KR100875837B1

KR100875837B1 - 다중대역 안테나 및 그를 위한 기판

Info

Publication number: KR100875837B1
Application number: KR20070025540A
Authority: KR
Inventors: 유병훈; 성원모; 홍창호
Original assignee: 주식회사 이엠따블유안테나
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-12-24
Also published as: KR20080084200A; WO2008111816A1

Abstract

안테나소자 간의 격리도를 향상시켜 이득과 감도를 향상시킨 다중대역 안테나가 개시된다. 본 발명에 따른 다중대역 안테나는 제1급전소자와 이에 전기적으로 연결되는 제1안테나부, 제2급전소자와 이에 전기적으로 연결되는 제2안테나부 및 상기 제1급전소자와 제2급전소자의 사이에 구비되며 전도성 물질로 이루어져 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되고, EMI 차폐재로 형성된 격리부를 포함하며, 격리부에 의해 제1안테나부와 제2안테나부가 사이의 격리도를 향상시킨다. 따라서, 본 발명에 의하면 안테나들의 격리도를 향상시켜 각각의 안테나가 다른 안테나에 노이즈원으로 작용하여 이득과 감도를 저하시키는 현상을 방지할 수 있다.

안테나, 격리부, EMI, SAR

Description

다중대역 안테나 및 그를 위한 기판 {Multi-band Antenna And Board For The Same}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다중대역 안테나용 기판을 나타내는 평면도;

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 다중대역 안테나를 나타내는 평면도;

도 3은 도 2의 상부 사시도;

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 다중대역 안테나를 나타내는 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

110: 주 기판 112: 연결부

132: 제1급전소자 152: 제2급전소자

170: 격리부 220: 캐리어

222: 고정부재 230: 제1안테나부

232: 제1급전소자 234: 제1안테나소자

250: 제2안테나부 252,256: 제2급전소자

254,258: 제2안테나소자 270: 격리부

310: 외부케이스 320: 캐리어

330: 제1안테나부 332: 제1급전소자

334: 제1안테나소자 350: 제2안테나부

352: 제2급전소자 354: 제2안테나소자

370: 격리부 E: EMI 차폐재

본 발명은 다중대역 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조를 개선하여 안테나소자 간의 격리도를 향상시켜 이득과 감도를 향상시킨 다중대역 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰과 같은 이동통신단말기에는 안테나가 사용되며, 안테나는 단말기 몸체의 외부 또는 내부에 장착되어 외부의 장치와 무선으로 필요한 정보를 송수신할 수 있도록 한다.

이동통신단말기에서 이러한 안테나는 헬리컬 안테나(Helical Antenna)나 다이폴 안테나(Dipole Antenna)와 같은 형태로 구성되어 무선통신 단말기의 외부로 돌출 형성된 외장형 안테나가 사용되었다.

상기 외장형 안테나는 무지향 복사특성을 갖는 장점을 갖는 반면에, 안테나가 외부로 돌출되어 있기 때문에 외력에 의한 파손우려가 매우 높고 휴대하기가 매우 불편하며 단말기의 외관을 미려하게 디자인하는데 문제점이 있었다.

이러한 외장형 안테나의 문제점을 해결하기 위하여 외부로 돌출되지 않고 단말기의 내부에 실장되는 내장형 안테나가 개발되고 있다.

하지만, 일반적인 경우 내장형 안테나는 외장형 안테나에 비해 대역폭이 좁은 단점이 있어서 대역폭 확장 또는 다중대역의 구현을 위해 하나의 캐리어에 두 개 또는 그 이상의 안테나소자를 적용시킨 다중대역 안테나가 사용되기도 한다.

이러한 다중대역 안테나는 이동통신 단말기가 소형화되는 추세에서 두 개 이상의 안테나소자가 충분한 이격 거리(파장의 1/2)를 확보하기 힘들기 때문에, 안테나소자들 상호간의 격리도를 확보하지 못하는 문제점이 발생한다.

이와 같이 안테나들 사이에 격리도가 확보되지 못하면, 각각의 안테나가 다른 안테나에 노이즈원으로 작용하여 이득 및 감도 저하의 원인이 되며, 두 안테나소자의 상호 작용으로 SAR(Specific Absorption Rate) 특성이 나빠지는 원인이 되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제한된 공간에서 복수 개의 안테나소자들 사이의 격리도를 향상시킨 다중대역 안테나를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이득 및 감도를 향상시키고 SAR를 저감시킨 다중대역 안테나를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 은 안테나의 급전부와 연결되는 제1급전소자 및 상기 제1급전소자와 전기적으로 연결되며 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나소자를 가지는 제1안테나부, 안테나의 급전부와 연결되는 제2급전소자 및 상기 제2급전소자와 전기적으로 연결되며 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나소자를 가지는 제2안테나부 및 상기 제1급전소자와 제2급전소자의 사이에 구비되며, 전도성 물질로 이루어져 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되는 격리부를 포함하여 구성되는 다중대역 안테나를 제공한다.

