KR100894108B1 - 반사 기능을 구비한 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반사 기능을 구비한 안테나에 관한 것으로, 저면에 형성되는 전파회절 방지턱을 구비한 밑판, 상기 밑판위로 사각관 형상으로 형성되는 함체, 상기 함체위로 역 사각뿔의 형상으로 하부는 좁고 상부는 넓어지도록 형성된 전파회절 방지턱을 구비한 반사판, 상기 밑판 상부 함체내 일정 부위에 내설되도록 형성된 전파를 복사하는 복사기, 상기 복사기를 밀봉하는 형태로 형성되는 함체 덮개판을 포함한다.

또한, 본 발명은 크기가 작아지면서 이득은 더 커지고 전후방비는 개선되며, 설치비는 적게 들고, 반사판 각도의 조정에 따라 반사기의 크기와 이득을 많이 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

반사기, 안테나, 밑판, 함체, 반사판

Description

반사 기능을 구비한 안테나{AN ANTENNA HAVING A REFLECTOR FUNCTION}

본 발명은 반사 기능을 구비한 안테나에 관한 것으로, 특히 복사기를 안테나의 하면 함체에 내설하여 개선된 전후방비로 고이득의 이동통신 중계를 가능하게 하며, 케이블과의 임피던스 정합(matching)이 수월한 반사 기능을 구비한 안테나에 관한 것이다.

일반적으로, 본 발명의 안테나는 이동통신용 안테나에 사용된다. 안테나에 사용되는 기판은 전파 특성이 좋고 섬세한 제작이 가능한 장점이 있다. 이동통신용 안테나에는 다이폴 안테나(dipole antenna)도 많이 사용된다.

야기(YAGI) 안테나와 같은 다이폴 안테나에서는 안테나의 내부에 설치되는 엘리먼트가 알파벳 T자 형태를 하고 있으며, 급전된 전파를 수직 또는 수평 편파로 효과적으로 방사하는 것으로 이동통신 중계용으로 많이 사용된다.

반사기 안테나는 혼(Horn) 안테나와 코너빔 안테나로 대별된다.

그런데, 종래의 다이폴 안테나는 도 2상의 구조의 안테나에 내설될 경우, 그 고유 임피던스 Z는 급감하여, 고이득의 이동통신이 실현될 수 없고, 고유 임피던스 Z가 50Ω인 케이블과의 임피던스 정합(matching)이 잘 이루어지지 않으며, 그 크기 가 크다는 문제점이 있었다.

한편, 현재의 이동통신은 많은 발전을 하고 있는데, 그 발전 방향을 보면 소형화와 간편화이다.

즉, 안테나의 크기가 소형화되어 가고 있으며, 제작이 간편하고 설치가 쉬운 것을 추구하고 있다. 뿐만 아니라, 전파 방사 특성이 좋은 안테나를 선호하고 있다.

이러한 배경에 의해서 많은 안테나들이 개발되고 있는데, 종래의 안테나들은 그 크기가 커서 대형화되어 있고, 전도성 물질로 되어 있는 엘리먼트를 사용하므로 그 제작이 불편하고 용도에 맞는 특성을 잡기가 어려우며, 전파 방사 특성이 좋지 못한 문제점도 있었다.

