KR100188864B1

KR100188864B1 - 휴대 무선 기기용 안테나

Info

Publication number: KR100188864B1
Application number: KR1019960014869A
Authority: KR
Inventors: 가즈노리 기타
Original assignee: 가시오 가즈오; 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1999-06-01
Also published as: US5886669A; MY117981A; CN1140342A; EP0742604A2; EP0742604A3; CN1065076C

Abstract

본 발명의 휴대 무선 기기용 안테나는, 본체부를 이용자에게 장착하기 위하여, 본체를 중심으로 한쌍의 밴드를 구비하고 있다. 이 밴드 각각에 밴드의 길이 방향과 평행이 되도록 급전 안테나 및 무급전 안테나를 나란히 설치하고 있다. 더욱이, 이 안테나는 본체부를 통하여 대상에 있는 밴드에 구비된 안테나와 본체부를 통하여 각각 접속되어 있다.

상기 밴드에 설치된 무급전 안테나는 부하가 0이며, 이 무급전 안테나의 길이를 바꿈으로서 다른 작용을 발생한다. 예를 들면, 이 무급전 안테나 전체의 길이를 수신하는 파장 λ의 1/2이상으로 하면 무급전 안테나는 반사기로서 작용하고, 역으로 파장 λ의 1/2이하로 하면 도파기로서 작용한다.

이 급전 안테나 및 무급전 안테나를 적당히 조합 또는 조정하여 설치함으로써, 감도가 좋은 안테나를 휴대 무선 기기에 위화감없이 설치할 수가 있다.

Description

휴대 무선 기기용 안테나

제1도는 본 발명의 실시예 1에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 도시하는 정면도 및 단면도.

제2도는 본 발명의 실시예 1에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제4도는 발명의 실시예 2의 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.

제5도는 본 발명의 실시예 3에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로 및 개념도.

제6도는 본 발명의 실시예 4에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제7도는 본 발명의 실시예 4의 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제8도는 본 발명의 실시예 4의 다른 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제9도는 본 발명의 시릿에 4의 다른 변형에에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제10도는 본 발명의 실시예 4의 다른 변형에에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 등가 회로를 도시하는 회로도.

제11도는 본 발명의 실시예 5에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 도시하는 정면도 및 안테나의 개략 구성을 도시하는 모식도.

제12도는 본 발명의 실시예 5에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도 및 되접기 안테나의 개략구성을 도시하는 개념도.

제13도는 본 발명의 실시예 5에 의한 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.

제14도는 본 발명의 실시예 5에 의한 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.

제15도는 본 발명의 실시예 6에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 회로도.

제16도는 본 발명의 실시예 6에 의한 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.

제17도는 본 발명의 실시예 7에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 도시하는 정면도 및 단면도.

제18도는 본 발명의 실시예 7에 의한 패치 안테나의 구성을 도시하는 정면도 및 그 단면도.

제19도는 본 발명의 실시예 7에 의한 패치 안테나의 원리를 설명하기 위한 마이크로 스트립 선로의 구성을 도시하는 사시도.

제20도는 마이크로 스트립 선로의 등가 회로를 도시하는 회로도, 전류 및 전압 분포의 개념도 및 마이크로 스트립 안테나의 단면도.

제21도는 마이크로 스트립 선로를 방형 패치로 한 경우의 좌표계를 도시하는 개념도, 및 그 전력 방사를 도시하는 개념도.

제22도는 큰 도체판의 중앙에 슬롯이 있는 경우의 전계를 도시하는 개념도, 및 작은 다이폴에 의한 전류에 의한 자계를 도시하는 개념도.

제23도는 패치에 의한 안테나의 자계를 도시하는 개념도, 및 이 자류와 동일 분포의 전류를 갖는 방형 루프 안테나를 도시하는 개념도.

제24도는 패치 안테나의 일례를 도시하는 사시도, 소형화한 패치 안테나의 다른 예를 도시하는 사시도, 역 L 안테나를 도시하는 개념도, 및 역 F 안테나를 도시하는 개념도.

제25도는 패치 안테나의 일례의 구조를 도시하는 정면도, 단면도 및 전류-전압 특성도.

제26도는 다른 패치 안테나의 구조를 도시하는 정면도, 단면도 및 전류-전압 특성도.

제27도는 다른 패치 안테나의 구조를 도시하는 정면도, 단면도 및 전류-전압 특성도.

제28도는 본 발명의 실시예 8에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도.

제29도는 실시예 8에 의한 안테나의 일부 단면도.

제30도는 실시예 8에 의한 안테나의 층 구조를 도시하는 정면도.

제31도는 본 발명의 실시예 9에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도, 및 층 구조를 도시하는 정면도.

제32도는 본 발명의 실시예 10에 의한 안테나의 개략구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도, 및 층구조를 도시하는 정면도.

제33도는 본 발명의 실시예 11에 의한 안테나의 개략구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도, 및 층 구조를 도시하는 정면도.

제34도는 본 발명의 응용예로서 패치 안테나를 수신용 안테나로서 사용한 손목시계형의 FM스테레오 라디오 및 FM 문자형 다중 방송 수신기의 구성을 도시하는 블록도.

제35도는 본 발명의 응용예로서 패치 안테나를 송신용 안테나로서 사용한 손목시계형의 FM스테레오 라디오 및 FM 코드 송신기의 구성을 도시하는 블록도.

제36도는 본 발명의 응용예로서 패치 안테나를 송수신용 안테나로서 사용한 손목시계형 휴대 전화기의 구성을 도시하는 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체부 1E : 커버 유리

2 : 밴드부 3 : 버클부

6 : 무선 회로부 7 : 전지

9 : 패치 안테나 11 : 대좌

12 : 유전체 13 : 패치형 도전체

14 : 급전점 25c : 슬롯

26c : 전계 d : 간격

Z : 임피던스

본 발명은 통신기기 등에 있어서의 송수신을 하기 위한 휴대 무선 기기용 안테나에 관한 것으로, 특히 안테나부가 통신기기 본체내 또는 주변 기구 내에 내장되어 있는 휴대 무선 기기용 안테나에 관한 것이다.

종래부터 소형 경량화로 휴대성이 뛰어난 편리성 면에서 예를 들면, 휴대 라디오 수신기, 무선 호출 단말(페이져)등 소형의 휴대 무선 기기가 각종 상품화 되고 있다. 이들 기기는 전파를 수신하기 위한 안테나를 구비하고 있으며 이 대부분이 안테나를 기기 본체 또는 주변 기기 내에 내장하고 있는 것이다.

최근 집적회로 기술의 진보에 의해 무선 회로 부분의 소형화나 저 전력화는 급속히 진보하고, 전원이 되는 소형전지나 충전전지도 소형, 고성능, 고용량의 것을 사용할 수 있게 된 것에 대해 안테나의 소형화는 꺼낼 수 있는 전력이 무선 전파가 가로지른 면적에서 제약되거나, 동조 검파의 성능이 전파의 파장과 밀접하게 관계하는 안테나의 길이 치수에서 제약되므로, 안테나의 소형화는 곤란하였다.

그리고 예를 들면, 한정된 치수의 손목시계형 무선 기기에서는 종래 AM라디오 수신기 등 중파 대역(MF)의 전파용에는 바안테나 등을 케이스에 내장하여 사용하거나 초단파(VHF)대의 FM라디오나 무선 호출 단말 등에서는 이어폰 겸용의 끈형 안테나, 또는 손목시계의 밴드부를 이용한 루프형 밴드 안테나 등을 사용하고 있다.

그렇지만, 상술한 종래의 휴대 무선 기기용 안테나에서는, 바 안테나의 끝 안테나, 루프형의 밴드 안테나를 사용하였기 때문에 다음과 같은 문제가 있었다.

(가) 손목시계형 무선 기기에 있어서의 케이스내장의 바 안테나 등에서는 최근 수백 MHz대 또는 수 GHz대로 고주파화가 진행되고, 무선 호출 단말이나 휴대 전화, 무선 통신기기 부착 휴대 정보 기기에 있어서 소망의 성능이 얻어지지 않는다. 또 케이스 부분에 내장하기 위해서는 케이스 재질에 금속 등 도전성의 재질을 사용하는 것을 피해야만 하는 등의 문제가 있었다.

(나) 또 FM라디오나 수신기 등 이어폰 겸용의 끈형 안테나에서는 사용할때에 설치하거나 감아야 하는 사용상의 불편이나 형태상에 문제가 있었다.

(다) 그리고 루프형의 밴드 안테나에서는 루프를 구성하기 위해 손목 밴드의 버클 부에서 안테나를 접속했을 때에 루프가 형성되도록 하는 등, 구조나 제조가 복잡해지고, 안테나 부의 비용 상승에 관계한다고 하는 문제가 있었다. 또 이러한 방법에서는 손목에 장착했을 때 밖에 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 손목의 치수에 의해 루프 안테나의 크기가 변하고, 안테나 길이가 변화하므로 안테나 특성을 일정하게 하기 위해서는 개별의 조정회로를 설치하고 안테나 길이의 변화를 보충할 필요가 있었다.

(라) 또 손목시계형 무선 기기에 있어서, 손목에 장착하기 위한 밴드부에 금속도체를 붙여도 치수상의 제약이나 안테나 루프 내에 도전체 또는 유전체에 가까운 물체인 인체의 손목이 들어오므로 특성이 불안정해지고 소망의 수신 감도나 안정된 수신이나 통신을 실행할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

(마) 그리고, 또 루프 안테나에서는 일반적으로 그 입력 저항에 대한 방사 저항의 비율이 작고, 그리고 입력 유도 저항을 부정하여 사용할 필요가 있으므로 안테나계로서 효율이 아주 나쁜 상태에서 사용해야만 한다고 하는 문제가 있었다.

