KR200287906Y1 - 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 무선통신 기기용 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다이폴 안테나의 상부 소자와 접지면 사이에 전자파 흡수체를 구비함으로써 전자파의 인체유해 성분을 감소시키며, 상기 접지면의 일측을 연장시켜 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 함으로써 안테나의 전기적 특성을 안정화시킬 수 있는 전자파의 인체 유해성분을 감소시킨 안테나에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 휩 안테나는 유한 접지면을 갖는 1/4 파장의 모노폴 구조로서 다이폴 안테나와 유사한 복사특성을 갖지만 접지면이 충분히 확보되지 않으면 특성이 안정화되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 상기 휩 안테나의 길이를 감소시키기 위해 금속 선재를 나선 형태로 구성한 헬리컬 안테나가 사용되고 있으나 이득이 낮고 협대역이라는 문제점을 갖는다.

더욱이, 종래 기술에 따른 휩 안테나와 헬리컬 안테나는 수평면에서 전방향성 복사패턴을 가지며, 휩 안테나의 경우 수직면 복사패턴이형태이고 헬리컬 안테나의 경우 수직면 복사패턴이형태이므로 급전점 하부쪽으로 복사되는 전자파가 인체에 영향을 미친다고 하는 또다른 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 다이폴 안테나의 그라운드 일측을 연장시켜 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 함으로써 다이폴 안테나의 구조를 그대로 유지하므로 전기적 특성이 안정화되며, 다이폴 안테나의 상부 소자와 접지면 사이에 전자파 흡수체를 구비함으로써 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나{An antenna apparatus for minimizing the factor of hazard to health}

본 고안은 무선통신 기기용 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다이폴안테나의 상부 소자와 접지면 사이에 전자파 흡수체를 구비함으로써 전자파의 인체유해 성분을 감소시키며, 상기 접지면의 일측을 연장시켜 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 함으로써 안테나의 전기적 특성을 안정화시킬 수 있는 전자파의 인체 유해성분을 감소시킨 안테나에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 휩 안테나는 유한 접지면을 갖는 1/4 파장의 모노폴 구조로서 다이폴 안테나와 유사한 복사특성을 갖지만 접지면이 충분히 확보되지 않으면 특성이 안정화되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 상기 휩 안테나의 길이를 감소시키기 위해 금속 선재를 나선 형태로 구성한 헬리컬 안테나가 사용되고 있으나 이득이 낮고 협대역이라는 문제점을 갖는다.

더욱이, 종래 기술에 따른 휩 안테나와 헬리컬 안테나는 수평면에서 전방향성 복사패턴을 가지며, 휩 안테나의 경우 수직면 복사패턴이형태이고 헬리컬 안테나의 경우 수직면 복사패턴이형태이므로 급전점 하부쪽으로 복사되는전자파가 인체에 영향을 미친다고 하는 또다른 문제점이 있었다.

도 1a와 도 1b는 각각 종래 기술에 따른 휩 안테나와 헬리컬 안테나의 일단면도이다. 도 1a에서 휩 안테나(12)는 가요성을 갖는 도전성 금속 선재로서 사용주파수의 1/4파장 길이를 가지며, 단말기 등에 장착하기 위한 금속재 고정수단(11)에 접속된다. 또한, 상기 휩 안테나를 보호하기 위한 외피(13)가 구비되고, 상단부에는 캡(14)이 씌워지는 구조이다. 이와같은 엔드급전(End Feed) 방식의 모노폴 안테나는 1/2파장 길이를 갖는 다이폴 안테나에 비해 크기를 감소시킬 수는 있으나, 소정의 성능을 발휘하기 위해서는 접지면의 면적이 충분히 확보되어야 하므로 안테나설계 및 회로 정합에 어려움이 있어 안테나 특성을 안정화하는 데에는 한계가 있다.

