KR200239005Y1

KR200239005Y1 - apparatus for improving the sensitivity of small type receiving antenna

Info

Publication number: KR200239005Y1
Application number: KR2020010012547U
Authority: KR
Inventors: 최형준
Original assignee: 최형준
Priority date: 2001-04-30
Filing date: 2001-04-30
Publication date: 2001-10-12

Abstract

본 고안은 소형 수신 안테나의 감도향상장치에 관한 것으로, 소형 수신 안테나를 통해 수신되는 신호에 상응하는 공진 주파수를 갖도록 그 일부가 절단된 일정한 두께를 갖는 도체부와, 그 도체의 절단된 양단에 연결되는 콘덴서로 이루어지고, 상기 소형 수신 안테나와 이격거리를 두어 소형수신 안테나를 감싸서 설치되도록 구성된다.The present invention relates to a device for improving the sensitivity of a small receiving antenna, and has a conductor portion having a constant thickness, a part of which is cut to have a resonance frequency corresponding to a signal received through the small receiving antenna, and connected to both ends of the conductor. It is made of a condenser, and is configured to be installed to surround the small receiving antenna at a distance from the small receiving antenna.

본 고안에 의하면, 소형 수신안테나를 통해 수신되어야 하는 신호에 공진하는 신호를 소형 수신 안테나의 주위에서 집진시켜 줌으로써 본 고안에 의한 수신 감도 향상기 내에 위치한 안테나의 수신 감도를 향상시킬 수 있게 되어, 소형 수신 안테나의 경우 안테나의 크기가 작음으로 인해 초래될 수 있던 안테나의 수신이득을 보상해주는 효과를 제공한다.According to the present invention, it is possible to improve the reception sensitivity of an antenna located in the reception sensitivity improver according to the present invention by collecting a signal resonating to a signal to be received through the small reception antenna around the small reception antenna. The receiving antenna provides an effect of compensating for the reception gain of the antenna, which may be caused by the small size of the antenna.

Description

Apparatus for improving the sensitivity of small type receiving antenna

본 고안은 전자파 신호수신 감도 향상장치에 관한 것으로, 상세하게는 안테나의 주위에 형성되는 전자파를 흡수하기 위해 일부가 절단된 도체부를 상기 안테나를 둘러싸서 설치하고 그 절단된 양측에 콘덴서를 설치하여 안테나의 수신감도를 향상시키는 수신 안테나의 감도향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for improving the sensitivity of receiving an electromagnetic wave signal, and in particular, a conductor part partially cut in order to absorb electromagnetic waves formed around the antenna is provided surrounding the antenna and a capacitor is installed on both sides of the antenna. A device for improving the sensitivity of a reception antenna for improving the reception sensitivity of the antenna.

일반적으로, 전자파를 이용하여 각종 신호(음성, 부호 등)를 주고 받기 위해서는 전자파를 송신하거나 수신하는 안테나가 있어야 한다. 안테나는 전기적인 신호를 전파로 바꾸어 주거나 그 반대의 기능을 수행하는 장치이다.In general, in order to transmit and receive various signals (voice, code, etc.) using electromagnetic waves, an antenna for transmitting or receiving electromagnetic waves should be provided. An antenna is a device that converts electrical signals into radio waves and vice versa.

송신의 경우에는 송신기에서 보내고 싶은 전기적인 신호를 전파로 바꾸어 멀리까지 보내고, 또한 멀리서 송신된 전파를 수신하면 그 전파를 전기적인 신호로 바꾸어 수신기에 전달하여 주기도 한다. 각각의 안테나는 사용하는 전자파의 주파수 대역에 따라 그에 상응하는 대역크기를 가져야 한다.In the case of transmission, the electric signal desired to be sent by the transmitter is converted into a radio wave and sent far, and when the radio wave transmitted from a long distance is received, the electric wave is converted into an electric signal and transmitted to the receiver. Each antenna should have a corresponding band size according to the frequency band of the electromagnetic wave used.

