KR100356196B1

KR100356196B1 - 2주파 대응 안테나 장치 및 이를 사용한 이동 통신기기

Info

Publication number: KR100356196B1
Application number: KR1019997010666A
Authority: KR
Inventors: 후쿠시마스스무; 유다나오키; 오오하라마사히로
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2002-10-12
Also published as: DE69931861T2; EP0984510A4; CN1171354C; JP3438228B2; EP0984510A1; KR20010012705A; WO1999048169A1; EP0984510B1; DE69931861D1; US6388625B1; CN1258387A

Abstract

본 발명은 휴대전화 등의 이동 통신기기에 사용되어 2개 이상의 주파수 대역에서 양호한 송수신이 가능해지는 안테나 장치에 관한 것으로, 안테나의 임피던스 특성의 조정이 용이하고, 또한 광범위한 조정도 가능하며, 더욱이 원료대 제품비율이 좋게 양산화할 수 있는 구성의 안테나 장치 및 이를 사용한 이동 통신기기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말 내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자(1)와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자(1)의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자(2)를 구비하고, 제2 안테나 소자(2)의 배설위치에 의해 안테나의 임피던스 특성을 조정 가능하게 한 구성을 갖고 있다.

Description

2주파 대응 안테나 장치 및 이를 사용한 이동 통신기기 {TWO-FREQUENCY ANTENNA DEVICE AND MOBILE COMMUNICATION UNIT}

도14는 종래의 휴대전화 등의 이동 통신기기에 사용되는 안테나 장치의 일례를 도시한 것이다. 도면에서, 102는 송수신부이고, 이것을 포위하도록 메인 하우징(main housing)(101)이 형성되어 있다. 메인 하우징(101)의 상부에는 한 쌍의 안테나 코일(103,104)이 공통 하우징(110)내에 일체로 설치되어 있다.

2개의 안테나 코일(103,104)은 동일 축상에 배설되어 있는데, 상측의 안테나 코일(103)은 2중(듀플렉스) 필터(107)를 통해 송수신부(102)의 송신부(105)에 접속되어 있고, 그리고 하측의 안테나 코일(104)은 2중 필터(107)를 통해 송수신부(102)의 수신부(106)에 접속되어 있다.

2개의 안테나 코일(103,104)의 전기적 길이는 상측의 안테나 코일(103)이 송수신부(102)의 송신주파수의 1/4파장이 되고, 그리고 하측의 안테나 코일(104)이 송수신부(102)의 수신주파수의 1/4파장이 되도록 설계되어 있다.

여기서, 송신용의 안테나 코일(103)은 수신용의 안테나 코일(104)상에 배설되어 있고, 안테나 코일(103)을 기기 본체의 금속부분 등으로부터 가능한 한 분리함으로써 양호한 송신을 할 수 있도록 형성하고 있다.

또한, 2개의 안테나 코일(103,104)은 2중 필터(107)에 대하여 공통의 피드(feed)선(108)을 갖도록 형성되어 있고, 수신용의 안테나 코일(104)을 통해 연장되는 송신용의 안테나 코일(103)의 송신 피드선 부분(108a)의 길이는 수신대역에서 오픈(open)되고 송신대역에서 2중 필터(107)와 접속되는 길이로 설계되어 있다. 또, 도면중의 109는 제2 수신 안테나이다.

따라서, 수신용의 안테나 코일(1O4)이 사용될 때에는 송신용의 안테나 코일(103)은 접속 점에 부하를 주는 일이 없게 되어, 수신용의 안테나 코일(1O4)만이 구동되게 된다. 또, 안테나 코일(103,104)은 임피던스 정합이 요구되지 않도록 50 Ω에 정합하도록 설계되어 있다.

그렇지만, 상기 종래의 구성에서는 최적의 안테나의 임피던스 특성을 얻고자 하면, 2개의 안테나 코일이 급전(給電)되고 또한 고착되어 있기 때문에, 자유롭게 2개의 안테나 코일의 위치관계를 변경할 수 없으므로, 임피던스의 조정은 좁은 범위에서만 가능하였다.

그 때문에, 기기 본체내의 고주파회로의 설계변경에 의해 2중 필터의 안테나 단자에서 본 임피던스가 변화하면, 그 변화한 임피던스에 대응하는 안테나 장치를 설계하여 고칠 필요가 있어, 기기 측의 설계변경에 신속히 대응할 수가 없었다.

