KR0167806B1 - 안테나 공용기 - Google Patents

Abstract

유전체 블록(1)의 마주하는 1쌍의 단면을 관통하여 공진기 구멍(2a ∼2d)이 형성되고 각 공진기 구멍(2a ∼2d)의 내주면에는 내부 도체(3a ∼3d)가 형성된다. 유전체 블록(1)의 외면에는 1쌍의 입출력 전극(5a, 5b)과 1개의 안테나 전극(6)이 형성되고 그 이외의 영역에는 외부 도체(4)가 형성되고 공진기 구멍(2a, 2d)에 대응하는 2개의 공진기의 결합에 의해 송신 필터와 형성되고 공진기 구멍(2a, 2d)에 대응하는 2개의 공진기에 의해 수신 필터가 형성된다.

Description

안테나 공용기

제1도는 종래의 안테나 공용기의 등가 회로도.

제2도는 종래의 안테나 공용기의 외관 사시도.

제3도는 본 발명의 한 실시예의 외관 사시도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예의 외관 사시도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예의 외관 사시도.

제6도는 제5도에 도시한 실시예의 등가 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유전체 블록 2a, 2b, 2c, 2d : 공진기 구멍

3a, 3b, 3c, 3d : 내부도체 4 : 외부도체

5a, 5b : 입출력 전극 6 : 안테나 전극

[선행기술의 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 안테나 공용기에 관한 것이다. 보다 특정적으로는 본 발명은 예를 들면 자동차 전화, 휴대 전화 등의 이동 통신 기기에 사용되는 안테나 공용기에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제1도는 송신기와 수신기의 안테나를 공용하기 위한 안테나 공용기의 등가 회로도이다.

제1도에 있어서 안테나 공용기는 송신단자 TX와 수신단자 RX와 안테나 단자 ANT 의 3단자의 입출력부를 포함한다. 공진기 R1과 R2는 송신기용이고, 공진기 R3와 R4는 수신기용이며, 이들의 공진기 R1∼R4의 일단은 각각 접지되어 있다. 공진기 R1의 다른단은 외부 결합용량 Ce1을 거쳐서 송신단자 TX에 접속되고 공진기 R2의 다른 단은 외부 결합 용량 Ce2을 거쳐서 안테나 단자 ANT에 접속된다. 공진기 R3의 다른 단도 외부 결합 용량 Ce3을 거쳐서 안테나 단자 ANT 에 접속되고, 공진기 R4의 다른단은 외부 결합용량 Ce4을 거쳐서 수신단자 RX에 접속된다.

