KR20130070589A - 코브라 안테나 - Google Patents

Abstract

FM대로부터 UHF대 등의 폭넓은 주파수대의 안테나로서, 소형이고 또한 제작 정밀도가 요구되지 않는 것을 제공한다. 급전점 Fp를 구성하는 중계부(3A)와, 이 중계부(3A)의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 당해 전파의 파장을 λ라 하였을 때, 전파의 수신에 의해 발생하는 전류가 중계부(3A)의 하나의 단자로 흐르는 경로로서 λ/4의 길이를 취할 수 있는 면적을 갖는 판형 도체(11)의 안테나 엘리먼트(2A)와, 중계부(3A)의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선(5)과, 이 동축선(5)의 일단부가 접속되는 중계부(3A)의 다른 단자로부터 전파의 파장의 대략 4분의 1의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 동축선(5)이 관통 또는 권회되는 페라이트 코어(4)를 갖는 코브라 안테나가 제공된다.

Description

코브라 안테나{COBRA ANTENNA}

본 발명은, 코브라 안테나에 관한 것으로, 특히 FM대로부터 UHF대 등의 폭넓은 주파수대에 대응할 수 있는 소형의 안테나를, 간이한 구성으로 실현 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.

종래, 텔레비전 방송이나 FM 방송 등의 다양한 방송파를 수신하는 안테나로서, 다양한 형태의 안테나가 사용되고 있다. 예를 들어, 텔레비전 방송이나 FM 방송의 수신용에는, 다이폴 안테나나 야기-우다 안테나 등이 자주 사용된다. 한편, 이들 다양한 방송파 또는 방송파에 적재된 신호를, 실내나 차내, 혹은 도보 이동 중에 수신하는 기회도 증가되고 있다. 이와 같은 경우에 사용하는 안테나로서는, 조립이나 부착 등의 취급이 용이하고, 또한 소형일 것이 요구된다.

이와 같은 취급이 간단한 안테나의 대표로서는, 안테나 엘리먼트를 단순한 구조로 실현한 다이폴 안테나가 있다. 이 다이폴 안테나의 일 형태로서, 동축 케이블(동축선)을 페라이트 코어에 수회 권취하여 사용하는 코브라 안테나가 알려져 있다(예를 들어 비특허문헌 1).

비특허문헌 1에 기재된 코브라 안테나는, 동축 케이블의 단부(급전점)의 중심 도체(코어선)에 대해 안테나 엘리먼트로서 상측에 λ/4(λ:수신 전파의 파장)의 길이의 선형 도체가 접속되어 있다. 또한, 급전점으로부터 하측으로 λ/4 이격된 부분에 페라이트 코어가 설치되어 있다. 이 페라이트 코어에 동축 케이블이 권회되어 있다. 페라이트 코어와 이에 권회하는 동축 케이블에 의해 초크 코일이 형성되고, 페라이트 코어로부터 아래의 피더 부분이 분리되기 때문에, 간단하게 λ/4의 다이폴 안테나를 만들 수 있다.

또한, 소형의 안테나로서, 선형 도체를 사각형으로 조밀하게 권취한 조밀 권취 코일형 소형 안테나가 제안되어 있다(예를 들어 비특허문헌 2). 이 조밀 권취 코일형 소형 안테나는, 선형 도체를 안테나 높이 약 1/13 파장, 전체 길이 약 1/5 파장에서 선단이 개방된 사각형으로 조밀하게 권취함으로써, 소형화 그리고 구조의 단순화를 실현하고 있다. 또한, 모노폴 안테나의 천정 방향의 무효(null) 깊이를 개선할 수 있다.

CQ ham radio 편집부편, CQ 출판사, 「와이어 안테나」, p.84 하세베 노조무, 사까구찌 고오이찌, 「조밀 권취 코일형 소형 안테나」, 전자 정보 통신 학회 논문지(B), 2007년 7월 발행, Vol. J90-B No.7, pp.670-678(도 1)

그러나, 비특허문헌 1에 기재된 코브라 안테나는, 예를 들어 100㎒의 방송파를 수신하는 경우, 그 파장은 3m이므로, 동축 케이블의 코어선만의 안테나 엘리먼트로 급전점으로부터 0.75m(λ/4)의 길이가 필요하다. 또한, 페라이트 코어에 동축 케이블이 권회되어 구성된 고주파 차단부까지 급전점으로부터 0.75m 필요하다. 안테나의 길이는 합계로 1.50m로 되고, 매우 큰 것으로 되어 버리고 있었다. 안테나로서 기능시키기 위해서는, 안테나 엘리먼트와 동축선의 외피 사이에서 안테나로서 기능하는 부분이 겹치지 않도록 해야 하므로, 자동차 내에 설치하는 경우의 선 깔기 등, 배치하는 장소의 제약을 크게 받고 있었다.

