KR20050069850A - 휴대 무선통신 장치용 안테나부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모바일폰이나 GPS 수신기와 같은 휴대 무선통신 장치용 안테나부에 관한 것이다. 이러한 안테나부는 1/4파장 QHA 구조를 포함한다. 이러한 구조의 내부를 따라 동축으로 배열된 접지부(3)로 인해 반파장 QHA 구조에 비교하여 양호한 성능이 달성된다.

Description

휴대 무선통신 장치용 안테나부{AN ANTENNA ARRANGEMENT FOR A PORTABLE RADIO COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 전반적으로 무선통신 장치용 안테나부에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 휴대 무선통신 장치용 1/4파장 쿼드리필라(quadrifilar) 헤릭스 구조에 관한 것이다.
위성을 통한 무선통신은 오늘날 실제로 일반적인 응용기술이다. 모바일폰이나 GPS 수신기와 같은 휴대 무선통신 장치에서 위성통신용으로 소용되는 안테나의 하나의 타입은 쿼드리필라 헤릭스 안테나(QHA : quadrifilar helix antenna, 이하, QHA라 함)이다. 이러한 안테나는, 원형으로 편파되는 방사를 제공하며, 단부가 단락된 1/4파장 구조나 반파장 구조를 가지는 것으로 설계될 수도 있다. 이것은 K. Fujimoto와 J. R. James의 저서인 모바일 안테나 시스템 핸드북(Mobile Antenna Systems Handbook)의 9.6.2.7장에 보다 상세하게 기술되어 있다.
소형 제품을 공급하고자 하는 한결같은 바램이 항상 있기 때문에, 반파장 구조는 주로 그 길이가 문제가 된다. 이러한 반파장 구조에 비하여 상기 1/4파장 구조가 가지고 있는 문제점은 저하된 방사패턴이 얻어진다는 것이다. 또한 1/4파장 구조가 가진 다른 하나의 문제점은 또한 축비(axial ratio)와 안테나 이득이 반파장 구조에 비하여 저하된다는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 기술된 그 문제점들을 경감시키는 짧은 안테나 구조를 제공하는 것이다.
특히, 이러한 목적은 부가된 청구범위에 따른 안테나부에 의해 달성된다.
쿼드리필라 헤릭스 구조의 내부를 따라 동축으로 접지 단락된 단부를 가진 1/4파장 QHA 구조를 포함하는, 모바일폰이나 GPS 수신기와 같은 휴대 무선통신 장치용 안테나부를 제공함으로써, 반파장 QHA 구조에 필적하는 축비, 안테나 이득 및 방사패턴을 갖는 짧은 안테나부가 제공된다.
본 발명은 단지 예시의 목적으로 제시된 것이어서 본 발명에 대하여 제한적인 것이 아닌 이하의 실시예들의 상세한 설명과 첨부 도면들로부터 보다 확실하게 이해될 것이다.
이하의 설명에서는, 제한이 아닌 예시의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 기술 및 응용 같은 상세한 설명이 기술된다. 하지만, 본 발명이 이러한 상세한 설명에서 벗어난 다른 실시예들에서 실행될 수도 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 공지의 방법 및 장치에 대한 상세한 설명은 불필요한 설명으로 인해로 본 발명의 설명을 불명료하게 하지 않도록 하기 위해 생략된다.
이제, 본 발명의 제 1 실시예는 도 1을 참조하여 기술될 것이다.
모바일폰이나 GPS 수신기와 같은 휴대 무선통신 장치용 안테나부는 단락된 단부가 원하는 전송 주파수의 대략 λ/4의 길이를 갖는 쿼드리필라 헤릭스 안테나(QHA) 구조를 포함한다. 이것은 이하에서 1/4파장 QHA 구조로서 언급될 것이다.
이 1/4파장 QHA 구조는 급전망(feeding net)(4)에 전기적으로 연결된 제 1 단부와 단락부(2)에 전기적으로 연결된 제 2 단부 내에 각각 존재하는 4개의 방사 소자(1)들을 포함한다. 이 단락부(2)는 방사 소자(1)들이 외면상에 연결되는 원형 소자로서 형성된다.
이 안테나부는, 1/4파장 QHA 구조의 내부를 따라 동축으로 배열되어서 급전망(4) 상의 접지에 단락부(2)를 전기적으로 연결하는 접지부(3), 바람직하게는 접지핀을 더 포함한다. 이 안테나부가 모바일폰이나 GPS 수신기에 장착되는 경우, 급전망(4)은 모바일폰이나 GPS 수신기의 접지와 무선 회로에 전기적으로 연결될 것이다. 변경적으로 이 안테나부가 모바일폰이나 GPS 수신기에 장착되는 경우, 이 접지부는 모바일폰이나 GPS 수신기의 접지에 직접 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 급전망(4)은 4개의 방사 소자(1)에 90°의 위상차로 급전하도록 배열되어 원형으로 편파된 방사패턴을 제공한다. 이 동축 접지부(3)로 인해 방사 패턴에 대하여 상당히 양호한 축비를 달성하는 것이 가능하다. 게다가 동축 접지부(3)로 인해, 넓은 빔폭과 안정된 기계 구조가 달성된다.
각각의 방사 소자(1)가 50mm의 길이를 가지고 헤릭스 구조의 높이가 40mm이고 단락부의 직경이 10mm인 경우에, 1525 내지 1660 MHz의 주파수 대역이 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예는 도 2를 참조하여 기술된다. 본 실시예는 다음의 기술 내용을 제외하고는 전술한 제 1 실시예와 동일하다.
단락부는 방사 소자(1)의 제 2 단부에 단부들이 전기적으로 연결되는 두개의 교차하는 라인 소자(10)로서 형성된다. 접지부는 두개의 라인 소자(10)의 교차점(11)에서 단락부에 전기적으로 연결된다. 교차점(11)은 상기 1/4파장 QHA 구조의 중심라인에 위치된다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예는 도 3을 참조하여 기술될 것이다. 본 실시예는 다음의 기술 내용을 제외하고는 전술한 제 2 실시예와 동일하다.
단락부는 방사 소자(1)의 제 2 단부에 전기적으로 연결된 환형 소자(12)를 더 포함한다. 이러한 환형 소자(12)는 전술한 제 2 실시예에 비교하여 안테나부에 대해 좀더 충분한 지지 구조를 제공한다.
환형 소자(12)에 두개의 교차되는 라인 소자(10)들이 없는 상태로 단락부에 대한 변경적인 형태가 얻어질 수 있지만, 이러한 경우에 접지부(3)는 단락부의 중심으로부터 환형 소자(12)에 까지 확장될 필요가 있다. 하지만, 이것은 방사 패턴에 상당한 비선형성을 일으킬 수 있다.
이제, 본 발명의 제 4 실시예가 기술될 것이다.
안테나부는 별개의 송수신 방사 소자들을 포함한다. 각각의 송수신 방사 소자들은 전술한 제 1 실시예에 따른 1/4파장 QHA 구조로 구성되어 있다. 두개의 구조물들이 급전망과 단락부 사이에 개재되어 급전망과 단락부에 모두 전기적으로 연결된다.
변경적으로, 각각의 송수신 구조들은 모두 급전망에 전기적으로 연결되지만, 송신 구조와 수신 구조 중 하나만이 단락부에 전기적으로 연결된다. 송신 구조와 수신 구조 중 다른 하나는 단락부에 단지 용량성으로만 연결된다.
본 발명이 여러 방식으로 변경될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 이러한 변경은 본 발명의 범주로부터 벗어난 것으로서 간주되지 않는다. 당업자에게 명백하게 되는 모든 변경은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 해석된다.
본 실시예에 의하면, 쿼드리필라 헤릭스 구조의 내부를 따라 동축으로 접지된 단락된 단부를 가진 1/4파장 QHA 구조를 포함하는 모바일폰이나 GPS 수신기와 같은 휴대 무선통신 장치용 안테나부를 제공함으로써, 반파장 QHA 구조에 필적하는 축비, 안테나 이득 및 방사패턴을 갖는 짧은 안테나부가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 1/4파장 쿼드리필라 헤릭스 안테나 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 단락부를 예시하는 도면.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 단락부를 예시하는 도면.