또한, 종래의 안테나는 F/B(전후방비)가 나빠서 동일주파수로 지근 거리 중계가 불가하므로 고가의 부대 설비가 소요되며, 안테나와 장비에 의해 간섭이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 출원인은 이미 "다수 반사기를 이용한 안테나(출원번호:10-2007-0106096호)"라는 명칭으로 본 발명과 유사한 발명을 출원한 바 있으며, 도 1은 이러한 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나의 구성을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나는 복사부(4)의 뒷쪽에 일정 간격으로 설치되며 상기 복사부(4)에서 방사된 전파를 전방으로 반사하는 역할을 하는 반사부(6), 전파를 복사하는 복사부(4)에서 후방으로 방사된 전파를 전방으로 반사하고 후면과 일정 간격을 두고 평평하게 설치되는 제3반사 판(7), 상기 제3반사판(7)의 뒤쪽에 위치하는 후면에서 시작되어 경사지게 설치하여 외부에서 직접 수신된 전파를 반사하여 F/B와 고이득을 추구하는 제4반사판(3), 상기 후면에서 시작하여 상기 제4반사판(3)과 일정간격을 두고 경사지게 설치되고 상기 제4반사판(3)을 통과한 잔류 전파를 소멸시키는 역할을 하여 F/B가 대단히 높도록 하는 제5반사판(5), 상기 반사부(6)의 전단에 일정간격으로 설치되며 외부 도입용 커넥터으로부터 급전된 전파를 방사시키는 복사부(4), 상기 복사부(4)의 앞쪽에 설치되며 상기 복사부(4)에서 전방으로 방사된 전파와 반사된 전파를 전방으로 유도하는 도파부(2)로 구성된다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나는 크기가 크고 이득을 개선시키기 위해서는 반사기의 각도를 조정해야 한다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나는 고이득의 이동통신이 실현될 수 없고, 그 크기가 크다는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은 복사기를 안테나의 하면 함체에 내설하여 개선된 전후방비로 고이득의 이동통신 중계를 가능하게 하며, 케이블과의 임피던스 정합(matching)이 수월한 반사 기능을 구비한 안테나를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나는 저면에 형성되는 전파회절 방지턱을 구비한 밑판, 상기 밑판위로 사각관 형상으로 형성되는 함체, 상기 함체위로 역 사각뿔의 형상으로 하부는 좁고 상부는 넓어지도록 형성되는 전파회절 방지턱을 구비한 반사판, 상기 함체내 일정부위에 내설되도록 형성된 전파를 복사하는 복사기, 상기 복사기를 함체에 내설한 후 밀봉하는 형태로 형성되는 함체 덮개판을 포함한다.

상기 함체 덮개판에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제1 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 4개의 제1 구멍들에는 4개의 볼트 너트들이 삽입되어지며, 상기 4개의 볼트 너트들은 상기 복사기를 상기 밑판에 고정 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 복사기에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제2 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 4개의 제2 구멍들에는 상기 함체 덮개판을 관통한 4개의 볼트너트들이 삽입되어지고, 상기 4개의 볼트너트들은 상기 복사기를 상기 밑판 상부의 함체내 일정 부위에 고정 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은 크기는 작아지면서 이득은 더 커지고 전후방비는 개선되며, 케이블과의 임피던스 정합(matching)이 수월하고, 설치비가 적게 드는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 반사판 각도의 조정에 따라 반사기의 크기와 이득을 많이 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 구성을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 분해 사시도이다.

일반적으로, 루프 안테나에는 CQ 안테나, XQ 안테나, 본 발명의 SXQ 안테나가 있다.

CQ 안테나는 루프형 안테나로, 다른 지향성 안테나에 비해 잡음에 강하고 이득이 높으며, 최초 소자의 이득은 1.5∼2 db 정도이다.

XQ 안테나는 Expanded cubical quad antenna가 원어이고, CQ 안테나는 1 파장 루프 회로인데, XQ 안테나는 2 파장이며 전기적으로는 절연 상태로 전자적 루프회로가 좌우 대칭되어 지향성이 예민하고 최초 소자 이득이 4~5 db 정도이다.

SXQ 안테나는 XQ 안테나의 제작 조정 이득의 문제점을 보완 개량하여 본 발명의 발명자가 명명한 특수한 안테나이며, 이 SXQ 안테나는 편파의 방향이 각각 45도 차이가 나는 4개의 편파를 동시에 발생하고 굴절과 회절이 수월하여 난청지역 해소에 적합하다.

본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나(100)인 상기 SXQ 안테나가 공중에 설치되어 있는 경우엔, 그 고유 임피던스 Z는 2kΩ 내지 3kΩ이나, 도 2상의 안테나(100)에 내설되는 경우엔, 그 고유 임피던스 Z는 40Ω 내지 60Ω이므로, 고유 임피던스 Z가 50Ω인 케이블과의 임피던스 정합(matching)이 수월하다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나(100)는 저면에 형성되는 전파회절 방지턱(21)을 구비한 밑판(25), 상기 밑판(25)위로 사각관 형상으로 형성되는 함체(26), 상기 함체(26)위로 역사각뿔의 형상으로 하부는 좁고 상부는 넓어지도록 형성되는 전파회절 방지턱(21)을 구비한 반사판(20), 상기 밑판(25) 상부 함체내 일정 부위에 내설되도록 형성된 전파를 복사하는 복사기(30), 상기 복사기(30)를 밀봉하는 형태로 형성되는 함체 덮개판(35)을 포함한다.

