JP2010524324A

JP2010524324A - 二重共振による広帯域アンテナ

Info

Publication number: JP2010524324A
Application number: JP2010502021A
Authority: JP
Inventors: フーンリョウ、ビュン; モスン、ウォン; フーンチョイ、ジェ; ギルジョン、ソン; ウーリュ、クァン
Original assignee: イーエムダブリュカンパニーリミテッド
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2010-07-15
Also published as: KR20080090063A; CN101647152A; EP2156513A4; EP2156513A1; KR100899293B1; US20100149049A1; WO2008123683A1

Abstract

本発明は、二重共振による広帯域アンテナに係り、蛇行パターンのストリップラインまたはマイクロストリップラインなどで構成されたアンテナを利用して二重共振を起こすことによって、比較的に低い帯域での無線通信サービス、特に、ＶＨＦ帯域のうち地上波ＤＭＢサービス帯域（１７４〜２１６ＭＨｚ）の信号を受信可能にする。特に、比較的に低い帯域での無線通信サービスを利用しつつも、一般的な螺旋アンテナまたは垂直モノポールアンテナ、ダイポールアンテナなどに比べてそのサイズ（長さなど）を著しく縮小させて小型化可能にする。また、本発明に係る小型の広帯域アンテナの商品性及び信頼性を向上させると共に、本発明に係るアンテナを使用する携帯端末及び無線通信用送受信装置の商品性を向上させる効果がある。

Description

本発明は、二重共振による広帯域アンテナに係り、さらに詳細には、蛇行（Ｍｅａｎｄｅｒ）パターンのストリップラインまたはマイクロストリップラインなどで構成されたアンテナを利用して二重共振を起こすことによって、比較的に低い帯域での無線通信サービス、特に、ＶＨＦ（ＶｅｒｙＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：３０〜３００ＭＨｚ）帯域のうち、地上波Ｔ−ＤＭＢ（ＤｉｇｉｔａｌＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）サービス帯域（１７４〜２１６ＭＨｚ）の信号を受信可能にしたものである。

特に、比較的に低い帯域での無線通信サービスを利用しつつも、一般的な螺旋（Ｈｅｌｉｃａｌ）アンテナ、モノポール（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナまたはダイポール（Ｄｉｐｏｌｅ）アンテナなどに比べてそのサイズを著しく縮小させて小型化可能にすることによって、本発明に係るアンテナの商品性及び信頼性を向上させると共に、本発明に係るアンテナを使用する携帯端末及び無線通信用送受信装置の商品性を向上させることができるものである。

電子産業の進歩に伴って、通信技術、特に、無線通信技術が発達するにつれて、いつでもどこでも誰とも音声及びデータ通信を行うことができる多様な携帯端末が開発されて普遍化されている。また、携帯端末の携帯性を向上させるために、携帯端末の小型化のための多様な技術（例えば、高密度集積回路素子の開発または電子回路ボードの小型化方法など）が開発されており、携帯端末を使用しようとする目的も多様化するにつれ、ナビゲーション用端末またはインターネット用端末などの多様な機能を有する端末が開発されている。

最近、ＶＨＦ帯域を利用した地上波放送サービスが提供されることによって、このような地上波放送を受信することができる携帯端末及びアンテナが開発されている。

一般的に、上述の地上波放送を受信することができる携帯端末のアンテナは、主に螺旋アンテナ、モノポールアンテナまたはダイポールアンテナなどで具現された。

しかし、比較的に低い帯域を利用する地上波放送の特性に鑑みれば、上述のアンテナによって地上波放送サービスを受信するには、アンテナのサイズの制約が多く、それによって携帯端末のサイズにも多くの制約があった。

特に、広帯域放射特性を得るにはアンテナのサイズが大きくなるため、アンテナの小型化はもとより、該アンテナが搭載される携帯端末の小型化に障害となるという問題点がある。

