KR20060112643A

KR20060112643A - 안테나

Info

Publication number: KR20060112643A
Application number: KR1020067002197A
Authority: KR
Inventors: 카즈히로 시바타
Original assignee: 신코 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-11-01
Also published as: JP4263722B2; JPWO2005015684A1; US20060208953A1; CA2533401A1; EP1653558A1; CN1833336A; WO2005015684A1; EP1653558A4

Abstract

수평면 방향의 지향성이 없는 무지향성으로서, 광대역의 전파가 수신 가능하고, 특히 수 GHz에 이르는 광대역 신호의 수신이 가능한 광대역형 안테나를 제공한다.

예컨대 직경이 10 mm의 황동제 구형 쉘의 안테나 소자(11)를 상하의 관통 구멍(21)에 의해 직경이 2.5 ㎜의 황동제 로드(12) 상에 꼬치형으로 부착하는 동시에, 이 로드(12)를 원판형 도전 원형판(13)의 중심부에 장착된 나일론 수지제의 절연 부싱(23)에 의해 세워 설치하고, 로드(12)가 코어선에 도전 원형판(13)이 실드선에 각각 접속되도록 도전 원형판(13)의 하면에 설치된 커넥터 슬리브(14)에 동축 케이블(15)을 커넥터(16)에 의해 접속한다.

Description

안테나{ANTENNA}

본 발명은 안테나에 관한 것이며, 특히 수평면 상에 있어서의 지향성이 없는, 광대역형의 안테나에 관한 것이다.

본원 발명자는 특허 공개 평성 제10-65425호 공보에 의해, 무지향성 안테나를 제안하고 있다. 이 안테나는, 중심부에 세워 설치되어 있는 로드의 외주측에 반경 방향 외주측을 향하여 볼록형이 되도록 대체로 원호형으로 만곡된 복수개의 만곡판을 배열하도록 한 것으로서, 특히 복수개의 만곡판에 의해 모든 방향으로부터의 전파 수신을 가능하게 하고, 지향성을 갖지 않으며, 모든 방향으로부터의 전파를 효율적으로 수신할 수 있도록 한 안테나 장치이다.

그러나, 이 안테나 장치는, 복수개의 만곡판을 로드의 외주측에 배열하도록 조립하는 구조를 채용하고 있기 때문에, 부품 개수가 증가하는 동시에 조립이 번거로움으로써, 이 때문에 비용이 높은 안테나가 된다. 게다가 이 안테나는 복수개의 만곡판이 받는 전자파에 의해 전류를 발생시키기 때문에 이득이 낮다는 결점이 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제10-65425호 공보

본원 발명의 과제는 부품 개수가 적고, 조립이 용이하며, 비용이 낮은 안테나를 제공하는 것이다.

본원 발명의 다른 과제는, 높은 이득을 얻을 수 있는 안테나를 제공하는 것이다.

본원 발명의 다른 과제는, 수평면 상에서 지향성이 없고, 모든 방향으로부터의 전파를 수신하는 것이 가능한 안테나를 제공하는 것이다.

본원 발명의 또 다른 과제는, 광대역으로서 특히 수 GHz에 이르는 광대역의 전파를 확실하게 수신하는 것이 가능한 안테나를 제공하는 것이다.

본원 발명의 상기한 과제 및 다른 과제는, 이하에 설명하는 본원 발명의 기술 사상 및 그 실시형태에 의해 명백해진다.

본원의 주요한 발명은, 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 상기 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단(base end)측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도체로 이루어진 도전 원형판을 구비하고, 상기 도체 로드의 기단측과 상기 도전 원형판이 교차하는 부분에 급전점을 설치하는 것을 특징으로 하는 안테나에 관한 것이다.

