KR20010106460A

KR20010106460A - 안테나 장치

Info

Publication number: KR20010106460A
Application number: KR1020017002654A
Authority: KR
Inventors: 오와다데쯔; 미야자끼모리야스; 엔도쯔또무
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-11-29
Also published as: US6172656B1; CN1316117A; JP4101514B2; WO2001001518A1; EP1111715A1

Abstract

헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전하는 것을 목적으로 한다.

유전체통(1)의 외측면에는 급전 입력 단자(P1), 스트립 도체(4a∼4d), 하이브리드(6a, 6b, 8)가 설치된다. 유전체통(1)의 내측면에는 지도체(2), 슬롯(3a∼3d)가 설치된다.

헤리컬 안테나(15)는 유전체통(1)의 내부 공간이고 슬롯(3a∼3d)에 대향하는 위치에 비접촉으로 삽입된다. 스트립 도체(4a∼4d)는 유전체통(1)을 사이에 두고 슬롯(3a∼3d)과 교차한다. 슬롯(3a∼3d)은 헤리컬 안테나 방전 소자(13a∼l3d)와 비접촉으로 전자적으로 결합하고 있다. 슬롯(3a∼3d)은 스트립 도체(4a∼4d)와 전자적으로 결합하고 있다. 마이크로파는 입력 단자(P1), 하이브리드(8, 6a, 6b), 스트립 도체(4a∼4d), 슬롯(3a∼3d)을 거쳐 헤리컬 안테나 방전 소자(13a∼13d)를 여진한다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}

종래, 이런 종류의 안테나 장치로서, 예를 들면 Microwave Journal, Dec. ,1970, p49-53에 게재된 “Resonant Quadrifilar Helix Antenna”의 Fig6 1/4 turn volute with split sheath balun이나 특개소 63-30006호 공보에 개시된 것이 있다. 도 l3은 Microwave Journal에 게재된 1/4 turn volute with split sheath balun의 개관도이다. 참조 번호(101)는 제1의 헤리컬 안테나 방사 소자쌍, 참조 번호(102)는 제2의 헤리컬 안테나 방사 소자쌍, 참조 번호(103)는 급전용 동축 케이블, 참조 번호(104)는 동축 케이블(29)의 외도체로 절단된 1/4 파장의 슬릿, 참조 번호(105)는 동축 케이블(103)의 내도체에 설치된 임피던스 변환부, 참조 번호(106)는 제1, 제2의 헤리컬 안테나 방사 소자쌍(101, 102)의 급전점이다.

제1, 제2의 헤리컬 안테나 방사 소자쌍(l01, 102)은 모두 동작 상태에서 평행 2선 선로와 같이 평형형의 선로라고 간주할 수 있다. 따라서, 동축 케이블(103)과 같은 불평형형의 선로를 접속하여 급전하는 경우, 헤리컬 안테나 방사 소자쌍과 동축 케이블 사이에 평형-불평형 변환기를 필요로 한다. 그래서, 동축 케이블(103), 1/4 파장의 슬릿(104), 임피던스 변환부(105)로 이루어지는 발룬(평형 불평형 변성기;balun)을 설치하고 있다.

도 13에 도시하는 종래의 안테나 장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 제1, 제2의 헤리컬 안테나 방사 소자쌍(l01, 102)은 급전용 동축 케이블(103)의 내도체에 직접 접속되기 때문에, 헤리컬 안테나 방사 소자쌍(101, 102)을 가동형으로서 이동시키는 경우에는 동축 케이블도 동시에 이동시킬 필요가 있기 때문에, 이동이 어렵고, 또한 이동을 반복한 경우에는 파손되기 쉽다는 문제점이 있어다.

휴대 전화의 안테나는 삽입 및 인출이 용이한 것이 필요하기 때문에, 도 11의 안테나는 사용하기 어려웠다.

본 발명은 헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전하는 수단에 관한 것으로, 특히 2선 감기 및 4선 감기 헤리컬 안테나를 대상으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 안테나 장치의 일 실시의 형태를 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 유전체통(1)의 설명도로서, (a)는 내측면을 나타내는 도면, (b)는 도 1의 X-X 선에 따른 단면도.

도 3은 도 1의 안테나 장치의 등가 회로도.

