KR20160040025A - 전방향성 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 적어도 하나 이상의 상부 안테나 패턴, 상기 기판 아래에 형성되어 있으며 상기 상부 안테나 패턴과 연결되어 있는 적어도 하나 이상의 하부 안테나 패턴을 포함하는 나선형 안테나, 상기 나선형 안테나를 지지하며 상기 나선형 안테나와 연결되어 있는 모노폴 안테나를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 기판의 상부 표면과 하부 표면에 각각 상부 안테나 패턴 및 하부 안테나 패턴을 가지는 나선형 안테나로 형성함으로써, 입체적인 전류 흐름이 가능하게 하여 전방향성의 방사 특성을 나타낼 수 있다.

Description

전방향성 안테나{OMNI DIRECTIONAL ANTENNA}
본 발명은 전방향성 안테나에 관한 것이다.
일반적으로 무선 전송 장치에 사용되는 나선형(spiral) 안테나는 광대역 특성을 나타내며 제작을 위한 파라미터(Parameter)가 간단하여 많이 사용되고 있다. 이러한 나선형 안테나는 평면형 구조의 기판에 나선형 구조의 금속 패턴을 형성하여 제조하며, 평면에 수직한 방향으로 주 방사 방향이 형성되는 안테나이다. 이러한 나선형 안테나의 RF 급전부는 나선형 안테나의 중심에 위치한다.
그러나 일반적인 이동 통신 시스템 또는 센서 네트워크 시스템의 단말기 또는 통신용 노드(node)에 탑재되는 안테나는 전방향성 방사 특성을 요구하므로 모노폴 또는 다이폴 형상의 안테나를 사용하고 있으며, 평면형 안테나는 전방향성 방사 특성을 나타내도록 통신 장치의 형상에 맞춰 변형되어 사용되고 있다. 그러나 이러한 안테나의 크기는 사용하는 주파수의 파장의 1/4정도가 되어야 하므로 안테나의 크기가 커지게된다.
한편, 평면형 역F형 안테나, 내장형 PCB 안테나는 구조가 간단하고 크기가 작으나, 주파수 대역폭이 협소하고 무선 전송 장치의 커버 또는 내장 부품들과 간섭 또는 전자기적 상호 결합에 의해 안테나의 이득이 적고 방사 모양이 전방향성을 나타내지 못한다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 넓은 주파수 대역에서 동작되며, 크기가 작은 전방향성 안테나를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 적어도 하나 이상의 상부 안테나 패턴, 상기 기판 아래에 형성되어 있으며 상기 상부 안테나 패턴과 연결되어 있는 적어도 하나 이상의 하부 안테나 패턴을 포함하는 나선형 안테나, 상기 나선형 안테나를 지지하며 상기 나선형 안테나와 연결되어 있는 모노폴 안테나를 포함할 수 있다.
상기 상부 안테나 패턴과 상기 하부 안테나 패턴은 상기 기판에 형성된 연결핀을 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.
상기 상부 안테나 패턴 및 상기 하부 안테나 패턴은 나선형으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 상부 안테나 패턴의 나선형 최종 단부는 상기 하부 안테나 패턴의 나선형 시작 단부와 연결되어 있을 수 있다.
상기 상부 안테나 패턴과 상기 하부 안테나 패턴은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 상부 안테나 패턴의 시작 단부는 상기 모노폴 안테나의 단부와 연결되어 있을 수 있다.
상기 기판은 원형 형상일 수 있다.
상기 나선형 안테나 및 상기 모노폴 안테나를 커버하는 안테나 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 기판의 상부 표면과 하부 표면에 각각 상부 안테나 패턴 및 하부 안테나 패턴을 가지는 나선형 안테나로 형성함으로써, 입체적인 전류 흐름이 가능하게 하여 전방향성의 방사 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상부 안테나 패턴 및 하부 안테나 패턴 모두 나선형 형상이므로 소형이면서 넓은 주파수 대역에서 동작되는 광대역 특성을 가질 수 있다.
또한, 전방향성의 방사 특성을 가지는 다이폴 안테나에 비해 소형으로 제조가 가능하며, 기판에 상부 안테나 패턴 및 하부 안테나 패턴을 프린트하여 형성하므로 제조 오차가 적다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 모노폴 안테나에 의해 나선형 안테나와 단말기 또는 통신용 노드의 금속 부분을 소정 간격 이격시킴으로써, 단말기 또는 통신용 노드의 케이스 또는 내장 부품과의 간섭 또는 상호 결합에 의한 성능 저하가 적어 다양한 무선 전송 장치의 안테나로 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나의 사시도이다.
도 2는 도 1의 나선형 안테나의 상부 평면도이다.
도 3은 도 1의 나선형 안테나의 하부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나에 안테나 커버를 씌운 상태의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나의 사시도이고, 도 2는 도 1의 나선형 안테나의 상부 평면도이고, 도 3은 도 1의 나선형 안테나의 하부 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나에 안테나 커버를 씌운 상태의 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향성 안테나는 나선형 안테나(100), 나선형 안테나(100)를 지지하며 나선형 안테나(100)와 연결되어 있는 모노폴 안테나(200)를 포함한다.
나선형 안테나(100)는 기판(110), 기판(110) 위에 형성되어 있는 적어도 하나 이상의 상부 안테나 패턴(120), 기판(110) 아래에 형성되어 있으며 상부 안테나 패턴(120)과 연결되어 있는 적어도 하나 이상의 하부 안테나 패턴(130)을 포함한다.
기판(110)은 원형 형상일 수 있으며 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다.
상부 안테나 패턴(120)은 기판(110)의 상부 표면(111)에 나선형의 금속 패턴으로 형성되어 있으며, 상부 안테나 패턴(120)의 나선형 시작 단부(120a)는 기판(110)의 중심부에 형성되어 있다.
또한, 하부 안테나 패턴(130)은 기판(110)의 하부 표면(112)에 나선형의 금속 패턴으로 형성되어 있으며, 상부 안테나 패턴(120)과 하부 안테나 패턴(130)은 서로 중첩되지 않는다. 즉, 상부 안테나 패턴(120)의 나선형 최종 단부(120b)에 대응하는 위치에 하부 안테나 패턴(130)의 나선형 시작 단부(130a)가 형성되어 있으며, 하부 안테나 패턴(130)은 나선형 시작 단부(130a)부터 나선형으로 외곽으로 형성되어 있다.
이러한 상부 안테나 패턴(120)의 나선형 최종 단부(120b)는 기판(110)에 금속으로 형성된 연결핀(140)을 통해 하부 안테나 패턴(130)의 나선형 시작 단부(130a)와 서로 연결되어 있다.
따라서, 상부 안테나 패턴(120)에 흐르는 전류가 하부 안테나 패턴(130)으로 흐르게 하여 입체적으로 전류가 흐르도록 한다.
상부 안테나 패턴(120)의 시작 단부(120a)는 모노폴 안테나(200)의 일 단부(200a)와 연결되어 있으며, 모노폴 안테나(200)의 타단부에는 이동 통신 시스템 또는 센서 네트워크 시스템의 단말기 또는 통신용 노드와 연결되는 접속 커넥터(300)가 설치되어 있다. 단말기 또는 통신용 노드로부터 접속 커넥터(300)를 통해 모노폴 안테나(200)에 전달된 전류는 상부 안테나 패턴(120)의 시작 단부(120a)에 급전된다.
이러한 모노폴 안테나(200)는 나선형 안테나(100)와 단말기 또는 통신용 노드의 금속 부분을 소정 간격 이격시킴으로써 단말기 또는 통신용 노드의 케이스 또는 내장 부품과의 간섭을 줄일 수 있다.
이와 같이 나선형 안테나(100)는 기판(110)의 상부 표면(111)과 하부 표면(112)에 각각 상부 안테나 패턴(120) 및 하부 안테나 패턴(130)을 형성함으로써, 입체적인 전류 흐름이 가능하게 하여 전방향성의 방사 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상부 안테나 패턴(120) 및 하부 안테나 패턴(130) 모두 나선형 형상이므로 소형이면서 넓은 주파수 대역에서 동작되는 광대역 특성을 가질 수 있다.
또한, 전방향성의 방사 특성을 가지는 다이폴 안테나에 비해 소형으로 제조가 가능하며, 기판(110)에 상부 안테나 패턴(120) 및 하부 안테나 패턴(130)을 프린트하여 형성하므로 제조 오차가 적다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 나선형 안테나(100) 및 모노폴 안테나(200)를 각각 커버하는 제1 커버(410) 및 제2 커버(420)를 포함하는 안테나 커버(400)를 설치할 수 있다. 이러한 안테나 커버(400)는 비금속 재질로 형성하므로 나선형 안테나(100) 및 모노폴 안테나(200)와의 간섭을 방지할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 나선형 안테나 110: 기판
120: 상부 안테나 패턴 130: 하부 안테나 패턴
200: 모노폴 안테나 300: 접속 커넥터
400: 안테나 커버

