KR100730812B1 - Antenna supporting multiple frequency bandwidth, mobile phone including thereof - Google Patents
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Abstract
복수의 주파수 밴드를 처리할 수 있는 안테나와 이를 구비한 이동통신 단말기가 개시된다. 본 발명에 따라, 안테나는 접지를 제공하는 접지판; 상기 접지판과 평행한 평면상에 위치하여 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치; 상기 제1패치와 동일평면상에 위치하는 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치; 상기 제1패치 및 제2패치에 각각 전원을 공급하는 복수의 급전선; 및 상기 제1패치 또는 제2패치와 상기 급전선과의 접점을 스위칭하여, 선택적으로 전원을 공급하는 접점 전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 하나의 이동통신 단말기가 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 이동 통신망에 사용될 수 있다.Disclosed are an antenna capable of processing a plurality of frequency bands and a mobile communication terminal having the same. According to the invention, an antenna comprises a ground plate for providing ground; A first patch disposed on a plane parallel to the ground plate and having a double resonant characteristic at predetermined first and second frequency bands; A second patch having a double resonance characteristic in a predetermined third frequency and fourth frequency band located on the same plane as the first patch; A plurality of feed lines supplying power to the first patch and the second patch, respectively; And a contact switching unit for selectively supplying power by switching a contact between the first patch or the second patch and the feed line. Accordingly, one mobile communication terminal can be used in a mobile communication network using different frequency bands.
Description
도 1은 PIFA(Planar Inverted F Antenna)의 일반적인 구성도,1 is a general configuration diagram of a Planar Inverted F Antenna (PIFA),
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도,2 is a block diagram of an antenna having a contact switching unit according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.3 is a block diagram of an antenna having a contact switching unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 주파수 밴드를 처리할 수 있는 안테나와 이를 구비한 이동통신 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an antenna capable of processing a plurality of frequency bands and a mobile communication terminal having the same.
휴대 이동 단말 등에서 사용되고 있는 내장형 안테나는 일반적으로 하나의 주파수 밴드에서의 신호만을 송수신할 수 있다. 따라서 어느 특정 주파수 밴드의 이동 통신망에서 사용되는 이동 단말을 타 주파수 밴드의 이동 통신망에서 사용하기 위해서는 안테나가 그 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있도록 그 공진 특성 이 달라져야 한다.Built-in antennas used in portable mobile terminals, etc., can generally transmit and receive only signals in one frequency band. Therefore, in order to use a mobile terminal used in a mobile communication network of a specific frequency band in a mobile communication network of another frequency band, its resonance characteristics must be changed so that an antenna can transmit and receive a signal of that frequency band.
예를 들어, 유럽 등에서 사용되고 있는 GSM(Global System for Mobile Communication) 방식의 이동 통신망에서는 그 시스템 특성에 따라 900MHz, 1800MHz 1900MHz 등의 3가지 주파수 대역을 사용하는데, 900MHz 주파수 대역의 시스템에서 사용되는 이동 단말을 타 주파수 대역을 사용하는 이동 통신망에서 사용하기 위해서는 안테나를 교체하여야 한다는 불편함이 있고 설령 이중 주파수 밴드에서 공진되어 신호를 송수신할 수 있도록 안테나를 설계하더라도 그 주파수 밴드 폭이 매우 좁아 실제 사용에는 어려움이 있다.For example, the GSM (Global System for Mobile Communication) mobile communication network used in Europe uses three frequency bands, such as 900MHz, 1800MHz 1900MHz according to the system characteristics, the mobile terminal used in the 900MHz frequency band system It is inconvenient to replace the antenna in order to use it in a mobile communication network that uses other frequency bands. Even if the antenna is designed to transmit and receive signals by resonating in a dual frequency band, the frequency band width is very narrow, which makes it difficult to use in practice. There is this.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있는 방사 소자인 패치를 하나의 안테나에 구비하고, 패치와 전원 공급부의 접점을 경우에 따라 선택할 수 있도록 함으로써 복수 주파수 밴드를 지원하도록 한 안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기를 제공하는 것이다.Accordingly, a technical problem of the present invention is to provide a patch, which is a radiating element capable of transmitting and receiving signals in a plurality of frequency bands, in one antenna, and to select a patch and a contact point of a power supply according to a plurality of frequency bands. It is to provide an antenna and a mobile communication terminal having the same to support the.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, 접지를 제공하는 접지판; 상기 접지판과 평행한 평면상에 위치하여 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치; 상기 제1패치와 동일평면상에 위치하는 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치; 상기 제1패치 및 제2패치에 각각 전원을 공급하는 복수의 급전선; 및 상기 제1패치 또는 제2패치와 상기 급전선과의 접점을 스위칭하여, 선택적으로 전원을 공급하는 접점 전환부를 포함하는 것 을 특징으로 하는 안테나에 의해 달성된다.The technical problem, according to the present invention, the ground plate for providing a ground; A first patch disposed on a plane parallel to the ground plate and having a double resonant characteristic at predetermined first and second frequency bands; A second patch having a double resonance characteristic in a predetermined third frequency and fourth frequency band located on the same plane as the first patch; A plurality of feed lines supplying power to the first patch and the second patch, respectively; And a contact switch for selectively supplying power by switching a contact between the first patch or the second patch and the feed line.