한편, 비특허문헌 2에 기재된 조밀 권취 코일형 소형 안테나는, 전체 길이 약λ/5의 도체 소자를 동축 중심 도체로부터 수직으로 신장되고, 도중에 지판과 평행하게 절곡되고, 다시 지판 방향으로 끌어내린 후, 지판과 평행하게 절곡되고, 마지막으로 이것을 급전점 부근의 수직 도체에 평행하게 따르게 하여 구성된다. 이 조밀 권취 코일형 소형 안테나의 공진 주파수는 주로 전체 길이 L에 의존하지만, 인접하는 소자간 갭 s의 간격에 따라서 변화되므로 제작 정밀도가 요구되고 있었다.

상기 사정을 감안하면, FM대로부터 UHF대 등의 폭넓은 주파수대의 안테나로서, 소형이고 또한 제작 정밀도를 요구하지 않을 것이 요망된다.

본 발명에 따르면, 급전점을 구성하는 중계부와, 상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 당해 전파의 파장을 λ라 하였을 때, 전파의 수신에 의해 발생하는 전류가 상기 중계부의 하나의 단자로 흐르는 경로로서 λ/4의 길이를 취할 수 있는 면적을 갖는 판형 도체의 안테나 엘리먼트와, 상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과, 상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 제1 페라이트 코어를 구비한 코브라 안테나가 제공된다.

상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.

상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 동축선의 축 방향으로 긴 직사각형이어도 좋다.

상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고, 상기 제2 페라이트 코어는 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되어도 좋다.

또한, 본 발명에 따르면, 급전점을 구성하는 중계부와, 상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 수신하는 전화의 파장을 λ라 하였을 때, 대략 λ/4의 길이의 선형 도체가 나선형으로 형성되어 이루어지는 안테나 엘리먼트와, 상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과, 상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 권회되는 제1 페라이트 코어를 구비한 코브라 안테나가 제공된다.

상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.

상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 나선의 축 방향이 상기 동축선의 축 방향과 동일해도 좋다.

상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고, 상기 제2 페라이트 코어는 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되어도 좋다.

본 발명에 따르면, FM대로부터 UHF대 등의 폭넓은 주파수대의 안테나로서, 소형이고 또한 제작 정밀도를 요구하지 않는 것을 제공할 수 있다.

도 1은 종래형 코브라 안테나의 일례를 도시한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 코브라 안테나의 구성예를 도시하는 설명도이다.
도 3은 종래형 코브라 안테나의 UHF대에 있어서의 피크 게인의 측정 결과를 나타내는 그래프 및 표이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 코브라 안테나의 UHF대에 있어서의 피크 게인의 측정 결과를 나타내는 그래프 및 표이다.
도 5는 도 2의 코브라 안테나의 변형예를 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 코브라 안테나의 구성예를 도시하는 설명도이다.
도 7은 종래형 코브라 안테나의 FM/VHF대에 있어서의 피크 게인의 측정 결과를 나타내는 그래프 및 표이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 코브라 안테나의 FM/VHF대에 있어서의 피크 게인의 측정 결과를 나타내는 그래프 및 표이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

또한, 설명은 이하의 순서로 행하는 것으로 한다.

1. 종래형 기본 구성예(코브라 안테나의 예)

2. 제1 실시 형태(안테나 엘리먼트:판형 도체를 사용한 예)

3. 제2 실시 형태(안테나 엘리먼트:헬리컬 구조의 금속선을 사용한 예)

<1. 종래형 기본 구성예>

본 발명의 안테나를 설명하는 데 있어서, 우선 종래형 코브라 안테나에 대해서 설명한다.

