KR100782301B1 - 메타머티리얼을 이용한 공진 주파수 조정이 가능한 안테나및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

메타머티리얼을 이용한 공진 주파수 조정이 가능한 안테나및 이를 포함하는 장치 Download PDF

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    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance

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Abstract

방사 성능의 변화 없이 공진 주파수를 조정할 수 있는 소형 안테나 및 소형안테나를 포함하는 장치가 개시된다. 안테나는 각각 급전부와 접지면에 접속된 2 개의 방사 도체, 및 인덕터, 전송 선로 및 커패시터를 포함하는 영차 공진기인 공진 회로부를 포함한다. 인덕터 및/또는 커패시터는 가변 소자로 구성되어, 가변 소자의 임피던스를 조정함으로써 안테나의 공진 주파수를 조정할 수 있다. 또한, 전송 선로에 대한 장치 내 접지면의 설치 위치, 접지면의 크기를 조정함으로써 공진 주파수를 조정하는 것도 가능하다. 다르게는, 인덕터에 접속된 가변 커패시터를 더 포함함으로써, 유효 인덕턴스를 조정하고 공진 주파수를 변화시키는 것도 가능하다. 안테나의 방사 선로는 공진 주파수의 결정과 무관하므로, 공진 주파수 조정에 의해 안테나의 방사 성능은 영향을 받지 않는다.
영차 공진기, 가변 인덕터, 가변 커패시터

Description

메타머티리얼을 이용한 공진 주파수 조정이 가능한 안테나 및 이를 포함하는 장치{ANTENNA WITH ADJUSTABLE RESONANT FREQUENCY USING METAMATERIAL AND DEVICE COMPRISING THE SAME}
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나의 회로도이다.
도 2 는 도 1 의 안테나의 등가 회로도이다.
도 3 은 도 2 의 LT2, LT3, 및 C0 값을 조정하여 얻어지는 등가 회로도이다.
도 4 는 인덕턴스 조정을 위한 본 발명의 다른 실시형태에 따른 안테나의 등가 회로도이다.
도 5 는 가변 커패시터의 커패시턴스 변화에 따른 반사 계수의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 주파수 조정이 가능한 안테나에 관한 것으로, 특히 메타머티리얼 구조를 이용한 영차 공진기 (ZOR; Zeroth Order Resonator) 를 채용하여 공진 주파수의 조정이 가능한 소형 안테나에 관한 것이다.
안테나는 전자기파를 송신/수신하기 위한 무선 통신 장치의 필수 구성 요소로서, 특정 주파수의 전자기파에 대해 공진하여 그 주파수의 전자기파를 송신/수신하도록 구성된다. 여기서 공진 (resonance) 이라 함은, 일반적으로 특정 주파수에서 회로의 임피던스가 허수가 됨을 의미하며, 실제적으로는 특정 주파수에서 회로의 반사계수인 S11 파라미터가 급격히 증가하는 현상을 지칭한다.
종래의 안테나는 1 차 모드의 공진 구조를 가진다. 즉, 종래의 안테나는 희망 주파수에 대응하는 파장 λ 에 대해 λ/2 의 전기적 길이를 갖고 일단이 개방 (open) 되거나 단락 (short) 된 도선 (전송 선로) 으로 구성된다. 이에 의해, 도선을 따라 도파되는 전자기파는 도선 내에서 정상파 (standing wave) 를 형성하고, 공진이 발생하게 된다. 이러한 1 차 모드 공진 구조를 갖는 안테나는 안테나의 전기적 길이가 전적으로 공진 주파수에 의존하여 결정되므로, 안테나의 크기가 공진 주파수에 따라 변화하고 특히, 희망 공진 주파수가 낮아질수록 안테나가 커지는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해, 안테나를 접지면 위에 형성하여 λ/4 의 전기적 길이를 갖는 모노폴 안테나가 제안되었고, 모노폴 안테나의 크기를 더욱 줄이기 위해 헬릭스 (helix) 형태, 미앤더 (meander) 형태 등 복잡한 형상을 갖는 안테나가 제안되었다. 그러나, 제안된 안테나들 역시 여전히 공진 주파수에 의존하여 크기가 결정되는 한계를 벗어나지 못하였으며, 안테나가 소형화될수록 좁은 공간에 고정된 길이의 안테나를 형성하기 위해 그 형태가 더욱 복잡해지는 문제가 있다. 또한 안테나의 형태가 복잡해 질수록 형성된 도선 사이의 커플링에 의한 영향이 증 가하는 등 안테나의 성능을 유지하는데도 어려움이 있다.