여기서, 상기 안테나 소자가 도체 금속에 의해 구성되는 속이 빈 구형 쉘인 것이 바람직하다. 또한 상기 구형 쉘에 상기 도체 로드의 축선 방향과 대체로 평행한 슬릿이 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 구형 쉘이 절연 재료로 이루어진 지지체의 외표면 상에 형성되는 도전층인 것이 바람직하다. 또한 상기 지지체가 합성 수지제의 구체이며, 그 표면에 도금에 의해 도전층이 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 도전층에 상기 도체 로드의 축선 방향과 대체로 평행한 슬릿이 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 도체 로드에 복수의 안테나 소자가 부착되는 것이 바람직하다. 또한 상기 도전 원형판의 대체로 중심부에 절연 부싱(bushing)이 장착되는 동시에, 상기 절연 부싱의 중심 구멍에 상기 도체 로드가 세워 설치되는 것이 바람직하다. 또한 상기 도전 원형판의 상기 도체 로드가 세워 설치되는 표면과는 반대측 표면에 커넥터 슬리브가 연달아 설치되거나 부착되고, 이 커넥터 슬리브에 동축 케이블의 커넥터가 나사식으로 부착되며, 상기 동축 케이블의 코어선이 상기 도체 로드에 접속되는 동시에 실드선이 상기 도전 원형판에 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 안테나 소자는 상기 도체 로드에 미끄럼 이동 자유롭게 부착되고, 상기 도전 원형판에서 상기 안테나 소자까지의 거리를 가변할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 파라볼라형 반사판과, 상기 반사판의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서, 상기 일차 방사기는 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 상기 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본원 발명은 유전체 렌즈와 상기 유전체 렌즈의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서, 상기 일차 방사기는 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 이 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본원의 상기 발명에 있어서의 구형 쉘 또는 구체는, 완전한 구에 한정되지 않으며, 구형 또는 이와 유사한 형체이면 좋고, 다소 왜곡된 형상이나 변형된 형상도 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 안테나 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 종단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 안테나 리턴 로스 특성을 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 안테나 리턴 로스 특성을 도시한 그래프.

도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 다른 타입의 리턴 로스 특성을 도시한 그래프.

도 6은 본 발명의 제1 실시형태의 다른 타입의 리턴 로스 특성을 도시한 그래프.

도 7은 본 발명의 제1 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 8은 본 발명의 제1 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 9는 본 발명의 제1 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 10은 본 발명의 다른 실시형태 안테나의 종단면도.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태의 안테나 모양의 주요부 사시도.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태의 안테나 모양을 이용한 안테나 장치의 종단면도.

도 13은 본 발명을 파라볼라 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 종단면도.

도 14는 본 발명을 루네베르그 렌즈(luneberg lens) 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 종단면도.

도 15는 본 발명을 루네베르그 렌즈 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 16은 본 발명을 루네베르그 렌즈 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 17은 본 발명을 루네베르그 렌즈 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 18은 본 발명을 루네베르그 렌즈 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

도 19는 본 발명을 루네베르그 렌즈 안테나의 일차 방사기로서 이용한 실시형태의 지향성 측정 결과의 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 안테나 소자

12 : 로드

13 : 도전 원형판

14 : 커넥터 슬리브

15 : 동축 케이블

16 : 커넥터

20 : 슬릿

21 : 관통 구멍

23 : 절연 부싱

24 : 중심 구멍

27 : 수나사

28 : 링

29 : 육각캡 너트

30 : 절연 유지체

31 : 핀

32 : 코어선

33 : 절결

34 : 실드선

35 : 나사

36 : 중심 구멍

40 : 절연체

41 : 도금층

42 : 송수신기

45 : 성형체

46 : 도전층

51 : 반사기

61 : 루네베르그 렌즈

62 : 반사판

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 안테나의 전체 구조를 도시하고 있으며, 여기에서는 직경이 10 ㎜이고, 두께가 0.2 ㎜인 황동의 구형 쉘로 이루어진 안테나 소자(11)가 이용된다. 안테나 소자(11)는 예컨대, 직경이 2.5 ㎜인 황동 로드(12) 상에 관통하도록 배치된다. 그리고 로드(12)는 직경이 30 ㎜의 원판형을 이루는 황동 도전 원형판(13) 상에 세워 설치되어 부착된다. 상기 도전 원형판(13)의 하면에는 커넥터 슬리브(14)가 일체로 연달아 설치되고, 이 커넥터 슬리브(14)에 동축 케이블(15)이 커넥터(16)를 사이에 두고 접속된다.

