KR100192375B1

KR100192375B1 - 다이폴 안테나

Info

Publication number: KR100192375B1
Application number: KR1019960054397A
Authority: KR
Inventors: 백광현; 장정필
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980035939A

Abstract

소형 이동 단말기에 장착할 수 있는 초소형 다이폴 안테나에 관한 것으로, 두 쌍의 다이폴 방사소자를 유전체 기판의 가장자리에 위치하도록 하고 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖도록 하며, 두 개의 출력단과 한 개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결된 소형 스위치를 급전선로로 다이폴 방사소자와 연결하여 두쌍의 다이폴 방사소자에서 송수신되는 신호 중 상태가 좋은 신호를 선택하게 함으로써, 안테나의 전체적인 크기가 크게 줄어들고 스위치의 구동이 편리하다.

Description

다이폴 안테나

본 발명은 다이폴(Dipole) 안테나에 관한 것으로, 특히 소형 이동 단말기에 장착할 수 있는 초소형 다이폴 안테나에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 다이폴 안테나를 설명하면 다음과 같다.

제1a도 내지 제1c도는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합상태를 각각 보여주는 구성도이고 제2a도 및 제2b도는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 직렬형 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치와 병렬형 SPDT 스위치를 각각 보여주는 회로도이다.

제1a도, 제1b도, 제1c도에 도시된 바와 같이, 다이폴 안테나는 유전체판(1)과, 유전체판(1)을 사이에 두고 서로 다른 평면에 각각 방사소자(2)와 급전선로(3)가 비어홀(4)을 통해 연결된 구조를 갖는다.

이때, 방사소자(2)는 접지면(5)으로부터 벌룬(Balun)(6)을 사이에 두고 날개 형태로 양쪽으로 갈라진 구조를 갖는다.

또한, 제2a도 및 제2b도에 도시된 바와 같이, 다이폴 안테나의 스위칭 소자인 SPDT 스위치는 직렬형과 병렬형이 있고, 이들은 3단자 소자로서 하나의 입력단(11,21)과 두 개의 출력단(12와 13, 22와 23)을 각각 가지고 있으며, 입력단(11, 21)에 입사되는 신호의 흐름을 조절하기 위해 각 출력단(12와 13, 22와 23)에 두 개의 스위칭 소자(14와 15, 24와 25)가 접속되어 있다.

이때, 스위칭 소자(14와 15, 24와 25)로는 다이오드나 트랜지스터가 사용된다.

이와 같은 구조를 갖는 SPDT 스위치의 동작을 살펴보면, 스위칭 소자(14, 24)가 온(ON)상태이고 스위칭 소자(15, 25)가 오프(OFF)상태일 때는 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(12, 23)으로만 전달되고, 소자의 스위칭 상태가 반전되면 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(13, 22)으로만 전달된다.

즉, 스위칭 소자(14, 24)와 스위칭 소자(15, 25)에 각각 5V, -5V의 전압을 걸어주면, 스위칭 소자(14, 24)가 온(ON)상태가 되고 스위칭 소자(15, 25)가 오프(OFF)상태가 되어 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(12, 23)으로만 전달된다.

그리고, 입력단(11, 21)의 신호를 출력단(13, 22)으로만 전달하기 위해서는 스위칭 소자(14, 24)와 스위칭 소자(15, 25)에 각각 -5V, 5V의 전압을 걸어주면 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 다이폴 안테나에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 급전선로를 형성할 때 다이폴 안테나에는 넓은 접지면이 요구되며, 날개 형태를 갖는 안테나의 사이에는 벌룬이 존재하므로 안테나의 전체적인 크기가 크다.

둘째, 안테나와 급전선로를 연결하기 위해서는 비어홀의 과정이 필요하므로 제조공정이 복잡하다.

셋째, 안테나의 날개 상단부에 유전체판이 존재하므로 방사특성이 좋지 않다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안테나의 크기를 소형화하여 소형 이동 단말기 등에 사용할 수 있는 다이폴 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1a도 내지 제1c도는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합상태를 각각 보여주는 구성도.

제2a도 및 제2b도는 종래 기술에 다른 다이폴 안테나의 직렬형 SPDT 스위치와 병렬형 SPDT 스위치를 각각 보여주는 회로도.

제3a도 내지 제3c도는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합 상태를 각각 보여주는 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 SPDT 스위치를 보여주는 회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 유전체 기판 51a∼51d : 다이폴 방사소자

52 : 급전선로 53 : 스위치부

54 : 접지면 60a,60b : 출력단

61 : 입력단 62 : 핀 다이오드 칩

63 : 전원공급선로 64 : 저항

본 발명에 따른 다이폴 안테나는 유전체 기판의 가장자리에 위치하며 유전체 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖는 다이폴 방사소자에 그 특징이 있다.

본 발명의 다른 특징은 두 개의 출력단과 한 개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결되고 입력단과 핀 다이오드 칩 사이에 저항이 연결된 스위치에 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 다이폴 안테나를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제3a도 내지 제3c도는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합 상태를 각각 보여주는 구성도이고 제4도는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치를 보여주는 회로도이다.

제3a도 내지 제3c도를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 유전체 기판(50), 두 쌍의 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d), 급전선로(52), 스위치부(53) 그리고 접지면(54)으로 구성된다.

