KR100806654B1 - Multi-band monopole antenna for mobile communication device - Google Patents

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Abstract

이동 통신 장치를 위한 다중 대역 단극 안테나는 제1 방사암(radiating arm) 및 제2 방사암 모두에 결합되는 공통 도전체(common conductor)를 포함한다. 공통 도전체는 안테나를 이동 통신 장치의 통신 회로에 결합시키기 위한 급전 포트를 포함한다. 하나의 실시예에서, 제1 방사암은 스페이스-필링 커브(space-filling curve)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제1 방사암은 공통 도전체로부터 제1 방향으로 뻗는 미앤더링부 및 미앤더링부로부터 제2 방향으로 뻗는 연속하는 익스텐디드부를 포함한다. Multiband unipolar antennas for mobile communication devices include a common conductor coupled to both the first and second radiation arms. The common conductor includes a feed port for coupling the antenna to the communication circuit of the mobile communication device. In one embodiment, the first radiation arm comprises a space-filling curve. In yet another embodiment, the first radiation arm comprises a meandering portion extending in the first direction from the common conductor and a continuous extended portion extending in the second direction from the meandering portion.

Description

이동 통신 장치용 다중 대역 단극 안테나{MULTI-BAND MONOPOLE ANTENNA FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}MULTI-BAND MONOPOLE ANTENNA FOR MOBILE COMMUNICATION DEVICE}

본 발명은 일반적으로 다중 대역 단극 안테나 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, PDA, 휴대전화, 및 호출기와 같은 이동 통신 장치에서의 사용에 특히 적합한 다중 대역 단극 안테나가 제공된다. The present invention relates generally to the field of multi-band monopole antennas. More specifically, multi-band monopole antennas are particularly suitable for use in mobile communication devices such as PDAs, cell phones, and pagers.

이동 통신 장치에서의 사용을 위한 다중 대역 안테나 구조는 이 분야에 알려져 있다. 예컨대, 이동 통신 장치를 위한 내부적으로 장착된 안테나와 같이 일반적으로 이용되는 안테나 구조의 타입은 "역 F형(inverted-F)" 안테나로 알려져 있다. 이동 통신 장치 내에 장착되는 경우에, 종종 안테나는 이동 통신 장치 내의 금속성 물체들로부터, 특히 그라운드 평면(ground plane)으로부터 전자기적 간섭을 받는다. 역 F형 안테나는 알려진 다른 안테나 구조들과 비교하여, 내부적으로 장착된 안테나로서 적합하게 동작한다고 알려져 있다. 그러나, 역 F형 안테나는 통상적으로 대역이 제한되어, 대역폭 집중적인 애플리케이션에는 적합하지 않을 수 있다. Multiband antenna structures for use in mobile communication devices are known in the art. For example, the type of antenna structure commonly used, such as internally mounted antennas for mobile communication devices, is known as an "inverted-F" antenna. When mounted in a mobile communication device, often the antenna is subjected to electromagnetic interference from metallic objects in the mobile communication device, in particular from the ground plane. Inverted-F antennas are known to operate suitably as internally mounted antennas, compared to other known antenna structures. However, inverted-F antennas are typically band limited and may not be suitable for bandwidth intensive applications.

이동 통신 장치를 위한 다중 대역 단극 안테나는 제1 방사암(radiating arm) 및 제2 방사암 모두에 결합되는 공통 도전체(common conductor)를 포함한다. 공통 도전체는 안테나를 이동 통신 장치의 통신 회로에 결합시키기 위한 급전 포트를 포함한다. 하나의 실시예에서, 제1 방사암은 스페이스-필링 커브(space-filling curve)를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 제1 방사암은 공통 도전체로부터 제1 방향으로 뻗는 미앤더링부 및 미앤더링부로부터 제2 방향으로 뻗는 연속하는 익스텐디드부를 포함한다. Multiband unipolar antennas for mobile communication devices include a common conductor coupled to both the first and second radiation arms. The common conductor includes a feed port for coupling the antenna to the communication circuit of the mobile communication device. In one embodiment, the first radiation arm comprises a space-filling curve. In yet another embodiment, the first radiation arm comprises a meandering portion extending in the first direction from the common conductor and a continuous extended portion extending in the second direction from the meandering portion.

다중 대역 단극 안테나를 구비하는 이동 통신 장치는 회로 보드, 통신 회로, 및 다중 대역 단극 안테나를 포함한다. 회로 보드는 안테나 급전점(feeding point) 및 그라운드 평면을 포함한다. 다중 대역 단극 안테나는 공통 도전체, 제1 방사암, 제2 방사암을 포함한다. 공통 도전체는 회로 보드의 안테나 급전점에 결합되는 급전 포트(feeding port)를 포함한다. 제1 방사암은 공통 도전체에 결합되고, 스페이스-필링 커브를 포함한다. 제2 방사암은 공통 도전체에 결합된다. 하나의 실시예에서, 회로 보드는 이동 통신 장치 내의 제1 평면에 장착되고, 다중 대역 단극 안테나는 이동 통신 장치 내의 제2 평면에 장착된다. A mobile communication device having a multi band unipolar antenna includes a circuit board, a communication circuit, and a multi band unipolar antenna. The circuit board includes an antenna feeding point and a ground plane. The multi-band monopole antenna includes a common conductor, a first radiation arm and a second radiation arm. The common conductor includes a feeding port coupled to the antenna feed point of the circuit board. The first radiation arm is coupled to a common conductor and includes a space-filling curve. The second radiation arm is coupled to the common conductor. In one embodiment, the circuit board is mounted in a first plane in the mobile communication device, and the multi-band monopole antenna is mounted in a second plane in the mobile communication device.

도 1은 이동 통신 장치를 위한 예시적인 다중 대역 단극 안테나의 평면도이다. 1 is a plan view of an exemplary multi-band monopole antenna for a mobile communication device.

