KR20040096524A - 다중대역 슬리브 다이폴 안테나 - Google Patents

다중대역 슬리브 다이폴 안테나 Download PDF

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Abstract

제 1 및 제 2 단부를 갖고 제 1 단부에서 변조된 신호원에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 긴 내부 도체, 내부 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치되고 그라운드에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 중간 도체, 내부 도체 및 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 제 1 외부 슬리브 도체, 및 내부 도체 및 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 제 1 및 제 2 단부를 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 제 2 외부 슬리브 도체를 포함하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.

Description

다중대역 슬리브 다이폴 안테나{MULTI-BAND SLEEVE DIPOLE ANTENNA}
아래의 미국 특허가 당해 기술의 현재 상황을 대표한다고 판단된다.
4,748,450; 5,079,562; 5,311,201; 6,215,451 및 6,421,024.
본 발명은 대체로 안테나에 관한 것이고 보다 상세하게는 다이폴 안테나에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작되는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나의 개략의 전개 측면도,
도 2는 도 1의 다중대역 슬리브 다이폴 안테나의 개략의 부분 단면 전개도,
도 3a는 조립된 상태의 도 1 및 2의 안테나의 또다른 방향의 개략도,
도 3b는 라인 IIIB-IIIB를 따라 취한 도 3a의 안테나의 개략 단면도,
도 4는 도 3의 조립된 다중대역 슬리브 다이폴 안테나의 또다른 방향의 개략의 부분 단면도, 및
도 5a, 5b, 5c는 도 4의 라인 VA-VA, VB-VB 및 VC-VC각각을 따라 취한 단면도.
본 발명은 비용절감의 다중대역 슬리브 다이폴 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
따라서 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 단부를 갖고 제 1 단부에서 변조된 신호원에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 긴 내부 도체, 내부 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치되고 그라운드에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 중간 도체, 내부 도체 및 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 제 1 외부 슬리브 도체, 및 내부 도체 및 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 제 1 및 제 2 단부를 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 제 2 외부 슬리브 도체로서, 제 1 단부는 제 1 외부 슬리브 도체와 인접하고 축 갭에 의하여 분리되어 있는 제 2 외부 슬리브 도체를 포함하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나가 제공되고, 제 1 외부 슬리브 도체는 일반적으로 제 1 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로써 제 2 단부와 축방향으로 분리되는, 내부 도체를 따라있는 피드 포인트 위치에서 중간 도체와 전기적으로 연결되어 있고, 제 1 외부 슬리브 도체는, 제 1 무선 전송 주파수보다 높은, 일반적으로 제 2 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로써 피드 포인트 위치를 넘어서 뻗어있고, 제 2 외부 슬리브 도체는 제 2 외부 슬리브 도체의 제 2 단부에서의 위치에서 내부 도체와 전기적으로 연결되어 있고, 그리고 제 2 외부 슬리브 도체의 제 1 단부는 제 2 무선 전송 주파수의 2분의 1파장만큼의 거리로써 내부 도체의 제 2 단부로부터 축방향으로 분리되어 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라 제 1 외부 슬리브 도체의 내경은 동작 대역폭을 최대화하도록 선택되는 제 1 외부 슬리브 도체와 중간 도체간의 임피던스를 정의하도록 선택된다. 대안으로 또는 선택적으로, 제 2 외부 슬리브 도체의 내경은 동작 대역폭을 최대화하도록 선택되는 제 2 외부 슬리브 도체와 내부 도체간의 임피던스를 정의하도록 선택된다.
