KR100905703B1 - Integrated Main Chip Antenna Having a tuning device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나에 관한 것으로서, 튜닝소자와 무급전 방사체에 의하여 저주파 대역(CDMA/GSM)의 공진주파수 및 대역폭을 조정할 수 있으며, 다중 전류 경로가 형성되는 적층 구조의 인쇄회로기판에 의하여 사이즈를 소형화할 수 있음은 물론 보다 넓은 광대역에서도 동작할 수 있도록 한 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to an integrated main chip antenna having a tuning element, which can adjust the resonant frequency and bandwidth of a low frequency band (CDMA / GSM) by means of the tuning element and the non-powered radiator, and prints a laminated structure in which multiple current paths are formed. The present invention relates to an integrated main chip antenna having a tuning element that can be miniaturized by a circuit board and can operate in a wider broadband.
따라서, 본 발명은 패널의 하단면에 수직하방으로 복수개의 튜닝봉이 일정간격을 가지고 형성된 튜닝부와, 상기 튜닝부 하부에 제 1 공진부 및 제 2 공진부로 이루어지는 제 1 방사체부와, 상기 제 1 방사체부 하부에 제 2 방사체 및 무급전 방사체로 이루어진 제 2 방사체부를 포함하여 이루어지는 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나에 관한 것이다.Accordingly, the present invention provides a tuning part in which a plurality of tuning rods are formed at a predetermined interval vertically downward on a lower surface of the panel, a first radiator part comprising a first resonator part and a second resonator part below the tuning part, and the first first part. The present invention relates to an integrated main chip antenna having a tuning element including a second radiator portion including a second radiator and a non-powered radiator under the radiator portion.
LCP 유전체, 제 1 방사체부, 제 2 방사체부, 공진주파수, 무급전 방사체 LCP dielectric, first radiator section, second radiator section, resonant frequency, non-powered radiator
Description
본 발명은 CDMA/GSM, GPS/DCS/PCS 단말기에 표면실장형태로 내장 가능한 칩 안테나에 관한 것으로, 특히 상기 칩 안테나는 튜닝소자와 무급전 방사체에 의하여 저주파 대역의 공진주파수 및 대역폭을 조정할 수 있고, 다중 전류 경로가 형성되도록 제작된 적층구조의 인쇄회로기판에 의하여 광대역에서도 동작할 수 있을 뿐만 아니라 사이즈 또한 소형화할 수 있도록 한 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to a chip antenna that can be embedded in a CDMA / GSM, GPS / DCS / PCS terminal in the form of a surface mount. In particular, the chip antenna can adjust the resonant frequency and bandwidth of the low frequency band by a tuning element and a non-powered radiator. In addition, the present invention relates to an integrated main chip antenna having a tuning element capable of operating in a wide band as well as miniaturizing a size by a printed circuit board having a multilayer structure manufactured to form a multi-current path.
현재 이동단말기는 소형화 및 경량화 되면서도, 다양한 서비스 제공 기능이 요구되며, 이러한 요구를 만족시키기 위해 이동단말기에 채용되는 내장 회로 및 부품들이 다기능화됨과 동시에 점차 소형화되는 추세이다.At present, mobile terminals are required to be miniaturized and lightweight, and various service providing functions are required. In order to satisfy these demands, embedded circuits and components employed in mobile terminals are becoming more multifunctional and gradually miniaturized.
이러한 추세는 이동단말기의 주요부품 중 하나인 안테나에서도 동일하게 요구되고 있다.This trend is equally required in antennas, which are one of the main components of mobile terminals.
일반적으로 사용되는 이동단말기용 안테나로는 외장형의 헬리컬 안테나(helical Antenna), 내장형인 평판 역F 안테나(Planar Inverted F Antenna : PIFA)의 평판 안테나(Planar Antenna) 및 세라믹 칩 안테나(Ceramic Chip Antenna)가 있다.Commonly used mobile terminal antennas include an external helical antenna, a planar antenna of a built-in planar inverted F antenna (PIFA), and a ceramic chip antenna. have.
헬리컬 안테나는 이동단말기 상단에 고정된 외장형 안테나로서 모노폴 안테나와 함께 사용된다.The helical antenna is an external antenna fixed to the top of the mobile terminal and used together with the monopole antenna.
