KR100771582B1 - 안테나 장치 및 휴대용 무선 통신 장치 - Google Patents

안테나 장치 및 휴대용 무선 통신 장치 Download PDF

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Abstract

휴대용 무선 통신 장치용 안테나 장치는 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자, 및 접지면 장치(3)에 접속가능한 도전성 차폐(4)를 포함하며, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자들은 차폐(4)의 대향 측면들에 위치하며, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자는 다른 타입이다.
안테나 장치, 휴대용 무선 통신 장치, 도전성 차폐, 접지면 장치, 무선 신호, PCB

Description

안테나 장치 및 휴대용 무선 통신 장치{ANTENNA ARRANGEMENT AND PORTABLE RADIO COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 무선 통신 장치에서 근접한 간격의 안테나들간의 커플링에 관한 것이다.
휴대용 무선 통신 장치에서, 내부 안테나 장치용 공간은 제한된다. 보다 많은 기능성과 보다 나은 무선 채널 품질에 대한 요구로 인해, 이동 전화와 같은 휴대용 무선 통신 장치에서 하나 이상의 안테나 소자가 사용될 필요가 있다. 휴대용 무선 통신 장치에서 공간이 제한되기 때문에, 내부 안테나들은 근접하게 배치된다. 근접하게 배치된 안테나 소자에서는 이들간에 예기치 않은 커플링이 일어날 수 있다.
WO 9013152에서는 분리된 송수신 안테나들이 다이플렉서에 대한 요구를 제거시키는데 사용되는 것이 개시된다. 안테나들은 접지면 위에 올려지며 도전 페데스탈에 의해 분리된다. 여기서, 페데스탈은 안테나들 사이에 놓이며 전기적으로 안테나를 고립시킨다. WO 9013152에는 동일한 타입의 2개의 안테나(2개의 유사한 패치)의 경우만 언급한다.
상술한 특허는 분리된 송신과 수신 안테나간의 커플링을 감소시키는 것만을 개시한다.
본 발명의 일 목적은 개선된 고립, 즉 이동 전화와 같은 휴대용 무선 통신 장치에서 안테나들간의 커플링 감소를 제공하는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 제1항에 청구된 장치에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 이동 전화와 같은 휴대용 무선 통신 장치 내부에서 안테나들간의 개선된 고립을 제공하는 상기 장치를 제공하는 것이다.
이런 목적인 청구항 제14항에 청구된 장치에 의해 달성된다.
2가지 다른 타입의 안테나들, 예컨대 PIFA 및 멘더 안테나는 이들간의 낮은 커플링을 가지며 근접하게 배치된다. 낮은 커플링을 갖는 근접 배치된 안테나들은 다양한 어플리케이션에 사용될 수 있다. 이들은, 예컨대 다이플렉서에 대한 요구를 제거하는 분리된 송수신 안테나 시스템, 안테나 다이버시티 시스템(수신기 및 송신기 다이버시티 모두), 및 다른 시스템용 안테나(예컨대, GSM-불루투스)일 수 있다.
휴대용 무선 통신 장치에서의 내부 안테나들간의 차폐에서, 안테나들간의 커플링은 감소되고 안테나들은 서로 근접하게 위치시키는 것이 가능하다. 더욱이, 다른 타입의 내부 안테나, 예컨대 멘더 및 PIFA 안테나에서, 안테나들간의 커플링은 예컨대 PIFA 및 PIFA와 같은 동일한 타입의 2개의 안테나에서 보다 작게된다. 따라서, 차폐에 의해 분리되며 다른 타입의 2개의 안테나들은 동일한 양의 고립을 계속 제공하는 차폐에 의해 분리된 동일한 타입의 2개의 안테나 보다 더욱 근접하 게 위치될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점은 다음의 실시예의 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 것이다.
본 발명은 첨부된 도면 및 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 충분히 이해될 수 있으며, 이 설명은 단지 설명의 목적으로서 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
도 1은 상부에서 PIFA 안테나 및 하부에서 멘더 안테나를 탑재한 휴대용 단말 PCB를 도시한 도.
도 2는 우측에 PIFA 및 좌측에 멘더 안테나를 탑재한 휴대용 단말 PCB를 도시한 도.
다음의 설명은 제한이 아닌 설명의 목적으로서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 특정 기술 및 어플리케이션과 같은 특정 상세를 개시한다. 그러나, 본 기술 분야의 전문가에게는 이들 특정 상세를 벗어나는 다른 실시예를 구현할 수 있음이 자명하다. 다른 예에서, 공지된 방법 및 장치의 상세한 설명은 불필요한 설명으로서 본 발명을 불명료하지 않도록 생략된다.