또한, 양산하는 경우에도 안테나 장치의 임피던스의 불균형이 생기지 않도록 2개의 안테나 코일을 정확한 위치관계로 배설해야 함과 동시에, 2개의 안테나 코일을 전기적으로 기기 본체내의 고주파회로에 접속해야 하므로 원료대 제품비율이 좋게 양산화하는 것이 곤란한 구성이었다.

본 발명은, 안테나의 임피던스 특성의 조정이 용이하고, 또한 광범위한 조정도 가능하며, 더욱이 원료대 제품비율이 좋게 양산화할 수 있는 구성의 안테나 장치 및 이를 사용한 이동 통신기기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 휴대전화 등의 이동 통신기기에 사용되어, 2개 이상의 주파수 대역에서 양호한 송수신이 가능해지는 안테나 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 실시예1에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도2는 동 안테나 장치의 미앤더(meander) 형상의 안테나 소자의 형상도,

도3은 동 안테나 장치를 무선기에 장착한 개략 구성도,

도4a 및 도4b는 동 안테나 장치의 특성도,

도5a 내지 도5d는 동 안테나 장치의 방사 패턴도,

도6은 본 발명의 실시예2에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도7은 본 발명의 실시예3에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도8은 본 발명의 실시예4에 의한 안테나 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,

도9는 본 발명의 실시예5에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도10은 본 발명의 실시예6에 의한 안테나 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,

도11a 및 도11b는 본 발명의 실시예7에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도12a 및 도12b는 본 발명의 실시예8에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도13a 및 도13b는 본 발명의 실시예9에 의한 안테나 장치의 요부 단면도,

도14는 종래의 안테나 장치의 개략 구성도이다.

본 발명은, 그 일단이 개방되고 타단이 통신단말내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자를 구비하고, 제2 안테나 소자의 배설위치에 의해 안테나의 임피던스 특성을 조정 가능하게 한 안테나 장치이고, 배설위치를 변화시키는 것만으로 소망의 임피던스 특성을 용이하게 얻을 수 있음과 동시에 광범위한 조정을 행할 수 있고, 더욱이 대단히 간단한 구성이기 때문에 양산화가 용이한 것이다.

본 발명의 실시예의 안테나 장치는, 그 일단이 개방되고 타단이 통신단말내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자를 구비하고, 제2 안테나 소자의 배설위치에 의해 안테나의 임피던스 특성을 조정 가능하게 한 안테나 장치이며, 양 안테나 소자의 각 치수와 위치 관계를 변경함으로써 용이하게 장착하는 본체에 최적의 임피던스 특성을 실현할 수 있고, 또한 제1 안테나 소자의 외측 표면에 제2 안테나 소자를 절연 고착함으로써 안테나가 구성되기 때문에, 양 안테나 소자의 위치 결정이 비교적 용이하고, 양산에 적합한 안테나 구성을 실현할 수가 있다.