그래서 본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 초단파대 이상의 고주파 전파를 사용하는 무선 기기에도 사용할 수 있는 동시에 저렴하게 제조할 수 있고, 또 안테나 특성이나 무선 장치의 감도나 성능, 안정성을 향상할 수 있는 휴대 무선 기기용 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 본체를 이용자에게 장착하기 위한 밴드부와, 가소성을 갖고, 상기 밴드부에 설치된 도전체로서, 흐르는 저뉴의 분포가 중심점에 대해 대칭이 되도록, 중심점으로부터 급전되는 급전 안테나 소자 도선과, 가소성을 가지며, 상기 밴드부에 설치된 도전체로서 상기 급전 안테나 소자 도선과 소정의 간격을 두고 설치된 무급전 안테나 소자 도선을 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나와 같은 구성에 의해 여러 가지 주파수의 전파에 대응함과 동시에, 고감도이면서 값싸고, 휴대성이 우수한 안테나를 얻을 수 있다.

[실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 한편, 본 실시예에서는, 휴대 무선 기기로서 손목시계형 무선 기기를 예로서 설명한다.

[실시예 1]

[실시예 1의 구성]

제1a도는 본 발명의 실시예 1에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 도시하는 정면도이며, 제1b도는 실시예 1에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 나타내는 단며도이다. 도면에 있어서, 손목시계형 무선 기기는 크게 나누어, 시계 기능, 무선 기능 등의 전자 부품이 저장되어 있는 본체부(1)와, 이 본체부(1)를 손목에 고정하기 위한 밴드부(2a),(2b), 밴드부(2a),(2b)끼리를 고정하기 위하여, 밴드부(2a)의 일단에 설치된 바클부(3)로 구성되어 있다. 본체부(1)에는, 상술한 바와 같이, 전자 부품이 내정되어 있으며, 그 상면에는, LCD로 이루어지는 표시부(1b)가 설치되어 있다. 또한, 본체부(1)의 양측부에는 동작모드나 표시전환 등에 사용하기 위한 스위치(1c),(1d)가 설치되어 있다.

이어서, 상기 밴드부(2a)에는, 해당 손목시계 무선 기기를 손목에 장착하고, 고정한 경우에 다른쪽의 밴드부(2b)의 일단이 삽입되는 유환(流環)(4)이 설치되어 있다. 또한, 밴드부(2b)에는 버클부(3)의 구성 부품인 돌출막대(3a)가 삽입되는 복수개의 고정 구멍(5),(5)…이 일렬로 설치되어 있다. 버클부(3)는, 상기 돌출막대(3a), 이 돌출 막대(3a)를 거는 동시에 삽입된 밴드부(2b)를 거는 자물쇠(3b)로 구성되어 있다.

상술한 본체부(1)에는, 본 발명에 관한 부품으로 무선 회로부(6)와, 도전성의 급전단자(7a,7b)가 설치되어 있다. 무선 회로부(6)는 후술하는 안테나 소자 도선(10a,10b)에 전력을 공급하는 한편, 안테나 소자 도선에서 수신한 수신 전력을 꺼내는 입출력 단자가 돌출해 있으며, 이 입출력 단자는 도전성의 대좌(臺座)(11a,11b)에 땜납 등으로 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 상기 대좌에는 밴드부(2a,2b)의 길이 방향을 향해 급전 단자(7a,b)의 일단이 역시 땜납 등으로 전기적, 물리적으로 고정되어 있다.

또한, 상기 급전 단자(7a)의 다른 단은 밴드부(2a)의 내부에서 그 길이 방향으로 늘어지는 안테나 소자 도선(10a)의 일단에 도전성 나사(7c) 등에 의해 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 한편, 상기 급전 단자(7b)의 다른 단은 밴드부(2b)의 내부에서, 그 길이 방향으로 늘어지는 안테나 소자 도선(10b)의 일단에 나사(7d)에 의해 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 안테나 소자 도선(10a,10b)은 각각, 금속판, 금속박막, 혹은 전선 등의 가소성을 가지는 도전체로 구성되어 있다. 한편, 상기 급전 단자(7a,7b)는 본체부(1)와 가동하는 밴드부(2a,2c)사이에 설치되어 있으므로, 유연성있는 플랙시블 기재등으로 구성된다.

[실시예 1의 전기적 특성]

이어서, 제2a도는 상술한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이며, 동 도면 b는 안테나의 등가(等價)회로를 도시하는 회로도이다. 도면에 있어서, 급전 소자(7a)의 길이와 안테나 소자 도선(10a)의 길이를 더한 것이, 본 실시예 1에 의한 밴드 안테나의 하나의 안테나 길이(L1)가 되며, 이 안테나 길이(L1)를

으로 함으로써 이른바 반파장 다이폴 안테나(이하, 반파장 안테나라 함)구성과 같아진다. 일반적으로 반파장 안테나에서는, 안테나 축에 축대상으로 안테나와 수직방향으로 등거리 면에서는 무지향성의 지향 패턴을 나타낸다.

또한, 반파장 안테나의 입력 임피던스는 다음 식으로 나타낸다.

단, 2L(=2L1):안테나 전장, ρ:안테나의 선 지름(반지름), K=2π/λ

λ:파장, We:파동임피던스이다. 통상, 전장 2L=λ/2의 반파장 안테나의 저항(R)은 대략 길이의 제곱에 비례하고, 전장(2L)이 짧아질수록 작아지며 입력 유도 저항(X)은, 길이의 변화에 대해 거의 직선적으로 변화하며, 전장(2L)이 짧을 경우에는, 선 지름 ρ이 큰 만큼 커진다. 일반적으로, 실제의 안테나에 적용하기 위해서는, 입력 임피던스는, 순저항에 가까운 편이 편리하며, 그러기 위해서는, 상기 수식 2의 안테나 전장(2L)을 반파장 λ/2보다, 조금 짧게 할 필요가 있음을 알 수 있다. 즉, 하나의 안테나 길이(L)(=L1)을 λ/4의 0.9∼0.95정도 짧게 하면 된다.

또한, 반파장 안테나의 방사 전력(Wr)은, 다음 식과 같이 된다.

더욱이, 방사 저항(Rr)은, 상술한 입력 임피던스(Z)로부터 다음 식으로 표시된다.

또한, 2 지향성 이득(Gd)은,

로 되는 것은 주지하는 바이다.

[실시예 2]

[실시예 2의 구성]

이어서, 제3a도는 본 발명의 실시예 2에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이며, 제3b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.

도면에 있어서, 밴드부(2a,2b)에는, 각각 그 길이 방향으로 늘어지는 2개의 안테나 소자 도선(12a,12b)(13a,13b)가 간격(d)을 두고 내장되어 있으며, ⊃자 모양의 급전 단자(14a,14b)로 전기적으로 접속되어 있다. 이 실시예 2에 의한 밴드 안테나의 하나의 안테나 길이(L1)는 급전 소자(14a),(14b)의 길이와 안테나 소자 도선(10a),(10b)의 길이를 더한 것이 된다. 이처럼, 이 실시예 2에서는, 안테나를 여러개의 반파장 안테나 소자로 구성하고 있다.

상술한 구성에 있어서, 동일한 반파장 안테나를 2개 간격만큼 띄워서 배열한 안테나의 입력 임피던스는 다음 식으로 나타낸다.

또한, 상기 상호 임피던스 z12(=r12+Jx12)는 다음 식으로 나타낸다.

이처럼 이 실시예 2에 의한 안테나에서는, 상기 상호 임피던스(Z12)가 입력 임피던스에 직렬로 부가된다. 여기서, 유도 저항분(X12)을 [0]으로 하려면, 즉, 순저항으로 하려면, d/(λ/4)=0.5 또는 2.8, d=λ/8 또는 0.7λ로 하면 된다. 즉, 안테나 소자 도선(12a,12b)과 안테나 소자 도선(13a,13b)의 간격(d)을 1/8파장, 또는 파장의 0.7정도로 할 필요가 있다. 이 경우, 최대 방사 방향의 이득(Gh)은, 전술한 실시예 1에 의한 반파장 안테나에 비해

이 되기 때문에, 간격(d)이 λ/4의 2.5∼3배 정도일 때, 이득을 4∼5dB올릴 수가 있다.

[실시예 2의 변형예]

또한, 제4a도는, 상술한 실시예 2의 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 나타내는 개념도이며, 제4b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.

도면에 있어서, 밴드부(2a,2b)에는, 각각 그 길이 방향으로 늘어지는 대략 ⊃자 모양의 안테나 소자 도선(15a,15b)이 내장되어 있으며, 급전 단자(16a,16b)로 전기적으로 접속되어 있다. 안테나 소자 도선(15a,15b) 및 급전 단자(16a,16b)로 이루어지는 안테나에 있어서, 유효하게 동작할 때의 소자의 길이는, 각각 길이(L1,L2)(LL2)로 달라지며, 그 사이는 간격(d)만큼 떨어져 있다. 이 안테나의 특성은, 상술한 제3도에 도시하는 것과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

[실시예 3]

이어서, 제5a도는, 상술한 실시예 3에 의한 안테나의 개략 구성을 나타내는 개념도이다. 제5b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.

동 도면 c은 상기 등가 회로를 모식적으로 나타내는 개념도이다.

도면에 있어서, 밴드부(2a,2b)에는, 각각 그 길이 방향으로 늘어지는 대략 2개의 안테나 소자 도선(17a,18a,17b,18b)가 간격(d)을 두고 내장되어 있으며, 각각 급전 단자(20a∼20b)를 통하여 급전부인 무선 회로부(6)에 전기적으로 접속해 있다. 또한, 상기 안테나 소자 도선(18a)에 접속된 급전 단자(20b)와 급전부(6)사이에는 이상기(移相器)(21)가 끼워져 있으며, 이 이상기(21)를 이용 동상(同相)의 반파장 안테나 대신에 위상이 다른 반파장 안테나로서 작용시키고 있다.