본 발명의 제1 실시예는 도 1을 참고로 이하 후술된다. 제1 및 제2 안테나 소자(1, 2)는 접지면 장치(3), 즉 이동 전화와 같은 휴대용 무선 통신 장치의 PCB에 접속된다. 제1 안테나 소자(1)는 PIFA(Planar Inverted F Antenna)로서 도시되 며, 제2 안테나 소자(2)는 멘더 안테나로서 도시된다. PIFA는 휴대용 무선 통신 장치의 송수신 회로(도시 안됨)에 더 접속(5, 6)된다. 또한, 멘더 안테나는 휴대용 무선 통신 장치의 송수신 회로(도시 안됨)에 접속(7, 8)되나, 그 접속(7, 8)은 PIFA의 접속(5, 6)으로부터는 떨어져 있다.
PIFA(1) 및 멘더(2) 안테나 소자들은 휴대용 무선 통신 장치에서 가능한 작은 공간을 차지하도록 서로 근접하게 위치된다. 접지면 장치(3)로부터 연장된 도전 차폐(4)는 안테나(1, 2)들간에 위치한다. 차폐(4)는 부가적인 고립을 제공하여, 근접하게 배치된 안테나들간에 통상 존재하는 안테나들(1, 2)간의 커플링을 감소시킨다. 커플링이 감소되기 때문에, 차폐(4)없이 보다 서로 근접하게 안테나(1, 2)를 위치시키는 것이 가능하다.
PIFA 안테나(1) 및 멘더 안테나(2)는 다른 타입의 안테나로서, 전자계 분포, 또는 동일한 전류 분포가 다르게 된다. 멘더 안테나(2)는 실제 안테나 소자 주위에 집중된 전류를 가지며, PIFA 전류는 접지면 장치(3)상에 더욱 집중된다. 이런 차이는 안테나들간의 커플링이 작으며 안테나들이 근접하게 위치하는 효과를 가져온다. 스크린(4)은 접지되고 접지면 장치(3) 위에 놓여, 이를 통과하는 전류의 방향(스크린으로)이 변하게 한다. 이는 하나의 안테나로부터 다른 안테나로 PCB상에 흐르는 전류의 양을 부가적으로 감소시켜 안테나들간의 커플링을 감소시킨다.
본 발명의 제2 실시예는 도 2를 참고로 이하 후술된다. 본 실시예는 제1 실시예와 유사하지만, 안테나(1, 2)가 위아래 대신에 나란히 배치된다는 점에서 다르다. 차폐(4)는 안테나(1, 2)들간에 계속 배치된다. PIFA 안테나 소자(1)의 피딩 은 PCB(3)의 상부에 위치하며, 멘더 안테나 소자(2)는 그 하단부에서 피딩된다. 피딩 포인트의 분리는 각각의 안테나로부터의 전류 분포가 다르게 하여 안테나들간에 고립을 제공하는 효과를 가진다. 이 효과는 안테나들간의 차폐(4)에 의해 더욱 강화된다.
이들 실시예에서, 안테나(1, 2)는 이중 대역 동작에 적합하다. 안테나 패턴의 설계를 변경함에 의해 안테나들의 주파수 대역의 수를 감소 또는 확장시키는 것이 가능하다.
상술한 실시예에서, PIFA 안테나(1)는 수신기 안테나로서 바람직하게 최적화되며 멘더 안테나(2)는 송신 안테나로서 최적화된다. 그러나, 작은 다른 설계에 의해, 이들 안테나는 송신 또는 수신에 최적화되여, 송신기 또는 수신기 안테나 다이버시티 시스템을 각각 제공한다.
안테나들은 다른 주파수 대역, 예컨대 GSM900 및 GSM1800에서 또는 다른 통신 시스템, 예컨대 GSM 및 블루투스에서 개별적으로 더욱 최적화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 안테나(1, 2) 및 차폐(4)는 이들이 휴대용 무선 통신 장치에 장착되는 경우에는 휴대용 무선 통신 장치의 PCB에 접속되며, 그렇치 않은 경우에는 이들은 접지면 장치에 접속가능하다. 선택적으로, 안테나 소자(1, 2) 및 차폐(4)는 휴대용 무선 통신 장치에 장착될 때 PCB에 접속가능한 분리된 접지면 장치상에 장착된다.
2개의 안테나들간의 커플링은 안테나들에 의해 방사된 전자계에 의존한다. 전자계가 다르면, 즉 다른 방사 패턴, 다른 분극, 다른 위상 등이라면, 커플링은 낮게 된다. 2개의 안테나들간의 커플링의 측정은 두 안테나들을 둘러싸는 구면상의 각각의 안테나로부터 방사 전자계의 스칼라적(scalar product)을 적분하는 것이다. 이런 측정은 안테나들간의 직교 성분으로서 관찰될 수 있다. 안테나로부터의 방사 전자계는 안테나의 도전부 및 그 주변, 예컨대 접지상에 흐르는 전류로 이루어진다. 따라서, 각각의 안테나와 연관된 전류가 더욱 다르면 이들간의 커플링은 더욱 낮아지게 된다.
상술한 안테나 이외의 다른 타입의 안테나도 있을 수 있다. 안테나, 예컨대 PIFA, 멘더, 변형 PIFA, 멘더 PIFA, 루프, 다이폴, 패치, 및 슬롯 안테나 등이 있을 수 있다. 중요한 점은 안테나들이 접지면 장치, 즉 PCB상에서 다른 전류 분포를 가지며 다소 다르게 되어, 안테나들간의 커플링이 낮아진다는 것이다. 도전성 스크린은 전류 분포를 변경하는데 도움을 주며 커플링을 더욱 낮추게 된다.
상술한 안테나는 당업자에게는 공지된 방법으로 정합 및 조절된다.
본 발명은 다양한 방식에서 변경될 수 있음이 자명하다. 이런 변경은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 고려되지 않는다. 모든 이러한 변형은 본 기술 분야의 전문가에게는 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 것이 자명하다.

