KR20010026655A - 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나에 관한 것임.

2. 발명이 해결하고자하는 과제

본 발명은 무선통신 시스템에서 빔패턴의 균일성을 유지시키고 주파수 정합 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 천장취부형 소형옴니 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 복사되는 전자파를 공중으로 반사시키기 위한 마이크로스트립 기판; 전자파를 전달하는 케이블를 연결하기 위하여, 상기 마이크로스트 기판에 형성된 커넥터 홀; 상기 커넥터 홀을 통해 입력되는 전자파를 전달하기 위하여, 상기 마이크로스트립 기판에 형성된 마이크로스트립 라인; 상기 마이크로스트립 라인을 통해 전달되는 전자파를 마이크로스트립 기판과 공진하여 공중으로 복사하기 위한 복사수단; 및 상기 마이크로스트립 라인을 통해 상기 복사수단으로 급전되는 전자파의 임피던스를 매칭시키기 위한 튜닝 스터브를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신 시스템에 이용됨.

Description

무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나{Small omni antenna for sticking the ceiling in wireless communication system}

본 발명은 무선통신 시스템에 이용되는 천장취부형 소형옴니 안테나에 관한 것으로서, 특히 주파수 정합을 용이하며 빔패턴의 균일성을 향상시킬 수 있는 소형옴니 안테나에 관한 것이다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 각각 종래의 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나에 대한 예시도로서, 부하형(Loaded) 모노-폴, 역 "F"자형 모노-폴 및 역 "L"자형 모노-폴을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 짧은 모노-폴(mono-pole)과 임피던스 정합을 위한 기생소자들로 구성되어 있음을 알수 있다. 이때, 임피던스 정합을 위한 기생소자들의 위치 및 크기 등에 의하여 안테나의 특성이 좌우되며, 그리고 원하는 주파수에서 공진을 위한 모노-폴의 길이와 굵기가 확보되어야 하며, 공진을 위한 중심 주파수와 복사 대역폭에 따라 기생소자도 크기 및 물리적 위치 등에도 영향이 있다.

도 2는 종래의 무선통신 시스템의 천장취부형 모노-콘 옴니 안테나의 구성도로서, 모노-콘 형태의 복사소자(211)와, 알미늄판 등과 같은 철판으로 이루어진 반사판(212)과, 복사소자(211)를 반사판(212)에 접속시키기 위한 커넥터 홀(Connector Hole)(213)으로 구성된다.

여기서, 복사소자(211)와 반사판(212)의 각도(α)가 45도일 때, 구조적인 변화없이 복사소자(211)에 급전할 경우, 파장이 복사소자(211) 높이(h)의 두배가 되는 주파수 보다 높은 주파수 영역에서 동작한다.

그리고, 복사소자(211)로 급전되는 전자파를 50Ω의 임피던스로 매칭시키 위해서는, 모노-콘 형태의 복사소자(211)의 크기를 보다 작게 조절할 수 없다. 이는, 반사판(212)이 알미늄과 같은 철판으로 이루어져 있어 전자파의 임피던스를 매칭시킬 수 없기 때문이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 천장취부형 소형옴니 안테나의 경우, 안테나의 주파수에 대한 임피던스 정합 대역폭이 5% 이하로 비교적 좁고, 복사 빔패턴이 균일하지 않으며 이득이 낮은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선통신 시스템에서 빔패턴의 균일성을 유지시키고 주파수 정합 특성을 현저하게 향상시킬 수 있는 천장취부형 소형옴니 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나에 대한 예시도.

도 2는 종래의 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나의 일실시예 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나의 빔 패턴에 대한 특성도.

도 5는 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나에 대한 주파수 정합 특성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

311: 마이크로스트립 기판 312: 커넥터 홀

313: 마이크로스트립 라인 314: 복사소자

315: 튜닝 스터브

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 천장취부형 소형옴니 안테나에 있어서, 복사되는 전자파를 공중으로 반사시키기 위한 마이크로스트립(Microstrip) 기판; 전자파를 전달하는 케이블(cable)를 연결하기 위하여, 상기 마이크로스트 기판에 형성된 커넥터 홀(Connector Hole); 상기 커넥터 홀을 통해 입력되는 전자파를 전달하기 위하여, 상기 마이크로스트립 기판에 형성된 마이크로스트립 라인(Microstrip Line); 상기 마이크로스트립 라인을 통해 전달되는 전자파를 상기 마이크로스트립 기판과 공진하여 공중으로 복사하기 위한 복사수단; 및 상기 마이크로스트립 라인을 통해 상기 복사수단으로 급전되는 전자파의 임피던스를 매칭시키기 위한 튜닝 스터브(Tunning Stub)를 포함한다.