헬리컬 안테나와 모노폴 안테나가 병용되는 형태는 안테나를 상기 이동단말기의 본체로부터 인출하면 모노폴 안테나로 동작하고, 삽입하면 λ/4 헬리컬 안테나로 동작한다.In the case where the helical antenna and the monopole antenna are used together, when the antenna is withdrawn from the main body of the mobile terminal, the antenna operates as a monopole antenna and when inserted, the antenna is operated as a λ / 4 helical antenna.
이러한 안테나는 높은 이득을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 무지향성으로 인해 전자파 인체 유해수준인 에스에이알(SAR : Specific Absorption Rate) 특성이 좋지 않은 문제점이 있었다.Such an antenna has an advantage of obtaining a high gain, but has a problem in that a specific Absorption Rate (SAR) characteristic, which is a harmful level of electromagnetic waves due to omnidirectionality, is not good.
한편 이러한 단점을 극복하기 위하여, 낮은 프로파일 구조를 갖는 평판 역F안테나의 평판 안테나 또는 세라믹 칩 안테나가 구비된다.On the other hand, in order to overcome this disadvantage, a flat antenna or a ceramic chip antenna of a flat inverted-F antenna having a low profile structure is provided.
상기 평판 역F 안테나의 평판 안테나와 세라믹 칩 안테나는 내장형 안테나로서 이동단말기의 내부에 구성되므로, 상기 이동단말기의 외관을 수려하게 디자인할 수 있고 외부의 충격에도 우수한 특성을 갖는다.Since the planar antenna and the ceramic chip antenna of the planar inverted-F antenna are built-in antennas and are configured inside the mobile terminal, the external appearance of the mobile terminal can be designed beautifully and has excellent characteristics against external impact.
상기 평판 역F 안테나의 평판 안테나와 세라믹 칩 안테나는 다기능화 추세에 따라 서로 다른 사용 주파수 대역 즉, 고주파 및 저주파 대역을 담당하는 이중방사체의 이중 대역 안테나 형태로 개발된다.The planar antenna and the ceramic chip antenna of the planar inverted-F antenna are developed in the form of a dual-band antenna of a dual radiator for different frequency bands, that is, high frequency and low frequency bands, according to the trend of multifunctionalization.
상기 평판 안테나 형태는 성능면에서 외장형 안테나에 비해 약간 떨어지기는 하나 내장할 수 있다는 장점이 있어 계속적으로 발전해 오고 있으나, 사이즈가 커서(35x20x6) 공간 확보가 쉽지 않고, 이동단말기가 변할 때마다 같이 구조가 변해야 하고, 구조상 단가가 높다는 단점이 있다.Although the flat antenna has a merit of being able to be built in, although it is slightly lower than an external antenna in terms of performance, the flat antenna has been continuously developed. It has to be changed, and there is a disadvantage in that the unit cost is high.
도 1a는 현재 GSM/DCS(824MHz~960MHz, 1710MHz~1990MH) 대역에서 사용되고 있는 이동단말기의 내장형 안테나를 나타내고 있다. 이는 전형적인 평판 역F 안테나 구조로서, 외곽으로 형성된 라인들이 GSM 대역(824MHz~960MHz)을 조절하고, 안쪽으로 형성된 라인들이 DCS/PCS 대역(1710MHz~1990MH)을 조절하며, 상기 라인들 간의 거리와 슬롯(slot)들의 사이즈를 조절하여 미세 튜닝을 하는 방식이다.FIG. 1A illustrates a built-in antenna of a mobile terminal currently used in the GSM / DCS (824 MHz to 960 MHz, 1710 MHz to 1990 MH) bands. This is a typical flat inverted-F antenna structure in which the outer lines adjust the GSM band (824 MHz to 960 MHz), the inner lines adjust the DCS / PCS band (1710 MHz to 1990 MH), and the distance and slots between the lines. This is a fine tuning method by adjusting the size of the slots.
상기 도 1a를 참조하면, 우선 사이즈(35x20x6)가 크고 단가가 높기 때문에 휴대폰 단말기에 계속해서 사용하기에는 경쟁력이 떨어진다.Referring to FIG. 1A, first, since the size (35x20x6) is large and the unit price is high, it is inferior in competitiveness to continue to use in a mobile phone terminal.
