KR100372869B1 - 판형 헬리컬 안테나 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 외장형 및 내장형으로 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 판형 헬리컬 안테나에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 판 상에 홀(hole) 및 도선을 통해 헬리컬(helical) 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 유전체로 이루어진 판; 상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및 상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.

Description

판형 헬리컬 안테나{Helical Antenna}

본 발명은 판형 헬리컬 안테나(Helical Antenna)에 관한 것으로, 특히 외장형 및 내장형으로 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 판형 헬리컬 안테나에 관한 것이다.

셀룰라 이동통신, 개인휴대통신(PCS : Personal Communication System), 차세대 이동통신(IMT-2000) 등의 무선통신 시스템에 이용되는 안테나에는 모노폴 안테나, 반파장 다이폴 안테나, 휩 안테나, 노말모드 헬리컬 안테나, 구형 루프 안테나, 역 F형 안테나, 판형 역 F형 안테나, 마이크로 스트립 안테나, 공선형 어레이 안테나 등이 있다.

이러한 안테나 중에서 휴대폰 등의 무선통신 단말기에서 특히 많이 사용되는 헬리컬 안테나에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 도 1c 는 일반적인 헬리컬 안테나에 대한 일예시도이다.

도 1a 에서는 일반적인 헬리컬 안테나를 보여주고 있으며, 도 1b 및 도 1c 에서는 헬리컬 안테나의 지향성을 보여주고 있다.

헬리컬 안테나는 나선형 도선의 안테나로 회전수, 치수에 따라 지향성이 다른데 축방향으로 날카로운 지향성이 얻어지는 경우(도 1b)와 전혀 다른 축방향과 직각 방향으로 8자 지향성이 얻어지는 경우(도 1c)를 이용한다.

도 1a 에 보여지는 접지판은 임피던스 정합용이다.

도 1b 의 경우는 초단파대의 무선 통신(특히 인공 위성의 추미 등)에 많이 쓰였으며, 도 1c 의 경우는 텔레비전 전파의 송신에 이용되었다.

또한, 근래에 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 무선통신 단말기에 폭넓게 이용되고 있다.

이러한 헬리컬 안테나는 그 구성에 있어 구리 선(Copper Wire)를 이용하여 스프링 형태로 헬리컬 안테나를 제작할 수도 있고,안테나에 홈을 파서 헬리컬 안테나를 제작할 수도 있다.

도 2a 및 도 2b 는 종래의 헬리컬 안테나에 대한 구성예시도이다.

도 2a 에서는 휴대폰에 구비되는 헬리컬 안테나를 보여주고 있다. 이는 전기적으로 λ/4의 길이를 갖는 스프링 형태로 된 코일(21)로 구성되고, 코일(21)의 외부에는 플라스틱 계열의 비전도성 물질로 코팅하여 헬리컬 보호부(22)를 구성한다. 그 외부에 λ/4 휩이 접속되어 있다.

도 2b 에서는 안테나를 구성하기 위해 홈을 파고 그 위에 구리선을 입혀 헬리컬 안테나를 이룬 모습을 도시하고 있다.

도 2a 및 도 2b 에서 보여지는 바와 같은 형태로 무선통신 단말기에서 헬리컬 안테나가 이용되고 있었다.

그런데, 종래의 스프링형 헬리컬 안테나는 회전수, 간격, 피치 등을 이용하여 특성을 제어하는데 이러한 회전수, 간격, 피치 등의 조절이 쉽지 않아 특성 편차가 심해 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 스프링형 헬리컬 안테나는 내장이 불가능하며 연결 단자(connection terminal)가 필요하여 무선통신 단말기의소형화 추세에 발맞추기 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 홈형 헬리컬 안테나는 그 제작에 있어 주파수 대역을 맞추어 원활한 통신이 이루어지도록 하여야 하나 홈을 판다는 자체에 있어서 동일한 특성을 갖는 안테나를 다시 제작하는 재연성이 문제가 되고 있으며, 수율이 떨어지게 된다.

또한, 상기한 스프링형 헬리컬 안테나와 마찬가지로 내장이 불가능하며 연결 단자(connection terminal)가 필요하여 무선통신 단말기의 소형화 추세에 발맞추기 어려운 문제점이 있었다.

