KR100328249B1 - 일체형 안테나 듀플렉서 - Google Patents

일체형 안테나 듀플렉서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신용 무선 단말기에 있어서, 송신단(Tx) 및 수신단(Rx)을 갖는 듀플렉서내에 안테나단(AT)을 일체로 구현한 일체형 안테나 듀플렉서 (monblock type antenna duplexer)에 관한 것으로 그 목적은, 단말기용 부품의 소형화를 이루도록 하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 표면에 전극(12)이 형성되고 일측으로 안테나단을 위한 돌출부(20)를 갖는 유전체블록(10)과, 상기 유전체블록(10) 및 돌출부(20)내에 관통 형성되는 복수의 공진기홀(32)및 안테나홀(34)과, 상기 유전체블록(10)의 일측면(10c) 양측에 형성된 입,출력 전극(40a)(40b)과, 상기 유전체블록(10) 하면(10b)의 홀(32)(34) 입구 주변에 형성되어 송,수신단 및 안테나단을 구현하는 복수의 결합전극(50)으로서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라서, 단말기 부품의 소형화는 물론, 단말기 자체의 소형화도 용이하며, 결국 단말기의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Description

일체형 안테나 듀플렉서{monoblock type antenna-duplexer}
본 발명은 초고주파 대역에서 사용되는 이동통신 단말기용 일체형 안테나 듀플렉서(monoblock type antenna - duplexer)에 관한 것으로 보다 상세히는, 단말기의 선단 안테나(antenna)및, 상기 안테나를 통하여 수신과 송신을 동시에 수행하는 듀플렉서를 하나의 유전체블록내에 구현함으로써, 단말기용 부품의 초 소형화가 용이하며, 특히 세트화하여 부품 설치 및 조립이 용이하게 수행되는 한편, 부품수의 감소로 제조원가를 절감할 수 있도록 한 일체형 안테나 듀플렉서에 관한 것이다.
현재 사용이 급증하고 있는 이동통신용 단말기에 있어서는, 일반적으로 초고주파신호를 송,수신하기 위한 하나의 안테나와, 상기 안테나를 통하여 주파수 신호를 송, 수신토록 하는 듀플렉서(duplexer)를 설치하는데, 이와 같은 듀플렉서는 송, 수신 전파를 분리하기 위한 필터로서 송신단 필터와 수신단 필터 및, 정합회로 (Matching Circuit)로서 구성되며, 이때 상기 수신단 필터는 수신 및 송신 주파수에 대해 통과 및 저지특성을 갖으며, 이와 반대로 상기 송신단 필터는 송신 및 수신주파수에 대하여 통과 및 저지특성을 갖도록 구성된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 종래의 듀플렉서에 있어서는, 공진기홀을 갖는 분리형 유전체블록으로 구현되는 다수의 공진기로서 송,수신단(Tx)(Rx) 필터와 정합회로를 구현하는 캐패시터로서 구성되었으나, 이와 같은 각각의 공진기를 사용하는 경우 부품 소형화가 어렵게 됨으로써, 현재에는 이동통신 단말기의 초 소형화에 부응하기 위하여, 하나의 유전체록내에 송,수신단 필터를 구현하는 일체형 듀플렉서의 사용이 일반화되고 있다.
한편, 무선 단말기에 주파수 송,수신을 가능토록 하는 듀플렉서와 함께 사용하는 안테나에 있어서는, 일반적으로 막대형(mono pole) 안테나와 나선형(helical) 안테나의 사용이 일반적인데, 이와 같은 안테나들은 상기 듀플렉서에 형성된 안테나단자에 연결 접속되어 사용되고 있으나, 분리된 상태의 상기 안테나는 단말기의 소형화에 커다란 장애요소가 되고 있는 문제가 있는 것이다,
이에더하여, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, 안테나 자체의 소형화를 위한 표면 실장형(SMD) 안테나가 Kazunari 에 의해 미국특허 5668557 (1997.11.09) 호등에서 개시되고 있으나, 상기와 같은 표면 실장형 안테나에 있어서는 안테나 특성에 대한 여러 문제점을 갖고 있어 상용화의 어려움이 있어 무선단말기에 사용되는 안테나 자의 부품 소형화에는 많은 문제점들이 있는 것이다.