도 4는 도 1의 안테나 장치에 있어서, 헤리컬 안테나(15)가 유전체통(1)에 삽입된 상태를 도시하는 사시도.

도 5는 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시의 형태를 도시하는 사시도. (a)는 제1면 및 제2면을, (b)은 제3면 및 제4면을 도시한다.

도 6은 도 5의 안테나 장치의 등가 회로도.

도 7은 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시의 형태를 도시하는 사시도. (a)는 제1면 및 제2면을, (b)은 제3면 및 제4면을 도시한다.

도 8은 도 7의 안테나 장치의 등가 회로도.

도 9는 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시의 형태를 도시하는 사시도. (a)는 제1면 및 제2면을, (b)은 제3면 및 제4면을 도시한다.

도 10은 도 9의 안테나 장치의 등가 회로도.

도 11은 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시의 형태의 스트립 도체를 나타내는 도면.

도 12는 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시의 형태의 스트립 도체를 나타내는 도면.

도 13은 종래의 안테나 장치의 일례를 나타내는 도면.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

다음으로 본 발명의 안테나 장치를 도면을 참조하면서 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 안테나 장치의 일 실시 형태를 도시하는 사시도, 도 2는 도 1의 안테나 장치의 유전체통의 내측면과 단면을 나타내는 도면, 도 3은 도 1의 안테나 장치의 등가 회로도이다.

1은 사각형의 단면 형상의 유전체통으로, 참조 번호(1c)는 제2의 외측면, 참조 번호(1d)는 제 1의 외측면이다. 제4의 외측면은 숨어서 보이지 않지만, 제1의 외측면(1d)와 대칭으로 스트립 도체(4a)나 하이브리드가 형성되어 있다. 제3의 외측면도 숨어서 보이지 않지만, 제2의 외측면(1c)와 대칭으로 스트립 도체(4b)가 형성되어 있다.

참조 번호(2)는 유전체통의 내벽 전면에 도체막을 밀착하여 형성된 지도체이다. 참조 번호(3a, 3b)는 지도체(2)의 일부를 절제하여 형성된 슬롯이다. 참조 번호(4c, 4d, 5)는 유전체통(1)의 외벽면에 도체막을 밀착하여 형성된 스트립 도체이다. 참조 번호(6a, 6b)는 90°하이브리드이다. 참조 번호(7a, 7b)는 90°하이브리드(6a, 6b)에 접속된 저항이다. 참조 번호(8)는 180°하이브리드이다. 참조 번호(9)는 180°하이브리드(8)에 접속된 저항이다. 참조 번호(10)는 유전체통(1)을 관통하는 스루 홀이다. 참조 번호(11)는 유전체통(1)과, 지도체(2)와, 4개의 슬롯(3a∼3d)과, 4개의 스트립 도체(4a∼4d, 5)와, 90°하이브리드(6a, 6b)와, 저항(7a, 7b)와, 180°하이브리드(8)와, 저항(9)과, 스루 홀(10)로 이루어지는 마이크로 스트립 선로형의 급전 회로이다. 참조 번호(12)는 유전체 원주이다. 참조 번호(13a∼13d)는 유전체 원주(12)의 표면에 도체막을 밀착하여 형성된 헤리컬 안테나 방사 소자로이다. 참조 번호(14)는 단락부이다. 참조 번호(15)는 유전체 원주(12)와, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)와, 단락단(14)으로 이루어지는 4선 감기 헤리컬 안테나이다. 참조 번호(P1)는 입출력 단자이다. 4개의 스트립 도체(4a∼4d)는 일단이 스루 홀(10)에 의해 지도체(2)에 접속되어 단락되어 있고, 이 단락된 부근에서는 유전체통(1)의 중심축과 평행한 방향으로 배치되어 있다. 4개의 슬롯(3a∼3d)은 스루 홀(10) 부근에서, 4개의 스트립 도체(4a∼4d)와 유전체통(1)의 두께분 만큼의 간격을 두고 교차하도록 배치되고, 양단 부분이 コ자형으로 절곡된 형상을 하고 있다. 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼l3d)는 유전체 원주(1)의 중심축을 중심으로 하여 90°씩 회전한 위치에 등간격으로 배치되고, 일단이 단락부(14)에 의해 상호 접속되어 있다. 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)는 4개의 슬롯(3a∼3d)을 통해 4개의 스트립 도체(4a∼4d)와 대향하도록 배치되어 있다.

