KR20110001622U - 사각 헬리컬 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 헬리컬 안테나에 관한 것으로서, 소형 전파 기기용 회로기판에 사용되는 헬리컬 안테나에 있어서, 상기 회로기판에 전기적으로 접속되는 단자부; 상기 단자부에 전기적으로 연결되며, 전파를 수신하거나 송신하는 본체부;를 구비하며, 상기 본체부는, 나선형으로 감겨지는 형상을 가지며, 그 본체부의 중심축선을 따르는 방향에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면, 본체부의 중심축선을 따르는 방향에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡시킴으로써, 설치공간이 감소하여 전파 기기의 소형화가 용이하다는 효과가 있다.

헬리컬 안테나, 사각 단면, 소형화, 나선, 절곡

Description

사각 헬리컬 안테나 {A rectangular and helical antenna }

본 고안은 헬리컬 안테나에 관한 것으로서, 특히 설치공간이 감소하여 전파 기기의 소형화가 용이한 헬리컬 안테나에 관한 것이다.

헬리컬 안테나(helical antenna)는, 초단파 안테나의 일종으로서, 금속선을 나선형으로 감아 만든 안테나이다. 이 안테나는 금속선을 한 번 감는 길이를 파장 정도로 했을 때, 상기 나선의 축방향으로 예리한 지향성의 원편파 전파가 방사되는 원리를 이용하는 안테나로서, 상당히 넓은 주파수 범위에 걸쳐 높은 이득을 얻을 수 있으므로, 소형 전파 기기에 많이 사용되고 있다.

예컨대, TPMS(tire pressure monitoring system)와 같은 소형 전파 기기에 사용되기도 하는데, 이 장치는, 타이어공기압자동감지시스템으로도 불리는 장치로서, 타이어에 내장된 전파식별(RFID)센서로 타이어의 압력과 온도를 감지한 뒤, 이 정보를 운전석으로 보내 운전자가 실시간으로 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있게 설계되어 있다. 따라서, TPMS를 이용하면 타이어의 내구성·승차감·제동력 향상은 물론, 연비도 높일 수 있고, 주행 중 차체가 심하게 흔들리는 것도 막을 수 있다.

이러한 TPMS는 타이어 내부에 장착되는 장치이므로 소형화되는 것이 바람직하며, 무선으로 타이어의 압력과 온도를 운전자에게 전송해야 하므로 전파 송수신 안테나가 필요하다.

종래에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 헬리컬 안테나(1)가 소형 전파 기기인 TPMS의 회로기판(8) 위에 장착되어 사용되었는데, 원형으로 감겨진 구조적 특성상 상기 회로기판(8) 상에서 큰 부피의 설치공간을 요구하게 되었고, 이로 인하여 TPMS 장치의 소형화에 어려움이 발생되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 설치공간이 감소하여 전파 기기의 소형화가 용이하도록 구조가 개선된 헬리컬 안테나를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 헬리컬 안테나는, 소형 전파 기기용 회로기판에 사용되는 헬리컬 안테나에 있어서, 상기 회로기판에 전기적으로 접속되는 단자부; 상기 단자부에 전기적으로 연결되며, 전파를 수신하거나 송신하는 본체부;를 구비하며, 상기 본체부는, 나선형으로 감겨지는 형상을 가지며, 그 본체부의 중심축선을 따르는 방향에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡되어 있는 특징을 갖는다.

본 고안에 따르면, 본체부의 중심축선을 따르는 방향에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡시킴으로써, 설치공간이 감소하여 전파 기기의 소형화가 용이하다는 효과가 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 헬리컬 안테나가 회로기판 위에 장착되어 사용되는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 헬리컬 안테나의 정면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 헬리컬 안테나(100)는, 소형 전파 기기용 회로기판(8)에 사용되는 안테나로서, 단자부(10)와 본체부(20)를 포함하여 구성된다.

상기 단자부(10)는, 상기 회로기판(8)에 전기적으로 접속되는 부분으로서, 금속부재로 제조된다.

상기 본체부(20)는, 전파를 수신하거나 송신하는 부분으로서, 상기 단자부(10)에 전기적으로 연결되어 있다.

상기 본체부(20)는, 나선형으로 감겨지는 형상으로 제조되는데, 그 본체부(20)의 중심축선(C)을 따르는 방향(K)에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡되어 있다. 본 실시예에서, 상기 본체부(20)는 띠 형상의 금속부재를 절곡하여 제조되며, 상기 본체부(20)의 사각 형상은 장변이 단변보다 더 긴 직사각형 형상으로 되어 있다.