도 2는 하나의 대안적인 스페이스-필링(space-filling) 구조를 포함하는 예시적인 다중 대역 단극 안테나의 평면도이다. 2 is a top view of an exemplary multi-band monopole antenna that includes one alternative space-filling structure.

도 3 내지 도 9는 다양한 대안적인 다중 대역 단극 안테나 구성을 예시한다. 3-9 illustrate various alternative multi-band monopole antenna configurations.

도 10은 이동 통신 장치를 위한 회로 보드에 결합되는 도 1의 예시적인 다중 대역 단극 안테나의 평면도이다. 10 is a top view of the exemplary multi-band monopole antenna of FIG. 1 coupled to a circuit board for a mobile communication device.

도 11은 이동 통신 장치 내에서 다중 대역 단극 안테나를 고정하기 위한 예시적인 마운팅 구조를 나타낸다. 11 illustrates an example mounting structure for securing a multi-band monopole antenna within a mobile communication device.

도 12는 다중 대역 단극 안테나를 구비하는 예시적인 클램쉘(clamshell) 타입의 휴대 전화의 분해도이다. 12 is an exploded view of an exemplary clamshell type mobile phone with a multi-band monopole antenna.

도 13은 다중 대역 단극 안테나를 구비하는 예시적인 캔디바(candy-bar) 스타일의 휴대 전화의 분해도이다. 13 is an exploded view of an exemplary candy-bar style mobile phone with a multi-band monopole antenna.

도 14는 다중 대역 단극 안테나를 구비하는 예시적인 PDA의 분해도이다. 14 is an exploded view of an exemplary PDA with a multi-band monopole antenna.

도 1을 참조하면, 도 1은 이동 휴대 장치를 위한 예시적인 다중 대역 단극 안테나(10)의 평면도이다. 다중 대역 단극 안테나(10)는 공통 도전체(common conductor: 16)를 통해 급전 포트(feeding port: 17)에 모두 결합되는 제1 방사암(radiating arm: 12) 및 제2 방사암(14)을 포함한다. 또한, 안테나(10)는 기판 재료(substrate material: 18)를 포함하고, 유전체 기판, 유연한 필름(flex-film) 기판, 또는 다른 타입의 적합한 기판 재료와 같은 기판 재료(18) 상에서 안테나 구조(12, 14, 16)가 제조(fabricate)된다. 바람직하게는, 안테나 구조(12, 14, 16)는 기판 재료(18) 상에 프린팅 및 경화(cured)되는 금속성의 두꺼운 필름 페이스트(paste)와 같은 도전성 재료로 패터닝되는데, 또는 알려진 다른 제조 기술을 사용하여 제조될 수도 있다. Referring to FIG. 1, FIG. 1 is a plan view of an exemplary multi-band monopole antenna 10 for a mobile handheld device. The multi-band monopole antenna 10 has a first radiating arm 12 and a second radiating arm 14 which are both coupled to a feeding port 17 via a common conductor 16. Include. In addition, the antenna 10 includes a substrate material 18 and is formed on the antenna structure 12 on a substrate material 18 such as a dielectric substrate, a flex-film substrate, or another type of suitable substrate material. , 14, 16) are fabricated. Preferably, antenna structures 12, 14, 16 are patterned with a conductive material, such as a metallic thick film paste that is printed and cured onto substrate material 18, or other known manufacturing techniques. It may also be prepared using.

제1 방사암(12)은 미앤더링부(meandering section: 20) 및 익스텐디드부(extended section: 22)를 포함한다. 미앤더링부(20)는 공통 도전체(16)에 결합되고, 공통 도전체(16)로부터 뻗어 있다. 익스텐디드부(22)는 미앤더링부(20)와 연속하고, 미앤더링부(20)의 끝에서부터 공통 도전체(16)를 향해 뻗어 있다. 예시된 실시예에서, 안테나(10) 전체의 크기를 줄이기 위해 제1 방사암(12)의 미앤더링부(20)는 스페이스-필링 커브(space-filling curve)로 알려진 기하학적 형태로 형성된다. 스페이스-필링 커브는 각 세그먼트가 인접하는 세그먼트와 각(angle)을 형성하도록, 즉 인접한 세그먼트들의 어떤 쌍(pair)도 더 큰 직선형 세그먼트를 정의하지 않도록 하는 방식으로 결합되는 적어도 10개의 세그먼트들을 갖는다는 특징이 있다. 그러나, 미앤더링부(20)는 도 1에 도시된 것 이상의 다른 스페이스-필링 커브를 포함할 수 있고, 또는 옵션으로서 대안적인 미앤더링 형태로 배치될 수도 있다. 예컨대, 도 2 내지 도 6은 여러 개의 대안적인 형태들로부터 형성된 미앤더링부를 갖는 안테나 구조를 예시한다. 안테나 구조를 형성하기 위한 쉐입-필링 커브(shape-filling curve)의 사용은 공동 소유의 PCT 출원의 공개번호 WO 2001/54225(발명의 명칭은 "Space-Filling Miniature Antennas"임)에 더 상세하게 기술되어 있고, 이것은 본 출원에 참조로서 통합된다. The first radiation arm 12 includes a meandering section 20 and an extended section 22. The meandering portion 20 is coupled to the common conductor 16 and extends from the common conductor 16. The extended portion 22 is continuous with the meandering portion 20 and extends from the end of the meandering portion 20 toward the common conductor 16. In the illustrated embodiment, the meandering portion 20 of the first radiation arm 12 is formed in a geometric shape known as a space-filling curve to reduce the size of the entire antenna 10. The space-filling curve has at least 10 segments joined in such a way that each segment forms an angle with an adjacent segment, ie no pair of adjacent segments defines a larger straight segment. There is a characteristic. However, the meandering portion 20 may include other space-filling curves than those shown in FIG. 1, or, optionally, may be arranged in alternative meandering forms. For example, FIGS. 2-6 illustrate an antenna structure having a meandering portion formed from several alternative forms. The use of a shape-filling curve to form the antenna structure is described in more detail in co-owned PCT application publication number WO 2001/54225 (named "Space-Filling Miniature Antennas"). Which is incorporated herein by reference.