본 발명의 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 안테나 소자가 제1 주파수 대역에서 공진하는 전기길이(electrical length)를 가지며 또한 제2 안테나 소자가 제2 주파수 대역에서 공진하는 전기길이를 갖는 안테나 장치이고, 제1 안테나 소자를 제1 주파수의 1/4파장 또는 1/2파장의 전기길이로 구성하며, 제2 안테나 소자를 제2 주파수의 1/2파장의 전기길이로 구성함으로써, 2개의 주파수 대역에서 양호한 송수신이 가능한 소형 안테나를 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 안테나 소자의 전기길이보다 제2 안테나 소자의 전기길이를 짧게 함으로써, 제1 주파수 대역에 비하여 제2 주파수 대역을 높게 하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치이고, 나선형상의 제1 안테나 소자의 외측 표면에 절연상태로 고착되는 제2 안테나 소자의 소자 길이를 짧게 할 수가 있으며, 따라서 제2 안테나 소자의 배설위치의 자유도를 확대할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 안테나 소자의 전기길이보다 제2 안테나 소자의 전기길이를 길게 함으로써, 제1 주파수 대역에 비하여 제2 주파수 대역을 낮게 하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치이고, 나선형상의 제1 안테나 소자의 소자 길이를 짧게 할 수가 있기 때문에, 나선형상 소자의 피치(pitch)를 보다 확대하는 것이 가능하고, 따라서 제1 주파수 대역을 보다 확대할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 도선으로 형성됨과 동시에, 그 도선이 나선형상의 제1 안테나 소자의 중심 축과 평행이 되도록 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 제2 안테나 소자의 소자 길이와 배설 위치를 변경함으로써 안테나 장치의 임피던스 특성을 조정할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 도선으로 형성됨과 동시에, 그 도선이 나선형상의 제1 안테나 소자의 중심 축과 수직이 되도록 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 제1 안테나 소자가 직경이 크면 제2 안테나 소자의 소자 길이를 보다 길게 할 수가 있고, 따라서 제2 주파수 대역을 보다 낮게 설정할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 도선으로 형성됨과 동시에, 그 도선이 나선형상의 제1 안테나 소자의 중심 축과 임의의 각도를 갖도록 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 제1 안테나 소자와 제2 안테나 소자의 전기 결합도의 강도를 크게 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 안테나 소자 상에 제2 안테나 소자를 절연상태로 배설함으로써, 양 안테나 소자 사이의 전기 결합도를 증가시킬 수 있고, 따라서 제2 안테나 소자 상에 보다 많은 전류를 분포시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 복수의 도선으로 형성됨과 동시에, 적어도 2개의 도선이 서로 소정 각도를 유지하고서 전기적으로 접속되도록 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 제2 안테나 소자의 전기 길이를 길게 설정할 수 있어, 광범위한 임피던스의 조정가능범위를 가지는 안테나 장치를 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 복수의 도선으로 형성됨과 동시에, 적어도 1개의 도선이 복수 개소에서 복수의 도선과 각각 소정 각도를 유지하고서 전기적으로 접속되도록 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, n개의 도전성 선로를 안테나 회로의 정합회로로서 기능시켜서, 보다 광대역에서 고감도의 2주파 안테나 회로를 설계할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 미앤더(meander) 형상의 도체부를 가짐과 동시에, 그 도체부가 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 미앤더 형상의 소자 사이의 부유(浮游)용량에 의해 제2 안테나 소자의 전기길이를 신장시킬 수 있고, 결국 동일한 전기길이를 보다 짧은 안테나 소자 길이로 실현할 수 있고, 따라서 소형이고 경량인 안테나 장치를 만들 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 도전판으로 형성됨과 동시에, 그 도전판이 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 도전판의 배선위치와 크기를 변경함으로써 정보 단말내의 고주파 회로와의 정합을 취할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 제1 안테나 소자의 외주 또는 내주의 1/2주 이상의 길이를 가지는 도전판으로 형성됨과 동시에, 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면을 따라서 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 제1 안테나 소자 상의 임의의 위치에서의 제2 안테나 소자의 고정이 용이하고, 양산하기 쉬운 안테나 구성을 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자가 제1 안테나 소자의 외경보다도 큰 내경 또는 제1 안테나 소자의 내경보다도 작은 외경을 갖는 도전성의 원환(圓環)(중공원통(中空圓筒))으로 형성되고, 그 원환이 제1 안테나 소자의 외측 표면에 절연상태로 배설된 안테나 장치이고, 도전성의 원환을 상하로 위치 변경함으로써 용이하게 안테나 장치의 임피던스를 변경할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자를 복수 개 사용하고, 그것을 제1 안테나 소자 상에 배설함으로써 구성된 안테나 장치이고, 제2 안테나 소자 사이의 전자기 결합에 의해 전기길이를 보다 길게 할 수 있음과 동시에 안테나 장치의 치수 파라미터의 수를 더 증가시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자가 은, 동, 베릴륨 동, 인(燐) 청동(靑銅), 황동, 알루미늄, 니켈 또는 강철중의 적어도 1개를 포함하는 재료로 형성된 안테나 장치이고, 안테나에 요구되는 특성에 맞는 재료를 선택하여 안테나를 설계한다. 