무선통신 단말기에 많이 쓰이는 다른 형태의 안테나로 상기한 마이크로 스트립 안테나 즉, 칩 안테나가 있는데 이러한 칩 안테나는 세라믹 적층 기술을 이용하여 안테나 특성을 구현하는 것으로,내장이 가능하나 일반적인 헬리컬 안테나에 비해서도 특성(bandwidth, gain 등)이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 판 상에 홀(hole) 및 도선을 통해 헬리컬(helical) 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 피시비(PCB : Printed Circuit Board) 상에 쓰루홀(through hole) 및 스트립 라인을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 목적이 있으며, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 세라믹 등과 같은 유전체층 상에 비아홀(via hole) 및 전극을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 다른 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1c 는 일반적인 헬리컬 안테나에 대한 일예시도.

도 2a 및 도 2b 는 종래의 헬리컬 안테나에 대한 구성예시도.

도 3 은 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 일실시예 구성도.

도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 헬리컬 안테나의 일실시예 배치도.

도 5 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 이실시예 구성도.

도 6 은 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 삼실시예 구성도.

도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 사실시예 구성도.

도 8a 내지 도 8d 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 오실시예 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

301 : 기판 302 : 상측 안테나 도선

303 : 하측 안테나 도선 304 : 홀

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서, 서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 유전체로 이루어진 판; 상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및 상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선;을 포함하여 이루어져, 상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은 상기 판에 분할된 형태의 다수의 나선형 안테나 소자를 직렬로 연결하여 구성한 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 판은, 프린트 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)으로 구성된 판, 세라믹을 재료로 이용하여 적층형태로 구현한 세라믹 층으로 구성된 판, 또는 무선통신을 위한 회로를 구성한 판중에서 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

본 발명인 외장형 및 내장형으로 이용 가능한 평판(Plate)형 헬리컬 안테나는 PCB 상에 쓰루홀(through hole) 및 구리(Copper) 또는 구리에 금을 입힌(gold coated Copper) 스트립 라인을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하거나, 세라믹 재료 상에 비아홀(via hole) 및 은(Ag), 은-팔라듐(Ag-Pd) 또는팔라듐(Pd) 전극을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현한다.

도 3 은 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 일실시예 구성도이다.

본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나는, 기판(301), 상측 안테나선(302) 및 하측 안테나선(303)을 포함하며, 기판(301)은 상측 안테나 도선(302)과 하측 안테나 도선(303)을 연결시키기 위한 홀(hole, 304)을 포함한다.

이때, 기판(301)은 1~150의 유전율을 갖는 유전체로 이루어지며, 상측 안테나 도선(302)과 하측 안테나 도선(303)은 배열되는 위치에 따라 구분된 것이다.

이와 같은 판형 헬리컬 안테나가 도 3 에 도시되어 있는데, 이는 도면에서 보여지는 바와 같이 기판(301)의 상면과 하면에 홀(Hole, 304)을 뚫어 연결한 후 안테나 도선(302, 303)이 상면과 하면에 번갈아 형성, 연결되어 헬리컬 형태를 구성하여 안테나 역할을 하게 된다.

이를 무선통신 단말기에 적용함에 있어서는 단말기 회로 기판에 연이어 안테나를 구성하는 형태를 생각하면 된다. 즉, 단말기의 내부에 위치하는 회로 기판에 회로가 구성되고 거기에 연결되어 안테나가 구성되는 것이다. 따라서, 단말기의 내부에서 안테나까지의 연결을 보다 쉽게 처리할 수 있으면서 기판의 안쪽과 바깥쪽을 이어가며 처리하여 헬리컬 안테나의 특성을 갖도록 하고 있다.

이러한 형태로 안테나를 구성하는데 있어, 첫번째 방식이 상기한 PCB 기판 상에 구리(Copper) 등의 스트립 라인을 이용하는 것이고, 두번째 방식이 유전율이 1~150인 세라믹 재료 상에서 은(Ag) 전극 등을 이용하여 적층시키는 것이다.