제2 방사암(14)은 3개의 직선부를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 직선부는 공통 도전체(16)로부터 수직 방향으로 뻗어 있다. 제2 직선부는 제1 직선부의 끝으로부터 제1 방사암을 향하여 수평 방향으로 뻗어 있다. 제3 직선부는 제2 직선부의 끝으로부터 제1 직선부와 동일한 방향으로 수직 방향으로 뻗어 있고, 제1 방사암(14)의 미앤더링부(20)에 인접해 있다. The second radiation arm 14 comprises three straight portions. As shown in FIG. 1, the first straight portion extends from the common conductor 16 in the vertical direction. The second straight portion extends in the horizontal direction from the end of the first straight portion toward the first radiation arm. The third straight portion extends in the vertical direction from the end of the second straight portion in the same direction as the first straight portion, and is adjacent to the meandering portion 20 of the first radiation arm 14.

상술한 바와 같이, 안테나(10)의 공통 도전체(16)는 급전 포트(17)를 제1 및 제2 방사암(12, 14)에 결합시킨다. 공통 도전체(16)는 제2 방사암(14)을 넘어서 수평적으로(도 1에 도시) 뻗어 있고, 급전 포트(17)를 이동 통신 장치의 통신 회로와 결합시키기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이 수직 방향(페이지 면에 수직한 방향)으로 공통 도전체(16)를 접을 수 있다. As described above, the common conductor 16 of the antenna 10 couples the feed port 17 to the first and second radiation arms 12, 14. The common conductor 16 extends horizontally (shown in FIG. 1) beyond the second radiation arm 14 and is shown in FIG. 10 to couple the feed port 17 with the communication circuitry of the mobile communication device. As described above, the common conductor 16 can be folded in the vertical direction (the direction perpendicular to the page plane).

옵션으로써, 제1 및 제2 방사암(12, 14)은 각각 서로 다른 주파수 대역으로 튜닝되어, 듀얼 밴드 안테나를 제공한다. 안테나(10)는 각 방사암(12, 14)의 도전체의 총길이를 미리 선택함으로써 이동 통신 장치의 원하는 듀얼밴드 동작 주파수에 튜닝될 수 있다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 제1 방사암(12)은 더 낮은 주파수 대역, 즉 PDC(800MHz), CDMA(800MHz), GSM(850MHz), GSM(900MHz), GPS, 또는 원하는 다른 주파수 대역과 같은 대역들의 그룹에서 동작하도록 튜닝될 수 있다. 유사하게, 제2 방사암(14)은 더 높은 주파수 대역, 즉 GPS, PDC(1500MHz), GSM(1800MHz), 한국 PCS, CDMA/PCS(1900MHz), CDMA2000/UMTS, IEEE 802.11(2.4GHz), 또는 원하는 다른 주파수 대역과 같은 대역들의 그룹에서 동작하도록 튜닝될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 방사암(12)의 더 낮은 주파수 대역은 제2 방사암(14)의 더 높은 주파수 대역과 중복되어, 단일의 더 넓은 대역을 제공할 수 있음을 인식하라. 또한, 다중 대역 안테나(10)는 추가적인 방사암들을 부가함으로써 추가적인 주파수 대역들을 포함하도록 확장될 수 있다는 것을 인식하라. 예컨대, 3중 대역(tri-band) 안테나를 형성하기 위해 제3 방사암이 안테나(10)에 부가될 수 있다. Optionally, the first and second radiation arms 12, 14 are each tuned to different frequency bands to provide a dual band antenna. The antenna 10 may be tuned to the desired dual band operating frequency of the mobile communication device by preselecting the total length of the conductors of each radiation arm 12, 14. For example, in the illustrated embodiment, the first radiation arm 12 has a lower frequency band, i.e., PDC (800 MHz), CDMA (800 MHz), GSM (850 MHz), GSM (900 MHz), GPS, or other desired frequency bands. It can be tuned to operate in the same group of bands. Similarly, the second radiation arm 14 has a higher frequency band: GPS, PDC (1500 MHz), GSM (1800 MHz), Korean PCS, CDMA / PCS (1900 MHz), CDMA2000 / UMTS, IEEE 802.11 (2.4 GHz), Or may be tuned to operate in a group of bands, such as another desired frequency band. Note that in some embodiments, the lower frequency band of the first radiation arm 12 may overlap with the higher frequency band of the second radiation arm 14 to provide a single wider band. Also, recognize that the multiband antenna 10 can be extended to include additional frequency bands by adding additional radiation arms. For example, a third radiation arm may be added to the antenna 10 to form a tri-band antenna.

도 2는 하나의 대안적인 스페이스-필링 형태를 포함하는 예시적인 다중 대역 단극 안테나(30)의 평면도이다. 도 2에 도시된 안테나(30)는 도 1에 도시된 다중 대역 안테나(10)와 유사하지만, 제1 방사암(12)의 미앤더링부(32)가 도 1에 도시된 미앤더링부(20)와 상이한 스페이스-필링 커브를 포함한다는 점에서 차이가 있다. 2 is a top view of an exemplary multi-band monopole antenna 30 that includes one alternative space-filling form. The antenna 30 shown in FIG. 2 is similar to the multi-band antenna 10 shown in FIG. 1, but the meandering portion 32 of the first radiation arm 12 has the meandering portion 20 shown in FIG. 1. The difference is that it includes a different space-filling curve).

