KR100432100B1 - 표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 포함하는통신 장치 - Google Patents

표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 포함하는통신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 표면 실장형 안테나(1)에서는, 유전체 기판(2)의 표면에 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)이 서로 간격을 두고 형성된다. 정전용량이 발생하는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에는, 유전율 조정부재(8)가 형성된다. 이 유전율 조정부재(8)는 유전체 기판(2)의 유전율보다 작은 유전율을 가지고 있고, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 유전율은 유전체 기판(2)의 유전율보다 작으며, 이로 인해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합이 약하게 된다. 그 결과, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)의 확장 또는 유전체 기판(2)의 유전율 저하 등의 표면 실장형 안테나(1)의 소형화를 방해하는 대책 수단을 강구하지 않고도, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 억제할 수 있고, 이에 의해 안테나 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 포함하는 통신 장치{Surface-mount antenna and communication device with surface-mount antenna}
휴대용 전화기 등의 통신 장치에서, 이 통신 장치에 내장된 회로기판 상에 칩 형상의 표면 실장형 안테나가 실장되는 경우가 있다. 이 표면 실장형 안테나에는 다양한 종류가 있다. 이 표면 실장형 안테나들 중의 하나는 복공진(plural-resonance) 표면 실장형 안테나이다.
이 복공진 표면 실장형 안테나는 세라믹 또는 수지 등의 유전체로 구성되는 유전체 기판을 가지고 있고, 이 유전체 기판의 표면에는 2개의 방사전극이 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 상기 2개의 방사전극의 각 공진 주파수는, 도 10의 주파수(f1, f2)로 나타낸 바와 같이, 각각의 방사전극의 송신파와 수신파의 주파수 대역이 서로 부분적으로 중첩하도록 서로 다르게 설정되어 있다. 공진 주파수가 서로 약간 다른 상기 2개의 방사전극을 공진시킴으로써, 도 10의 실선으로 나타낸 바와 같이 주파수 특성의 복공진 상태가 나타나고, 이에 의해 표면 실장형 안테나의 송신파와 수신파의 주파수 대역의 광대역화를 도모한다.
그러나, 표면 실장형 안테나의 소형화를 도모하는 관점으로부터는, 유전체 기판의 유전율은 높이고, 아울러 2개의 방사전극 사이의 간격을 협소하게 하는 경향이 있다. 그 결과, 상기 2개의 방사전극 사이에서 발생하는 정전용량이 증대하고, 상기 2개의 방사전극 사이의 용량결합이 강해지며, 이에 의해 2개의 방사전극의 각 공진간의 상호 간섭이 발생한다. 상기 2개의 방사전극들 중의 하나가 공진하기 어렵고, 이에 의해 양호한 복공진 상태를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 표면 실장형 안테나의 박형화를 도모하는 경우에는, 상기 2개의 방사전극과 접지 사이의 각각의 간격이 협소하고, 이에 의해 방사전극과 접지 사이의 용량(프린징(fringing) 용량)이 증대한다. 프린징 용량이 상기 2개의 방사전극의 정전용량보다 상당히 크도록 이 프린징 용량의 증대가 현저한 경우에, 상술한 경우와 유사하게, 양호한 복공진 상태를 얻을 수 없다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 통신 장치에 내장된 회로기판 등에 실장되는 표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 포함하는 통신 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나를 도시하는 모형도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나를 도시하는 모형도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나를 도시하는 모형도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나를 도시하는 모형도이다.
도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 통신 장치를 도시하는 모형도이다.
도 6은 본 발명에 따른 급전측 방사전극과 무급전측 방사전극의 다른 형상의 한 예를 도시하는 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 급전측 방사전극과 무급전측 방사전극의 또 다른 형상의 한 예를 도시하는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태를 도시하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시하는 다른 설명도이다.
도 10은 복공진 표면 실장형 안테나의 주파수 특성의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 급전측 방사전극과 무급전측 방사전극 사이의 정전용량을 강화시키는 구성을 도시하는 설명도이다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해서 고안된 것으로, 본 발명은 소형·박형이 달성되고, 2개의 방사전극들 사이의 용량결합의 강도를 조정함으로써, 우수한 복공진 상태를 달성할 수 있는 표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 포함하는 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서 다음과 같은 구성을 가지고 있다. 제 1 발명에 따른 표면 실장형 안테나는, 유전체 기판; 상기 유전체 기판에 형성되는 제 1 방사전극; 및 상기 유전체 기판에 상기 제 1 방사전극과 소정의 간격을 두고 배치되는 제 2 방사전극;을 포함하며, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 유전율을 상기 유전체 기판의 유전율과 다르게 하고, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 용량결합의 강도를 변화시키는 용량결합 조정수단이 형성되는 특징이 있다.