Claims (11)

1/4파장 쿼드리필라 헤릭스 구조를 형성하기 위한 4개의 방사 소자(1)들을 포함하되, 상기 방사 소자(1)들의 각각은 휴대 무선통신 장치의 무선회로에의 전기적 연결을 위해 배열된 제 1 단부에 존재하며, 상기 방사 소자(1)들의 각각은 다른 3개의 방사 소자들의 대응하는 제 2 단부에 전기적으로 연결된 상기 제 1 단부와 마주한 제 2 단부에 존재하여, 4개의 방사 소자(1)들에 대한 단락부(2)를 형성하는 휴대 무선통신 장치용 안테나부에 있어서,
상기 휴대 무선통신 장치에의 전기적 연결을 위한 접지와 상기 단락부(2) 사이에 배열되되, 상기 쿼드리필라 헤릭스 구조의 내부를 따라 동축으로 배열되는 접지부(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 1항에 있어서,
상기 단락부(2)는 상기 방사 소자(1)의 상기 제 2 단부에 그 단부가 전기적으로 연결되는 두개의 교차하는 라인 소자(10)를 포함하고,
상기 접지부(3)는 상기 교차하는 라인 소자(10)의 교차점(11)에서 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 단락부(2)는 상기 방사 소자(1)의 상기 제 2 단부에 전기적으로 연결된 환형 소자(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 1항에 있어서,
상기 단락부(2)는 상기 방사 소자(1)의 상기 제 2 단부에 외면이 연결된 원형 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 4항에 있어서,
상기 접지부(3)는 상기 원형 소자의 중심에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 방사 소자(1)의 상기 제 1 단부에 전기적으로 연결된 급전망(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 6항에 있어서,
상기 접지부(3)는 상기 급전망(4)의 접지부위에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 1항 또는 2항에 있어서,
안테나부에 별개의 송수신 안테나 소자들을 제공하기 위해, 4개의 방사 소자(1)들의 제 1 세트에 병렬로 위치된 4개의 방사 소자 세트들의 다른 하나의 세트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 8항에 있어서,
4개의 방사 소자들의 상기 제 2 세트의 제 1 단부들의 각각은 휴대 무선통신 장치의 무선 회로에의 전기적 연결을 위해 배열되고, 4개의 방사 소자들의 상기 제 2 세트의 제 2 단부들의 각각은 상기 단락부에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나부.
제 8항에 있어서,
4개의 방사 소자들의 상기 제 2 세트의 제 1 단부들의 각각은 휴대 무선통신 장치의 무선 회로에의 전기적 연결을 위해 배열되고, 4개의 방사 소자들의 상기 제 2 세트의 제 2 단부들의 각각은 상기 단락부(2)에 용량성으로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나부.
상기 항들 중 어느 한 항에 청구된 안테나부를 포함하는 휴대 무선통신 장치.
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