도 3 내지 도 9는 여러 개의 대안적인 다중 대역 단극 안테나 구성(50, 70, 80, 90, 93, 95, 97)을 예시한다. 도 1 및 도 2에 도시된 안테나(10, 30)와 유사하게, 도 3에 예시된 다중 대역 단극 안테나(50)는 제1 방사암(54) 및 제2 방사암(56)에 결합된 공통 도전체(52)를 포함한다. 공통 도전체(52)는 그 공통 도전체(52)의 직선 부분 상의 급전 포트(62)를 포함하고, 공통 도전체(52)는 방사암(54, 56)으로부터 떨어져서 수평적으로(도 3에 도시된 바와 같이) 뻗어 있고, 이동 통신 장치에서 급전 포트(62)를 통신 회로에 결합시키기 위해 수직 방향(페이지면에 수직하게)으로 공통 도전체(52)를 접을 수 있다. 3-9 illustrate several alternative multi-band monopole antenna configurations 50, 70, 80, 90, 93, 95, 97. Similar to the antennas 10 and 30 shown in FIGS. 1 and 2, the multi-band monopole antenna 50 illustrated in FIG. 3 is common coupled to the first radiation arm 54 and the second radiation arm 56. Conductor 52. The common conductor 52 includes a feed port 62 on a straight portion of the common conductor 52, the common conductor 52 being horizontally away from the radiation arms 54, 56 (FIG. 3). (As shown), the common conductor 52 can be folded in a vertical direction (perpendicular to the page plane) to couple the feed port 62 to the communication circuit in the mobile communication device.

제1 방사암(54)은 미앤더링부(58) 및 익스텐디드부(60)를 포함한다. 미앤더링부(58)는 공통 도전체(52)에 결합되고, 공통 도전체(52)로부터 뻗어 있다. 익스텐디드부(60)는 미앤더링부(58)과 연속되며, 미앤더링부(58)의 끝으로부터 공통 도전체(52)를 향해 아치형 경로(path)로 뻗어 있다. The first radiation arm 54 includes a meandering portion 58 and an extended portion 60. The meandering portion 58 is coupled to the common conductor 52 and extends from the common conductor 52. The extended portion 60 is continuous with the meandering portion 58 and extends in an arcuate path from the end of the meandering portion 58 toward the common conductor 52.

제2 방사암(56)은 3개의 직선부를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 직선부는 공통 도전체(52)로부터 비스듬히(diagonally) 뻗어 있다. 제2 직선부는 제1 직선부의 끝에서부터 제1 방사암을 향해 수평으로 뻗어 있다. 제3 직선부는 공통 도전체(52)와 떨어져서 제2 직선부로부터 수직하게 뻗어 있고, 제1 방사암(54)의 미앤더링부(58)에 인접한다. The second radiation arm 56 includes three straight portions. As shown in FIG. 3, the first straight portion extends diagonally from the common conductor 52. The second straight portion extends horizontally from the end of the first straight portion toward the first radiation arm. The third straight portion extends perpendicularly from the second straight portion away from the common conductor 52 and is adjacent to the meandering portion 58 of the first radiation arm 54.

도 4 내지 도 6에 예시된 다중 대역 단극 안테나(70, 80, 90)는 도 3에 도시된 안테나(50)와 유사하지만, 각각은 제1 방사암(54)에서 상이하게 패터닝된 미앤더링부(72, 82, 92)를 포함한다는 점에서 차이가 있다. 예컨대, 도 6에 도시된 다중 대역 안테나(90)의 미앤더링부(92)는 상술한 바와 같은 스페이스-필링 커브의 정의를 만족한다. 또한, 도 3 내지 도 5에 예시된 각 미앤더링부(58, 72, 82)는 스페이스-필링 커브의 요구사항을 만족하지 않는 상이하게 쉐이핑된 주기적 커브를 포함한다. The multi-band monopole antennas 70, 80, 90 illustrated in FIGS. 4 through 6 are similar to the antenna 50 shown in FIG. 3, but each has a different patterned meandering portion in the first radiation arm 54. The difference is that it includes (72, 82, 92). For example, the meandering portion 92 of the multi-band antenna 90 shown in FIG. 6 satisfies the definition of the space-filling curve as described above. In addition, each meandering portion 58, 72, 82 illustrated in Figs. 3 to 5 includes differently shaped periodic curves that do not satisfy the requirements of the space-filling curve.

도 7 내지 도 9에 예시된 다중 밴드 단극 안테나(93, 95, 97)는 도 2에 도시된 안테나(30)와 유사하지만, 도 7 내지 도 9 각각에서, 제1 방사암(12)의 인스텐디드부(22)가 추가적인 영역(94, 96, 98)을 포함한다는 점에서 차이가 있다. 도 7에서, 제1 방사암(12)의 익스텐디드부(22)는 다각형부(94)를 포함한다. 도 8 및 도 9에서, 제1 방사암(12)의 익스텐디드부(22)는 세로방향의 아치형 에지를 갖는 부분(96, 98)을 포함한다. The multiband unipolar antennas 93, 95, 97 illustrated in FIGS. 7-9 are similar to the antenna 30 shown in FIG. 2, but in each of FIGS. 7-9, the instance of the first radiation arm 12 is illustrated. The difference is that the tented portion 22 includes additional regions 94, 96, 98. In FIG. 7, the extended portion 22 of the first radiation arm 12 includes a polygonal portion 94. 8 and 9, the extended portion 22 of the first radiation arm 12 includes portions 96 and 98 having longitudinal arcuate edges.

