KR100688253B1 - 디엠비 대역을 포함하는 다중대역 내장형 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 및 위성DMB 대역 및 지상파 DMB 대역을 커버하기 위한 이동통신 단말기용 내장형 안테나에 관한 것이다.

본 발명은 이동통신 및 위성 DMB 대역을 커버하는 루프형 방사체와 지상파 DMB 대역을 커버하는 미앤더 형태의 방사체로 구성되며, 상기 루프형 방사체는 형성될 각각의 모드에서 형성되는 방사체의 전류 분포 해석으로 각 모드에서의 전류가 밀접한 부분에 슬롯을 삽입하여 루프의 폭을 조절하여 모드별 공진주파수를 설정하도록 구성되며, 상기 미앤더 형태의 방사체는 2개의 단락점을 구성하고, 각 단락점의 개방 및 단락을 스위칭하기 위한 수단을 구성하여 서로 다른 대역의 공진 특성을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 내장형 안테나이다.

DMB안테나, 이동통신단말기, 이동통신단말기안테나, 지상파DMB안테나

Description

디엠비 대역을 포함하는 다중대역 내장형 안테나{Multiplex frequency band DMB antenna}

도 1은 본 발명 디엠비(DMB) 대역을 포함하는 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 있어서, 각 구조를 각 부분에서 상세히 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 있어서, 단자핀(21)의 개방상태에서의 공진특성을 나타낸 주파수 파형도.

도 4는 본 발명에 있어서, 단자핀(21)의 단락상태에서의 공진특성을 나타낸 주파수 파형도.

도 5는 본 발명에 있어서, 단자핀(22)의 개방상태에서의 공진특성을 나타낸 주파수 파형도.

도 6은 본 발명에 있어서, 단자핀(23)의 단락상태에서의 공진특성을 나타낸 주파수 파형도.

본 발명은 이동통신 및 위성DMB 대역 및 지상파 DMB 대역을 커버하기 위한 이동통신 단말기용 내장형 안테나에 관한 것이다.

근래에는 ISDB(Intergrated Service Digital Broadcasting)라 하여 TV 프로그램도 데이터 서비스의 일부로 간주하여 종합정보 방송으로 통합한 멀티미디어 방송서비스가 제공되고 있다.

DMB(Digital Multimedia Broadcasting)도 이것의 하나로서, DMB는 이동전화단말기·개인휴대단말기(PDA)·전용단말기를 통해, 어떤 공간에서도 단말기를 통해 텔레비전·라디오 방송을 보고들을 수 있는 차세대 멀티미디어 서비스로서, 단말기만 있으면 언제 어디서나 선명한 고화질 영상과 CD 수준의 음향을 감상할 수 있게 된다.

DMB 서비스는 방송센터에서 프로그램을 위성으로 송출하면 위성이 전파를 통해 전국의 DMB 단말기에 뿌려주는 방식인 위성 DMB 방식과 현재 비어 있는 공중파 VHF 채널을 활용해 DMB 방송을 하는 것으로 송신탑에서 보내오는 전파를 단말기를 통해 받아보는 지상파 DMB 방식으로 나눌 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, DMB는 공간의 제약을 받지 않는 특성상 휴대용 단말기에 설치하여 사용하게 되는 데, 특히 대부분의 사용자가 휴대하는 이동통신단말기에 적용하게 될 경우, 휴대장치의 특성을 고려하여 DMB안테나를 설치해야한다.

종래 이동통신 단말기에 사용된 지상파 DMB용 안테나는 이동통신용 안테나와 별도로 외장 리트렉터블 안테나를 사용한 형태로 DMB 방송 수신시 단말기외부로 안테나를 길게 뽑은 형태로 사용되어져 왔다.

그러나 이러한 안테나들은 폭은 좁지만 길이가 길기 때문에 이동통신용 단말기의 설계에 어려움을 겪을 수 밖에 없으며, 사용시 불편하였다.

또한, 안테나의 견고함이 취약하여 파손의 위험이 있으며, 이동통신용 안테나와의 간섭을 피할 수 없을 뿐만 아니라 단말기의 외관에 많은 영향을 받는다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 하나의 포트를 사용하는 형태로 안테나를 집적하므로써, 안테나간의 상호 간섭을 최소화하고 기존 내장형의 장점인 외부 충격에 강함과 단말기 설계에 영향을 최소화하는 디엠비 대역을 포함하는 다중대역 내장형 안테나 구조를 제안하고자 한 것이다.

본 발명은 이동통신 및 위성 DMB 대역을 커버하는 루프형 방사체와 지상파 DMB 대역을 커버하는 미앤더 형태의 방사체로 구성되며,

상기 루프형 방사체는 형성될 각각의 모드에서 형성되는 방사체의 전류 분포 해석으로 각 모드에서의 전류가 밀접한 부분에 슬롯을 삽입하여 루프의 폭을 조절하여 모드별 공진주파수를 설정하도록 구성되며,

상기 미앤더 형태의 방사체는 2개의 단락점을 구성하고, 각 단락점의 개방 및 단락을 스위칭하기 위한 수단을 구성하여 서로 다른 대역의 공진 특성을 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 도 1 및 도 2에 도시된 실시예를 참조하여 그 구조 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은,

이동통신 및 위성 DMB 대역을 커버하는 루프형 상부 방사체(10)와, 지상파 DMB 대역의 미앤더 형태의 하부 방사체(20)로 구성되며, 상부방사체(10)와 하부 방사체(20)간의 유전체층을 형성하는 지지구조물(30)과, 접지면(40)으로 구성되며,

상기 하부 방사체(20)는 두 개의 단락핀(shorting post)(21)(22)을 가지며, 각 단락핀(21,22)의 개방 및 단락을 결정하기 위한 스위치(도면에 도시하지 않음)를 구성한 것을 특징으로 한다.