본 발명은, 무선통신용 천장취부형 소형옴니 안테나의 빔패턴의 균일성을 개선하기 위하여 모노-콘(Mono-corn) 형태의 복사소자를 이용하며, 안테나의 크기를 소형화하기 위하여 모노-콘 형태의 복사소자의 크기를 줄인 상태에서 마이크로스트립(microstrip) 전송선으로 급전하여 주파수 정합이 용이하게 하여 안테나의 특성을 개선시키고 양상성을 현저하게 높이기 위한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나의 일실시예 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 천장취부형 소형옴니 안테나는, 복사되는 전자파를 공중으로 반사시키기 위한 마이크로스트립 기판(311)과, 전자파를 전달하는 케이블(cable) 등을 연결하기 위하여, 마이크로스트 기판(211)에 형성된 커넥터 홀(312)과, 커넥터 홀(312)을 통해 입력되는 전자파를 전달하기 위하여, 마이크로스트립 기판(311)에 형성된 마이크로스트립 라인(313)과, 마이크로스트립 라인(313)으로 통해 급전되는 전자파를 마이크로스트립 기판(311)과 공진하여 공중으로 복사하기 위한 모노-콘 형태의 복사소자(314)와, 마이크로스트립 라인(313)을 통해 복사소자(314)로 급전되는 전자파의 임피던스를 50Ω으로 매칭시키기 위한 튜닝 스터브(Tunning Stub)(315)를 구비한다.

마이크로스트립 기판(311)과 복사소자(314) 간의 각도(β)는 45도보다 작고, 복사소자(314)와 마이크로스트립 기판(311) 간의 최대 높이(h)는, 원하는 주파수의 반파장보다 작게 되어 있으므로 주파수 정합특성을 유지하기 위하여 급전 선로를 마이크로스트립 라인(313)으로 구성하고, 전자파의 임피던스 정합을 위한 적절한 튜닝 스터브(315)를 채용하여 주파수 정합특성을 확보하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나의 빔 패턴에 대한 특성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 무선통신 시스템의 천장취부형 소형옴니 안테나에 대한 주파수 정합 특성도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 800MHz 대역의 주파수에서 동작하는 복사소자(314)의 각도(β)가 35도, 높이(h)가 중심 주파수 파장의 0.23인 안테나를 제작하였을 경우, 첨두치 이득은 0dBi 이상이고 빔 패턴은 전 방향으로 비교적 균일한 특성을 보이며, 주파수 정합 특성은 정재파비가 1.5 :1 이하에서 10% 이상의 대역폭을 확보할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 안테나의 크기를 소형화하여 상품성과 실용성을 현저하게 높이고, 우수한 복사 패턴을 가지므로 무선통신에서 균일한 전파 환경을 구축할 수 있으며, 그리고 우수한 주파수 정합 특성을 가지므로 양산성이 좋고 응용 범위가 매우 넓은 효과가 있다.

Claims (5)

1. 무선통신 시스템에서의 천장취부형 소형옴니 안테나에 있어서,

   복사되는 전자파를 공중으로 반사시키기 위한 마이크로스트립(Microstrip) 기판;

   전자파를 전달하는 케이블(cable)를 연결하기 위하여, 상기 마이크로스트 기판에 형성된 커넥터 홀(Connector Hole);

   상기 커넥터 홀을 통해 입력되는 전자파를 전달하기 위하여, 상기 마이크로스트립 기판에 형성된 마이크로스트립 라인(Microstrip Line);

   상기 마이크로스트립 라인을 통해 전달되는 전자파를 상기 마이크로스트립 기판과 공진하여 공중으로 복사하기 위한 복사수단; 및

   상기 마이크로스트립 라인을 통해 상기 복사수단으로 급전되는 전자파의 임피던스를 매칭시키기 위한 튜닝 스터브(Tunning Stub)

   를 포함하는 천장취부형 소형옴니 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로스트립 기판과 상기 복사수단 간의 각도는, 실질적으로 45도 이하인 것을 특징으로 하는 천장취부형 소형옴니 안테나.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복사수단은,

   모노-콘(Mono-Corn) 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 천장취부형 소형옴니 안테나.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 복사수단과 상기 마이크로스트립 기판 간의 최대 높이는, 원하는 주파수의 반파장보다 작은 것을 특징으로 하는 천장취부형 소형옴니 안테나.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 튜닝 스터브는,

   상기 마이크로스트립 라인을 통해 상기 복사수단으로 급전되는 전자파의 임피던스를 실질적으로 50Ω으로 매칭시키는 것을 특징으로 하는 천장취부형 소형옴니 안테나.