전파의 성질을 살펴보면, 전파는 공간을 전해가는 파동이다. 따라서 파장과 주파수를 갖게 되고, 파장을 λ, 주파수를 f , 전파가 공간을 전해가는 속도를 c 라고 하면 다음 관계가 성립한다.Looking at the nature of radio waves, radio waves are waves that propagate through space. Therefore, if we have wavelength and frequency, let λ be the wavelength, f is the frequency, and c is the speed at which the radio waves pass through the space, the following relationship is established.

λ (m) = c (m/sec) / f (Hz)λ (m) = c (m / sec) / f (Hz)

안테나의 특성에 대하여 살펴보면, 안테나의 특성은 주로 임피던스, 이득, 지향성의 3요소에 의해 나타낼 수 있다.Looking at the characteristics of the antenna, the characteristics of the antenna can be represented mainly by the three elements of impedance, gain, directivity.

임피던스는전류가 흐르기 어려움을 나타내는 양으로, RIG와 동축 케이블, 그리고 안테나 모두 각각의 임피던스 값을 가지고 있다. 이 세 임피던스 값이 일치할 때에 가장 효과적으로 전파가 전해지게 된다.Impedance is an amount that indicates the difficulty of current flow. RIG, coaxial cable, and antenna have their respective impedance values. When these three impedance values coincide, electric wave is most effectively transmitted.

보통 RIG와 동축 케이블의 임피던스는 50Ω으로 고정되어서 생산된다. 그러나 안테나의 임피던스는 50Ω이 아닌 경우가 많다. 그러므로 안테나의 임피던스가 50Ω에 가깝도록 조정을 해 주어야 하며 이러한 조정을 임피던스 매칭(MATCHING)이라고 한다.Normally the impedance of the RIG and coaxial cable is produced with a fixed 50Ω. However, the impedance of the antenna is often not 50Ω. Therefore, the antenna should be adjusted so that the impedance is close to 50Ω, and this adjustment is called impedance matching.

SWR은 바로 이 임피던스가 일치한 정도를 나타내는 값으로, SWR은 1 이상의 값을 가지며 SWR이 1에 가까우면 더욱 효과적으로 전파를 보낼 수 있고 RIG의 손상이 적어진다.SWR is the value of this impedance match. SWR has a value of 1 or more. When SWR is close to 1, the SWR can transmit more effectively and the damage of the RIG is less.

이득은 안테나의 성능을 의미하는 것으로, 안테나에 일정한 출력이 보내져도 안테나의 성능에 따라 더 높은 출력의 전파를 보낸 것과 같은 효과가 발생하게 된다. 이러한 효과를 나타내는 것을 이득이라고 한다. 단위는 dB(데시벨)로 이득이 높은 안테나를 사용하면 작은 출력으로도 멀리 있는 무선국과 효과적인 교신을 할 수 있다.The gain refers to the performance of the antenna. Even if a constant power is sent to the antenna, the same effect as that of a higher power propagation occurs according to the performance of the antenna. This effect is called gain. The unit is dB (decibels) and a high gain antenna can be used to effectively communicate with distant stations even at small outputs.

지향성은 안테나가 특정한 방향으로 전파를 더 많이 보내거나 수신시에도 특정방향의 전파를 더 강하게 수신하는 성질로서, 지향성이 있는 안테나를 지향성 안테나라고 하며, 지향성이 없이 모든 방향으로 동일하게 전파를 보내는 안테나를 무지향성 안테나라고 한다.Directivity is a property that an antenna sends more radio waves in a specific direction or receives a radio wave in a specific direction more strongly when receiving. A directional antenna is called a directional antenna, and transmits the same radio waves in all directions without directivity. Is called an omnidirectional antenna.

안테나는 전파를 입체적으로 보내거나 받지만 입체적인 지향성은 생각하기 어려우므로 편의상 수평면에서의 지향성과 수직면에서의 지향성을 생각한다. 안테나의 용도에 따라 지향성이 있는 안테나를 사용하거나 지향성이 없는 안테나를 사용할 수 있다. 지향성 안테나를 사용하는 가장 대표적인 예는 전파의 발신지를 탐지하는 일이다. 목적하는 방향의 전파를 더 많이 받아들이도록 하기 위해 지향성 안테나는 방향을 바꾸어줄 필요가 있다.Antennas transmit or receive radio waves in three dimensions, but three-dimensional directivity is difficult to think of, so for convenience, the orientation in the horizontal plane and the orientation in the vertical plane are considered. Depending on the purpose of the antenna, a directional antenna or an directional antenna may be used. The most representative example of using a directional antenna is to detect the source of the radio waves. In order to receive more propagation in the desired direction, the directional antenna needs to change direction.

