KR20000001484A - 용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나 - Google Patents

용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나 Download PDF

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Abstract

1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
용량성 결합 방식에 의한 이중 대역 신축가능형 안테나
2.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 안테나를 인출했을 때에도 헬리컬은 전화기에 고정된 채로 휩이 헬리컬 내부를 관통하도록 구성되어 보다 나은 전기적 특성과 기구적 신뢰성을 가지며, 정합회로를 구비하여 하나의 안테나로 800MHz 대역의 셀룰라와 1.8GHz 대역의 PCS에 동시에 사용할 수 있는 것에 그 목적이 있다.
3 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 수신 대기상태에서 동작하는 헬리컬; 통화상태에서 송수신모드로 동작하는 휩; 상기 휩의 위치고정기능을 수행하는 스토퍼; 상기 휩의 인출에 따라 상기 스토퍼와 접촉하는 슬리브; 상기 헬리컬과 슬리브사이에 장착되어 용량성 결합하는 수단; 및 안테나의 급전점과 연결되어 소정의 이중 대역을 가지도록 정합하는 정합수단을 포함한다.
4.발명의 중요한 용도
헬리컬의 대역폭을 넓게하고 복사효율을 좋게하므로써 송수신성능을 향상시키며 이중 대역을 가지고 동작할 수 있도록 한 것임.