제 2 발명에 따른 표면 실장형 안테나는 제 1 발명의 구성을 가지고 있고, 아울러, 상기 용량결합 조정수단이 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에서 상기 유전체 기판의 표면에 형성되는 오목부 또는 홈에 의해 형성되는 특징이 있다.
제 3 발명에 따른 표면 실장형 안테나는 제 1 발명의 구성을 가지고 있고, 아울러, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에는 상기 유전체 기판과 유전율이 다른 유전율 조정부재가 개재되어 있고, 상기 유전율 조정부재는 용량결합 조정수단을 구성하는 특징이 있다.
제 4 발명에 따른 표면 실장형 안테나는 제 1 발명의 구성을 가지고 있고, 아울러, 상기 용량결합 조정수단은 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 영역에서 상기 유전체 기판의 내부에 위치된 중공부(hollow porion)에 의해 구성되는 특징이 있다.
제 5 발명에 따른 표면 실장형 안테나는, 유전체 기판; 상기 유전체 기판의 표면 상에 형성된 제 1 방사전극; 및 상기 유전체 기판의 표면 상에 상기 제 1 방사전극과 소정의 간격을 두고 배치되는 제 2 방사전극;을 포함하고 있다. 이 표면 실장형 안테나에서는, 상기 유전체 기판이, 제 1 유전체 기판 및 상기 제 1 유전체기판과 유전율이 다른 제 2 유전체 기판을 접합시킴으로써 형성되고; 상기 제 1 방사전극은 상기 제 1 유전체 기판에 형성되고, 상기 제 2 방사전극은 상기 제 2 유전체 기판에 형성되며; 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에 위치되어 용량이 발생하는 공간에는, 상기 제 1 유전체 기판과 상기 제 2 유전체 기판의 접합부가 형성되는 특징이 있다.
제 6 발명에 따른 통신 장치는, 제 1 발명 내지 제 5 발명 중의 어느 한 발명의 구성을 가지고 있는 표면 실장형 안테나를 포함하는 특징이 있다.
상술한 특징을 가지고 있는 발명에서, 예를 들어, 용량결합 조정수단은 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 유전율을 유전체 기판의 유전율과 다르게 만들어 준다. 그 결과, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이에 위치되어 정전용량이 발생하는 공간에서의 용량결합의 강도는, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 유전율이 유전체 기판의 유전율이 되는 경우보다, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 유전율에 따라서 "강한(stronger)" 방향 또는 "약한(weaker)" 방향으로 변화한다. 본 발명에서, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이에 위치되어 정전용량이 발생하는 공간에서의 용량결합의 강도를 조정할 수 있으므로, 표면 실장형 안테나의 소형·박형화를 달성하면서, 제 1 방사전극의 공진과 제 2 방사전극의 공진간의 상호 간섭을 금지하는 것이 가능하고, 이에 의해 인테나 특성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시형태들을 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나를 도시하는 도식적인사시도이다. 도 1에 도시된 표면 실장형 안테나(1)는 유전체 기판(2)을 가지고 있고, 이 유전체 기판(2)의 상면(2a)에는 제 1 방사전극이 되는 무급전측 방사전극(3), 및 제 2 방사전극이 되는 급전측 방사전극(4)이 서로 간격을 두고 형성된다. 제 1 실시형태에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)이 길이 방향의 측변이 유전체 기판(2)의 상면(2a)의 측변에 대해서 경사지도록(예를 들어, 45°의 각도로) 형성된다.
유전체 기판(2)의 측면(2b)에는, 무급전측 방사전극(3)에 접속되는 접지전극(5) 및 급전측 방사전극(4)에 접속되는 급전전극(6)이 각각 상면측으로부터 바닥면측에까지 직선 형상으로 형성된다. 유전체 기판(2)의 측면(2c)에는, 급전측 방사전극(4)이 상면(2a)으로부터 연장하고, 급전측 방사전극(4)의 개방단(4a)을 형성하며, 측면(2d)에는, 무급전측 방사전극(3)이 상면(2a)으로부터 연장하고, 무급전측 방사전극(3)의 개방단(3a)을 형성한다.