상기 제1주파수 대역은 GSM850 대역이고 제2주파수 대역은 PCS 대역이며, 상기 제3주파수 대역은 EGSM 대역이고 제4주파수 대역은 DCS 대역인 것이 바람직하다.Preferably, the first frequency band is a GSM850 band, the second frequency band is a PCS band, the third frequency band is an EGSM band, and the fourth frequency band is a DCS band.
한편, 상기 기술적 과제는 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치와, 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치를 방사소자로 가지며 상기 제1패치 및 제2패치에 선택적으로 전원 및 접지를 공급하도록 구성된 안테나를 구비한 이동통신 단말기에 의해서도 달성된다.On the other hand, the technical problem is that the first patch having a double resonance characteristic in a predetermined first frequency and a second frequency band, and the second patch having a double resonance characteristic in a predetermined third frequency and a fourth frequency band as a radiating element It is also achieved by a mobile communication terminal having an antenna configured to selectively supply power and ground to the first and second patches.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 PIFA(Planar Inverted F Antenna)의 일반적인 구성도이다.1 is a general configuration diagram of a Planar Inverted F Antenna (PIFA).
도 1을 참조하면, PIFA 안테나는 접지판(110), 패치(120), 단락판(130) 및 급전선(140)을 포함한다. 단락판(130)은 접지판(110)과 패치(120) 사이에 부착되어 있으며, 방사 소자 역할을 하는 패치(120)는 급전선(140)을 통하여 급전된다. 다시 말하면, 유한한 넓이의 접지 역할을 하는 접지판(110) 위에 사각형의 패치(120)가 놓여 있고 이 패치(120)에 전류가 급전되어 여기됨으로써 접지판(110)과 함께 방사 소자(radiation element)로서 역할을 하여 전파를 송수신한다. 한편 단락판(130)은 평판 형태뿐만 아니라 접지를 할 수 있는 어떤 형태도 가능하다.Referring to FIG. 1, the PIFA antenna includes a ground plate 110, a patch 120, a short circuit plate 130, and a feed line 140. The shorting plate 130 is attached between the ground plate 110 and the patch 120, and the patch 120 serving as the radiating element is fed through the feed line 140. In other words, a rectangular patch 120 is placed on the ground plate 110 which serves as a ground of a finite width, and a current is supplied to the patch 120 to excite it, thereby radiating the radiation element together with the ground plate 110. And transmit and receive radio waves. Meanwhile, the shorting plate 130 may be any shape capable of grounding as well as a flat plate.
이 때 패치(120)와 접지판(110)과의 거리인 높이(h), 패치(120)의 길이(Lp)와 폭(Wp), 단락판(130)의 넓이(w), 급전선(140)의 위치와 단락판(130)의 위치에 따라 주파수 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 달라지므로, 어떤 주파수 밴드에서 사용하는가에 따라 이들 파라미터를 설계한다. 또한 패치(120) 상에서 슬릿을 어떻게 형성하는 가에 하나의 패치(120)를 구비하고도 이중 공진 특성을 갖도록 설계할 수 있다.At this time, the height h, which is the distance between the patch 120 and the ground plate 110, the length L p and width W p of the patch 120, the width w of the shorting plate 130, and the feed line Since the frequency bandwidth, the gain, the resonance frequency, and the like vary depending on the position of the 140 and the position of the shorting plate 130, these parameters are designed according to which frequency band to use. In addition, the slit may be formed on the patch 120, and the patch 120 may be designed to have a double resonance characteristic even with one patch 120.
이러한 PIFA는 마이크로스트립 안테나보다 전자파 인체 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)이 낮으므로 이동 통신 단말기 등에서 많이 사용되고 있다. Such a PIFA has a lower Specific Absorption Rate (SAR) than a microstrip antenna, so it is widely used in mobile communication terminals.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.2 is a block diagram of an antenna having a contact switching unit according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 안테나는 제1패치(210), 제2패치(220), 접점 전환부(230), 접지판(250), 급전선(260) 및 접지선(270)을 포함한다.2, the antenna includes a first patch 210, a second patch 220, a contact switch 230, a ground plate 250, a feed line 260, and a ground line 270.