이외에 고유전율의 유전체를 부가하여 안테나의 유효 전기적 길이를 증가시키는 방안도 제안되었으나, 이는 유전율 제조 및 부가를 위한 추가적 비용을 요구하므로 바람직하지 못하다.
본 발명은 상술한 문제점을 인식한 것으로, 영차 공진기를 채용함으로써 공진 주파수와 무관하게 소형으로 제조할 수 있는 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 방사 성능에 영향을 주지 않고도 공진 주파수의 조정이 가능한 소형의 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 발명자는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하는데 메타머티리얼 (Metamaterial) 이론을 이용할 수 있음을 발견하였다.
메타머티리얼이란 자연에서 일반적으로 찾을 수 없는 특수한 전자기적 특성을 갖도록 인공적으로 설계된 물질 또는 전자기적 구조를 의미하는 것으로서, 본 기술 분야에서 일반적으로, 그리고 본 명세서에 있어서 메타머티리얼이라 함은 유전율 (permitivity) 과 투자율 (permeability) 이 모두 음수인 물질 또는 그러한 전자기적 구조를 의미한다.
이러한 물질은 두 개의 음수 파라미터를 가진다는 의미에서 더블 네거티브 (Double Negative; DGN) 물질이라 불리기도 한다. 또한, 메타머티리얼은 음의 유전율 및 투자율에 의하여 음의 반사계수를 가지며, 그에 따라 NRI (Negative Refractive Index) 물질이라고도 불린다. 메타머티리얼은 1967년 소련의 물리학자 베젤라고 (V.Veselago) 에 의해 처음 연구되었으나, 그 후 30 여년이 지난 최근에 구체적 구현 방법이 연구되어 응용이 시도되고 있다.
위와 같은 특성에 의하여, 메타머티리얼 내에서 전자기파는 플레밍의 오른손 법칙을 따르지 않고 왼손 법칙에 의해 전달된다. 즉, 전자기파의 위상 전파 방향 (위상 속도 (phase velocity) 방향) 과 에너지 전파 방향 (군 속도 (group velocity) 방향) 이 반대가 되어, 메타머티리얼을 통과하는 신호는 음의 위상 지연을 갖게 된다. 이에 따라, 메타머티리얼을 LHM (Left-handed Material) 이라고도 한다. 또한, 메타머티리얼에서는 β (위상 상수) 와 ω (주파수) 의 관계가 비선형일 뿐만 아니라, 그 특성 곡선이 좌표 평면의 좌반면에도 존재하는 특성을 보인다. 이러한 비선형 특성에 의하여 메타머티리얼에서는 주파수에 따른 위상차가 작아 광대역 회로의 구현이 가능하며, 위상 변화가 전송 선로의 길이에 비례하지 않으므로 소형의 회로를 구현할 수 있다.
이러한 메타머티리얼을 이용하여 영차 공진기 (ZOR) 를 구현하는 것이 가능하다. 메타머티리얼을 이용한 영차 공진기 구현의 일 예는 Itoh 등의 미국 출원 제 11/092,143 호에 개시되어 있다. 영차 공진기는 종래의 공진 구조와 달리 공진 주파수가 공진 구조의 전기적 길이와는 무관하게 결정된다. 영차 공진기는 실질적으로 LC 공진 회로와 동일한 공진 구조를 가짐으로써, 회로에 포함되는 인덕터 및 커패시터의 인덕턴스와 커패시턴스가 공진 주파수를 결정한다. 따라 서, 공진 주파수는 인덕턴스와 커패시턴스를 조정함으로써 변화될 수 있으며, 공진 주파수가 낮아지더라도 안테나의 크기가 대형화되지 않는다.