간격(S)은 접지전극(5) 및 급전전극(6)이 형성되는 측면(2b)으로부터 개방단을 형성하는 측면(2d)을 향하여 점차적으로 커지도록 형성된다. 이 이유는 다음과 같다. 접지전극(5) 및 급전전극(6)은 전계에서 결합한다. 그러므로, 이 전계 결합량을 효과적으로 억제하기 위해서는, 강한 전계가 존재하는 개방단, 즉 측면(2d)측의 간격(S)을 크게 하는 것이 효과적이다.
아울러, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에, 제 1 실시형태의 가장 큰 특징인 용량결합 조정수단이 되는 유전율 조정부재(8)가 형성된다. 제 1 실시형태에 나타낸 유전율 조정부재(8)의 형성은 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 약하게 한다. 유전율 조정부재(8)는 유전체 기판(2)의 유전율보다 낮은 유전율을 가지고 있다. 도 1에 도시된 예에서, 유전율 조정부재(8)는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에서 유전체 기판(2)의 상부측에만(즉, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량에 주로 연관된 영역에만) 내설되어 있다.
제 1 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나는 상술한 특징을 가지고 있다. 이러한 표면 실장형 안테나(1)는 휴대용 전화기 등의 통신 장치에 내장된 회로기판에, 유전체 기판(2)의 바닥면(2f)을 회로기판측으로 하여 실장되어 있다. 회로기판에는 전력공급 회로(10)가 형성되어 있다. 표면 실장형 안테나(1)를 회로기판에 실장시킴으로써, 표면 실장형 안테나(1)의 급전전극(6)이 전력공급 회로(10)에 접속된다.
전력공급 회로(10)로부터 급전전극(6)에 전력이 공급될 때에, 급전전극(6)으로부터 급전측 방사전극(4)에 직접적으로 전력이 공급되고, 급전전극(6)으로부터 전자계 결합에 의해 무급전측 방사전극(3)에 전력이 공급되며, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)은 공진하며, 안테나의 기능을 수행한다.
제 1 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)의 길이 방향의 측변이 유전체 기판(2)의 상면(2a)의 각 측변에 대해서 경사져 있고, 접지전극(5)과 급전전극(6)은 서로 인접하게 배치되며, 아울러 무급전측 방사전극(3)의 개방단(3a)과 급전측 방사전극(4)의 개방단(4a)은 유전체 기판(2)의 서로 다른 측면에 형성된다. 이러한 구성상의 특징에 의해, 도 1에 도시된 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)의 공진 방향(A)과 급전측 방사전극(4)의 공진 방향(B)은 서로 대략 직각으로 교차한다. 이에 의해, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)을 크게 하지 않고도, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 억제할 수 있고, 우수한 안테나 특성을 얻을 수 있다.
따라서, 무급전측 방사전극(3)의 공진 방향(A)과 급전측 방사전극(4)의 공진 방향(B)이 서로 대략 직각으로 교차하도록 구성함으로써, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 실질적으로 억제할 수 있다. 그러나, 소형화의 목적으로 유전체 기판(2)을 고유전율의 재료로 형성하는 경우, 또는 박형화하는 경우에, 상술한 구성 자체로는 무급전측 방사전극(3)과 접지 사이의 용량(프린징 용량), 또는 급전측 방사전극(4)과 접지 사이의 용량(프린징 용량)에 동등한, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 얻을 수 없다. 그 결과, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 완벽하게 억제할 수 없다.
이에 반하여, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량이 상술한 프린징 용량보다 큰 경우에는, 제 1 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에 유전체 기판(2)보다 유전율이 낮은 유전율 조정부재(8)를 개재함으로써, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 전 영역이 유전체 기판(2)이 되는 경우보다, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에서 발생하는 정전용량을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 대폭 약하게 할 수 있다.
그러므로, 제 1 실시형태에서는, 무급전측 방사전극(3)의 공진 방향과 급전측 방사전극(4)의 공진 방향을 서로 대략 직각으로 교차하도록 구성하고, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합이 약하도록 구성함으로써, 유전체 기판(2)의 소형화의 관점으로는, 유전체 기판(2)의 유전율 저하 또는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)의 증대 등의 수단을 강구하지 않고도, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 대략 확실하게 억제할 수 있다. 이에 의해, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있고, 안테나 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 간격(S)이 개방단을 구성하는 측면(2d)측에서 커지므로, 유전율 조정부재(8)에 의한 용량결합의 구성과 연계하여, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합량을 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서, 제 1 실시형태에서는, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻게 되므로, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나(1)를 제공하는 우수한 효과를 얻게 된다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 설명할 것이다. 제 2 실시형태가 상술한 제 1 실시형태와 다른 특징적인 점으로는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에 유전율 조정부재(8)를 형성하는 대신에, 도 2에 도시된 바와 같이, 용량결합수단이 되는 홈(12)이 형성된다는 것이다. 그 외의 특징은 상기 제 1 실시형태와 동일하다. 제 2 실시형태에서, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부여하고, 이 공통 부분의 중복 설명은 생략할 것이다.
