KR100213373B1 - 무선 랜 카드용 안테나 - Google Patents

Abstract

두개의 모노폴 안테나를 프린트 기판에 일체로 설치하고 스위칭 장치로 두개의 모노폴 안테나에 번갈아 고주파 신호를 공급하고, 두개의 모노폴 안테나의 간격과 형상을 다르게 형성하여 다이버시티를 구성함으로써 페이딩 현상을 제거한다.

Description

무선 랜 카드용 안테나

제1a, b도는 종래의 모뎀카드의 전면과 뒷면이다.

제2도는 모노폴 안테나의 등가회로도이다.

제3a, b도는 본 발명에 의한 무선랜 카드용 안테나의 구조를 보이는 구조도이다.

제4도는 안테나 요소패턴, 튜닝요소패턴과 그라운드 패턴사이의 갭들의 간격조정에 의해 반사계수가 낮아지는 주파수를 설명하는 설명도이다.

제5도는 튜닝요소의 길이에 따라 안테나요소의 반사계수가 낮아지는 상태를 설명하는 설명도이다.

제6a도 및 b도는 본 발명에 의한 안테나의 다른 실시예이다.

제7a도 및 b도는 본 발명에 의한 안테나의 또 다른 실시예이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5, 6, 7 : 마이크로 스트립 라인 10 : 안테나

11, 11' : 갭 13, 14 : 안테나요소

16, 17 : 갭 21, 22 : 튜닝요소

23, 24 : 튜닝요소 패턴 41, 42 : 비아홀

50 : 고주파 회로부 60 : 베이스 밴드 회로부

100 : 프린트 기판 110 : 그라운드 패턴

본 발명은 무선 랜 카드용 안테나에 관한 것으로, 특히 휴대용 무선 통신기에 사용되는 무선 랜 카드용 안테나를 프린트 기판의 양쪽 모서리에 형성하여 다이버시티를 구성하여 전파의 세기가 위치에 따라 변화하는 페이딩을 방지하는 무선 랜 카드용 안테나에 관한 것이다.

노트 북 PC 및 일반 PC의 모뎀카드는 무선통신을 할 수 있도록 ISDN 및 PSTN에 접속할 수 있는 단자에 본체 무선 모뎀을 설치하여 상기 모뎀 카드와 본체 무선 모뎀사이에 무선통신을 수행한다.

이와 같이, 모뎀카드와 본체 무선모뎀 사이에 무선통신을 수행하기 위하여 제1도에 도시된 바와 같이 모뎀카드에는 안테나를 설치한다. 제1a도는 모뎀카드의 전면이고, 제1b도는 모뎀카드의 뒷면이다.

도시된 바와 같이, 종래의 안테나(10)는 비아홀(Via Hole)을 통해 전면과 뒷면이 서로 연결된 상태로 되며, 프린트 기판 뒷면에 부착된 칩 캐패시터(50)를 통해 전원으로부터 급전되는 모노폴 안테나이다. 이것의 간단한 등가회로는 제2도에 도시된 바와 같이 고주파전원(26)에서 공급되는 신호를 아테나(25)를 통해 공중으로 방사하는 장치와 같다.

그런데, 이와 같은 종래의 안테나는 다중경로 전파 간섭효과로 인하여 파장의 1/4배수되는 지점에서 전파가 약해지는 페이딩현상이 발생하여 전파의 전파상태에 따른 수신전계 강도가 시간적으로 변화하여 파장의 1/4배수 지점에 본체 무선 모뎀이 존재하는 경우에 통신상태가 나빠진다. 또한, 무선 시스템에서는 송신신호가 여러 경로를 통하여 수신기에 도달되기 때문에 지표면에서의 반사파와 직접파의 간섭이 있을 수 있으며, 건물의 벽이나 지나가는 반사파 등도 간섭을 일으키는 요인이 된다. 특히 실내 공간에서는 다중 반사파로 인해 정재파가 형성되어 이 지역을 이동하는 경우 주기적인 페이딩 현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다중 경로 전파 간섭효과로 인한 페이딩 현상을 방지하는 무선 랜 카드용 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 한 쌍의 모노폴 안테나를 프린트기판에 일체로 설치하고 두 개의 모노폴 안테나의 간격과 형상을 다르게 형성하여 다이버시티를 구성함으로서 페이딩현상을 제거하는 무선랜 카드용 안테나를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 장치는 고주파신호를 송수신하는 무선 랜 카드용 안테나에 있어서, 각각 상기 무선 랜 카드의 고주파신호 송수신을 위한 고주파회로부가 인쇄된 프린트기판과 일체로 형성되고, 그 양면에 그라운드패턴과의 사이에 소정 갭을 갖도록 도전성 패턴이 인쇄되고, 상기 양면에 인쇄된 도전성패턴은 양면을 관통하는 다수이 비아홀을 통해 전기적으로 연결되어 이루어진 두 개의 안테나 요소와, 상기 프린트기판 상에 형성되고, 두 안테나요소 각각의 한쪽 면에 형성된 도전성패턴에 마이크로스트립라인을 통해 연결되어 상기 무선 랜 카드용 고주파 회로부에서 공급되는 고주파신호를 마이크로 스트립라인을 통해서 두 안테나 요소에 교대로 공급하는 스위칭회로부로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

제3a, b도에 본 발명에 의한 무선랜용 안테나의 일실시예를 보이는 구조도가 도시되는데, 제3a도는 무선랜용 안테나의 전면도이고, 제3b도는 무선랜용 안테나의 후면도이다.

