조에 의한 공진특성의 변화로 그 밴드폭이 넓어진다.

제 3구성에 따른 본 고안은 급전부인 연결단자(26)의 외주에 다수의 절결요홈(27)이 형성된 원기둥상의 외주에 안테나(24)가 접촉되어 급전하는 연결장치(20)의 구조가 공진특성에 변화를 주게 되므로서 원하는 밴드폭을 얻을 수 있다.

따라서, 본 고안은 기존의 안테나를 변형시키지 않고 연결장치(20)의 연결단자(21)(26)만을 변형하여 실제로 모노폴(MONOPOLE) 안테나 및 다이폴(DIPOLE) 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 그 밴드폭을 확장할 수 있다.

실제로 상기 구조에 의한 결과를 설명하면 다음과 같다.

안테나의 공진회로가 일반적으로 병렬공진을 일으킬 때 Q값이 상당히 커짐으로 밴드폭은 상당히 작아지게 된다. 그러나 이러한 본 고안의 연결장치의 구조를 분포정수형 회로로 환산하여 급전점에서 들여다 본 입력임피던스가 직렬공진을 일으키게 한다면 넓은 주파수대역에서 원하는 밴드폭을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

본 실험은 안테나는 NORMAL 모드용 헤리컬 안테나를 실험하였으며 중심주파

도 5a는 종래의 안테나 특성도로서, 급전구조물을 I자 형태의 체결구조를 사용한 결과이다. 이 경우 -20dB 밴드폭은 약 8MHz가 나타남을 알 수 있다.

또한, 도 5b는 본 고안의 안테나의 특성도로서, 급전구조물을 밴드폭을 확장하기 위하여 도 2내지 도4와 같이 변형을 하였으며 그 결과 -20dB 밴드폭은 약20MHz정도가 나타남을 알 수 있다.

상기 도 5a와 도5b를 비교하면, 여기서 사용된 주파수는 315MKz로 반사손실이 -20dB 지점에서 안테나의 밴드폭은 중심주파수에 대하여 약 2.5배 정도 증가함을 보이고 있다. 이러한 밴드폭의 확장은 비단 헤리컬 안테나 뿐만 아니라 여러 가지 선형 안테나와 마이크로 스트립 안테나에도 적용할 수 있음을 알 수 있었다.

따라서, 본 고안은 연결장치에 형성된 연결단자의 모양을 변형시킴에 따라 안테나의 공진회로를 병렬공진에서 직렬공진으로 변환되므로서 일반적으로 중심주파수에서 병렬공진을 일으키는 임의의 안테나를 기존보다 2∼3배 이상의 밴드폭을 얻을 수 있다.

이상과 같은 본고안은 기존의 안테나의 원래의 모양을 전혀 변형시키지 않으면서 안테나의 연결장치에 있어서의 연결단자 구조를 반원기둥상으로 변형시킴에 따라 안테나의 일반적인 특성인 병렬공진을 직렬공진으로 보상하여 그 밴드폭을 확장하는 것으로서 이는 안테나의 종류에 관계없이 체결구조에 따라 밴드폭 확장을 꾀할 수 있는 것이다.

또한, 연결단자 구조의 변형만으로 안테나의 밴드폭을 확장시킬 수 있기 때문에 안테나 시스템의 전체 크기가 상당히 작아지게 되고 또한 밴드폭은 넓어지게 되므로 소형 안테나이지만 여러 주파수를 만족할 수 있으므로 안테나가 설치 및 사용이 되는 여러 가지 환경으로 인한 중심주파수의 이동에 즉시 대처할 수 있다.

Claims (3)

1. 송수신주파수 대역의 중심주파수에서 공진하는 안테나(24)와 도시생략의 무선통신기기의 커넥터에 연결되어 급전부인 연결단자(21)를 통하여 안테나에 급전하는 연결장치(20)에 있어서, 상기 안테나(24)에 접촉되어 급전하는 연결장치(20)의 연결단자(21)가 반원기둥상을 이루되, 그 내측 절단면(21a)이 평면인 것을 특징으로 하는 안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반원기둥상 연결단자(21)의 내측 절단면(21a)의 평면에 길이방향으로 반원상 요홈(21b)을 형성하되, 그 요홈(21b)이 걸림테(22)와 나사부(23)를 연통하는 중심 구멍(25)과 일치한 것을 특징으로 하는 안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 안테나(24)에 접촉되어 급전하는 연결장치(20)의 원기둥상 연결단자(26)의 바깥둘레의 일측하부에 반원상 절결요홈(27)을 소정간격으로 다수개 형성하되, 그 절결요홈(27)의 상부 원기둥상 연결단자(26) 외주에 안테나(24)가 삽지되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나의 밴드폭을 넓히는 연결장치.