그리고, 도 1b에 도시된 헬리컬 안테나(15)는 안테나를 나선형으로 구성하여 상기 휩 안테나의 길이를 감소시킨 것으로서, 단말기 등에 장착하기 위한 금속재 고정수단(11)에 접속되고 커버(16)에 의해 보호된다. 이러한 헬리컬 안테나도 근본적으로 상기 휩 안테나의 구조를 그대로 이용한 것이므로 접지면의 면적에 의해 안테나 특성이 제한을 받게 된다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 것으로서, 다이폴 안테나의 그라운드 일측을 연장시켜 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 함으로써 다이폴 안테나의 구조를 그대로 유지하므로 전기적 특성이 안정화되며, 다이폴 안테나의 상부소자와 접지면 사이에 전자파 흡수체를 구비함으로써 전자파의 인체 유해 성분을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

도 1a는 종래 기술에 따른 휩 안테나의 일단면도.

도 1b는 종래 기술에 따른 헬리컬 안테나의 일단면도.

도 2는 종래 기술과 본 고안의 등가 회로도.

도 3은 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나의 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나의 일단면도.

도 5는 상기 도 4 안테나의 조립 상태를 나타내는 사시도.

도 6a는 도 4 안테나의 전압정재파비를 측정한 측정도.

도 6b는 도 4 안테나의 수평면 복사패턴도.

도 7은 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나의 다른 실시예를 나타내는 일단면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11. 고정수단 12, 77. 휩 안테나

13. 외피 14. 캡

15. 헬리컬 안테나 16, 45, 55, 75. 커버

31, 41, 51. 콘넥터 32, 42, 52, 72. 다이폴 상부소자

33, 43, 53, 73. 외부 접지면 44, 54, 74. 전자파 흡수체

76. 관통홀

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 단말기 등에 장착하기 위한 콘넥터와; 상기 콘넥터의 내부도체에 접속되되 지그재그 형태로 절곡 형성된 다이폴 상부소자와; 상기 콘넥터의 외부도체에 접속되되, 일측은 단말기의 접지면에 연결되고 타측은 상부소자와 소정 간격을 갖도록 연장 형성된 외부 접지면과; 상기 다이폴 상부소자와 외부 접지면이 소정 간격을 이루도록 상기 콘넥터의 외부도체와 내부도체사이에 구비되는 전자파 흡수체와; 상기 구성요소들을 수납하고 외부환경으로부터 보호하기 위한 커버를 포함한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 종래 기술과 본 고안의 등가 회로도를 나타낸다. 도 2에서 종래 기술에 따른 휩 안테나와 헬리컬 안테나는 상술한 바와 같이 엔드급전(End Feed) 방식의 모노폴 안테나인 반면, 본 고안에 따른 안테나는 기본적으로 중앙급전(Center Feed) 방식의 다이폴 안테나로서, 단말기 내부의 접지면을 이용하되 상기 접지면의 일측이 연장되어 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 한 것이다.

도 3과 도 4는 각각 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나의 사시도와 일단면도로서, 크게 단말기 등에 장착하기 위한 콘넥터(31, 41)와, 상기 콘넥터의 내부도체에 접속되되 지그재그 형태로 절곡 형성된 다이폴 상부소자(32, 42)와, 상기 콘넥터의 외부도체에 접속되어 상부소자와 소정 간격을 갖도록 연장 형성된 외부 접지면(33, 43)과, 상기 다이폴 상부소자와 외부 접지면이 소정 간격을 이루도록 상기 콘넥터의 외부도체와 내부도체 사이에 구비되는 전자파 흡수체(44)와; 상기 구성요소들을 수납하고 외부환경으로부터 보호하기 위한 커버(45)로 구성된다.

도 5는 상기 도 4 안테나의 조립 상태를 나타내는 사시도이다. 상기 도 3과 도 4에서 상술한 바와 같이 콘넥터(51)는 원통형 금속재로서 외주면에는 단말기 등에 장착하기 위한 나사산이 구비되어 있으며, 일측에는 후술하는 상부소자와 소정간격을 갖도록 외부 접지면(53)이 연장 형성되어 있다. 이와같은 콘넥터에 전자파 흡수체(54)가 끼워져 조립되고, 상기 유전체에 다시 일체형으로 형성된 내부도체와 다이폴 상부소자(52)가 끼워진다. 그리고, 상기 구성요소들이 조립된 상태에서 외부에 커버(55)가 씌워져 상기 구성요소들을 수납하고 외부환경으로부터 보호하도록 구성된다.