제2도는 제1도에 도시한 안테나 공용기의 구체적인 예를 도시하는 외관 사시도이다. 안테나 공용기는 제2도에 도시하는 바와 같이 2개의 유전체 필터(1a, 1b)와 결합 기판(20)을 포함한다. 유전체 필터(1a, 1b)는 각각 2단의 공진기로 되어 있다. 즉 유전체 필터(1a)는 거의직사각형 형상의 유전체 블록(10a)을 포함하고 이 유전체 블록(10a)의 개구면(11a)과 이 개구면(11a)에 마주하는 다른면(12a)을 관통하는 2개의 공진기 구멍(21a, 22a)이 형성되고 각 공진기 구멍(21a, 22a)의 내주면에는 내부 도체(31a, 32a)가 형성되어 있다. 유전체 블록(1a)의 양측면에서 저면에 걸쳐지는 모서리 부분에는 1쌍의 입출력전극(51a, 52a)이 형성되고 이들의 입출력 전극(51a, 52a)이 형성된 영역을 제외한 외주면에는 외부 도체(4a)가 형성된다. 공진기 구멍(21a, 22a)의 개구면(이하, 개방 단면이라 칭함)(11a)측에는 내부 도체 (31a, 32a)의 근처에 내부 도체 (31a, 32a)의 비형성부가 설치되고 내부 도체(31a, 32a)와 외부 도체(4a)와는 분리(해방)되고 개방단면(11a)과 마주하는 공진기 구멍(21a, 22a)의 다른쪽의 개구면(이하 단락측 단면이라 칭함)(12a)에서는 외부 도체(4a)와 도통(단락)되어 있다. 다른쪽의 유전체 필터(1b)도 일방의 유전체 필터(1a)와 동일한 모양으로 구성이 되고 유전체 블록(10b)과 공진기 구멍(21b, 22b)과, 내부 도체(31b, 32b)와, 외부도체(4b)와 입출력 전극(51b, 52b)과 개방 단면(11b)과, 단부 종단(12b)포함한다. 한편, 결합기판(20)은 2개의 유전체 필터(1a 와 1b)를 병렬로 설치해서 이들을 결합시키기 위한 것으로서 그의 표면에는 입출력용 전극(210, 202)와 안테나용 전극(203)이 형성된다. 입출력용 전극(201)은 한쪽의 유전제 필터(1a)의 입출력 전극(51a)에 대응하여 입출력용 전극(202)은 다른 쪽의 유전체 필터(1b)의 입출력 전극(52b)에 대응하고 안테나용 전극(203)은 유전체 필터(1a, 1b)의 각각의 입출력 전극 (52a 과 51b)에 대응하고 있다. 그래서 결합 기판(20)의 입출력용 전극(201, 202)과 안테나용 전극(203)이 형성된 영역을 제외한 거의 전체 면에 접지 도체(24)가 형성된다. 상술하는 바와 같이 구성이 된 유전체 필터(1a, 1b)는 각 공진기 구멍(21a, 22a 와 21b, 22b)마다에 형성되는 각 공진기의 결합에 의해 각각 2단의 공진기로 이루어진 필터를 구성하고 있다. 여기에서 제1도에 도시한 공진기 R1, R2 는 유전체 필터(1a)의 공진기 구멍(21a, 22a)마다 형성되는 공진기를 표시하고 공진기 R3, R4는 유전체 필터(1b)의 공진기 구멍(21a, 22a)마다 형성되는 공진기를 표시한다. 공진기 R1,R4 와 송신단자TX, 수신단자 RX 와의 사이의 외부 결합 용량 Ce1, Ce4와 공진기 R2,R3 와 안테나 단자ANT 와의 사이의 외부 결합 용량 Ce2, Ce3 은 유전체 필터(1a, 1b)의 각 입출력 전극(51a, 52a, 51b, 52b)과 이들에 대응하는 내부 도체(31a, 32a, 31b, 32b)와이 사이에 형성되는 전극간 용량으로 얻어 진다. 그러나 제2도에 도시한 종래의 안테나 공용기에서는 안테나 공용기를 구성하는 2개의 유전체 블록(10a, 10b)로 이루어진 2개의 유전체 필터(1a, 1B)가 필요하고 다시 이들의 필터를 접속하고 또 고정해서 실장하기 위한 결합 기판(20)이 필요케 된다. 이 때문에 부품수가 많아지고 더욱이 그들을 조립해서 납땜하는 작업등이 필요하게 된다. 따라서 소형화가 곤란하고 부품 코스트가 높아져 제조 공정이 많아지고 제조 코스트가 높아지는 문제점이 있다. 다시 종래의 안테나 공용기에 있어서는 1개의 유전체 블록에 1개의 공진기 구멍을 형성한 유전체 공진기를 다시 병렬로 설치한 것도 있다. 이 경우 결합기판 이외에 콘덴서 소자 등의 외부 부착 부품이 필요하여 더욱 부품수가 많아지게 된다.

[발명의 개요]