제 2 실시형태에 따른 표면 실장형 안테나도, 상기 제 1 실시형태과 동일하게, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합이 약하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제 2 실시형태의 특징이 되는 홈(12)이 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)의 길이 방향의 측면을 따라 형성되고, 이 홈(12)의 크기는 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 억제할 정도로 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 유전율을 줄일 수 있는 작은 값이다.
제 2 실시형태에 따르면, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)은 서로 대략 직각으로 교차하도록 형성된다. 또한, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에 홈(12)이 형성되어 있으므로, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 유전율이 유전체 기판(2)의 유전율보다 낮아지고, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합이 약해진다. 이러한 구성에 의해, 제 2 실시형태에서도, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 확실하게 억제하고, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있다. 이에 의해, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나(1)를 제공하는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태를 설명할 것이다. 제 3 실시형태에서의 특징으로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유전체 기판(2)의 내부에 용량결합 조정수단으로서의 중공부(14, 15)가 형성된다는 것이다. 그 외의 특징은 상기 실시형태들과 동일하다. 제 3 실시형태에서, 상기 실시형태들과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부여하고, 이 공통 부분의 중복 설명은 생략할 것이다.
제 3 실시형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 중공부(14)는 무급전측 방사전극(3)의 영역에서 유전체 기판(2)의 내부에 위치되고, 중공부(15)는 급전측 방사전극(4)의 영역에서 유전체 기판(2)의 내부에 중공부(14)와 간격을 두고 배치되어 있다.
제 3 실시형태에 따르면, 무급전측 방사전극(3)의 영역에서 유전체 기판(2)의 내부에 중공부(14)가 형성되므로, 이 중공부(14)에 의해 무급전측 방사전극(3)과 접지 사이의 정전용량을 저하시킬 수 있다. 또한, 급전측 방사전극(4)의 영역에서 유전체 기판(2)의 내부에 중공부(15)가 형성되므로, 이 중공부(15)에 의해 급전측 방사전극(4)과 접지 사이의 정전용량을 저하시킬 수 있다.
구체적으로, 제 3 실시형태에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량과 동일하도록, 무급전측 방사전극(3)과 접지 사이의 프린징 용량 및 급전측 방사전극(4)과 접지 사이의 프린징 용량을 용이하게 변화시킬 수 있으므로, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량과 상기 프린징 용량을 서로 동일하게 하는 적합한 관계로 조정하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의해, 제 3 실시형태에서도, 상기 실시형태들과 동일하게, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 확실하게 억제하고, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있다. 이에 의해, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나(1)를 제공하는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 3 실시형태에서는, 무급전측 방사전극(3)의 개방단(3a)에 근접하게 중공부(14)가 위치되고, 급전측 방사전극(4)의 개방단(4a)에 근접하게 중공부(15)가 형성되므로, 무급전측 방사전극(3)과 접지 사이의 유전율 및 급전측 방사전극(4)과 접지 사이의 유전율을 저하시킬 수 있고, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)과 접지 사이의 전계 집중 및 급전측 방사전극(4)과 접지 사이의 전계 집중을 완화시킬 수 있다.
이 효과와, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭의 억제 효과의 결합으로, 표면 실장형 안테나(1)의 대역폭의 광대역화 및 이득의 증대를 촉진할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태를 설명할 것이다. 제 4 실시형태의 설명에서, 상기 실시형태들과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부여하고, 이 공통 부분의 중복 설명은 생략할 것이다.
제 4 실시형태의 특징으로는, 상기 실시형태들과 동일하게, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 약화시키는 구성을 구비하고 있는 것이다. 구체적으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 서로 다른 유전율을 가지고 있는 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)을 접합시켜 유전체 기판(2)을 형성하고, 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18) 사이의 접합부(20)는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 배치된다. 그 외의 구성은 상기 실시형태들과 실질적으로 동일하다. 제 4 실시형태에서는, 상기 실시형태들과 동일한 구성부분에는 동일한 참조부호를 부여하고, 이 공통 부분의 중복 설명은 생략할 것이다.