설명하지 않은 도면 부호 11은 단락핀, 12는 급전핀(feeding post)이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명은,

이동통신 단말기용 내장형 안테나에 관한 것으로서 지상파 DMB 및 Cellular, GSM, DCS, UP-PCS, 위성 DMB 대역의 6중 대역 안테나에 대한 설계에 대한 것이다.

2개의 방사체와, 1개의 접지면, 단락부(shorting post) 그리고 급전부(feeding post)로 구성되는 바,

상부 방사체(10)는 구동소자로 사용되는 상부 방사체(10)는 루프형 방사체로 구성하고, 지상파 대역만을 커버하기 위한 하부 방사체(20)는 지상파 DMB 대역만을 커버하기 위해 미엔더 타입의 방사체로 구성하여 유도 급전하는 방법을 사용한다.

(a). 루프형 방사체에 형성시킬 수 있는 모드들은 접지면에 인접한 급전과 단락을 가지는 루프의 경우 기본 모드가 전체 루프의 길이를 반파장으로 공진하는 모드로서 이는 영상이론에 의해 반파장의 루프와 그 이미지 성분들이 접지면 상에 형성되는 경우이다.

이러한 모드에서는 루프에 여기 되는 전류가 단락과 급전에서 루프의 중심까지 동일한 방향으로 들어가는 형태로 Unbalanced Current라고 할 수 있다.

(b). 그 다음 모드는 전체의 루프 길이를 한파장으로 공진하는 모드로 단락과 급전에서 전류의 방향이 서로 반대가 되고 이를 Balanced Current라고 할 수 있다.

이 모드에서는 완전한 루프의 공진으로 방사체가 접지면의 영향을 거의 받지 않는다.

(c). 그 다음 모드는 기본모드의 고차 모드로 전체의 루프를 3/2파장으로 공진하는 모드가 된다.

(d). 그 다음 모드는 한파장 공진 모드의 고차 모드로 전체루프를 2파장으로 하여 공진하는 모드이다.

루프에 형성되는 고차모드들을 각각의 모드의 전류분포 해석을 바탕으로 모드별 공진주파수 조절을 할 수 있다.

이와 같은 루프형 방사체는 안테나 설계시 각각의 모드에서 형성되는 방사체의 전류 분포 해석을 통해 각 모드에서의 전류가 밀집하게 나타나는 부분에 슬롯을 삽입하여 상기한 바와 같은 모드를 형성할 수 있다.

지상파 DMB 대역을 커버하는 아랫면의 미엔더 형의 하부 방사체(20)는 아주 작은 대역폭을 가지므로 지상파 DMB대역의 대역폭을 극복하기 위해 두 개의 단락점(21)(22)을 가지고 있다.

단락점(21)(22)에 스위치를 연결하여 개방 및 단락의 동작을 할 경우 180 MHz 대역과 200 MHz 대역을 옮겨가며 공진특성을 얻을 수 있다.

단락점 2의 스위치를 개방하면 미엔더 형의 방사체의 길이가 길어져 180 MHz 대역의 공진 특성을 얻을 수 있고, 스위치를 단락하게 되면 길이가 짧아져 200 MHz 대역의 공진 특성을 얻을 수 있다.

도 3 내지 도 6은 단자핀(22)의 개방과 단락에 따른 공진주파수 특성을 나타낸 주파수 파형도로서, 도 3과 도 4는 안테나 전체 대역(100㎒~3㎓)에 대하여 나타낸 것이고, 도 5와 도 6은 공진특성을 더 상세히 나타내기 위하여 소정의 대역(100㎒~300㎒)에 대하여 나타낸 것이다.

도 3과 도 5와 단자핀(22)의 개방상태에서의 공진특성을 나타내 주파수 파형도이다.

도 4과 도 6은 단자핀(22)의 단락상태에서의 공진특성을 나타내 주파수 그래프이다.

안테나의 길이가 길수록 낮은 주파수대역에서 동작하므로, 단락핀(21)이 개방 또는 단락했을 때 나타나는 공진주파수 대역은 달라 질 수 있으나, 이와 유사하게 나타난다.

또한 안테나 설계시 상부 방사체(10)와 하부 방사체(20) 사이의 거리를 조절하여 지상파 DMB 대역의 커플링 및 임피던스를 조절 할 수 있고, 미엔더형 방사체의 고차 모드들이 통신 대역 방사체에 영향을 줄일 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 다중 공진모드의 구현이 가능한 지상파 DMB 내장형 안테나를 구현할 수 있다.

Claims (2)

1. 이동통신 및 위성 DMB 대역을 커버하는 루프형 상부 방사체와, 지상파 DMB 대역의 미앤더 형태의 하부 방사체로 구성되며, 상부방사체와 하부 방사체간의 유전체층을 형성하는 지지구조물과, 접지면으로 구성되며,

   상기 하부 방사체는 두 개의 단락핀(shorting post)을 가지며, 각 단락핀의 개방 및 단락을 결정하기 위한 스위치수단을 구성한 것을 특징으로 하는 디엠비 대역을 포함하는 다중대역 내장형 안테나.
2. 제 1항에 있어서, 상기 루프형 방사체는 형성될 각각의 모드에서 형성되는 방사체의 전류 분포 해석으로 각 모드에서의 전류가 밀접한 부분에 슬롯을 삽입하여 루프의 폭을 조절하여 모드별 공진주파수를 설정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 디엠비 대역을 포함하는 다중대역 내장형 안테나.

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