Description

용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나
본 발명은 가정용 무선 전화기, 셀룰라폰 및 PCS(Personal Communication Service)폰등 휴대가능한 이동통신 기기에 사용하는 안테나에 있어서, 정합회로에 의해 이중 대역을 가진 상태에서 휴대할 때나 보관할 때 안테나를 접어넣은 상태에서 1/4파장 헬리컬만으로 무선 신호를 수신하고, 통화할 때에는 안테나를 인출하여 1/4파장 휩으로 송,수신할 수 있도록 한 이중 대역 신축가능형 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, 가정에서 사용하는 무선전화기나 셀룰라, PCS등 이동통신용 휴대전화에 사용되는 신축가능형 안테나는 1/4파장의 휩 상단부에 1/4파장의 헬리컬을 접속한 구조로 되어 있기 때문에 전화기를 휴대, 보관시와 같이 수신 대기상태에서는 안테나가 삽입되어 1/4파장 헬리컬만 동작하고, 통화시에는 안테나가 인출되어 1/4파장 휩이 송수신 상태로서 동작하는 원리로 되어 있다.
이와같이 종래기술에 의한 신축가능형 안테나는, 도1a 및 도1b에 도시한 바와 같이 전화기 몸체(13)에 슬리브(14)가 체결된 상태에서 1/4파장의 휩(11)과 1/4파장의 헬리컬(12)이 서로 영향을 미치지 않는 소정 간격으로 분리되어 있어 도1a에 도시한 바와 같이 안테나를 삽입했을 때에는 1/4파장 헬리컬(12)이 동작하고, 도1b에 도시한 바와 같이 안테나를 인출했을 때에는 스토퍼(15)가 슬리브(14)에 걸린 상태에서 1/4파장 휩(11)이 각각 개별적으로 동작하는 구조로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기 안테나를 삽입했을 때 1/4파장 헬리컬(12)만으로 동작하므로, 대역폭이 좁고 복사효율도 나쁠뿐만 아니라, 상기 휩(11)과 헬리컬(12)의 연결부가 취약하여 쉽게 부러지는 단점이 있으며, 또한 종래 기술에 따른 안테나는 단일 대역만을 사용하는 제약이 따르는 문제점이 내포되어 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안테나를 인출했을 때에도 헬리컬은 전화기에 고정된 채로 휩이 헬리컬 내부를 관통하도록 구성되어 보다 나은 전기적 특성과 기구적 신뢰성을 가지며, 정합회로를 구비하여 하나의 안테나로 800MHz 대역의 셀룰라와 1.8GHz 대역의 PCS에 동시에 사용할 수 있는 용량성 결합 방식에 의한 이중 대역 신축가능형 안테나를 제공함에 그 목적이 있다.
도1a 및 1b는 종래 기술에 따른 신축가능형 안테나의 삽입시와 인출시의 상태를 나타낸 개략도.
도2는 본 발명에 의한 용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나의 일실시예 구성을 나타낸 단면도.
도3은 본 발명의 요부인 헬리켈의 구성을 나타낸 상세단면도
도4a 및 도4b는 본 발명에 의한 용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나의 인출시 및 삽입시의 상태를 나타낸 개략도.
도5a 및 도5b는 본 발명에 의한 용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나의 정합회로의 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21 : 헬리컬 23 : 튜브
24 : 스토퍼 25 : 가이드
31 : 휩 41 : 커버
42 : 코일 43 : 제1 절연체
44 : 금속판 45 : 제2 절연체
46 : 슬리브 47 : 판스프링
51 : 급전점 52 : 정합회로
53 : 안테나 54 : 인쇄회로기판
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 1/4파장의 길이를 가지며, 수신 대기상태에서 동작하는 헬리컬; 1/4파장의 길이를 가지며, 상기 헬리컬을 길이방향으로 관통하여 통화상태에서 송수신모드로 동작하는 휩; 상기 휩의 인출에 따른 위치고정기능을 수행하는 스토퍼; 상기 헬리컬의 일측에 장착되어 상기 휩의 인출에 따라 상기 스토퍼와 접촉하여 급전점으로서의 기능을 수행하는 슬리브; 상기 헬리컬과 슬리브사이에 장착되어 용량성 결합하는 수단; 및 전화기 몸체의 인쇄회로기판에 형성되며, 안테나의 급전점과 연결되어 소정의 이중 대역을 가지도록 정합하는 정합수단을 포함하는 이중대역 신축가능형 안테나를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 용량성 결합 방식에 의한 이중대역 신축가능형 안테나는 용량성 결합(capacitive coupling)원리를 적용시켜 복사효율 및 전기적 특성을 향상시키고 정합회로를 구비하여 하나의 안테나로 이중 대역을 가질 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 1/4파장의 길이를 가지며 수신 대기상태에서 동작하는 헬리컬(21)과, 상기 헬리컬(21)에 일측부가 삽입, 고정되는 가이드(25)와, 상기 가이드(25) 내부에 신축가능하게 장착된 원통형상의 튜브(23)와, 상기 튜브(23)의 일단부에 체결되는 스토퍼(24)와, 상기 튜브(23)에 내장되며, 일단부가 스토퍼(24)에 연결되고, 타단부가 상기 헬리컬(21)을 길이방향으로 관통하여 통화상태에서 송수신모드로 동작하는 1/4 파장 길이의 휩(31)으로 구성된다.
또한, 본 실시예에서의 휩(31)은 니켈- 티타늄 합금의 고탄성 재질로 제조되므로써 안테나의 내구성 및 복원성을 향상시킬 수 있도록 하며, 안테나의 기구적 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 헬리컬(21)은 도3에 도시된 바와 같이, 중공홀이 형성되어 있는 소정 크기의 커버(41)가 구비되며, 상기 커버(41)의 일단부에는 안테나의 급전점으로서의 기능을 수행하며, 일측 외주면에 나사산(46a)이 형성되어 별도의 전화기 케이스에 체결되는 구조의 슬리브(46)가 끼워져 고정된다. 또한, 상기 슬리브(46)의 중공홀 일측에는 안테나를 인출시, 상기 스토퍼(24)가 걸려 지지되도록 하는 판스프링(47)이 장착된다.
그리고, 상기 슬리브(46)의 일단부 내주면에는 절연기능을 수행하는 제2 절연체(45)가 끼워져 고정되며, 상기 제2 절연체(45)에는 소정 길이를 가지는 금속판(44)이 장착된다. 이러한 구조에 의하여 상기 슬리브(46)와 금속판(44) 사이에는 상기 제2 절연체(45)를 매개로 하여 용량성 결합을 하게 된다.
또한, 상기 금속판(44)에는 외주면에 나선형태의 홈이 형성된 제1 절연체(43)가 접속되고, 상기 제1 절연체(43)의 홈에는 상기 금속판(44)에 접촉되는 코일(42)이 감겨진다.
또한, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이 상기와 같이 구성된 안테나에서 전화기 몸체(도면에 표시하지 않음)에 내장된 인쇄회로기판(54)에는 상기 안테나의 급전점(51)과 연결되는 정합회로(52)가 구비되어 하나의 안테나로 800MHz 대역의 셀룰라와 1.8GHz 대역의 PCS에 동시 사용할 수 있는 이중대역 안테나(53)로 동작할 수 있도록 한다. 상기 정합회로(52)는 인덕터L1과 L2의 패턴으로 이루어지며, 본 실시예에서의 상기 인덕터L1과 L2는 각각 7.1nH, 1.5nH의 값을 가진다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 도4a 및 도4b를 참조하여 설명한다.
도4a에 도시된 바와 같이 통화시에 안테나를 인출한 경우에, 상기 슬리브(46)와 스토퍼(24)가 접촉되는 부분이 안테나의 급전점이 되고, 1/4파장의 휩(31)이 송수신 모드로서 동작한다. 이때, 상기 슬리브(46)와 금속판(44) 사이의 제2 절연체(45)에 의해 용량성 결합을 하므로써 상기 헬리컬(21)이 휩(31)의 하부에 병렬로 접속된다.
이와는 반대로, 도4b에 도시된 바와 같이, 안테나를 삽입했을 경우에는 상기 휩(31)과 슬리브(46)가 튜브(23)를 매개로 하여 용량성 결합되고, 전술한 인출시와 마찬가지로 상기 슬리브(46)와 금속부(44) 사이에 용량성 결합의 원리가 적용되어 상기 헬리컬(21)이 안테나로서 동작한다. 이때, 상기 슬리브(46)와 금속부(44) 사이의 용량성 결합에 의해 종래 기술의 안테나보다 헬리컬의 용량 성분을 보상하므로써 대역폭이 넓어지게 되어 전기적 특성이 안정화되는 것이다.
여기서, 상기와 같이 동작하는 안테나의 급전점(51)은 상기 인쇄회로기판(54)에 형성된 정합회로(52)와 연결되어 있으므로, 800MHz대역의 셀룰라와 1.8GHz대역의 PCS에서 송수신모드로 동작한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백한 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 안테나 삽입시 헬리컬과 슬리브가 전기적 접속이 아닌 용량성 결합방식에 의해 송수신하므로써 헬리컬의 대역폭이 넓고 복사효율이 향상될 뿐만 아니라, 전기적 특성이 안정화되고, 또한 상기 휩이 헬리컬의 내부를 관통한 상태에서 인출 및 삽입이 이루어지므로써 안테나의 기구적 신뢰성이 향상되는 효과를 가진다.
또한, 안테나의 급전점에 이중대역안테나로 동작할 수 있도록 정합회로를 연결하므로서 800MHz대역의 셀룰라와 1.8GHz대역의 PCS에 동시에 사용할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (5)