이 실시예 3에서는, 전술한 제3도, 제4도에 도시하는 안테나에 있어서, 밴드부(2a,2b)의 길이(폭)의 제약으로부터 간격(d)을 확보할 수 없을 경우, 제5c도에 도시하는 바와 같이, 위상을 쓸데없이 벗어난 파형을 안테나 소자 도선(18a,18b)에 인가하는 것으로, 간격(d)을 짧게 하더라도, 적당한 안테나 특성(예를 들면, 간격(d)을 이득이 큰 5λ/8∼3λ/4를 얻을 수가 있기 때문에, 제1 및 실시예 2와 같은 값의 안테나를 구성할 수 있다.

[실시예 4]

이어서, 제6a도는 본 발명의 실시예 4에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이며, 제6b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.

도면에 있어서, 밴드부(2a,2b)에는, 각각 그 길이 방향으로 늘어지는 2개의 안테나 소자 도선(21a,22a)(21b,22b)이 간격(d)을 두고 내장되어 있으며, 한쌍의 안테나 소자 도선(21a,21b)만이 급전 단자(23a,23b)를 통하여 급전부인 무선 회로부(6)에 전기적으로 접속되어 있다. 그 밖의 안테나 소자 도선(22a,22b)은, 부하(ZL)를 통하여 직렬 접속되며, 급전되어 있는 안테나 소자 도선(21a,21b)의 근방에(간격(d)으로)설치되어 있다. 급전되어 있는 안테나 소자 도선(21a,21b)을 설치하면, 직접 급전하지 않더라도, 전류가 흐르며, 안테나 소자로서 작용한다. 즉, 상기 급전되지 않는 안테나 소자 도선(22a,22b)은 [반사기 (reflector)], 또는 [반파기(diretor)]로서 작용한다.

상술한 안테나 전체의 입력 임피던스, 즉, 안테나 소자 도선(21a,21b)의 단자에서 본 입력 임피던스는 다음의 식으로 나타낸다.

또한, 안테나 소자 도선(21a,21b)으로 이루어지는 반파장 안테나에 대한 이득(Gh)(θØ)은 다음 식으로 나타낸다.

단, R₀는 반파장 안테나의 방사 저항으로

따라서, 무급전의 안테나 소자 도선(22a,22b)사이에 끼워져 있는 부하(ZL)값을 바꿈으로써, 반파장 안테나의 입력 임피던스나 이득을 바꿀 수가 있다. Ø=0의 방향으로 이득을 올리도록 부하(ZL)을 조절하면, 안테나 소자 도선(22a,22b)은 [반사기]로서 작용한다.

[실시예 4의 변형예]

이어서, 제7a도는 상술한 실시예 4의 변형에에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이며, 제7b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.

이 변형예에 있어서는, 도시하는 바와 같이, 상기 부하(ZL]을 [0]으로서 무급전 안테나 소자 도선(22a,22b)을 단락하고, 이른바, [야기(八木). 우다(宇田)안테나]의 [반사기]를 설치하고 있다. 이 경우에는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 부하(ZL) 대신에 무급전 안테나 소자 도선(22a,22b)의 길이를 바꿈으로서, 부하(ZL)를 바꾸는 것과 마찬가지로 작용한다. 즉, 무급전의 안테나 소자 도선(22a,22b)의 길이(L2)를 안테나 소자 도선(21a,21b)으로 이루어지는 반파장 안테나(2L1=λ/2, L1=λ/4)에 대해 길거나 짧게 바꾸어 보면, 길이의 변화에 대해 전장이 반파장에 가까운, 1개의 도선에 자기 임피던스의 저항분의 변화는 적은 한편, 유도 저항분의 변화는 크다. 또한, 상호 임피던스(Z21)는 무급전의 안테나 소자 도선(22a,22b)의 길이(L2)의 차이에 따라 그다지 변화하지 않기 때문에, 결국, 길이(L2)를 바꾸면, 유도 저항(X22)만큼이 변화하는 것과 동등해진다.

즉, 무급전 안테나 소자 도선(22a,22b)의 길이(L2)가 λ/4(즉, 전장 2L2가 λ/2)의 반파장 안테나에 비해, 1배 이상에서는, [반사기]로서 작용하고, 정면 이득이 6dB정도 저하하고, 한편, 길이(L2)가 λ/4(즉, 전장 2L이 반파장)에 비해 0.8∼0.9정도로 짧을 때에는, 정면 이득이 2∼3dB올라가고, [도파기]로서 작용한다. 또한, 안테나 소자 도선이 두꺼운 만큼 짧은 길이로 도파기가 된다.

[실시예 4의 다른 변형예]

이어서, 제8a도는, 상술한 실시예 4의 다른 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 나타내는 개념도이며, 제8b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 해당 변형예에서는, 제7도에 도시하는 무급전의 안테나 소자 도선(22a,22b)을 대신하여 제8도에 도시하는 바와 같이, 반파장 안테나를 구성하는 안테나 소자 도선(21a,21b)의 길이보다, 0.8∼0.9정도 짧은 길이를 가지는 무급전의 안테나 소자 도선(24a,24b)를 간격(d3)만큼 띄워서 설치한다. 이 무급전의 안테나 소자 도선(24a,24b)는 [도파기]로서 작용한다.

[실시예 4의 다른 변형예]

또한, 제9a도는, 상술한 실시예 4의 다른 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 나타내는 개념도이며, 제9b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 도면에 있어서, 밴드부(2c,2d)는 상술한 밴드부(2a,2b)에 대해 광폭 밴드이며, 2줄의 구멍이 설치되어 있다. 이 밴드부(2c,2d)에는, 각각 3개의 안테나 소자 도선(25a,26a,27a,25b,26b,27b)이 간격(3d)만큼 떨어져 내장되어 있으며, 그중, 한쌍의 안테나 소자 도선(25a,25b)은 급전부인 무선회로부(6)에 접속되어, 전술한 반파장 안테나를 구성하고 있으며, 다른 2쌍의 안테나 소자 도선(26a,26b,27a,27b)은 무급전으로 [도파기]를 구성하고 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자 도선(26a,26b,27a,27b)가 [도파기]로서 작용할 때에, 전파의 송신(혹은 수신)방향에 역 지향성을 갖게 하려면, 안테나 소자 도선(25a,25b)(급전부도 포함)과 안테나 소자 도선(26a,26b)의 위치를 바꿔 넣으면 된다.

[실시예 4의 다른 변형예]

이어서, 제10a도는, 상술한 실시예 4의 다른 변형예에 의한 안테나의 개략 구성을 나타내는 개념도이며, 제10b도는 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 도면에 있어서, 밴드부(2c,2d)에는, 각각 3개의 안테나 소자 도선(30a,31a,32a,30b,31b,32b)이 내장되어 있으며, 그중, 대략 중앙의 안테나 소자 도선(31a,31b)은 급전부인 무선 회로부(6)에 접속되어 상술한 길이(L1)의 반파장 안테나를 구성하고 있으며, 안테나 소자 도선(30a,30b)은 안테나 소자 도선(31a,31b)의 근방에 간격(2d)만큼 떨어져 설치되며, 안테나 소자 도선(32a,32b)은 안테나 소자 도선(31a,31b)의 근방에 간격(d3)만큼 떨어져 설치되어 있다.

또한, 안테나 소자 도선(30a,30b)에 의한 유효 길이는, 반파장 안테나의 길이(L1)보다 길고, 길이(L2)가 되며, 안테나 소자 도선(32a,32b)은 반파장 안테나의 길이(L1)보다 짧고 길이(L3)가 되어 있다. 안테나 소자 도선(30a,30b)은 1개의 반사기로서 작용하고, 안테나 소자 도선(32a,32b)은 안테나 1개의 도파기로서 작용한다. 바꿔말하면, 이 변형예에서는, 3소자의 일반적인 [야기. 우다 안테나]를 밴드 안테나로서 구성한 것이다. 이 변형예에서는, 반파장 안테나에 대해, 안테나 소자 도선(32a,32b)의 간격(d3)나 길이(L3)를 바꿈으로서, 입력 임피던스나 이득을 바꿀 수가 있다. 또한 도파기의 개수를 늘리는 것으로, 이득을 올릴수가 있다. 이 변형예에 따르면, 상기 3소자(반사기+도파기+안테나)로 통상의 반파장 안테나에 비해 이득을 4∼6dB정도 올릴수가 있다.

[실시예 5]

[실시예 5의 구성]

제11a도는 본 발명의 실시예 5에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 나타내는 정면도이며, 제11b도는 실시예 5에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 나타내는 단면도이다.

구성은 상기 실시예와 거의 동일하며, 본체부(1)에는, 무선 회로부(6)와, 급전단자(7a,7b)가 설치되어 있다. 무선 회로부(6)에는 후술하는 안테나 소자 도선(40a,40b)에 전력을 공급하는 한편, 안테나 소자 도선(40a,40b)에서 수신한 수신 전력을 꺼내는 입출력 단자가 돌출해 있으며, 이 입출력 단자는 도전성의 대좌(臺座)(11a,11b)에 땜납 등으로 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 상기 대좌에는 밴드부(2a,2b)의 길이 방향을 향해 급전 단자(7a,7b)의 일단이 역시 땜납등으로 전기적, 물리적으로 고정되어 있다.

또한, 상기 급전 단자(7a)의 다른 단은 밴드부(2a)의 내부이며, 그 길이 방향으로 늘어지는 안테나 소자 도선(40a)의 일단에 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 한편, 상기 급전 단자(7b)의 다른단은 밴드부(2b)의 내부로, 그 길이 방향으로 늘어지는 안테나 소자 도선(40b)의 일단에 전기적, 물리적으로 고정되어 있다. 한편, 상기 급전 단자(7a,7b)는 본체부(1)와 밴드부(2a,2c)사이에 설치되어 있기 때문에, 유연성있는 플랙시블 기재등으로 구성된다. 안테나 소자 도선(40a,40b)은 각각, 금속판, 금속박막, 혹은 전선 등의 가소성을 가지는 도전체로 구성되어 있다. 안테나 소자 도선(40a,40b)은 각각 전잔(2L4)이 반파장(λ/2)의 반파장 안테나를 구성하는 급전 안테나 소자 도선(42a,42b)와 이 외단 단자에 동일 부재로 접속되며, 평형하게 설치된, 동일하게 반파장의 무급전 안테나 소자 도선((43a,43b)로 구성되어 있다.