안테나의 종류를 살펴보면, 크게 반파장 다이폴(DIPOLE) 안테나와, 수직 접지 안테나 (모노폴 안테나)와, 야기 안테나가 있다.Looking at the type of antenna, there are largely a half-wavelength dipole (DIPOLE) antenna, a vertical ground antenna (monopole antenna), and Yagi antenna.

이러한 안테나는 일반적으로 다이폴 안테나의 경우 파장의 반, 수직 안테나의 경우 1/4의 파장정도의 크기가 되어야 한다. 실제로는 단축율이 있어서 이것보다 약 5%정도 짧아진다.Such antennas should generally be about half the wavelength for dipole antennas and one-fourth the wavelength for vertical antennas. In fact, there is a shortening rate, which is about 5% shorter than this.

특히, 단파의 경우(3 - 30Mhz) 파장의 길이가 10 m - 100m 정도가 되어 수신장치에는 직접 설치가 곤란하고 별도로 안테나를 설치하고 여기서 수신단말기까지를 급전선으로 연결하여야 한다.In particular, in the case of shortwave (3-30Mhz), the length of the wavelength is about 10m-100m, so it is difficult to install it directly on the receiving device.

그러나, 라디오와 같이 송신측의 출력이 클 경우에는 바 안테나와 같이, 소형으로 하여도 사용은 가능하다. 그러나, 송신측의 출력이 부족하고 수신지가 원거리인 경우에는 정상적인 수신을 할 수 가 없는 문제점이 있다.However, when the output of the transmitting side is large, such as a radio, it can be used even if it is small, like a bar antenna. However, there is a problem in that normal reception cannot be performed when the output of the transmitting side is insufficient and the destination is remote.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수신 안테나를 통해 수신될 전자파 신호를 수신 안테나 주위에서 집진시켜서 수신 안테나를 통해 수신되는 주파수 신호의 수신 감도를 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve this problem, and aims to improve the reception sensitivity of the frequency signal received through the receiving antenna by collecting the electromagnetic signal to be received through the receiving antenna around the receiving antenna.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 소형 안테나의 감도향상 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a device for improving sensitivity of a small antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 소형 안테나의 감도향상 장치의 측면도.Figure 2 is a side view of the device for improving the sensitivity of the small antenna shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 수신 안테나 10 : 감도향상 장치1: receiving antenna 10: sensitivity improving device

11 : 도체부 12 : 콘덴서11 conductor part 12 capacitor

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 소형 수신 안테나의 감도향상장치는 소형 수신 안테나의 감도향상장치에 있어서, 상기 수신 안테나를 통해 수신되는 신호에 상응하는 공진 주파수를 갖도록 그 일부가 절단된 일정한 두께를 갖는 도체부와, 그 도체의 절단된 양단에 연결되는 콘덴서로 이루어지고, 상기 소형 수신 안테나와 이격거리를 두어 상기 소형 수신 안테나를 감싸서 설치된다.The sensitivity improving device for a small receiving antenna according to the present invention for achieving the above object is a constant thickness in which a portion thereof is cut to have a resonance frequency corresponding to a signal received through the receiving antenna in the sensitivity improving device of the small receiving antenna. Consists of a conductor portion having a, and a condenser connected to the both ends of the conductor cut, and is provided to surround the small receiving antenna at a distance from the small receiving antenna.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일실시예를 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at an embodiment of the present invention.

도 1은 본 고안의 일실시예에 의한 소형 안테나의 감도향상 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 소형 안테나의 감도향상 장치의 측면도이다.1 is a schematic diagram of a sensitivity improving device of a small antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of the sensitivity improving device of the small antenna shown in FIG.

