KR100489949B1 - Chip antenna with hole antenna device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유전체블럭을 관통하는 복수개의 홀을 형성하고, 각 홀에 도체패턴을 인쇄 또는 충진하여 서로 연결하여 홀 안테나 소자를 구현하고, 상기 유전체블럭 외부면에 도체 패턴의 외부 안테나 소자를 구현한 홀 안테나 소자를 갖는 칩 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention forms a plurality of holes penetrating through the dielectric block, and connects to each other by printing or filling a conductor pattern in each hole to implement a hole antenna element, and implements an external antenna element of a conductor pattern on the outer surface of the dielectric block. It is an object to provide a chip antenna having a Hall antenna element.
본 발명의 칩 안테나는 다면체의 유전체 블럭(110); 상기 유전체블럭(110)의 외부면에 형성된 급전 전극(120); 상기 유전체 블럭(110)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀(Hn)과, 상기 유전체 블럭(110)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(Hn)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PTn)을 포함하고, 상기 급전 전극(120)에 일단이 연결된 홀 안테나 소자(130)를 구비함을 특징으로 한다.The chip antenna of the present invention comprises a dielectric block 110 of a polyhedron; A feed electrode 120 formed on an outer surface of the dielectric block 110; A plurality of conductor holes Hn penetrated from one surface of the dielectric block 110 to the other surface on the opposite side thereof, and the inside of the dielectric block 110 is printed or filled with a conductive material, and the outer surface of the dielectric block 110 has a conductor pattern. And a plurality of hole connection patterns PTn formed to connect respective ends of the conductor holes Hn adjacent to each other so that the connected conductor lengths have a predetermined electrical length, and one end of the feed electrode 120 is provided. It characterized in that it comprises a connected Hall antenna element (130).
또한, 상기 유전체블럭의 외부면중 적어도 일면에 도체 패턴으로 형성된 외부 안테나 소자가 상기 홀 안테나 소자 또는 급전 전극에 연결되어, 단일밴드 또는 다중밴드로 구현되는 경우에 상대적으로 소형화가 가능하게 하는 칩 안테나를 제안하는 것을 특징으로 한다.In addition, an external antenna element formed in at least one of the outer surface of the dielectric block in a conductor pattern is connected to the hall antenna element or the feed electrode, so that the chip antenna can be made relatively small when implemented in a single band or multiple bands. It is characterized by suggesting.
이러한 본 발명에 의하면, 유전체의 체적을 최대한 이용할 수 있어, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 연결하면 동일한 공진 주파수에 대해서는 더욱 소형화가 가능하고, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 서로 다른 주파수 대역에서 공진하도록 하면 다중 밴드의 칩 안테나 설계가 용이한 효과가 있다.According to the present invention, the volume of the dielectric can be used to the maximum, and if the Hall antenna element and the external antenna element are connected, miniaturization is possible for the same resonance frequency, and the Hall antenna element and the external antenna element are resonated in different frequency bands. In this case, it is easy to design a multi-band chip antenna.
Description
본 발명은 휴대폰 등의 이동통신 단말기에 적용되는 칩 안테나에 관한 것으로, 특히 유전체블럭을 관통하는 복수개의 홀을 형성하고, 각 홀에 도체패턴을 인쇄 또는 충진하여 서로 연결하여 홀 안테나 소자를 구현하고, 상기 유전체블럭 외부면에 도체 패턴의 외부 안테나 소자를 구현함으로써, 유전체의 체적을 최대한 이용할 수 있어, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 연결하면 동일한 공진 주파수에 대해서는 더욱 소형화가 가능하고, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 서로 다른 주파수 대역에서 공진하도록 하면 다중 밴드의 칩 안테나 설계가 용이한 홀 안테나 소자를 갖는 칩 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a chip antenna applied to a mobile communication terminal such as a mobile phone, and more particularly, to form a plurality of holes penetrating through the dielectric block, and to connect or interconnect with each other by printing or filling a conductor pattern in each hole to implement a hall antenna element. By implementing the external antenna element of the conductor pattern on the outer surface of the dielectric block, the volume of the dielectric can be used to the maximum, and if the hall antenna element and the external antenna element are connected, the size of the same resonance frequency can be further reduced, and the hall antenna element The present invention relates to a chip antenna having a hall antenna element that facilitates the design of a multi-band chip antenna by allowing the antenna antenna and the external antenna element to resonate in different frequency bands.
일반적으로, 무선 통신 등에 주로 이용되는 안테나의 경우에, 기본적으로 λ/2, λ/4 길이에서 공진하는 특성을 갖는다. 기술 발전에 따른 무선 단말기가 소형화되고 무선 통신의 필수 요소인 안테나의 소형화에 대한 요구가 점점 커지고 있으나, 사용 주파수의 λ/2, λ/4 길이에서 공진하는 안테나의 특성으로 인하여 주파수에 대한 안테나의 소형화에는 한계가 있다.In general, in the case of an antenna mainly used for wireless communication or the like, it basically has a characteristic of resonating at a length of? / 2 and? / 4. Due to the development of technology, wireless terminals have been miniaturized, and the demand for miniaturization of antennas, which is an essential element of wireless communication, is increasing. However, due to the characteristics of antennas resonating at λ / 2 and λ / 4 lengths of use frequencies, Miniaturization has its limits.