본 발명자는 메타머티리얼을 이용한 영차 공진 구조를 채용함으로써, 공진 주파수 조정이 가능한 소형의 안테나를 발명하였다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면 일단이 급전 회로에 접속된 제 1 방사 선로; 일단이 접지된 제 2 방사 선로; 및 일단이 상기 제 1 방사 선로에 접속되고 타단이 상기 제 2 방사 선로에 접속된 공진 회로부로서, 상기 제 1 방사 선로에 접속된 제 1 인덕터; 상기 제 1 인덕터에 직렬 접속된 제 1 전송 선로; 상기 제 1 전송 선로에 직렬 접속된 제 1 커패시터; 상기 제 1 커패시터에 직렬 접속된 제 2 전송 선로; 및 상기 제 2 전송 선로와 상기 제 2 방사 선로 사이에 직렬 접속된 제 2 인덕터를 포함하는 1 이상의 공진 회로부를 포함하는 안테나가 제공된다.
상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터 중 하나 이상은 가변 인덕터일 수 있다. 또한, 상기 가변 인덕터의 인덕턴스는 안테나가 송/수신하는 채널에 기초하여 변화할 수 있다. 다르게는, 상기 제 1 커패시터는 가변 커패시터일 수 있다. 또한, 상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터 중 하나 이상은 유효 인덕턴스를 변경할 수 있도록 가변 커패시터와 접속될 수 있다. 상기 가변 커패시터의 커패시턴스는 안테나가 송/수신하는 채널에 기초하여 변화하는 것이 바람직하다. 상기 가변 커패시터는 버랙터 다이오드 (Varactor diode) 일 수 있다.
안테나는 상이한 공진 주파수를 갖는 2 이상의 상기 공진 회로부를 포함할 수 있다. 2 이상의 상기 공진 회로부는 동시에 또는 선택적으로 동작할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 일단이 급전 회로에 접속된 제 1 방사 선로, 일단이 접지된 제 2 방사 선로, 및 일단이 상기 제 1 방사 선로에 접속되고 타단이 상기 제 2 방사 선로에 접속되며, 상기 제 1 방사 선로에 접속된 제 1 인덕터, 상기 제 1 인덕터에 직렬 접속된 제 1 전송 선로, 상기 제 1 전송 선로에 직렬 접속된 제 1 커패시터, 상기 제 1 커패시터에 직렬 접속된 제 2 전송 선로, 및 상기 제 2 전송 선로와 상기 제 2 방사 선로 사이에 직렬 접속된 제 2 인덕터를 포함하는 1 이상의 공진 회로부를 포함하는 안테나를 포함하는 장치에 있어서, 상기 장치의 동작 주파수에 따라 상기 공진 회로부의 공진 주파수가 변화하는, 장치가 제공된다.
상기 공진 주파수는 상기 제 1 전송 선로 및 상기 제 2 전송 선로 중 하나 이상과 상기 장치 내의 접지면 사이의 배치 관계를 변경시켜 변화될 수 있다. 또한, 상기 공진 주파수는 상기 장치의 송/수신 채널에 기초하여 변화할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명한다. 설명의 편의를 위하여 각 구성요소들은 회로 기호로 표현되나, 그 구체적 구현에 있어서는 공지된 여하한 소자를 이용할 수 있으며, 채용되는 구체적 소자의 변경도 본 발명의 범위 내이다. 또한, 도면에서 각 구성요소들은 이상적인 도체로 접속된 것으로 가정한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 안테나의 회로도이다. 본 실시형 태의 안테나는 일단이 급전부에 접속되고 방사체로 동작하는 제 1 방사 선로 (T1) 및 일단이 접지되고 방사체로 동작하는 제 2 방사 선로 (T4) 를 포함한다. 제 1 방사 선로 (T1) 와 제 2 방사 선로 (T4) 는 공진 회로부 (RC) 를 통해 접속되며, 공진 회로부 (RC) 는 직렬로 연결된 제 1 인덕터 (L1), 제 1 전송 선로 (T2), 제 1 커패시터 (C0), 제 2 전송 선로 (T3), 및 제 2 인덕터 (L2) 를 포함한다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 하나의 공진 회로부 (RC) 만을 포함하는 실시형태를 설명하지만, 공진 회로부 (RC) 는 2 이상이 병렬로 접속되어 동작하는 것도 가능하다. 그러나 당업자는 2 이상의 공진 회로부 (RC) 를 포함하는 경우에도 이하의 설명이 유사하게 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이며, 특히 2 이상의 동일한 공진 회로부를 포함하는 경우에는 각각의 회로가 동일하게 동작하므로 이하의 설명이 그대로 적용될 수 있다.