두번째 방식에 대해 좀 더 설명하면 하나의 기판을 형성하는 세라믹 재료에안테나를 형성시키기 위해 안테나를 이루는 요소를 적층시키어 이루어지므로 재료의 안쪽과 바깥쪽에 도면에 보여지는 바와 같이 패턴(Pattern)을 형성하고 상기한 바와 같이 비아홀(via hole)을 통해 이들을 연결하는 방식이 있을 수 있으며, 세라믹 재료에 적층하는데 있어 한면으로만 적층이 가능하다면 세라믹 재료로 이루어지는 기판을 두 개를 만든 후 한 기판에 하나의 라인만 형성하여 두개의 기판을 서로 연결시켜 버리는 것이다. 즉, 도면에 보여지는 빗금친 부분을 하나의 기판에 형성하고, 다른 기판에는 점선 부분을 형성한 후 각 안테나 부분의 끝을 홀을 통해 연결하게 되는 것이다. 이를 통해 헬리컬 안테나와 같은 특성을 갖는 안테나를 형성할 수 있다.

또한, 세라믹 재료를 차례로 적층시킨다고 하면 세라믹 재료 상에 도면에 도시된 점선 부분의 패턴(Pattern)을 형성하며 그 위에 세라믹 재료를 다시 올리고 안테나를 연결하기 위해 비아홀을 형성, 전극을 충진(via filling)하여 올려진 세라믹 재료의 비아홀 사이인 도면의 빗금 부분에 안테나의 요소를 적층하게 되는 것이다.

도 4a 내지 도 4c 는 본 발명에 따른 헬리컬 안테나의 일실시예 배치도이다.

도 4a 에서는 도면에 도시된 바와 같이 안테나를 회로 기판에 세로 형태로 연결한 모습이다. 외장형에 보다 잘 나타날 수 있는 형태로, 이의 구성은 초기에 기판을 형성하는데 있어 안테나까지 감안하여 도면에 도시된 바와 같이 형성할 수도 있고, 안테나와 회로 기판을 각각 제작한 후 이를 연결할 수도 있다.

도 4b 에서는 내장할 수 있도록 안테나를 회로 기판에 가로 형태로 연결한모습이다.

도 3 에 나타나는 본 발명에 따른 안테나가 빗금친 안테나 영역의 좌측 또는 우측을 시발점으로 하여 구성되는 것이다.

도 4c 에서는 회로기판의 한쪽면에 안테나 영역을 두 개 둔 후, 한측에는 안테나를 구성하고, 다른 한측에는 그라운드를 구성하게 된다. 이는 내장형으로 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 그라운드로 인해 안테나의 이득(gain)이 좋아지게 된다.

도 5 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 이실시예 구성도로서, 제 1 안테나 소자(311) 및 제 2 안테나 소자(312)로 구성된 다수의 서로 다른 헬릭스형 안테나 소자 사이의 직렬 연결 방식을 도시한다.

상기한 도 3 에 보여지는 본 발명에 따른 안테나는 단일 밴드(single band)에서 사용되어 지는데 반해 도 5 에 보여지는 본 발명에 따른 안테나는 듀얼 밴드(dual band)에서 이용되어지게 된다.

이의 기본적인 구성은 도 3 에서와 마찬가지로 기판을 중심으로 안쪽과 바깥쪽에 안테나선을 구성하고 도면에 보여지는 것처럼 홀을 통해 안쪽과 바깥쪽의 안테나선을 연결하는 것이다.

그런데, 도 5 에서는 도시된 바와 같이 안테나선 사이의 간격에 변화를 다른 주파수 대역에서 안테나가 동작할 수 있도록 하고 있다. 이러한 모습을 통해 듀얼 밴드에서 이용될 수 있다는 것은 일반적인 헬리컬 안테나에 있어서도 사용하는 주파수 대역을 달리하는 경우에 충분히 보여질 수 있는 것이다.

도 5 에 도시된 바와 같이 듀얼 밴드에서 사용되는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 도 4a 내지 도 4c 와 같은 형태를 통해 외장형 및 내장형 모두에 이용될 수 있다.

또한, 도 5 에 보여지는 바와 듀얼 밴드에서 이용할 수 있을 뿐만 아니라 또 다른 변화를 주어 트리플 밴드(triple band) 등 다중 밴드(Multi-band)에서 이용될 수 있다.

또한, 이러한 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 PCB 자체에 구현되거나 세라믹 재료에 적층되어 구현될 수 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 삼실시예 구성도이다.

본 발명은 평판 형태로 헬리컬 안테나를 구현하는 것이므로 헬리컬 안테나의 특성이 잘 나타날 수 있도록 하여야 한다. 도 6 에서는 이러한 취지에 따라 본 발명에 따른 헬리컬 안테나를 구성하고 있다.