제 4 실시형태에서, 제 2 유전체 기판(18)은 제 1 유전체 기판(17)의 유전율보다 낮은 유전율을 가지며, 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)은 예를 들면 세라믹 접합제 등에 의해 접합된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 유전체 기판(17)의 표면에 무급전측 방사전극(3)이 형성되고, 제 2 유전체 기판(18)의 표면에 급전측 방사전극(4)이 형성된다. 다시 말해, 제 4 실시형태에서, 무급전측 방사전극(3)이 형성되는 제 1 유전체 기판(17)과 급전측 방사전극(4)이 형성되는 제 2 유전체 기판(18)을 접합시켜 유전체 기판(2)을 형성하며, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)은 유전율이 서로 다르다.
제 4 실시형태에서는, 상술한 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)의 접합부(20)가 배치된다. 즉, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 시이에 유전율이 서로 다른 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)이 배치된다. 이러한 경우에, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량은, 물론, 이 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)의 점유률과 관계있지만, 주로 유전율이 낮은 유전체 기판의 유전율을 기초로하여 결정된다.
이러한 점을 고려하여, 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)의 접합부(20)는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 약하게 하고, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 억제할 수 있는 위치에 배치된다.
제 4 실시형태에 따르면, 유전율이 서로 다른 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)을 접합시켜 유전체 기판(2)이 형성되고, 제 1 유전체 기판(17)과 제 2 유전체 기판(18)의 접합부(20)는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 배치된다.
이러한 구성에 의해, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 저하시키는 것이 가능하고, 상기 실시형태들과 동일하게, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 확실하게 억제하고, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있다. 이에 의해, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나(1)를 제공하는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태를 설명할 것이다. 제 5 실시형태에서는, 상기 실시형태들에 나타낸 표면 실장형 안테나들 중의 하나를 구비한 통신 장치의 일례를 기술한다. 도 5에는 통신 장치가 되는 휴대용 전화기의 일례가 도식적으로 도시된다. 도 5에 도시된 휴대용 전화기(25)는 케이스(26) 내에 회로기판(27)이 형성되어 있다. 이 회로기판(27)에는 전력 공급회로(10), 스위칭 회로(30), 송신회로(31) 및 수신회로(32)가 형성되어 있다. 이러한 회로기판(27)에는, 상기 실시형태들에 나타난 표면 실장형 안테나(1)들 중의 1개가 실장되고, 이 표면 실장형 안테나(1)는 전력 공급회로(10)와 스위칭 회로(30)를 통해서 송신회로(31) 및 수신회로(32)에 접속된다.
도 5에 도시된 휴대용 전화기(25)에서, 전력 공급회로(10)로부터의 전력이 표면 실장형 안테나(1)에 공급됨으로써, 상술한 바와 같이, 표면 실장형 안테나(1)는 안테나 작동을 실행하고, 스위칭 회로(30)의 스위칭 작동에 의해 전파의 송신 및 수신이 원활하게 수행된다.
제 5 실시형태에 따르면, 상기 실시형태들에 나타난 표면 실장형 안테나들(1) 중의 하나를 휴대용 전화기(25)에 설비하므로, 표면 실장형 안테나(1)의 소형화로 인해서 휴대용 전화기(25)의 소형화를 달성하는 것이 용이하다. 또한, 상술한 바와 같이 안테나 특성이 우수한 표면 실장형 안테나(1)를 휴대용 전화기(25)에 내장하므로, 통신의 신뢰성이 높은 휴대용 전화기(25)를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시형태들로만 한정되지 않고, 다양한 실시형태를 채택할 수 있다. 예를 들어, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)의 형상은 상기 실시형태들에 나타난 형상으로만 한정되지 않고, 다양한 형상을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 6a, 도 6b 및 도 7a에 도시된 바와 같은 형상을 이용할 수 있다. 도 6a에 도시된 예에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)이 꼬불꼬불한 형상으로 형성된다. 무급전측 방사전극(3)에는 꼬불꼬불한 형상의 단부(α)로부터 전력이 공급되고, 급전측 방사전극(4)에는 꼬불꼬불한 형상의 단부(β)로부터 전력이 공급되는 구성이다. 무급전측 방사전극(3)의 개방단은 유전체 기판(2)의 측면(2e)에 형성되고, 급전측 방사전극(4)의 개방단은 측면(2c)에 형성된다. 이렇게 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)을 형성함으로써, 무급전측 방사전극(3)의 공진 방향(A)과 급전측 방사전극(4)의 공진 방향(B)이 서로 대략 직각으로 교차한다. 그 결과, 상기 실시형태들과 동일하게, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 실질적으로 억제할 수 있다.