도 1b는 블루투스용 세라믹 칩 안테나를 나타내고 있다. 또한 세라믹 칩 안테나는 사이즈는 작고 효율은 좋으나 대역폭이 좁아서 외부요인에 민감하고 단가가 높다는 문제점이 있다.Figure 1b shows a ceramic chip antenna for Bluetooth. In addition, ceramic chip antennas have a small size and good efficiency, but have a narrow bandwidth, which is sensitive to external factors and has a high cost.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제 1 공진부 및 제 2 공진부로 이루어진 제 1 방사체부를 이용하여 다중 대역 특성을 구현하였으며, 동시에 공진주파수 및 대역폭을 조정할 수 있는 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and implements a multi-band characteristic by using a first radiator composed of a first resonator and a second resonator, and at the same time has a tuning element capable of adjusting the resonant frequency and bandwidth. It is an object to provide an integrated main chip antenna.
또한, 본 발명은 적층구조의 인쇄회로기판으로 형성되어 고주파 대역(GPS/DCS/PCS)의 신호를 방사하는 제 2 방사체부가 상기 제 1 방사체부와 결합되어 전체적으로 소형화가 가능할 뿐만 아니라 광대역에서도 동작 가능하며, LCP(Liquid Crystal Polymer) 유전체로 몰딩되어 단말기 내부의 메인보드에 표면실장(SMT: Surface Mounting Technology) 되기 때문에 안테나의 변형을 방지함과 동시에 신뢰성 있는 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is formed of a laminated printed circuit board, the second radiator portion that emits a signal of a high frequency band (GPS / DCS / PCS) is combined with the first radiator portion can be miniaturized as a whole and can be operated in a wide band It is molded with an LCP (Liquid Crystal Polymer) dielectric and is surface mounted technology (SMT) on the main board inside the terminal, thereby preventing the antenna deformation and providing an integrated main chip antenna with reliable tuning elements. There is another purpose.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나는, 패널의 하단면에 수직하방으로 일렬로 복수개의 튜닝봉이 일정간격을 가지고 형성된 튜닝부와, 상기 튜닝부 하부에 제 1 공진부 및 제 2 공진부로 이루어지는 제 1 방사체부와, 상기 제 1 방사체부 하부에 제 2 방사체 및 무급전 방사체로 이루어진 제 2 방사체부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한 다.In order to achieve the above object, an integrated main chip antenna having a tuning element according to an embodiment of the present invention includes a tuning unit in which a plurality of tuning rods are formed at regular intervals in a row vertically downward on a lower surface of a panel, and the tuning unit And a first radiator portion having a first resonator portion and a second resonator portion at a lower portion thereof, and a second radiator portion having a second radiator and a non-feeding radiator under the first radiator portion.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 제 1 방사체부와 적층구조의 인쇄회로기판에 형성된 제 2 방사체부를 결합하여 사이즈의 소형화는 물론 상기 제 1 방사체부와 제 2 방사체부의 결합 형태에서 발생하는 전류흐름 경로의 다중화로 인하여 우수한 광대역 특성을 가진다. As described above, the present invention provides a combination of the first radiator portion and the second radiator portion formed on the multilayer printed circuit board, thereby miniaturizing the size, as well as the current flow generated in the coupling form of the first radiator portion and the second radiator portion. Due to the multiplexing of paths, it has excellent broadband characteristics.
또한, 튜닝소자와 무급전 방사체에 의하여 공진주파수와 대역폭을 조정할 수 있으며, 일체적으로 LCP 유전체로 몰딩되어 단말기 내부의 메인보드에 표면실장 되기 때문에 장착이 간편하며 신뢰성이 우수한 효과가 있다.In addition, the resonant frequency and the bandwidth can be adjusted by the tuning element and the non-powered radiator, and are integrally molded with an LCP dielectric to be surface mounted on the main board inside the terminal, thereby simplifying the installation and providing excellent reliability.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩안테나의 전체 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2b는 상기 도 2a에 따른 일체형 메인 칩 안테나의 분해사시도 및 조립상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.Figure 2a is a schematic diagram showing the overall configuration of the integrated main chip antenna having a tuning element according to an embodiment of the present invention, Figure 2b schematically shows an exploded perspective view and assembled state of the integrated main chip antenna according to Figure 2a The figure shown.
