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KR101180173B1 - Wide-band Dipole Antenna - Google Patents

Wide-band Dipole Antenna Download PDF

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KR101180173B1
KR101180173B1 KR20100070241A KR20100070241A KR101180173B1 KR 101180173 B1 KR101180173 B1 KR 101180173B1 KR 20100070241 A KR20100070241 A KR 20100070241A KR 20100070241 A KR20100070241 A KR 20100070241A KR 101180173 B1 KR101180173 B1 KR 101180173B1
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Abstract

광대역 다이폴 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 도전 부재; 접지와 전기적으로 연결되는 제2 도전 부재; 상기 제1 도전 부재의 일 종단부에 형성되는 제1 슬랜트; 상기 제1 슬랜트에 인접하여 상기 제2 도전 부재의 일 종 단부에 형성되는 제2 슬랜트를 포함한다. 개시된 안테나에 따르면, 다수의 방사체 또는 별도의 커플링 구조를 사용하지 않고 간단한 구조 변경에 의해 광대역 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다. A wideband dipole antenna is disclosed. The disclosed antenna includes a first conductive member electrically connected to a feed point; A second conductive member electrically connected to ground; A first slant formed at one end of the first conductive member; And a second slant formed at one end of the second conductive member adjacent to the first slant. According to the disclosed antenna, there is an advantage that the broadband characteristics can be secured by a simple structure change without using a plurality of radiators or separate coupling structures.

Description

광대역 다이폴 안테나{Wide-band Dipole Antenna}Wideband Dipole Antenna

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광대역 특성을 확보할 수 있는 다이폴 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna, and more particularly, to a dipole antenna capable of securing broadband characteristics.

안테나는 RF 신호를 자유 공간으로 방사하고 자유 공간의 RF 신호를 수신하는 장치로서, 무선 통신에서 최종단에 위치하는 장치이다. 안테나는 무선 통신이 급격히 발달함에 따라 그 사용 분야가 확대되고 있는 추세이며, 특히 이동통신 단말기 및 각종 휴대용 장치에 무선 통신이 요구됨에 따라 안테나 시장은 기하급수적으로 확장되고 있다. An antenna is an apparatus that radiates an RF signal into free space and receives an RF signal in free space. The antenna is positioned at the end of wireless communication. The use of the antenna is expanding as the wireless communication is rapidly developed. In particular, the antenna market is expanding exponentially as wireless communication is required for mobile terminals and various portable devices.

다이폴 안테나는 안테나의 기본적인 종류 중 하나로서, 두 개의 서로 다른 극을 가지는 두 개의 도전체로 이루어지는 안테나이다. A dipole antenna is one of the basic kinds of antennas, which is an antenna composed of two conductors having two different poles.

도 1은 일반적인 다이폴 안테나의 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general dipole antenna.

도 1을 참조하면, 일반적인 다이폴 안테나는 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 도전 부재(100), 접지와 전기적으로 연결되는 제2 도전 부재(102) 및 급전부(104)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a general dipole antenna includes a first conductive member 100 electrically connected to a feed point, a second conductive member 102 electrically connected to a ground, and a power feed part 104.

제1 도전 부재(100) 및 제2 도전 부재(102)는 도전성 재질로 이루어지며, 제1 도전 부재(100)에는 급전 신호가 제공되고, 제2 도전 부재(102)에는 접지 전압이 제공된다. The first conductive member 100 and the second conductive member 102 are made of a conductive material, a feed signal is provided to the first conductive member 100, and a ground voltage is provided to the second conductive member 102.

급전부(104)에는 제1 도전 부재(100)에 제공하기 위한 급전 신호 및 제2 도전 부재(102)에 제공하기 위한 접지 전압이 제공된다. The power supply unit 104 is provided with a feed signal for providing to the first conductive member 100 and a ground voltage for providing to the second conductive member 102.

이와 같은 종래의 일반적인 구조의 다이폴 안테나는 제1 도전 부재(100) 및 제2 도전 부재(102)의 길이의 합에 의해 방사되는 신호의 주파수가 결정되고, 길이의

Figure 112010046926204-pat00001
/2에 상응하는 주파수 신호가 방사된다. In the conventional general structure of the dipole antenna, the frequency of the signal radiated by the sum of the lengths of the first conductive member 100 and the second conductive member 102 is determined, and the
Figure 112010046926204-pat00001
A frequency signal corresponding to / 2 is emitted.