본 발명에 의한 안테나는 송수신회로가 인쇄된 모뎀 카드의 프린트 기판(100)에 일체형으로 형성된다. 즉, 프린트 기판(100)의 윗쪽에 기판(100)과 안테나 다이버시티를 구성하는 안테나 요소(13,14)는 그 하단부가 각각 프린트기판(100)의 양쪽 모서리에 연결되는 F자와 역F자 모양으로 형성된다. 안테나 요소(13,14)의 앞, 뒷면의 표면에는 얇은 도전성 패턴이 부착되어 있으며, 비아홀(41)들에 의해 앞면과 뒷면이 전기적으로 도통상태로 된다.

안테나 요소(13,14)의 밑면과 가운데 가지부분은 프린트기판과 연결되어 일체로 형성되지만 그 표면의 패턴은 연결되지 않는다. 윗면에서는 튜닝 요소(21,22)까지 연장되어 덮여 있는 패턴(23,24)가 소정 갭(11)을 이루고 있으며, 뒷면에서는 그라운드패턴(110)과 소정 갭(11')을 이루고 있다.

안테나 요소(13)와 안테나 요소(14) 사이의 거리는 2.4MHz 주파수 파장의1/4간격을 유지하고 있으므로 간격 다이버시티(Space Diversity)를 구성할 수 있으며, 모뎀카드의 전체 그라운드패턴과 안테나 요소(13,14)의 패턴을 갭캐패시터로 연결하였고, 이 패턴간의 간격을 이용한 갭 캐패시터를 조정하여 안테나 동작 주파수를 저하시킬 수 있다.

또한 상기 갭들(11,11')의 간격을 조정함으로써 제4도에 도시된 바와 같이, 안테나요소(13,14)의 반사계수를 낮출 수 있고, 그 낮아지는 주파수도 변화시킬 수 있다.

앞면에서 안테나 요소(13,14)의 'F자와, 역 F자의 중간 가지 부분은 마이크로스트립 라인(6,7)을 통해 스위칭회로부(80)에 연결된다. 여기서 마이크로스트립 라인(6,7)은 50Ω이 되도록 형성된다. 뒷면에서 안테나 요소(13,14)의 F자와 역 F자의 중간 가지 부분은 그라운드 패턴(110)과 소정갭(16,17)을 이루게 형성된다.

안테나 요소(13,14)의 길이는 λ/4이며, F자와 역F자의 형태로 윗쪽 좌, 우 두 모서리에 형성되어 전파가 좌, 우 양쪽으로 방사되도록 형성된다.

튜팅요소(21,22)는 안테나 요소(13,14) 아래에 형성된 돌기로 되어 있으며, 그 길이에 따라 제5도에 도시된 바와 같이 안테나 요소(13,14)의 반사계수가 낮아지는 주파수를 변화시켜 안테나의 공진 주파수가 낮아지게 할 수 있다.

튜닝요소(21,22)의 뒷면은 그라운드 패턴(110)과 연결된 패턴으로 덮여있으며, 비아홀(42)에 의해 윗면의 패턴과 뒷면의 그라운드 패턴이 연결된다.

상기 스위칭 회로부(80)는 마이크로 스트립 라인으로 형성된 마이크로스트립라인으로 형성된 급전선(5)에 의해 고주파 회로부(50)와 연결되어, 고주파회로부(50)의 제어부에서 공급되는 제어신호에 의해 좌측 안테나 요소(13)로 고주파 신호를 공급하거나 우측 안테나 요소(14)로 공급하거나 한다.

고주파 회로부(50)의 아래에는 베이스 밴드 회로부(60)가 배치되며, 아랫쪽 단부에 컨넥터부(70)가 배치된다.

따라서, 좌측 안테나 요소(13)와 우측 안테나 요소(14)가 교대로 전파를 방사함으로써 서로 다른 전파방향을 갖는 안테나들이 전파를 방사할 때 발생할 수 있는 각각의 페인딩현상이 겹쳐서, 결과적으로 주기적으로 신호의 세기가 약해지는 페이딩현상이 방지된다.

제6a, b도에 본 발명에 의한 안테나의 다른 실시예가 도시된다.

제6a도는 프린트 기판의 앞면을 도시하며, 제6b도는 프린트 기판의 뒷면을 도시한다. 여기서 제3도에 도시된 부분과 동일한 부분은 동일한 부호를 붙여 설명하며, 약간의 변형이 가해진 부분은 구분이 가능하도록 다른 부호를 부여한다.