그리고, 상기 안테나의 접지면은 상기 안테나를 포함하는 장치의 주 기판상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 메인 기판의 일부에는 일정 패턴으로 형성되며 상기 격리부가 전기적으로 연결되는 연결부가 구비될 수 있다.

상기 격리부는 상기 제1급전소자와 제2급전소자 사이에서 일정 폭을 가지며 연장 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 격리부는 상기 안테나를 덮는 외부 케이스 상에 구비되며 외부 케이스가 조립되면서 상기 안테나의 접지면에 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 격리부는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 차폐재로 구성될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면 안테나의 급전부와 연결되는 제1급전소자로서, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나소자에 접속되는 제 1 급전소자, 안테나의 급전부와 연결되는 제2급전소자로서, 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나소자에 접속되는 제 2 급전소자, 및 상기 제1급전소자와 제2급전소자의 사이에 구비되며, 전도성 물질로 이루어져 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되는 격리부를 포함하는 다중대역 안테나용 기판이 제공된다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 다중대역 안테나용 기판의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다중대역 안테나용 기판은 안테나의 급전부와 연결되는 제1급전소자, 제2급전소자 및 격리부를 포함한다.

먼저, 제1급전소자(132)는 안테나의 급전부(미도시)와 연결되고, 제1안테나소자(미도시)에 접속된다.

여기서, 안테나의 급전부는 다수의 전자부품이 실장된 주 기판(110)상에 형성될 수 있으며 제1급전소자(132)는 이러한 안테나 급전부와 연결된다. 상기 제1급전소자(132)는, 도 1에 도시된 바와 같이 주 기판(110) 상에 단자 형태로 구비되어, 안테나소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.

제1안테나소자는 주 기판(110)상에 형성된 제1급전소자(132)와 전기적으로 연결되어 급전이 이루어지며 제1 주파수 대역에서 공진하도록 구성된다.

제1안테나소자의 형상이나 종류에는 제한이 없으며, 원하는 주파수 대역에 맞추어 다양하게 정해진다. 즉, 상기 제1안테나소자는 기판 또는 외부 케이스 주위에서 원하는 주파수 대역에 맞추어 일정 패턴으로 형성될 수 있다. 여기서, 상 기 제1안테나소자의 형태나 크기 등을 변화시켜, 제1안테나소자가 임의의 적당한 주파수 대역에서 공진하도록 수정할 수 있음은 물론이다.

제2급전소자도 상술한 제1급전소자와 유사하게, 안테나의 급전부와 연결되고, 제2안테나소자(미도시)에 접속된다.

본 실시예에서는 제2급전소자(152)도 주 기판(110)상에 제1급전소자(132)와 같이 주 기판(110) 상에 단자 형태로 구비되어, 제2안테나소자와 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.

그리고, 제2안테나소자는 주 기판(110)상에 형성된 제2급전소자(152)와 전기적으로 연결되어 급전이 이루어지며, 제2 주파수 대역에서 공진하도록 구성된다.

상기 격리부(170)는 제1급전소자(132)와 제2급전소자(152)의 사이에 구비되며, 안테나의 접지면에 연결되는 구성요소이다. 여기서, 안테나의 접지면은 다양한 형태로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 주 기판(110)이 접지면을 형성하는 형태를 예시하고 있다.

앞서 상술한 바와 같이, 내장형 안테나의 경우 제1안테나부와 제2안테나부는 단말기의 케이스 내에 수용되어야 하기 때문에 충분한 이격 거리가 확보되지 않기 때문에 각각의 안테나가 다른 안테나의 노이즈원으로 작용하여 결과적으로 안테나의 이득 및 감도 저하의 원인이 되었다.

본 발명은 서로 다른 주파수 대역에서 공진하는 제1안테나소자와 제2안테나소자의 급전부들 사이에 접지면과 연결된 격리부(170)를 둠으로써, 안테나소자들 사이의 상호 간섭을 최소화하였다.

본 발명자의 실험결과, 접지면을 형성하는 주 기판(110)와 격리부(170)를 전기적으로 연결하고, 이러한 격리부(170)를 양 급전소자(132,152) 사이에 배치하는 경우, 상호간의 간섭이 현저히 줄어들어 SAR(Specific Absorption Rate)가 저감되는 것을 확인하였다.