이와 같은 이유로 본 발명의 주된 목적은 부품수를 삭감하고 제조 공정수를 저감하여 염가로 더욱 소형화 할 수 있고 표면에 실장 가능한 안테나 공용기를 제공하는 것이다. 본 발명을 간단하게 말하자면 유전체 블록의 1쌍의 단면을 관통하도록 복수의 공진기 구멍이 형성되고 공진기 구멍의 내주면의 한쪽 측단면의 근방을 제외한 영역에 내부 도체가 형성되고 외부 도체의 일부에 내부 도체와 용량 결합하기 위한 1쌍의 입출력 전극과 공통 전극이 형성되고 복수의 공진기와 복수의 내부 도체에 의해 유전체 블록내에 송신용 필터로서 기능하는 부분과 수신용 필터로서 기능하는 부분이 구성이 된다. 따라서, 본 발명에 따르면 1개의 유전체 블록내에 송신 필터와 수신 필터의 2개의 유도체 필터를 공통 전극으로 결합하고 외부 회로와 접속하기 위한 입출력 전극과 공통 전극을 유전체 블록의 외면에 형성하므로서 1개의 유전체 블록만으로 안테나 공용기를 형성 할 수 있다. 다시 보다 바람직하기로는 송신용 필터로서 기능하는 부분과 수신용 필터로서 기능하는 부분과의 사이에 복수의 공진기 구멍과 병행해서 외부 도체와 도통하는 내부 도체를 가진 관통구멍이 형성된다. 이 내부 도체가 형성된 관통구멍을 설치하므로서 송신용 필터와 수신용 필터와의 사이의 아이소레이션을 개선할 수 있다. 보다 더 바람직하기로는 그의 다른 단부측에 있어서 외부 도체와 도통하고 있는 관통구멍의 내부 도체와 공통 전극을 전기적으로 접속하므로서 공통 단자와 접지 사이에 송신용 필터와 수신용 필터와의 반사 위상을 흡수하는 인덕턴스를 형성할 수 있다.

[바람직한 실시예의 설명]

제3도는 본 발명의 한 실시예의 안테나 공용기의 사시도이다. 제3도에 도시하는 바와 같이 본 발명의 한 실시예의 안테나 공용기는 거의 직사각형 형상의 도시하는 바와 같이 본 발명의 한 실시예의 안테나 공용기는 거의 직사각형 형상의 유전체 블록(1)을 포함하고 이 유전체 블록(1)의 마주하는 1쌍의 단면을 관통하여 4개의 공진기구멍(2a, 2b, 2c 및 2d)가 형성되고 각 공진기 구멍(2a∼2d)의 내주면에는 내부 도체(3a, 3b, 3c 및 3d)가 형성되어 있다. 유전체 블록(1)의 외주면에는 1쌍의 입출력 전극(5a, 5b) 및 1개의 안테나 전극(6)을 제외한 영역에 외부도체(4)가 형성되어 있다. 1쌍의 입출력 전극(5a, 5b)은 개방 측단면(13a)의 근방의 유전체 블록(1)의 기판으로서 실장면을 이루는 저면 (제3도에 있어서 상면) 및 유전체 블록(1)의 한쪽, 다른쪽의 측면에 걸쳐서 형성되어 있다. 안테나 전극(6)은 개방측 단면(13a)근방의 유전체 블록(1)의 저면의 입출력 전극(5a 와 5b)과의 사이에 형성되어 있다.