안테나를 소형화 할 수 있는 일반적인 방법으로는 강유전체를 이용하여 안테나의 전기적 길이를 늘이는 방법과, 동일 체적(volume)에 대하여 다양한 형태로 구부리거나 분할하여 안테나의 물리적 길이를 늘리는 방법 등이 있다.As a general method of miniaturizing the antenna, there is a method of increasing the electrical length of the antenna using a ferroelectric, and a method of increasing the physical length of the antenna by bending or dividing the antenna in various forms with respect to the same volume.
이러한 종래의 칩 안테나가 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Such a conventional chip antenna will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 종래의 칩 안테나의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional chip antenna.
도 1에 도시된 종래의 칩 안테나는 유전체 블럭(10)의 하나의 측면에 급전전극(11)이 형성되고, 상기 유전체 블럭(10)의 상면에 상기 급전전극(11)에 연결된 안테나 패턴(12)이 민더(meander)라인 구조로 형성된다. 여기서, 상기 안테나 패턴(12)은 수신 또는/ 및 송신 주파수의 λ/2, λ/4 길이를 갖는다.In the conventional chip antenna illustrated in FIG. 1, a feed electrode 11 is formed on one side of a dielectric block 10, and an antenna pattern 12 connected to the feed electrode 11 on an upper surface of the dielectric block 10. ) Is formed in a meander line structure. Here, the antenna pattern 12 has a length of lambda / 2 and lambda / 4 of the reception or / and transmission frequency.
이러한 종래의 칩 안테나는 유전체블럭의 표면, 특히 상면에만 안테나 패턴이 민더라인으로 형성되므로, 원하는 전기적인 길이를 충분히 구현하기 위해서는 유전체블럭의 상면이 비교적 큰 면적으로 이루어져야 하므로, 도 1과 같은 칩 안테나는 소형화가 어려운 문제점이 있다.In the conventional chip antenna, since the antenna pattern is formed on the surface of the dielectric block, in particular, the upper surface, the antenna pattern is formed on the surface of the dielectric block, so that the top surface of the dielectric block must be made of a relatively large area in order to realize a desired electrical length. There is a problem that miniaturization is difficult.
도 2는 종래의 칩 안테나의 구조도이다.2 is a structural diagram of a conventional chip antenna.
도 2에 도시된 종래의 칩 안테나는 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics) 공정을 이용하여 유전체블럭(20)의 하나의 측면에 급전전극(21)이 형성되고, 상기 유전체블럭(20)의 내부에 상기 급전전극(21)에 연결된 안테나 패턴(22)이 헤리컬 구조로 형성되어 있다. 여기서, 상기 안테나 패턴(22)은 수신 또는/ 및 송신 주파수의 λ/2, λ/4 길이를 갖는다.In the conventional chip antenna illustrated in FIG. 2, a feed electrode 21 is formed at one side of the dielectric block 20 using a low temperature cofired ceramics (LTCC) process, and the inside of the dielectric block 20 is formed. The antenna pattern 22 connected to the feed electrode 21 is formed in a helical structure. Here, the antenna pattern 22 has a length of λ / 2 and λ / 4 of a reception or transmission frequency.
그러나, 이러한 종래의 칩 안테나는 유전체블럭의 내부만 안테나 패턴이 헤리컬 구조로 형성되어 있는데, 이와 같은 헤리컬 구조의 도체패턴을 유전체블럭 내부에 형성하기 위해서는 서로 다른 유전체에 패턴을 형성하여 접합하여야 하거나 또는 LTCC와 같이 까다로운 공정을 이용하여야 하므로, 제조공정상의 복잡성으로 인해 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.However, the conventional chip antenna has a helical structure in which the antenna pattern is formed only inside the dielectric block. In order to form the conductor pattern of the helical structure inside the dielectric block, a pattern must be formed on different dielectrics and bonded. Or a difficult process such as LTCC, there is a problem that the manufacturing cost increases due to the complexity of the manufacturing process.
또한, 이러한 종래의 칩안테나들에서는, 유전체 표면에 형성할 수 있는 면적이 한정되어 있기 때문에 이중대역(dual)이나 삼중대역(triple) 등의 다중대역 안테나 설계가 용이하지 않으며, 칩 안테나의 소형화에 많은 제약이 따르는 문제점이 있다.In addition, in such conventional chip antennas, since the area that can be formed on the dielectric surface is limited, it is not easy to design a multi-band antenna such as a dual band or a triple band. There are problems with many restrictions.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 유전체블럭을 관통하는 복수개의 홀을 형성하고, 각 홀에 도체패턴을 인쇄 또는 충진하여 서로 연결하여 홀 안테나 소자를 구현하고, 상기 유전체블럭 외부면에 도체 패턴의 외부 안테나 소자를 구현함으로써, 유전체의 체적을 최대한 이용할 수 있어, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 연결하면 동일한 공진 주파수에 대해서는 더욱 소형화가 가능하고, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 서로 다른 주파수 대역에서 공진하도록 하면 다중 밴드의 칩 안테나 설계가 용이한 홀 안테나 소자를 갖는 칩 안테나를 제공하는데 있다. The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of which is to form a plurality of holes penetrating through the dielectric block, and to form a hole antenna element by connecting or printing the conductive pattern in each hole, and the By implementing the external antenna element of the conductor pattern on the outer surface of the dielectric block, the volume of the dielectric can be utilized to the maximum, and if the hall antenna element and the external antenna element are connected, the size of the same resonance frequency can be further reduced, and the hall antenna element and the external When the antenna element resonates in different frequency bands, it is possible to provide a chip antenna having a Hall antenna element that facilitates the design of a multi band chip antenna.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 칩 안테나는In order to achieve the above object of the present invention, the chip antenna of the present invention
다면체의 유전체 블럭;Polyhedral dielectric blocks;
상기 유전체블럭의 외부면에 형성된 급전 전극; 및A feed electrode formed on an outer surface of the dielectric block; And
상기 유전체 블럭의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀과, 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴을 포함하고, 상기 급전 전극에 일단이 연결된 홀 안테나 소자A plurality of conductor holes penetrating from one surface of the dielectric block to the other surface on the opposite side thereof, the inside of which is printed or filled with a conductive material, and each end of the conductor hole formed in a conductor pattern on an outer surface of the dielectric block and adjacent to each other; And a plurality of hole connecting patterns for connecting the conductor lengths to have a predetermined electrical length by connecting a plurality of holes, and having one end connected to the feeding electrode.