제1패치(210)는 제1주파수와 제2주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있도록 설계된 방사 소자로써, 일예로 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖는다. GSM850은 824MHz~894MHz의 주파수 밴드를 사용하고, PCS는 1850MHz~1990MHz의 주파수 밴드를 사용한다. 제2패치(220)는 제1주파수 및 제2주파수 밴드와는 다른 제3주파수 및 제4주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있도록 설계된 방사 소자로써, 일예로 EGSM(Enhanced GSM) 이나 DCS(Digital Communication System) 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖는다. 그리고, GSM은 890MHz~960MHz의 주파수 밴드를 사용하고, DCS는 1710MHz~1880MHz의 주파수 밴드를 사용한다. 정리하면, 제1패치(210)는 GSM850 이나 PCS 대역에서 이중 공진이 나타나고, 제2패치(220)는 EGSM 이나 DCS 대역에서 이중 공진이 나타난다.The first patch 210 is a radiating element designed to transmit and receive a signal of a first frequency and a second frequency band, and has a characteristic of resonating in a frequency band of, for example, GSM850 or PCS band. The GSM850 uses a frequency band of 824MHz to 894MHz, and the PCS uses a frequency band of 1850MHz to 1990MHz. The second patch 220 is a radiating element designed to transmit and receive a signal of a third frequency and a fourth frequency band different from the first frequency and the second frequency band. For example, the second patch 220 may include EGSM (Enhanced GSM) or DCS (Digital Communication). System) has resonance characteristics in the frequency band of the band. And, GSM uses a frequency band of 890MHz ~ 960MHz, DCS uses a frequency band of 1710MHz ~ 1880MHz. In summary, the first patch 210 shows a double resonance in the GSM850 or PCS band, the second patch 220 shows a double resonance in the EGSM or DCS band.
접지판(250)은 그라운드 신호를 제공하고, 접지선(270)은 접지판(250)과 제1패치(210) 또는 제2패치(220)와 선택적으로 연결된다. 또한 급전선(260)은 제1패치(210) 또는 제2패치(220)를 여기시킬 수 있는 전원을 공급하며, 제1패치(210) 또는 제2패치(220)와 선택적으로 연결된다. 연결 선택은 접점 전환부(230)에 의해 이루어진다. 즉, 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 상부로 이동시키면 제1패치(210)에 전원 및 접지를 공급하고, 스위치(232)를 하부로 이동시키면 제2패치(220)에 전원 및 접지를 공급한다.The ground plate 250 provides a ground signal, and the ground line 270 is selectively connected to the ground plate 250 and the first patch 210 or the second patch 220. In addition, the feed line 260 supplies power capable of exciting the first patch 210 or the second patch 220, and is selectively connected to the first patch 210 or the second patch 220. The connection selection is made by the contact switching unit 230. That is, when the
따라서, 이동 통신 단말기를 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 사용하고자 하는 경우에는 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 상부로 위치시켜 제1패치(210)에 전원 및 접지를 공급하고, EGSM 이나 DCS 대역의 주파수 밴드에서 사용하고자 하는 경우에는 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 하부로 위치시켜 제2패치(220)에 전원 및 접지를 공급한다.Therefore, when the mobile communication terminal is to be used in the frequency band of GSM850 or PCS band, the
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.3 is a block diagram of an antenna having a contact switching unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 안테나의 구성요소는 도 2의 다른 구성요소와 동일하고 접점 전환부의 구성만 차이가 있다. 즉, 제1패치(310)는 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖고, 제2패치(320)는 EGSM 이나 DCS 대역의 주파수 밴 드에서 공진되는 특성을 갖는다. 도 3을 참조하면, 접점 전환부(330)는 도 2의 접점 전환부(230)와는 달리 원형의 형태를 가지고 있다. 그리고 이를 180도 회전시킴으로써 접점의 위치가 달라지도록 형성되어 있다.The components of the antenna shown in FIG. 3 are the same as the other components of FIG. 2, and only the configuration of the contact switching unit is different. That is, the first patch 310 has a characteristic of resonating in a frequency band of GSM850 or PCS band, and the second patch 320 has a characteristic of resonating in a frequency band of EGSM or DCS band. Referring to FIG. 3, the contact switch 330 has a circular shape unlike the contact switch 230 of FIG. 2. And by rotating it 180 degrees is formed so that the position of the contact is different.
즉, 급전선(350) 및 접지선(360)과 제1패치(310)와의 연결이 이루어져 제1패치(310)가 여기되어 동작하다가, 접전 전환부가 180도 회전되면 급전선(350) 및 접지선(360)과 제2패치(320)가 연결되어 제2패치(320)가 여기되어 동작함으로써 복수의 주파수 밴드를 지원할 수 있는 것이다.That is, when the feed line 350 and the ground line 360 are connected to the first patch 310 and the first patch 310 is excited, the feed line 350 and the ground line 360 are rotated by 180 degrees. And the second patch 320 are connected so that the second patch 320 is excited to operate to support a plurality of frequency bands.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 원하는 주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있는 패치를 복수개 구비하고 이들 패치 중에서 하나를 경우에 따라 선택하여 급전 및 접지에 연결하도록 함으로써, 하나의 이동통신 단말기가 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 이동 통신망에 사용될 수 있다.As described above, according to the present invention, a mobile terminal is provided with a plurality of patches capable of transmitting and receiving a signal of a desired frequency band, and one of these patches is optionally connected to a power supply and a ground, so that one mobile communication terminal is different from each other. It can be used in mobile communication networks using frequency bands.
이렇게 만들어진 PIFA 안테나는 그 크기가 작아 통신 단말에 내장될 수 있으며 전자파 인체 흡수율(SAR)을 줄일 수 있는 장점이 있다.The PIFA antenna thus made can be embedded in a communication terminal due to its small size and can reduce the electromagnetic absorption rate (SAR).
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