내부 도체(3a 내지 3d)에는 개방측단면(13a)에서는 그의 근방에 내부 도체(3a∼3d)의 비형성부(링 형상으로 유전체 블록 재료의 표면에 노출되어 있음)가 설치되어 외부 도체와 분리(해방)되고 개방측단면(13a)과 마주하는 단락측단면(13b)에서는 외부 도체(4)와 도통(단락)되어 있다. 입출력 전극(5a, 5b) 및 안테나 전극(6)은 그의 주위에 외부 도체 비형성부가 형성되고, 외부 도체(4)와 분리되어 있다. 상술하는 바와같이 구성된 안테나 공용기에 있어서 공진기 구멍(2a, 2b)의 내부도체(3a, 3d) 와 공진기 구멍(2a, 2d)에 마주하는 각 입출력 전극(5a, 5b)와의 사이, 및 공진기 구멍(2b, 2c)의 내부 도체(3b, 3c)와 안테나 전극(6)과의 사이에는 제3도에 모식적으로 도시하는 바와 같이 외부 결합 용량(Ce1∼Ce4)이 형성된다. 그래서 공진기 구멍(2a, 2b)에 대응하는 2개의 공진기의 결합에 의해 송신 필터가 형성되고 공진기 구멍(2c, 2d)에 대응하는 2개의 공진기에 의해 수신 필터가 형성되어 있다. 그래서 이 송신 필터와 수신 필터는 안테나 전극(6)을 공용해서 결합되고 안테나 전극(6)과 1쌍의 입출력 전극(5a, 5b)의 3단자의 입출력부를 가진 일체화된 종래예의 제1도에 도시한 등가회로의 안테나 공용기가 구성된다. 여기에서 제1도에 도시한 공진기 R1, R2 는 공진기 구멍 2a, 2b로 형성되는 공진기에 대응하며, 공진기 R3, R4는 공진기 구멍(2c, 2d)으로 형성되는 공진기에 대응한다, 공진기 R1, R4 와 송신단자TX, 수신단자 RX 간의 외부 결합 용량 Ce1∼Ce4 는 각 입출력 전극(5a, 5b)과 이들에 대응하는 공진기 구멍(2a, 2b)의 내부 도체(3a, 3d)와의 사이에 형성되는 전극간 용량으로 얻어진 것이고, 공진기 R2, R3 와 안테나 단자 ANT 간의 각 외부 결합 용량 Ce2, Ce3은 안테난 전극(6)과 공진기 구멍(2b, 2c)의 내부 도체(3b, 3c)와의 사이에 형성되는 전극간 용량으로 얻어진 것이다. 이 안테나 공용기를 실장기판 위에 실장하는 경우는 입출력 전극(5a, 5b) 및 안테나 전극(6)이 형성된 저면(제3도에 있어서 상면)을 실장기판측으로 하여 실장된다. 상술하는 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 의하면 1개의 유전체 블록(1)내에 송신 필터 및 수신 필터의 2개의 유전체 필터를 안테나 전극으로 결합하여 외부 회로와 접속하는 입출력 전극(5a, 5b)과 안테나 전극(6)을 유전체 블록(1)의 외면에 형성하였으므로 1개의 유전체 블록(1)만으로 안테나 공용기를 실현할 수 있다. 따라서 부품수를 삭감하고 제조 공정수를 저감할 수 있어 코스트를 염가로 할 수 있다. 제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 외관 사시도이다. 이 제4도에 도시한 실시예는 제3도에 도시한 실시예에 있어서 안테나 공용기의 송신필터와 수신필터의 사이 즉 공진기 구멍(2b)과 공진기 구멍(2c)과의 사이에 공진기 구멍(2b, 2c)과 평행하게 관통구멍(7)이 형성된다. 이 관통 구멍(7)의 내주면의 내부 도체(3e)가 형성되고 개방측 단면(1a) 및 단락측단면(1b)의 양단면에서 외부도체(4)와 도통(단락)되어져 있다. 이 밖의 구성은 제3도와 같다 . 