KR100766451B1 - Unified antenna - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 안테나의 사시도.1 is a perspective view of an antenna according to the present invention;
도 2는 도 1의 안테나부 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the antenna unit of Figure 1;
도 3은 도 2의 결합 단면도.3 is a cross sectional view of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 따른 안테나의 수신특성도.4 is a reception characteristic diagram of an antenna according to the present invention;
도 5는 정합소자가 없는 경우 안테나의 수신특성도.5 is a reception characteristic diagram of an antenna when there is no matching element.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10. 통합 안테나 11. 기판10. Integrated
12. 안테나부 13. 케이스12.
14. 연결수단 15. 라디오방송 안테나14. Connection means 15. Radio broadcasting antenna
16. 지상파 디엠비 안테나16. Terrestrial DMB Antenna
17. 몸체 18. 날개부17.
20. 정합소자20. Matching element
본 발명은 라디오방송 안테나 및 지상파 디엠비 안테나를 통합한 통합 안테나에 관한 것으로, 특히 수신특성의 향상을 위하여 구비되는 정합소자의 배치설계를 포함하는 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated antenna incorporating a radio broadcasting antenna and a terrestrial DMB antenna, and more particularly, to an antenna including an arrangement design of a matching element provided for improving reception characteristics.
전통적으로 AM/FM 라디오 방송 안테나는 수신효율이 우수한 폴형태의 로드 안테나로서, 차량 외부에 설치되어 사용되고 있다. 수신효율이 좋은 반면에, 이 로드안테나는 안전성 및 미관성이 떨어지는 문제로 인하여 근래에는 글래스(glass) 안테나를 사용하는 경우가 많다.Traditionally, AM / FM radio broadcasting antennas are pole-type rod antennas with excellent reception efficiency. While the reception efficiency is good, these rod antennas often use glass antennas due to the problem of poor safety and aesthetics.
한편, 최근에 디엠비(DMB: Digital Multimedia Broadcasting) 서비스가 가능해짐에 따라 디엠비 안테나가 개발 보급되고 있다. 디엠비는 신호전송의 방식에 따라 지상파 디엠비(T-DMB)와 위성파 디엠비(S-DMB)로 구분된다. 기본 운영으로 보면, 전자는 방송센터에서 송출탑으로 신호를 전송하면 송출탑에서 각 단말기로 신호를 전송하는 시스템이며, 후자는 대기권 밖 인공위성을 통하여 높은 주파수 대역으로 방송신호를 뿌려주는 시스템이다. On the other hand, as a digital multimedia broadcasting (DMB) service is recently available, DMB antennas have been developed and spread. DMBs are classified into terrestrial DMBs (T-DMB) and satellite wave DMBs (S-DMB) according to a signal transmission method. In the basic operation, the former is a system that transmits a signal from a broadcasting center to a transmission tower and transmits a signal from each tower to each terminal, and the latter is a system that spreads a broadcasting signal in a high frequency band through an satellite outside the atmosphere.
이러한 디엠비 시스템은 휴대폰과 같은 휴대 단말기 또는 전용 수신기를 통하여 수신이 가능하며, 고품질의 음성은 물론 그래픽, 영상, 테이터 등 다양한 컨텐츠 제공이 가능하여 통신과 융합된 방송서비스가 실현될 수 있는 것이다. 그리하 여 상기 라디오방송 안테나 이외에도 소비자의 욕구에 따라 지상파 디엠비 안테나, 위성파 디엠비 안테나 등이 더 필요하게 된다. 예를들어, 실용신안등록 제378172호 및 제392631호에서 위성파 디비엠 안테나가 개시되어 있다. The DMB system can be received through a portable terminal such as a mobile phone or a dedicated receiver, and can provide various contents such as graphics, video, and data as well as high-quality voice, thereby realizing a broadcasting service fused with communication. Thus, in addition to the radio broadcasting antenna, a terrestrial DMB antenna, a satellite wave DMB antenna, etc. are required according to the consumer's desire. For example, satellite model DB antennas are disclosed in Utility Model Registration Nos. 378172 and 392631.