도 2(a)는 유전체통(1)의 제1의 외측면(1d)의 이면에 있는 제1의 내측면에 설치된 U 자형 슬롯(3d)를 도시한다. 다른 내측면에도 동일한 슬롯(3c∼3d)가 형성되어 있다.

도 2(b)는 도 1 유전체통의 X-X 선에 따른 단면도이다. 스트립 도체(4d)는 유전체통(1)을 사이에 두고 슬롯(3d)과 교차하고, 관통 구멍인 스루 홀(10)에 의해 지도체(2)에 접속되어 있다.

슬롯과 마이크로 스트립 선로의 결합은 슬롯 선로의 길이 방향의 자계와 마이크로 스트립 선로의 횡단면 내의 자계와의 결합에 의해 생긴다. 슬롯 선로의 길이 방향의 자계는 슬롯의 중앙부에서, 한편 마이크로 스트립 선로의 횡단면 내의 자계는 단락부 부근에서 최대가 되므로, 이와 같은 위치끼리 양선로를 교차시키면 밀접한 결합을 얻을 수 있다.

슬롯은 급전 선로와 안테나 방사 소자 사이의 전자 결합의 중개를 하는 것으로, 길이가 1/2 파장인 경우에는 슬롯 자체가 공진하여 전자 에너지를 일단 축적하고 재방사함으로써 양자의 결합을 돕는다. 1/2 파장 이외의 경우에는 서셉턴스(susceptance) 소자로서 임피던스 정합을 돕는다.

자력선이 슬롯(3a∼3d)을 통해 스트립 도체(4a∼4d), 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)의 양쪽을 감아 자계 결합에 기여한다.

슬롯 형상을 U자로 하고 있는 것은 전유 면적을 줄이기 위해서이다. 직선형등 다른 형상이라도 상관없다. 다만 스트립 도체(4a∼4d)와 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)가 대향하는 위치는 슬롯의 중앙 부근이 바람직한 위치이다.

슬롯(3a∼3d)은 슬롯 안테나로서 기능하고, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)와 비접촉으로 전자 결합한다.

다음에 동작 원리에 관해서 설명한다. 현재, 입출력 단자(P1)로부터 전파가 입력되면, 이 전파는 우선 180°하이브리드(8)에서 2분배되고, 2분배된 전파 각각은 스트립 도체(5, 5)를 전파하며, 90°하이브리드(6a 및 6b)에서 다시 2분배되고, 4개의 스트립 도체(4a∼4d), 4개의 슬롯(3a∼3d)을 통하여 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)에 도달한다.

이 때, 입출력 단자(P1)로부터 각 슬롯(3a∼3d)까지의 사이의 스트립 도체(4a∼4d 및 5)의 전기장을 상호 동등하게 설정하면 90°하이브리드(6a 및 6b)와, 180°하이브리드(8)의 동작에 의해, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a, 13b, 13C, 13d)의 순으로 순차 위상이 90°씩 지연되도록 전파가 여진된다. 또한, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)의 길이를 대략 1/4 파장으로 설정하면, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)에 여진된 전파는 원편파의 전파로서 공간에 방사된다. 이 때문에, 헤리컬 안테나(15)는 원편파를 방사하는 4선 감기 헤리컬 안테나로서 동작한다.

비접촉 급전 루트는 스트립 도체(4a∼4d)→슬롯(3a∼3d)→헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)이다. 관통 구멍(10)은 결합부 부근의 자계 에너지를 높이기 위해서 설치되어 있다.

대향하는 2쌍의 헤리컬 안테나 방전 소자(13a, 13c, 13b, 13d)는 180°의 위상차로 여진된다.

대향하는 안테나 방사 소자끼리 평행 2선을 형성하고 있고, 이들 사이에 전계가 발생할 필요가 있다. 이 전계를 적극적으로 여진하기 위해서 180°위상차로 여진한다.