본 발명은 상술된 종래의 문제점들을 개선시키키 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 단말기의 선단 안테나 및 상기 안테나를 통하여 수신과 송신을 동시에 수행하는 듀플렉서를 하나의 유전체블록내에 구현함으로써, 단말기용 부품의 초 소형화가 용이하며, 특히 세트화하여 부품 설치 및 조립이 용이하게 수행될 수 있는 한편, 부품수의 감소로 제조원가를 절감할 수 있는 일체형 안테나 듀플렉서를 제공하는 데에 있다.
도 1은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서를 도시한 정면 사시도
도 2는 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서를 도시한 배면 사시도
도 3의 (a) 및 (b) 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서에 있어서, 안테나단의 개방면 및 안테나전극을 도시한 정면 사시도
도 4는 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 등가 회로도
도 5는 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 정면 사시도
도 6은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 배면 사시도
도 7은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 등가회로도
도 8은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 인쇄회로기판 설치상태를 도시한 개략 사시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1.... 일체형 안테나 듀플렉서 10.... 유전체블록
20.... 돌출부 22... 개방면
30.... 홀 32.... 공진기홀
34.... 안테나홀 40a,40b.... 입.출력 전극
50a,50b.... 결합전극 60.... 접지패턴
AT.... 안테나단 Rx.... 수신단
Tx.... 송신단
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로 서 본 발명은, 표면에 전극이 형성되며, 돌출부를 갖는 유전체블록과,
상기 유전체블록내에 관통 형성되는 복수의 홀과,
상기 유전체블록의 일측면 양측에 표면전극이 제거되어 형성되는 입,출력 전극과,
상기 유전체블록 하면의 홀 입구 주변에 형성되어 송,수신단 및 안테나단을 구현하는 복수의 결합전극으로 구성되는 일체형 안테나 듀플렉서를 마련함에 의한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서를 도시한 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서를 도시한 배면 사시도이며, 도 3의 (a) 및 (b) 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서에 있어서, 안테나단의 개방면 및 안테나전극을 도시한 정면 사시도이고, 도 4는 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 등가 회로도이다.
먼저, 도 1 및 도 2 에서 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서(1)를 도시하고 있는데, 주파수신호의 송신 및 수신을 수행하는 듀플렉서에 외부 신호를 수신 또는 외부로 신호를 송신하는 안테나를 일체형으로 구현한 것이다.
한편, 유전체블록(10)은 모노블럭(monoblock type)으로 형성되는데, 이는 개개의 공진기를 이루는 다수의 유전체블록이 듀플렉서를 이루는 것이 아니라, 상술한 바와 같이, 부품의 소형화를 위하여 하나의 블록으로 형성하는 것이며, 상기 유전체블록(10)은 대개 세라믹으로 형성되고, 상기 유전체블록(10)의 표면에는 전극 (12)이 일체로 형성된다.
또한, 상기 유전체블록(10)의 상면(10a) 중앙부분에는 무선 단말기의 선단에 위치하여 외부 주파수를 수신하고 신호를 외부로 송신하는 안테나단(AT)을 구현토록 돌출부(20)를 일체로 돌출 형성시킨다.
이때, 상기 돌출부(20)를 유전체블록(10)의 중앙에 형성시키는 이유는, 이를 중심으로 상기 유전체블록(10)의 양측으로 송신단(Rx) 및 수신단(Tx)을 구현하기 위해서이며, 상기 유전체블록(10)의 내부에는 복수의 홀(30)이 형성된다.