예를 들면, 방사 특성을 최우선하는 것이면 도전율이 높은 은이 최적의 재료라고 생각되고, 안테나의 강성을 중시하는 것이면 베릴륨 동, 인 청동이 최적의 재료이라고 말할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자가 그 표면을 은, 동, 베릴륨 동, 인 청동, 황동, 알루미늄, 니켈 또는 강철중의 적어도 1개를 포함하는 재료로 도금하여 형성된 안테나 장치이고, 도전율이 낮은 재료를 안테나 소자로 사용했다고 하더라도 그 표면을 사용주파수에서 요구되는 표면 두께 분만을 은 등의 도전율이 높은 재료로 도금해 놓으면 안테나 소자의 도전율은 거의 은과 같게 할 수 있음과 동시에, 부식에 강한 재료로 도금해 놓으면 도전율의 열화를 막을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자의 단면이 대략 원 형상 또는 다각형 형상을 갖는 안테나 장치이고, 예를 들면 두께가 얇은 평각(平角) 선(線)을 안테나 소자로서 사용하면 나선형상의 제1 안테나 소자의 직경을 확대할 수 있고, 그것에 의하여 주파수 대역을 확대할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자 사이를 수지 몰드함으로써 절연상태를 실현하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치이고, 제1 안테나 소자 전체를 수지재료로 몰드함으로써 제2 안테나 소자와의 절연을 실현하고, 또한 휴대 전화 낙하시의 안테나의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자의 적어도 한 쪽이 그 표면에 절연피막을 갖는 안테나 장치이고, 제1 및 제2 안테나 소자 사이의 절연을 유지하기 위한 제조공정을 생략하는 것이 가능해짐과 동시에, 제1 및 제2 안테나 소자 사이의 갭(gap)을 대단히 얇게 할 수 있기 때문에, 양 소자 사이의 전기 결합도를 증가시킬 수 있고, 또한 휴대 전화용의 한정된 안테나 스페이스 안에서 제1 안테나 소자의 직경을 최대한 확대하는 것이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면을 수지로 몰드하고, 또한 그 표면에 제2 안테나 소자의 패턴을 도금 형성한 안테나 장치이며, 제1 안테나 소자 전체를 수지재료로 몰드함으로써 제2 안테나 소자와의 절연을 실현하고, 또한 휴대 전화 낙하시의 안테나의 기계적 강도를 증가시킬 수 있음과 동시에, 제2 안테나 소자의 패턴을 도금에 의해 형성하기때문에 제2 안테나 소자의 위치의 불균형을 억제할 수 있으므로, 전기 특성의 불균형이 적은 안테나 장치를 제조할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자의 패턴을 필름 또는 유연한 얇은 판 형상의 수지 위에 도금 형성하고, 나선 형상의 제1 안테나 소자 상에 절연상태로 둘러 감아 고착함으로써 구성되는 안테나 장치이며, 제1 및 제2 안테나 소자 사이의 갭을 필름 또는 유연한 얇은 판 형상의 수지의 두께에 의해 제어할 수 있음과 동시에, 그 첩부(貼付) 위치를 자유롭게 변화시킴으로써, 제2 안테나 소자의 배설 위치를 고주파회로의 임피던스 특성에 유연하게 대응시킬 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제2 안테나 소자의 패턴을 필름 또는 유연한 얇은 판 형상의 수지 위에 도전 페이스트재(paste 材)를 인쇄함으로써 형성하고, 나선 형상의 제1 안테나 소자 상에 절연상태로 둘러 감아 고착함으로써 구성되는 안테나 장치이며, 프레스 공정이나 도금 공정의 필요가 없어 염가로 안테나 장치를 제조할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 나선 형상의 제1 안테나 소자의 내측 표면에 제2 안테나 소자가 절연상태로 배설된 것을 특징으로 하는 안테나 장치이고, 제2 안테나 소자의 선의 두께와 제1 및 제2 안테나 소자를 절연상태로 하기 위해서 필요한 양 소자 사이의 갭 분만큼 제1 안테나 소자의 직경을 확대하는 수 있고, 따라서 주파수 대역을 보다 확대할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 제1 안테나 소자의 내측을 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있으며, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제3 안테나 소자에만 급전(給電)이 행하여지고, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여지는 안테나 장치이며, 제3 안테나 소자의 신장시와 수납시의 안테나 장치의 임피던스 특성이 소망의 주파수 대역에서 거의 일치하도록 제1 및 제2 안테나 소자의 각 치수와 위치관계를 조정하여 높은 방사 특성을 실현할 수가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 제1 안테나 소자의 내측을 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있으며, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제1 및 제3 안테나 소자에만 급전이 행하여지고, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여지는 안테나 장치이며, 정보 단말내의 고주파회로와 안테나 장치와의 접속부분의 구조를 간단하게 할 수 있어, 제조가 용이하며 염가인 안테나 구성을 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는 그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태 또는 도통상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 그 상부에 제1 및 제2 안테나 소자가 일체로 형성됨과 동시에 통신 단말의 본체내를 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있고, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제3 안테나 소자에만 급전이 행하여지며, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여지는 안테나 장치이고, 제1 및 제2 안테나 소자와 제3 안테나 소자의 전자기 결합을 적게 할 수 있으며, 따라서 안테나 설계를 용이하게 할 수 있음과 동시에, 제3 안테나 소자의 신장시의 전기길이가 제3 안테나 소자의 연직(鉛直) 방향에 절연상태로 배설된 제1 및 제2 안테나 소자를 위해 길게 되기 때문에, 신장시의 안테나 장치의 방사 저항을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제3 안테나 소자가 막대 형상의 소자로 구성되는 안테나 장치이고, 인체 두부로부터 안테나를 보다 멀리 하는 것이 가능해지기 때문에 두부의 영향을 저감할 수가 있으며, 통화중의 안테나의 방사 효율을 보다 높일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제3 안테나 소자가 나선형상의 소자로 구성되는 안테나 장치이고, 제3 안테나 소자에 유연성을 갖게 할 수 있으며, 이에 따라 구부리는 방향의 힘에 강한 안테나로 할 수 있음과 동시에 제3 안테나 소자의 길이를 짧게 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 실시예의 안테나 장치는, 제1 및 제2 안테나 소자가 통신 단말의 본체 내부에 내장되어 있고 일체를 이루는 구조를 갖고 있는 안테나 장치이고, 휴대 전화를 디자인 면에서도 우수하게 할 수 있음과 동시에, 휴대 전화 낙하시에 안테나의 기계적 강도를 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 각 실시예에 관해서 도면을 사용하여 설명한다.

