단말기 안테나

단말기 안테나의 종류

이동통신 단말기, 즉 핸드폰의 안테나는 크게 세가지 type으로 분류할 수 있다.

종 류	설 명
Retractable Type	말그대로 넣었다 뺐다 하는 안테나로서 예전에 가장 일반적으로 보여지던 안테나이다.
Stuby Type	넣었다 뺐다 하지 않고 머리만 나온채 고정된 채 사용하는 안테나로서, 최근 출시되는 핸드폰들은 대부분 이러한 안테나를 사용하는 추세이다.
In Type	외부에는 전혀 보이지 않고 완전히 내부에 존재하는 안테나이다. 그래서인지 인테나라고 부르는 사람도 있다...

◆ Monopole Antenna (Retractable Type)

얼마전까지만 해도 가장 일반적인 Type의 안테나로 취급되던 것으로서, 큰 특징은 없다. Moopole 특성상 사용주파수의 1/4 파장길이만큼의 금속 막대기를 사용하며, 실제로는 아래 그림과 같은 3단계 구조로 되어 있는 경우가 많다. 핸드폰을 분해해보면 안테나까지 가는 선로를 기판 위에 길게 늘어 놓는 경우를 볼 수 있는데, 이 선로도 안테나처럼 동작한다. 게다가 안테나 수납부 안에 helical type으로 coil을 감아놓은 안테나가 있어서 외부 안테나를 아예 뽑아도 통신이 가능한 것이다. 수납부의 Coil Antenna는 실제 안테나의 전기적 길이를 늘여서 이득이 좋아지게 하는 효과도 있다.

Retractable type Monople에서는 외부에 나오는 안테나는 실제 수신 목적이라기 보다는 이득을 높이기 위한 Gain Antenna로 볼 수 있다. 외부 안테나는 수납시에는 수신주파수에, 뽑았을 시에는 송신 주파수에 matching하여 설계하는 경우가 많다. 이렇게 함으로써 내부 안테나에서 수신하는 신호의 이득을 높여서 수신율을 다소 증가시킬 뿐 아니라, 늘어난 이득으로 인해 AGC로 하여금 내부 전력을 적게 소모하도록 유도한다. 혹자는 이 안테나를 뽑아서 귀를 자주파면 수신율이 떨어진다고 하는데, 실제로 이물질이 많이 묻어있다면 아무래도 금속의 접촉이 나쁘니 이론적으로 그럴 가능성이 있다. (누가 알겠남..)

◆ Helical Antenna or Coil Antenna (Stuby Type)

Stuby type의 안테나중에서 가장 흔하게 사용되는 형태로서, 단가도 싸고 설계도 쉽다. 일정량의 직경으로 감긴 코일을 일정길이로 잘라서 packing만 하면 되기 때문에 생산도 쉽다. 하지만 정확한 특성을 내기 위해서는 생산공장에서 숙련된 아줌마(?)들이 어느정도 검사해서 길이를 뻰찌로 자르면서 특성을 튜닝하기도 한다.

◆ Ceramic Whip Antenna (Stuby Type)

Hellical (Coil) 안테나와 비슷하지만, 중앙에 유전체를 삽입한 경우이다. 유전체를 중앙에 삽입함으로서 주파수 특성을 더욱 향상시키고, 안테나의 크기를 줄일 수 있지만 온도특성에 다소 민감해지는 경향도 있다. 유전체 세라믹의 가격적인 요소를 무시하기 어렵지만, Coil형 안테나와는 달리 장비 세팅만 잘되면 대량생산이 좀더 용이하기 때문에 생산 단가를 낮출 수 있다. 문제는 제품수율이 얼마나 되느냐라는 문제일텐데, 그로인해 설계 기술보다는 생산기술에 의존하게 된다. 또한 내부 세라믹의 견고성 문제도 고려해야 할 사항이다. 세라믹 관련 제품들은 낙하충격에 견디지 못하고 깨져 버리는 경우도 발생하기 때문에, 비싼 Teflon 계열보다는 epoxy나 FR4 계열의 원통막대 혹은 원통형관을 이용하여 설계하기도 한다.

◆ Chip Antenna (Ceramic Antenna)

일본 Murata 사가 주도하는 칩 안테나이다. 사각 또는 원형의 유전체 세라믹 막대에 등가모델로 만들어진 안테나를 print하여 설계하는 만드는 것으로서, 특성이 그리 좋은 편은 아니다. 대신에 금속 피막형태를 바꾸어 패턴을 조절할 수 있는 여지가 있어서 사람 머리쪽으로 전자파가 덜 갈 수 있게 설계가능하다는 점이 꽤 설득력있는 기능이다. 이 안테나 역시 Whip Antenna와 마찬가지로 수율이 높은 대량 생산 기술개발이 큰 관건이다. 게다가 실제로 설계하기 위해서는 Murata의 수많은 관련 특허를 피해가는게 더 힘들 수도 있기 때문에 국내에서는 아직 본격적으로 대량생산하지 못하는 실정이다.

◆ Inverted F Strip Antenna (In Type)

혹시 최근 Nokia에서 나온 GSM/Dect 단말기를 본 적 있는 사람은 알겠지만, 왼쪽 그림처럼 당혹스럽게도 어디를 봐도 외부에는 안테나가 보이지 않는다. 신기해보일 수도 있는데, 알고보면 내부에 역 F형의 Strip 판으로 안테나가 되어 있다. 이런 형태의 단말기는 성능과는 반대로 유럽쪽 소비자 유행에 더 충실한 상품이라고 볼 수 있다. 이것은 크게 내부의 평판구조 안테나를 탑재한 형태와, 단말기 외부에 형상에 맞게 금속 코팅을 하여 만든 형태의 두가지로 나뉘어 진다.

실제로 안테나를 만들어 온 사람이라면 금방 알겠지만, 아무래도 특성상 이 안테나는 방향성이 생길 수밖에 없어서 특성이 안좋은 편에 속한다. 게다가 수납공간도 상당히 많이 차지하게 된다. 유럽의 경우에는 기지국 전파망이 상당히 안정되어 있기 때문에, 이러한 단점에도 불구하고 모양이 예쁘다는 이유로 널리 사용되고 있다. 기지국이나 중계기 장비와 달리 단말기 장비는 성능보다는 외형적 기능성이 소비자 시장에 더 어필된다는 점을 극명하게 보여주는 예이다. 허나 우리나라의 전파망 현실에서 사용하기에는 아직 개선의 여지가 많다고 할 수 있다.

<< Back