바람직하게는, 축 갭은 제 1 외부 슬리브 도체와 제 2 외부 슬리브 도체간의 대략적인 커플링을 제공하도록 선택된다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 다중대역 슬리브 다이폴 안테나는 또한 내부 도체와 전기적으로 연결된 중심핀 및 중간 도체와 전기적으로 연결된 외부 도체를 갖는 동축 커넥터를 포함한다.
바람직하게는, 제 2 외부 슬리브 도체는 제 2 외부 슬리브 도체의 제 1 단부에서 내부 도체와 전기적으로 연결되지 않는다. 대안으로 또는 선택적으로, 제 1 외부 슬리브 도체는 축 갭에 인접한 제 1 외부 슬리브 도체의 단부에서 내부 도체 또는 중간 도체에 전기적으로 연결되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 일반적으로 800MHz 및 1900MHz대역이다. 대안으로, 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 일반적으로 2.4GHz 및 5.6GHz대역이다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명에 의하여 보다 잘 이해되고, 평가될 것이다.
도 1 내지 5c를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 구성되고 동작되는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나를 설명하고 있다.
도 1 내지 5c에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 단부(102, 104)를 각각 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 긴 내부 도체(100)를 포함하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나가 제공된다. 축방향으로 배치된 긴 내부 도체(100)는 바람직하게는 동축 커넥터(106)에 의하여, (도시 안된) 휴대폰 트랜스미터와 같은 변조 신호원에 그 도체(100)의 일단부가 연결되도록 배치된다.
동축 커넥터(106)는 바람직하게는, 일단부(102)에서 내부 도체(100)와 전기적으로 연결된 중심핀(108) 및, 내부 도체(100)에 대하여 대체로 동축방향으로 배치되어 있고, 대체로 축방향으로 배치되어 있는 중간 도체(120)와 전기적으로 결합된 외부 커넥터 도체(110)을 포함하게끔 구성된다. 중간 도체(120)는 바람직하게는 내부 도체(100)의 주위에 배치된 내부 절연 슬리브(122)주위에 배치된 브레이드(braid)로 구성되어 있다. 중간 도체(120)는 전형적으로는 외부 도체(110)을 거쳐 그라운드에 연결된다. 외부 절연 슬리브(124)는 바람직하게는 그 길이의 일부를 따라 중간 도체(120)위에 제공된다.
일반적으로, 각각의 제 1 및 제 2 단부(132, 134)를 갖는, 축방향으로 배치된 제 1 외부 슬리브 도체(130)는 바람직하게는 내부 도체(100) 및 중간 도체(120)에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된다. 각각의 제 1 및 제 2 단부(142, 144)를 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 제 2 외부 슬리브 도체(140)가 부가적으로 제공된다. 제 2 외부 슬리브 도체(140)는 바람직하게는 내부 도체(100) 및중간 도체(120)에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된다. 바람직하게는, 제 2 외부 슬리브 도체(140)의 제 1 단부(142)는 제 1 외부 슬리브 도체(130)의 제 2 단부(134)근방에 위치하여 그 제 2 단부(134)와 축 갭(146)에 의해 분리되어 있다.