상기 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나(10)는 튜닝부(100), 제 1 방사체부(200) 및 제 2 방사체부(300)가 상방에서 하방으로 순차적으로 배치된 구조이다. As shown in FIG. 2B, in the integrated
상기 튜닝부(100), 제 1 방사체부(200) 및 제 2 방사체부(300)가 순차적으로 배치되어 형성된 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나(10)는 일체적으로 LCP 유전체로 몰딩되어 소형의 표면실장형 칩 안테나가 형성된다.The integrated
상기 튜닝부(100)는 튜닝소자인 복수개의 튜닝봉(112)으로 이루어지고, 상기 제 1 방사체부(200)는 제 1 공진부(220)와 제 2 공진부(240)로 이루어지며, 상기 제 2 방사체부(300)는 제 2 방사체(320)와 무급전 방사체(340)로 이루어진다.The
상기 도 2b에 도시된, 상기 튜닝부(100)는 패널(110)의 하단면에 수직하방으로 일정한 간격을 유지하며 배열되는 복수개의 튜닝봉(112)으로 형성되며, 상기 튜닝부(100) 하부에 위치하는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 상기 제 2 공진부(240)가 구불구불한 형태의 라인으로 연속하여 이루어지는 미앤더 라인 구조로 형성되며 상기 미앤더 라인 구조로 인하여 형성된 공간들 사이에 상기 튜닝봉(112)이 삽입되어 위치한다. As shown in FIG. 2B, the
상기 튜닝봉(112)은 상기 제 2 공진부(240)와 전기적으로 커플링 되도록 형성된 복수개의 무급전소자이며, 일정한 길이와 지름을 가진 원기둥 형태이다. The
그러므로, 상기 튜닝봉(112)의 길이, 지름 및 간격을 조절함으로써 저주파 대역(CDMA/GSM)의 공진주파수 및 대역폭을 조정할 수 있다.Therefore, the resonance frequency and bandwidth of the low frequency band (CDMA / GSM) can be adjusted by adjusting the length, diameter, and spacing of the
도 3a는 상기 도 2b에 따른 제 1 방사체부의 사시도이고 도 3b, 3c 및 3d는 상기 도 3a에 따른 평면도, 좌우측면도로써, 복수개의 단자들에 대한 상세한 도면을 나타낸 것이다.3A is a perspective view of the first radiator unit according to FIG. 2B, and FIGS. 3B, 3C and 3D are plan views, left and right side views according to FIG. 3A, and show detailed views of a plurality of terminals.
상기 제 1 방사체부(200)는 상기 튜닝부(100) 하부에 위치하며, 고주파 대역(GPS/DCS/PCS)에서 공진하는 제 1 공진부(220) 및 상기 제 1 공진부(220)와 미앤더 라인 구조에 의하여 연결되는 제 2 공진부(240)로 이루어지고 상기 제 1공진부(220)와 상기 제 2 공진부(240)가 상호 연결되어 형성되는 전체길이에 의하여 저주파 대역에서 공진한다. 이때, 상기 제 1 공진부(220)와 상기 제 2 공진부(240)가 상호 연결되어 형성되는 전체길이는 상기 제 1 공진부(220)의 길이와 비교하여 길게 형성된다.The
상기 제 1 방사체부(200)의 구조가 상기 제 1 공진부(220)와 상기 제 2 공진부(240)에 의해서 저주파 대역과 고주파 대역의 두 가지 주파수대역을 구현할 수 있는 구조이므로, 상기 제 1 공진부(220)와 제 2 공진부(240)의 길이를 줄임으로써 전체적으로 칩 안테나의 사이즈를 소형화 할 수 있다.Since the structure of the
상기 제 1 방사체부(200)는 폭방향으로 볼 때 ''의 형태로, 상기 제 1 방사체부(200)의 상면 양단에서 상기 제 2 방사체부(300) 방향으로 절곡하고, 절곡된 양측면의 하단을 각각 대향하도록 절곡함으로써 복수개의 단자가 형성된다.The
상기 제 1 방사체부(200)의 양측면 중 일측면의 중간부분에 불연속지점(A)이 형성되고, 상기 불연속지점(A)을 중심으로 상기 제 1 공진부(220)와 제 2 공진부(240)가 형성된다.A discontinuous point A is formed at an intermediate portion of one side of both side surfaces of the