즉, 상기 복수의 홀(30)들은 일체형 안테나 듀플렉서(1)의 특성을 구현하는데 영향을 미치며, 보통 듀플렉서의 송신단 및 수신단(Tx)(Rx) 필터특성을 구현하는 공진기홀(32)과 안테나단(AT)을 구현하는 안테나홀(34)로서 이루어 지고, 상기 공진기홀(32)은 동축형으로 형성된다.
더하여, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 송,수신단를 구현하는 6개의 공진기홀(32a)(32b)(32c)(32d)(32e)(32f)이 구성되었지만, 실질적으로 안테나 듀플렉서(1)의 특성에 따라 그 수는 변경될 수 있으며, 상기 공진기홀 (32)은 상기 일체형 유전체블록(10)의 상.하면 (10a)(10b)을 관통하여 형성된다.
이때, 상기 안테나홀(34)은 유전체블록(10)의 돌출부(20) 상면(20a)에서 부터 유전체블록(10)의 하면(10b)까지 관통하여 일체로 형성되며, 필요에 따라 다음에 다른 실시예로 설명하겠지만, 그 수는 변경될 수 있다.
따라서, 도 1 및 도 2 에서 도시한 바와 같이, 모노블록으로 된 일체형 유전체블록(10)에는 송,수신단(Tx)(Rx)을 이루는 복수의 공진기홀(32)과 안테나단(AT)을 이루는 하나의 안테나홀(34)이 형성된다.
이에 더하여, 상기 각 공진기홀(32) 및 안테나홀(34)의 내측면에는 전극 (36)(38)이 일체로 형성되며, 이와 같은 내부전극(36)(38)은 상기 각 공진기홀(32)과 안테나홀(34)의 입구 즉, 유전체블록(10)의 하면(10b) 입구에 일정간격으로 형성되는 결합전극(coupling pattern)(50a)(50b)과 연이어 전기적으로 통하게 되는데. 실질적으로는 상기 각 홀(32)(34)의 입구 주변에 형성된 유전체블록(10)의 표면전극(12)을 제거하여 형성시킨다.
한편, 상기 공진기홀(32)의 결합전극(50a)과 안테나홀(34)의 결합전극(50b)은 공진기홀(32)을 회로적으로 결합시키는 방법인, 결합 캐패시터를 구현하여 실질적으로는 듀플렉서(1)의 송신단(Rx) 및 수신단(Tx)을 구현시키며 결국, 듀플렉서(1)의 특성을 결정하게 되고, 마찬가지로 안테나홀(34)의 결합전극(50b)도 안테나단 (AT)의 특성에 영향을 미치는 것이다.
특히, 도면에는 상세하게 도시한지 않았지만, 각 단의 특성을 조정토록 각 홀(32)(34)의 내부전극(36)(38)부분을 부분적으로 제거하여 결합 캐패시터를 구현한 경우도 있다.
계속해서. 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 돌출부(20)의 상면(20a) 및 이와 연이은 유전체블록 (10)의 측면(10d)에는, 상기 유전체 블록(10)의 표면전극(12)이 부분 제거되는 개방면(22)이 일체로 형성되는데, 이와 같은 개방면(22)으로서 안테나단(AT)의 특성을 변환시킬수 있으며, 특히 상기 개방면(22)의 내측으로 안테나전극(22a)을 형성시키면, 상기 안테나전극(22a)은 유전체블록(10)의 안네나홀(34) 내부 전극(38)과 정합되면서 안테나단(AT)의 방사특성(radiation)을 개선시킬 수 있는 것이다.
결국, 유전체블록(10)의 각 공진기홀(32)과 안테나홀(34) 및 결합전극(50a) (50b)에 의하여 안테나 듀플렉서(1)의 특성이 결정되는 것이다.