축 갭(146)은 바람직하게는 제 1 외부 슬리브 도체(130)와 제 2 외부 슬리브 도체(140)사이에 임피던스 매칭을 제공하도록 선택된다. 제 1 외부 슬리브 도체(130)는 축 갭(146)근방의 제 1 외부 슬리브 도체(130)의 단부(132)에서 내부 도체(100)나 중간 도체(120)와 전기적으로 연결되어 있지 않다.
바람직하게는, 제 1 외부 슬리브 도체(130)는, 일반적으로 제 1 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로 제 2 단부(104)로부터 축방향으로 분리되어 있고 내부 도체(100)을 따라있는 피드 포인트 위치(148)에서 중간 도체(120)와 전기적으로 연결되어 있다.
바람직하게는, 제 1 외부 슬리브 도체(130)는, 피드 포인트 위치(148)를 넘어, 제 1 무선 전송 주파수보다 높은, 일반적으로 제 2 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로 단부(134)로 뻗어있다. 전형적으로 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 각각 800MHz 및 1900MHz내에 있다. 대안으로, 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 각각 2.4GHz 및 5.6GHz내에 있을 수 있다.
바람직하게는, 제 2 외부 슬리브 도체(140)는 제 2 외부 슬리브 도체(140)의 제 2 단부(144)에서의 위치(150)에서 내부 도체(100)와 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 제 2 외부 슬리브 도체(140)의 제 1 단부(142)는 제 2 무선 전송 주파수의 2분의 1 파장만큼의 거리로 내부 도체(100)의 제 2 단부(104)로부터 축방향으로 분리되어 있다. 제 2 외부 슬리브 도체(140)는 제 2 외부 슬리브 도체의 제 1 단부(142)에서 내부 도체(100)와 전기적으로 연결되지 않는다.
바람직하게는, 제 1 외부 슬리브 도체(130)의 내경은 동작 주파수를 최대화하도록 선택되는 제 1 외부 슬리브 도체(130)와 중간 도체(120)간의 임피던스를 정의한다. 전형적인 임피던스는 50옴이다.
바람직하게는, 제 2 외부 슬리브 도체(140)의 내경은 동작 대역폭을 최대화하도록 선택되는 제 2 외부 슬리브 도체(140)와 내부 도체(100)간의 임피던스를 정의하도록 선택된다.
바람직하게는, 안테나를 커버하기 위하여 RF 송신 전기 절연 보호 커버(160)가 제공되고 동축 커넥터(106)에 대하여 피벗가능한 장착을 위해 배치된 피벗가능하게 장착된 지지부재(162)상에 장착된다. 내부 장착 엘리먼트(164)가 지지부재(162)상에서 지지되고 제 1 외부 슬리브 도체(130)를 지지한다. 제 2 외부 슬리브 도체(140)는 바람직하게는 제 1 및 제 2 외부 슬리브 도체(130)에 형성된 리세스에 장착되는 일반적으로 실린더형의 스페이서(166)상에 지지된다.
또한, 내부 도체(100), 중간 도체(120) 및 제 1 및 제 2 외부 슬리브 도체(130, 140) 각각간의 배선 및 치수는 (1) 제 1 외부 슬리브(130)의 확장에 의하여 보다 높은 전송 대역의 밸룬(balun)을 위한 구조, (2) 축 갭(146)에 의해 보다 높은 주파수 대역을 위하여 적합한 피딩, 및 (3) 보다 높은 전송 대역을 위해 필요한 대역폭을 제공하도록 선택된다. 대역폭은, 축 갭(146)의 크기 및 제 1 외부 슬리브 도체(130) 대 내부 도체(100)의 확장부의 내외경간의 비 및 제 2 외부 슬리브도체(140) 대 내부 도체(100)의 내외경간의 비 및 그들간의 유전체 슬리브의 함수인 임피던스에 의해 조절된다. 임피던스는 또한 제 2 외부 슬리브 도체(140)의 길이의 함수이다. 이러한 파라메터는 1850-1990MHz 및 1710-1880MHz의 범위인, PCS 및 DCS대역을 커버하는 대역폭을 제공하는데 충분히 강력하다. 다이폴의 주 엘리먼트, 즉 ½파장의 전기적 길이에 이르는 복사 엘리먼트 및 균형과 비균형 시스템간을 매칭시키는 밸룬이 포함되기때문에, 양 전송 대역, 또는 다중 전송 대역에서 다이폴 성능이 달성된다.
본 발명이 상기한 특별히 도시되고 설명된것에 제한되지 않음은 당업자에게 명백하다. 본 발명의 범위는 상기 명세서에 의하여 당업자가 인식하지만 종래기술이 아닌 수정 및 변형뿐 아니라 상기한 다양한 특징의 조합 및 하위조합을 포함한다.