근래에 들어 다양한 종류의 서비스 대역을 지원하기 위해 안테나의 광대역 특성이 중요시되고 있다. 그러나, 도 1과 같은 종래의 다이폴 안테나는 광대역 특서을 확보할 수 없었으며, 광대역 특성을 확보하기 위해 다수의 방사체를 사용하거나 추가적인 기생 커플링 구조를 형성하여야 하는 문제점이 있었다.In recent years, the broadband characteristics of antennas are becoming important to support various types of service bands. However, the conventional dipole antenna as shown in FIG. 1 could not secure a broadband feature, and there was a problem in that a plurality of radiators were used or an additional parasitic coupling structure was formed to secure the broadband characteristics.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 광대역 특성을 확보할 수 있는 다이폴 안테나를 제안한다. The present invention proposes a dipole antenna capable of securing broadband characteristics in order to solve the problems of the prior art as described above.

또한, 본 발명은 다수의 방사체 또는 별도의 커플링 구조를 사용하지 않고 간단한 구조 변경에 의해 광대역 특성을 확보할 수 있는 다이폴 안테나를 제안한다.
In addition, the present invention proposes a dipole antenna capable of securing broadband characteristics by simple structure change without using a plurality of radiators or separate coupling structures.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

본 발명의 일 측면에 따르면, 급전점과 전기적으로 연결되는 제1 도전 부재; 접지와 전기적으로 연결되는 제2 도전 부재; 상기 제1 도전 부재의 일 종단부에 형성되는 제1 슬랜트; 상기 제1 슬랜트에 인접하여 상기 제2 도전 부재의 일 종 단부에 형성되는 제2 슬랜트를 포함하는 광대역 다이폴 안테나가 제공된다. According to an aspect of the invention, the first conductive member electrically connected to the feed point; A second conductive member electrically connected to ground; A first slant formed at one end of the first conductive member; A broadband dipole antenna is provided that includes a second slant formed at one end of the second conductive member adjacent to the first slant.

상기 제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트는 원점 대칭 형태로 인접하여 상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재에 형성되는 것이 바람직하다. The first slant and the second slant are preferably formed in the first conductive member and the second conductive member adjacent to each other in an origin symmetrical form.

제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트의 기울어진 각도는 동일하게 설정될 수 있다. The inclination angles of the first slant and the second slant may be equally set.

상기 제1 도전 부재에서 상기 제1 슬랜트 방향으로 흐르는 표면 전류가 역방향으로 상기 제1 슬랜트 경사를 따라 올라간 후 상기 제2 도전 부재 방향으로 흐르는 표면 전류가 형성된다. After the surface current flowing from the first conductive member in the direction of the first slant rises along the first slant slope in the reverse direction, the surface current flowing in the direction of the second conductive member is formed.

상기 제1 도전 부재에서 상기 제1 슬랜트 방향으로 흐르는 표면 전류가 순방향으로 상기 제1 슬랜트 경사를 타라 내려간 후 상기 제2 도전 부재 방향으로 흐르는 표면 전류가 형성된다.After the surface current flowing from the first conductive member in the first slant direction descends the first slant slope in the forward direction, the surface current flowing in the second conductive member direction is formed.

본 발명의 안테나에 의하면, 다수의 방사체 또는 별도의 커플링 구조를 사용하지 않고 간단한 구조 변경에 의해 광대역 특성을 확보할 수 있는 장점이 있다. According to the antenna of the present invention, there is an advantage that the broadband characteristics can be secured by a simple structure change without using a plurality of radiators or separate coupling structures.

도 1은 본 발명자에 의해 제안된 전자기 결합을 이용한 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스파이럴 구조의 전자기 결합을 이용한 내장형 안테나의 구조를 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스파이럴 셀의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스파이럴 셀의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 다이폴 안테나와 일반적인 다이폴 안테나의 VSWR을 도시한 도면
1 is a view showing the structure of a built-in antenna using an electromagnetic coupling proposed by the inventor.
2 is a plan view illustrating a structure of a built-in antenna using electromagnetic coupling of a spiral structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a structure of a spiral cell according to a first embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a spiral cell according to a second embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating VSWR of a wideband dipole antenna and a general dipole antenna according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 광대역 다이폴 안테나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of a wideband dipole antenna according to the present invention in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 다이폴 안테나의 구조를 도시한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a structure of a broadband dipole antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 다이폴 안테나는 제1 도전 부재(200), 제2 도전 부재(202) 및 급전부(204)를 포함할 수 있다. 2, a broadband dipole antenna according to an embodiment of the present invention may include a first conductive member 200, a second conductive member 202, and a power feeding unit 204.

제1 도전 부재(200)에는 급전 신호가 제공되며, 제1 도전 부재의 일단에는 소정의 각도를 가진 제1 슬랜트(250)가 형성된다. 제1 도전 부재(200)는 제2 도전 부재(202)와 소정 거리 이격된다. A feed signal is provided to the first conductive member 200, and a first slant 250 having a predetermined angle is formed at one end of the first conductive member. The first conductive member 200 is spaced apart from the second conductive member 202 by a predetermined distance.