를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.
또한, 본 발명의 칩 안테나는In addition, the chip antenna of the present invention
다면체의 유전체 블럭;Polyhedral dielectric blocks;
상기 유전체블럭의 외부면에 형성된 급전 전극;A feed electrode formed on an outer surface of the dielectric block;
상기 유전체 블럭의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀과, 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제1 공진길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴을 포함하고, 상기 급전 전극에 일단이 연결된 홀 안테나 소자;A plurality of conductor holes penetrating from one surface of the dielectric block to the other surface on the opposite side thereof, the inside of which is printed or filled with a conductive material, and each end of the conductor hole formed in a conductor pattern on an outer surface of the dielectric block and adjacent to each other; A hole antenna element having a plurality of hole connection patterns connected to each other so that the connected conductor length has a predetermined first resonance length, and one end of which is connected to the feed electrode;
상기 제1 홀 안테나 소자의 타단에 연결되어 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성된 제1 외부도체 패턴;A first outer conductor pattern connected to the other end of the first hall antenna element and formed in a conductor pattern on an outer surface of the dielectric block;
상기 제1 홀 안테나 소자의 홀과 평행하게, 상기 유전체 블럭의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀과, 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제2 공진길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴을 포함하는 제2 홀 안테나 소자; 및A plurality of conductor holes penetrating from one surface of the dielectric block to the other side of the dielectric block and parallel with the holes of the first hall antenna element, the inside of which is printed or filled with a conductive material; A second hall antenna element formed of a conductor pattern and including a plurality of hole connection patterns connecting respective ends of the conductor holes adjacent to each other so that the connected conductor length has a predetermined second resonance length; And
상기 제2 홀 안테나 소자의 일단에 연결되어 상기 유전체 블럭의 외부면에 형성되며, 상기 제1 외부도체 패턴과 C-커플링을 형성하는 제2 외부도체 패턴A second outer conductor pattern connected to one end of the second hall antenna element and formed on an outer surface of the dielectric block to form a C-coupling with the first outer conductor pattern;
를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.
또한, 본 발명의 칩 안테나는In addition, the chip antenna of the present invention
다면체의 유전체 블럭;Polyhedral dielectric blocks;
상기 유전체블럭의 외부면에 형성된 급전 전극;A feed electrode formed on an outer surface of the dielectric block;
상기 유전체 블럭의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀과, 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴을 포함하고, 상기 급전 전극에 일단이 연결된 홀 안테나 소자; 및A plurality of conductor holes penetrating from one surface of the dielectric block to the other surface on the opposite side thereof, the inside of which is printed or filled with a conductive material, and each end of the conductor hole formed in a conductor pattern on an outer surface of the dielectric block and adjacent to each other; A hole antenna element having a plurality of hole connection patterns connected to each other so that the connected conductor length has a predetermined electric length, and one end of which is connected to the feed electrode; And
상기 홀 안테나 소자의 타단에 연결되고, 상기 유전체블럭의 외부면중 적어도 일면에 도체 패턴으로 형성된 외부 안테나 소자An external antenna element connected to the other end of the Hall antenna element and formed in a conductor pattern on at least one surface of an outer surface of the dielectric block;
를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.
또한, 본 발명의 칩 안테나는In addition, the chip antenna of the present invention
다면체의 유전체 블럭;Polyhedral dielectric blocks;
상기 유전체블럭의 외부면에 형성된 급전 전극;A feed electrode formed on an outer surface of the dielectric block;
상기 유전체 블럭의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 복수개의 도체 홀과, 상기 유전체 블럭의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제1 공진길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴을 포함하고, 상기 급전 전극에 일단이 연결된 홀 안테나 소자; 및A plurality of conductor holes penetrating from one surface of the dielectric block to the other surface on the opposite side thereof, the inside of which is printed or filled with a conductive material, and each end of the conductor hole formed in a conductor pattern on an outer surface of the dielectric block and adjacent to each other; A hole antenna element having a plurality of hole connection patterns connected to each other so that the connected conductor length has a predetermined first resonance length, and one end of which is connected to the feed electrode; And
상기 급전전극에 연결되어, 상기 유전체블럭의 외부면중 적어도 일면에 도체 패턴으로 형성하여 소정의 제2 공진길이를 갖는 외부 안테나An external antenna connected to the feed electrode and having a predetermined second resonance length by forming a conductor pattern on at least one of the outer surfaces of the dielectric block.