[실시예 5의 전기적 특성]

이어서, 제11b도는 상술한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이다.

도면에 있어서, 무급전 안테나 소자 도선(43a,43b)의 선 지름(반경 ρ2)(2ρ2)는 반파장 안테나인 급전 소자 도선(42a,42b)의 선 지름(반경ρ1)(2ρ1)에 비해 1∼6배 정도 크게(두껍게) 구성되어 있다. 또한, 급전 안테나 소자 도선(42a,42b)과 무급전 안테나 소자 도선(43a,43b)와는 그 중앙 사이가 간격(d)을 두고 설치되어 있다.

이와 같은 안테나가 대형의 것은 일반적으로 고주파 영역에서는 제12a,b에 도시하는 바와 같이, [되접기 안테나]로서 실용화 되고 있다. 일반적으로, [되접기 안테나]에서는, 도시하는 바와 같이, 2개의 도선의 반 지름(ρ1,ρ2) 및 중심 간격(d)을 파장에 비해 충분히 적게 하면, 이와 같은 되접기 안테나를 보통의 반파장 안테나등, 선상 안테나 소자 대용으로 사용한 경우, 그 안테나계의 방사 특성을 바꾸지 않고, 용이하게, 입력 임피던스를 적당히 변경할 수 있다. 이하 그 원리를 설명한다.

여기서, 제13a도에 도시하는 바와 같이, 해당 되접기 반파장 안테나의 급전점의 전압, 전류를 각각 V, 1이라 하면, 이 경우의 전자계는 제13b, 13c에 도시하는 2개의 전자계의 합성이라고 생각할 수 있다. 제13b도는 2개의 도선 중앙에 동등한 전압(Vr)을 가했을 때의 전자계로, 이 경우에 흘러 들어가는 전류를 각각 Ir, arIr이라 한다. 또한, 제13c도는 2개의 도선의 중앙에 서로 역방향의 전류 If 및 전류-If가 흐르도록 하는 것과 같은 전압을 급전한 경우의 전자계이며, 이때의 급전 전압을 각각 afVf, -Vf라고 한다.

여기서, 제13b, c에 도시하는 전자계 사이에 가역 정리를 적용하면,

이 성립한다. 상기 수식 1에서 즉각

이 성립하고, 여기서, ar=af=a가 되면, 제13a도에 도시하는 전자계는 제13b도 동 도면 c에 도시하는 전자계의 합이므로,

가 된다. 또한, 제13b도는 2개의 도선 다발로 구성된 하나의 직선상 안테나로 생각할 수 있으므로, 동 도면 d에 도시하는 바와 같이, 두꺼운 1개의 도선으로 작성된 안테나와 같은 값이 된다. 이 입력 임피던스를 Zr이라 하면,

이 된다. 또한 제13c에서는, 동 도면 e와 같이, 선단을 단락한 평행 2선의 다른 단에서 급전한 것을 상하 2개 조합시킨 것과 같은 값이므로, 이들의 임피던스를 각각 Zr이라고 하면,

이 성립한다. 상술한 수식 13과 수식 14로부터 다음 식이 도출된다.

상술한 수식 18, 19, 20을 수식 15에 대입하면,

이 된다. 따라서, 되접기 안테나 전체의 입력 임피던스(Z)는 다음 식과 같이 된다.

즉, 입력 임피던스(Z)는 상술한 입력 임피던스(Zr)(1+1aa)²배와 임피던스(Zf)의 2배를 병렬 접속한 임피던스와 같은 값이 되며, 제14도에 도시하는 등가 회로로 나타낼 수가 있다. 또한, 방사되는 전류는, 제13a∼e로부터 알 수 있듯이, 2Ir뿐이며, 안테나 소자로서의 되접기 안테나는 제13d도와 같은 값이므로, 손실이 없으면, 지향성도 1개의 직선상 안테나와 같다. 또한, 제13e에 도시하는 전자계는, 안테나 근처의 전자계를 바꾸어, 제14도에 도시하는 등가 회로와 같이, 입력 임피던스나 수신 전압을 바꿀 뿐이라고 생각된다.

이어서, 되접기 안테나의 입력 임피던스(Zf)를 구체적으로 구하면,

이 되며, 상기 Zo는 평행 2선의 특성 임피던스, 2L은 안테나 전장이다. 여기서, 2L=λ/2의 반파장 안테나를 생각하면, ｜Zf｜=∞가 되므로 상술한 수식 22로부터

가 되며, 반파장 안테나의 임피던스(Zr)의 (1+a)²배가 된다. 이 a는 다음 식으로 나타낸다.

예를 들면, ρ1=ρ2의 경우, μ=1이 되며, ν에 관계없이 a=1이 되므로, (1+a)²=4가 되며, 입력 임피던스(Z)는 반파장 안테나에 비해 4배가 된다. 더욱이, 상기 수식 25에 있어서의 μ=ρ2/ρ1, ν=d/ρ1를 조정하는 것으로, 즉, 급전 안테나 소자 도선(42a,42b), 무급전 안테나 소자 도선(43a,43b)의 선 지름(ρ1,ρ2)과 선 간격(d)을 조정할 뿐으로 입력 임피던스를 변경할 수 있다. 일반적으로 임피던스 변환비 a=(1+a)²는 선 지름에 한정되므로, 저항손실이나 기계적 강도로부터 2∼10배 정도를 용이하게 실현할 수 있다. 이것은, 제13도에 도시하는 등가 회로처럼 반파장 근처에서 Zr가 직렬 공진인데 비하여 Zf는 병렬 공진하기 위함이며, 병렬 접속되어 있는 것으로부터 설명된다.

[실시예 6]

[실시예 6의 구성]

이어서, 제15도는 이 발명의 실시예 6에 의한 안테나의 대략 구성을 나타내는 개념도이며, 제16a도는 상기 안테나의 개략 구성도, 제16b도는 동 안테나의 등가 회로를 나타내는 회로도이다. 제15도에 있어서, 밴드부(2a,2b)에는, 각각, 루프상의 안테나 소자 도선(44a,44b)과 이 안테나 소자 도선(44a,44b)의 한쪽으로부터 간격(d3)만큼 떨어져 평행하게 직선상 무급전 안테나 소자 도선(45a,45b)이 내장되어 있다. 안테나 소자 도선(44a,44b)은 각각 금속판, 금속 박막, 혹은 전선 등의 가소성을 가지는 도전체로 구성되어 있으며, 각각 전장(2L8)이 반파장(λ/2)의 반파장 안테나를 구성하는 급전 안테나 소자 도선(46a,46b)과, 이 외단 단자에 동일 부재로 접속되어, 간격(d3)만큼 떨어져서 평행하게 설치된 동일 반파장의 무급전 안테나 소자 도선(47a,47b)으로 구성되어 있다. 간격(d3)은 1/4파장의 0.2∼1.5배 정도로 한다.

또한, 무급전 안테나 소자 도선(45a,45b)은 단락되어 있으며, 그 길이(2L7)를 λ/4(즉, 전장 2L4가 λ/2)의 되접기 반파장 안테나에 비해 0.8∼0.9정도 짧게 함으로써, [도파기]로서 작용시키고 있다.

한편, 안테나 소자 도선이 두꺼울수록 짧은 길이로 도파기가 된다. 따라서, 이 실시예 6에 의한 안테나는 제16a도에 도시하는 바와 같이, 되접기 반파장 안테나와 도파기로 구성되도록 되어 있다. 또한, 이 안테나는, 제16b도에 도시하는 등가 회로로 교환할 수가 있다.

이 경우에는, 잘 알려져 있는 바와 같이, 무급전 안테나 소자 도선(45a,45b)의 길이를 바꾼 경우, 즉, 길이(2L7)를 안테나 소자 도선(44a,44b)으로 이루어지는 되접기 반파장 안테나에 대해, 길거나 짧게 바꾸어 보면, 길이의 변화에 대해 전장이 반파장에 가까운, 1개의 도선의 자기 임피던스의 저항분의 변화는 적은 한편, 유도 저항분의 변화는 크다. 또한, 상호 임피던스(Z21)는 무급전 안테나 소자 도선(45a,45b)의 길이(2L7)의 차이에 따라 그다지 변화하지 않기 때문에, 결국, 길이(2L7)를 바꾸면, 유도 저항(X22)만큼이 변화하는 것과 동등해진다.

즉, 실시예 6에서는 무급전 소자부착 반파장 안테나에 비해, 그 큰 이득이나 지향성을 유지한 채, 입력 임피던스만을 크게할 수가 있게 된다. 또한, 실시예 5의 되접기 안테나에 비해, 무급전 안테나 소자 도선(45a,45b)의 길이를 조정함으로써, 정면 방향(Ø=0)의 이득을 올리거나, 역 정면 방향(Ø=180°)의 이득을 올리거나 하여 [도파기] 또는 [반사기]로서 작용시키고, 이득이나 지향성을 변경할 수가 있게된다.

[실시예 7]

(1) 휴대 무선 기기의 구성

제17도는 본 발명의 실시예 7에 의한 휴대 무선 기기용 안테나를 적용한 손목시계형 무선 기기의 구성을 도시하는 정면도이다.