도 10은 이동 통신 장치의 회로 보드(102)에 결합된 예시적인 다중 대역 단극 안테나(10)의 평면도(100)이다. 회로 보드(102)는 급전점(feeding point: 104) 및 그라운드 평면(ground plane: 106)을 포함한다. 예컨대, 그라운드 평면(106)은 회로 보드(102)의 표면들 중 하나 위에 위치하거나, 또는 다중 층으로 프린팅된 회로 보드의 하나의 층일 수 있다. 예컨대, 급전점(104)은 회로 보드(102)의 하나 이상의 층 위의 회로 트레이스(circuit trace: 105)에 결합되는 금속성 결합 패드일 수 있다. 또한, 급전점(104)에 결합되는 통신 회로(108)가 예시된다. 예컨대, 통신 회로(108)는 회로 보드 상의 회로 트레이스(205)를 통해 급전점(104)에 결합되는 다중 대역 송수신기 회로일 수 있다. 10 is a plan view 100 of an exemplary multi-band monopole antenna 10 coupled to a circuit board 102 of a mobile communication device. The circuit board 102 includes a feeding point 104 and a ground plane 106. For example, the ground plane 106 may be located on one of the surfaces of the circuit board 102 or may be one layer of a circuit board printed in multiple layers. For example, feed point 104 may be a metallic bond pad coupled to a circuit trace 105 over one or more layers of circuit board 102. Also illustrated is a communication circuit 108 coupled to the feed point 104. For example, communication circuitry 108 may be a multi-band transceiver circuit coupled to feed point 104 via circuit trace 205 on a circuit board.

그라운드 평면(106)으로부터의 전자기적 간섭을 줄이기 위해, 안테나(10)는 회로 보드(102)의 평면 위의 안테나 풋프린트의 투사부(projection of the antenna footprint)이 50 퍼센트 이상으로 그라운드 평면(106)의 금속배선(metalization)와 교차하지 않도록 이동 통신 장치 내에 장착된다. 예시된 실시예(100)에서, 안테나(10)는 회로 보드(102) 위쪽에 장착된다. 즉, 회로 보드(102)는 제1 평면에 장착되고, 안테나(10)는 이동 통신 장치 내의 제2 평면에 장착된다. 또한, 안테나는 회로 보드(102)의 에지로부터의 측면 오프셋(laterally offset)이어서, 실시예(100)에서, 회로 보드(102)의 평면 위의 안테나 풋프린트의 투사부은 그라운드 평면(106)의 금속배선(metalization)의 어떤 것도 교차하지 않는다. To reduce electromagnetic interference from the ground plane 106, the antenna 10 has a projection plane of the antenna footprint above the plane of the circuit board 102 with the ground plane 106 of more than 50 percent. Is mounted in the mobile communication device so as not to intersect with the metallization. In the illustrated embodiment 100, the antenna 10 is mounted above the circuit board 102. That is, the circuit board 102 is mounted on the first plane, and the antenna 10 is mounted on the second plane in the mobile communication device. In addition, the antenna is laterally offset from the edge of the circuit board 102 such that in embodiment 100, the projection of the antenna footprint above the plane of the circuit board 102 is a metal of the ground plane 106. None of the metalizations cross.

그라운드 평면(106)으로부터의 전자기적 간섭을 더 줄이기 위해, 급전점(104)은 그라운드 평면(106)의 코너에 인접하는 회로 보드(102) 상의 위치에 위치한다. 바람직하게는, 안테나(10)는 공통 도전체(16)의 일부를 회로 보드(102)의 평면을 향해 수직으로 접음으로써 급전점(104)에 결합되고, 안테나(10)의 급전 포트(17)는 회로 보드(102)의 급전점(104)과 결합된다. 예컨대, 안테나(10)의 급전 포트(17)는 상용가능한 커넥터를 이용하여 급전 포트(17)를 직접 급전점(104)과 결속시키거나, 또는 다른 적합한 결합 수단에 의해 급전점(104)과 결합될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 안테나(10)의 급전 포트(17)는 공통 도전체(16)를 접는 것과는 다른 수단에 의해 급전점(104)에 결합될 수 있다. To further reduce electromagnetic interference from the ground plane 106, the feed point 104 is located at a location on the circuit board 102 adjacent to the corner of the ground plane 106. Preferably, the antenna 10 is coupled to the feed point 104 by folding a portion of the common conductor 16 vertically towards the plane of the circuit board 102, and the feed port 17 of the antenna 10. Is coupled to the feed point 104 of the circuit board 102. For example, the feed port 17 of the antenna 10 may directly couple the feed port 17 to the feed point 104 using a commercially available connector, or engage the feed point 104 by other suitable coupling means. Can be. However, in other embodiments, the feed port 17 of the antenna 10 may be coupled to the feed point 104 by means other than folding the common conductor 16.

도 11은 이동 통신 장치 내의 다중 대역 단극 안테나(112)를 고정하기 위한 예시적인 마운팅 구조(111)를 나타낸다. 예시된 실시예(110)는 도 2에 도시된 것과 같은 미앤더링부를 갖는 다중 대역 단극 안테나(112)를 채용한다. 그러나, 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 같이, 대안적인 다중 대역 단극 안테나 구성도 사용될 수 있음을 인식하라. 11 illustrates an example mounting structure 111 for securing a multi band monopole antenna 112 in a mobile communication device. The illustrated embodiment 110 employs a multi-band monopole antenna 112 having a meandering portion as shown in FIG. However, be aware that alternative multi-band monopole antenna configurations may also be used, as described in Figures 1-9.

마운팅 구조(111)는 평평한(flat) 표면(113) 및 하나 이상의 돌출부(114)를 포함한다. 안테나(112)는 마운팅 구조(111)의 평평한 표면(113)에서, 바람직하게는 접착성 재료를 사용하여 고정된다. 예컨대, 안테나(112)는 그 안테나 구조의 반대쪽 표면 상에 필-타입(pell-type) 접착제를 갖는 유연한 필름(flex film) 기판 위에서 제조(fabricate)될 수 있다. 일단 안테나(112)가 마운팅 구조(111)에 고정되면, 마운팅 구조(111)는 회로 보드 위로 뻗어 있는 돌출부(114)로써 이동 통신 장치에 위치한다. 마운팅 구조(111) 및 안테나(112)는 마운팅 구조(111) 내의 하나 이상의 구멍(116, 117)을 사용하여 회로 보드 및 이동 통신 장치의 하우징에 고정된다. Mounting structure 111 includes a flat surface 113 and one or more protrusions 114. The antenna 112 is fixed at the flat surface 113 of the mounting structure 111, preferably using an adhesive material. For example, antenna 112 may be fabricated on a flexible film substrate having a pell-type adhesive on the opposite surface of the antenna structure. Once the antenna 112 is secured to the mounting structure 111, the mounting structure 111 is positioned in the mobile communication device with a protrusion 114 extending over the circuit board. The mounting structure 111 and the antenna 112 are secured to the housing of the circuit board and the mobile communication device using one or more holes 116, 117 in the mounting structure 111.