도 6b에 도시된 예는, 도 6a에 도시된 급전측 방사전극(4)의 개방단측에서의 전극 면적을 크게 하고, 급전측 방사전극(4)의 개방단측에서의 전계 집중이 완화되고, 이에 의해 안테나 특성이 한층 더 향상되는 예이다.
도 7a에 도시된 예는, 도 7b 및 도 7c의 주파수 특성에 도시된 바와 같이, 2개의 주파수 대역이 서로 다른 전파를 송수신하는 것이 가능한 이중-대역 표면 실장형 안테나(1)에서 상술한 복공진을 수행하는 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)의 형상에 관한 예이다. 도 7a에 도시된 예에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 각각이 꼬불꼬불한 형상으로 형성되고, 무급전측 방사전극(3)의 꼬불꼬불한 형상의 단부(α)와 급전측 방사전극(4)의 꼬불꼬불한 형상의 단부(β)에 전극이 전달되며, 무급전측 방사전극(3)의 공진 방향(A)과 급전측 방사전극(4)의 공진 방향(B)이 서로 대략 직각으로 교차하는 구성이다.
급전측 방사전극(4)은 꼬불꼬불한 피치(pitch)가 서로 다른 복수개의 전극부(4a, 4b)를 연속적으로 접속시킴으로써 형성되고, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이 전파의 주파수 대역이 서로 중첩하지 않게 하는 2개의 공진 주파수(F1, F2)를 가지고 있도록 형성된다.
무급전측 방사전극(3)의 공진 주파수는 급전측 방사전극(4)의 공진 주파수와 복공진 관계에 있도록, 급전측 방사전극(4)의 공진 주파수(F1)의 근방의 주파수로 설정되거나, 또는 상기 공진 주파수(F2)의 근방의 주파수로 설정된다.
무급전측 방사전극(3)의 공진 주파수가 급전측 방사전극(4)의 공진 주파수(F1)의 근방의 주파수, 예를 들어, 도 7b에 도시된 주파수(F1')로 설정될 때에, 공진 주파수(F1)에서 복공진 상태가 되고, 무급전측 방사전극(3)의 공진 주파수가 급전측 방사전극(4)의 공진 주파수(F2)의 근방의 주파수, 예를 들어, 도 7c에 도시된 주파수(F2')로 설정될 때에, 공진 주파수(F2)에서 복공진 상태가 된다.
무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)을 도 6a, 도 6b 또는 도 7a에 도시된 형상으로 형성하는 표면 실장형 안테나(1)에 상기 제 1 및 제 2 실시형태의 특징적인 구성을 적용하는 경우에, 예를 들어, 도 6a, 도 6b 또는 도 7a의 점선으로 나타낸 바와 같이, 유전율 조정부재(8) 또는 홈(12)이 형성된다.
또한, 예를 들어, 도 6b 또는 도 7a에 도시된 형상으로 형성되는 표면 실장형 안테나(1)에 상기 제 3 실시형태의 특징적인 구성을 적용하는 경우에, 예를 들어, 도 8a 또는 도 8b의 점선으로 나타낸 바와 같이, 유전체 기판(2)의 내부에 중공부(14, 15)가 형성된다. 또한 상기 제 4 실시형태의 특징적인 구성을 적용하는 경우에, 예를 들어, 도 8a 및 도 8b에 나타난 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)을 형성하는 데에 사용하는 제 1 유전체 기판(17)과 급전측 방사전극(4)을 형성하는 데에 사용하는 제 2 유전체 기판(18)을 접합시켜 유전체 기판(2)을 형성한다.
상기 실시형태들에서는, 급전측 방사전극(4)에 급전전극(6)으로부터 직접 전력이 공급되는 구성이지만, 급전측 방사전극(4)과 급전전극(6)이 서로 접속되지 않고, 급전측 방사전극(4)에 용량결합에 의해 급전전극(6)으로부터의 전력이 용량결합에 의해 공급되는 구성이어도 된다.
상기 제 1 실시형태에서는, 유전율 조정부재(8)의 폭이 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)의 폭보다 협소하다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 유전율 조정부재(8)의 폭을 간격(S)의 폭보다 크게 하여, 무급전측 방사전극(3) 및 급전측 방사전극(4)을 유전율 조정부재(8)의 가장자리 부분에 걸쳐서 형성하는 구성이어도 된다.