(실시예1)

도1은 본 발명의 실시예1에 의한 안테나 장치의 요부 단면도이고, 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 행할 수 있는 휴대 전화용의 안테나 장치이다. 동 도면에서, 1은 제1 안테나 소자로서, 절연 수지재료로 이루어지는 코어(core) 막대(4)의 표면에 도선을 나선 형상으로 둘러 감아 형성되어 있다. 이 나선 형상의 제1 안테나 소자(1)의 하단에는 휴대 전화 내부의 고주파회로와 전기적으로 접속하기 위한 동이나 동 합금으로 이루어지는 금속 플러그(plug)(3)가 형성되어 있고, 나선 형상의 도선의 일단이 땜납 등에 의해 고착되어 접합부(6)를 형성하고 있다.

그리고, 이 금속 플러그(3)가 휴대 전화 내부의 고주파회로와 전기적으로 접속됨으로써 제1 안테나 소자(1)에 신호가 급전되도록 구성되어 있다.

2a는 그 표면이 절연 피막(皮膜)된 도전재료로 이루어지는 제2 안테나 소자로서, 한쪽의 주파수의 1/2파장의 전기길이를 가지고 미앤더(meander) 형상으로 형성되어, 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 제1 안테나 소자(1)상의 소망의 위치에 배설되어 있다.

여기서, 제2 안테나 소자(2a)에서의 미앤더 형상이란 도2에 도시한 바와 같이 0도로부터 180도 사이에서 임의의 각도로 되는 각도 θ1 ~ θn과, 임의의 길이를 갖는 L1~Ln으로 구성되는 형상의 것을 말한다.

5는 캡(cap)으로, 기계적 강도 및 외관 형상의 문제 때문에 제1 및 제2 안테나 소자(1,2a)의 전체 및 금속 플러그(3)의 일부를 덮도록 설치됨과 동시에, 수납시에 휴대 전화의 본체로부터 노출하는 부분을 덮도록 설치되어 있으며, 이후의 설명에서는 이들을 일괄하여 제1 안테나 장치(7)라고 부른다.

도3은 제1 안테나 장치(7)를 휴대전화(13)의 본체(12)에 장착한 때의 회로도이다. 제1 안테나 장치(7)가 휴대전화(13)의 절연수지제의 본체(12)에 장착 고정됨과 동시에, 금속 플러그(3)가 급전선(給電線)(8)에 의해서 휴대전화(13) 내부의 스위치(9)에 접속되어, 스위치(9)를 통해 주파수 대역 A에서 동작하는 제1 무선회로(10)와 주파수 대역 B에서 동작하는 제2 무선회로(11)에 접속되어 있다. 이에 따라, 휴대전화(13)는 2개의 주파수 대역에서의 사용이 가능해진다.

도4는 동 안테나의 임피던스 특성과 VSWR 특성을 나타낸 것이다. 여기서는 GSM(890∼960MHz)/PCN(1710∼1880MHz) 대역의 2주파용 안테나로서 설계하였다. 도면으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 전체의 소망 대역에서 VSWR < 2를 실현하고 있어 대단히 우수한 방사효율을 얻을 수 있다.