도시된 바와 같이 감도향상장치(10)는 소형 안테나(바안테나, 루프 안테나 등)(1)를 둘러싸도록 설치하되 축방향이 대체적으로 서로 일치하도록 한다.As shown, the sensitivity improving apparatus 10 is installed to surround the small antenna (bar antenna, loop antenna, etc.) 1 so that the axial directions generally coincide with each other.

감도향상장치(10)의 구조를 살펴보면 일부가 절단된 원형 도체부(11)와, 그 절단된 양단 사이에 적당한 용량의 콘덴서(12)를 연결하여 이루어진다. 콘덴서(12)는 수신 주파수에서 공진이 되도록 하기 위해 그 용량은 원형도체부(11)의 크기와 사용 주파수에 따라 결정될 수 있다.Looking at the structure of the sensitivity improving device 10 is made by connecting a condenser 12 of a suitable capacity between the cut portion of the circular conductor portion 11, the both ends thereof. Capacitor 12 may be determined according to the size and the use frequency of the circular conductor portion 11 so that the resonance at the reception frequency.

공진이란 안테나의 고유 주파수와 수신하고자 하는 주파수가 근접할 때 발생한다. 다이폴 안테나의 길이가 파장의 1/2의 홀수배일 때 안테나는 공진하게 되며, 이때 이 전파의 주파수 중에서 가장 낮은 주파수를 안테나의 공진 주파수라고 한다.Resonance occurs when the natural frequency of the antenna is close to the frequency to be received. When the length of the dipole antenna is an odd multiple of 1/2 of the wavelength, the antenna resonates, and the lowest frequency among the frequencies of the radio waves is called the resonant frequency of the antenna.

본 고안에 의한 수신 안테나의 감도 향상장치(10)는 원형 도체부(11)와 콘덴서(12)를 이용하여 수신 안테나(1)의 공진 주파수에 상응하는 전자파 신호에 대하여 수신 안테나의 수신감도를 높일 수 있게 된다.The sensitivity improving apparatus 10 of the reception antenna according to the present invention increases the reception sensitivity of the reception antenna with respect to the electromagnetic signal corresponding to the resonance frequency of the reception antenna 1 by using the circular conductor portion 11 and the condenser 12. It becomes possible.

즉, 원형도체부(11)의 크기와 콘덴서(12)의 용량으로 결정되는 공진 주파수에서 높은 큐 (Q: quality factor)를 획득할 수 있고, 이렇게 함으로써 송신기 측에서 발사된 전자파를 수신 안테나 주위에서 수신 안테나에 수신되어야 할 신호를집진시켜 줌으로써 수신 안테나를 통해 수신되는 신호의 감도를 향상시킬 수 있게 된다.That is, a high quality factor (Q) can be obtained at a resonant frequency determined by the size of the circular conductor portion 11 and the capacitance of the condenser 12, so that electromagnetic waves emitted from the transmitter side can be obtained around the receiving antenna. By collecting the signals to be received at the receiving antenna, the sensitivity of the signal received through the receiving antenna can be improved.

공진시에는 큐(Q)배의 전류가 흐르게 되며 상술한 바와 같이 적절한 형태와 재료를 사용하면 큐(Q)를 1000 이상으로 얻을 수 있다. 높은 큐(Q)를 얻기 위해서는 가능한한 전기가 잘 통하는 재료 즉, 구리(은이 가장 좋으나 가격이 비싸다)등을 사용하고 직경이 굵은 파이프 형태로 하고 콘덴서는 손실이 적은 재료 즉, 마이카 콘덴서를 사용하는 것이 좋다.When resonating, the current of Q times flows, and as described above, by using a suitable shape and material, the queue Q can be obtained at 1000 or more. In order to get high Q, it is possible to use a material that is as electric as possible, such as copper (silver is the best but the most expensive), and it is in the form of a thick pipe. It is good.

여기서, 원형도체부(11)는 원형만이 아니고 삼각형, 사각형, 육각형 팔각형 등 임의의 다각형 모양을 취할 수 있다. 또한, 수신 안테나 감도 향상기(10)내에 설치되는 수신 안테나(1)의 위치는 수신 안테나(1)를 감도 향상기(10)의 내주면에 위치시키면 되고 감도 향상기(10)의 중앙에 위치시키든 가장자리쪽에 위치시키든 큰 영향은 없다.Here, the circular conductor portion 11 may take any polygonal shape, such as triangle, square, hexagonal octagon, as well as circular. In addition, the position of the receiving antenna 1 installed in the receiving antenna sensitivity enhancer 10 may be positioned at the inner circumferential surface of the sensitivity enhancer 10 and positioned at the center of the sensitivity enhancer 10. Whether placed on the edge or on the edge, there is no significant effect.