도면에 있어서, 손목시계형 무선 기기는 크게 나누어, 시계 기능, 무선 기능 등의 전자 부품이 저장되어 있는 본체부(1)와, 이 본체부(1)를 손목에 고정하기 위한 밴드부(2a,2b)로 구성되어 있다. 본체부(1)에는, 상술한 바와 같이, 전자 부품이 내장되어 있으며, 그 상면에는, LCD로 이루어지는 표시부(1f)가 설치되어 있다. 표시부(1f)의 상부에는 표시부(1f)를 확보하기 위한 커버 유리(1E)가 설치되어 있다. 또한, 본체부(1)의 측부에는, 동작 모드나 표시 전환 등을 위한 스위치(1d)가 설치되어 있다.

상술한 본체부(1)에는, 특히, 본 발명에 관한 부품으로서, 무선 회로부(6a)와, 이 무선 회로부(6a)를 구동하기 위한 전지(7)가 내장되어 있다. 무선 회로부(6a)는 후술하는 패치 안테나(9)에 전력을 공급하는 한편, 패치 안테나(9)에서 수신한 수신 전력을 꺼내는 전자 회로로 구성되어 있다. 이 무선 회로부(6a)에는, 동축 선로(8)를 통하여 패치 안테나(9)에 접속되어 있다. 패치 안테나(9)는 본체부(1)의 측부에 병설된 안테나 수납부(10c)에 저장되어 있다.

(2) 패치 안테나의 구성

이어서, 제18도는 상술한 패치 안테나(9)의 구성을 나타내는 정면도 및 그 단면도이다. 도면에 있어서, 패치 안테나(9)는 도전체로 이루어지는 지판(11c), 밴드부의 재질, 테프론 등으로 이루어지는 유전체(12c) 및 유효 길이가 ≤λ(4), 혹은 ≤λ/4(λ=파장)인 도전체로 이루어지는 패치형 도전체(13c)로 이루어지는 3층 적층 구조를 가지고 있다. 지판(11c) 및 패치형 도전체(13c)는 급전점(14c)에 있어서, 동축선로(8)에 접속되어 있다. 패치형 도전체(13c)의 본체 1측 외단부는 L자형으로 굴곡하여 지판(11c)에 전기적으로 단락되어 있다. 이처럼, 이 실시예에서는, 휴대 무선 기기용 안테나로서 절연층을 끼운 2장의 도전체에 의해 구성된 패치 안테나(9)를 이용하고 있다. 패치 안테나의 원리에 대해 설명한다.

B. 패치 안테나의 원리

(1) 마이크로 스트립 안테나

프린트 기판 상에 작성되는 마이크로 스트립 안테나는, 만들기 쉽거나, 평면 구조이므로, 어레이 안테나의 소자나 소형 안테나로서 보급되기 시작했다. 마이크로 스트립 안테나는, 제19도에 도시하는 바와 같이, 유전체판(15c)의 양면에 접착한 얇은 도체판중, 한쪽을 지판(16c)으로서 그대로 남기고, 다른쪽의 도체판을 에칭등으로 띠모양(스트립)으로 한 마이크로 스트립 선로(이하, 스트립 선로라고 한다)(17c)를 형성한 것이며, 동축 선로에 비해, 미세한 구조의 전송 선로이다.

지판(16c)과 스트립 선로(17c)에 전원을 접속하면, 제20a도에 도시하는 바와 같이 등가적으로 스트립 이미지(점선)가 지판(16c)의 아래에 생긴 2개의 평행 스트립의 전송 선로가 된다. 이 전송 선로의 종단을 개방하면, 제20b도에 도시하는 바와 같이, 정재파(定在波)가 생기고, 종단의 전계(실선)는 최대가 되며, 전류(파(破)선)는 [0]이 된다. 이때의 스트립 선로(17c)를 제20c도에 도시하는 바와 같이 종단으로부터 반파장의 위치로 절단하고, 전송 선로 대신에 스트립 중심에서 벗어난 점(P)을 지판(16c)의 아래측으로부터 동축 선로(18c)에서 급전한 것이 마이크로 스트립 안테나이다.

전송선로의 종단을 개방하면, 반사계수는 [1]이 되며, 모든 전력이 반사되며, 종단에서는 전계는 최대가 된다. 이것에 대해 전류는 [0]이 이고, 자계도 [0]이 된다.

역으로 종단을 단락하면, 전계는 [0], 자계는 최대가 되지만, 이 경우에는 문자 그대로 종단에는 도체벽이 있다. 이것에 대해 종단이 개방의 경우는 전계와 자계의 모양은 역이 되지만, 유사한 현상이므로, 종단을 자벽에서 종단했다고 생각할 수가 있다. 전계와 도체벽의 관계는, 자계와 자벽과의 관계와 마찬가지이므로, 자벽에 평행한 자계는 [0]이며, 자계는 항상 자벽과 수직이 된다.

마이크로 스트립 안테나는, 스트립 선로(17c)를 절단하여 개방한 것이므로, 스크립 선로(17c)의 주위를 자벽에서 단락한 성질을 갖는다. 이처럼 절단한 스트립 선로는, 패치(patch)라고도 한다. 패치의 주위를 자벽에서 단락하면, 전파는 방사되지 않기 때문에, 안테나로서 모순되지만, 패치내부의 전자계나 공진 주파수의 가장 근사값을 구할 때에 이용되며, [자벽모델]이라고 한다. 여기서, 방형 패치와 좌표계를 제21a도에 도시한다. 도면에 있어서 패치형 도전체(22c)와 지판(23c)과의 전계는, y방향 성분뿐이지만, 전송 선로로부터 알 수 있듯이, 공진했을 때는, 다음의 수식 26으로 표시할 수가 있다.

여기서, 2a는 스트립 선로의 반파장, 기판의 유전율을 [ε]로 하면, 2a=λ/(2)(λ는 자유 공간 파장)이 된다. 흔히 사용되는 테프론 기판의 비유전율(ε)은 [2.4]이므로 다음의 수식 27에서 나타내는 바와 같다.

파장은 자유 공간 파장(λ)의 6배 강해진다. 전송 선로의 종단을 개방하면, 대부분의 전력은 반사되지만, 일부 전력은 제21b도에 도시하는 바와 같이 외부로 샌다.

이것은 마침 도체판에 잘린 슬롯으로부터 전계가 새는 모양과 유사하다. 즉, 제22a도에 도시하는 바와 같이, 큰 도체판(24c)의 중앙에 슬롯(25c)이 있을 경우에는, 전계(26c)가 도체판(24c)의 상측으로 샌다. 제22b도에는 동 위치에 아주 작은 다이폴에 의한 전류가 있을 경우, 그에 따라 생기는 자계(27c)에서 위의 절반만을 나타내고 있다. 제22a도에 도시하는 슬롯(25c)로부터의 전계(26c)와 제22b도에 도시하는 다이폴 전류에 의한 자계(27c)는 모두 극 좌표로 Ø 방향 성분만으로 모두 같은 형태가 된다. 이것은, 전류에 의해 생기는 전계(자계)와 대칭시키면, 슬롯(25c)에 흐르는 자류에 의해 자계(전계)가 생겼다고 생각할 수도 있으며, 슬롯(25c)으로부터 방사되는 전자계는, 이미 잘 알려진 전류에서 방사되는 전자계 중, 전계와 자계를 대체하면 구할 수가 있다.

이어서, 마이크로 스트립 안테나의 지향성은, 자류로부터 구할 수 있으나, 자류에 의해 생기는 전계는, 그 자류와 같은 형태의 전류에 의해 생기는 자계로 대응하고 있다. 예를 들면, 제21b도에 도시하는 패치형 도전체(22c)의 주위에는, 도시하는 바와 같은 전계가 생겼기 때문에 안테나로서의 파원은 제23a도에 도시하는 자류가 된다. 이 자류와 같은 분포의 전류를 파원으로 하는 안테나는 제23b도에 도시하는 바와 같이 주위가 1파장의 방형 루프 안테나이며, y방향으로 강한 전파가 방사된다.

제23a도의 전류 중에서, x 방향의 자류는 서로 반대 방향으로 크기도 작기 때문에 z방향의 2개의 자류가 주된 파원이 된다. 따라서 다이폴 안테나가 z방향으로 2개 나란히 줄지은 어레이 안테나와 거의 같은 지향성을 갖는다. 전술한 수식 1이나 제21b도에 도시하는 패치형 도전체(22c) 주위의 전계 분포로부터 알 수 있듯이, z축상의 전계는 [0]이므로 패치형 도전체(22c) 중심을 단락하더라도 전자계 분포는 변하지 않는다.

따라서, 제24a도에 도시하는 바와 같이, 패치형 도전체(33a)를 절반 크기로 하더라도 안테나로서 작용하므로 소형 안테나로서 유용하다. 도면에 있어서 패치 안테나는 패치형 도전체(33a)의 단부를 단락판(34)에 의해 지판(35a)에 접지하고, 패치면의 중간에서 동축 선로(36)에 의해 급전하는 구조를 가지고 있다. 도시하는 패치 안테나는, 전술한 제17도 및 제18도에 도시하는 것과 같은 구조이다.

이 경우, x축 방향의 크기는 λ/4가 되므로, 예를 들면, 자동차 전화 등의 900MHz대에서는, 기판의 비유전율을 [1]이라고 하면, 약 8.3cm가 되지만, 휴대 전화기의 안테나로서는 작다고는 할 수 없는 크기이다.

상기 패치 안테나의 횡축인 z축 방향의 길이는, 주파수 대역폭과 관계하나, 횡폭이 작으면, 대역폭이 좁아지기 때문에, 어느정도 클 필요가 있다. 예를 들면, 자동차 전화기처럼 10% 가까운 대역폭이 요구될 때는, 패치형 도전체(33a)는 거의 정방형에 가까운 형상으로 할 필요가 있다. 이것은, 횡폭을 크게 하면, 전파가 방사되기 쉬워지며, 대역폭이 넓어지기 때문이다. 횡폭은 자류다이폴의 길이이기도 하며 다이폴은 길수록 방사 저항이 커지며 전파가 효율좋게 방사된다.

