KR20120140115A

KR20120140115A - 이중 대역 수신 안테나 장치

Info

Publication number: KR20120140115A
Application number: KR1020110059795A
Authority: KR
Inventors: 류병훈; 성원모; 최상현
Original assignee: 주식회사 이엠따블유
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-28

Abstract

이중 대역 수신 안테나 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치는, 제1주파수 대역 및 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제2주파수 대역을 수신하는 안테나와, 상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제1주파수 대역을 통과시키는 제1주파수 대역 통과 인덕터와, 상기 제1주파수 대역 통과 인덕터를 통과한 제1주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제1주파수 대역 매칭부와, 상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제2주파수 대역을 통과시키는 제2주파수 대역 통과 커패시터, 및 상기 제2주파수 대역 통과 커패시터를 통과한 제2주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제2주파수 대역 매칭부를 포함한다.

Description

이중 대역 수신 안테나 장치{Antenna Apparatus For Receiving Double Band}

본 발명은 하나의 안테나로 VHF 대역과 UHF 대역을 모두 수신할 수 있는 이중 대역 수신 안테나 장치에 관한 것이다.

최근 IT(Information Technology) 기술이 비약적으로 발전하면서, 무선 데이터 통신을 통해 음성, 영상, 무선인터넷, GPS, DMB 서비스 등 다양한 서비스가 제공되고 있다.

특히, 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)는 음성, 영상 등 다양한 멀티미디어 신호를 디지털 방식으로 변조하여, 무료로 휴대용 또는 차량용 단말기에 제공하는 방송서비스로서, 이동 중에도 개인휴대단말기나 차량용 단말기를 통해 고음질 고화질의 방송을 즐길 수 있어 차세대 방송으로 주목받고 있다.

휴대용 단말기로 지상파 DMB 방송을 보고 듣기 위해서는 송신 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나가 필수적으로 장착되어야 하는데, 일반적으로 휴대폰이나 스마트폰 또는 네비게이션 등에는 외장형 로드 안테나(Rod Antenna)가 장착되어 지상파 DMB 방송을 수신하게 된다. 여기서, 지상파 DMB 주파수 대역은 국가마다 차이가 있는데, 한국의 경우 VHF 대역 174 ~216 MHz을 사용하고, 일본의 경우 UHF 대역 470 ~ 770 MHz을 사용한다.

일반적으로, 주파수 대역이 결정되면 그 주파수 대역에 따라 안테나 길이가 정해지지만, 휴대단말기의 경우 안테나의 길이나 크기가 단말기의 크기나 두께 등에 많은 영향을 미치기 때문에, 종래의 지상파 DMB 방송을 수신하기 위한 휴대단말기에 설치되는 안테나 장치는 휴대 단말기의 PCB 크기나 안테나의 크기를 먼저 정하고, 정해진 안테나 길이와 지상파 DMB 주파수 대역에 맞춰 임피던스 매칭회로를 삽입하여 안테나의 성능(효율, 감도 등)을 개선하는 방법이 주로 사용되었다.

그러나, 기존 방법을 이용한 안테나 장치는 하나의 단말기에 한 대역(예를 들어, VHF 대역 또는 UHF 대역)만 수신할 수 있기 때문에 VHF/UHF 대역을 모두 사용하는 국가나 해외 로밍을 통해 국가를 이동하는 경우 특정 대역의 지상파 DMB 방송을 수신할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 하나의 안테나로 VHF 대역과 UHF 대역을 모두 수신할 수 있는 이중 대역 수신 안테나 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 의한 다른 기술적 해결 과제는 하기의 설명에 의해 이해될 수 있으며, 이는 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치는, 제1주파수 대역 및 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제2주파수 대역을 수신하는 안테나; 상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제1주파수 대역을 통과시키는 제1주파수 대역 통과 인덕터; 상기 제1주파수 대역 통과 인덕터를 통과한 제1주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제1주파수 대역 매칭부; 상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제2주파수 대역을 통과시키는 제2주파수 대역 통과 커패시터; 및 상기 제2주파수 대역 통과 커패시터를 통과한 제2주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제2주파수 대역 매칭부;를 포함한다.