Claims (15)

  1. 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자, 및 접지면 장치(3)에 접속가능한 도전성 차폐(4)를 포함하며, 상기 제(1) 및 제2(2) 안테나 소자가 상기 차폐(4)의 대향 측면들에 위치되는 휴대용 무선 통신 장치용 안테나 장치로서,
    상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자가 다른 타입인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안테나 장치는 상기 휴대용 무선 통신 장치에 장착가능하게 되어, 상기 차폐(4)가 상기 접지면 장치(3)에 본질적으로 수직하게 되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송수신할 수 있도록 각각 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 송신할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 수신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 송수신 할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 수신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 송수신할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 송신할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송수신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송신할 수 있도록 각각 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 수신할 수 있도록 각각 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 수신할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송수신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 안테나 소자는 무선 신호를 수신할 수 있도록 적응되며, 제2(2) 안테나 소자는 무선 신호를 송신할 수 있도록 적응되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1(1) 및 제2(2) 안테나 소자는 상기 휴대용 무선 통신 장치내에 장착가능한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제(1) 안테나 소자는 PIFA, 멘더, 루프, 패치, 다이폴, 슬롯, 변형 PIFA, 및 멘더 PIFA 중 하나이며, 상기 제2(2) 안테나 소자는 PIFA, 멘더, 루프, 패치, 다이폴, 슬롯, 변형 PIFA, 및 멘더 PIFA 중 하나이나, 상기 제1(1) 안테나 소자와 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 개시된 안테나 장치를 포함하는 휴대용 무선 통신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 접지면 장치(3)는 상기 휴대용 무선 통신 장치의 PCB인 것을 특징으로 하는 휴대용 무선 통신 장치.
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