도 12는 다중 대역 단극 안테나(121)를 구비하는 예시적인 클램쉘 타입(clamshell-type)의 휴대 전화(120)의 분해도이다. 휴대 전화(120)는 하부(lower) 회로 보드(122), 상부(upper) 회로 보드(124), 및 마운팅 구조(110)에 고정된 다중 대역 안테나(121)를 포함한다. 또한, 회로 보드들(122, 124) 및 안테나(121)를 둘러싸도록 결합되는 상부 및 하부 하우징(128, 130)이 예시된다. 예시된 다중 대역 단극 안테나(121)는 도 2에 도시된 다중 대역 안테나(30)와 유사하다. 그러나, 도 1 내지 도 9를 참조하여 상술한 바와 같은 대안적인 안테나 구성이 사용될 수도 있음을 인식하라. 12 is an exploded view of an exemplary clamshell-type cellular phone 120 having a multi-band monopole antenna 121. Mobile phone 120 includes a lower circuit board 122, an upper circuit board 124, and a multi-band antenna 121 secured to mounting structure 110. Also illustrated are upper and lower housings 128, 130 coupled to surround circuit boards 122, 124 and antenna 121. The illustrated multi-band monopole antenna 121 is similar to the multi-band antenna 30 shown in FIG. However, recognize that alternative antenna configurations as described above with reference to FIGS. 1-9 may be used.

하부 회로 보드(122)는 도 10을 참조하여 상술한 회로 보드(102)와 유사하고, 그라운드 평면(106), 급전점(104), 및 통신 회로(108)를 포함한다. 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이, 다중 대역 안테나(121)는 마운팅 구조(110)에 고정되고, 하부 회로 보드(122)와 결합된다. 하부 회로 보드(122)는 힌지(hinge : 126)를 사용하여 상부 회로 보드(124)와 결합되어, 상부 및 하부 회로 보드(122, 124)가 클램쉘 타입의 휴대 전화의 통상적인 방식으로 함께 접힐 수 있다. 하부 및 상부 회로 보드(122, 124)로부터의 전자기적 간섭을 더 줄이기 위해, 바람직하게는, 힌지(126)에 인접하는 하부 회로 보드(122) 상에 안테나(121)를 장착한다. The lower circuit board 122 is similar to the circuit board 102 described above with reference to FIG. 10 and includes a ground plane 106, a feed point 104, and a communication circuit 108. As described above with reference to FIGS. 10 and 11, the multi-band antenna 121 is fixed to the mounting structure 110 and coupled to the lower circuit board 122. The lower circuit board 122 is joined with the upper circuit board 124 using a hinge 126 so that the upper and lower circuit boards 122 and 124 can be folded together in a conventional manner of a clamshell type mobile phone. Can be. In order to further reduce electromagnetic interference from the lower and upper circuit boards 122 and 124, the antenna 121 is preferably mounted on the lower circuit board 122 adjacent to the hinge 126.

도 13은 다중 대역 단극 안테나(201)를 구비하는 캔디바 타입의 휴대 전화(200)의 분해도이다. 휴대 전화(200)는 마운팅 구조(110)에 고정된 다중 밴드 단극 안테나(201), 회로 보드(214), 및 상부/하부 하우징(220, 222)을 포함한다. 회로 보드(214)는 도 10을 참조하여 상술한 회로 보드(102)와 유사하고, 그라운드 평면(106), 급전점(104), 및 통신 회로(108)를 포함한다. 예시된 안테나(201)는 도 3에 도시된 다중 대역 단극 안테나와 유사하다. 그러나, 도 1 내지 도 9를 참조하여 상술한 바와 같은 대안적인 안테나 구성이 사용될 수도 있다. FIG. 13 is an exploded view of a candy bar type mobile phone 200 having a multi band monopole antenna 201. The cellular phone 200 includes a multi-band monopole antenna 201, a circuit board 214, and upper / lower housings 220, 222 fixed to the mounting structure 110. The circuit board 214 is similar to the circuit board 102 described above with reference to FIG. 10 and includes a ground plane 106, a feed point 104, and a communication circuit 108. The illustrated antenna 201 is similar to the multi band monopole antenna shown in FIG. 3. However, alternative antenna configurations as described above with reference to FIGS. 1-9 may be used.

다중 대역 안테나(201)는 마운팅 구조(110)에 고정되고, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술된 바와 같이 회로 보드(214)에 결합된다. 상부 및 하부 하우징(220, 222)은 안테나(212) 및 회로 보드(214)를 둘러싸도록 결합된다. The multiband antenna 201 is fixed to the mounting structure 110 and coupled to the circuit board 214 as described above with reference to FIGS. 10 and 11. Upper and lower housings 220, 222 are coupled to surround the antenna 212 and the circuit board 214.