도 1은, 종래형 코브라 안테나의 일례를 도시한 설명도이다. 종래형 코브라 안테나는, 비특허문헌 1에 기재된 코브라 안테나와 동일한 원리로 동작하는 것이다.

도 1에 도시하는 코브라 안테나(1)는, 수신하는 전파의 파장을 λ로 하여, 길이가 λ/4인 안테나 엘리먼트(2)와, 급전점으로서의 중계부(3)와, 이 중계부(3)와 접속하고 있는 동축선(5)(동축 케이블)과, 강자성체의 페라이트 코어(4)를 구비한다. 중계부(3)로부터 페라이트 코어(4)까지의 동축선(5)의 길이는 안테나 엘리먼트(2)와 동일한 λ/4이다. 또한 안테나 엘리먼트(2)로서 일부 코어선을 노출한 동축 케이블이 사용되고 있지만, 일반적으로는 선형 도체만으로 구성되는 경우가 많다.

동축선(5)의 일단부는, 중계부(3)를 통하여 안테나 엘리먼트(2)에 접속되어 있다. 또한, 동축선(5)은 중계부(3)로부터 타단부 방향으로 λ/4의 위치에서 페라이트 코어(4)에 1 내지 3회 정도 권취되고, 그 타단은 수신기(8)의 커넥터(6)에 접속된다. 여기서 커넥터(6)로서는, 고주파 신호의 손실이 적은 것을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1의 안테나 엘리먼트(2)는 동축선(5)과 마찬가지의 구성을 갖는 동축선이 사용되고 있다.

중계부(3)에서는, 동축선(5)의 외피(보호 피복)(5a) 및 실드선(외부 도체)(5b)이 제거되어, 코어재(5c)(유도체)가 노출된 상태로 되어 있다. 그리고, 동축선(5)의 코어선(5d)은 중계부(3)에 있어서 안테나 엘리먼트(2)의 코어선과 솔더링 등으로 접속되고, 이 중계부(3)는 기판(7) 위에 몰드 성형되어 있다. 이 중계부(3)가 코브라 안테나(1)의 급전점 Fp로 된다.

이와 같은 구성에 의해, 코브라 안테나(1)에서는, 페라이트 코어(4)와 이에 권회하는 동축선(5)에 의해 초크 코일이 형성되고, 페라이트 코어(4)로부터 커넥터(6)까지의 피더 부분이 전기적으로 분리된다. 그로 인해, 중계부(3)(급전점 Fp)로부터 페라이트 코어(4)까지의 동축선(5)(길이λ/4)과 안테나 엘리먼트(2)(길이 λ/4)로 λ/2의 다이폴 안테나가 구성되게 된다. 이 다이폴 안테나의 상측의 코어선(5d)의 부분에 오벌 글래스 등을 부착하여 절연하고, 이것을 나뭇가지나 나무틀에 매달음으로써, 간단하게 안테나의 설치를 하는 것이 가능해진다. 또한, 이와 같이 구성한 코브라 안테나(1)는, 자동차에 설치되는 통신 기기나 모바일 기기의 안테나로 할 수도 있다.

예를 들어, 자동차에 탑재된 카 네비게이션 장치에 의해 원세그 방송에서 사용되는 UHF대의 주파수, 예를 들어 500㎒의 방송파를 수신할 수 있도록 하는 경우를 상정한다. 방송파의 파장 λ는 약 60㎝이므로, 동축선(5)의 급전점 Fp로부터의 길이 L1을 λ/4의 15㎝로, 안테나 엘리먼트(2)의 길이 L2를 λ/4의 15㎝로 조정함으로써, UHF대의 안테나를 구성할 수 있다. 페라이트 코어(4)로부터 커넥터(6)까지의 동축선(5)의 길이 L은, 페라이트 코어(4)의 초크 코일 효과에 의해 임의로 결정할 수 있다.

<2. 제1 실시 형태>

[안테나의 구성예]

도 2의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 코브라 안테나의 구성예를 도시하는 설명도이다. 도 2의 (a)에 있어서 도 1과 대응하는 부분의 상세한 설명은 생략한다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 실시 형태에 의한 코브라 안테나(10)는 안테나 엘리먼트(2A)와, 급전점으로서의 중계부(3A)와, 이 중계부(3A)와 접속하고 있는 동축선(5)과, 페라이트 코어(4)를 구비한다. 중계부(3A)로부터 페라이트 코어(4)까지의 동축선(5)의 길이는 λ/4이다.