방사 선로 (T1, T4) 는 방사체로 동작하므로 방사 저항 (radiation resistance) 으로 표현될 수 있으며, 전송 선로 (T2, T3) 는 직렬 인덕터와 병렬 커패시터의 등가 집중 정수 회로로 표현될 수 있다. 방사 선로 (T1, T4) 와 전송 선로 (T2, T3) 를 등가 회로로 변환한 회로가 도 2 에 도시된다.
도 2 를 참조하면, 방사 선로 (T1, T4) 는 각각 방사 저항 (RT1, RT4) 로 표현되었다. 방사 저항 (RT1, RT4) 의 값은 방사 선로 (T1, T4) 의 재질, 길이 등에 의해 정해지며, 바람직하게는 방사 선로 (T1, T4) 는 동일한 방사 저항을 갖는다. 한편, 전송 선로 (T2, T3) 는 각각 한 세트의 병렬 커패시터와 직렬 인덕 터 (CT2 와 LT2, 및 CT3 와 LT3) 로 표현될 수 있다. 이때, 인덕터 (LT2, LT3) 의 인덕턴스 및 커패시터 (CT2, CT3) 의 커패시턴스는 각각 전송 선로 (T2, T3) 의 길이 및 접지면과의 거리 등에 의존하므로, 전송 선로 (T2, T3) 의 구성을 조정하여 각각의 값을 조정할 수 있다.
직렬로 연결된 인덕터 (LT2, LT3) 와 제 1 커패시터 (C0) 의 합성 임피던스 (Zeq) 는 다음과 같이 페이저 (phasor) 로 표현될 수 있다.
Figure 112006068145981-pat00001
그러므로, 제 1 커패시터 (C0) 또는 인덕터 (LT2, LT3) 의 값을 조정함으로써 Zeq = 0 으로 할 수 있다. 구체적으로,
Figure 112006068145981-pat00002
로 정하여 Zeq = 0 으로 할 수 있다. 이와 같이 합성 임피던스가 0 인 경우의 등가 회로가 도 3 에 도시된다.
합성 임피던스 Zeq 가 0 이므로, LT2, C0, LT3 는 상쇄되고, 그에 따라 병렬로 연결되는 커패시터 (CT2 및 CT3) 를 등가 커패시터
Figure 112006068145981-pat00003
로 합성하면 도 3 의 등가 회로가 얻어진다. 이 회로는, 방사 저항 (RT1, RT2) 을 제외하면 병렬 접속된 2 개의 인덕터와 1 개의 커패시터로 구성된 LC 공진 회로가 되므로, 공진 주파수 (wr) 는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006068145981-pat00004
수학식 2 를 살펴보면, 회로의 공진 주파수는 전적으로 인덕터 (L1, L2) 와 전송 선로 (T2, T3) 에 의한 커패시턴스 (Ceq) 에 의하여 정해지며, 회로의 전기적인 길이와는 전혀 무관함을 알 수 있다. 따라서, 도 3 의 회로에 있어 공진 회로부 (RC) 는 영차 공진기 (ZOR) 를 구성하게 된다. 또한, 공진 주파수 (wr) 에서 방사 저항 (RT1, RT4) 을 통해 흐르는 전류에 의해 전자기파의 방사가 이루어진다.