또, GSM/PCN용의 안테나 이외의 2주파 안테나(예를 들면, AMPS(824∼894MHz) /PCS(1850∼1990MHz))에서도 여기에서 제안한 안테나 구성에 의해 VSWR < 2가 실현 가능한 것은 말할 필요도 없다.

도5는 동 안테나의 방사 패턴을 나타낸 것이다. 주파수는 GSM대역, PCN대역의 양단의 주파수인 890MHz, 960MHz, 1710MHz, 1880MHz로 하였다.

각 방사 패턴으로부터 방사효율를 구하면 어느 것이나 -2 dB 이상이 되어,대단히 우수한 방사효율의 안테나 장치를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실시예2)

도6은 본 발명의 실시예2에 의한 안테나 장치의 요부 단면도이고, 동 도면에서 실시예1과 같은 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

실시예1과 다른 구성은, 제2 안테나 장치(14)를 구성하는 제2 안테나 소자(2b)의 구성이고, 도시한 바와 같이 제2 안테나 소자(2b)는 표면에 절연 피막의 층을 가지는 3개의 직선 도선으로 형성되어 있다. 이 제2 안테나 소자(2b)는 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 제1 안테나 소자(1)상의 배설 위치를 조정하여 배설되어 있고, 이에 따라 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 가능하게 하고 있다.

또한, 3개의 직선 도선의 각 소자 길이나 각 소자 사이 거리를 변경하는 것에 의해서도 제2 안테나 장치(14)로서의 임피던스 특성을 조정할 수가 있다.

(실시예3)

도7은 본 발명의 실시예3에 의한 안테나 장치의 요부 단면도이고, 동 도면에서 실시예1과 같은 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시예는 실시예2에서 나타낸 나선 형상의 제1 안테나 소자(1)상에, 표면에 절연 피막의 층을 갖는 F자형의 제2 안테나 소자(2c)를 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 하는 위치에 배설함으로써, 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 행하는 것이 가능해지는 안테나 장치이다.

제2 안테나 소자(2c)의 가로축 방향의 소자 부분(2c',2c')의 길이를 각각 변화시키고, 또한 세로축 방향의 소자부분(2c")과의 교점을 변화시킴으로써 제3 안테나 장치(15)의 임피던스 특성을 조정할 수가 있다.

(실시예4)

도8은 본 발명의 실시예4에 의한 안테나 장치의 요부 단면도이고, 동 도면에서 실시예1과 같은 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시예는 표면에 절연 피막의 층을 가지고 있으며, 실시예2에서 나타낸 제1 안테나 소자(1)의 외주와 동심의 원호 형상을 가진 도체 판으로 구성되는 제2 안테나 소자(2d)를, 제1 안테나 소자(1)의 외주 상에서 또한 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 하는 위치에 끼워 넣고 고착함으로써, 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 행하는 것이 가능해지는 안테나 장치이다.

제2 안테나 소자(2d)를 용이하게 배설할 수 있으므로, 염가로 제4 안테나 장치(16)를 제조할 수가 있다.

(실시예5)

도9는 본 발명의 실시예5에 의한 안테나 장치의 단면도이고, 동 도면에서 실시예1과 같은 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시예는 실시예2에서 나타낸 나선 형상의 제1 안테나 소자(1)상에, 표면에 절연피막의 층을 갖는 원환(圓環)(중공원통(中空圓筒)) 형상의 제2 안테나 소자(2e)를 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 하는 위치에 제1 안테나 소자(1)의 상부 방향에서 삽입함으로써, 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 행하는 것이 가능해지는 제5 안테나 장치(17)이다.

본 실시예에서는 원환 형상의 도체를 제2 안테나 소자(2e)로서 사용했지만, 캡(5)의 내측에 원환의 소자 패턴을 도금 또는 인쇄함으로써 제2 안테나 소자(2e)를 형성하여도 된다.

(실시예6)

도10은 본 발명의 실시예6에 의한 안테나 장치의 단면도이고, 동 도면에서 실시예1과 같은 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시예는 실시예1에서 나타낸 나선 형상의 제1 안테나 소자(1)상에, 필름(19)상에 도금 형성된 미앤더(meander) 패턴(18)을 로울(roll) 형상으로 둘러 감아 제2 안테나 소자(2f)를 구성하고, 소망의 임피던스 특성을 얻을 수 있도록 하는 위치에 제2 안테나 소자(2f)를 배설하여 고착함으로써, 2개의 주파수 대역에서 양호한 통신의 송수신을 행하는 것이 가능해지는 제6 안테나 장치(20)를 실현하고 있다.