상술한 패치 안테나를 소형화하는 연구를 한 것이, 제24b도에 도시하는 안테나이다. 도면에 있어서, 패치 안테나는 단락판(34)의 대부분을 제거하여 가는 도체판(37)으로 단락한다. 가는 도체판(37)은 인덕턴스가 되므로 패치형 도전체(33b)에 인덕턴스가 장착된 것이 된다. 또한, 패치형 도전체(33b)의 선단을 아래 방향으로 구부리는 것에 의해 선단에 강한 전계를 할 수 있는 용량이 장착된다. 일반적으로, 안테나에 임피던스를 장착하면 소형이 되며, 이처럼 함으로써, 패치형 도전체의 길이를 ≤λ/4 즉 λ/4의 절반 가까이 까지 단축할 수 있다.

종래로부터 안테나에는, 반파장 선상 안테나를 도중에서 구부린 제24c에 도시하는 역 L안테나가 있고, 예를 들면 중간판의 1MHz에서는 파장 300m로 λ/4로도 75m가 된다. 이것은 반파장 선상 안테나를 수직으로 펴는 것이 곤란하기 때문에, 도중에서 횡 방향으로 구부린 것으로, 이 안테나의 조절을 잘 하기 위해서는 패치면의 도중에서 급전한 것이 제24d도에 도시하는 역 F 안테나이다. 선상 안테나에서는 도체선을 굵게 하면, 주파수 대역을 넓게 하는 성질을 가지므로, 제24d도에 도시하는 횡 방향의 도체선을 극단으로 두껍게하여 판상으로 한 것이 마이크로 스트립 안테나로부터 변형한 제24b도에 도시하는 패치 안테나가 된다.

이어서, 제25도 내지 제27도는 다른 형상을 가지는 패치 안테나의 구조를 나타내는 정면도, 단면도 및 전류-전압 특성도이다. 제25도에 있어서, 패치 안테나는 도전체로 이루어지는 지판(40), 테프론 등의 유전체(41) 및 유효길이가 2a(=λ/(2)인 도전체로 이루어지는 패치형 도전체(42)로 이루어지는 3층 적층구조를 가지며, 반파장 패치 안테나를 형성한다. 동축 선로(43)는 급전점(44)을 통하여 상기 지판(40) 및 패치형 도전체(42)에 접속되어 있다. 또한, 제26도는, 전술한 제24a도에 도시하는 1/4파장 역 F 패치 안테나이며, 도전체로 이루어지는 지판(50), 테프론 등의 유전체(51) 및 유효 길이가 a(=λ/(4))인 도전체로 이루어지는 패치형 도전체(52)로 이루어지는 3층 적층구조를 가지고 있다. 패치형 도전체(52)의 측단부는 단락판(53)에 의해 지판(50)에 전기적으로 단락되어 있다. 또한, 제27도는 전술한 제24b도에 도시하는 소형화된 1/4반파장 역F 안테나이며, 도전체로 이루어지는 지판(60), 테프론 등의 유전체(61) 및 유효길이가 2a(=λ/(2))인 도전체로 이루어지는 패치형 도전체(62)로 이루어지는 3층 적층구조를 가지고 있다. 패치형 도전체(62)의 외단부는 단락판(63)에 의해 지판(60)에 전기적으로 단락되어 있다. 또한 패치형 도전체(62)의 다른쪽에 외단부는 아래 방향으로 L자형으로 구부려져 있다. 본 발명에 있어서는, 상술한 형상 중, 어느 패치 안테나를 이용하더라도 좋음은 두말할 것도 없다.

이어서, 상술한 패치 안테나중, 일례로서, 제26도에 도시하는 패치 안테나를 들어올려 이 패치 안테나를 밴드부(2a)에 형성하는 방법 및 그 구조를 구체적으로 설명한다.

C. 실시예 8

제28도는 본 발명의 실시예 2에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 개념도이며, 제29도는 상기 안테나의 일부 단면도, 제30a∼c는 동 안테나의 층 구조를 도시하는 정면도이다. 한편, 제17도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 제28도 및 제29도에 있어서, 밴드부(2a)에는 3층 적층구조의 패치 안테나(70)가 안쪽 삽입 또는 일체로 형성되어 설치되어 있으며, 패치형 도전체(71)와 지판 도전체(72)와는, 스트립 선로(73)에 의해 본체부에 내장되어 있는 무선 회로부(6)와 접속되어 있다. 패치형 도전체(71)는 밴드부(2a)의 길이 방향을 따라 전장(a)(≤λ/(4))를 가지고 있으며, 지판 도전체(72)와는 유전체(74)를 관통하여 형성된 선로(75)에 의해 접속되며, 상기 스트립 선로(73)와는 동 유전체(74)를 관통하여 형성된 선로(76)에 의해 접속되어 있다. 스트립 선로(73)에 의한 접속점이 급전점(77)이 된다.

상기 패치 안테나(70)의 도전층은, 3층 적층구조로 되어 있으며, 제1층에는 제30a도에 도시하는 바와 같이, 패치형 도전체(71)와 본체부의 무선 회로부에 접속하기 위한 접속 단자(패치측, 지판측)(78,79)가 형성되어 있다. 또한, 제2층에는, 제30b도에 도시하는 바와 같이, 급전점이 되는 위치에 관통공(80)이 설치된 지판 도전체(72)가 형성되어 있다. 더욱이, 제3층에는, 제30c도에 도시하는 바와 같이, 급전점에서 제1층째의 접속 단자(78)로 늘어지는 스트립 선로(73)가 형성되어 있다.

상술한 구조에 따르면, 밴드부(2a)의 길이는 일반적으로 시계 본체보다 길게 할 수가 있기 때문에, 약 6∼8cm 길이까지의 패치형 안테나 소자를 형성할 수 있다. 또한, 안테나 소자의 2장의 도전체(패치형 도전체(71) 및 지판 도전체(72))의 시계 본체측의 외단부를 스트립 선로(75)에 의해 서로 전기적으로 단락해 있기 때문에, 1/4파장형의 안테나로서 사용할 수 있으며, 반 파장형의 선상 안테나 등에 대해 안테나 길이를 절반 길이로 할 수 있다. 또한, 급전점(77)을 외단부로부터 얼마 벗어난 중간지점(중앙보다 약간 본체측으로 벗어난 위치)에 설치되어 있기 때문에, 이른바 역F형 1/4파장 안테나로서 작용한다.

또한, 패치 안테나를 형성하는 2장의 도전체(71,72)사이에 테프론 등의 유전체(혹은 시계 밴드 재질을 유전체로서)(74)를 끼워 샌드위치형의 적층구조로 함으로써, 마이크로 스트립형 고주파용 전송 선로가 되도록 구성했기 때문에, 패치형 마이크로 스트립 안테나로서 파장에 대한 안테나길이를 λ/4이하로 단축할 수 있고, 소형화할 수 있다. 상술한 패치형 도전체(71), 지판 도전체(72) 및 스트립 선로(73)는 모두 밴드부(2a)상으로 빼고, 혹은 프린트 에칭등으로 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 각 층을 금속 박막배선에서 형성할 수 있기 때문에, 밴드부(2a)에 내장할 수 있는 박형의 패치 안테나를 실현할 수 있다.

D. 실시예 9

이어서, 제31a∼d도는 각각 본 발명의 실시예 9에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도, 및 층 구조를 나타내는 정면도이다. 한편, 제17도 또는 제28도 및 제29도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 제31a, b도에 있어서, 밴드부(2a)에는 실시예 8과 같이, 3층 적층구조의 패치 안테나(85)가 안쪽 삽입 또는 일체로 형성되어 설치되어 있다. 패치형 도전체(6)와 지판 도전체(87)와는, 테프론 등의 유전체(혹은 시계 밴드부 재질을 유전체로서)(88)을 끼우고, 본체측의 외단부에 있어서 상기 유전체를 관통하여 형성된 스트립 선로(89)에 의해 접속되어 있다. 패치형 도전체(86)는 밴드부(2a)의 길이 방향을 따라 전장(a)(≤λ/(4))를 가지고 있으며, 외단부로부터 얼마 벗어난 중간지점(중앙보다 약간 본체측으로 벗어난 위치)을 급전점(90)으로 하고, 이 급전점(90)에서 시계 본체 방향으로 늘어지고 접속단자(91)를 형성하는 스트립 선로(2)를 설치하고 있다.

상기 패치형 안테나(85)의 도전층은, 2층 구조로 되어 있으며, 제1층에는, 제31b도에 도시하는 바와 같이, 스트립 선로(92)가 설치된 패치형 도전체(86)과, 본체부(1)의 무선 회로부(6a)에 접속하기 위한 접속 단자(지판측)(93)가 형성되어 있다. 또한, 제2층에는, 제31d도에 나타내는 바와 같이, 상기 제1층째에 형성된 접속 단자(93)에 접속하기 위한 볼록부(94)를 설치한 지판(78)이 형성되어 있다. 이처럼 본 실시예 3에서는, 패치형 도전체(86)과 지판 도전체(87)로 이루어지는 2층의 도전체를 형성하는 것만으로 좋으며, 또한 상호 절연체층의 수도 적게할 수 있기 때문에, 전술한 실시예 2에 비해, 더욱, 구조가 간단해지며, 값싸게 제조할 수 있음과 동시에, 훨씬 얇은 형태의 패치형 안테나(85)를 실현할 수 있다.