이와 같이 본 실시형태의 안테나는 영차 공진기 (ZOR) 를 포함함으로써 안테나의 크기는 공진 주파수와 전혀 무관하게 정해지며, 각각의 소자를 소형화함으로써 얼마든지 안테나를 소형으로 제조할 수 있다. 안테나의 소형화를 위하여 각각의 소자는 표면 실장 소자 (SMD) 를 사용할 수 있으며, 집적 회로로 회로를 구현하여 더욱 작은 안테나를 구현할 수도 있다.
또한, 각각의 소자의 값을 조정함으로써 공진 주파수를 자유 자재로 조정할 수 있다. 특히, 가변 소자를 채용하여 회로의 제조 후에도 애플리케이션에 따라 공진 주파수를 자유롭게 조정할 수 있다.
먼저 커패시터 (CT2, CT3) 의 값을 조정하여 수학식 2 로 주어지는 공진 주파수를 조정할 수 있다. 그러나, 커패시터 (CT2, CT3) 의 값은 전송 선로 (T2, T3) 의 길이, 접지면으로부터의 거리 및 면적 등에 의해 정해지므로 타 소자들에 비해 그 조정이 어렵다. 바람직하게는, 안테나의 설치 시 접지면의 형성 위치 및 크기를 조정함으로써 공진 주파수를 조정한다.
제 1 커패시터 (C0) 의 값을 조정하여 공진 주파수를 조정하는 것도 가능하다. 상기 도 3 으로의 등가 회로 변환에 대한 설명은 편의상 매우 간단화된 것으로, 실질적으로는 수학식 1 에서 주어진 합성 임피던스 Zeq 가 0 이 되지 않더라도 그 값이 매우 크지 않다면 공진 회로부 (RC) 의 0 차 공진 특성은 유지된다. 또한, 그 값은 미세하게 공진 주파수에 영향을 미친다. 따라서, 제 1 커패시터 (C0) 로서 가변 커패시터를 사용하여 그 값을 조정함으로써 공진 주파수를 미세 조정할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 인덕터 (L1, L2) 의 값을 조정하여 수학식 2 로 주어지는 공진 주파수를 조정할 수 있다. 즉, 제 1 인덕터 및/또는 제 2 인덕터로서 가변 인덕터를 사용하여 L1 및/또는 L2 의 값을 조정할 수 있으며, 인덕턴스의 값이 커질수록 안테나의 공진 주파수는 작아진다. 가변 인덕터로서는 공지된 여하한 것을 이용할 수 있으며, 개별 소자로 구현할 수도 있고 집적 회로로 구현할 수도 있다.
도 4 는 인덕턴스 조정을 위한 본 발명의 다른 실시형태에 따른 안테나의 등 가 회로도이다. 도 4 에서 이전 실시형태와 유사한 구성요소는 유사한 참조 부호로 표시하고 구체적으로 설명하지 않는다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 및 제 2 인덕터 (L1, L2) 의 유효 인덕턴스 조정을 위한 제 1 가변 커패시터 (C1) 및 제 2 가변 커패시터 (C2) 가 인덕터 (L1, L2) 에 각각 병렬로 접속된다.
구체적으로, 제 1 가변 커패시터 (C1) 와 제 1 인덕터 (L1) 에 의한 어드미턴스 G 는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112006068145981-pat00005
따라서, 유효 인덕턴스는 다음 식으로 주어진다.
Figure 112006068145981-pat00006
즉, 제 1 가변 커패시터 (C1) 의 값을 조정함으로써 유효 인덕턴스를 조정할 수 있으며, 그에 따라 수학식 2 로 주어지는 공진 주파수를 조정할 수 있다. 가변 커패시터 (C1) 의 값이 증가함에 따라 유효 인덕턴스는 증가하며, 공진 주파수는 작아진다. 이는 제 2 가변 커패시터 (C2) 에 대해서도 동일하다.