황동의 구형 쉘로 이루어진 안테나 소자(11)는 그 외주면 상에 원주 방향을 따라서 60°간격으로 폭이 0.5 ㎜의 슬릿(20)이 형성되어 있다. 이 슬릿(20)은 안테나 소자(11)의 세로 방향으로서, 로드(12)와 평행한 방향으로 형성된다. 그리고 안테나 소자(11)의 상하에 각각 형성되는 직경이 2.5 ㎜인 관통 구멍(21)에 의해 안테나 소자(11)가 로드(12)에 꼬치형(skewered state)으로 부착된다. 따라서, 안타나 소자(11)는 로드(12)에 대해서 미끄럼 이동이 자유롭게 부착되어 있으며, 안테나 소자(11)를 로드(12)에 대해서 미끄럼 이동시킴으로써, 도전 원형판(13)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 가변할 수 있다. 도전 원형판(13)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 움직이게 함으로써, 매칭을 취하기 위한 조정을 행할 수 있다. 또한, 안테나의 조정을 행한 후에는, 관통 구멍(21)의 부분에 있어서의 안테나 소자(11)와 로드(12)의 접속을 확실하기 하기 위해 이 부분을 납땜하는 것이 바람직하다.

도전 원형판(13)은 예컨대 황동으로 구성되고, 그 표면에 부식을 방지하는 도금이 실시된다. 그리고 도전 원형판(13)의 중심부에 나일론 수지제의 절연 부싱(23)이 압입에 의해 조립되는 동시에, 이 절연 부싱(23)의 중심 구멍(24)을 상기 로드(12)가 관통한다. 상기 절연 부싱(23)은 로드(12)와 도전 원형판(13)을 서로 절연하는 역할을 한다.

상기 커넥터 슬리브(14)의 외주면 상에는 수나사(27)가 형성된다. 그리고 이 수나사(27)에 의해 접속이 행해지는 커넥터(16)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속제 링(28)과, 이 링(28)에 회전이 자유롭게 부착되는 육각캡 너트(29)를 구비하고 있다. 그리고 링(28)의 중심부에는 합성 수지제의 절연 유지체(insulating holder, 30)가 설치되어 있다. 이 절연 유지체(30)가 핀(31)을 그 중심부에 유지하고 있다. 그리고 핀(31)은 동축 케이블(15)의 코어선(32)과 접속되어 있다.

이것에 대하여 상기 커넥터(16)의 링(28)의 원주 방향 소정의 위치에는 절결(cut, 33)이 형성되고, 이 절결(33)에 동축 케이블(15)의 실드선(34)이 납땜되어 있다. 따라서 육각캡 너트(29)가 커넥터 슬리브(14)의 수나사(27)에 나사식으로 부착되면, 실드선(34)이 도전 원형판(13)에 접속된다. 이것에 대해서 동축 케이블(15)의 코어선(32)과 접속된 핀(31)은 로드(12)의 하단에 형성되어 있는 중심 구멍(36) 내에 압입된다. 또한, 이 때에 핀(31)이 중심 구멍(36)의 내주면과 탄성적으 로 압착되는 동시에 로드(12)의 하단으로서 중심 구멍(36)의 외주측 부분에는 나사(35)가 형성된다.

이러한 안테나는 로드(12)의 기단측과 도전 원형판(13)이 교차하는 부분의 위치가 급전점이 된다. 즉 로드(12)의 기단측과 도전 원형판(13)이 교차하는 부분의 위치에서, 커넥터 슬리브(14) 및 커넥터(16)에 의해 동축 케이블(15)의 코어선(32)이 로드(12)의 기단측에 접속되고, 동축 케이블(15)의 실드선이 도전 원형판(13)의 중심 부분에 접속된다. 이러한 안테나에서는 안테나 소자(11)는 구형이다. 모노폴 안테나에서는 안테나 소자의 직경이나 표면적이 큰 쪽이 공진·정합하는 대역을 넓게 취하는 것이 알려져 있다. 따라서, 안테나 소자(11)를 구형으로 함으로써, 안테나 소자의 표면적이 커지며, 광대역화가 도모된다고 생각할 수 있다. 그리고, 안테나 소자(11)를 로드(12)에 미끄럼 이동이 자유롭게 부착함으로써, 도전 원형판(13)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 가변할 수 있다. 도전 원형판(11)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 가변함으로써 임피던스가 변하며 매칭 조정이 행해지는 것을 생각할 수 있다.