제2 도전 부재(202)는 접지와 전기적으로 연결되며, 제2 도전 부재(202)의 일단에도 소정의 각도를 가진 제2 슬랜트(260)가 형성된다. The second conductive member 202 is electrically connected to the ground, and a second slant 260 having a predetermined angle is formed on one end of the second conductive member 202.

제1 도전 부재(200) 및 제2 도전 부재(202)는 방사체로서 동작하며, 급전되는 RF 신호를 방사하고 외부로부터 전송되는 RF 신호를 수신한다. 본 발명의 따른 광대역 다이폴 안테나의 방사 주파수는 제1 도전 부재(200) 및 제2 도전 부재(202)의 길이에 의해 결정되며, 전술한 바와 같이 총 길이의

Figure 112010046926204-pat00002
/2에 상응하여 방사 주파수가 결정된다. The first conductive member 200 and the second conductive member 202 operate as radiators, emit radiated RF signals, and receive RF signals transmitted from the outside. The radiation frequency of the wideband dipole antenna according to the present invention is determined by the lengths of the first conductive member 200 and the second conductive member 202, and as described above,
Figure 112010046926204-pat00002
The emission frequency is determined corresponding to / 2.

본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 안테나는 제1 도전 부재에 형성된 제1 슬랜트(250) 및 제2 도전 부재에 형성된 제2 슬랜트(260)에 의해 일반적인 다이폴 안테나에 비해 광대역 특성을 확보한다. The broadband antenna according to an embodiment of the present invention secures broadband characteristics compared to a general dipole antenna by the first slant 250 formed on the first conductive member and the second slant 260 formed on the second conductive member. .

도 2에 도시되 바와 같이, 제1 슬랜트(250) 및 제2 슬랜트(260)는 서로 인접하여 제1 도전 부재(200) 및 제2 도전 부재(202)의 종단에 형성된다. As shown in FIG. 2, the first slant 250 and the second slant 260 are formed adjacent to each other at the end of the first conductive member 200 and the second conductive member 202.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 슬랜트(250) 및 제2 슬랜트(260)는 원점 대칭 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 슬랜트(250)와 제2 슬랜트(260)의 각도는 동일한 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 슬랜트(250)와 제2 슬랜트(260)의 각도는 필요에 따라 상이하게 설정될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the first slant 250 and the second slant 260 may be formed in an origin symmetry structure. Preferably, the angles of the first slant 250 and the second slant 260 are the same, but are not limited thereto, and the angles of the first slant 250 and the second slant 260 are different as necessary. May be set.

제1 도전 부재(200) 및 제2 도전 부재(202)에 형성되는 제1 슬랜트(250) 및 제2 슬랜트(252)는 다이폴 안테나에 형성되는 전류 경로를 다양화하여 다이폴 안테나에 대한 광대역 특성을 확보하는 것을 가능하게 한다. The first slant 250 and the second slant 252 formed in the first conductive member 200 and the second conductive member 202 diversify the current path formed in the dipole antenna to widen the band for the dipole antenna. It is possible to secure the characteristics.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이폴 안테나에서 낮은 주파수 신호의 전류 경로를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이폴 안테나에서 높은 주파수 신호의 전류 경로를 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a current path of a low frequency signal in a dipole antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a current path of a high frequency signal in a dipole antenna according to an embodiment of the present invention. to be.

도 3을 참조하면, 낮은 주파수 신호의 전류 흐름은 제1 도전 부재(200)에서 제2 도전 부재 방향으로 흐르다가 제1 슬랜트(250) 부분에서 역방향으로 슬랜트를 따라 올라간 후 제2 도전 부재 방향(202)으로 전류 흐름이 형성된다. Referring to FIG. 3, the current flow of the low frequency signal flows in the direction of the second conductive member from the first conductive member 200 and ascends along the slant in the reverse direction in the first slant 250. In the direction 202 a current flow is formed.

또한, 도 4를 참조하면, 높은 주파수 신호의 표면 전류 흐름은 제1 도전 부재(300)에서 슬랜트를 따라 순방향으로 내려간 후 제2 도전 부재(202) 방향으로 표면 전류 흐름이 형성되는 것을 확인할 수 있다. In addition, referring to FIG. 4, it can be seen that the surface current flow of the high frequency signal descends forward along the slant from the first conductive member 300 and then surface current flows toward the second conductive member 202. have.