도면에서는 빗금친 부분과 실선 부분이 교차하여 나타나며 가운데 동그란 홀(hole)이 있음을 알 수 있다. 이는 빗금친 부분이 기판 위에 위치하는 안테나선의 모습이고 그렇지 않은 실선 부분은 기판의 바깥측에 위치하는 안테나선이다. 또한, 동그란 홀(Hole)은 이 빗금친 부분과 실선 부분을 연결하여 주는 통로로 연결 역할을 한다.

헬리컬 안테나는 원래 공간 상에 스프링 형태나 주 기둥에 홈을 파고 안테나선을 연결하여 이루어지는 입체적인 형태를 띄므로 이러한 헬리컬 안테나의 특성을 평판상에서 보다 잘 나타나도록 도면에 도시된 바와 같이 기판의 안쪽과 바깥쪽을 최대로 활용하게 된다.

이러한 홀의 적절한 구성에 따라 안테나의 특성이 향상된다. 즉, 기판의 안쪽과 바깥쪽을 활용하는데 있어 도면에 도시된 바와 같이 할 수도 있고, 그 이상으로 홀(Hole)의 수를 늘려 다수의 홀을 갖도록 안테나를 구성할 수도 있다.

도 6 에 보여지는 바와 같이 헬리컬 안테나가 구성될 때도 상기한 도 4a 내지 도 4c 에서 보여지는 것처럼 외장형, 내장형 등으로 안테나를 위치시킬 수 있고, 상기한 도 5 에 보여지는 것처럼 듀얼밴드 이상의 멀티밴드에 이용할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 사실시예 구성도이다.

도 7a 내지 도 7c 에서는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나에 대한 또 다른 형태의 구성을 도시하고 있다. 이는 내장형으로 쓰이는 형태이며, 도 7a 및 도 7b 는 비아홀(via hole)이 없이 평면에 구현되는 디자인이고, 도 7c 는 비아홀(via hole)이 있는 디자인이다. 특히 도 7a 내지 도 7c 에서는 무선통신 단말기인 휴대폰에서 이용하도록 구성할 수 있음을 보여주고 있다.

이러한 구성은 세라믹 재료에 적층되는 형태로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, PCB 기판 상에 스트립 라인을 형성하여 구성할 수도 있다.

도 7a 를 살펴보면 평면에 헬리컬 안테나가 구성되고 있음을 보여주고 있다.

상기한 바와 같이 이를 휴대폰에서 이용할 수 있도록 구현하고 있다. 헬리컬 안테나의 특징을 갖도록 나선형으로 구현되며, 내장형임을 감안하여 대칭형으로 구성하고 있다. 좌측에 안테나의 하단부가 위치하고 있음을 알 수 있다.

도 7b 에서는 커플링(Coupling)을 이용하는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나를 보여주고 있다. 이는 도 7a 에서 가운데 부분을 연결은 끊은 형태지만 전자기적 특성에 따라 전파의 전달이 용이함을 알 수 있다. 이 또한 일반적인 안테나에서 사용되는 특성을 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나에서 활용하고 있는 것으로 내장형임을 감안하고 있다.

도 7c 에서는 비아홀(via hole)이 있는 디자인의 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나이다. 상기한 도 3 내지 도 6 에 보여지는 본 발명에 따른 안테나를 도 7 에서 보여지는 내장형태와 결합하여 구성할 수 있음을 나타내고 있다. 특히, 도 7c 에서는 도 3 및 도 4 에서 보여지는 형태를 도 7a 및 도 7b 의 형상으로 구현하고 있다.

여기서는 PCB 기판의 안쪽과 바깥쪽에 상기한 바와 같이 안테나선을 교대로 생성하여 구현할 수도 있을 뿐만 아니라, 동일한 형태로 기판의 안쪽과 바깥쪽에 헬리컬 안테나를 구성하면서 서로 간에 홀(hole)을 통해 안테나선이 연결되도록 할 수도 있다.

도 8a 내지 도 8d 는 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나의 오실시예 구성도이다.

도 8a 내지 도 8d 에 도시된 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나는 도 7a 내지 도 7c 에 보여진 안테나가 단일 밴드(single band)에 이용되는데 반하여 다중 밴드(multi-band)에 이용될 수 있도록 구성되고 있다. 이 또한, 홀이 있는 디자인으로 구현될 수도 있고, 홀이 없이 평면에 위치하는 디자인으로 구현될 수도 있다.