통상의 헤리컬 안테나는 1소자이지만, 깨끗한 원편파를 방사하기 위해서는 원통면을 n주하는 만큼의 길이가 필요하다. 이와 같이 4개의 헤리컬 안테나 방사 소자로 90°씩 위상차를 붙여 여진하면 소자의 길이가 짧은 경우라도 깨끗한 원편파가 방사된다.

180°하이브리드(8)로서는 래트 레이스형 하이브리드, 90°하이브리드(6a, 6b)로서는 브렌치 라인 커플러나 결합 선로형 하이브리드를 사용한다.

180°하이브리드(8) 대신에 전기장 180°의 스트립 도체를 사용할 수 있다.

도 3의 등가 회로에서 안테나에 대한 급전로를 설명한다.

입출력 단자(P1)로부터의 전자파는 180°하이브리드(8)에서 서로 180°의 위상차가 부여되어 2개의 스트립 도체(5, 5)로 분배되고, 90° 하이브리드(6a, 6b)에 의해서 서로 90°의 위상차가 부여되며, 4개의 스트립 도체(4a∼4d)로 분배된다. 스트립 도체(4a∼4d)는 슬롯(3a∼3d)과 교차하여 전자적으로 결합하고 있다. 슬롯(3a∼3d)은 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)와 비접촉으로 전자적으로 결합하고 있다. 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)의 서로 인접하는 소자는 서로 90°의 위상차로 여진되어 원편파를 방사한다.

도 1은 헤리컬 안테나(15)를 인출한 상태를 도시한다.

도 4는 헤리컬 안테나(15)를 유전체통(1)의 내측의 슬롯에 대향하는 공간에 삽입한 상태를 도시한다.

헤리컬 안테나 소자의 신장/수납 수단은 부착 장소에 의존하는 부분이 많고, 또한 가능성도 무수하게 고려되며, 특정이 어렵기 때문에 생략한다.

헤리컬 안테나 방사 소자는 1개라도 좋다. 이 경우에는, 통상의 다이폴 안테나(휴대 전화 등에 사용되고 있다)가 1개로 방사하는 것과 마찬가지로 방사한다. 이 경우에는 급전부에 대해서는 유전체통의 일면만을 사용하면 된다.

유전체통(1)의 형상은 원통이라도 된다.

도 l에 도시한 안테나 장치는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이 헤리컬 안테나(15)를 유전체통(1)에 삽입하여 유전체통(1)에 비접촉으로 신장 및 수납시키는 것이 가능하고, 헤리컬 안테나(15)의 가동화가 용이하다고 하는 이점을 갖는다.

실시의 형태 2.

도 5는 본 발명의 안테나 장치의 실시 형태 2를 도시하는 사시도이고, 헤리컬 안테나(15)를 제외한 마이크로 스트립 선로형의 급전 회로를 도시하고 있다. 도 5(a)는 제1면(1d), 제2면(1c), 도 5(b)는 제3면(1b), 제4면(1a)을 도시한다. 또한, 도 6은 헤리컬 안테나(15)를 포함하는 실시 형태 2의 등가 회로를 도시하고 있다.

도면에 있어서 참조 번호(1∼11, P1)은 도 1의 경우와 같은 것, 참조번호(16a, 16b)는 단락단측의 단부가 U자형으로 절곡된 형상의 스트립 도체이다. 스트립 도체(16a 및 16b)는 단부가 U 자형으로 절곡되어 있기 때문에, 슬롯(3a 및 3b)을 끼워 입출력 단자측에서 지도체(2)에 스루 홀(10)을 통해 접속되어 단락된다. 이것에 대하여 스트립 도체(4c 및 4d)는 슬롯(3c 및 3d)를 끼워 입출력 단자측과 역측에서 지도체(2)에 관통 구멍(10)을 통해 접속되어 단락된다. 이 때문에, 슬롯(3a 및 3b)와, 슬롯(3c 및 3d)에서는 역 위상의 전파가 여진된다.

스트립 도체를 흐르는 전류가 슬롯을 가로지르는 방향이, 스트립 도체(16a, 16b)는 슬롯(3a, 3b)의 상측에서 하측, 스트립 도체(4c, 4d)는 슬롯(3c, 3d)의 하측에서 상측으로 된다. 이에 따라 슬롯에 여진되는 전자계의 방향도 반대가 된다. 즉 슬롯에 전자계가 역상 여진되게 된다.