상기 격리부(170)는 도전성 재질로 이루어지며, 본 실시예는 격리부(170)와 접지면을 형성하는 주 기판(110)을 전기적으로 연결하기 위하여 주 기판(110)의 일부에 일정패턴으로 연결부(112)가 형성된다. 상기 연결부(112)는 격리부(170)와 주 기판(110)을 상호 연결하여 결과적으로 격리부(170)가 접지되도록 한다.

그리고, 본 실시예에 따른 격리부(170)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1급전소자(132)와 제2급전소자(152) 사이에서 일정 폭을 가지며 길이방향으로 연장된 형태로 구성된다.

상기 격리부(170)는 전기적으로 도체인 다양한 재질이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 일반적으로 많이 사용되는 골드 메쉬(Gold Mesh)로 구성할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 다중대역 안테나의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 다중대역 안테나는 제1급전소자(232)와 제1안테나소자(234)를 가지는 제1안테나부(230), 제2급전소자(252,256)와 제2안테나소자(254,258)를 가지는 제2안테나부(250) 및 제1급전소자(232)와 제2급전소자(252,256)의 사이에 구비되며 접지면(미도시)과 연결되는 격리부(270)를 포함한다.

본 실시예에서는 제1안테나부(230)와 제2안테나부(250)에서, 급전소자(232,252,256)와 안테나소자(234,254,258)가 별도의 소자로 형성되어 서로 연결되지 않고, 서로 일체인 형상으로 이루어진다.

즉, 본 실시예에서 제1안테나부(230)와 제2안테나부(250)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2급전소자(232,252,256)가 사각형 플레이트 형태로 구성된다. 그리고, 제1,2안테나소자(234,254,258)는 각각의 급전소자(232,252,256)보다 작은 폭으로 연장 형성되며 도 3에 도시된 바와 같이 일정 패턴을 가지며 캐리어(220)의 외측에 형성된다.

그리고, 상기 격리부(270)는 이러한 제1급전소자(232)와 제2급전소자(252,256)의 사이에 구비되어, 제1안테나부(230)와 제2안테나부(250)의 상호 간섭을 방지한다.

도시되지는 않았지만, 본 실시예에서도 상기 격리부(270)는 접지면과 전기적으로 연결되어 안테나부들(230,250) 사이에서 실질적으로 접지면의 역할을 수행한다.

그리고, 상기 캐리어(220)의 상부에는 격리부(270)의 상부를 고정하는 고정부재(222)가 형성되어, 격리부(270)가 캐리어(220) 상에 고정될 수 있도록 한다.

한편, 본 실시예는 제2안테나부(250)에서 제2급전소자(252,256)와 제2안테나소자(254,258)가 각각 한 쌍으로 이루어져, 고주파수 대역과 저주파수 대역에서 각각 방사가 행해지도록 할 수 있다.

본 실시예에서는, 제1안테나부(230)가 위성항법장치(Global Positioning System) 수신을 위한 약 1500 MHz 주파수 대역을 수신하고, 제2안테나부(250)가 음성수신을 위한 800 ~ 900 MHz의 저주파 대역 및 1720 ~ 2170 MHz의 고주파 대역을 수신하도록 설정된다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 다중대역 안테나의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 다중대역 안테나도 상술한 제1,2실시예와 유사하게 제1급전소자(332)와 제1안테나소자(334)를 가지는 제1안테나부(330), 제2급전소자(352)와 제2안테나소자(354)를 가지는 제2안테나부(350) 및 제1급전소자(332)와 제2급전소자(352)의 사이에 구비되며 접지면(미도시)과 연결되는 격리부(370)를 포함하여 구성된다.

한편, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 격리부(370)가 안테나를 덮는 외부 케이스(310) 상에 구비된다.

상기 격리부(370)는 외부 케이스(310)가 제1안테나부(330), 제2안테나부(350)가 형성된 기판에 결합하면서 상기 안테나의 접지면에 전기적으로 연결된다. 그리고, 본 실시예에 따른 격리부(370)는 EMI(Electro-Magnetic Interference) 차폐재(E)를 도포하여 구성된다.

일반적으로, EMI(Electro-Magnetic Interference) 차폐재는 외부 케이스(310)의 내면 또는 기판의 외면에 도료 형태로 도포되어 기판의 접지면과 전기적으로 접속되도록 도포함으로써 외부의 유해 전자파가 단말기 본체 내로 유입되어 전자부품에 악영향을 주는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

본 실시예에서는 이와 같이 유해 전자파 차단을 위한 EMI 차폐재(E)를 안테나부들(330,350)을 격리하는 격리부(370)로 사용한다. 구체적으로, EMI 차폐재(E)를 외부케이스(310)의 내면에 도포하고, 특히 제1급전소자(332)와 제2급전소자(352) 사이에 EMI 차폐재(E)가 도포된 격리부(370)를 구비하여 외부케이스(310)가 기판에 결합될 때 기판 상의 접지면과 전기적으로 연결되도록 구성함으로써, 안테나들 사이의 상호 간섭을 현저히 줄이는 역할을 수행한다.