이때, 두 쌍의 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d)는 서로 직교되며 각 쌍은 T자 형태로 형성된다. 그리고, 각 쌍은 유전체 기판(50)의 가장자리에 위치하고 유전체 기판(50)의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖도록 형성된다.

즉, 유전체 기판(50) 앞면의 가장자리에는 다이폴 방사소자(51a, 51b)가 형성되고 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d)에서 송수신되는 신호 중에서 상태가 좋은 신호를 선택하는 스위치부(53)의 출력단(60a, 60b)과 다이폴 방사소자(51a, 51b)에 급전선로(52)가 연결된다. 그리고, 유전체 기판(50) 뒷면의 가장자리에는 유전체 기판(50) 앞면의 다이폴 방사소자(51a, 51b)에 상응하는 다이폴 방사소자(51c, 51d)가 형성되고, 다이폴 방사소자(51c, 51d)에 연결된 접지면(54)은 유전체 기판(50) 앞면에 형성된 급전선로(52)와 스위치부(53)를 포함하도록 형성된다.

또한, 제4도를 참조하여 스위치부(53)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

제4도는 다이폴 안테나의 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치로서, 두 개의 출력단(60a, 60b), 한 개의 입력단(61), 출력단(60a, 60b)과 입력단(61)을 연결하는 핀(pin) 다이오드 칩(62), 한 개의 입력단(61)과 두 개의 출력단(60a, 60b)에 각각 연결되는 전원공급선로(63)로 구성된다

이때, 두 개의 출력단(60a, 60b) 사이에는 입력단(61)과 핀 다이오드 칩(62)사이에 저항(64)이 연결된 바이어스 회로가 구성된다. 그리고, 핀 다이오드 칩(62)는 두 개의 핀 다이오드를 서로 다른 전류 방향을 갖도록 구성하고 두 개의 핀 다이오드의 한쪽 끝단은 입력단(61)에 연결되고 다른 쪽의 끝단은 각각 서로 다른 출력단(60a, 60b)에 연결된다.

이와 같이, 직렬형 구조를 갖는 스위치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력단(61)에 5V를 걸어주면, 전원공급선로(63)에 의해 각 출력단(60a, 60b)에는 5V가 인가되고, 입력단(61)과 핀 다이오드 칩(62) 사이의 저항(64)에 의해 핀 다이오드 칩(62)에는 5V보다 낮은 전원이 인가되므로 출력단(60b)에 연결된 핀 다이오드는 온(ON)상태가 되고 출력단(60a)에 연결된 핀 다이오드는 오프(OFF)상태가 되어 입력단(61)의 신호는 출력단(60b)으로만 전달된다.

그리고, 입력단(61)의 신호를 출력단(60a)으로만 전달하기 위해서는 입력단(61)에 -5V의 전압을 걸어주면 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다이폴 안테나는 무선 LAN(Local Area Network)용 안테나로서, 주로 실내에서 사용되기 때문에 반사파에 의한 신호 감쇄 및 간섭이 많이 발생한다. 따라서, 완전한 통신 채널을 구축하기 위하여 서로 직각이 되도록 구성된 편파가 다른 두 개의 안테나를 이용하여 신호를 송수신하게 된다. 그리고, 이들 신호 중에서 상태가 좋은 신호가 선택되도록 두 개의 안테나로 신호가 입출력되는 경로에 스위치를 연결하여 신호를 송수신한다.

본 발명의 다이폴 안테나에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 방사소자가 유전체 기판의 양면에 구성되므로 벌룬 및 비어홀이 필요없어 안테나의 전체적인 크기가 줄어들고 제조공정이 간단하다.

둘째, 방사소자를 기판의 가장자리에 형성하고 접지면을 줄임으로써, 안테나의 방사특성이 개선된다.

Claims

기판; 상기 기판의 가장자리에 위치하고 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖는 두 쌍의 다이폴 방사소자; 상기 기판의 앞면에 위치하고 상기 두 쌍의 다이폴 방사소자에서 송수신되는 신호 중 일 신호를 선택하는 스위치부; 상기 스위치부의 출력단과 기판 앞면의 다이폴 방사소자에 연결되는 급전선로; 상기 기판 뒷면의 일정영역에 형성되고 다이폴 방사소자와 연결되는 접지면을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.
제1항에 있어서, 상기 스위치부는 두 개의 출력단과 한 개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결되고 한 개의 입력단은 두 개의 출력단에 각각 전원공급선로로 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.
제2항에 있어서, 상기 핀 다이오드 칩은 두 개의 핀 다이오드를 서로 다른 전류 방향을 갖도록 구성하고 두 핀 다이오드의 한쪽 끝단은 입력단에 연결되고 두 핀 다이오드의 다른 쪽 끝단은 각각 서로 다른 출력단에 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.
제1항 및 제2항에 있어서, 상기 스위치부는 입력단과 핀 다이오드 칩 사이에 저항이 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.
제1항에 있어서, 상기 접지면은 급전선로와 스위치를 포함하도록 형성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.
제1항에 있어서, 상기 두 쌍의 다이폴 방사소자는 서로 직교되며 각 쌍은 T자 형태로 형성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.