상기 제 1 공진부(220)는 상기 불연속지점(A)을 중심으로 상기 제 1 방사체부(200)의 일단부에 급전단자(201)와 접지단자(202)가 형성되어 이루어지며, 상기 제 2 공진부(240)는 상기 제 1 방사체부(220)의 타단부에 고정단자(203)가 형성되어 이루어진다.The
상기 급전단자(201)와 접지단자(202)는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 제 2 방사체(320)의 급전패드(326) 및 접지패드(327)와 직접 연결되어 상기 제 1방사체부(200)가 급전되고, 상기 고정단자(203)는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 무급전 방사체(340)의 고정패드(342)와 직접 연결되어 상기 무급전 방사체(340)가 상기 제 2공진부(240)에 고정되도록 한다. The
보다 상세하게, 상기 제 1 공진부(220)는 상기 제 1 공진부(220)의 상면 일부 및 상기 양측면 중 일측면은 일부만 연속하는 미앤더 라인 형태이며, 타측면은 전체적으로 연속하는 미앤더 라인 형태로써, 상기 급전단자(201)와 접지단자(202) 뿐만 아니라 상기 제 1 방사체부(200)에 형성된 복수개의 단자 중 일부를 포함하여 구성된다.In more detail, the
여기서, 상기 제 1방사체부(200)에 형성된 복수개의 단자 중 일부는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 제 2 방사체(320)와 직접 연결되는 연결단자(221, 221-1)로써, 상기 제 2 방사체부와 연결되어 광대역 특성을 가진다. Here, some of the plurality of terminals formed in the
상기 급전단자(201)와 접지단자(202)는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 제 2 방사체(320)의 급전패드(326) 및 접지패드(327)와 직접 연결되고, 상기 연결단자(221, 221-1)는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 상기 제 2 방사체(320)의 고정패드(329, 329-1)와 직접 연결된다.The
상기 제 2 공진부(240)는 상기 제 2 공진부(240)의 상면과 양측면이 전체적으로 미앤더 라인 형태로써, 상기 고정단자(203) 뿐만 아니라 상기 제 1 방사체부(200)에 형성된 복수개의 단자 중 일부를 포함하여 구성된다. The
여기서, 상기 고정단자(203)를 제외한 상기 제 1 방사체부(200)에 형성된 복수개의 단자 중 일부는 또 다른 고정단자(241)와 제 2튜닝연결단자(242)이다.Here, some of the plurality of terminals formed in the
상기 고정단자(203)는 상기 제 2 방사체부(300)를 구성하는 무급전 방사체(340)의 고정패드(342)와 직접 연결되고, 상기 또 다른 고정단자(241)는 상기 무급전 방사체(320)의 또 다른 고정패드(343)와 직접 연결되며, 상기 고정단자(230)및 상기 또 다른 고정단자(241)에 의하여 상기 제 2공진부(240)에 상기 무급전 방사체(340)가 지지 고정된다.The fixed
또한, 상기 제 2 튜닝연결단자(242)는 상기 제 1 방사체부(200) 일측면에 형성된 불연속지점(A)과 대향하는 상기 제 2 공진부(240) 타측면의 불연속 되는 지점에 형성된 연결단자로써, 저주파 대역의 공진주파수와 대역폭을 조정하기 위하여 상기 무급전 방사체(340)를 실질적으로 구성하며 슬롯(344-1)을 포함하는 소정패턴의 무급전소자로 형성되는 제 1튜닝소자(344)와 소정간격 이격되어 전기적으로 커플링되는 소정의 연결패턴으로 형성된 제 2 튜닝소자(345)의 B지점과 직접 연결된다. In addition, the second
도 4a는 상기 도 2b에 따른 제 2 방사체부의 분해 사시도이고, 도 4b 및 도 4c는 상기 도 4a에 따른 평면도 및 측면도를 나타낸 것이다.4A is an exploded perspective view of the second radiator part according to FIG. 2B, and FIGS. 4B and 4C show a plan view and a side view according to FIG. 4A.