제1 안테나 소자(1)와 제2 안테나 소자(2f)의 갭을 필름(19)의 두께에 의해 일정하게 유지하는 것이 가능하기 때문에, 전기적 특성의 불균형이 적은 양질의 안테나를 제조하는 것이 가능해진다.

(실시예7)

도11은 본 발명의 실시예7에 의한 안테나 장치의 단면도이고, 실시예1의 제1 안테나 장치(7)에서 코어 막대(4)를 통 형상으로 형성함과 동시에 캡(5)의 선단에 구멍을 설치하여 막대 형상의 제3 안테나 소자(25)를 출입 자재로 구성하고 있다. 금속 플러그(3)의 하단부는 나사구조를 갖고 있고, 본체(12)의 상부와 나사 결합하여 제2 급전점(給電点)(26)과 전기적으로 접속되어 있다.

그 상단이 개방상태인 제3 안테나 소자(25)는 하단에 제1 접점(28), 중간에 제2접점(23)을 가지고 있으며, 상단부에는 절연 수지재료로 이루어지는 탑부(top部)(21)가 형성되어 있고, 그 이외의 전체는 절연체(22,24)로 덮여져 있다.

여기서, 도11b와 같이 제3 안테나 소자(25)가 인출되어 있는 상태에서는 제1 접점(28)과 본체(12)내에 설치된 제1 급전점(27)이 전기적으로 접속되어 제3 안테나 소자(25)에 신호가 전달된다. 또한, 도11a와 같이 제3 안테나 소자(25)가 수납되어 있는 상태에서는 제1 및 제2 급전점(27,26)의 각각과 제2 접점(23)이 전기적으로 접속되어 제1 안테나 장치(7)가 안테나로서 기능하게 된다.

(실시예8)

도12는 본 발명의 실시예8에 의한 안테나 장치의 단면도이고, 실시예7과의 상위점은 막대 형상의 제3 안테나 소자(25)의 접점이 그 하단부에 설치된 제1 접점(28)만이고 금속 플러그(3)가 본체(12)의 내부 급전선(8)과 전기적으로 접속되어 있는 구성이고, 또한 캡(5)의 기능을 본체(12)와 일체로 형성된 하우징(29)이 행하도록 하고 하우징(29)의 선단에 제3 안테나 소자(25)의 탑부(21)를 제외하는 부분의 단면 직경보다 큰 직경을 갖는 구멍을 설치하여 제3 안테나 소자(25)가 출입 자재로 되도록 구성되어 있는 점이다.

여기서, 도12b와 같이 제3 안테나 소자(25)가 인출되어 있는 상태에서는 제1 접점(28)과 제1 급전점(27)이 전기적으로 접속되어 제3 안테나 소자(25)와 제1 안테나 소자(1)의 양쪽으로 전기신호가 전달된다. 또한, 도12a와 같이 제3 안테나 소자가 수납되어 있는 상태에서는 제1 급전점(27)이 절연체(24)와 접촉하기 때문에 제3 안테나 소자(25)에는 신호가 전달되지 않고 제1 안테나 소자(1)에만 신호가 전달되어 제1 안테나 장치(7)가 안테나로서 기능하게 된다.

(실시예9)