를 구비함을 특징으로 한다.Characterized in having a.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 칩 안테나의 구조도이다.3 is a structural diagram of a chip antenna according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 칩 안테나는 다면체의 유전체 블럭(110)과, 상기 유전체블럭(110)의 외부면에 형성된 급전 전극(120)과, 상기 유전체 블록(110)에 관통 형성된 홀 안테나 소자(130)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the chip antenna according to the first embodiment of the present invention may include a dielectric block 110 of a polyhedron, a feed electrode 120 formed on an outer surface of the dielectric block 110, and the dielectric block 110. It includes a hole antenna element 130 formed through.
여기서, 다면체는 육면체의 직방체를 비롯해서, 원통형 등을 포함한다.Here, the polyhedron includes a rectangular parallelepiped, a cylinder, and the like.
상기 홀 안테나 소자(130)는 상기 유전체 블럭(110)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 4개의 도체 홀(Hn)(H1~H4)과, 상기 유전체 블럭(110)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(Hn)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PTn)(PT1~PT3)을 포함하고, 상기 급전 전극(120)에 일단이 연결되어 이루어진다.The hall antenna element 130 penetrates from one surface of the dielectric block 110 to the other surface on the opposite side thereof, and has four conductor holes Hn (H1 to H4) printed or filled with a conductive material therein, A plurality of hole connection patterns PTn are formed in the outer surface of the dielectric block 110 to connect respective ends of the conductor holes Hn adjacent to each other so that the connected conductor lengths have a predetermined electrical length. It includes (PT1 ~ PT3), one end is connected to the feed electrode (120).
여기서, 상기 급전 전극(120)과 홀 안테나 소자(130)의 연결은 직접 연결, 또는 C-커플링에 의한 전기적인 결합에 의해 이루어질 수 있다.Here, the connection between the feed electrode 120 and the hall antenna element 130 may be made by direct connection or electrical coupling by C-coupling.
또한, 상기 홀 안테나 소자(130)는 각 홀의 입구가 상기 유전체 블록(110)의 일면 및 타면에 1열로 형성되고, 각 홀이 서로 평행하게 형성되어 이루어질 수 있지만, 상기 유전체 블록(110)의 체적 효율화를 위해서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 4개의 도체 홀(H1~H4)의 입구가 상기 유전체 블록(110)의 일면 및 타면에 2행 2열로 형성되어 각 홀이 서로 평행하게 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, although the inlet of each hole is formed in one row on one surface and the other surface of the dielectric block 110, each hole is formed in parallel with each other, the volume of the dielectric block 110 For efficiency, as shown in FIG. 3, the inlets of the four conductor holes H1 to H4 are formed in two rows and two columns on one side and the other side of the dielectric block 110 so that each hole is formed in parallel with each other. It is preferable to make.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 4개의 도체 홀(H1~H4)의 연결에 대해서 설명하면, 제1 도체 홀(H1)은 홀 연결 패턴(PT1)에 의해 상기 유전체 블록(110)의 타면에서 제2 도체 홀(H2)과 연결되고, 상기 제2 도체 홀(H2)은 홀 연결 패턴(PT2)에 의해 상기 유전체 블록(110)의 일면에서 제3 도체 홀(H3)과 연결되며, 제3 도체 홀(H3)은 홀 연결 패턴(PT3)에 의해 상기 유전체 블록(110)의 타면에서 제4 도체 홀(H4)과 연결된다.For example, as illustrated in FIG. 3, the connection of the four conductor holes H1 to H4 will be described. The first conductor hole H1 is formed by the hole connecting pattern PT1. The second conductor hole H2 is connected to the second conductor hole H2 on the other side of the substrate, and the second conductor hole H2 is connected to the third conductor hole H3 on one surface of the dielectric block 110 by a hole connecting pattern PT2. The third conductor hole H3 is connected to the fourth conductor hole H4 on the other surface of the dielectric block 110 by the hole connection pattern PT3.
여기서, 본 발명의 홀 안테나 소자에서, 홀의 형태는 원형, 타원, 사각 등의 다각 형상등으로, 특별한 형상에 한정되지 않는다. 그리고, 홀의 개수는 유전체 블록의 크기나 필요한 전기적인 길이를 고려해서 적정한 수로 정할 수 있고, 그 홀의 배열위치나 배열 간격에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 이는 본 발명의 각 실시예에 모두 동일하게 적용될 수 있다.Here, in the hall antenna element of the present invention, the shape of the hole is a polygonal shape such as a circle, an ellipse, a square, or the like, and is not limited to a particular shape. The number of holes can be set to an appropriate number in consideration of the size of the dielectric block and the required electrical length, and the number of holes is not particularly limited. This can be equally applied to each embodiment of the present invention.