동축선(5)의 일단부는, 중계부(3A)를 통하여 안테나 엘리먼트(2A)에 접속되어 있다. 또한, 동축선(5)은 중계부(3A)로부터 타단부 방향으로 λ/4의 위치에서 페라이트 코어(4)에 1 내지 3회 정도 권취되고, 그 타단은 수신기(8)의 커넥터(6)에 접속된다. 1턴이란, 일반적으로는, 관통하고 있는 상태를 가리킨다. 이 경우에는, 이 장소에서 고정하기 위해, 수지로 성형하거나, 케이스로 고정한다.

안테나 엘리먼트(2A)는 1매의 평판형의 금속판(판형 도체)(11)이 기판(7)에 고정, 케이싱되어 구성된다. 금속판(11)에는 도전성이 좋은 금속 재료를 사용한다. 동축선(5)의 코어선(5d)은 중계부(3A)에 있어서 안테나 엘리먼트(2A)의 금속판(11)과 솔더링 등으로 접속되고, 이 중계부(3A)는 기판(7) 위에 몰드 성형되어 있다. 중계부(3A)가 코브라 안테나(10)의 급전점 Fp로 된다.

금속판(11)의 형상이나 크기는, 수신하는 전파의 주파수(파장)나 실제의 안테나 특성 등에 따라서 적절하게 결정할 수 있다. 예를 들어 UHF대의 500㎒의 방송파를 수신하는 경우, 금속판(11)은, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 일례로서 폭 4㎝, 높이 3㎝의 직사각형으로 할 수 있다. 폭 4㎝, 높이 3㎝의 직사각형으로 한 경우, 500㎒의 전파를 수신하였을 때에 금속판(11) 내부에 발생하는 전류(전하)가 코어선(5d)으로 유입될 때까지의 경로(9a)의 길이로서, 실질적으로 λ/4인 15㎝를 확보할 수 있다. 단, 금속판의 형상은 전류의 흐르기 용이함 등의 전기적 특성을 고려하면, 안테나의 길이 방향[동축선(5)의 축 방향]으로 긴 직사각형이 바람직하다. 또한, 도 2의 (b)에 기재된 경로(9a)는 일례이며, 전류는 그 밖의 복잡한 경로를 취할 수 있다.

안테나 엘리먼트(2A)에 금속판(11)을 사용함으로써, 종래 30㎝의 안테나 길이가 필요했던 것이, 본 예에서는 19㎝(=15cm+4cm)의 길이로 안테나를 구성하는 것이 가능해진다.

[안테나 특성의 검증]

종래형 코브라 안테나(1)와 제1 실시 형태에 의한 코브라 안테나(10)의 수신 성능의 비교를 행하였다.

도 3의 (a)는, 종래형 코브라 안테나(1)(도 1 참조)에서의, 수직 편파 및 수평 편파에 있어서의 피크 게인을 나타낸 그래프이다. 횡축은 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 피크 게인(㏈d)을 나타낸다. 측정 대상의 주파수대는, UHF대(470㎒ 내지 870㎒)로 하였다. 수직 편파는 파선으로 나타내고, 수평 편파는 실선으로 나타나고 있다. 도 3의 (b) 및 (c)에, 도 3의 (a)에 도시한 그래프 중의 각 측정점에 있어서의 값을 나타냈다. 도 3의 (b)는 수직 편파에서의 피크 게인의 값을 나타내고, 도 3의 (c)는 수평 편파에서의 피크 게인의 값을 나타낸다. 또한, 도 3의 (b) 및 (c)에는, 도 3의 (a)의 그래프 중에는 없는 906㎒에 있어서의 측정값도 나타내고 있다.

도 3의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 500㎒ 부근에서는, 수직 편파, 수평 편파 모두 피크 게인의 값이 -10㏈ 이하이고, 안테나 게인이 잡혀 있음을 알 수 있다. 즉, UHF대에 있어서, 수직 편파와 수평 편파의 양쪽을 수신할 수 있다고 말할 수 있다.