상기 제 2 방사체부(300)는 상기 제 1 방사체부(200) 하부에 위치하는 4층으로 이루어진 적층구조 인쇄회로기판으로써, 상기 인쇄회로기판에 상기 제 2 방사체(320)와 상기 무급전 방사체(340)가 형성된다. The
상기 제 2 방사체(320)는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 1 공진부(220)와 직접 연결되어 고주파 대역의 신호를 방사하며, 상기 적층구조 인쇄회로기판의 일단부에 형성되며, 각층별로 상세하게 설명한다(도 4c).The
제 1 층에 급전패턴(321)과 접지패턴(322)이 형성되어 단말기 내부의 메인보드에 표면실장되며, 제 2 층에는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 1 공진부(220)의 길이에 대응하여 길이방향으로 연장된 두개의 일정길이를 가진 막대형 라인패턴(323, 324)이 서로 소정간격으로 이격되어 평행하게 형성되며, 제 3 층 역시 상기 막대형 라인패턴(323, 324)과 동일한 형태의 막대형 라인패턴(325)이 형성 된다. A
제 4 층에는 복수개의 고정패드(328, 329, 329-1), 급전패드(326) 및 접지패드(327)가 형성된다. A plurality of fixing
상기 제 4 층의 고정패드(328)는 관통홀(330)에 의하여 상기 제 2 층과 제 3 층에 형성된 막대형 라인패턴(323, 324, 325)과 전기적으로 연결되고, 상기 또 다른 고정패드(329, 329-1)는 상기 고정패드(328)와 전기적 커플링으로 연결되며, 상기 급전패드(326)와 접지패드(327)는 상기 관통홀(330)에 의하여 상기 제 1 층에 형성된 급전패턴(321) 및 접지패턴(322)과 전기적으로 연결되어 형성된다. The
상기 고정패드(329, 329-1)는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 1 공진부(220)의 복수개의 연결단자(221, 221-1)와 직접 연결되어 광대역 특성을 가진다.(도 4b).The fixing
여기서, 상기 제 2 방사체(320)는 고주파 대역의 주파수를 형성하며, 적층구조 인쇄회로기판 각각의 상이한 층에 형성된 막대형 라인패턴(323, 324, 325)에 형성되는 전류흐름의 다중화로 인하여 광대역 특성을 가진다.Here, the
이때, 상기 막대형 라인패턴(323, 324, 325)에 의하여 형성된 다중화된 전류흐름은 동시에 상기 관통홀(330)에 의하여 전기적으로 연결된 상기 고정패드(328)에도 동일한 영향을 주기 때문에 상기 고정패드(328)와 전기적 커플링으로 연결되는 상기 또 다른 고정패드(329, 329-1)가 상기 제 1 공진부(220)의 복수개의 단자(221, 221-1)와 직접 연결됨으로써 광대역 특성을 가지게 된다. In this case, the multiplexed current flow formed by the bar-shaped
또한, 상기 무급전 방사체(340)는 상기 무급전 방사체(340)를 실질적으로 구성하며 슬롯(344-1)이 포함된 소정패턴의 무급전 소자로 형성되는 제 1튜닝소자(344)를 포함하여 상기 제 1 방사체부(200)의 제 2 공진부(240)와 소정패턴에 의하여 전기적으로 커플링 되어 저주파 대역의 공진주파수 및 대역폭을 조정하고, 상기 적층구조 인쇄회로기판의 타단부에 형성되며, 각층별로 상세하게 설명한다(도 4c). In addition, the
상기 제 2 방사체(320)의 급전패턴(312)과 접지패턴(322)이 형성된 동일한 층인 상기 제 1 층에는 고정패턴(341)이 형성되고, 상기 제 2 방사체(320)의 복수개의 고정패드(328, 329, 329-1), 급전패드(326) 및 접지패드(327)가 형성된 동일한 층인 상기 제 4 층에는 복수개의 고정패드(342, 343), 슬롯(344-1)을 포함하는 소정형태의 패턴으로 형성되는 제 1 튜닝소자(344), 및 상기 제 1튜닝소자(344)와 이격된 거리를 유지하고 상기 제 2공진부(240)의 제 2튜닝연결단자(242)와 연결되는 소정의 연결패턴으로 형성되는 제 2 튜닝소자(345)가 형성된다.A fixing
여기서, 상기 제 4층에 형성되는 고정패드(342)와 소정거리 이격된 위치에 상기 또 다른 고정패드(343)와 제 1 튜닝소자(344)가 함께 형성되며, 상기 또 다른 고정패드(343) 및 상기 제 1튜닝소자(344)와 소정거리 이격된 위치에 상기 제 2 튜닝소자(345)가 형성되어 상기 고정패드(342) 및 상기 또 다른 고정패드(343)는 상기 무급전 방사체(340)를 상기 제 2공진부(240)에 지지고정하는 역할을 하고 상기 제 1튜닝소자(344)와 상기 제 2튜닝소자(345)는 상호 전기적으로 커플링되는 구조를 형성한다. Here, the another