도 8a 에서는 듀얼 밴드를 구현하는데 있어 안테나선 사이의 간격(a, b)을 가지고 주파수 대역을 조절하고 있음을 알 수 있다. 안테나선의 폭(☆)은 동일하다. 또한 제 1 안테나 소자(311) 및 제 2 안테나 소자(312)로 구성된 다수의 서로 다른 헬릭스형 안테나 소자 사이의 직렬 연결 방식을 도시한다.

도 8b 에서는 듀얼 밴드를 구현하는데 있어 안테나선의 폭(c, d)을 가지고 주파수 대역을 조절하고 있다. 이때, 안테나선 사이의 간격(D)은 동일하다.

도 8c 및 도 8d 에서는 도 8a 및 도 8b와 같이 안테나선 사이의 간격을 이용하거나 안테나선의 폭을 이용하여 주파수 대역을 조절하지만, 도 8a 및 도 8b와는 달리 커플링(321) 연결 방식을 이용하고 있음을 알 수 있다.도 8a내지 도 8d 에서 보여지는 듀얼 밴드의 형성은 상기한 것처럼 안테나 선 사이의 간격, 폭 등을 이용하고 있음을 알 수 있는데, 이때 듀얼 밴드 형성을 위한 간격 또는 폭의 변화는 전체적인 안테나 선 사이의 간격, 폭, 그리고 커플링 간격 등의 유기적 연계 관계를 바탕으로 이루어지게 된다.

도 8a 내지 도 8d 에서는 듀얼 밴드에 대해 설명하고 있지만 더 나아가 멀티 밴드(Multi-band)에서도 이를 이용할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 판형 헬리컬 안테나는 무선통신 시스템의 단말기에 이용될 수 있다. 이러한 무선통신 단말기가 이용되는 시스템은 상기한 바와 같이 셀룰라 이동통신 시스템, PCS 시스템 및 IMT-2000 시스템 등이 있으며 이외에도 주파수 공용 통신(TRS) 시스템, 피디에이(PDA) 등을 이용하는 무선 인터넷 시스템 등을 포함하는 여타의 무선통신 시스템에서도 활용할 수 있으며, 블루투스(bluetooth) 등과 같은 근거리 무선 데이터 통신 시스템 등에서도 이용할 수 있다.

상기한 실시예에서 보여지는 세라믹 적층 구조는 다층 구조에서만 본 발명이 활용된다는 것이 아니며, 단층 및 다층 구조에서 모두 사용할 수 있다. 또한, 도 7a, 도 7c 및 도 8d 등에 나오는 크기는 휴대폰 등에 본 발명에 따른 헬리컬 안테나가 이용될 때 가질 대략적인 값을 나타내고 있으며, 물론 이 외의 값을 가질 수도 있다.도 8a 내지 도 8d 에 있어 안테나 선 사이의 간격, 폭 등을 이용하여 밴드를 다중화하고 있는데, 이는 도 5 에 있어서도 마찬가지로 안테나 선 사이의 간격 뿐만 아니라 안테나 선의 폭을 다르게 하여 밴드를 다중화할 수 있는 것이다.이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 외장형이나 내장형으로 이용할 수 있어 안테나 이용자의 사용이 편리한 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 단일 밴드(single band) 및 다중 밴드(dual, triple or multi band)의 무선통신 단말기 안테나로 이용할 수 있어 그 적용 대상이 넓은 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 제품간 특성 편차가 작으며 생산성이 우수한 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 칩 안테나에 비해 사이즈가 작으며 특성이 우수하고 내장이 가능한 인터널 안테나(internal antenna)로 이용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 피디에이(PDA) 등을 이용하는 무선 인터넷 시스템, 셀룰라 이동통신 시스템, PCS 시스템, IMT-2000 시스템 및 주파수 공용 통신(TRS) 시스템 등을 포함하는 여타의 무선통신 시스템에서도 활용할 수 있으며, 블루투스(bluetooth) 등과 같은 기능을 이용하는 근거리 무선 데이터 통신 시스템 등에서도 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (37)

1. 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서,

   서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 유전체로 이루어진 판;