도 4의 (a)는, 본 실시 형태의 코브라 안테나(10)(도 2 참조)에서의, 수직 편파 및 수평 편파에 있어서의 피크 게인을 나타낸 그래프이다. 횡축은 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 피크 게인(㏈d)을 나타낸다. 측정 대상의 주파수대는, 도 3의 (a)의 경우와 동일한 UHF대(470㎒ 내지 870㎒)로 하였다. 또한 도 4의 (b) 및 (c)에, 도 4의 (a)에 도시한 그래프 중의 각 측정점에 있어서의 값을 나타냈다. 도 4의 (b)는 수직 편파에서의 피크 게인의 값을 나타내고, 도 4의 (c)는 수평 편파에서의 피크 게인의 값을 나타낸다.

도 4의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 조정 목표인 500㎒ 부근에서는, 수직 편파, 수평 편파 모두 피크 게인의 값이 -10㏈ 이하이며, 안테나 게인이 잡혀 있음을 알 수 있다. 주파수대에 따라서는, 종래형 코브라 안테나(1)보다도 안테나 게인이 잡혀 있는 부분도 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 안테나는, UHF대에 있어서 수직 편파와 수평 편파의 양쪽을 수신할 수 있다고 말할 수 있고, 매우 작아도 종래형과 동등 이상의 성능을 확보할 수 있다.

[변형예]

도 5는, 도 2의 코브라 안테나(10)(코어 1개품)에 페라이트 코어를 1개 더 추가하여, 합계 2개의 페라이트 코어를 갖는 코브라 안테나를 도시하는 설명도이다.

도 2에 도시한 코브라 안테나(10)를 예를 들어 FM대로부터 UHF대까지 폭넓은 주파수대의 안테나로서 사용하는 경우에는, 페라이트 코어(4)로부터 수신기(8)까지의 동축선(5)의 길이에 따라, 전파의 간섭이 일어나는 경우가 있다. 즉, 페라이트 코어(4)로부터 급전점 Fp로 연장된 상측의 부분의 동축선(5)에 의해 수신하는 고주파 전류가, 페라이트 코어(4)로부터 수신기(8)에 접속되는 하측의 동축선(5)에 누설된다고 하는 전파 간섭이 발생한다. 이 고주파 전류의 누설은, 페라이트 코어(4)의 상측과 하측의 임피던스 부정합에 의해 발생하는 것으로 생각되지만, 이 누설에 의해, 안테나로서의 게인 특성이 열화되는 경우가 일어날 수 있다.

이 고주파 전류의 누설의 발생은, 페라이트 코어(4)로부터 수신기(8)에 연결하는 동축선(5)의 길이에 의존하기 때문에, 이 사이의 동축선(5)의 길이를 정하는 면에서, 큰 제약이 된다. 따라서, 도 2의 코브라 안테나(10)(코어 1개품)에 페라이트 코어를 1개 더 추가하여, 2개의 페라이트 코어를 갖는 코브라 안테나를 생각한다.

도 5에 도시하는 코브라 안테나(10A)(코어 2개품)에서는, 수신기(8)에 가까운 위치에 제2 페라이트 코어(4A)가 설치되어 있고, 이 페라이트 코어(4A)가 고주파에 대하여 높은 임피던스를 도시한다. 그로 인해, 안테나로부터 누설되어 오는 고주파 전류가 수신기(8)측에 전파되지 않게 된다. 제2 페라이트 코어(4A)의 위치는 수신기(8)의 커넥터(6)에 가까운 쪽이 보다 바람직하다. 본 예의 코브라 안테나(10A)에서는, 제2 페라이트 코어(4A)를 수신기(8)의 커넥터(6)의 직전에 삽입하고 있다. 동축선(5)은 제2 페라이트 코어(4A)의 구멍을 통과시키기만 해도 되지만, 동축선(5)을 2회 내지 3회 정도 페라이트 코어(4A)에 권회하고 나서 커넥터(6)에 접속하도록 해도 좋다.

이와 같이, 본 예의 코브라 안테나(10A)에서는, 제2 페라이트 코어(4A)를 커넥터(6) 전에 배치함으로써, 페라이트 코어(4)와 커넥터(6)를 연결하는 동축선(5)이 픽업하는 고주파 전류에 대하여 수신기(8)측이 고임피던스로 되도록 하고 있다. 이로 인해, 제1 페라이트 코어(4)로부터 커넥터(6)에 이르는 동축선(5)이 누설된 고주파 전류를 픽업하였다고 해도, 그 누설된 고주파 전류가 페라이트 코어(4A)로 차단되어, 수신기(8)측에 악영향을 미치는 일은 없다.