도 5에 도시하는 실시 형태 2는 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지 동작 및 이점을 갖는 다른 180°하이브리드(8)가 불필요하게 된다는 이점을 갖는다.

도 6은 도 5의 등가 회로도이다.

입출력 단자(P1)로부터의 마이크로파는 2개의 스트립 도체(5, 5)에 동일한 위상으로 분배된다. 계속해서, 90°하이브리드(6a, 6b)에서 90°의 위상차가 부여되고 4개의 스트립 도체(4c, 4d, 16a, 16b)로 분배된다.

스트립 도체(16a, 16b)가 슬롯(3a, 3b)과 교차하는 방향은 스트립 도체(4c, 4d)가 슬롯(3c, 3d)과 교차하는 방향과는 역이기 때문에, 이에 따라 180°의 위상차가 생긴다. 따라서, 슬롯(3a, 3b, 3c, 3d)의 마이크로파는 서로 이웃하는 사이에 90°의 위상차 생긴다.

헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)는 서로 90°의 위상차로 여진된다.

실시의 형태 3

도 7은 본 발명의 안테나 장치의 실시 형태3을 도시하는 사시도이고, 헤리컬 안테나(15)를 제외한 마이크로 스트립 선로형의 급전 회로를 도시하고 있다. 도 7(a)는 유전체통의 제1면(1d), 제2면(1c)을, 도 7(b)는 유전체통(1)의 제3면(1b), 제4면(1a)을 도시한다. 또, 도 8은 헤리컬 안테나(15)를 포함하는 실시 형태3의 등가 회로를 도시하고 있다. 도면에 있어서, 참조 번호(1∼11, 16a, 16b, P1)는 도 5의 경우와 같은 것, 참조 번호(17)는 전기장 90°의 위상 조정용 스트립 도체이다.

이 실시의 형태는 도 5, 도 6의 90°하이브리드(6a, 6b) 대신에 전기장 90°의 위상 조정용 스트립 도체(17)를 이용한 것이다. 그 외에는 도 5, 도 6과 동일한 구성이다.

도 8의 등가 회로도로 설명한다.

입출력 단자(P1)로부터의 마이크로파는 2개의 스트립 도체(5, 5)에 동일한 위상으로 분배된다. 계속해서 전기장 90°의 스트립 도체(17, 17)에서 90°의 위상차가 부여되고 스트립 도체(16a∼16d)로 분배된다. 스트립 도체(16a, 16b)가 슬롯(3a, 3b)과 교차하는 방향은 스트립 도체(16c, 16d)가 슬롯(3c, 3d)과 교차하는 방향과는 역이기 때문에, 슬롯(3a, 3b)의 마이크로파는 슬롯(3c, 3d)의 마이크로파와 180°의 위상차가 된다.

따라서, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)는 서로 이웃하는 것이 90°의 위상차로 여진된다.

도 7 및 도 8에 도시하는 실시 형태3은 이상과 같이 구성되어 있기 때문에, 실시 형태2의 경우와 같은 동작 및 이점을 갖는 것 외에 90°하이브리드(6a 및 6b)가 불필요해져서 급전 회로를 마이크로 스트립 선로만으로 구성할 수 있다.

실시의 형태4

도 9는 본 발명의 안테나 장치의 실시 형태4를 도시하는 구성 개략도이고, 헤리컬 안테나(15)를 제외한 마이크로 스트립 선로형의 급전 회로를 도시하고 있다. 도 9(a)는 유전체통(1)의 제1면(1d)와 제2면(1c)을, 도 9(b)는 유전체통(1)의 제1의 3면(1b)과 제4면(1a)을 도시한다. 또한, 도 10은 헤리컬 안테나(15)를 포함한 실시 형태4의 등가 회로를 도시하고 있다. 도면에 있어서, 참조 번호(1∼11, 16a, 16b, P1)는 도 5의 경우와 같은 것, 참조 번호(18a∼18d)는 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)의 임피던스 정합을 얻기 위한 칩 콘덴서이다. 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼l3d)의 임피던스 정합은 주로 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)와 슬롯(3a∼3d)의 상대 위치, 스트립 도체(4c, 4d, 16a, 16b)의 단락단(스루 홀(10))으로부터 슬롯(3a∼3d)까지의 거리 및 슬롯(3a∼3d)의 길이 등의 조정으로 임피던스 정합을 얻지만, 이에 칩 콘덴서(18a∼18d)를 장하(裝荷)함으로써 임피던스 정합을 얻어서 자유도가 확대된다.