또한 이러한 안테나는 특히 안테나 소자(11)로서 구형 쉘을 이용하고 있기 때문에 반사파의 발생이 적다고 생각할 수 있다. 즉 도전 원형판과 원추를 조합시킨 안테나로서, 특히 원주의 정점이 도전 원형판의 중심부에 접하도록 배치된 안테나 소자의 경우에는 상단측으로서 원추의 최대 직경을 이루는 단부에 있어서 반사파가 발생하고, 이러한 반사파가 안테나의 성능을 손상시키는 원인이 되고 있다. 그런데 구형 안테나 소자를 이용하면 원주의 최대 직경의 엣지가 존재하지 않기 때 문에, 반사파가 거의 발생하지 않고, 이것에 의해 양호한 특성을 얻을 수 있다고 생각할 수 있다.

도 3 및 도 4는 직경 10 ㎜의 구형 쉘에 폭이 0.5 ㎜의 슬릿을 60°간격으로 6개 형성한 안테나 소자(11)를 이용하고, 이 안테나 소자(11)의 하단과 도전 원형판(13)의 표면 사이의 거리(L)를 파라미터로 하여, 리턴 로스를 측정한 결과를 나타내고 있다. 도 3 및 도 4에 있어서, 횡축이 주파수를 나타내고, 종축이 리턴 로스를 나타낸다. 도 3은 안테나 소자(11)의 하단과 도전 원형판(13)의 표면 사이의 거리(L)가 6 ㎜, 8 ㎜, 10 ㎜, 12 ㎜인 경우의 측정 결과를 나타내고, 도 4는 안테나 소자(11)의 하단과 도전 원형판(13)의 표면 사이의 거리(L)가 14 ㎜, 16 ㎜, 18 ㎜, 20 ㎜인 경우의 측정 결과를 나타낸다. 이 측정 결과로부터, 로드(12) 상에 있어서의 도전 원형판(13)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 측정함으로써, 매칭 조정이 행해지고, 리턴 로스를 개선할 수 있다는 것이 판명되었다. 예컨대, 도 4에 도시하는 바와 같이 안테나 소자(11)와 도전 원형판(13) 사이의 거리가 18 ㎜인 경우에, 8∼10 GHz의 광대역에 있어서, 리턴 로스가 -10 dB 이상이 되며, 전압 정재파비(Voltage standing wave ratio, VSWR)가 2 이하가 되는 양호한 결과를 얻을 수 있다.

도 5 및 도 6은 안테나 소자(11)로서 60°마다에 원주 방향의 60°에 걸쳐서 슬릿이 3개 형성되는 안테나 소자(11)를 이용하여 동일한 측정을 행한 결과를 나타내고 있다. 도 5는 안테나 소자(11)의 하단과 도전 원형판(13)의 표면 사이의 거리(L)가 8 mm, 10 mm, 12 mm, 14 mm인 경우의 측정 결과를 나타내고, 도 4는 안테나 소자(11)의 하단과 도전 원형판(13)의 표면 사이의 거리(L)가 16 mm, 18 mm, 20 mm인 경우의 측정 결과를 나타낸다. 이 형식의 안테나 소자(11)에 있어서도 로드(12) 상에 있어서의 도전 원형판(13)으로부터 안테나 소자(11)까지의 거리를 조정함으로써, 매칭 조정이 행해지고, 리턴 로스를 개선할 수 있다는 것이 확인되고 있다. 이 경우도 안테나 소자(11)의 도전 원형판(13)으로부터의 부착 높이가 18 mm의 경우에, 도 6에 도시하는 바와 같이 8 GHz 이상의 대역에 있어서 양호한 결과를 얻을 수 있다.