도 14는 다중 대역 단극 안테나(231)를 구비한 예시적인 PDA(230)의 분해도이다. PDA(230)는 마운팅 구조(110)에 고정된 다중 대역 단극 안테나(231), 회로 보드(236), 및 상부/하부 하우징(242, 244)을 포함한다. 형태가 상이하더라도, PDA 회로 보드(236)는 도 10을 참조하여 상술한 회로 보드(102)와 유사하고, 그라운드 평면(106), 급전점(104), 및 통신 회로(108)를 포함한다. 예시적인 안테나(231)는 도 5에 도시된 다중 대역 단극 안테나와 유사하다. 그러나, 도 1 내지 도 9를 참조하여 상술한 바와 같은 대안적인 안테나 구성이 사용될 수도 있다. 14 is an exploded view of an exemplary PDA 230 having a multi band monopole antenna 231. The PDA 230 includes a multi-band monopole antenna 231, a circuit board 236, and upper / lower housings 242 and 244 fixed to the mounting structure 110. Although different in form, the PDA circuit board 236 is similar to the circuit board 102 described above with reference to FIG. 10 and includes a ground plane 106, a feed point 104, and a communication circuit 108. Exemplary antenna 231 is similar to the multi-band monopole antenna shown in FIG. However, alternative antenna configurations as described above with reference to FIGS. 1-9 may be used.

다중 대역 안테나(231)는 마운팅 구조(110)에 고정되고, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이 회로 보드(214)에 결합된다. 그러나, 도 10과 약간 상이하게도, PDA 회로 보드(236)는 그 회로 보드(236)의 에지를 따라 L형(L-shaped) 슬롯을 정의하는데, 안테나(231) 및 마운팅 구조(110)는 PDA(230) 내의 공간을 유지(conserve)하기 위해 회로 보드(236)에 고정된다. 상부 및 하부 하우징(242, 244)은 안테나(231) 및 회로 보드(236)를 둘러싸도록 결합된다. The multiband antenna 231 is fixed to the mounting structure 110 and coupled to the circuit board 214 as described above with reference to FIGS. 10 and 11. However, slightly different from FIG. 10, the PDA circuit board 236 defines an L-shaped slot along the edge of the circuit board 236, wherein the antenna 231 and the mounting structure 110 define the PDA. It is secured to the circuit board 236 to conserve space in 230. Upper and lower housings 242 and 244 are coupled to surround antenna 231 and circuit board 236.

상세한 설명의 기재는 최적 실시예를 포함하는 실시예들을 사용하여 본 발명을 개시하고, 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 한다. 본 발명의 특허받을 수 있는 범위는 청구항에 의해 정의되며, 당업자가 알 수 있는 다른 실시예들을 포함한다. The description of the detailed description discloses the invention using embodiments, including the best mode, and allows one skilled in the art to practice the invention. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and includes other embodiments that occur to those skilled in the art.

Claims (34)