한편, 본 발명의 홀 안테나 소자는 각 홀의 입구가 상기 유전체 블록의 일면 및 타면에 각 홀의 입구가 1열로 형성되고, 각 홀이 서로 평행하게 형성되어 이루어질 수 있지만, 상기 유전체 블록(110)의 체적 효율화를 위해서는, 각 홀의 입구가 적어도 2열로 형성되어 각 홀이 서로 평행하게 형성되어 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 각 실시예에 모두 동일하게 적용될 수 있는 것으로, 이에 대한 설명은 하기에 설명되는 각 실시예에서는 생략한다.On the other hand, in the Hall antenna element of the present invention, although the inlet of each hole is formed in one row and the inlet of each hole on one surface and the other surface of the dielectric block, each hole is formed in parallel with each other, the volume of the dielectric block 110 In order to improve efficiency, it is preferable that the inlet of each hole is formed in at least two rows so that each hole is formed in parallel with each other, which can be equally applied to each embodiment of the present invention, which will be described below. In each embodiment, it is omitted.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 칩 안테나의 구조도이다.4 is a structural diagram of a chip antenna according to a second embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 안테나는 다면체의 유전체 블럭(210)과, 상기 유전체블럭(210)의 외부면에 형성된 급전 전극(220)과, 제1 홀 안테나 소자(231)와, 제1 외부도체 패턴(241)과, 제2 홀 안테나 소자(232)와, 제2 외부도체 패턴(242)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the chip antenna according to the second exemplary embodiment of the present invention may include a polyhedral dielectric block 210, a feed electrode 220 formed on an outer surface of the dielectric block 210, and a first hole antenna element. 231, a first external conductor pattern 241, a second hall antenna element 232, and a second external conductor pattern 242.
상기 제1 홀 안테나 소자(231)는 상기 유전체 블럭(210)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 2개의 도체 홀(H1n)(H11,H12)과, 상기 유전체 블럭(210)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(H1n)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제1 공진길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PT1n)(PT11)을 포함하고, 상기 급전 전극(220)에 일단이 연결되어 이루어진다. 상기 제1 외부도체 패턴(241)은 상기 제1 홀 안테나 소자(231)의 타단에 연결되어 상기 유전체 블럭(210)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어, 이를 통해 안테나의 복사길이를 외부에서 용이하게 조절가능하게 된다.The first Hall antenna element 231 penetrates from one surface of the dielectric block 210 to the other surface on the opposite side thereof, and has two conductor holes H1n (H11, H12) printed or filled with a conductive material therein. And a plurality of hole connection patterns formed in the outer surface of the dielectric block 210 to connect respective ends of the conductor holes H1n adjacent to each other so that the connected conductor lengths have a predetermined first resonance length. (PT1n) (PT11), one end is connected to the feed electrode 220. The first outer conductor pattern 241 is connected to the other end of the first hall antenna element 231 and is formed as a conductor pattern on the outer surface of the dielectric block 210 to thereby facilitate the radiation length of the antenna from the outside. To be adjustable.
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이와 같이, 상기 제1 홀 안테나 소자(231)와 상기 제1 외부도체 패턴(241)에 의해서 예를 들어, 1.8GHz인 PCS 등의 하나의 밴드를 위한 안테나로 동작한다.As described above, the first Hall antenna element 231 and the first external conductor pattern 241 operate as an antenna for one band of PCS, for example, 1.8 GHz.
상기 제2 홀 안테나 소자(232)는 상기 제1 홀 안테나 소자(221)의 홀과 평행하게, 상기 유전체 블럭(210)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 2개의 도체 홀(H2n)(H21,H22)과, 상기 유전체 블럭(210)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(H2n)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제2 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PT2n)(PT21)을 포함한다.The second Hall antenna element 232 penetrates from one surface of the dielectric block 210 to the other side of the dielectric block 210 in parallel with the hole of the first Hall antenna element 221, and the inside thereof is printed with a conductive material. Or two conductor holes H2n (H21, H22) filled and a conductor pattern formed on the outer surface of the dielectric block 210 to connect respective ends of the conductor holes H2n adjacent to each other to form a connected conductor length. Includes a plurality of hole connection patterns PT2n and PT21 to have a predetermined second electrical length.
상기 제2 외부도체 패턴(242)은 전술한 본 발명의 제1 실시예와 같이, 상기 제2 홀 안테나 소자(232)의 일단에 연결되어 상기 유전체 블럭(210)의 외부면에 형성되며, 상기 제1 외부도체(241) 패턴과 C-커플링을 형성한다.The second outer conductor pattern 242 is connected to one end of the second hall antenna element 232 and is formed on an outer surface of the dielectric block 210 as in the first embodiment of the present invention described above. A C-coupling is formed with the first outer conductor 241 pattern.
이와 같이, 상기 제2 홀 안테나 소자(232)와 상기 제2 외부도체 패턴(242)에 의해서 예를 들, 1.6GHz인 GPS 등의 다른 하나의 밴드를 위한 안테나로 동작한다.In this way, the second hall antenna element 232 and the second outer conductor pattern 242 operate as an antenna for another band, such as GPS, for example, 1.6 GHz.
전술한 본 발명의 제2 실시예에서는, 제1 홀 안테나 소자(231) 및 제1 외부도체 패턴(241)에 의해서 제1 밴드에 해당되는 전기적인 길이가 형성되고, 또한, 제2 홀 안테나 소자(232) 및 제2 외부도체 패턴(242)에 의해 제2 밴드에 해당되는 전기적인 길이가 형성되며, 이에 따라, 본 발명의 칩 안테나는 PCS 밴드인 1.8GHz 등의 제1 밴드와, GPS 밴드인 1.6GHz 등의 제2 밴드에 대한 듀얼밴드 안테나로 동작하고, 이 경우의 반사손실 특성은 도 5에 도시한 바와 같다. In the above-described second embodiment of the present invention, an electrical length corresponding to the first band is formed by the first hall antenna element 231 and the first outer conductor pattern 241, and the second hall antenna element An electrical length corresponding to the second band is formed by the 232 and the second external conductor pattern 242. Accordingly, the chip antenna of the present invention includes a first band such as 1.8 GHz, which is a PCS band, and a GPS band. It operates as a dual band antenna for a second band such as 1.6 GHz, and the return loss characteristic in this case is as shown in FIG.