다음에 로드(12)의 축선을 포함하는 수직면에 있어서의 지향성을 측정한 바, 도 7 내지 도 9에 도시하는 결과를 얻었다. 즉 2.4 GHz에서의 수직면 지향성이 도 7에 도시되고, 5 GHz에서의 수직면 지향성이 도 8에 도시되며, 8.5 GHz에서의 수직면 지향성이 도 9에 도시된다. 또한 이들 데이터는 모두 안테나 소자(11)의 도전 원형판(13)으로부터의 부착 높이가 18 ㎜인 경우에서 측정한 것이다. 이들 지향성에 관한 측정 결과로부터 정면(축방향)에서 널(null)을 갖는 통상의 모노폴과 동일한 지향성이 확인되고 있다. 또한, 주파수가 높이 8.5 GHz에 있어서는 도전 원형판(13)의 반경이 파장에 비해 커지기 때문에, 지향성의 피크가 수평 방향, 즉 90° 및 270°에 대해서 약 50°기울어진 위치에서 피크가 나타나는 특성으로 이루어져 있다.

또한 지향성이 피크를 나타내는 방향에 있어서의 혼 안테나(horn antenna)와의 레벨 차로부터 산출한 안테나의 이득은 다음과 같다.

[표 1]

주파수	이득
2.4 GHz	2.5 dBi
5.0 GHz	2.3 dBi
8.5 GHz	5.5 dBi

또한, 안테나는 그 구조로부터 명백한 바와 같이, 수평면 방향에는 지향성이 없고, 무지향성으로 이루어져 있다. 따라서 이것으로부터 수평 방향으로 무지향성이며 광대역형의 안테나를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.

다음에 다른 실시형태를 도 10에 의해 설명한다. 이 실시형태는 로드(12) 상에 복수의 안테나 소자(11)를 상하에 나열하여 배열한 것이다. 여기서는 직경이 8 ㎜의 안테나 소자(11)와 직경이 10 ㎜의 안테나 소자(11)를 이들 사이의 단간 거리가 5 ㎜가 되도록 로드(12) 상에 부착되어 있다. 또한 안테나 소자(11)의 구조는 상기 제1 실시형태와 마찬가지로 황동제 구형 쉘로 구성되어 있으며, 원주 방향을 따라 60°간격으로 세로 방향으로 슬릿(20)을 형성한 구조로 이루어져 있다.

복수의 안테나 소자(11)를 로드(12) 상에 거리를 두고 부착하면, 각각의 안테나 소자(11)가 수신 동작 또는 송신 동작을 도전 원형판(13)과 함께 움직여 행한다. 따라서, 단일 안테나 소자(11)를 이용한 경우보다도 광대역화가 더 도모된다고 생각할 수 있다.

다음에 또 다른 실시형태를 도 11 및 도 12에 의해 설명한다. 이 실시형태는 안테나(11)로서 황동 구형 쉘을 이용하는 대신에, 합성 수지제 또는 세라믹제의 구체를 이용한 것이다. 즉, 합성 수지 성형체 또는 세라믹으로 이루어진 구체에 의해 절연체(40)를 성형하고, 그 표면에 소정의 패턴으로 도금층(41)을 형성한다. 또한, 도금층(41)은 절연체(40)의 표면으로서, 그 소정의 위치에 미리 선택적으로 형성된 도천층 상에 형성함으로써 안테나 소자(11)로 할 수 있다. 또는 구체로 이루어진 절연체(40)의 외표면의 전면에 도금층(41)을 형성하는 동시에 슬릿(20)에 대응하는 부분의 도금층(41)을 에칭 등의 방법으로 제거함으로써 형성하여도 좋다. 또한, 절연체(40)에는 축선 방향으로 관통하도록 관통 구멍(21)이 형성되고, 이 관통 구멍(21)에 로드(12)가 삽입 관통된다.

이러한 절연체(40)의 외표면에 도금층(41)을 형성한 안테나 소자(11)는 도 12에 도시하는 바와 같이 도전 원형판(13)의 중심부에 부착된 절연 부싱(23)에 의해 세워 설치되는 로드(12)에 꼬치형으로 부착된다. 그리고 로드(12)와 도전 원형판(13)이 각각 송수신기(42)의 양극에 접속된다.

이와 같은 구조에 의하면, 안테나 소자(11)로서 합성 수지제 또는 세라믹제의 절연체(40) 표면에 소정의 패턴으로 도금층(41)을 형성함으로써 형성되고, 특히 안테나 소자(11)의 비용을 대폭으로 삭감할 수 있게 된다. 이것에 의해 경량이면서 비용이 낮은 안테나 소자를 얻을 수 있게 된다.