이동 통신 장치를 위한 다중 대역 단극 안테나로서,A multi-band monopole antenna for a mobile communication device, 상기 안테나를 상기 이동 통신 장치의 회로에 결합시키기 위한 급전 포트(feeding port)를 구비하는 공통 도전체(common cunductor)(16, 52);A common cunductor (16, 52) having a feeding port for coupling the antenna to a circuit of the mobile communication device; 상기 공통 도전체에 결합되고, 제1 방향으로 상기 공통 도전체로부터 뻗어 있는 미앤더링부(meandering section)(20, 32, 58, 72, 82, 92)를 구비하는 제1 방사암(radiating arm)(12, 54); 및A first radiating arm coupled to the common conductor and having meandering sections 20, 32, 58, 72, 82, 92 extending in the first direction from the common conductor; (12, 54); And 상기 공통 도전체에 결합되는 제2 방사암(14, 56)을 포함하고,Second radiation arms 14 and 56 coupled to the common conductor, 상기 제1 방사암은 제2 방향으로 상기 미앤더링부로부터 뻗어 있는 연속하는 익스텐디드부(extended section)(22, 60)를 더 포함하며,The first radiation arm further comprises a continuous extended section (22, 60) extending from the meandering portion in a second direction, 상기 연속하는 익스텐디드부는 상기 미앤더링부의 방향과 실질적으로 반대로 뻗어 있으며,The continuous extended portion extends substantially opposite to the direction of the meandering portion, 상기 연속하는 익스텐디드부는 실질적으로 직선형 또는 실질적으로 곡선형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중 대역 단극 안테나. And said continuous extended portion is either substantially straight or substantially curved. 제1항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the first direction is parallel to the second direction. 제1항에 있어서, 상기 제1 방사암의 상기 미앤더링부는 스페이스-필링 커브(space-filling curve)를 형성하는 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the meandering portion of the first radiation arm forms a space-filling curve. 제1항에 있어서, 상기 익스텐디드부(60)는 호(arc)를 형성하는 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the extended part forms an arc. 제1항에 있어서, 상기 익스텐디드부는 다각형 부분(94)을 포함하는 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1 wherein the extended portion comprises a polygonal portion (94). 제1항에 있어서, 상기 익스텐디드부는 세로방향의 아치형 에지(arcuate longitudinal edge)(96, 98)를 갖는 부분을 포함하는 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna as recited in claim 1, wherein the extended portion includes a portion having an arcuate longitudinal edge (96, 98). 제1항에 있어서, 상기 제2 방사암은 상기 제1 방사암에 인접한 직선부를 포함하는 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the second radiation arm comprises a straight portion adjacent to the first radiation arm. 제1항에 있어서, 상기 제1 방사암의 총길이는 상기 제2 방사암의 총길이 보다 큰 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the total length of the first radiation arm is greater than the total length of the second radiation arm. 제8항에 있어서, 상기 제1 방사암의 총길이는 상기 제1 방사암이 제1 주파수 대역에 튜닝되도록 선택되고, 상기 제2 방사암의 총길이는 상기 제2 방사암이 제2 주파수 대역에 튜닝되도록 선택되는 것인 다중 대역 단극 안테나. 9. The method of claim 8, wherein the total length of the first radiation arm is selected such that the first radiation arm is tuned to a first frequency band, and the total length of the second radiation arm is tuned to the second frequency band by the second radiation arm. The multi-band monopole antenna, which is chosen to be. 제1항에 있어서, 상기 안테나는 기판(18) 상에 제조되는(fabricated) 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1 wherein the antenna is fabricated on a substrate. 제10항에 있어서, 상기 기판은 유연한 필름(flex-film) 재료인 것인 다중 대역 단극 안테나. 13. The multi-band monopole antenna of claim 10 wherein the substrate is a flexible film material. 제10항에 있어서, 상기 기판은 유전체(dielectric) 재료인 것인 다중 대역 단극 안테나. 11. The multi-band monopole antenna of claim 10 wherein the substrate is a dielectric material. 제1항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 휴대 전화인 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna according to claim 1, wherein the mobile communication device is a cellular phone. 제1항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 PDA(Personal Digital Assistant)(230)인 것인 다중 대역 단극 안테나. The multi-band monopole antenna of claim 1, wherein the mobile communication device is a personal digital assistant (PDA). 제13항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 힌지(hinge)를 포함하는 클램쉘 타입(clamshell-type)의 휴대 전화(120)이고, 상기 안테나는 상기 클램쉘 타입의 휴대 전화의 상기 힌지에 인접하여 상기 이동 통신 장치 내에 장착되는 것인 다중 대역 단극 안테나. The mobile communication device of claim 13, wherein the mobile communication device is a clamshell-type mobile phone 120 including a hinge, and the antenna is adjacent to the hinge of the clamshell-type mobile phone. And a multi band monopole antenna mounted in the mobile communication device. 안테나 급전점(feeding point)(104) 및 그라운드 평면(ground plane)(106)을 갖는 회로 보드(102);A circuit board 102 having an antenna feeding point 104 and a ground plane 106; 상기 회로 보드의 상기 안테나 급전점에 결합되는 통신 회로(108); 및Communication circuitry (108) coupled to the antenna feed point of the circuit board; And 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 다중 대역 단극 안테나를 포함하는 것인 이동 통신 장치. A mobile communication device comprising the multi-band monopole antenna of any one of claims 1 to 15. 제16항에 있어서, 상기 회로 보드는 상기 이동 통신 장치 내의 제1 평면에 장착되고, 상기 다중 대역 단극 안테나는 상기 이동 통신 장치 내의 제2 평면에 장착되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device of claim 16, wherein the circuit board is mounted on a first plane within the mobile communication device and the multi-band monopole antenna is mounted on a second plane within the mobile communication device. 제16항에 있어서, 상기 안테나 급전점은 상기 그라운드 평면의 코너에 대응하는 상기 회로 보드 상의 위치에 위치하는 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device of claim 16, wherein the antenna feed point is located at a location on the circuit board that corresponds to a corner of the ground plane. 제16항에 있어서, 상기 안테나의 에지는 상기 회로 보드의 에지 측면으로 정렬되는 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile device of claim 16, wherein the edge of the antenna is aligned with the edge side of the circuit board. 제16항에 있어서, 상기 안테나는 상기 그라운드 평면으로부터의 측면 오프셋(laterally offset)인 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device of claim 16, wherein the antenna is laterally offset from the ground plane. 제20항에 있어서, 상기 회로 보드의 평면 상의 상기 안테나의 풋프린트의 투사부가 상기 그라운드 평면과 교차하지 않도록, 상기 안테나와 상기 그라운드 평면 사이의 측면 오프셋의 양이 정해지는 것인 이동 통신 장치. 21. The mobile communication device according to claim 20, wherein an amount of lateral offset between the antenna and the ground plane is determined so that the projection of the footprint of the antenna on the plane of the circuit board does not intersect the ground plane. 제20항에 있어서, 상기 회로 보드의 평면 상의 상기 안테나의 풋프린트의 투사부가 상기 그라운드 평면과 50퍼센트 이하만큼 교차하도록, 상기 안테나와 상기 그라운드 평면 사이의 측면 오프셋의 양이 정해지는 것인 이동 통신 장치. 21. The mobile communication of claim 20 wherein an amount of lateral offset between the antenna and the ground plane is determined such that the projection of the footprint of the antenna on the plane of the circuit board intersects the ground plane by less than 50 percent. Device. 제16항에 있어서, 상기 제1 방사암의 미앤더링부는 스페이스-필링 커브(space-filling curve)를 형성하고, 상기 스페이스-필링 커브는 상기 급전 포트로부터 제1 방향으로 뻗어 있고, 상기 연속하는 익스텐디드부는 상기 스페이스-필링 커브로부터 제2 방향으로 뻗어 있는 것인 이동 통신 장치. The method of claim 16, wherein the meandering portion of the first radiation arm forms a space-filling curve, the space-filling curve extending in the first direction from the feed port, the continuous blade And a stand-alone portion extends in a second direction from the space-filling curve. 제23항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 제2 방향과 평행한 것인 이동 통신 장치. The mobile communication device of claim 23, wherein the first direction is parallel to the second direction. 제16항에 있어서, 상기 제2 방사암은 직선부를 포함하는 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device of claim 16, wherein the second radiation arm comprises a straight portion. 제16항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 휴대 전화인 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device according to claim 16, wherein said mobile communication device is a cellular phone. 제16항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 PDA인 것인 이동 통신 장치. 17. The mobile communication device of claim 16, wherein the mobile communication device is a PDA. 제26항에 있어서, 상기 이동 통신 장치는 힌지(hinge)(126)를 포함하는 클램쉘 타입(clamshell-type)의 휴대 전화이고, 상기 안테나는 상기 클램쉘 타입의 휴대 전화의 상기 힌지에 인접하여 상기 이동 통신 장치 내에 장착되는 것인 이동 통신 장치. 27. The mobile device of claim 26, wherein the mobile communication device is a clamshell-type mobile phone that includes a hinge 126, and the antenna is adjacent to the hinge of the clamshell-type mobile phone. A mobile communication device mounted in the mobile communication device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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