상기 제 2 실시형태에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 홈(12)이 형성되지만, 예를 들어, 홈(12) 대신에, 측면(2b, 2d)에 개구부를 가지고 있지 않은 오목부를 형성하여도 된다. 또한, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 용량결합 조정수단으로서의 복수개의 오목부를 서로 간격을 두고 배치하는 구성이어도 된다.
상기 제 3 실시형태에서는, 2개의 중공부(14, 15)가 형성되지만, 이러한 중공부(14, 15) 중의 하나만을 형성하여도 된다. 또한, 중공부(14, 15)의 형상은 도 3에 도시된 형상으로만 한정되지 않고, 다양한 형상을 채택하여도 된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 중공부(14, 15)는 유전체 기판(2)의 측면(2b)으로부터 측면(2d)에까지 관통하지만, 개구부를 가지고 있지 않은 닫혀진 중공부가 되어도 된다. 아울러, 중공부(14, 15)는 유전체 기판(2)의 바닥면(2f)측이 개구된 오목부 또는 홈 형상의 중공부가 되어도 된다.
상기 제 1 실시형태에 나타난 바와 같이 유전율 조정부재가 형성되는 구성, 상기 제 2 실시형태에 나타난 바와 같이 홈 또는 오목부를 형성하는 구성, 상기 제 3 실시형태에 나타난 바와 같이 중공부를 형성하는 구성, 및 상기 제 4 실시형태에 나타난 바와 같이 유전체 기판(2)을 유전율이 서로 다른 복수개의 유전체 기판의 접합체로 형성하는 구성, 중에서 2개 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
상기 제 5 실시형태에서는, 통신 장치로서의 휴대용 전화기의 일례를 도시하였지만, 본 발명은 휴대용 전화기로만 한정되지 않고, 휴대용 전화기 이외의 통신 장치에도 적용할 수 있다.
상기 실시형태들에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 약하게 하는 구성을 기술하였다. 그러나, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량이 상술한 프린징 용량보다 상당히 작은 경우에는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 상술한 프린징 용량과 동일하도록 증대시킴으로써, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 강하게 하는 것이 바람직하다.
이러한 경우에, 상기 실시형태들에서는, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량결합을 강하게 하는 용량결합 조정수단이 형성된다. 예를 들어, 도 7a의 점선 및 도 9에 나타난 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)에 용량결합 조정수단으로서의 하기에 도시할 유전율 조정부재(8)가 형성된다. 이 유전율 조정부재(8)는 유전체 기판(2)의 유전율보다 높은 유전율을 가지고 있는 재료에 의해 형성된다. 그러므로, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 유전율을 유전체 기판(2)의 유전율보다 크게 하고, 이에 의해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 용량을 상술한 프린징 용량과 동일한 용량이 되게 조정하는 것이 가능하다. 한편, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)이 도 9에 도시된 형상이 되는 경우에, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)은 각각 유전율 조정부재(8)의 측면 가장자리 부분에 걸쳐서 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4)을 도 11에 도시된 바와 같은 형상으로 형성함으로써, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 간격(S)이 협소해지고, 대향하는 전극 면적을 크게 함으로써 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 상술한 프린징 용량과 동일한 용량이 되게 증대시켜도 된다.
상술한 바와 같이, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량이 상기 프린징 용량보다 상당히 작기 때문에 우수한 복공진 상태를 얻을 수 없는 경우에, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 증대시키기 위해서, 상술한 용량결합 조정수단에 의해 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량을 상기 프린징 용량과 동일한 용량이 되게 조정함으로써, 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이의 정전용량과 상기 프린징 용량이 적합한 정합(matching) 관계를 이룰 수 있다. 그러므로, 무급전측 방사전극(3)의 공진과 급전측 방사전극(4)의 공진간의 상호 간섭을 억제하여, 우수한 복공진 상태를 얻는 것이 가능하다.
또한, 무급전측 방사전극(3) 및 급전측 방사전극(4)은 유전체 기판(2)의 내부에 형성되어도 된다. 이 경우에, 유전체 기판(2)으로서는, 복수개의 세라믹 그린시트를 적층시킴으로써 형성된 다층기판을 사용하여도 된다. 무급전측 방사전극(3)과 급전측 방사전극(4) 사이에는, 상기 세라믹 그린시트의 유전율과 다른 유전율을 가지고 있는 세라믹 그린시트를 배치하여, 용량결합 조정수단으로서 사용한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 용량결합 조정수단을 형성하고, 상기 용량결합 조정수단에 의해, 정전용량이 발생하고 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이에 위치된 간격의 유전율을 유전체 기판의 유전율과 다르게 함으로써, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 용량결합의 강도를 변화시키는 경우에, 제 1 방사전극의 공진과 제 2 방사전극의 공진간의 상호 간섭을 억제할 수 있다. 그러므로, 유전체 기판의 유전율의 저하 또는 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 간격의 확장 등의 유전체 기판의 소형화를 방해하는 대책 수단을 강구하지 않고도, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 박형의 관점으로는, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 정전용량을 상기 2개의 방사전극과 접지 사이의 정전용량과 동일하게 얻는 것이 용이하고, 설계의 자유도도 향상된다.