도 5는 도 4의 칩 안테나의 반사손실 특성도이다.5 is a reflection loss characteristic diagram of the chip antenna of FIG.
도 5에서, 1.6GHz 및 1.8GHz에서 반사손실이 각각 대략 -16[dB], -33[dB]임을 알 수 있고, 이에 따르면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 안테나는 듀얼밴드, 즉 1.6GHz 및 1.8GHz에서 안테나로 정상 동작하는 것을 알 수 있다.In FIG. 5, it can be seen that the return loss is approximately -16 [dB] and -33 [dB] at 1.6 GHz and 1.8 GHz, respectively. Accordingly, the chip antenna according to the second embodiment of the present invention is dual band, that is, It can be seen that the antenna operates normally at 1.6 GHz and 1.8 GHz.
도 6a,6b,6c는 본 발명의 제3실시예에 따른 칩 안테나의 구조, 홀 안테나 소자의 구조 및 외부 안테나 소자의 구조도이다.6A, 6B, and 6C illustrate a structure of a chip antenna, a structure of a hall antenna element, and a structure of an external antenna element according to a third embodiment of the present invention.
도 6a,6b,6c를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩 안테나는 다면체의 유전체 블럭(310)과, 상기 유전체블럭(310)의 외부면에 형성된 급전 전극(320)과, 홀 안테나 소자(330)와, 외부 안테나 소자(340)를 포함한다.6A, 6B, and 6C, a chip antenna according to a third embodiment of the present invention includes a dielectric block 310 of a polyhedron, a feed electrode 320 formed on an outer surface of the dielectric block 310, and a hole. An antenna element 330 and an external antenna element 340 are included.
상기 홀 안테나 소자(330)는 상기 유전체 블럭(310)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 4개의 도체 홀(Hn)(H1~H4)과, 상기 유전체 블럭(310)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(Hn)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 전기적인 길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PTn)(PT1~PT3)을 포함하고, 상기 급전 전극(320)에 일단이 연결되어 이루어진다.The hall antenna element 330 penetrates from one surface of the dielectric block 310 to the other surface on the opposite side thereof, and has four conductor holes Hn (H1 to H4) printed or filled with a conductive material therein, A plurality of hole connection patterns PTn are formed in the outer surface of the dielectric block 310 to connect respective ends of the conductor holes Hn adjacent to each other so that the connected conductor lengths have a predetermined electrical length. It includes (PT1 ~ PT3), one end is connected to the feed electrode (320).
그리고, 상기 외부 안테나 소자(340)는 상기 홀 안테나 소자(330)의 타단에 도체패턴(345)에 의해 연결되고, 상기 유전체블럭(310)의 외부면중 적어도 일면에 도체 패턴으로 형성되어 이루어지는데, 예를 들어, 상기 외부 안테나 소자(340)는 상기 유전체블럭(310)의 외부면에 도면패턴이 민더라인 구조로 이루어질 수 있지만, 유전체블럭(310)의 외부면의 활용도를 높이기 위해서는, 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이, 상기 유전체블럭(310)의 외부면에 도면패턴이 헤리컬 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the external antenna element 340 is connected to the other end of the Hall antenna element 330 by a conductor pattern 345, and is formed in at least one of the outer surface of the dielectric block 310 in a conductor pattern For example, the external antenna element 340 may have a pattern pattern formed on the outer surface of the dielectric block 310 in a meander line structure, but in order to increase the utilization of the outer surface of the dielectric block 310, FIG. As shown in 6a and 6b, it is preferable that the drawing pattern has a helical structure on the outer surface of the dielectric block 310.
여기서, 헤리컬 구조의 외부 안테나 소자(340)는 상면의 도체패턴(341), 일측면의 도체패턴(342), 하면의 도체패턴(343) 및 타측면의 도체패턴(341)이 서로 연결되어서 헤리컬 구조로 이루어진다.Here, the external antenna element 340 of the helical structure has a conductor pattern 341 on the upper surface, a conductor pattern 342 on one side, a conductor pattern 343 on the lower surface, and a conductor pattern 341 on the other side connected to each other. It consists of a helical structure.
이와 같이, 상기 홀 안테나 소자(330)와 상기 외부도체 패턴(340)에 의해서 예를 들, 1.6GHz인 GPS 또는 1.8GHz인 PCS 등의 하나의 밴드를 위한 안테나로 동작한다.As described above, the Hall antenna element 330 and the outer conductor pattern 340 operate as an antenna for one band such as GPS of 1.6 GHz or PCS of 1.8 GHz.
전술한 바와 같이, 본 발명의 외부 안테나 소자는 헤리컬 구조 또는 민더라인 구조 등으로 유전체블럭의 적어도 일면에 다양한 도체패턴으로 형성될 수 있다.As described above, the external antenna element of the present invention may be formed in various conductor patterns on at least one surface of the dielectric block, such as a helical structure or a meander line structure.