도 13은 파라볼라 안테나의 일차 방사기로서, 본 발명의 안테나를 부착하도록 한 것이다. 도 13에 있어서, 파라볼라형 반사기(51)의 초점에, 본 발명이 적용된 안테나가 배치된다. 이 예에서는 안테나 소자(11)를 합성 수지제 또는 세라믹제의 절연체(40)의 표면에 형성된 도금층(41)에 의해 구성하는 동시에, 도전 원형판(13)을 합성 수지의 성형체(45)의 표면에 도전층(46)을 형성하여 구성하고 있다. 또한, 안테나 소자(11) 및 도전 원형판(13)을 금속에 의해 형성하도록 하여도 좋다.

도 14는 루네베르그 렌즈(luneberg lens)를 이용한 안테나의 일차 방사기로서, 본 발명이 적용된 안테나를 부착하도록 한 것이다. 루네베르그 렌즈는 유전체 렌즈의 일종으로, 구형 유전체의 중심으로부터의 거리에 따라 비유전율을 변화시킴으로써, 입사한 전파의 진행 방향을 변화시킬 수 있으며, 모든 방향의 전파에 대해 균일한 특성의 안테나로서 적용하는 것이다.

도 14에 있어서, 반사판(62) 상에 반구형 루네베르그 렌즈(61)가 배치된다. 이 루네베르그 렌즈(61)의 초점에, 본 발명이 적용된 안테나가 배치된다. 이 예에서는, 안테나 소자(11)를 합성 수지제 또는 세라믹제 절연체(40)의 표면에 형성된 도금층(41)에 의해 구성하는 동시에, 도전 원형판(13)을 합성 수지의 성형체(45)의 표면에 도전층(46)을 형성하여 구성하고 있다. 또한, 안테나 소자(11) 및 도전 원형판(13)을 금속에 의해 형성하도록 하여도 좋다.

고속 디지털 신호의 송수신에서는 점유하는 대역이 매우 넓어, 광대역 통신이 요구된다. 또한 디지털 위성 방송이나 디지털 위성 통신에서는 파라볼라 안테나나 루네베르그 렌즈를 이용한 렌즈 안테나와 같은 초지향성 암전을 사용하여, 전파를 효율적으로 송수신하는 것이 요구된다. 전술한 바와 같이, 파라볼라 안테나의 일차 방사기로서 또는 루네베르그 렌즈를 이용한 렌즈 안테나의 일차 방사기로서, 본 발명의 안테나를 이용하도록 하면, 디지털 위성 방송이나 디지털 위성 통신에 의해 고속 디지털 신호를 전송하는 것에 이용할 수 있다.

도 15 내지 도 19는 도 14에 도시한 루네베르그 렌즈를 이용한 안테나의 일차 방사기로서 본 발명이 적용된 안테나를 부착한 경우의, 수직면 지향 특성 및 수 평면 지향 특성을 나타낸 것이다. 도 15는 주파수 5 GHz인 경우의 수직면 지향 특성 및 수평면 지향 특성을 나타내고, 도 16은 주파수 7 GHz인 경우의 수직면 지향 특성 및 수평면 지향 특성을 나타내며, 도 17은 주파수 9 GHz인 경우의 수직면 지향 특성 및 수평면 지향 특성을 나타내고, 도 18은 주파수 11 GHz인 경우의 수직면 지향 특성 및 수평면 지향 특성을 나타내며, 도 19는 주파수 13 GHz인 경우의 수직면 지향 특성 및 수평면 지향 특성을 나타내고 있다.

도 15 내지 도 19의 지향성 특성도로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 안테나에서는 무지향성이 되기 때문에, 루네베르그 렌즈를 이용한 안테나의 일차 방사기로서 본 발명의 안테나를 부착하도록 하면, 지향성이 약해진다. 파라볼라 안테나나 또는 렌즈 안테나는 지향성이 너무 강하여 자동차와 같은 이동체의 안테나로서는 사용하기 어렵다. 이것에 대하여, 본 발명의 안테나를 일차 방사기로서 이용하면 지향성이 약해져 자동차와 같은 이동체의 안테나로서 이용하는 데에 적합하다.