따라서, 우수한 복공진 상태를 안정적으로 얻을 수 있으므로, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나(1)를 제공할 수 있다.
용량결합 조정수단이 되는 오목부 또는 홈이 형성되는 경우, 용량결합 조정수단이 되는 유전율 조정부재가 형성되는 경우, 또는 용량결합 조정수단이 되는 중공부가 유전체 기판에 형성되는 경우에, 간단한 구성으로 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 용량결합의 강도를 변화킬 수 있고, 상술한 바와 같은 우수한 효과를 얻을 수 있다.
유전체 기판이 유전율이 서로 다른 제 1 유전체 기판과 제 2 유전체 기판의 접합체로 형성되고, 제 1 유전체 기판에는 제 1 방사전극이 형성되고 제 2 유전체 기판에는 제 2 방사전극이 형성되며, 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이에는 제 1 유전체 기판과 제 2 유전체 기판의 접합부가 형성되는 경우에, 상술한 경우와 동일하게 제 1 방사전극과 제 2 방사전극 사이의 유전율을 변화시키는 것이 가능하다. 이에 의해, 제 1 방사전극의 공진과 제 2 방사전극의 공진간의 상호 간섭을 억제하고, 소형·박형이고, 아울러 안테나 특성의 신뢰성이 높은 표면 실장형 안테나를 제공할 수 있다. 또한, 설계의 자유도를 향상시키는 것이 가능하다.
상술한 효과를 얻을 수 있는 표면 실장형 안테나를 구비하는 통신 장치에서는, 표면 실장형 안테나의 소형화의 결과로써 통신 장치의 소형화를 촉진하고, 통신의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.
이제까지의 기술로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 따른 표면 실장형 안테나 및 이 표면 실장형 안테나를 구비하는 통신 장치는, 예를 들어, 휴대용 전화기 등의 통신 장치에 내장된 회로기판 등에 실장되는 표면 실장형 안테나 등에 적용된다.

Claims (9)

  1. 유전체 기판;
    상기 유전체 기판에 형성되어 전원이 공급되는 제 1 방사전극; 및
    상기 유전체 기판에 상기 제 1 방사전극과 소정의 간격을 두고 배치되며, 전원이 공급되지 않는 제 2 방사전극;을 포함하는 표면 실장형 안테나로서,
    상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 유전율을 상기 유전체 기판의 유전율과 다르게 하고, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 용량결합의 강도를 변화시키는 용량결합 조정수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극은 상기 유전체 기판의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 용량결합 조정수단은 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에서 상기 유전체 기판의 표면에 형성되는 오목부 또는 홈에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에는 상기 유전체 기판과 유전율이 다른 유전율 조정부재가 개재되어 있고,
    상기 유전율 조정부재는 용량결합 조정수단을 구성하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 용량결합 조정수단은 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이의 영역에서 상기 유전체 기판의 내부에 위치된 중공부(hollow porion)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극은 각각의 공진 방향이 서로 실질적으로 직교하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  7. 유전체 기판;
    상기 유전체 기판의 표면 상에 형성 되어 전원이 공급되는 제 1 방사전극; 및
    상기 유전체 기판의 표면 상에 상기 제 1 방사전극과 소정의 간격을 두고 배치되 며 전원이 공급되지 않는 제 2 방사전극;을 포함하는 표면 실장형 안테나로서,
    상기 유전체 기판은, 제 1 유전체 기판 및 상기 제 1 유전체 기판과 유전율이 다른 제 2 유전체 기판을 접합시킴으로써 형성되고,
    상기 제 1 방사전극은 상기 제 1 유전체 기판에 형성되고, 상기 제 2 방사전극은 상기 제 2 유전체 기판에 형성되며,
    상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극 사이에는, 상기 제 1 유전체 기판과 상기 제 2 유전체 기판의 접합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 방사전극과 상기 제 2 방사전극은 각각의 공진 방향이 서로 실질적으로 직교하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 안테나.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 기재된 표면 실장형 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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