문제는, 종래에는 상기한 기능성 안테나들이 각각 독립적으로 공급되고 설치되었기 때문에 경제성이나 장착성 등에서 매우 취약하다는데 있다. 또한 무분별하게 장착된 안테나들에 의하여 자동차 등의 외관이 혐오스러워지는 경향이 있다. 특히 라디오방송 및 지상파 디엠비와 같이 저주파수 대역을 사용하는 경우, 안테나는 적정의 수신효율을 얻기 위하여 충분한 길이가 확보되어야 하는데, 이러한 안테나 크기의 문제로 인하여 승용차에 장착하기가 매우 꺼려지는 것이 사실이다.The problem is that conventionally, since the functional antennas are supplied and installed independently of each other, they are very vulnerable in terms of economy and mountability. There is also a tendency for the appearance of automobiles to be disgusted by indiscriminately mounted antennas. In particular, when using a low frequency band, such as radio broadcasting and terrestrial DMB, the antenna should be secured to a sufficient length to obtain a proper reception efficiency, it is true that it is very reluctant to install in a car due to the problem of antenna size.
예를 들어, 한국 특허공개 제2005-47832에는 자동차용 통합 안테나가 개시되어 있다. 개시된 통합 안테나는 하측으로 돌출된 중앙부와 그 중앙부로부터 좌·우로 연장된 날개부를 갖는 케이스의 내부에 공중파 수신부, GPS 수신부, PCS 수신부를 동일 평면상에 배치한 것이다. 그러나 이러한 안테나는 여러 가지의 안테나들이 각 수신효율에 관계없이 동일 평면상에 무질서하게 배치되고 단순히 조립된 것에 불과하다.For example, Korean Patent Publication No. 2005-47832 discloses an integrated antenna for automobiles. The disclosed integrated antenna is arranged in the same plane on the inside of the case having a central portion protruding downward and a wing portion extending left and right from the center portion. However, such an antenna is merely an assembly of various antennas randomly arranged on the same plane regardless of the reception efficiency.
이에 본원발명의 출원인은 라디오방송 안테나와 지상파 디엠비 안테나를 동축적으로 배치한 통합 안테나를 개발하여 출원한 바 있다(실용신안등록출원 제 2005-31536호). 이 안테나는 개별적으로 구비되는 안테나에 비하여 규모(사이즈)면에서 그리고 특성면에서 유리한 장점이 있다. 다만, 전 주파수 대역에서 고른 이득특성을 보이지 못함에 따라 사용상의 문제점을 드러내고 있다.Accordingly, the applicant of the present invention has developed and applied an integrated antenna coaxially arranged with a radio broadcasting antenna and a terrestrial DMB antenna (Utility Model Registration Application No. 2005-31536). This antenna has advantages in terms of size (size) and characteristics compared to the antennas provided separately. However, there is a problem in use as it does not show even gain characteristics in all frequency bands.
본 발명은 본원인의 실용신안등록출원 제2005-31536호(이중출원: 특허출원 제2006-16518호) 안테나에 대한 개량이다. 따라서 본 발명에서 라디오방송 안테나와 지상파 디엠비 안테나는 동축적으로 배치된다.The present invention is an improvement on the utility model registration application 2005-31536 (double application: patent application 2006-16518) antenna of the present applicant. Therefore, in the present invention, the radio broadcasting antenna and the terrestrial DMB antenna are coaxially arranged.
본 발명의 목적은 소형으로 설계가능한 동시에, 가용 주파수 대역에서 우수한 특성을 갖는 통합 안테나를 제공하고자 하는 것이다. 이 목적을 위하여, 본 발명에 따른 통합 안테나는 라디오방송 안테나의 외측에 동축적으로 배치되는 정합소자를 포함한다.It is an object of the present invention to provide an integrated antenna which can be designed compactly and which has excellent characteristics in the available frequency band. For this purpose, the integrated antenna according to the invention comprises a matching element arranged coaxially outside the radio broadcasting antenna.