상기 함체 덮개판(35)에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제1 구멍들 (36)이 형성되어 있으며, 상기 4개의 제1 구멍들(36)로 상기 4개의 볼트 너트들(37)이 삽입되어져 상기 복사기(30)를 상기 밑판(25) 상부 함체 내에 고정 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 복사기(30)에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제2 구멍들 (34)이 형성되어 있으며, 상기 4개의 제2 구멍들(34)로 상기 함체 덮개판(35)을 관통한 상기 4개의 볼트 너트들(37)이 삽입되어져 상기 복사기(30)를 상기 밑판(25) 상부함체내 일정 부위에 고정 결합시키는 것을 특징으로 한다.

상기 함체(26), 반사판(20)은 알루미늄으로 제작될 수가 있다.

지금까지 설명한 상기 함체(26), 상기 반사판(20)은 상기 복사기 (30)에서 방사된 전파를 전방으로 반사시키며, 그 반사율이 매우 높아 전후방비가 아주 높은 것을 특징으로 한다.

그리고, 안테나 커넥터(17)는 안테나 커넥터 설치구(22)를 통해 안테나(100)의 내부로부터 삽입되어져 외부의 인입선과 접속되어지며, 상기 안테나 커넥터(17) 는 커넥터 고정구(24)를 통해 고정되어진다.

도 4(a)는 본 발명의 반사기를 이용한 안테나의 일부인 복사기의 구성을 도시한 사시도이며, 도 4(b)는 도 4(a)상의 복사기의 임피던스 매칭 포인트공에 맞추어져 설치된 일체형으로 조립된 커넥터(17)와 바룬(15)의 설치 상태도이다.

도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 복사기(30)는 판을 형성하며 수지로 이루어진 기판(13), 상기 기판(13)의 윗면에 형성되며 원형의 모양을 하고 구리 또는 알루미늄으로 이루어진 엘리먼트(11), 상기 엘리먼트(11)의 중앙부에 꺾여 들어간 두개의 나란한 상기 엘리먼트(11)의 끝단을 단락시키는 쇼트바(16), 상기 엘리먼트(11)의 중앙부에 꺾여 들어간 두개의 나란한 상기 엘리먼트(11)의 중간에 설치되며 전파를 급전하는 바룬(15), 상기 바룬(15)에 연결되고 연결 커넥터(17)와 결합되어 전파를 공급하는 외부 도입용 커넥터(17)를 포함한다. 도 4(a) 및 도 4(b)의 복사기는 서로 수직인 2개의 다이폴 안테나가 형성되어 있으므로, 서로 수직인 2개의 수직편파 뿐만아니라 2개의 다이폴 안테나에서 형성된 편파의 합성에 의해 45˚방향으로 편파가 형성된다.

상기 기판(13)은 일반적으로 사용하는 회로기판을 의미하여 보통 합성수지나 실리콘과 같은 판위에 구리층 또는 알루미늄층이 형성되어 있다.

상기 기판(13)은 평평한 면으로 평행하게 설치가 되는데, 상기 엘리먼트(11)가 그 윗면에 형성되게 된다.

상기 엘리먼트(11)는 상기 기판(13)의 구리층 또는 알루미늄층이 원형과 한측이 분리되어 있고, 다른 한측은 분리되어 꺾여 들어가는 형태로 형성하여 에칭 작업을 통해 상기 엘리먼트(11)를 만들어 내게 된다.

상기 쇼트바(16)는 상기 엘리먼트(11)를 회로로 형성될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 원형의 모양을 하고 있는 상기 엘리먼트(11)의 꺾여 들어와 있는 엘리 먼트(11)의 전자적인 정합지점에 일체형으로 조립된 바룬(15)과 커넥터(17)가 결합 설치된다.

또한, 상기 바룬(15)과 커넥터(17)가 일체로 형성 결합된 안테나(100)는 특성에 따라 그 위치를 임피던스 매칭 포인트공(32)에 조절해서 설치해야 한다.