[제1 실시 형태에 의한 효과]

상술한 실시 형태에 따르면, 안테나 엘리먼트로서 금속판(판형 도체)을 사용하고, 그 금속판의 면적을 적절하게 설계함으로써, 전파의 수신에 필요한 전류의 경로 길이를 확보한다. 그에 의해, 안테나 엘리먼트의 길이가 수신 전파의 파장의 약 λ/4의 길이 이하로 억제되어, 소형의 안테나를 실현할 수 있다. 그리고, 소형인 만큼, 배치 에어리어의 저감, 편리성의 향상(설치하기 용이함)이 도모된다. 또한, 1매의 금속판에 의해 안테나 엘리먼트를 구성하므로, 높은 제작 정밀도가 요구되지 않는다. 또한, 본 실시 형태의 안테나는, 소형화를 실현하면서 안테나 특성도 유지할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, UHF대의 전파를 수신하는 것을 상정하여 안테나의 구성을 설명하였지만, FM/VHF대의 전파를 수신할 때에도 1매의 금속판으로부터 안테나 엘리먼트를 구성한 안테나를 이용할 수 있는 것은 물론이다.

<3. 제2 실시 형태>

[안테나의 구성예]

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태로서, 안테나 엘리먼트에 금속판이 아니라 헬리컬 구조의 선형 도체를 사용한 경우의 코브라 안테나의 구성예에 대해서 설명한다.

제1 실시 형태의 변형예에 관한 코브라 안테나(10A)(도 5 참조)를 사용하여 VHF대의 100㎒의 전파를 수신하는 경우, 파장 λ는 3m이므로 안테나 엘리먼트의 길이 L2는 75㎝ 필요하다. 그리고, 안테나 엘리먼트 75㎝와 동축선의 외피 75㎝에 의해 VHF대 수신용의 안테나를 구성하게 된다. 그러나, 안테나로 기능시키기 위해서는, UHF대 수신의 경우 이상으로, 그 안테나 엘리먼트와 동축선의 외피 사이에서 안테나로서 기능하는 부분이 겹치지 않도록 해야 하므로, 배치하는 장소의 제약을 크게 받고 있었다. 따라서, 제2 실시 형태에서는, 안테나 엘리먼트에 선형 도체를 사용하여 안테나 길이를 짧게 하는 구성으로 하였다.

도 6은, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 코브라 안테나의 구성예를 도시하는 설명도이다. 도 6에 있어서 도 5와 대응하는 부분의 상세한 설명은 생략한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 나선형으로 감은 선형 도체인 금속선(13)을 사용하여 안테나 엘리먼트(2B)를 구성하고 있다. 금속선(13)의 일단부는 개방되고, 타단부를 중계부(3B)에 있어서 동축선(5)의 코어선(5d)과 솔더링 등으로 접속되어 있다. 이 중계부(3B)는 기판(7) 위에 몰드 성형되어 있다. 중계부(3B)가 코브라 안테나(10B)의 급전점 Fp로 된다. 나선형의 금속선(13)은, 나선의 축 방향이 동축선(5)의 축 방향과 동일하다.

길이 75㎝의 금속선(13)을 직경 10㎜의 나선형으로 감아 케이싱함으로써 구성되는 안테나 엘리먼트(2B)는, 길이 방향에서는 종래 1.5m 필요했던 것이, 0.9m(=0.75m+0.15m)로 안테나를 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 금속선에 의해 성형되는 나선의 직경은 10㎜로 한정되는 것은 아니다.

[안테나 특성의 검증]

종래형 코브라 안테나(1)와 제2 실시 형태에 의한 코브라 안테나(10B)의 수신 성능의 비교를 행하였다.