칩 콘덴서의 용량치를 변화시켜 임피던스 정합을 얻을 수 있는 안테나 방사 소자의 형상의 범위가 확대된다.

칩 콘덴서(18a∼l8d)는 스트립 도체(4c, 4d, 16a, 16b)의 갭부 상에 직렬로 삽입된다.

상기 실시 형태는 도 5, 도 6(실시 형태2)의 스트립 도체(16a, 16b, 4c, 4d)에 칩 콘덴서(18a∼18d)를 설치한 것으로, 그 외에는 도 5, 도 6과 동일한 구성이다.

도 10의 등가 회로에서 본 실시 형태에 있어서의 무접촉 급전을 설명한다.

입출력 단자(P1)로부터의 마이크로파는 2개의 스트립 도체(5, 5)에 동위상으로 분배된다. 계속해서 90°하이브리드(6a, 6b)에서 90°의 위상차가 부여되고 4개의 스트립 도체(16a, 16b, 4c, 4d)로 분배된다.

스트립 도체(16a, 16b)가 슬롯(3a, 3b)과 교차하는 방향은 스트립 도체(4c, 4d)가 슬롯(3c, 3d)과 교차하는 방향과는 역방향이기 때문에, 이에 따라 180°의 위상차가 생긴다.

슬롯(3a∼3d)의 마이크로파는 서로 이웃하는 사이에 90°의 위상차가 생긴다. 따라서, 헤리컬 안테나 방사 소자(13a∼13d)는 서로 이웃하는 사이에 90°의 위상차가 부여되어 여진된다.

칩 컨덴서 대신에 빗 모양의 인터디지티드형 컨덴서를 스트립 도체 패턴으로 형성해도 좋다.

정합 회로로서 1/4 파장 변성기, 병렬 용량으로서의 선단 개방 스터브, 병렬 인덕턴스로서의 선단 단락 스터브 또는 칩 코일을 이용할 수도 있다.

1/4 파장 변성기는 임피던스가 다른 2개의 선로를 반사 없이 접속하는 기능을 갖고 있다. 선로 길이를 1/4 파장으로 하면, 1/4 파장 선로의 양단의 선로 폭의 불연속에 의한 반사가 서로 상쇄되므로(왕복으로 1/2 파장이 되어 역상이 된다), 선로 폭을 조정하여 각 불연속에서의 반사의 진폭을 동일하게 하면 전체로서의 반사가 O이 된다.

1/4 파장 이하, 혹은 1/4 파장 이하 +n/2 파장의 선단 개방 전송 선로는 개방단과 역측의 단부에서 본 입력 임피던스가 병렬 용량성이 된다. 이것이 선단 개방 스터브이다. 또한, 1/4 파장 이하, 혹은 1/4 파장 이하 + n/2 파장의 선단 단락 전송 선로는 단락단과 역측의 단부에서 본 입력 임피던스가 병렬의 유도성이 된다. 이것이 선단 단락 스터브이다.

정합 회로를 설치하는 이유는 임피던스 정합을 얻을 수 있고, 반사가 작아지는 주파수 범위를 넓히는 반사 특성을 더욱 개선하는, 혹은 치수 오차에 의한 반사 특성의 열화량을 저감하기 때문이다.

정합 회로는 바람직하게는 슬롯 근처의 스트립 도체에 설치한다.

도 9 및 도 10에 도시하는 실시 형태4는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 실시 형태2의 경우와 같은 동작 및 이점을 갖는 것 외에 임피던스 정합이 얻어지는 조건의 범위가 확대된다고 하는 이점을 갖는다.

실시의 형태 5.

실시 형태1∼4의 스트립 도체(4a∼4c)의 단부는 관통 구멍(10)을 지나서 지도체(2)에 단락되어 있지만, 스트립 도체의 단부를 개방할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 안테나 장치의 실시 형태5의 유전체통의 일면의 상부만을나타내는 도면이다.