したがって、比較的に低い帯域での無線通信サービスが可能であり、広帯域特性を有しつつも小型化可能なアンテナの開発が要求されているのが実情である。

本発明は、上述の要求に応じてなされたものであって、蛇行パターンのストリップラインまたはマイクロストリップラインなどで構成されたアンテナを利用して二重共振を起こすことによって、比較的に低い帯域での無線通信サービス、特に、ＶＨＦ帯域のうち、地上波Ｔ−ＤＭＢサービス帯域（１７４〜２１６ＭＨｚ）の信号を受信することができる二重共振による広帯域アンテナを提供することを目的とする。

また、比較的に低い帯域での無線通信サービスを利用しつつも、一般的な螺旋アンテナ、モノポールアンテナまたはダイポールアンテナなどに比べてそのサイズを著しく縮小させることによって、小型化可能な二重共振による広帯域アンテナを提供することを他の目的とする。

また、本発明に係るアンテナの商品性及び信頼性を向上させると共に、本発明に係るアンテナを使用する携帯端末及び無線通信用送受信装置の商品性を向上させる二重共振による広帯域アンテナを提供することを他の目的とする。

上述の目的を達成するための本発明に係る二重共振による広帯域アンテナは、誘電体の一方の側面に蛇行パターンで形成され、第１共振周波数で共振を発生させるように第１共振長を有する第１放射体と、誘電体の他方の側面に蛇行パターンで形成され、第１放射体と相互作用して第２共振周波数で共振を発生させるように第２共振長を有する第２放射体と、誘電体の一方の側面に形成されるグラウンド部と、誘電体の一方の側面に第２放射体と電気的に連結されるように形成される連結部と、連結部及びグラウンド部と連結されるように構成された第１インダクタンスと、誘電体の一方の側面に第１放射体及び第２放射体と電気的に連結されるように形成された給電部と、を備えることを特徴とする。

したがって、一つのアンテナ、好ましくは、蛇行パターンのアンテナを利用して広帯域特性を有する小型アンテナを提供することができる。

本発明は、蛇行パターンのストリップラインまたはマイクロストリップラインなどから構成されたアンテナを利用して二重共振を起こすことによって、比較的に低い帯域での無線通信サービス（特に、ＶＨＦ帯域を利用する地上波Ｔ−ＤＭＢ）の信号を受信することができる。

また、比較的に低い帯域での無線通信サービスを利用しつつも、一般的な螺旋アンテナ、垂直モノポールアンテナまたはダイポールアンテナなどに比べてそのサイズを著しく縮小させることによって、小型化可能な二重共振による広帯域アンテナを提供することができる。

特に、一つのアンテナに複数の同調部を構成することによって、該アンテナを相異なる携帯端末にさらに容易に適用することができる。

また、本発明に係る小型の広帯域アンテナの商品性及び信頼性を向上させると共に、本発明に係るアンテナを使用する携帯端末及び無線通信用送受信装置の商品性を向上させることができる。

本発明に係る二重共振による広帯域アンテナの一実施例を示す構成図である。本発明に係る二重共振による広帯域アンテナの他の実施例を示す構成図である。図２の要部拡大図である。図２に示す二重共振による広帯域アンテナの定在波比を示すグラフである。図２に示す二重共振による広帯域アンテナの共振周波数に対する放射パターンを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る二重共振による広帯域アンテナの最も好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る二重共振による広帯域アンテナの一実施例を示す構成図であって、第１放射体１０、第２放射体２０、誘電体３０、グラウンド部４０、連結部５０、第１インダクタンス６１、及び給電部７０を備えて構成され、第１放射体１０及び第２放射体２０は「コ」字状のパターンが繰り返される蛇行パターンで形成する。

第１放射体１０は、図４に示す（イ）に該当する第１共振周波数、例えばＶＨＦ帯域に含まれた１７４ＭＨｚで共振を発生させるためのものであって、第１インダクタンス６１と相互作用して第１共振周波数で共振を発生させる。ここで、相互作用は電気的及び磁気的に相互に影響を与える全ての現象のうち少なくとも一つを言う。

一方、通常、１７４ＭＨｚで共振を発生するためには、ダイポール状のアンテナの場合、λ／２である約７６ｃｍのサイズを有し、モノポール状のアンテナの場合にも、λ／４である約３８ｃｍのサイズを有するが、本発明では「コ」字状の蛇行パターンで第１放射体１０を形成して、電気的パターンの長さはモノポールアンテナと同一であるが、全体のアンテナのサイズは１３ｃｍである第１共振長でも具現することが可能である。