도 4는 상기 격리부가 외부케이스(310)의 내면에서 제1급전소자(332)와 제2급전소자(352)의 사이 부분에 대응한 위치에 격벽 형태로 구성된 것을 예시하고 있다.

한편, 제1,2안테나소자(334,354)의 구체적인 형상은 원하는 주파수 대역이나 설계 조건에 맞게 다양하게 변형이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

상기의 구성을 가지는 본 발명에 따른 다중대역 안테나는 다음과 같은 효과 가 있다.

첫째, 복수 개의 안테나소자가 구비된 다중대역 안테나에서 안테나들 사이에 접지면과 연결된 격리부를 구비함으로써, 안테나들 사이에 충분한 이격거리가 확보되지 않더라도 안테나들의 상호 간섭을 최소화하는 이점이 있다.

둘째, 내장형 안테나의 경우 하나의 케이스 내에 수용되어야 하기 때문에 이격 거리를 확보하는 데 한계가 있으나, 본 발명은 안테나들 사이에 격리부를 두어 각각의 안테나가 다른 안테나의 노이즈원으로 작용하여 결과적으로 안테나의 이득 및 감도 저하되는 현상을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

특히, 유해 전자파 차단을 위해 사용하는 EMI 차폐재를 활용하여 안테나들 사이에 접지된 형태로 격리부를 구성함으로써, 간단한 방법에 의해 안테나들 상호간의 격리도를 향상시켜 이득과 감도를 향상시키고 SAR를 저감시킬 수 있다.

셋째, 안테나들 사이에 격리부를 구비함으로써, 복수 개의 안테나소자가 구비되는 안테나에서 요구되는 이득 및 감도에 부응하면서도 필요 공간을 최소화하여 안테나가 내장되는 여러 가지 장치들의 사이즈를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

안테나의 급전부와 연결되는 제1급전소자 및 상기 제1급전소자와 전기적으로 연결되며 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나소자를 가지는 제1안테나부;

안테나의 급전부와 연결되는 제2급전소자 및 상기 제2급전소자와 전기적으로 연결되며 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나소자를 가지는 제2안테나부; 및

상기 제1급전소자와 제2급전소자의 사이에 구비되며, 전도성 물질로 이루어져 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되고, EMI(Electro-Magnetic Interference) 차폐재로 형성된 격리부;

를 포함하여 구성되는 다중대역 안테나.
제1항에 있어서,

상기 안테나의 접지면은 상기 안테나를 포함하는 장치의 주 기판상에 형성된 다중대역 안테나.
제2항에 있어서,

상기 주 기판의 일부에는, 일정 패턴으로 형성되며 상기 격리부가 전기적으로 연결되는 연결부가 구비되는 다중대역 안테나.
제1항에 있어서,

상기 격리부는, 상기 제1급전소자와 제2급전소자 사이에서 일정 폭을 가지며 연장 형성된 다중대역 안테나.
제1항에 있어서,

상기 격리부는, 상기 안테나를 덮는 외부 케이스 상에 구비되며 외부 케이스가 조립되면서 상기 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되는 다중대역 안테나.
삭제
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 다중대역 안테나를 포함하는 무선 통신 장치.
안테나의 급전부와 연결되는 제1급전소자로서, 제1주파수 대역에서 공진하는 제1안테나소자에 접속되는 제 1 급전소자;

안테나의 급전부와 연결되는 제2급전소자로서, 제2주파수 대역에서 공진하는 제2안테나소자에 접속되는 제 2 급전소자; 및

상기 제1급전소자와 제2급전소자의 사이에 구비되며, 전도성 물질로 이루어져 안테나의 접지면에 전기적으로 연결되고, EMI(Electro-Magnetic Interference) 차폐재로 형성된 격리부;

를 포함하는 다중대역 안테나용 기판.
제8항에 있어서,

상기 안테나의 접지면은 상기 기판에 형성된 다중대역 안테나용 기판.
제8항에 있어서,

상기 격리부는, 상기 제1급전소자와 제2급전소자 사이에서 일정 폭을 가지며 연장 형성된 다중대역 안테나용 기판.
삭제
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 기판을 포함하는 무선 통신 장치.