또한, 상기 제1주파수 대역 매칭부 및 제2주파수 대역 매칭부가 공통으로 연결되어 상기 임피던스 매칭된 제1 및 제2 주파수 대역 신호를 처리하는 신호처리부를 더 포함한다.

또한, 상기 안테나는 로드 안테나(Rod Antenna)이다.

나아가, 상기 제1주파수 대역은 VHF 대역(174~216MHz)이고, 상기 제2주파수 대역은 UHF 대역(470~770MHz)이다.

본 발명의 실시예에 의하면, 간단히 인덕터와 커패시터 소자를 이용함으로써 하나의 안테나로 VHF/UHF 두 대역을 모두 수신할 수 있다는 효과가 있다. 따라서, VHF/UHF 대역을 모두 사용하는 국가나 해외 로밍으로 국가를 이동하는 경우에도 단말기의 안테나 변경이나 사용자의 특별한 조치가 없어도 자유롭게 지상파 DBM 방송을 시청할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치의 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치의 상세 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 직접 설계한 이중 대역 수신 안테나 장치의 사진이다.
도 4는 도 3에서 설계한 안테나 장치의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 설명에 있어서, 연결 또는 결합 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 직접 연결 또는 결합되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치의 블록도 이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치의 상세 회로도이다.

이하에서 설명하는 지상파 DMB 주파수 대역은 통상의 기술자가 이해하기 용이하도록 현재 사용되고 있는 VHF 대역 174 ~216 MHz과 UHF 대역 470 ~ 770 MHz을 일 예로 설명하기로 하지만, 본 발명의 권리범위가 위 주파수 대역에 한정되는 것은 아니며, 향후 통신규약이나 국가간 방송통신정책 등에 의해 지상파 DMB 주파수 대역이 변경이나 확장되는 경우도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명한 사항이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치(100)는 안테나(110), VHF 대역 통과 인덕터(120), VHF 대역 매칭부(130), UHF 대역 통과 커패시터(140), UHF 대역 매칭부(150) 및 신호처리부(160)를 포함하여 구성된다.

안테나(110)는 VHF/UHF 대역을 모두 수신할 수 있는 안테나로써, 외장형 안테나 또는 내장형 안테나 모두 적용 가능하다. 외장형 안테나일 경우, 예를 들어, 로드 안테나(ROD Antenna) 또는 이어폰 안테나 등이 적용될 수 있다. 여기서, 안테나(110)의 형상 이나 종류는 한정되는 것은 아니며, 특정 주파수 대역을 수신할 수 있는 다양한 안테나가 적용될 수 있다.

VHF 대역 통과 인덕터(120)는 상기 안테나(110)를 통해 동시에 수신된 VHF/UHF 대역 중 UHF 대역(이하, '고주파수 대역' 또는 '제2주파수 대역'이라고 할 수도 있음)은 차단시키고, VHF 대역(이하, '저주파수 대역' 또는 '제1주파수 대역'이라고 할 수도 있음)은 통과시킨다. 이는 인덕터의 임피던스 특성을 이용한 것으로서, 즉, Z_L = jwL 의 수식에서 상대적으로 고주파수 대역인 UHF 대역은 임피던스가 높아져 오픈(open)되는 효과를 가지고, 상대적으로 저주파수 대역인 VHF 대역은 임피던스가 낮아져 연결(short)되는 효과를 가지게 됨으로 상대적으로 저주파수 대역인 VHF 대역만 통과가 되는 것이다. 여기서, 인덕터(120)의 값은 특정 값으로 한정되는 것은 아니며, 수신 주파수 대역 및 안테나의 길이 등에 따라 VHF 대역만을 통과시킬 수 있는 다양한 값을 설정할 수 있다.

VHF 대역 매칭부(130)는 상기 VHF 대역 통과 인덕터(120)를 통과한 VHF 대역을 임피던스 매칭한다. 왜냐하면, 하나의 안테나(110)에 동시에 수신되는 VHF/UHF 대역 신호 자체만으로는 그 성능(효율, 감도, 공진 주파수 등)이 DMB 방송을 수신할 수 없을 정도이므로 2개의 커패시터(C2, C8)를 이용하여 VHF 대역을 임피던스 매칭시킴으로써 VHF 대역의 성능(효율, 감도, 공진 주파수 등)을 향상시키는 것이다.