본 실시예와 앞서 설명한 실시예의 차이점은 좌,우의 안테나 요소(131,141)가 각각 F자와 역F자가 아니라 ㄱ와 역ㄱ자 모양이며, 안테나 요소(131,141)의 윗쪽 단부가 급전선(61,71)에 의해 스위칭회로부(80)에 연결되어 고주파 신호를 공급받는다는 점이다.

제7a, b에 본 고안에 의한 안테나의 또 다른 실시예가 도시된다.

제7a도는 프린트 기판의 앞면을 도시하며, 제7b도는 프린트기판의 뒷면을 도시한다. 여기서 제3도에 도시한 부분과 동일한 부분은 동일한 부호를 붙여 설명하며, 약간의 변형이 가해진 부분은 구분이 가능하도록 다른 부호를 부여한다.

본 실시예와 앞서 설명한 실시예의 차이점은 좌측 안테나 요소(132)는 첫번째 실시예와 동일한 F자이지만, 우측 안테나요소(142)는 두 번째 실시예와 동일한 ㄱ자 모양이라는 점이다.

좌측 안테나 요소(132)는 F자의 중간 가지 부분이 마이크로 스트립 라인(6,7)을 통해 스위칭 회로부(80)에 연결된다.

우측 안테나 요소(142)는 ㄱ자 모양이며, 안테나 요소(142)의 윗쪽 단부가 급전선(61,71)에 의해 스위칭 회로(80)에 연결되어 고주파 신호를 공급받는다.

즉, 앞서 설명한 제3도 및 제6도에 보인 실시예에서는 두 안테나요소를 같은 모양(즉, F자형상 또는 ㄱ자형상)이지만, 좌, 우측에 배치를 달리하여 그 전파방식 방향이 달라지도록 한 것이며, 상기 제7도에 도시한 안테나는 두 안테나요소의 배치 뿐만 아니라 형상을 달리하여, 그 전파방향을 다르게 한 것이다.

제7도에 보인 실시예의 안테나도 앞서와 마찬가지로 마이크로 스트립 라인(62,72)은 50Ω이 되도록 형성된다.

이상 설명한 바와 같이 프린트 기판의 양쪽 모서리에 안테나 요소를 형성하지만, 안테나 요소와 안테나 요소 사이의 거리가 2.4MHz 주파수 파장의 1/4 간격을 유지하고 있으므로 간격 다이버시티(space Diversity)를 구성할 수 있으며, 두 안테나 요소의 배치와 모양을 서로 다르게 함으로서 패턴 다이버시티도 가능하고, 제7도에 도시한 바와 같이 간격 다이버시티와 패턴 다이버시티가 혼합된 상태로 구성도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 모뎀카드의 전체 그라운드와 안테나 요소사이의 간격을 이용한 갭 캐패시터를 조정하여 안테나 동작 주파수를 저하시킴으로써, 안테나 소형화를 이룰 수 있고, 튜닝요소를 설치하여 안테나 동작 주파수를 미세하게 조정할 수 있다.

Claims (4)

1. 고주파신호를 송수신하는 무선 랜 카드용 안테나에 있어서, 각각 상기 무선 랜 카드의 고주파신호 송수신을 위한 고주파회로부가 인쇄된 프린트기판과 일체로 형성되고, 그 양면에 그라운드패턴과의 사이에 소정 갭을 갖도록 도전성 패턴이 인쇄되고, 상기 양면에 인쇄된 도전성패턴은 양면을 관통하는 다수의 비아홀을 통해 전기적으로 연결되어 이루어진 두 개의 안테나 요소와, 상기 프린트기판 상에 형성되고, 두 안테나요소 각각의 한쪽 면에 형성된 도전성패턴에 마이크로스트립라인을 통해 연결되어 상기 무선 랜 카드의 고주파 회로부에서 공급되는 고주파신호를 마이크로 스트립라인을 통해서 두 안테나 요소에 교대로 공급하는 스위칭회로부로 이루어짐을 특징으로 하는 무선 랜 카드용 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 두 개의 안테나 요소는 F자와 역F자, ㄱ자와 역ㄱ자, F자와 ㄱ자 중 어느 한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 카드용 안테나.
3. 제1항에 있어서, 상기 무선 랜 카드용 안테나는 상기 두 안테나 요소들이 형성된 프린트기판의 단부를 돌기 형태로 돌출시키고, 그 표면에 도전성패턴을 인쇄하여된 튜닝요소를 구비하고, 상기 튜닝요소의 돌출길이에 따라 상기 안테나 요소들의 반사계수가 낮아지는 주파수가 변화되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 카드용 안테나.
4. 제1항에 있어서, 상기 두 안테나요소사이의 중심은 상기 안테나 동작주파수 파장의 1/4 간격만큼 떨어져 있음을 특징으로 하는 무선 랜 카드용 안테나.