한편, 상기 듀플렉서(1)는 인쇄회로기판(80)상에 직접 실장되는 표면 실장형으로 구성되는데, 도 2 에서 도시한 바와 같이, 상기 유전체블록(10)의 일측면 (10c) 양측으로 표면전극(12)을 부분 제거하여 입,출력 전극 (40a)(40b)을 형성시킨다.
이때, 상기 입, 출력전극(40a)(40b)은 상술한 공진기홀(32)의 양끝 결합전극 (50a)과 일정간격 분리된 상태에서 결국 전극(40)과 결합전극(50b) 사이에 입,출력 캐패시터가 구현되며, 이에 따라 상기 입,출력(40a)(40b)이 인쇄회로기판(80)의 회로패턴(82a)(82b)에 접속되어 상기 안테나 듀플렉서(1)는 간단하게 표면 실장되는 것이다.
더하여, 상기 유전체블록(10)의 공진기홀(32d)(32e)(32f) 사이에는 접지전극 (60a)이 일체로 형성되는데, 상술한 바와 같이, 상기 접지전극(60a)도 유전체블록 (10)의 표면전극(12)을 부분 게거하여 형성시키고, 이와 같은 접지전극(60)은 유전체블록(10)의 측면 표면전극(12)에 연이어 형성되면서 듀플렉서(1)의 접지회로를 구현한다.
도 5 및 도 6은 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 정면 사시도 및 배면 사시도이며, 도 7은 본 발명인 일체형 안테나단 듀플렉서의 다른 실시예를 도시한 등가회로도이다.
상기 본 발명의 다른 실시예의 가장 큰 특징은, 도 5 및 도 6 에서 도시한 바와 같이, 유전체블록(10)의 돌출부(20) 상면(20a)과 유전체블록(10)의 하면(10b)까지 관통하는 두개의 안테나홀(34a)(34b)을 형성시키는 것인데, 이와 같은 경우 안테나단(AT)에서 수신 및 송신작동을 각각의 안테나홀(34a)(34b)로서 구현하는 것이며, 이와 같이 두개의 안테나홀(34a)(34b)은 안테나단(AT)의 대역폭을 보다 넓게 하는 잇점이 있다.
마찬가지로, 상기 두개의 안테나홀(34a)(34b) 내부에도 일체로 내부전극(38)이 형성되고, 그 외측으로 유전체블룩(10)의 표면에 개방면(22)이 형성되며, 이와 같은 개방면(22)은 안테나단의 특성 변화를 가능토록 한다.
한편, 상기 두개의 안테나홀(34a)(34b)의 하면(10b)측 입구 주변에는 결합전극(50b)이 각각 형성되고, 상기 결합전극(50b)은 양측으로 인접한 송,수신단 (Tx)(Rx) 공진기홀32c)(32d)의 결합전극(50a)과 정합된다.
이때, 상기 두개의 안테나홀(34a)(34b)사이에는 접지전극(60b)이 상기 유전체블록(10)의 하면(10b)에 종방향으로 형성되어 안테나단(AT)의 접지회로를 구성한다.
한편, 도 8 에서 도시한 바와 같이, 상기 일체형 안테나 듀플렉서(1)는 인쇄회로기판(80)의 송신 및 수신단 회로(82a)(82b)에 유전체블록(10)의 입, 출력 전극 (40a)(40b)이 접속되어 상기 안테나 일체형 듀플렉서(1)는 표면 실장되며, 상기 결합전극(50) 및 접지전극(60)이 형성된 블록하면(10b)에는 보호용 커버(90)가 결합될 수 있다.
이에 따라서, 상술한 본 발명의 두 실시예에서 알수 있듯이, 무선 단말기의 안테나와 듀플렉서를 하나의 부품으로 일체화하여 구성함으로써, 부품 소형화 및 단말기의 소형화에 크게 기여할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 일체형 안테나 듀플렉서는 상술한 실시예 및 도면의 구성에 한정되지 않고 통상의 당업가는 본 발명의 기술사상을 혀용하는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있음을 밝혀 두고자 한다.