도 7a,7b,7c는 본 발명의 제4실시예에 따른 칩 안테나의 구조, 홀 안테나 소자의 구조 및 외부 안테나 소자의 구조도이다.7A, 7B, and 7C illustrate a structure of a chip antenna, a structure of a hall antenna element, and an external antenna element according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7a,7b,7c를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 칩 안테나는 다면체의 유전체 블럭(410)과, 상기 유전체블럭(410)의 외부면에 형성된 급전 전극(420)과, 홀 안테나 소자(430)와, 외부 안테나(440)를 포함한다.7A, 7B, and 7C, a chip antenna according to a fourth embodiment of the present invention includes a dielectric block 410 of a polyhedron, a feed electrode 420 formed on an outer surface of the dielectric block 410, and a hole. An antenna element 430 and an external antenna 440 are included.
상기 홀 안테나 소자(430)는 상기 유전체 블럭(410)의 어느 일면에서 그 반대측의 타면까지 관통되어, 그 내부가 도전성 물질로 인쇄 또는 충진된 4개의 도체 홀(Hn)(H1~H4)과, 상기 유전체 블럭(410)의 외부면에 도체 패턴으로 형성되어 서로 인접하는 도체 홀(Hn)의 각 단부를 연결하여 이 연결된 도체 길이가 소정의 제1 공진길이를 갖게 하는 복수개의 홀 연결 패턴(PTn)(PT1~PT3)을 포함하고, 상기 급전 전극(420)에 일단이 연결되어 이루어진다.The Hall antenna element 430 penetrates from one surface of the dielectric block 410 to the other surface on the opposite side thereof, and has four conductor holes Hn (H1 to H4) printed or filled with a conductive material therein, A plurality of hole connection patterns PTn are formed in the outer surface of the dielectric block 410 to connect respective ends of the conductor holes Hn adjacent to each other so that the connected conductor lengths have a predetermined first resonance length. (PT1 ~ PT3), one end is connected to the feed electrode (420).
그리고, 상기 외부 안테나(440)는 상기 급전전극(420)에 연결되어, 상기 유전체블럭(410)의 외부면중 적어도 일면에 도체 패턴으로 형성하여 소정의 제2 공진길이를 갖는다. 예를 들어, 상기 외부 안테나 소자(440)는 상기 유전체블럭(410)의 외부면에 도면패턴이 민더라인 구조로 이루어질 수 있지만, 유전체블럭(410)의 외부면의 활용도를 높이기 위해서는, 도 7a 및 7b에 도시한 바와 같이, 상기 유전체블럭(410)의 외부면에 도면패턴이 헤리컬 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.The external antenna 440 is connected to the power supply electrode 420 and has a predetermined second resonance length by forming a conductor pattern on at least one of the outer surfaces of the dielectric block 410. For example, the external antenna element 440 may have a drawing pattern formed on the outer surface of the dielectric block 410, but to increase the utilization of the outer surface of the dielectric block 410, FIG. 7A. And as shown in 7b, it is preferable that the drawing pattern has a helical structure on the outer surface of the dielectric block 410.
전술한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에서, 하나의 홀 안테나 소자로 싱글밴드를 구현할 수 있고, 2개 이상의 홀 안테나 소자로는 다중밴드를 구현할 수 있으며, 또한, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 동시에 사용하여 소형의 싱글밴드 또는 다중밴드를 구현할 수 있게 된다.In each embodiment of the present invention as described above, a single band can be implemented with one Hall antenna element, and a multiband can be implemented with two or more Hall antenna elements, and the Hall antenna element and the external antenna element can be implemented. It can be used simultaneously to realize small single-band or multi-band.
이와 같은 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 적절하게 조합하면, 다양한 변형구조의 안테나를 구현할 수 있는 것은 당업자에게 자명한 것이고, 이러한 변형 구조는 본 발명의 기술적인 범위에 포함된다. 이러한 칩 안테나의 변형에 대해 도 8a,8b,8c를 참조하여 설명한다.Appropriate combination of such a hall antenna element and an external antenna element, it will be apparent to those skilled in the art that an antenna having various modified structures can be implemented, and such modified structures are included in the technical scope of the present invention. Such a modification of the chip antenna will be described with reference to Figs. 8A, 8B and 8C.
도 8a,8b,8c는 본 발명의 제4실시예에 따른 칩 안테나의 변형 구조도이다.8A, 8B, and 8C are modified structural diagrams of a chip antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8a는 민더라인 구조의 홀 안테나 소자와 민더라인 구조의 외부 안테나 소자가 급전전극을 통해 연결된 싱글밴드의 칩 안테나이고, 도 8b는 민더라인 구조의 홀 안테나 소자와 민더라인 구조의 외부 안테나 소자가 서로 다른 밴드의 안테나로 동작하는 듀얼밴드의 칩 안테나이다. 그리고, 도 8c는 헤리컬 구조의 홀 안테나 소자와 헤리컬 구조의 외부 안테나 소자가 서로 연결된 싱글밴드의 칩 안테나이다.FIG. 8A illustrates a single band chip antenna in which a hole antenna element having a meander line structure and an external antenna element having a meander line structure are connected through a feed electrode, and FIG. 8B illustrates a hole antenna element having a meander line structure and a meander line structure. An external antenna element is a dual band chip antenna that operates as antennas of different bands. 8C is a single-band chip antenna in which a helical hall antenna element and a helical external antenna element are connected to each other.