E. 실시예 10

이어서, 제32a∼d도는 각각 본 발명의 실시예 10에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도 및 층 구조를 나타내는 정면도이다. 한편, 제17도 또는 제28도 및 제29도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 제32a, b도에 있어서, 밴드부(2a)에는 실시예 8 및 실시예 9와 같이, 3층 적층구조의 패치 안테나(100)가 안쪽 삽입 또는 일체로 형성되어 설치되어 있다. 패치형 도전체(101)과 지판 도전체(102)와는, 테프론 등의 유전체(혹은 시계 밴드부 재질을 유전체로서)(103)를 끼우고, 상기 유전체(103)를 관통하여 형성된 스트립 선로(104)에 의해 접속되어 있다. 패치형 도전체(101)는 밴드부(2a)의 길이 방향을 따라 전장(a)(≤λ/(4))를 가지고 있으며, 외단부로부터 얼마 벗어난 중간지점(중앙보다 약간 본체측으로 벗어난 위치)을 급전점(105)으로 하고, 이 급전점에서 일단, 밴드부(2a)의 길이 방향에 대하여 직각으로 외단까지 늘인 후, L자 형으로 구부려서 시계 본체 방향으로 펴고, 한쪽의 접속단자(106)를 형성하는 스트립 선로(107)를 설치하고 있다.

상기 패치형 안테나(100)의 도전층은, 전술한 실시예 3과 마찬가지로, 2층 구조로 되어 있으며, 제1층에는, 제32c도에 도시하는 바와 같이, 패치형 도전체(101), 이 패치형 도전체(101)로부터 늘어나고, 종단이 접속단자(106)가 되는 스트립 선로(107), 및 본체부(1)의 무선 회로부(6a)에 접속하기 위한 접속 단자(지판측)(108)가 형성되어 있다. 또한, 2층에는 제32d도에 도시하는 바와 같이, 상기 제1층째에 형성된 접속 단자(108)에 접속하기 위한 볼록부(109)를 설치한 지판 도전체(102)가 형성되어 있다. 이처럼 본 실시예 10에서도, 패치형 도전체(101)과 지판 도전체(102)로 이루어지는 2층의 도전체를 형성하는 것만으로 좋으며, 또한 상호 절연체층의 수도 적게할 수 있기 때문에, 전술한 실시예 8에 비해, 더욱, 구조가 간단해지며, 값싸게 제조할 수 있음과 동시에, 훨씬 얇은 형태의 패치형 안테나(100)를 실현할 수 있다.

E. 실시예 11

이어서, 제33a∼d도는 각각 본 발명의 실시예 11에 의한 안테나의 개략 구성을 도시하는 정면도, 일부 단면도, 및 층 구조를 나타내는 정면도이다. 한편, 제17도 또는 제28도 및 제29도에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 제33a, b도에 있어서, 밴드부(2a)에는 전술한 실시예와 마찬가지로, 3층 적층구조의 패치 안테나(120)가 안쪽 삽입 또는 일체로 형성되어 설치되어 있으며, 패치형 도전체(121)와 지판 도전체(122)와는, 테프론 등의 유전체(혹은 시계 밴드부 재질을 유전체로서)(123)를 끼우고, 상기 유전체(123)를 관통하여 형성된 스트립 선로(124)에 의해 접속되어 있다. 패치형 도전체(121)는 밴드부(2a)의 길이 방향을 따라 전장(a)(≤λ/(4))를 가지고 있으며, 외단부로부터 얼마 벗어난 중간지점(중앙보다 약간 본체 측으로 벗어난 위치)을 급전점(125)을 설치하고 있다.

상기 패치형 안테나(120)의 도전층은, 전술한 실시예와 마찬가지로, 2층 구조로 되어 있으며, 제1층에는, 제33c도에 도시하는 바와 같이, 패치형 도전체(121)과, 지판 도전체(122)를 무선 회로부에 접속하기 위한 접속 단자(지판측)(126)과 상기 패치형 도전체(121)와는 별개로, 일단이 성가 급전점(125)과 나란히, 종단이 접속 단자(패치형 도전체측)(127)가 되는 스트립 선로(128)가 형성되어 있다. 또한, 2층에는 제29b도에 도시하는 바와 같이, 상기 제1층째에 형성된 접속 단자(1236)에 접속하기 위한 볼록부(129)를 가지며, 상기 급전점(125)로부터 스트립 선로의 일단까지 잘라넣은 절결부(130)를 가지는 지판 도전체(122)가 형성되어 있다. 상기 절결부(130)에는 제1층에 형성된 패치형 도전체(121)와 스트립 선로(128)의 일단을 접속하기 위한 스트립 선로(131)가 형성되어 있다. 상기 절결부(130)에는, 제1층에 형성된 패치형 도전체(121)와, 스트립 선로(128)의 일단을 접속하기 위한 스트립 선로(131)가 형성되어 있다.

이처럼 본 실시예 11에서도, 패치형 도전체(121)와 지판 도전체(122)로 이루어지는 2층의 도전체를 형성하는 것만으로 좋으며, 또한 상호 절연체 층의 수도 적게할 수 있기 때문에, 전술한 실시예 2에 비해, 더욱, 구조가 간단해지며, 값싸게 제조할 수 있음과 동시에, 훨씬 얇은 형태의 패치형 안테나(120)를 실현할 수 있다.

G. 응용예

이어서, 상술한 패치형 안테나를 이용한 휴대 무선 기기에 대해 설명한다.

G-1. 손목시계형 FM 스테레오 라디오 및 FM 문자 다중 방송 수신기

제34도는 상술한 패치 안테나를 수신용 안테나로서 이용한 손목시계형의 FM 스테레오 라디오 및 FM 문자 다중 방송 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 패치 안테나(140)에서 수신한 전파 신호는 밴드 패스 필터(141)를 통하여 FM 프론트 엔드(142)에 공급된다. FM 프론트 엔드(142)에서는 제어 회로(155)의 제어에 따라 PLL 등에 의한 국부 발진기와의 혼합회로등, 주파수 변환 수단에 의해 중간 주파를 생성하고, 소망의 채널 신호를 검파하고, 중간 주파 신호로서 중간 주파트랜스(143)를 통하여 IF 증폭기(144)로 공급한다.

IF 증폭기(144)는 중간 주파 신호를 증폭하고, 밴드 패스 필터(145), FM 검파 회로(146)를 통하여 스테레오 복조기(147) 및 밴드 패스 필터(149)로 공급한다. 스테에로 복조기(147)는, 증폭된 중간 주파 신호로부터 스테레오 음성 신호의 L(좌)음성신호, R(우) 음성신호를 복조하고, 음성 증폭기(148)로 공급한다. L 음성신호 및 R 음성신호는 각각, 음성 증폭기(148)에 의해 증폭되며, 스피커 SP(L), SP(R)로 발음된다.

한편, 상기 FM 검파 회로(146)로부터의 FM 복조 혼합 신호는, 밴드 패스 필터(149)를 통하여 부 반송파 다중 신호가 나와 MSK 복조기(150)로 공급된다. MSK 복조기(150)로는, 부반송파 다중 신호를 복조하여, 문자 다중 정보를 꺼내, LPF(151)를 통하여 복호기(152) 및 클록 재생기(153)로 공급한다. 복호기(152)는 복조된 신호로부터 코드 데이터를 복호하고, 제어 회로(155)로 공급한다. 한편, 클록 재생기(153)는 복조된 신호로부터 기본 클록을 재생하고, 동기 회로(154)로 공급한다. 동기 회로(154)는 상기 기본 클록에 동기하는 동기 클록을 생성하고, 제어회로(155)로 공급한다.

제어회로(155)는, 입력부(156)로부터의 동작 모드의 선택이나, 라디오 수신기에 관한 조작, 시계 기능에 관한 조작 등을 지시에 따라, 선국 채널을 FM프론트 엔드(142)로 공급하거나, 메모리(157), 에러 정정기(158), 표시제어기(160)를 제어한다. 상술한 수신한 문자 정보는 제어 회로(155)의 제어를 토대로, 메모리(157)로 기억된다. 이때, 에러 정정기(158)에 의해, 메모리(157)의 내용 정정등이 이루어진다. C. G.(캐릭터·제너레이터)(159)는 메모리(157)에 기억된 문자 정보에 따라 캐릭터 데이터를 생성하고, 표시 제어기(160)로 공급한다. 표시 제어기(160)는 제어 회로(155)의 제어에 따라 LCD(161)를 제어하고, 상기 캐릭터 데이터를 표시한다.

G-2. 손목시계형 FM와이어 레스 마이크 또는 FM 문자 코드 송신기

이어서, 제35도에서는, 상술한 패치 안테나를 송신용 안테나로서 이용한 손목시계형의 FM 와이어 레스 마이크 및 FM 문자 코드 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 마이크(170)로 집음된 음성 신호는, 저주파 증폭기(171)로 증폭되며, 신호 선택부(172)로 공급된다. 한편, 입력부(173)로부터 입력된 문자 정보는 제어부(174)로 공급된다. 입력된 문자 정보는 메모리(175)에 저장된다. 메모리(175)에 저장된 문자 정보는 제어부(174)의 제어에 따라, 표시데이터 레지스터(176)로 전송한다. C. G.(캐릭터·제너레이터)(177)는, 메모리(175)에 기억된 문자 정보에 따라, 캐릭터 데이터를 생성하고, 표시 제어기(178)로 공급하여 LCD(179)에 표시한다.

한편, 메모리(175)에 저장된 문자 정보, 즉, 입력부(173)로부터 입력된 문자 정보는, P-S(패럴랠 시리얼)변환부(180)에 의해, 시리얼 데이터로 변환된 후, FSK변조부(181)에 의해, 변조되며, 신호 선택부(172)에 공급된다. 신호 선택부(172)는, 제어부(174)의 제어에 따라 상술한 음성신호 혹은, 변조된 문자 정보를, 소정의 포맷에 따라, FM 변조기(182)에 공급한다. 음성 신호 또는, 문자 정보는, FM 변조기(182)에 있어서, 발진기(183)에서 발생된 주파수로 변조되며, 체배기(184)로 차례로 증배된 후, 전력 증폭기(185)에서 증폭된 후, 패치 안테나(186)로부터 폭사(輻射)된다.