유전체통(1) 상에 설치되는 스트립 도체(4)는 유전체통(1)을 사이에 두고 슬롯(3)과 교차하며, 교차점으로부터 l/4 파장 연장되어 개방단에서 종단한다. 유전체통(1)에는 관통 구멍은 설치되지 않는다.

도 1의 슬롯(3a∼3d)과 스트립 도체(4a∼4d)의 상부를 도 11의 슬롯(3), 스트립 도체(4)로 치환하는 것이 가능하고, 도 1과 마찬가지로 기능한다. 그 경우의 등가 회로는 도 3과 동일하다.

실시의 형태6.

단부를 개방시킨 스트립 도체에 있어서도, 슬롯과 교차하는 방향을 반대로 함으로써 180°위상차를 부여할 수 있다. 이에 따라 180°하이브리드를 생략할 수 있다.

도 12는 본 발명의 안테나 장치의 실시 형태6의 유전체통의 일면의 상부만을 나타내는 도면이다.

스트립 도체(4)의 단은 U자형으로 절곡되고, 유전체통(1)을 사이에 두고 슬롯(3)에 도 11과는 역방향에서 교차하고 있다. 스트립 도체(4)는 슬롯(3)과의 교차점에서 1/4 파장 연장되어 개방된 상태에서 종단한다. 이에 따라 도 12의 슬롯(3)의 마이크로파의 위상은 도 11의 슬롯(3)의 마이크로파와 180°의 위상차를 갖게 된다.

도 5(a)의 유전체통의 제1면(1d), 제2면(1c)의 스트립 도체(4d, 4c)의 상부와 슬롯(3d, 3c)을 도 11의 스트립 도체(4)와 슬롯(3)으로 치환하고, 도 5(b)의제3면(1b), 제4면(1a)의 스트립 도체(1b, 1a)의 상부와 슬롯(3b, 3a)을 도 12의 스트립 도체(4)와 슬롯(3)으로 치환할 수 있다. 그 경우, 도 5의 안테나 장치와 동일하게 기능하고, 그 등가 회로는 도 6과 동일하게 된다.

본 발명의 목적은 헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전함으로써, 헤리컬 안테나의 이동을 용이하게 하는 것이다.

본 발명의 안테나 장치는

(a) 유전체통

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 슬롯을 갖는 도체

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 스트립 도체

(d) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되어 상기 슬롯과 스트립 도체에 의해서 여진되는 헤리컬 안테나 방사 소자

의 구성을 포함한 것에 관한 것이다.

헤리컬 안테나 방사 소자와 슬롯이 비접촉 상태에서 전자적으로 결합하고, 슬롯이 스트립 도체와 전자적으로 결합하고 있기 때문에, 헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전할 수 있다.

이에 따라, 헤리컬 안테나의 이동이 용이해진다.

본 발명의 안테나 장치는

(a) 유전체통

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 2개의 슬롯을 갖는 도체

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 적어도 2개의 스트립 도체

(d) 각 스트립 도체를 전파하는 전자파 사이에 180°의 위상차를 부여하는 위상차 분배 회로

(e) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 스트립 도체에 의해서 180°의 위상차로 여진되는 적어도 2개의 헤리컬 안테나 방사 소자

의 구성을 포함한 것이 바람직하다.

헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전할 수 있으므로, 안테나의 이동이 용이하게 된다.

2개의 헤리컬 안테나 방사 소자가 180°의 위상차로 여진되기 때문에, 원편파를 방사할 수 있다.

본 발명의 안테나 장치는

(a) 유전체통

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 서로 역방향에서 교차하는 적어도 2개의 스트립 도체

(d) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 상기 스트립 도체에 의해서 180°의 위상차로 여진되는 적어도 2개의 헤리컬 안테나 방사 소자

의 구성을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

헤리컬 안테나에 비접촉으로 급전할 수 있기 때문에 안테나의 이동이 용이하게 된다.

2개의 스트립 도체를 슬롯에 대하여 서로 역방향에서 교차시키도록 했기 때문에, 180°위상기를 설치하지 않아도, 2개의 헤리컬 안테나 방사 소자를 180°의 위상차로 여진할 수 있다.