また、「コ」字状の蛇行パターンを形成する蛇行の回数に応じて共振周波数及び広帯域特性を調節することができる。

第２放射体２０は、図４に示す（ロ）に該当する第２共振周波数、例えばＶＨＦ帯域に含まれた２１６ＭＨｚで共振を発生させるためのものであって、第１放射体１０と相互作用して第２共振周波数で共振を発生させる。このとき、第１放射体１０及び第２放射体２０が一つのダイポール状のアンテナのような役割を行う。

したがって、本発明に係るアンテナは、第１放射体１０及び第２放射体２０から発生する二重共振を利用して、図４に示すように、−１０ｄＢ以下の区間、言い換えれば、図４の点「Ａ」の周波数と「Ｂ」の周波数との間に該当する周波数帯域を利用することができる広帯域特性を有する。

誘電体３０は、第１放射体１０と第２放射体２０との間に構成され、誘電体３０の種類は当業者の要求に応じて多様なものを適用することができる。また、誘電体３０と第１放射体１０及び第２放射体２０との相互作用によって、電気的な長さを縮小させることができる効果が得られるということは言うまでもない。

グラウンド部４０及び連結部５０は、誘電体３０の一方の側面、好ましくは、第１放射体１０と同一面に形成され、グラウンド部４０は、連結部５０と電気的に連結され、連結部５０は第２放射体２０と電気的に連結される。ここで、連結部５０と第２放射体２０とは金属材の連結部材（Ｖｉａ）５１によって電気的に連結される。

また、グラウンド部４０及び連結部５０は、第１インダクタンス６１によって電気的に連結され、給電部７０は、同軸ケーブルのような給電手段（図示せず）と連結されて、信号を送受信するための送信ラインを形成する。

一方、グラウンド部４０は、アンテナの設計時、無限なサイズを有する状態で設計されるが、実際には携帯端末に連結されることによって、そのサイズの制約を受ける。この場合、第１放射体１０及び第２放射体２０にグラウンド部４０の影響が及ぶ。

これを防止するために、本発明は、第１放射体１０と連結部５０とをインダクタンス成分によって電気的に連結し、グラウンド部４０と給電部７０とをインダクタンス成分によって電気的に連結して、不平衡線路を平衡線路に変換させるバランチップ（ＢａｌｕｎＣｈｉｐ）８０を構成する。

ここで、バランチップ８０は、同軸ケーブルと平衡線路とを連結するために最初に使用されたものであって、不平衡線路を平衡線路に変換するか、平衡線路を不平衡線路に変換するために使用され、本発明ではグラウンド部４０の影響を除去するために使用される。

言い換えれば、第１放射体１０は、バランチップ８０、連結部５０及び第１インダクタンス６１を通じてグラウンド部４０と電気的に連結され、第２放射体１０は、連結部材５１、連結部５０及び第１インダクタンス６１を通じてグラウンド部４０と電気的に連結される。

したがって、図１の第１共振長Ｌ１を有する第１放射体１０と第１インダクタンス６１によって第１共振周波数で共振を発生させ、図１の第２共振長Ｌ２を有する第２放射体２０と第１放射体１０によって第２共振周波数で共振を発生させる。

一方、第１放射体１０及び第２放射体２０を備えて構成されたアンテナが携帯端末に連結されて構成される場合、携帯端末とのインピーダンスマッチングまたは結合時の多様な要因などによって共振周波数が変化するなどの現象が発生する恐れがあり、このような共振周波数の変化を同調して反射損失を減少させるなどのチューニング過程を経る。

チューニング過程のために、図１に示すように、誘電体３０の一方の側面には第１同調部９１及び第２同調部９２が形成され、他方の側面には第３同調部９３が形成される。

したがって、当業者の要求に応じて第１同調部９１ないし第３同調部９３の長さなどを調節してチューニング過程を行う。

上述のように、複数の同調部を形成した理由は、相異なる多様な携帯端末にアンテナを構成することによって、当業者の要求に応じてさらに効果的なチューニング過程を行うように融通性を与えるためである。