도 7의 (a)는, 종래형 코브라 안테나(1)(도 1 참조)에서의, 수직 편파 및 수평 편파에 있어서의 피크 게인을 나타낸 그래프이다. 횡축은 주파수(㎒)를 나타내고, 종축은 피크 게인(㏈d)을 나타낸다. 측정 대상의 주파수대는, FM/VHF대(70㎒ 내지 220㎒)로 하였다. 수직 편파는 파선으로 나타내고, 수평 편파는 실선으로 나타나 있다. 도 7의 (b) 및 (c)에, 도 7의 (a)에 도시한 그래프 중의 각 측정점에 있어서의 값을 나타냈다. 도 7의 (b)는 수직 편파에서의 피크 게인의 값을 나타내고, 도 7의 (c)는 수평 편파에서의 피크 게인의 값을 나타낸다. 또한, 도 7의 (b) 및 (c)에는, 도 7의 (a)의 횡축에 도시한 주파수 중, 76㎒ 내지 107㎒까지의 사이의 주파수에 있어서의 측정값만을 나타내고 있다.

도 7의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 100㎒ 부근에서는, 수직 편파에서의 피크 게인은 101㎒에서 -10.34㏈d로 되어 있다. 수평 편파에서의 피크 게인은, 도 7의 (a) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 101㎒에서 -16.00㏈d로 되어 있다. 즉, 100㎒ 부근에서는, 수평 편파에 대한 피크 게인이 -15㏈d 이하로 되어 있고, 수평 편파의 수신 상태가 비교적 좋다.

도 8의 (a)는, 본 실시 형태의 코브라 안테나(10B)(도 6 참조)에서의, 수직 편파 및 수평 편파에 있어서의 피크 게인을 나타낸 그래프이다. 측정 대상의 주파수대는, 도 7의 (a)의 경우와 동일한 FM/VHF대(70㎒ 내지 220㎒)이다. 또한 도 8의 (b) 및 (c)에, 도 8의 (a)에 도시한 그래프 중의 각 측정점에 있어서의 값을 나타냈다. 도 8의 (b)는 수직 편파에서의 피크 게인의 값을 나타내고, 도 8의 (c)는 수평 편파에서의 피크 게인의 값을 나타낸다.

도 8의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 100㎒ 부근에서는, 수직 편파에서의 피크 게인은 101㎒에서 -27.34㏈d로 되어 있다. 수평 편파에서의 피크 게인은, 도 8의 (a) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 101㎒에서 -9.87㏈d로 되어 있다. 즉, 100㎒ 부근에서는, 수평 편파에 대한 피크 게인이 -15㏈d 이하로 되어 있고, 수평 편파의 수신 상태가 비교적 좋다. 이 도 8의 (a)의 그래프와 도 7의 (a)의 그래프에서 수신하고 있는 전파의 방향이 다른 것은, 측정시의 안테나의 배치 방법의 차이에 의한 것이다.

금회의 측정 결과로부터, 수신하고 있는 전파의 방향이 다르기는 하지만, 종래형 안테나에서는 수직 편파에 대하여, 또한 본 실시 형태에 관한 안테나에서는 수평 편파에 대하여, 동일한 정도의 안테나 게인이 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 안테나는 FM/VHF대에 있어서, 매우 작아도 종래형과 동등 이상의 성능을 확보할 수 있다.

[제2 실시 형태에 의한 효과]

상술한 실시 형태에 따르면, 안테나 엘리먼트로서 금속선(선형 도체)을 사용하고, 그 금속선을 나선형으로 성형함으로써, 전파의 수신에 필요한 전류의 경로 길이를 확보한다. 그에 의해, 안테나 엘리먼트의 길이가 수신 전파의 파장의 약 λ/4의 길이 이하로 억제되어, 소형의 안테나를 실현할 수 있다. 그리고, 소형인 만큼, 배치 에어리어의 저감, 편리성의 향상(설치하기 용이함)이 도모된다. 또한, 금속선을 나선형으로 성형하여 안테나 엘리먼트를 구성하므로, 높은 제작 정밀도가 요구되지 않는다. 또한, 본 실시 형태의 안테나는, 소형화를 실현하면서 안테나 특성도 유지할 수 있다.

또한, 코브라 안테나에 본 발명의 안테나를 적용하였지만, 안테나 엘리먼트를 본 발명의 것으로 치환하는 것뿐이므로, 이 예에 한정되는 것이 아니라, 그 밖의 모노폴 안테나나 다이폴 안테나 등에도 적용할 수 있다.