G-3. 손목시계형의 휴대 전화기

이어서, 제36도는, 상술한 패치 안테나를 송수신용 안테나로서 시용한, 손목시계형 휴대 전화기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 송수신용 안테나로서의 패치 안테나(190)에서 수신된 수신 신호는, 송신/수신을 나누는 RF 스위치(191)를 통하여, RF부(주파수 변환부)(192)에 공급되며, 수신측에서 도시하지 않은 PLL 센서 사이저로부터 출력되는 소정 주파수의 국부 발진 신호와 혼합되는 것에 의해, 1.9GHz대로부터 1MHz대 부근의 IF(중간 주파)신호로 주파수 변환되며, 모뎀부(193)의 복조기(193a)로 공급된다.

이어서, 모뎀부(193)의 복조기(193a)는 RF부(192)로부터의 IF 신호를 복조하고, IQ데이터로 분리하여 데이터 열로하여, TDMA 채널 링크 제어 회로(194)의 수신부는, 모뎀부(193)로부터 공급되는 수신 데이터로부터 소정의 타이밍으로 1슬롯분의 데이터를 추출하고, 이 데이터 중에서 유니크 워드(동기 신호)를 추출하여 프레임 동기 신호를 생성하고, 한편, 제어 데이터부 및 음성 데이터부의 스크램블 등을 해제한다. 그리고, 제어 데이터는 제어 회로(196)로 송출되며, 음성 데이터는 음성 코딕부(195)로 송출된다. 이어서, 상술한 음성 코딕부(195)는 AD-PCM부호기 복호기(195a)에 의해, TDMA채널·링크 제어회로(194)로부터 공급되는 ADPCM 음성 신호(4비트×8KHz=32Kbps)를 PCM 음성 신호(8비트×8KHz=64Kbps)로 복호화 함으로써 신장하고, 오디오 인터페이스(195b)에 의해, 아날로그 음성 신호로 변환하고, 스피커(SP)로부터 발음시킨다.

한편, 마이크(MIC)로 입력된 음성 신호는, 오디오 인터페이스(195b)에 의해, 디지털 신호로 변환된 후, AD-PC부호기 복호기(195a)에서, ADPCM 음성 신호로 부호화 함으로써 압축되어 TMDA 채널·링크 제어회로(194)로 송출된다. 이어서, TMDA 채널·링크 제어회로(194)의 송신부는, 음성 코딕부(195)로부터 공급되는 음성 데이터로 제어 데이터 등을 부가함과 동시에, 스크램블 등을 부여한 수에, 유니크 워드 등을 부가하여 1슬롯분의 송신 데이터를 작성하고, 소정 타이밍으로 프레임내의 소정 슬롯에 삽입하여 모뎀부(193)에 송출한다. 이어서, 모뎀(193)의 변조부(193b)로는, TMDA 채널·링크 제어회로(194)로부터 공급되는 데이터로부터 IQ데이터를 작성하여, π/4 시프트 QPSK 변조를 하여 RF부(192)로 송출한다. 이어서, RF부(192)의 송신부는, 모뎀부(193)의 변조부(193b)로 공급되는 π/4 시프트 QPSK 변조파를, 도시하지 않은 PLL신서 사이저로부터 출력되는 소정 주파수의 국부 발진 신호와 혼합함으로써, 1.9GHz 대에 주파수 변환하고, RF스위치(190)를 통하여, 패치 안테나(190)에서 폭사한다.

제어 회로(196)는, 상술한 RF 스위치(191)나, TMDA 채널·링크 제어회로(194), 음성 코딕부(195) 등을 제어함과 동시에, 표시 제어부(197)에 표시 데이터를 송출하고, LCD(198)에 표시시킨다. ID메모리(199)에는, 휴대 전화기의 사용자를 식별하기 위한 데이터가 저장되어 있다. 또한, 입력부(200)는, 상대방의 전화 번호를 입력하는 수치 키나, 온 후크/오프 후크를 하는 스위치, 음성 출력을 바꾸는 볼륨 스위치등으로 구성되어 있으며, 이들 키나 스위치의 상태를 제어 회로(196)에 공급한다.

이처럼, 본 실시예의 패치 안테나는, 손목시계형 FM 스테레오 라디오 및 FM 문자 다중 방송 수신기, 손목시계형 FM 와이어 레스 마이크 및 FM문자 코드 송신기, 또는 손목시계형 휴대 전화기 등에 이용할 수 있으며, 손목시계형 송수신장치이면 충분히 활용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본체의 측부 또는 이 본체를 장착하기 위한 밴드부에, 유전체를 밴드부 안과 겉의 양측으로부터 끼는 방형상의 2장의 도전체판으로 이루어지는 패치 안테나를 설치하고 송수신용 안테나로서 이용하도록 한 것으로, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 바 안테나를 이용하지 않기 때문에, 초단파 대 이상의 고주파전파를 사용하는 무선 기기에도 사용할 수 있다.

(2) 또한, 이어폰 겸용 끈형 안테나처럼, 사용할 때 장착하거나, 감거나 할 필요가 없고, 사용의 편리가 향상한다.

Claims

본체를 이용자에게 장착하기 위한 밴드부와, 가소성을 갖고, 상기 밴드부에 설치된 도전체로서, 흐르는 전류의 분포가 중심점에 대해 대칭이 되도록, 중심점으로부터 급전되는 급전 안테나 소자 도선과, 가소성을 가지며, 상기 밴드부에 설치된 도전체로서 상기 급전 안테나 소자 도선과 소정의 간격을 두고 설치된 무급전 안테나 소자 도선을 구비한 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 직렬로 끼워 삽입된 부하를 가지는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 상기 급전 안테나 소자 도선보다도 길이 방향의 길이 치수가 짧고, 안테나의 도파기로서 작용하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 상기 급전 안테나 소자 도선보다도 길이 방향의 길이 치수가 짧고, 안테나의 반사기로서 작용하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 상기 급전 안테나 소자 도선과 소정의 간격을 두고 설치된 여러개의 무급전 안테나 소자 도선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
본체를 이용자에게 장착하기 위한 밴드부와, 상기 밴드부에 설치되며, 가소성을 가지는 도전체로서, 길이 방향으로 흐르는 전류의 분포가 중심점에 대해 대칭이 되도록, 중심점으로부터 급전되는 급전 안테나 소자 도선과, 상기 밴드부에 상기 급전 안테나 소자 도선과 소정의 간격을 두고 설치되며, 가소성을 가지는 도전체로서 상기 급전 안테나 소자 도선과는 다른 선 지름 또는 선폭의 무급전 안테나 소자 도선을 외단부 끼리 접속하여 되접기 안테나를 구성하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제6항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 그 선 지름 또는 선폭을, 상기 급전 안테나 소자 도선에 비해, 1∼6배대로 하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제6항에 있어서, 상기 무급전 안테나 소자 도선은, 상기 급전 안테나 소자 도선과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 밴드부에 가소성을 가지는 도전체로서, 상기 되접기 안테나 보다 짧고, 소정의 간격을 두고 설치된 무급전 안테나 소자 도선을 설치하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제9항에 있어서, 상기 무급전 안테나는, 상기 되접기 안테나보다, 0.8∼0.9의 길이를 가지며, 1/4파장의 0.2∼1.5배의 간격 만큼 떨어져 평행으로 설치된 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
본체에 설치된 밴브부에 있어서, 이용자에게 장착되는 휴대 무선 기기의 안테나로서 이용되는 휴대 무선 기기용 안테나에 있어서, 상기 밴드부에 설치되며, 유전체를 밴드부 안과 겉의 양측으로부터 끼우는 2장의 도전체 판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 2장의 도전체판은, 위쪽에 설치된 패치형 도전체판과 아래쪽에 설치되어 지판이 되는 지판 도전체판으로 이루어지며, 패치형 도전체판과 지판 도전체판과의 일 외단부 끼리를 전기적으로 단락하고, 각각의 대략 중앙부에 급전점을 설치하고, 단락부로부터 반대측의 외단부까지의 길이를 1/4파장으로 하고, 역F 안테나로서 작용하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
제1항에 있어서, 상기 2장의 도전체판은, 위쪽에 설치된 패치형 도전체판과 아래쪽에 설치되어 지판이 되는 지판 도전체판으로 이루어지며, 패치형 도전체판과 지판 도전체판과의 일 외단부 끼리를 전기적으로 단락하고, 상기 패치형 도전체판의 단락부의 반대측의 외단부를 상기 지판 도전체판의 방향과 직각으로 구부리고, 각각의 대략 중앙부에 급전점을 설치하고, 단락부로부터 반대측의 외단부까지의 길이를 1/4파장으로 하고, 역F 안테나로서 작용하는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
패치형 도전체가 형성된 제1도전체층과, 상기 패치형 도전체의 급전점이되는 위치에, 관통공이 설치된 지판 도전체가 형성된 제2도전체층과, 상기 제1도전체층과 상기 제2도전체층과의 사이에 형성된 제1유전체층과, 상기 패치형 도전체의 급전점으로 전력을 공급하기 위한 스트립 선로가 형성된 제3도전체층과, 상기 제2도전체층과 상기 제3도전체층 사이에 설치된 제1유전체층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
급전점에 전력을 공급하기 위한 스트립 선로가 설치된 패치형 도전체가 형성된 제1도전체층과, 지판 도전체가 형성된 제2도전체층과, 상기 제1유전체층과 상기 제2도전체층 사이에 설치된 제1유전체층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.
패치형 도전체와, 이 패치형 도전체와는 별개로, 패치형 도전체의 급전점에 전력을 공급하기 위한 제1스트립 선로가 형성된 제1도전체층과, 지판 도전체와, 이 지판 도전체와는 별개로, 상기 제1스트립 선로의 일단과, 상기 패치형 도전체의 급전점을 접속하는 제2스트립 선로가 형성되어 있는 제2도전체층과, 상기 제1도전제층과 상기 제1도전체층 사이에 형성된 제1유전체층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 무선 기기용 안테나.