커패시턴스 (C1, C2) 변화에 따른 공진 주파수의 변화를 확인하기 위하여, 시뮬레이션에 의해 반사 계수 (S11 파라미터) 를 측정하였다. 시뮬레이션에서, L1=L2=680 nH, C0 = 0.5 pF 이었으며, 전송 선로 (T2, T3) 는 각각 길이 30 mm, 폭 2mm 였다. 또한, 인덕터 (L1, L2) 모두에 대해 가변 커패시터를 병렬로 접속하였다. 도 5 는 가변 커패시터의 커패시턴스 변화에 따른 반사 계수 (S11) 의 변화를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 가변 커패시터의 커패시턴스가 0.2 pF 에서 0.8 pF 으로 증가함에 따라 공진 주파수는 약 0.21 GHz 에서 약 0.16 GHz 로 감소한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 가변 커패시터 (C1, C2) 는 인덕터 (L1, L2) 와 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 제 1 가변 커패시터 (C1) 과 제 1 인덕터 (L1) 의 합성 임피던스는
Figure 112006068145981-pat00007
로 주어지고, 유효 인덕턴스는 다음의 식으로 표현된다.
Figure 112006068145981-pat00008
그러므로, 역시 제 1 가변 커패시터 (C1) 의 값이 증가함에 따라 유효 인덕턴스는 커지고 공진 주파수는 감소한다. 이는 제 2 인덕터 (L2) 에 접속되는 제 2 가변 커패시터 (C2) 에 대해서도 동일하다. 이와 같이, 가변 커패시터 (C1, C2) 를 인덕터 (L1, L2) 에 직렬 연결하여 공진 주파수를 조정하는 것도 가능하다.
가변 커패시터 (C1, C2) 로서는 공지된 여하한 가변 커패시터를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 버랙터 다이오드 (Varactor diode) 또는 가변 다이오드를 사용할 수 있다.
가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터의 값은 외부의 제어 신호에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어 버랙터 다이오드를 사용하는 경우에는 다이오드의 직류 바이어스 (bias) 신호가 제어 신호의 역할을 할 수 있다. 제어 신호는 사용자 입력에 따라, 또는 장치의 동작 상태에 따라 자동으로 제어 회로를 통해 생성되어 가변 인덕터 및/또는 가변 커패시터에 입력될 수 있다.
본 발명의 안테나가 DMB, DVB-H 등의 이동 방송 서비스 용 수신 장치에 적용되는 일 실시형태에서, 제어 회로는 사용자의 채널 선택 신호에 의해 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 안테나의 대역폭이 좁아 다수의 채널을 동시에 수신하지 못하는 경우에도 다양한 채널의 방송을 수신할 수 있다. 이러한 방식은 FM, AM 라디오 방송 수신 장치나 무전기에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 안테나는 상이한 공진 주파수를 갖고 서로 병렬로 접속된 2 이상의 공진 회로부 (RC) 를 포함할 수 있다. 이 경우, 2 이상의 공진 회로부 (RC) 를 동시적으로 동작시켜 안테나가 다중 대역 안테나로 동작하도록 하는 것이 가능하다. 즉, 2 이상의 공진 회로부 (RC) 가 서로 독립적으로 동작하므로 각각의 공진 주파수에서 안테나가 공진하게 된다. 바람직하게는 2 이상의 공진 회로부 (RC) 는 격리 (isolation) 회로에 의해 접속될 수 있다.
다르게는, 2 이상의 공진 회로부 (RC) 를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 이 경우에, 안테나는 스위치 등에 의하여 선택되는 공진 회로부 (RC) 에 따라 공진 주파수가 변경되도록 동작할 수 있다. 특히, 하나의 공진 회로부 (RC) 에 의해 조정 가능한 공진 주파수의 범위는 제한되므로, 2 이상의 공진 회로부 (RC) 를 포함함으로써 조정 가능한 공진 주파수의 범위를 확장시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 안테나의 공진 주파수를 조정함에 있어, 안테나의 공진 회로부 (RC) 만이 변경되고 방사 선로 (T1, T4) 에는 여하한 변경도 없다. 따라서, 안테나의 공진 주파수는 안테나 방사 성능에는 영향을 주지 않는다. 즉, 다양한 공진 주파수에 대하여 동일한 방사 특성을 유지할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시형태와 관련하여 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 실시형태에서 언급된 구성 요소들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 방식으로 구현할 수 있다. 예를 들어, 커패시터는 칩 (chip) 으로 구현될 수도 있고 집적 회로의 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 가변 소자를 제어하기 위한 제어신호는 필요에 따라 여하한 외부 신호와 연계될 수 있으며, 제어 신호를 발생하는 제어 회로도 구체적 가변 소자에 맞도록 공지된 기술에 의해 설계될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 의해 제한되지 않으며, 청구범위에 기재된 사항 및 그 균등물에 의해서만 정의된다.