이 제4도에 도시한 실시예에서는 외부 도체(4)와 도통하는 관통구멍(7)을 내부 도체(3e)에 의해 송신 필터와 수신 필터와의 사이를 실드해서 아이소레이션을 개선할 수 있다. 제5도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는 외관 사시도이고 제6도는 제5도에 도시한 실시예의 등가 회로도이다. 이 제5도에 도시한 실시예는 제3도에 도시한 안테나 공용기의 송신 필터와 수신 필터의 즉 공진기(2b)와 공진기(2c) 사이에 공진기(2b, 2c)와 평행하게 관통구멍(8)이 형성되고 관통구멍(8)의 내주면에 형성된 내부 도체(3f)와 안테나 전극(6)을 접속(도통)하는 스루홀(관통)(9)이 형성된다. 관통 구멍(8)의 내주면에 형성된 내부 도체(3f)는 공진기 구멍(2a∼2d)의 내부 도체(3a∼3d)와 같은 형태로 하여 개방측 단면(13a)의 근방에 내부 도체 비형성부가 설치되며 외부 도체(4)와 분리되고 단락측 단면(1b)에서는 외부 도체(4)가 도통되고 있다. 그밖의 구성은 제3도와 같다. 제5도에 도시한 안테나 공용기에서는 안테나 전극(6)과 스루홀(9)에서 접속된 관통구멍(8)의 내부 도체(3f)에 의해 안테나 전극(6)과 외부 도체(4)와의 사이에 제6도에 도시하는 바와 같은 인덕턴스L가 형성된다. 이 인덕턴스L는 안테나 단자 ANT 와 접지간에 송신 필터와 수신 필터의 반사 위상을 흡수할 수가 있다. 상술하는 바와 같이 각 실시예의 안테나 공용기는 송신 필터와 수신 필터를 1개의 유전체 블록(1)에서 형성하고 외부 회로와 접속하는 입출력 전극(5a, 5b)과 안테나 전극(6)을 유전체 블록(1)의 외면에 형성하므로서 종래의 안테나 공용기에 서 사용한 결합기판 등의 부품이 불필요하다. 또, 제2 및 제3의 실시예와 같이 송신 필터와 수신 필터와의 사이에 내부 도체가 형성된 관통구멍을 설치하므로서 송신 필터와 수신 필터간의 아이소레이션을 개선 할 수가 있다. 다시 안테나 단자 ANT 와 접지간에 송신 필터와 수신 필터사이의 반사위상을 흡수하는 인덕턴스가 삽입된 안테나 공용기를 1개의 유전체 블록으로 구성할 수가 있다. 또한 각 실시예의 입출력 전극(5a, 5b)과 안테나 전극(6)의 형상 및 형상 위치등은 실시예에 한정되는 것은 아니고 그것의 형상, 치수, 형성 위치에 의해 용량를 바꿀 수가 있고 목적으로 하는 필터 특성등을 고려하여 적절히 설정할 수가 있다. 또 개방측단면(13a)측의 내부 도체와 외부 도체의 분리는 이 실시예에서는 개방측단면(13a)근방의 내부 도체에 내부 도체 비형성부를 설치하므로서 실현하였으나 이것에 한정되지 않고 개방측 단면(13a)위의 내부 도체 비형성부를 설치해도 좋다. 즉 내부 도체 비형성부의 축방향 일단측이 개방 측단면(13a)에 이르러도 좋다,. 또 개방측단면(13a)에 외부 도체를 전혀 형성하지 아니하도록 하여도 좋다. 또 상술한 각 실시예에서는 공진기 구멍의 지름을 일정한것으로서 설명하였으나 공진기 구멍의 지름을 도중에서 변화시키도록 하여도 좋고 또 유전체 블록(1)의 저면 및 상면에 각 공진기간의 결합도를 바꾸기 위한 결합홈 또는 각 공진기 간에 각 공진기의 결합도를 바꾸기 위한 결합 구멍을 형성해도 좋다. 다시 본 발명의 각 실시예에서는 2단의 공진기로 형성되는 송신 필터와 2단의 공진기로 되는 수신필터에 의해 구성되는 안테나 공용기에 대해서 설명하였으나 이것에 한정되지 않으며 각각의 필터는 3개 이상의 공진기 구멍에 의한 3단이상의 공진기로 구성되는 것이라도 좋다.