본 발명에 따른 통합 안테나는: 하부에 설치되는 기판과; 동축적으로 배치되는 외측 라디오방송 안테나와 내측 지상파 디엠비 안테나를 포함하며, 상기 기판 상면에 설치되는 안테나부와; 상기 라디오방송 안테나의 외측에 동축적으로 배치되는 정합소자와; 상기 안테나부 및 정합소자를 수용하는 케이스로 이루어진다. 바람직하게, 상기 라디오방송 안테나와 정합소자는 코일형이다. An integrated antenna according to the present invention comprises: a substrate installed below; An antenna unit disposed coaxially with an outer radio broadcasting antenna and an inner terrestrial DMB antenna, and installed on an upper surface of the substrate; A matching element disposed coaxially with the outside of the radio broadcasting antenna; It is made of a case for accommodating the antenna unit and the matching element. Preferably, the radio broadcasting antenna and matching element are coiled.
상기한 통합 안테나 구조는 본 발명에 따른 통합 안테나는, 소형이면서도 사용 가능한 전 주파수 대역에서 우수한 특성을 갖는다. 발명의 특징과 효과들은, 이하에서 도면을 참조하여 설명하는 본 발명 안테나의 실시예를 통하여 보다 명백해질 것이다.In the integrated antenna structure described above, the integrated antenna according to the present invention has excellent characteristics in a small and usable full frequency band. The features and effects of the invention will become more apparent through the embodiment of the antenna of the invention described below with reference to the drawings.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 통합 안테나는 부호 10으로 나타낸다. 상기 통합 안테나(10)는 회로 기판(11)과, 기판(11) 상에 장착되는 안테나부(12)와, 상기 안테나부(12)의 외측에 배치되는 정합소자(20)와, 상기 안테나부(12) 및 정합소자(20)를 내장하는 케이스(13)로 이루어진다.1 to 3, the integrated antenna according to the present invention is denoted by 10. The integrated
상기 기판(11)은 케이스(13)의 하부에 설치되며, 하면에 그라운드가 배치되고 상면 중앙부분에 안테나 급전을 위한 급전점이 형성되는 통상의 유전체 기판이다. 한편 상기 기판(11)은 기판(11)의 상면 중앙부분에 형성되며, 안테나부(12)가 연결될 수 있는 구조를 갖는 연결수단(14)을 포함한다. 상기 연결수단(14)은 안테나부(12)가 끼워져 거치되는 브래킷이다.The
상기 안테나부(12)는 AM/FM 라디오방송 안테나(15)와 지상파 디엠비 안테나(16)를 포함한다. 그리고 안테나부(12)가 차지하는 전체 면적을 줄이고 공기 저항을 최소화하기 위한 방법으로 두께를 줄이기 위하여, 지상파 디엠비 안테나(16)가 라디오방송 안테나(15)의 내부에 위치하는 방법으로, 상기 안테나부(12)는 단일화된다. 즉, 안테나부(12)는 동축적으로 배치되는 외측 라디오방송 안테나(15)와 내측 지상파 디엠비 안테나(16)를 포함한다. 그리고 각 안테나(15,16) 사이에는 상호 비접촉을 유지시키기 위한 아이솔레이터(19)가 배치된다. 이 때, 각 안테나(15,16)의 사이는 도면에서와 같이 연결수단(14)에 의해 일체화되도록 결합되는 지점으로 아이솔레이터(19)는 연결수단(14)과 지상파 디엠비 안테나(16)의 사이에 결합되는 것이다.