즉, 본 발명의 다이폴 안테나에 의하면, 낮은 주파수 신호에 대해서는 도 3과 같이 비교적 긴 표면 전류 경로가 형성되고, 높은 주파수 신호에 대해서는 비교적 짧은 표면 전류 경로가 형성됨으로써 일반적인 다이폴 안테나에 비해 다양한 전류 경로가 형성되도록 하여 광대역 특성을 구현하는 것이다. That is, according to the dipole antenna of the present invention, a relatively long surface current path is formed for a low frequency signal as shown in FIG. 3, and a relatively short surface current path is formed for a high frequency signal. By forming a broadband characteristic.

이와 같이 다양한 표면 전류 경로가 형성되는 것은 다양한 길이를 가지는 안테나가 복수개 구비되는 것과 같은 효과를 가져오므로 단일 방사체로 광대역 특성을 확보하는 것이 가능하다. Forming various surface current paths as described above has the same effect as having a plurality of antennas having various lengths, and thus it is possible to secure broadband characteristics with a single radiator.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 다이폴 안테나와 일반적인 다이폴 안테나의 VSWR을 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating VSWR of a broadband dipole antenna and a general dipole antenna according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 비교되는 본 발명의 광대역 다이폴 안테나와 일반적이 다이폴 안테나는 동일한 길이를 가지고 있으며, 본 발명의 광대역 다이폴 안테나는 두 개의 도전 부재 모두에 슬랜트가 형성된 구조이고, 종래의 다이폴 안테나는 도 1에 도시된 것과 같은 안테나이다. 도 5는 총 길이가 약 480mm인 다이폴 안테나의 VSWR을 비교한 것이다.The broadband dipole antenna and the general dipole antenna of the present invention compared with FIG. 5 have the same length, and the broadband dipole antenna of the present invention has a structure in which a slant is formed in both conductive members, and the conventional dipole antenna is shown in FIG. 1. Antenna as shown in FIG. 5 compares the VSWR of a dipole antenna having a total length of about 480 mm.

도 5를 참조하면, 본 발명과 같이 슬랜트 구조가 형성된 다이폴 안테나는 일반적인 다이폴 안테나에 비해 대역폭이 2배 이상 넓은 것을 확인할 수 있다.  Referring to FIG. 5, it can be seen that a dipole antenna having a slant structure as in the present invention has a bandwidth more than twice as wide as that of a general dipole antenna.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

Claims (5)

급전점과 전기적으로 연결되며 라인 형태인 제1 도전 부재;
접지와 전기적으로 연결되며 라인 형태인 제2 도전 부재;
상기 제1 도전 부재의 일 종단부에 형성되며 제1 방향으로의 단일 경사 각도를 가지는 제1 슬랜트;
상기 제1 슬랜트에 인접하여 상기 제2 도전 부재의 일 종 단부에 형성되고 상기 제1 방향과 동일한 방향으로의 단일 경사 각도를 가지는 제2 슬랜트를 포함하되,
상기 제1 도전 부재 및 제2 도전 부재는 상기 제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트에 의해 길이 방향으로 상하 비대칭이고, 상기 제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트에 의해 상기 제1 도전 부재의 타 종단부로부터 상기 일 종단부로의 제1 진행 방향으로 진행하다가 상기 제1 슬랜트를 따라 상기 제1 진행 방향과 역방향으로 진행하는 제1 전류 경로와 상기 제1 도전 부재의 타 종단부로부터 제1 방향으로 진행하다가 상기 제1 슬랜트를 따라 상기 제1 진행 방향과 순방향으로 진행하는 제2 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 다이폴 안테나.
A first conductive member electrically connected to the feed point and having a line shape;
A second conductive member electrically connected to ground and in the form of a line;
A first slant formed at one end of the first conductive member and having a single inclination angle in a first direction;
A second slant formed at one end of the second conductive member adjacent to the first slant and having a single inclination angle in the same direction as the first direction,
The first conductive member and the second conductive member are vertically asymmetrical in the longitudinal direction by the first and second slants, and the first conductive member and the second conductive member are formed of the first conductive member and the second conductive member. A first current path traveling in a first travel direction from the other end to the one end, and traveling in the opposite direction to the first travel direction along the first slant; and a first current path from the other end of the first conductive member. And a second path along the first slant and forward in a forward direction along the first slant.
제1항에 있어서,
상기 제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트는 원점 대칭 형태로 인접하여 상기 제1 도전 부재 및 상기 제2 도전 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 다이폴 안테나.
The method of claim 1,
The first slant and the second slant are formed in the first conductive member and the second conductive member adjacent to each other in the origin symmetrical form wide broadband dipole antenna.
제2항에 있어서,
상기 제1 슬랜트 및 상기 제2 슬랜트의 기울어진 각도는 동일한 것을 특징으로 하는 광대역 다이폴 안테나.
The method of claim 2,
And the inclined angles of the first slant and the second slant are the same.
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