UHF 대역 통과 커패시터(140)는 상기 안테나(110)를 통해 동시에 수신된 VHF/UHF 대역 중 VHF 대역은 차단시키고, UHF 대역은 통과시킨다. 이는 커패시터의 임피던스 특성을 이용한 것으로서, 즉, Zc = 1/jwc 의 수식에서 상대적으로 저주파수 대역인 VHF 대역은 임피던스가 높아져 오픈(open)되는 효과를 가지고, 상대적으로 고주파수 대역인 UHF 대역은 임피던스가 낮아져 연결(short)되는 효과를 가지게 되어 상대적으로 고주파수 대역인 UHF 대역만 통과가 되는 것이다. 여기서, 커패시터(140)의 값은 특정 값으로 한정되는 것은 아니며, 수신 주파수 대역 및 안테나의 길이 등에 따라 UHF 대역만을 통과시킬 수 있는 다양한 값을 설정할 수 있다.

UHF 대역 매칭부(150)는 상기 UHF 대역 통과 커패시터(120)를 통과한 UHF 대역을 임피던스 매칭한다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 안테나(110)에 동시에 수신되는 VHF 대역 및 UHF 대역 신호 자체만으로는 그 성능(효율, 감도, 공진 주파수 등)이 DMB 방송을 수신할 수 없을 정도이므로 1개의 인덕터(L2)와 2개의 커패시터(C2, C8)를 이용하여 UHF 대역을 임피던스 매칭시킴으로써 UHF 대역의 성능(효율, 감도, 공진 주파수 등)을 향상시키는 것이다.

신호처리부(160)는 상기 VHF 대역 매칭부(130)와 UHF 대역 매칭부(150)가 공통으로 연결되어 각각 매칭된 VHF 대역 및 UHF 대역의 신호를 처리하여 사용자가 선택한 채널을 시청할 수 있도록 한다. 여기서, 신호처리부(160)는 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 이중 대역 수신 안테나 장치는 VHF 대역(174 ~ 216MHz) 및 UHF 대역(470 ~770MHz) 모두에서 우수한 정재파비(VSWR)와 공진주파수 특성을 보여주고 있음을 알 수 있다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 대역 수신 안테나 장치(100)는 하나의 안테나(110)를 통해 동시에 수신되는 이중 대역(예를 들어, VHF 대역 및 UHF 대역) 중 저주파수 대역인 VHF 대역은 VHF 대역 통과 인덕터(120)와 VHF 대역 매칭부(130)를 통해 수신되고, 고주파수 대역인 UHF 대역은 UHF 대역 통과 커패시터(140)와 UHF 대역 매칭부(150)를 통해 수신됨으로써, 하나의 안테나 장치를 통해 VHF/UHF 두 대역을 모두 정상적으로 수신할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 이중 대역 수신 안테나 장치를 휴대단말기에 적용하는 경우 VHF/UHF 대역을 모두 사용하는 국가나 해외 로밍으로 국가를 이동하는 경우에도 단말기의 안테나 변경이나 사용자의 특별한 조치가 없어도 자유롭게 지상파 DBM 방송을 시청할 수 있게 된다.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

제1주파수 대역 및 상기 제1주파수 대역보다 높은 주파수 대역인 제2주파수 대역을 수신하는 안테나;
상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제1주파수 대역을 통과시키는 제1주파수 대역 통과 인덕터;
상기 제1주파수 대역 통과 인덕터를 통과한 제1주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제1주파수 대역 매칭부;
상기 안테나를 통해 수신된 제1 및 제2 주파수 대역 중 제2주파수 대역을 통과시키는 제2주파수 대역 통과 커패시터; 및
상기 제2주파수 대역 통과 커패시터를 통과한 제2주파수 대역을 임피던스 매칭시키는 제2주파수 대역 매칭부;를 포함하는, 이중 대역 수신 안테나 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1주파수 대역 매칭부 및 제2주파수 대역 매칭부가 공통으로 연결되어 상기 임피던스 매칭된 제1 및 제2 주파수 대역 신호를 처리하는 신호처리부를 더 포함하는, 이중 대역 수신 안테나 장치.