본원의 주요한 발명은, 대체로 구형의 안테나 소자와 도체 로드와 도전 원형판으로 구성되고, 도체 로드의 기단측과 도전 원형판이 교차하는 부분에 급전점을 설치하도록 한 것이다. 안테나 소자 자체가 구형을 이루고, 이 구형의 안테나 소자를 관통하도록 도체 로드를 조합한 구조를 갖고 있기 때문에, 안테나 소자의 표면적이 커지며, 수평면 상에 있어서의 지향성이 없어 매우 광대역이 된다. 또한 도전 원형판을 설치하는 동시에 안테나 소자를 도전 로드에 대하여 미끄럼 이동이 자유롭게 함으로써, 도전 원형판에서 안테나 소자까지의 거리를 자유자재로 변경할 수 있으며 양호한 매칭을 취할 수 있다. 이것은, 실험에 의해 확인되어져 있다. 또한 안테나 소자를 구형으로 하고 있기 때문에, 구형 쉘로 구성함으로써 그 부품 점수를 대폭으로 삭감할 수 있게 된다.

또한, 본원 발명은 파라볼라형 반사판과 상기 반사판의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서, 상기 일차 방사기는 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 이 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비함으로써, 고속 디지털 데이터의 전송에 적합한 안테나를 실현할 수 있다. 또한 본원 발명은, 유전체 렌즈와, 상기 유전체 렌즈의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서, 상기 일차 방사기는 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 이 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비함으로써 고속 디지털 데이터 전송에 적합한 안테나를 실현할 수 있다.

본원 발명에 따른 안테나는 무선 통신용 안테나로서 이용할 수 있으며, 특히 광대역 디지털 신호의 송수신을 위한 무선 통신에 적합하게 이용되고, 텔레비전 방송용 영상 디지털 신호의 수신에 적합하다.

Claims

대체로 구형을 이루는 안테나 소자와,

상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 상기 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와,

상기 도체 로드의 기단(base end)측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판

을 포함하고, 상기 도체 로드의 기단측과 상기 도전 원형판이 교차하는 부분에 급전점을 설치하는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서, 상기 안테나 소자는, 도체 금속으로 구성된 속이 빈 구형 쉘인 것을 특징으로 하는 안테나.
제2항에 있어서, 상기 구형 쉘에는 상기 도체 로드의 축선 방향과 대체로 평행한 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서, 상기 구형 쉘은, 절연 재료로 이루어진 지지체의 외표면 상에 형성되는 도전층인 것을 특징으로 하는 안테나.
제4항에 있어서, 상기 지지체는 합성 수지제의 구체로서, 그 표면에는 도금 에 의해 도전층이 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 도전층에는 상기 도체 로드의 축선 방향과 대체로 평행한 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서, 상기 도체 로드에는 복수의 안테나 소자가 부착되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 도전 원형판의 대체로 중앙부에 절연 부싱이 장착되는 동시에, 상기 절연 부싱의 중심 구멍에 상기 도체 로드가 세워 설치되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 도전 원형판의 상기 도전체 로드가 세워 설치되는 표면과는 반대측의 표면에 커넥터 슬리브가 연설되거나 부착되고, 상기 커넥터 슬리브에 동축 케이블의 커넥터가 나사식으로 부착되며, 상기 동축 케이블의 코어선이 상기 도체 로드에 접속되는 동시에, 실드선이 상기 도전 원형판에 접속되는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 도전체 로드에 미끄럼 이동이 자유롭게 부착되고, 상기 도전 원형판에서 상기 안테나 소자까지의 거리를 가변할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 안테나.
파라볼라형 반사판과, 상기 반사판의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서,

상기 일차 방사기는, 대체로 구형을 이루는 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 상기 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나.
유전체 렌즈와, 상기 유전체 렌즈의 초점에 부착된 일차 방사기로 이루어진 안테나에 있어서,

상기 일차 방사기는, 대체로 구형으로 이루어진 안테나 소자와, 상기 안테나 소자를 관통하는 동시에 상기 안테나 소자와 도통되는 도체 로드와, 상기 도체 로드의 기단측에 상기 도체 로드와 대체로 직교하도록 배치되는 도전 원형판을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나.