Claims (12)

  1. 제 1 및 제 2 단부를 갖고 상기 제 1 단부에서 변조된 신호원에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 긴 내부 도체;
    상기 내부 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치되고 그라운드에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 중간 도체;
    상기 내부 도체 및 상기 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 제 1 외부 슬리브 도체; 및
    상기 내부 도체 및 상기 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 제 1 및 제 2 단부를 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 제 2 외부 슬리브 도체로서, 상기 제 1 단부는 상기 제 1 외부 슬리브 도체와 인접하고 축 갭에 의하여 분리되어 있는, 상기 제 2 외부 슬리브 도체를 포함하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나로서,
    상기 제 1 외부 슬리브 도체는 일반적으로 제 1 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로써 상기 제 2 단부와 축방향으로 분리되는, 상기 내부 도체를 따라있는 피드 포인트 위치에서 상기 중간 도체와 전기적으로 연결되어 있고,
    상기 제 1 외부 슬리브 도체는, 상기 제 1 무선 전송 주파수보다 높은, 일반적으로 제 2 무선 전송 주파수의 4분의 1파장만큼의 거리로써 상기 피드 포인트 위치를 넘어서 뻗어있고,
    상기 제 2 외부 슬리브 도체는 상기 제 2 외부 슬리브 도체의 상기 제 2 단부에서의 위치에서 상기 내부 도체와 전기적으로 연결되어 있고, 그리고
    상기 제 2 외부 슬리브 도체의 상기 제 1 단부는 상기 제 2 무선 전송 주파수의 2분의 1파장만큼의 거리로써 상기 내부 도체의 상기 제 2 단부로부터 축방향으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 외부 슬리브 도체의 내경은 동작 대역폭을 최대화하도록 선택되는, 상기 제 1 외부 슬리브 도체와 상기 중간 도체간의 임피던스를 정의하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 외부 슬리브 도체의 내경은 동작 대역폭을 최대화하도록 선택되는, 상기 제 2 외부 슬리브 도체와 상기 내부 도체간의 임피던스를 정의하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느한 항에 있어서, 상기 축 갭은 상기 제 1 외부 슬리브 도체와 상기 제 2 외부 슬리브 도체간의 대략적인 커플링을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느한 항에 있어서, 상기 내부 도체와 전기적으로 연결된 중심핀 및 상기 중간 도체와 전기적으로 연결된 외부 도체를 갖는 동축 커넥터를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느한 항에 있어서, 상기 제 2 외부 슬리브 도체는 상기 제 2 외부 슬리브 도체의 상기 제 1 단부에서 상기 내부 도체와 전기적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느한 항에 있어서, 상기 제 1 외부 슬리브 도체는 상기 축 갭에 인접한 상기 제 1 외부 슬리브 도체의 단부에서 상기 내부 도체 또는 상기 중간 도체에 전기적으로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 일반적으로 800MHz 및 1900MHz대역인 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 무선 전송 주파수는 일반적으로 2.4GHz 및 5.6GHz대역인 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  10. 제 1 및 제 2 단부를 갖고 상기 제 1 단부에서 변조된 신호원과 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 긴 내부 도체;
    상기 내부 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치되고 그라운드에 연결되도록 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 중간 도체;
    상기 내부 도체 및 상기 중간 도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 일반적으로 축방향으로 배치된 제 1 외부 슬리브 도체; 및
    상기 내부 도체 및 상기 중간도체에 대하여 일반적으로 동축방향으로 배치된 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 일반적으로 축방향으로 배치된 제 2 외부 슬리브 도체로서, 상기 제 1 단부는 상기 제 1 외부 슬리브 도체와 인접하고 축 갭에 의하여 분리되는 상기 제 2 외부 슬리브 도체를 포함하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나로서,
    상기 내부 도체, 중간 도체 및 제 1 및 제 2 외부 슬리브 도체간의 치수 및 전기 배선은 제 1 및 제 2 무선 전송 대역에서 다이폴 성능을 제공하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 무선 전송 대역은 일반적으로 800MHz 및 1900MHz인 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 무선 전송 대역은 일반적으로 2.4GHz 및 5.6GHz인 것을 특징으로 하는 다중대역 슬리브 다이폴 안테나.
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