본 발명에 따르면 공진 주파수와 무관하게 소형으로 제조할 수 있으며, 공진 주파수를 조정할 수 있는 안테나가 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 방사 특성에 영향을 주지 않으면서 공진 주파수를 조정할 수 있고, 다양한 공진 주파수에 대하여 균일한 방사 특성을 보이는 안테나가 제공된다.

Claims (16)

  1. 일단이 급전 회로에 접속된 제 1 방사 선로;
    일단이 접지된 제 2 방사 선로; 및
    일단이 상기 제 1 방사 선로에 접속되고 타단이 상기 제 2 방사 선로에 접속된 공진 회로부로서,
    상기 제 1 방사 선로에 접속된 제 1 인덕터;
    상기 제 1 인덕터에 직렬 접속된 제 1 전송 선로;
    상기 제 1 전송 선로에 직렬 접속된 제 1 커패시터;
    상기 제 1 커패시터에 직렬 접속된 제 2 전송 선로; 및
    상기 제 2 전송 선로와 상기 제 2 방사 선로 사이에 직렬 접속된 제 2 인덕터
    를 포함하는 1 이상의 공진 회로부를 포함하는 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터 중 하나 이상은 가변 인덕터인, 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가변 인덕터의 인덕턴스는 안테나가 송/수신하는 채널에 기초하여 변화 하는, 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커패시터는 가변 커패시터인, 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터 중 하나 이상은 유효 인덕턴스를 변경할 수 있도록 가변 커패시터와 접속된, 안테나.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 커패시터의 커패시턴스는 안테나가 송/수신하는 채널에 기초하여 변화하는, 안테나.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 가변 커패시터는 버랙터 다이오드 (Varactor diode) 인, 안테나.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상이한 공진 주파수를 갖는 2 이상의 상기 공진 회로부를 포함하는 안테나.
  9. 제 8 항에 있어서,
    2 이상의 상기 공진 회로부는 동시에 동작하는, 안테나.
  10. 제 8 항에 있어서,
    2 이상의 상기 공진 회로부는 선택적으로 동작하는, 안테나.
  11. 일단이 급전 회로에 접속된 제 1 방사 선로, 일단이 접지된 제 2 방사 선로, 및 일단이 상기 제 1 방사 선로에 접속되고 타단이 상기 제 2 방사 선로에 접속되며, 상기 제 1 방사 선로에 접속된 제 1 인덕터, 상기 제 1 인덕터에 직렬 접속된 제 1 전송 선로, 상기 제 1 전송 선로에 직렬 접속된 제 1 커패시터, 상기 제 1 커패시터에 직렬 접속된 제 2 전송 선로, 및 상기 제 2 전송 선로와 상기 제 2 방사 선로 사이에 직렬 접속된 제 2 인덕터를 포함하는 1 이상의 공진 회로부를 포함하는 안테나를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 장치의 동작 주파수에 따라 상기 공진 회로부의 공진 주파수가 변화하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 주파수는 상기 제 1 인덕터, 상기 제 2 인덕터, 상기 제 1 커패시터 중 하나 이상의 임피던스를 변경시켜 변화되는, 장치
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 주파수는 상기 제 1 전송 선로 및 상기 제 2 전송 선로 중 하나 이상과 상기 장치 내의 접지면 사이의 배치 관계를 변경시켜 변화되는, 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 인덕터 및 상기 제 2 인덕터 중 하나 이상은 유효 인덕턴스를 변경할 수 있도록 가변 커패시터와 접속되며,
    상기 공진 주파수는 상기 가변 커패시터의 커패시턴스를 변경하여 변화되는, 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나는 공진 주파수가 상이한 2 이상의 공진 회로부를 포함하는, 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 공진 주파수는 상기 장치의 송/수신 채널에 기초하여 변화하는, 장치.
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