이와 같이 본 발명인 일체형 안테나 듀플렉서에 의하면, 단말기의 선단 안테나(antenna)와 상기 안테나를 통하여 수신과 송신을 동시에 수행하는 일체형 유전체 듀플렉서를 하나의 유전체블록내에 구현함으로써, 부품의 초 소형화를 기여하며, 세트화하여 부품 설치 및 사용을 용이하게 하는 한편, 부품 제조원가도 절감하는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (17)

  1. 표면에 전극(12)이 형성되며, 돌출부(20)를 갖는 유전체블록(10)과,
    상기 유전체블록(10)내에 관통 형성되는 복수의 홀(30)과,
    상기 유전체블록(10)의 일측면(10c) 양측에 표면전극(12)이 제거되어 형성되는 입,출력 전극(40a)(40b)과,
    상기 유전체블록(10) 하면(10b)의 홀(30) 입구 주변에 형성되어 송,수신단 및 안테나단을 구현하는 복수의 결합전극(50)으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유전체블록(10)은 모노블록(mono-block)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유전체블록(10)은 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  4. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부(20)는 안테나단(AT)을 블록(10)내에 일체로구현하고 단말기의 선단에 위치토록 상기 유전체블록(10)의 상면(10a) 중앙부분에 돌출 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  5. 제 1항에 있어서, 상기 홀(30)은 블록(10)내에 수신단(Rx) 및 송신단(Tx)을 구현토록 하는 복수의 공진홀(32a)∼(32f)과 블록(10)내에 안테나단(AT)을 구현하여 송,수신 하는 안테나홀(34)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  6. 제 5항에 있어서, 상기 복수의 공진홀(32a)∼(32f)은 유전체블록(10)의 상,하면 (10a)(10b)을 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  7. 제 5항에 있어서, 상기 안테나홀(34)은 돌출부(20)의 상면(20a) 과 유전체블록(20)의 하면(10b)을 관통하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  8. 제 5항 또는 제 7항에 있어서, 상기 돌출부(20)의 상면(20a) 및 유전체 블록(10b)의 하면(10c)을 관통하여 형성되는 안테나홀(34)은, 송신 및 수신을 개별 수행하여 안테나단(AT)의 대역을 확대토록 두개의 안테나홀(34a)(34b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  9. 제 5항에 있어서, 상기 복수의 공진기홀(32a)∼(32f)과 안테나홀(34)은, 그내측면에 전극(36)(38)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  10. 제 1항에 있어서, 상기 결합전극(50)은 공진기홀(32)과 안테나홀(34)의 내부전극(36)(38)에 연이어 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  11. 제 1항에 있어서, 상기 돌출부(20)의 상면(20a) 및 이와 연이은 유전체블록 (10)의 측면(10c)에는 안테나단(AT)의 방사특성을 향상토록 블록(10)의 표면전극 (12)이 부분 제거되는 개방면(22)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  12. 제 11항에 있어서, 상기 개방면(22)에는 상기 안테나홀(34)의 내부전극(38)과 정합되어 안테나단(AT)의 방사특성을 향상시키는 안테나전극(22a이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  13. 제 1항에 있어서, 상기 유전체블록(10)의 결합전극(50a)(50b) 사이에 형성되는 접지전극(60)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  14. 제 13항에 있어서, 상기 접지전극(60a)은 공진기홀 결합전극(50a) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  15. 제 13항에 있어서, 상기 접지전극(60b)은 안테나홀(34a)(34b)의 결합전극 (50b)사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  16. 제 13항에 있어서, 상기 접지전극(60)은 유전체블록(10)의 양측면(10c)(10d)에 형성된 표면전극(12)과 연이어 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
  17. 제 1항에 있어서, 상기 입, 출력 전극(40a)(40b)은 그와 인접한 공진기홀 주변의 결합전극(50a)사이에 입,출력단을 구현토록 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 안테나 듀플렉서
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