상술한 구성의 헬리컬 안테나(100)는, 상기 본체부(20)가 그 중심축선(C)을 따르는 방향(K)에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡되어 있기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이, 전파 기기의 회로기판(8)을 감싸듯이 장착되어 사용되는 경우에 설치공간이 감소하게 되므로, 헬리컬 안테나(100)가 설치된 전파 기기의 소형화가 용이하다는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 본체부(20)가 그 중심축선(C)을 따르는 방향(K) 에서 보았을 때 장변이 단변보다 더 긴 직사각형 형상으로 되어 있으므로, 다수의 전파 기기 회로기판(8)들이 직육면체형 케이스 내부에 조립되는 점을 감안할 때, 상기 헬리컬 안테나(100)가 장착된 회로기판(8)이 용이하게 상기 직육면체형 케이스 내부에 조립될 수 있다는 장점이 있다.

이하에서는, 상기 헬리컬 안테나(100)의 성능 시험 결과를 설명하기로 한다.

도 6 내지 도 8에는 상기 헬리컬 안테나(100)를 400Mhz 근처의 주파수 밴드하에서 시험함으로써 얻은 방사패턴이 도시되어 있는데, 일반적인 헬리컬 안테나의 방사패턴과 비슷한 양상의 결과를 보여주고 있음을 알 수 있다.

한편, 도 9에서는 상기 헬리컬 안테나(100)의 정제파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)가 도시되어 있다. 상기 정제파비는 입력면 정재파(Standing Wave)의 최소값과 최대값의 비로서, 정재파가 얼마나 크냐를 나타낸다. 반사가 전혀 없다면 정재파도 없기 때문에 상기 정제파비는 1이 되어 이론상 최적의 값을 가지고, 반사량이 아주 크다면 정제파비는 무한대의 값을 가지게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 헬리컬 안테나(100)는 1.292 : 1 의 정제파비를 나타내고 있는데, 이는 일반적인 원형 헬리컬 안테나가 가지는 2.0:1 의 정제파비보다 우수한 값이다.

따라서, 상기 헬리컬 안테나(100)는 일반적인 원형 헬리컬 안테나와 동등하거나 그보다 우수한 특성을 가지면서도, 안테나의 설치공간이 감소하여 전파 기기의 소형화가 용이하며, 상기 헬리컬 안테나(100)가 장착된 회로기판(8)이 용이하게 직육면체형 케이스 내부에 조립될 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 헬리컬 안테나(100)가 상기 회로기판(8)을 감싸듯이 장착되어 사용되는 경우를 설명하였으나, 도 1에 도시된 바와 마찬가지로, 상기 헬리컬 안테나(100)가 상기 회로기판(8) 위에 올려진 상태로 사용될 수 있음은 물론이다.

이상으로 본 고안을 설명하였는데, 본 고안의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 고안의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

도 1은 종래의 원형 헬리컬 안테나가 회로기판 위에 장착되어 사용되는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 원형 헬리컬 안테나의 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 안테나의 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 헬리컬 안테나가 회로기판 위에 장착되어 사용되는 상태를 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 헬리컬 안테나의 정면도이다.

도 6은 도 3에 도시된 헬리컬 안테나의 방사패턴이다.(θ= 90)

도 7은 도 3에 도시된 헬리컬 안테나의 방사패턴이다.(φ= 0)

도 8은 도 3에 도시된 헬리컬 안테나의 방사패턴이다.(φ= 90)

도 9는 도 3에 도시된 헬리컬 안테나의 정제파비를 나타내는 그래프이다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 헬리컬 안테나 10 : 단자부

20 : 본체부 7 : 전자소자

8 : 회로기판

Claims (3)

1. 소형 전파 기기용 회로기판에 사용되는 헬리컬 안테나에 있어서,

   상기 회로기판에 전기적으로 접속되는 단자부;

   상기 단자부에 전기적으로 연결되며, 전파를 수신하거나 송신하는 본체부;

   를 구비하며,

   상기 본체부는, 나선형으로 감겨지는 형상을 가지며, 그 본체부의 중심축선을 따르는 방향에서 보았을 때 사각 형상을 가지도록 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 본체부는, 띠 형상의 금속부재를 절곡하여 제조되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 본체부의 사각 형상은, 장변이 단변보다 더 긴 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는 헬리컬 안테나.

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