도13은 본 발명의 실시예9에 의한 안테나 장치의 단면도이고, 실시예1의 제1 안테나 장치(7)가 금속 플러그(3)를 통해 제3 안테나 소자(25)의 선단부에 설치되어 휩(whip) 안테나(30)를 형성하고 있다. 또한 본체(12)의 상부에서 출입 자재로 되도록 금속 플러그(3)의 단면 직경 보다 큰 직경의 구멍이 본체(12)의 상부에 설치되어 있다. 도13b와 같이 휩 안테나(30)가 본체(12)에서 인출된 상태에서는 제1 접점(28)이 제1 급전점(27)과 전기적으로 접촉하여 막대 형상의 제3 안테나 소자(25)에 전기신호가 전달되어 제3 안테나 소자(25)만이 안테나로서 기능하고, 도13a와 같이 휩 안테나(30)가 수납되어 있는 상태에서는 금속 플러그(3)와 제1 급전점(27)이 전기적으로 접촉하여 제1 안테나 장치(7)에만 전기신호가 전달되어 제1 안테나 장치(7)만이 안테나로서 기능하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 적어도 2개의 주파수 대역에 있어서 양호한 송수신을 행할 수 있는 안테나를 간단한 구성으로 실현할 수 있고, 더구나 임피던스 조정 범위가 넓고 제조상 용이하고 염가로 제조할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말 내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방되어 있으며 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자를 구비하고, 상기 제1 안테나 소자 및 상기 제2 안테나 소자는 각각 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진하며, 상기 제1 주파수 대역보다 상기 제2 주파수 대역의 주파수가 높으며, 상기 제 2 안테나 소자는 미앤더 형상의 도체부를 가지며, 상기 제 2 안테나 소자의 상기 미앤더 형상의 도체부는 상기 나선 형상의 제 1 안테나 소자의 중심 축에 평행한 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 소망의 임피던스 특성의 목표치에 따라서 제2 안테나 소자가 소정의 위치에 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 2주파 대응용 안테나 장치.
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제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자가 은, 동, 베릴륨 동, 인 청동, 황동, 알루미늄, 니켈 또는 강철중의 적어도 1개를 포함하는 재료로 형성된 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자가 그 표면을 은, 동, 베릴륨 동, 인 청동, 황동, 알루미늄, 니켈 또는 강철중의 적어도 1개를 포함하는 재료로 도금되어 형성된 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자의 단면이 대략 원 형상 또는 다각형 형상을 갖는 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자 사이를 수지로 몰드하여 절연상태를 형성한 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자의 적어도 한 쪽이 그 표면에 절연 피막을 갖는 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면을 수지로 몰드하고, 또한 그 표면에 제2 안테나 소자의 패턴을 도금 형성한 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제2 안테나 소자의 패턴을 필름 또는 유연한 얇은 판 형상의 수지 상에 도금 형성하고, 나선 형상의 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 둘러 감아 고착한 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항에 있어서, 제2 안테나 소자의 패턴을 필름 또는 유연한 얇은 판 형상의 수지 상에 도전 페이스트재(paste材)로 인쇄 형성하고, 나선 형상의 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 둘러 감아 고착한 2주파 대응용 안테나 장치.
그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말 내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 제1 안테나 소자의 내측을 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있으며, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제3 안테나 소자에만 급전(給電)이 행하여짐과 동시에 스위치수단을 통해 제3 안테나 소자에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진시키고, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여짐과 동시에 상기 스위치수단을 통해 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자에 의해 각각 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진시키는 것을 특징으로 하는 2주파 대응용 안테나 장치.
그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말 내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 제1 안테나 소자의 내측을 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있으며, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제1 및 제3 안테나 소자에만 급전이 행하여짐과 동시에 스위치수단을 통해 제3 안테나 소자에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진시키고, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여짐과 동시에 상기 스위치수단을 통해 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자에 의해 각각 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진시키는 것을 특징으로 하는 2주파 대응용 안테나 장치.
그 일단이 개방되고 타단이 통신 단말 내의 고주파회로와 전기적으로 접속되는 나선 형상의 제1 안테나 소자와, 그 양단이 개방됨과 동시에 제1 안테나 소자의 외측 표면 또는 내측 표면에 절연상태로 배설된 제2 안테나 소자와, 그 상부에 제1 및 제2 안테나 소자가 일체로 형성됨과 동시에 통신 단말의 본체내를 미끄럼 이동 가능하게 배설된 제3 안테나 소자를 가지고 있고, 제3 안테나 소자의 신장시에는 제3 안테나 소자에만 급전이 행하여짐과 동시에 스위치수단을 통해 제3 안테나 소자에 의해서만 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 공진시키고, 수납시에는 제1 안테나 소자에만 급전이 행하여짐과 동시에 상기 스위치수단을 통해 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자에 의해 각각 제1 주파수 대역 및 제2 주파수대역에서 공진시키는 것을 특징으로 하는 2주파 대응용 안테나 장치.
제21항 내지 제23항중 어느 한 항에 있어서, 제3 안테나 소자가 막대 형상의 소자로 구성되는 2주파 대응용 안테나 장치.
제21항 내지 제23항중 어느 한 항에 있어서, 제3 안테나 소자가 나선 형상의 소자로 구성되는 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항 또는 제21항 또는 제22항에 있어서, 제1 및 제2 안테나 소자가 통신 단말의 본체 내부에 배설된 2주파 대응용 안테나 장치.
제1항 또는 제21항 또는 제22항 또는 제23항에 기재된 2주파 대응용 안테나 장치를 탑재한 이동 통신기기.