아울러, 원형 도체부(11)는 전기의 양도체 즉, 구리, 은 등과 같이 전기가 잘 통하는 것이 좋으며, 고주파에서 표피효과(skin effect)에 의한 저항증가의 감소효과를 위해 내부가 비어 있는 파이프 형태로 하는 것이 효과적이다. 또한, 제품의 구조가 허용하는 범위내에서 원형도체의 직경을 크게 할수록 수신기 감도향상효과가 커진다.In addition, the circular conductor portion 11 is preferably electrically conductive, such as electrical conductors, such as copper, silver, and in the form of a hollow pipe for the effect of reducing the increase in resistance due to the skin effect (skin effect) at a high frequency. It is effective. In addition, the larger the diameter of the circular conductor within the allowable structure of the product, the greater the receiver sensitivity improvement effect.

아울러, 본 고안에 의한 수신 안테나 감도 향상기를 수신기에 부착하는 방법에 있어서는 여러가지 방법을 사용할 수 있을 것이며, 어떠한 방법을 사용하든 간에 본 고안에 의한 수신 안테나 감도 향상기(10)내에 안테가(1)가 위치하기만 하면된다.In addition, in the method of attaching the receiving antenna sensitivity improver according to the present invention to the receiver, various methods may be used, and no matter what method is used, the antenna 1 in the receiving antenna sensitivity enhancer 10 according to the present invention may be used. Just need to be located.

한편, 공진주파수는 대체로 콘덴서 용량의 제곱근에 반비례하며 원형 도체부가 수신기를 둘러싸서 이루어지는 원의 직경에 대체적으로 반비례한다. 본 발명의 구체적인 실험데이타로서, 원형도체 재료를 두께 1㎜, 외경 12.7㎜의 구리 파이프를 둘레 길이 310㎜로 제작하고, 1500㎊의 콘덴서를 연결하도록 하였을 경우에, 주파수가 5㎒에서 공진하였고, 약 20㏈의 감도향상이 있음을 확인할 수 있었다.On the other hand, the resonant frequency is generally inversely proportional to the square root of the capacitor capacity and is generally inversely proportional to the diameter of the circle formed by the circular conductor portion surrounding the receiver. As a specific experimental data of the present invention, when a copper conductor having a thickness of 1 mm and a diameter of 12.7 mm was made of a copper pipe with a circumferential length of 310 mm, and a capacitor of 1500 kHz was connected, the frequency resonated at 5 MHz, It was confirmed that there was an improvement in sensitivity of about 20 Hz.

본 고안에 의하면, 소형 수신안테나를 통해 수신되어야 하는 신호에 공진하는 신호를 소형 수신 안테나의 주위에서 집진시켜 줌으로써 본 고안에 의한 수신 감도 향상기 내에 위치한 안테나의 수신 감도를 향상시킬 수 있게 되어, 소형 수신 안테나의 경우 안테나의 크기가 작음으로 인해 초래될 수 있던 안테나의 수신이득의 부족을 보상해주는 효과를 제공한다.According to the present invention, it is possible to improve the reception sensitivity of an antenna located in the reception sensitivity improver according to the present invention by collecting a signal resonating to a signal to be received through the small reception antenna around the small reception antenna. The receiving antenna provides an effect of compensating for the lack of reception gain of the antenna, which may be caused by the small size of the antenna.

Claims

In the sensitivity improving device of a small receiving antenna,

And a condenser connected to the both ends of the conductor part having a constant thickness, a part of which is cut to have a resonant frequency corresponding to the signal received through the receiving antenna, and a separation distance from the small receiving antenna. Sensitivity improving device of the small receiving antenna is installed to surround the small receiving antenna.

The method of claim 1,

The conductor portion is a sensitivity improving device of a small receiving antenna having a circular or polygonal shape.