상기 제 1 층에 형성된 고정패턴(341)은 이동단말기 내부의 메인보드상에 표면실장되며, 상기 제 4 층에 형성된 고정패드(342)는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 2 공진부(240)의 고정단자(203)와 직접 연결되고, 상기 또 다른 고정패드(343)는 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 2 공진부(240)의 또 다른 고정단자(241)와 직접 연결되어 상기 제 2공진부(240)에 상기 무급전방사체(340)가 지지고정 되도록 한다.The fixing
상기 제 1 튜닝소자(344)는 상기 슬롯(344-1)의 폭과 길이를 변화시킴으로써, 저주파 대역에 대한 공진주파수 및 대역폭을 조정한다. The
또한, 상기 제 1튜닝소자(344)와 소정간격 이격되어 상기 제 1튜닝소자(344)와 상호 전기적으로 커플링되는 상기 제 2 튜닝소자(345)는 상기 제 2 튜닝소자(345)의 B지점과 상기 제 2 공진부(240)의 제 2 튜닝연결단자(242)와 직접 연결되는 소정형태의 연결패턴으로 이루어지며, 결과적으로 이와 같은 소정의 패턴에 의하여 상기 무급전 방사체(340)의 제 1튜닝소자(344)와 상기 제 2공진부(240)가 상호 전기적으로 커플링되기 때문에, 상기 제 2 튜닝소자(345)의 C지점의 폭과 길이를 변화시킴으로써, 저주파 대역에 대한 공진주파수 및 대역폭을 조정한다.In addition, the
그러므로, 상기 무급전 방사체(340)는 슬롯(344-1)이 포함된 소정패턴의 무급전소자로 형성되는 제 1튜닝소자(344)를 포함하여 상기 제 1 방사체부(200)를 구성하는 제 2 공진부(240)와 소정이 패턴에 의하여 전기적으로 커플링되는 구조를 형성하기 때문에, 상기 제 1 튜닝소자(344)의 슬롯(344-1)과 상기 제 2 튜닝소자(345)의 폭과 길이를 변화시켜 커플링량을 조절함으로써, 저주파 대역에 대한 공진주파수 및 대역폭을 조정한다.Therefore, the
아울러, 상기 제 2 방사체부(300)는 상기 적층구조 인쇄회로기판에 구성할 수 있으며, 동시에 상기 인쇄회로기판과 비교하여 소형화는 물론 개선된 특성을 가지며, 비용절감 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)타입으로도 구성할 수 있다. In addition, the
상기 튜닝부(100), 제 1 방사체부(200) 및 제 2 방사체부(300)는 LCP 유전체에 의하여 일첵적으로 몰딩되어 칩 안테나가 막대형으로 형성된다. The
상기 LCP 유전체는 유전율이 3.5인 E6808과 2.8인 E4205L을 사용하여, 사용주파수의 파장을 다소 감소시킴으로써 안테나의 크기를 줄이는 역할과 섭씨 300도가 넘는 열특성에 의해 표면실장 시 안테나의 변형을 방지시켜준다. 대략적으로 LCP 유전체의 유무에 따라 100~150MHz의 주파수가 천이된다.The LCP dielectric uses E6808 with dielectric constant of 3.5 and E4205L with 2.8 to reduce the size of the antenna by slightly reducing the wavelength of the frequency of use, and to prevent the deformation of the antenna when surface-mounted due to thermal characteristics of over 300 degrees Celsius. . Approximately 100 to 150 MHz of frequency shifts depending on the presence of the LCP dielectric.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 튜닝소자를 갖는 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나의 VSWR 특성도를 나타낸 것이다.5 shows a VSWR characteristic diagram of an integrated main chip antenna having a tuning element having a tuning element according to an embodiment of the present invention.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, VSWR에서 기존의 안테나에 비하여 양호하며, 대역폭 측면에서 저주파 대역에서는 대략 10% (80MHz이상), 고주파 대역에서는 대략 34%(600MHz)이상의 대역폭을 확보하였다(기준 정재파비는 VSWR<3:1).As shown in FIG. 5, the VSWR is better than the conventional antenna, and in terms of bandwidth, a bandwidth of about 10% (80 MHz or more) in the low frequency band and about 34% (600 MHz) or more in the high frequency band is secured (reference standing wave). The ratio is VSWR <3: 1).