したがって、特定の携帯端末に本発明に係るアンテナを適用しようとする場合、一つのアンテナに構成された複数の同調部によってさらに効果的にチューニング過程を行うことができるため、相異なる携帯端末に本発明のアンテナを適用することがさらに容易になる。

一方、本発明では、当業者の要求に応じて本発明に係るアンテナの二重共振を移動することによって、多様な帯域幅を利用して信号を送受信することが可能である。

言い換えれば、図２及び図３に示すように、第１放射体１０の一方に第２インダクタンス６２を構成し、第２インダクタンス６２のサイズによって第１共振周波数及び第２共振周波数の帯域を調節することによって、相異なるサービス帯域を有する携帯端末に適用することが可能となる。

さらに、本発明に係るアンテナのインピーダンスマッチング（通常、５０Ωマッチング）のために、図２及び図３に示すように、グラウンド部４０と給電部７０との間に第３インダクタンス６３を構成し、給電部７０にはキャパシタンス６４を構成する。

上述のように構成された本発明に係る多重帯域アンテナの定在波比に対するシミュレーション及び測定データは図４に示す通りであり、本発明に係る多重帯域アンテナの放射パターンは、図５に示すように、全方向放射パターンが可能であるということが分かる。

図５は、図４に示す（イ）に該当する第１共振周波数（１７４ＭＨｚ）及び（ロ）に該当する第２共振周波数（２１６ＭＨｚ）でのアンテナ放射パターンをそれぞれ示す。

以上では本発明に係る二重共振による広帯域アンテナについて説明した。このような本発明の技術的構成は、当業者が本発明のその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形態に実施されうるということが理解できるであろう。

また、本発明の二重共振による広帯域アンテナを利用する多様な携帯端末及び無線通信用送受信装置などが本発明の権利範囲に含まれ得るということは言うまでもない。

したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないものと理解されねばならず、本発明の権利範囲は前述の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の権利範囲に含まれると解釈されねばならない。

Claims

誘電体の一方の側面に蛇行パターンで形成され、第１共振周波数で共振を発生させる第１共振長を有する第１放射体と、
前記誘電体の他方の側面に蛇行パターンで形成され、前記第１放射体と相互作用して第２共振周波数で共振を発生させる第２共振長を有する第２放射体と、
前記誘電体の一方の側面に形成されるグラウンド部と、
前記誘電体の一方の側面に前記第２放射体と電気的に連結されるように形成される連結部と、
前記連結部及び前記グラウンド部と連結されるように構成された第１インダクタンスと、
前記第１放射体と電気的に連結されるように前記誘電体の一方の側面に形成された給電部と、
を備える、二重共振による広帯域アンテナ。
前記第１放射体の一方には、前記第１放射体及び前記第１インダクタンスと相互作用して前記第１共振周波数で周波数同調が行われるように第２インダクタンスが形成される請求項１に記載の二重共振による広帯域アンテナ。
前記第１放射体の一方には、前記第１放射体及び前記第２放射体と相互作用して前記第２共振周波数で周波数同調が行われるように第２インダクタンスが形成される請求項１に記載の二重共振による広帯域アンテナ。
前記給電部及び前記グラウンド部と連結されるように第３インダクタンスが構成され、前記給電部の一方にキャパシタンスが構成され、前記第３インダクタンス及び前記キャパシタンスによってインピーダンス帯域幅が満たされるように構成される請求項１に記載の二重共振による広帯域アンテナ。
前記第１放射体と前記連結部、及び、前記給電部と前記グラウンド部は、不平衡線路を平衡線路に変換するバランチップによってそれぞれ連結される請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の二重共振による広帯域アンテナ。
前記第１共振周波数及び前記第２共振周波数と周波数同調するための第１同調部ないし第３同調部のうち少なくとも一つが形成され、前記第１同調部または第２同調部は前記誘電体の一方の側面に形成され、前記第３同調部は前記誘電体の他方の側面に形成される請求項５に記載の二重共振による広帯域アンテナ。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の二重共振による広帯域アンテナが構成される無線通信装置。