전술한 바와 같은 본 발명은, λ/2, λ/4 안테나의 공진특성으로 인하여 소형화가 요구되고 있는 안테나에 대하여 크기면에서 제약을 받게 되는 한계를 극복하기 위해 제안된 것으로, 소형 안테나로 각광을 받고 있는 칩 안테나에 별도의 가공 공정 없이도 유전체 소체 제작 과정에서 유전체 내부에 홀을 만들고 도체로 디핑(dipping) 함으로써 유전체 표면은 물론 유전체 내부를 활용할 수 있게 되어, 칩 안테나의 소형화는 물론 다중 공진 안테나 설계를 용이하도록 하는 것이다.As described above, the present invention has been proposed to overcome the limitation that the size of the antenna which is required to be miniaturized due to the resonance characteristics of the λ / 2 and λ / 4 antennas is reduced. It is possible to utilize not only the surface of the dielectric but also the inside of the dielectric by making holes in the dielectric and dipping into the conductor during the fabrication process of the dielectric body without a separate processing process on the receiving chip antenna. To facilitate.
즉, 소형 안테나로 각광을 받고 있는 칩(chip) 안테나에서 공정이 비교적 복잡하고 가격면에서 경쟁력이 약한 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic)와 같은 공정 없이도 칩 안테나의 물리적 길이를 늘일 수 있으며, 유전체의 체적을 최대한으로 이용할 수 있다. 또한, 유전체 외부에는 다른 주파수 대역에서 공진하는 안테나를 인쇄함으로써 듀얼(dual)이나 트리플(triple) 밴드 등 다중 대역 안테나 설계가 가능하며, 동일 공진 주파수를 갖는 안테나에 대하여 훨씬 더 소형의 크기를 갖는 안테나 설계가 가능하다.In other words, the chip antenna, which is spotlighted as a small antenna, can increase the physical length of the chip antenna without a process such as low temperature cofired ceramic (LTCC), which is relatively complicated in price and competitive in price. You can make the most of. In addition, by printing antennas resonating in different frequency bands outside the dielectric, it is possible to design multi-band antennas such as dual or triple bands, and antennas having a much smaller size for antennas having the same resonance frequency. Design is possible.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 휴대폰 등의 이동통신 단말기에 적용되는 칩 안테나에서, 유전체블럭을 관통하는 복수개의 홀을 형성하고, 각 홀에 도체패턴을 인쇄 또는 충진하여 서로 연결하여 홀 안테나 소자를 구현하고, 상기 유전체블럭 외부면에 도체 패턴의 외부 안테나 소자를 구현함으로써, 유전체의 체적을 최대한 이용할 수 있어, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 연결하면 동일한 공진 주파수에 대해서는 더욱 소형화가 가능하고, 홀 안테나 소자와 외부 안테나 소자를 서로 다른 주파수 대역에서 공진하도록 하면 다중 밴드의 칩 안테나 설계가 용이한 효과가 있다.According to the present invention as described above, in a chip antenna applied to a mobile communication terminal such as a mobile phone, forming a plurality of holes penetrating through the dielectric block, and printed or filled with a conductive pattern in each hole connected to each other Hall antenna element By implementing the external antenna element of the conductor pattern on the outer surface of the dielectric block, it is possible to maximize the volume of the dielectric, it is possible to further downsized the same resonance frequency by connecting the Hall antenna element and the external antenna element, When the Hall antenna element and the external antenna element are resonated in different frequency bands, the design of the chip antenna of the multi band can be easily performed.
도 1은 종래의 칩 안테나의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional chip antenna.
도 2는 종래의 칩 안테나의 구조도이다.2 is a structural diagram of a conventional chip antenna.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 칩 안테나의 구조도이다.3 is a structural diagram of a chip antenna according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 칩 안테나의 구조도이다.4 is a structural diagram of a chip antenna according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 칩 안테나의 반사손실 특성도이다.5 is a reflection loss characteristic diagram of the chip antenna of FIG.
도 6a,6b,6c는 본 발명의 제3실시예에 따른 칩 안테나의 구조, 홀 안테나 소자의 구조 및 외부 안테나 소자의 구조도이다.6A, 6B, and 6C illustrate a structure of a chip antenna, a structure of a hall antenna element, and a structure of an external antenna element according to a third embodiment of the present invention.
도 7a,7b,7c는 본 발명의 제4실시예에 따른 칩 안테나의 구조, 홀 안테나 소자의 구조 및 외부 안테나 소자의 구조도이다.7A, 7B, and 7C illustrate a structure of a chip antenna, a structure of a hall antenna element, and an external antenna element according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8a,8b,8c는 본 발명의 제4실시예에 따른 칩 안테나의 변형 구조도이다.8A, 8B, and 8C are modified structural diagrams of a chip antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
110,210,310,410 : 유전체 블록 120,220,320,420 : 급전 전극110,210,310,410: Dielectric block 120,220,320,420: Feeding electrode
Hn : 도체 홀 PTn : 홀 연결 패턴Hn: Conductor hole PTn: Hole connection pattern
130,330 : 홀 안테나 소자 231,232 : 제1,제2 홀 안테나 소자130,330: Hall antenna element 231,232: First and second Hall antenna element
241,242 : 제1,제2 외부 도체 패턴 340,440 : 외부 안테나 소자241,242: first and second external conductor patterns 340,440: external antenna element
430 : 홀 안테나 소자430 Hall antenna element
Claims (16)
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|---|---|---|---|
| KR1020040048289A KR100489949B1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Chip antenna with hole antenna device |
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040048289A KR100489949B1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Chip antenna with hole antenna device |
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