Claims (8)

  1. 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 적어도 하나 이상의 상부 안테나 패턴, 상기 기판 아래에 형성되어 있으며 상기 상부 안테나 패턴과 연결되어 있는 적어도 하나 이상의 하부 안테나 패턴을 포함하는 나선형 안테나,
    상기 나선형 안테나를 지지하며 상기 나선형 안테나와 연결되어 있는 모노폴 안테나
    를 포함하는 전방향성 안테나.
  2. 제1항에서,
    상기 상부 안테나 패턴과 상기 하부 안테나 패턴은 상기 기판에 형성된 연결핀을 통해 서로 연결되어 있는 전방향성 안테나.
  3. 제1항에서,
    상기 상부 안테나 패턴 및 상기 하부 안테나 패턴은 나선형으로 형성되어 있는 전방향성 안테나.
  4. 제3항에서,
    상기 상부 안테나 패턴의 나선형 최종 단부는 상기 하부 안테나 패턴의 나선형 시작 단부와 연결되어 있는 전방향성 안테나.
  5. 제3항에서,
    상기 상부 안테나 패턴과 상기 하부 안테나 패턴은 서로 중첩되지 않는 전방향성 안테나.
  6. 제3항에서,
    상기 상부 안테나 패턴의 시작 단부는 상기 모노폴 안테나의 단부와 연결되어 있는 전방향성 안테나.
  7. 제3항에서,
    상기 기판은 원형 형상인 전방향성 안테나.
  8. 제3항에서,
    상기 나선형 안테나 및 상기 모노폴 안테나를 커버하는 안테나 커버를 더 포함하는 전방향성 안테나.
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