이상과 같이, 본 발명은 표면실장형태로써 체결이 용이하고, 사이즈 면에서 소형화하였으며, 동시에 사이즈 대비 광대역 특성이 양호하다. As described above, the present invention is a surface mount type, easy to fasten, downsized in size, and at the same time good broadband characteristics compared to size.
지금까지 본 발명에 대하여 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.The present invention has been described in detail so far, but the embodiments mentioned in the process are only illustrative and are not intended to be limiting, and the present invention is provided by the following claims. Within the scope not departing from the scope of the present invention, changes in the components that can be coped evenly will fall within the scope of the present invention.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 평판안테나 및 세라믹 칩안테나의 일예를 개략적으로 나타낸 도면1A and 1B schematically illustrate an example of a planar antenna and a ceramic chip antenna according to the related art.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩안테나의 전체 구성도를 개략적으로 나타낸 도면FIG. 2A schematically illustrates an overall configuration diagram of an integrated main chip antenna having a tuning device according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 2b는 도 2a에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩안테나의 분해사시도 및 조립상태를 개략적으로 나타낸 도면2b schematically illustrates an exploded perspective view and an assembled state of an integrated main chip antenna having a tuning element according to FIG. 2a;
본 3a 내지 도 3d는 도 2b에 따른 제 1 방사체부를 구체적으로 도시한 사시도, 평면도, 좌우 측면도3A to 3D are perspective views, plan views, and left and right side views specifically showing the first radiator part according to FIG. 2B.
도 4a 내지 도 4c는 도 2b에 따른 제 2 방사체부를 구체적으로 도시한 사시도, 평면도 및 측면도4A to 4C are a perspective view, a plan view, and a side view specifically showing a second radiator part according to FIG. 2B;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩안테나의 VSWR 특성도5 is a VSWR characteristic diagram of an integrated main chip antenna having a tuning element according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 튜닝소자를 갖는 일체형 메인 칩 안테나10: integrated main chip antenna having a tuning element
100 : 튜닝부 200 : 제 1 방사체부100: tuning unit 200: first radiator
300 : 제 2 방사체부 300: second radiator section
220 : 제 1 공진부 240 : 제 2 공진부220: first resonator 240: second resonator
320 : 제 2 방사체 340 : 무급전 방사체320: second radiator 340: non-powered radiator
201 : 급전단자 202 : 접지단자201: Feeding terminal 202: Grounding terminal
321 : 급전패턴 322 : 접지패턴321: Feeding pattern 322: Grounding pattern
326 : 급전패드 327 : 접지패드326: feeding pad 327: ground pad
203, 241 : 고정단자 341 : 고정패턴203, 241: fixed terminal 341: fixed pattern
342, 343, 328, 329, 329-1 : 고정패드 342, 343, 328, 329, 329-1: fixing pad
242 : 제 1 튜닝결합단자 221, 221-1 : 연결단자242: first
344 : 제 1 튜닝소자(슬롯) 345 : 제 2 튜닝소자344: first tuning element (slot) 345: second tuning element
323, 324, 325 : 막대형 라인패턴 330 : 관통홀323, 324, 325: bar-shaped line pattern 330: through hole
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