   상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및

   상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선;을 포함하여 이루어져,

   상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은 상기 판에 분할된 형태의 다수의 나선형 안테나 소자를 직렬로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
2. 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서,

   서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 프린트 회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)으로 구성된 판;

   상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및

   상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선;을 포함하여 이루어져,

   상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은 상기 판에 분할된 형태의 다수의 나선형 안테나 소자를 직렬로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

   구리 스트립 라인(Copper strip line) 또는 금을 입힌(gold coated) 구리 스트립 라인(Copper strip line) 등과 같은 금속 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 홀은,

   상기 프린트 회로 기판(PCB)에서 상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선을 연결하기 위해 형성된 홀(hole)인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 홀은,

   실질적으로 쓰루홀(through hole)인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
6. 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서,

   서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 세라믹을 재료로 이용하여 적층형태로 구현한 세라믹 층으로 구성된 판;

   상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및

   상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선;을 포함하여 이루어져,

   상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은 상기 판에 분할된 형태의 다수의 나선형 안테나 소자를 직렬로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

   은(Ag), 은-팔라듐(Ag-Pd), 팔라듐(Pd) 등의 금속 전극 중 어느 하나를 이용하여 상기 세라믹 층을 중심으로 패턴을 형성하여 적층되는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 홀은,

   상기 세라믹 층을 중심으로 서로 다른 면에 적층된 상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선을 연결시키기 위해 형성된 홀인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 홀은,

   실질적으로 비아홀(via hole)인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
10. 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서,

    서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 무선통신을 위한 회로를 구성한 판;

    상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및

    상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선;을 포함하여 이루어져,

    상기 판은 무선통신을 위한 회로가 위치하는 판으로서 안테나 소자를 따로 붙이지 않고 상기 판 상에 안테나 소자를 구현한 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    상기 판의 주변부에 돌출되도록 구성되어 상기 안테나가 외장형으로 이용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    상기 안테나가 무선통신 단말기에 내장될 수 있도록 상기 판의 주변부에 위치하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 판은,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선이 위치하는 상기 주변부와 같은 측면에 안테나의 접지 기능을 담당할 수 있도록 그라운드를 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
14. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    그 위치에 따라 선 사이의 간격 또는 선폭을 달리하여 다중 밴드의 주파수 대역에 이용될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
15. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 제2 안테나 선은,

    그 위치에 따라 폭을 달리하여 다중 밴드의 주파수 대역이 이용될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
16. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 홀은,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선에서 상기 헬리컬 안테나의 폭을 결정하는 끝단에 위치하여 안테나가 나선형으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 홀은,

    상기 헬리컬 안테나의 폭을 결정하는 끝단의 내에 적어도 하나 위치하여 안테나가 나선형으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
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19. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 다수의 나선형 안테나 소자는,

    각각이 서로 다른 안테나 폭을 이루어 다중 밴드의 주파수 대역에서 사용할 수 있는 안테나 소자인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
20. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 다수의 나선형 안테나 소자는,

    각각이 서로 다른 안테나선 간격 또는 선폭을 이루어 다중 밴드의 주파수 대역에서 사용할 수 있는 안테나 소자인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
21. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    다수의 나선형 안테나 소자로 구성되는 데 있어서 각각의 상기 나선형 안테나 소자 사이를 커플링(coupling)을 통해 연결하여 안테나의 역할을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 다수의 나선형 안테나 소자는,

    각각이 서로 다른 안테나선 간격 또는 선폭을 이루어 다중 밴드의 주파수 대역에서 사용할 수 있는 안테나 소자인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
23. 제 21 항에 있어서,

    상기 다수의 나선형 안테나 소자는,

    각각이 서로 다른 안테나 폭을 이루어 다중 밴드의 주파수 대역에서 사용할 수 있는 안테나 소자인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
24. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 판은,

    무선통신을 위한 회로가 위치하는 판인 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
25. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    상기 판의 주변부에 돌출되도록 구성되어 상기 안테나가 외장형으로 이용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
26. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선은,

    상기 안테나가 무선통신 단말기에 내장될 수 있도록 상기 판의 주변부에 위치하는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
27. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 판은,

    상기 제1 안테나선 및 상기 제2 안테나선이 위치하는 상기 주변부와 같은 측면에 안테나의 접지 기능을 담당할 수 있도록 그라운드를 위치시키고 있는 것을 특징으로 하는 판형 헬리컬 안테나.
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