또한, 안테나 엘리먼트를 금속판(판형 도체) 또는 금속선(선형 도체)으로 구성한 안테나에 대해서 설명하였지만, 필름 형상 도체, 플렉시블 도체 등, 그 밖의 부재로도 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 안테나를 자동차에 탑재한 예로 설명하였지만, 자동차 이외의 실내용 기기에서도 사용 가능함은 물론이다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 기술은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자이면, 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.

또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.

(1) 급전점을 구성하는 중계부와,

상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 당해 전파의 파장을 λ라 하였을 때, 전파의 수신에 의해 발생하는 전류가 상기 중계부의 하나의 단자로 흐르는 경로로서 λ/4의 길이를 취할 수 있는 면적을 갖는 판형 도체의 안테나 엘리먼트와,

상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과,

상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 제1 페라이트 코어

를 구비한 코브라 안테나.

(2) 상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있는 청구항 1에 기재된 코브라 안테나.

(3) 상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 동축선의 축 방향으로 긴 직사각형인 청구항 1 또는 2에 기재된 코브라 안테나.

(4) 상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고,

상기 제2 페라이트 코어는, 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 코브라 안테나.

(5) 급전점을 구성하는 중계부와,

상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 수신하는 전화의 파장을 λ라 하였을 때, 대략 λ/4의 길이의 선형 도체가 나선형으로 형성되어 이루어지는 안테나 엘리먼트와,

상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과,

상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 제1 페라이트 코어

를 구비한 코브라 안테나.

(6) 상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있는 청구항 5에 기재된 코브라 안테나.

(7) 상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 나선의 축 방향이 상기 동축선의 축 방향과 동일한 청구항 5 또는 6에 기재된 코브라 안테나.

(8) 상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고,

상기 제2 페라이트 코어는, 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 코브라 안테나.

2, 2A, 2B : 안테나 엘리먼트
3, 3A, 3B : 중계부
4, 4A : 페라이트 코어
5 : 동축선
5a : 외피
5b : 실드선
5c : 코어재
5d : 코어선
7 : 기판
9 : 금속판
9a : 경로
10, 10A, 10B : 코브라 안테나

Claims (8)

1. 코브라 안테나로서,
   급전점을 구성하는 중계부와,
   상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 당해 전파의 파장을 λ라 하였을 때, 전파의 수신에 의해 발생하는 전류가 상기 중계부의 하나의 단자로 흐르는 경로로서 λ/4의 길이를 취할 수 있는 면적을 갖는 판형 도체의 안테나 엘리먼트와,
   상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과,
   상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 제1 페라이트 코어
   를 구비한, 코브라 안테나.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있는, 코브라 안테나.
3. 제2항에 있어서,
   상기 안테나 엘리먼트의 판형 도체는, 상기 동축선의 축 방향으로 긴 직사각형인, 코브라 안테나.
4. 제3항에 있어서,
   상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고,
   상기 제2 페라이트 코어는, 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는, 코브라 안테나.
5. 코브라 안테나로서,
   급전점을 구성하는 중계부와,
   상기 중계부의 하나의 단자에 전기적으로 접속되고, 수신하는 전화의 파장을 λ라 하였을 때, 대략 λ/4의 길이의 선형 도체가 나선형으로 형성되어 이루어지는 안테나 엘리먼트와,
   상기 중계부의 다른 단자에 일단부가 전기적으로 접속되는 동축선과,
   상기 동축선의 일단부가 접속되는 상기 중계부의 다른 단자로부터 대략 λ/4의 길이만큼 이격된 위치에 설치되고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는 제1 페라이트 코어
   를 구비한, 코브라 안테나.
6. 제5항에 있어서,
   상기 중계부의 하나의 단자에 접속되는 상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 중계부에서 상기 동축선의 코어선과 전기적으로 접속되어 있는, 코브라 안테나.
7. 제6항에 있어서,
   상기 안테나 엘리먼트의 선형 도체는, 상기 나선의 축 방향이 상기 동축선의 축 방향과 동일한, 코브라 안테나.
8. 제7항에 있어서,
   상기 동축선의 타단부가 접속되는 수신 기기의 커넥터의 전단에, 상기 동축선으로부터의 고주파 전류를 차단하기 위한 제2 페라이트 코어를 더 구비하고,
   상기 제2 페라이트 코어는, 고주파적으로 높은 임피던스를 갖고, 상기 동축선이 관통 또는 권회되는, 코브라 안테나.

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