상기 임피던스 매칭 포인트공(32)은 상기 안테나(100)의 임피던스 정합점을 찾기 위한 공(孔)들로서, 상기 임피던스 매칭 포인트공(32)의 위치에 따라, 상기 안테나(100)의 임피던스 정합지점이 결정된다.

외부 도입선으로는 전파가 공급이 되고 상기 엘리먼트(11)로 전달되어서 전파가 방사하게 되는 것이다.

상기 외부 도입용 커넥터(17)는 고주파에 사용되는 특수한 선으로, 전파발생장치에서 발생된 전파를 받아들여 상기 바룬(15)에 공급하는 역할을 한다.

도 5는 도 4(a)상의 복사기가 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 하면에 설치된 상태를 도시한 도면이며, 도 6은 도 4(a)상의 복사기가 본 발명의 반사기능을 구비한 안테나의 하면에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 도 4(a)상의 복사기(30)가 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나(100)의 하면에 설치되어 있음을 알 수 있으며, 이러한 구성으로 인하여, 반사판의 각도 조정에 따라 반사기의 크기와 높은 이득을 얻을 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 도 1의 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나는 다수개의 복사기들을 사용하는 반면, 본 발명은 단 하나의 복사기를 사용하고 서도 높은 이득을 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 다수 반사기를 이용한 안테나의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 구성을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 분해 사시도.

도 4(a)는 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 일부인 복사기의 구성을 도시한 사시도.

도 4(b)는 도 4(a)상의 복사기의 임피던스 매칭 포인트공에 맞추어져 설치된 커넥터와 바룬의 설치 상태도.

도 5는 도 4(a)상의 복사기가 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 하면에 설치된 상태를 도시한 도면.

도 6은 도 4(a)상의 복사기가 본 발명의 반사 기능을 구비한 안테나의 하면에 설치된 상태를 도시한 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2: 도파부 3: 제4반사판

4: 복사부 5: 제5반사판

6: 반사부 7: 제3반사판

20:반사판 21:전파회절방지턱

25:밑판 26: 함체

30: 복사기

32: 임피던스 매칭 포인트공 34: 제2 구멍들

35: 함체 덮개판 36: 제1 구멍들

37: 볼트 너트부(고정부) 100: 안테나

Claims (5)

1. 저면에 형성되는 전파회절 방지턱을 구비한 밑판,

   상기 밑판위로 사각관 형상으로 형성되는 함체,

   상기 함체위로 역 사각뿔의 형상으로 하부는 좁고 상부는 넓어지도록 형성되는 전파회절 방지턱을 구비한 반사판,

   상기 밑판 상부 함체내 일정 부위에 내설되도록 형성되고, 전계 방향이 각각 45도 기울어져 있는 4개의 편파를 전파하는 복사기,

   상기 복사기를 밀봉하는 형태로 형성되는 함체 덮개판을 포함하는 반사 기능을 구비한 안테나.
2. 제1항에 있어서,

   상기 덮개판에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제1 구멍들이 형성되고,

   상기 4개의 제1 구멍들에 삽입되는 4개의 볼트 너트; 를 더 포함하여 형성되며,

   상기 4개의 볼트 너트들은 상기 복사기를 상기 밑판 상부 함체내 일정 부위에 고정 결합시키는 것을 특징으로 하는 반사 기능을 구비한 안테나.
3. 제1항에 있어서,

   상기 복사기에는 일정한 간격으로 사각형의 형태로 4개의 제2 구멍들이 형성되고,

   상기 4개의 제2 구멍들에 상기 함체 덮개판을 관통하여 삽입되는 4개의 볼트너트; 를 더 포함하여 형성되며,

   상기 볼트너트는 상기 복사기를 상기 밑판 상부 함체내 일정 부위에 고정 결합시키는 것을 특징으로 하는 반사 기능을 구비한 안테나.
4. 제1항에 있어서,

   상기 함체 및 반사판은 알루미늄으로 제작되는 것을 특징으로 하는 반사 기능을 구비한 안테나.
5. 제1항에 있어서,

   상기 안테나는 케이블과의 임피던스 정합이 되는 것을 특징으로 하는 반사 기능을 구비한 안테나.

Images