1/4파장의 길이를 가지며, 수신 대기상태에서 동작하는 헬리컬;
1/4파장의 길이를 가지며, 상기 헬리컬을 길이방향으로 관통하여 통화상태에서 송수신모드로 동작하는 휩;
상기 휩의 인출에 따른 위치고정기능을 수행하는 스토퍼;
상기 헬리컬의 일측에 장착되어 상기 휩의 인출에 따라 상기 스토퍼와 접촉하여 급전점으로서의 기능을 수행하는 슬리브;
상기 헬리컬과 슬리브사이에 장착되어 용량성 결합하는 수단; 및
전화기 몸체의 인쇄회로기판에 형성되며, 안테나의 급전점과 연결되어 소정의 이중 대역을 가지도록 정합하는 정합수단
을 포함하는 이중대역 신축가능형 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 용량성 결합 수단은
상기 헬리컬에 내장되는 금속도체; 및
상기 슬리브의 일단부 내주면에 장착되며 금속도체와의 사이에 절연기능을 수행하여 용량성 결합을 유도하는 제2 절연수단
을 포함하는 이중대역 신축가능형 안테나.
제 2 항에 있어서,
상기 헬리컬이
상기 금속도체에 접속되며 외주연에 소정간격을 두고 홈이 형성된 제1 절연수단과, 상기 제1 절연수단의 홈에 감겨지며, 일측이 상기 금속도체에 접속되는 코일을 더 포함하는 이중대역 신축가능형 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 정합수단이 800MHz 대역의 셀룰라와 1.8GHz대역의 개인휴대통신의 안테나로 동작하도록 인덕터L1및 L2로 이루어진 이중대역 신축가능형 안테나.
제 4 항에 있어서,
상기 인덕터L1및 L2의 값이 각각 7.1nH 및 1.5nH인 이중대역 신축가능형 안테나.
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