Claims (4)

1. 안테나 공용기에 있어서, 마주하는 1쌍의 단면을 가진 유전체 블록과, 상기 유전체 블록의 상기 1쌍의 단면중 한쪽 단면에서 상기 유전체 블록의 상기 1쌍의 단면중 또 다른 쪽의 단면으로 연장하는 복수의 공진기 구멍에서, 각각의 공진기 구멍은 대응 구멍의 축 방향을 따라 거의 일정한 단면 형태를 지닌 각각의 내면을 가진 상기 복수의 공진기 구멍과, 상기 유전체 블록의 상기 마주하는 1쌍의 단면과 외주면에 형성되는 외부 도체를 포함하고, 각 공진기 구멍은, 각각의 공진기 구멍의 대응 구멍에 형성되고, 상기 유전체 블록의 마주하는 단면에 있는 상기 대응 구멍의 각각의 단면에서 상기 외부 도체에 도통되는 1쌍의 내부 도체를 가지며, 대응 구멍의 상기 내면에는 각각의 도체비 형성부가 상기 각각의 구멍의 양단면으로부터 이격되어 있어 상기 각쌍의 내부 도체들을 분리하여 상기 각 쌍의 내부 도체들 사이에서 대응 콘덴서를 한정하며, 상기 각각의 도체 비형성부의 표면은 대응 구멍의 상기 내면과 거의 동일 평면이며, 상기 안테나 공용기는, 상기 유전체 블록의 상기 외주면에 형성된 공통 안테나 전극 및 1쌍의 입출력 전극들로서, 각각의 전극이 상기 내부 도체들중 대응 도체에 연결됨으로써, 상기 복수의 공진기 구멍들과 상기 복수의 내부 도체들이 각각 상기 안테나 공용기의 송신 필터부와 수신 필터부로서 기능하는 배열로 접속되는 상기 공통 안테나 전극 및 1쌍의 입출력 전극을 포함하며, 상기 유전체 블록은 내부 도체가 형성된 관통 구멍을 더 가지며, 상기 관통 구멍의 내부 도체는 상기 외부 도체에 전기적으로 연결되고 상기 송신 필터와 상기 수신 필터 사이의 상기 유전체 블록에 형성되고, 상기 내부 도체는 상기 복수의 공진기 구멍에 평행함으로써 상기 송신 필터와 상기 수신 필터 사이에서 아이솔레이션을 제공하는 안테나 공용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 관통 구멍의 내부 도체의 일단측과 상기 공통 전극을 전기적으로 접속하기 위한 접속부재를 더 포함하며, 상기 관통구멍의 내부 도체는 그 타단측에서 상기 외부 도체와 도통하고 있는 안테난 공용기.
3. 제2항에 있어서, 상기 공통 전극과 상기 외부 도체 사이에는 인덕턴스가 형성되며, 상기 인덕턴스는 상기 송신 필터와 상기 수신 필터의 반사 위상을 흡수할 수 있는 안테나 공용기.
4. 안테나 공용기에 있어서, 마주하는 1쌍의 단면을 가진 유전체 블록과, 상기 유전체 블록의 상기 1쌍의 단면중 한쪽 단면에서 상기 유전체 블록의 상기 1쌍의 단면중 또 다른 쪽의 단면으로 연장하는 복수의 공진기 구멍에서, 각각의 공진기 구멍은 대응 구멍의 축 방향을 따라 거의 일정한 단면 형태를 지닌 각각의 내면을 가진 상기 복수의 공진기 구멍과, 상기 유전체 블록의 상기 마주하는 1쌍의 단면과 외주면에 형성되는 외부도체를 포함하며, 각 공진기 구멍은 각각의 공진기 구멍의 대응 구멍에 형성되고, 상기 유전체 블록의 마주하는 단면에 있는 상기 대응 구멍의 각각의 단면에서 상기 외부 도체에 도통되는 1쌍의 내부 도체를 가지며, 대응 구멍의 상기 내면에는 각각의 도체 비형성부가 상기 각각의 구멍의 양단면으로부터 이격되어 있어 상기 각쌍의 내부도체들을 분리하여 상기 각쌍의 내부 도체들 사이에서 대응 콘덴서를 한정하며, 상기 각각의 도체 비형성부의 표면은 대응 구멍의 상기 내면과 거의 동일 평면이며, 상기 안테나 공용기는, 상기 유전체 블록의 상기 외주면에 형성된 공통 안테나 전극 및 1쌍의 입출력 전극들로서, 각각의 전극이 상기 내부 도체들중 대응 도체에 연결됨으로써, 상기 복수의 공진기 구멍들과 상기 복수의 내부 도체들이 각각 상기 안테나 공용기의 송신 필터부와 수신 필터부로서 기능하는 배열로 접속되는 상기 공통 전극 및 1쌍의 입출력 전극을 포함하며, 상기 외주면은 상기 유전체 블록의 마주하는 1쌍의 측면들과 상기 마주하는 1쌍의 측면들과 교차하는 상기 유전체 블록의 평면을 포함하며, 상기 입출력 전극 쌍 중 하나의 전극은 상기 마주하는 측면들중 한면의 모서리에 있는 영역에서 형성되며, 상기 입출력 전극 쌍 중 또 다른 하나의 전극은 상기 마주하는 측면들중 또 다른 한면의 모서리에 있는 영역에서 형성되고, 각각의 상기 입출력 전극의 쌍은 상기 유전체 블록의 상기 평면 위에서 연장하며, 상기 공통 전극은 상기 입출력 전극의 쌍 사이에 있는 상기 평면에 형성되는 안테나 공용기.