본 발명의 안테나 장치는

(a) 유전체통

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 4개의 슬롯을 갖는 도체

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 적어도 4개의 스트립 도체

(d)인접하는 스트립 도체 사이에 90°의 위상차를 부여하는 위상차 분배 회로

(e) 상기 유전체통의 내부의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 상기 스트립 도체에 의해서 서로 90°의 위상차를 설치하여 여진되는 적어도 4개의 헤리컬 안테나 방사 소자

의 구성을 갖는 것이 바람직하다.

4개의 헤리컬 안테나 방사 소자가 서로 90°의 위상차로 여진되기므로, 상반면 방향으로 원편파의 전파를 방사할 수 있다.

본 발명의 안테나 장치는

(a) 유전체통

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 4개의 슬롯을 갖는 도체와,

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 제1 방향에서 교차하는 제1 및 제2의 스트립 도체

(d) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 상기 제1 방향과는 역방향에서 교차하는 제3 및 제4의 스트립 도체

(e) 상기 제1 및 제2의 스트립 도체와의 사이, 상기 제3 및 제4의 스트립 도체와의 사이에 90°의 위상차를 제공하는 지위 분배 회로

의 구성을 갖는 것이 바람직하다.

4개의 헤리컬 안테나 방사 소자가 서로 90°위상차로 여진되기 때문에, 원편파를 방사할 수 있다.

슬롯에 대하여 서로 역방향에서 스트립 도체를 교차시키고 다시 90°의 위상차를 분배기로 부여하고 있으므로, 180°위상기를 설치하지 않아도 4개의 헤리컬 안테나 소자를 서로 90°의 위상차로 여진할 수 있다.

Claims

(a) 유전체통;

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 슬롯을 갖는 도체;

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 스트립도체; 및

(d) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되고 상기 슬롯과 스트립 도체에 의해서 여진되는 헤리컬 안테나 방사 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
(a) 유전체통;

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 2개의 슬롯을 갖는 도체;

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 적어도 2개의 스트립 도체;

(d) 각 스트립 도체를 전파하는 전자파 사이에 180°의 위상차를 제공하는 위상차 분배 회로; 및

(e) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 스트립 도체에 의해서 180°의 위상차로 여진되는 적어도 2개의 헤리컬 안테나 방사 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제2항에 있어서, 위상차 분배 회로가 180°하이브리드인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
(a) 유전체통;

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 2개의 슬롯을 갖는 도체;

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 서로 역방향에서 교차하는 적어도 2개의 스트립 도체; 및

(d) 상기 유전체통의 내측의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 상기 스트립 도체에 의해서 180°위상차로 여진되는 적어도 2개의 헤리컬 안테나 방사 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
(a) 유전체통;

(b) 상기 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 4개의 슬롯을 갖는 도체;

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯과 교차하는 적어도 4개의 스트립 도체;

(d) 인접하는 스트립 도체 사이에 90°의 위상차를 제공하는 위상차 분배 회로; 및

(e) 상기 유전체통의 내부의 상기 슬롯에 대향하는 공간에 삽입되는 원주의 대칭 위치에 설치되고, 상기 슬롯과 상기 스트립 도체에 의해서 서로 90°의 위상차가 부여되고 여진되는 적어도 4개의 헤리컬 안테나 방사 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제5항에 있어서, 위상차 분배 회로가 1개의 180°하이브리드와 2개의 90°하이브리드로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
(a) 유전체통;

(b) 유전체통의 내측면 상에 설치되고, 적어도 4개의 슬롯을 갖는 도체와;

(c) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 제1 방향에서 교차하는 제1 및 제2의 스트립 도체;

(d) 상기 유전체통의 외측면 상에 설치되고, 상기 슬롯에 대하여 상기 제1 방향과는 역방향에서 교차하는 제3 및 제4의 스트립 도체; 및

(e) 상기 제1 및 제2의 스트립 도체와의 사이, 상기 제3 및 제4의 스트립 도체와의 사이에 90°의 위상차를 제공하는 위상차 분배 회로

를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제7항에 있어서, 위상차 분배 회로가 90°하이브리드인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제7항에 있어서, 위상차 분배 회로가 전기장 90°인 전송 선로인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서, 슬롯이 U 자형인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서, 스트립 도체에 정합 회로를 설치한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제11항에 있어서, 정합 회로가 컨덴서인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.