여기에서, 라디오방송 안테나(15)는 코일형 헬리컬 안테나이다.The
Here, the
안테나부(12)는 기판(11) 상에 평면적 또는 수직적으로 배치되지 않으며, 각 안테나(15,16)의 지향 특성에 따른 수신효율을 높이기 위하여 기판(11)과 일정한 각도로 경사지게 배치된다. 경사각도는, 예를들어 본 안테나(10)가 차량에 탑재되었을 때의 공기의 저항을 고려하여, 바람직하게는 40°- 60°이다.The
상기 정합소자(20)는 상기 라디오방송 안테나(15)의 외측에 동축적으로 배치된다. 이와 같이 구비되고 배치되는 정합소자(20)에 의하여 다중대역 또는 광대역특성의 구현이 가능해 진다. 한편 소자의 길이를 충분히 확보하기 위한 형태로서, 상기 정합소자(20)는 코일형이다. 예를 들어, 정합수단 자체를 안테나부(12)로부터 별도의 위치에 배치해 둘수도 있다. 그러나 안테나의 크기 및 특성면에서 상기한 정합소자(20)의 배치는 최선으로 판단된다.The matching
단일화된 안테나부(12)는, 외측에 배치된 정합소자(20)를 포함하여, 상기 기판(11)의 상면에 형성된 연결수단(14)에 일단이 끼워져 장착되며, 후방을 향하여 경사지게 연장된다. 본 실시예에서 안테나부(12)는 상기 연결수단(14)에 삽입 고정되는 것으로 하였으나, 다른 실시예에서는 다른 방법으로 연결 고정될 수 있을 것이다.The
상기 케이스(13)는 기판(11) 및 안테나부(12)를 수용하는 것으로 되어 있으나, 기판(11)이 안테나부(12)로부터 이격적으로 설계되는 경우에 상기 안테나부(12)만을 수용할 수도 있다. 상기 케이스(13)는 차량에 탑재되었을 때 공기의 저항을 최소화할 수 있는 형태로 설계된다. 케이스(13)는 몸체(17)와 날개부(18)로 이루어지며, 몸체(17) 내부에는 상기 기판(11)과 연결수단(14)이 수용되며, 날개부(18) 내부에는 상기 연결수단(14)에 일단이 연결되어 경사지게 연장되는 안테나부(12)가 수용된다.The
상기 몸체(17)는 비행기 몸체와 유사한 유선형이며, 상기 날개부(18)는 비행기의 꼬리 날개와 같은 형태로 두께가 좁고 후방으로 경사지게 형성된다. 이러한 형태로 인하여 안테나(10)의 차량 탑재시 공기 저항을 최소화할 수 있는 것이다. 도면에서 도시되지는 않았으나, 실제로 상기 몸체(17)의 배면에는 라디오방송 수신용 컨넥터와 지상 디엠비 수신용 컨넥터 및 아날로그TV방송 수신용 컨넥터가 제공된다.The
본 실시예에서, 지름 7mm 길이 100mm의 지상파 디엠비 안테나(16)를 준비하 고, 지름 12mm 길이 155mm의 라디오방송 안테나(15)를 준비한 후 지상파 디엠비 안테나(16)의 외측에 동축적으로 배치하고, 지름 18mm 길이 60mm의 정합소자(20)을 최외측에 동축적으로 배치하는 방법으로 조립하여 통합 안테나(10)를 제작하였다. 그리고 본 발명의 통합 안테나에서 정합소자(20)를 제외한 상태의 안테나를 별도로 구비하여 각각의 안테나 특성을 비교하고자 하였다.In the present embodiment, a
도 4 및 도 5에서 비교되는 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 안테나(10)는 정합소자(20)가 없는 경우에 비하여: FM 라디오방송의 주파수 대역(88MHz~108MHz)에서는 비슷한 특성을 보이지만, 지상파 디엠비 주파수 대역(180MHz~210MHz)는 월등하게 우수하고 고른 이득특성을 나타내었다. 이는 본 발명에 따른 통합 안테나(10)의 특이한 배치설계에서 기인한 것으로 판단된다.As compared with FIGS. 4 and 5, the
본 발명의 통합 안테나는 동축적으로 배치되는 지상파 디엠비 안테나와 라디오방송 안테나 및 정합소자를 포함한다. 이러한 배치 설계에 따라, 소형이면서도 특성이 우수한 통합 안테나를 얻을 수 있다.The integrated antenna of the present invention includes a coaxially arranged terrestrial DMB antenna, a radio broadcasting antenna and a matching element. According to this arrangement design, a compact and excellent integrated antenna can be obtained.
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