상기 도 5에서 콘넥터(51)의 외부도체는 외부 접지면(53)이 일체로 형성되고, 콘넥터(51)의 내부도체는 다이폴 상부소자(52)가 일체로 형성되며, 상기 외부도체와 내부도체 사이에 전자파 흡수체(54)가 구비됨으로써 중앙급전 방식에 의한 다이폴 안테나가 구성된다. 상기와 같은 전자파 흡수체로서는 대한민국 등록 실용신안 제 175133호에 개시된 것과 같은 망간 아연계 페리 자성체 등이 사용될 수 있다.

상기와 같은 구조에 의해 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나는 단말기마다 접지 면적이 달라지더라도 접지면의 영향을 받지 않으며, 상기 다이폴 상부소자와 접지면 사이에 구비된 전자파 흡수체에 의해 급전점 하부쪽으로 복사되는 전자파가 효과적으로 감소되며, 특히 외부 접지면이 사용자 쪽을 향하도록 장착함으로써 인체 방향으로 전파가 덜 복사되므로 전자파의 인체 유해성분을 크게 감소시킬 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 상기 도 4 안테나의 전기적 특성을 나타내는 측정도로서, 도 6a는 전압정재파비(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio)를 나타내며, 도 6b는 수평면 복사패턴도를 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이 도 6a에서 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나는 1.85∼1.99GHz 대역에서 공진되어 1.5 이하의 전압정재파비값을 가지며, 도 6b를 참조하면 수평면에서 상기 외부 접지면쪽으로는 전파가 덜 복사되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 외부 접지면이 사용자쪽을 향하도록 장착함으로써 유해 전자파를 감소시킬 수 있게 된다.

도 7은 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나의 다른 실시예를 나타내는 일단면도이다. 도 7에서는 단말기 등에 장착된 안테나의 중심부에 관통홀(76)이 형성되고, 상기 관통홀을 통해 휩 안테나(77)가 길이 방향으로 이동가능하도록 구성된 신축가능형 안테나를 나타낸다. 이와같은 신축가능형 구조인 경우 상기 휩 안테나를 인출했을 때는 다이폴 상부소자(72)와 휩 안테나가 병렬로 접속된 형태이며, 휩 안테나를 삽입했을 때는 상기 다이폴 상부소자만이 동작한다.

이상에서는, 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해 기술하고 도시하였으나, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상으로부터 벗어남이 없이 다양하게 변형 및 변경될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나는 다이폴 안테나의 그라운드 일측을 연장시켜 상부 소자와 소정 간격을 갖도록 함으로써 다이폴 안테나의 구조를 그대로 유지하므로 전기적 특성이 안정화되며, 다이폴 안테나의 상부 소자와 접지면 사이에 전자파 흡수체를 구비함으로써 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 무선통신 단말기에 사용되는 안테나에 있어서,

   단말기 등에 장착하기 위한 콘넥터;와

   상기 콘넥터의 내부도체에 접속되되 지그재그 형태로 절곡 형성된 다이폴 상부소자; 와

   상기 콘넥터의 외부도체에 접속되되, 일측은 단말기의 접지면에 연결되고 타측은 상부소자와 소정 간격을 갖도록 연장 형성된 외부 접지면;과

   상기 다이폴 상부소자와 외부 접지면이 소정 간격을 이루도록 상기 콘넥터의 외부도체와 내부도체 사이에 구비되는 전자파 흡수체; 및 상기 구성요소들을 수납하고 외부환경으로부터 보호하기 위한 커버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 접지면은,

   일측이 단말기의 접지면에 연결되고 타측은 상부소자와 소정 간격을 갖도록 연장형성된 것을 특징으로 하는 전자파의 인체 유해 성분을 감소시킨 안테나.