KR100941648B1 - 안테나 소자 및 광대역 안테나 장치 - Google Patents

안테나 소자 및 광대역 안테나 장치 Download PDF

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Abstract

무선 LAN의 사용 주파수 대역이나 UWB의 사용 주파수 대역뿐만 아니라, 휴대 전화의 사용 주파수 대역이나 GPS의 사용 주파수도 커버하는 것.
그라운드판(12)과, 이 그라운드판의 일단(12u)에 근접하여 배치된 안테나 소자(14B)와, 이 안테나 소자를 탑재하는 유전체 기판(18)을 구비한 광대역 안테나 장치(10B)에 있어서, 안테나 소자(14B)는 FPMA(14)와 이 FPMA로부터 뻗어나온 L자 소자(144)로 이루어진다. 안테나 소자는 그라운드판(12)의 일측면 측에 설치되어 있다. 초광대역 안테나 장치(10B)는 그라운드판과 안테나 소자 사이에서 일측면으로부터 소정의 거리(d)만큼 떨어진 급전 위치에 마련된 급전점(16)을 갖는다. 그라운드판의 폭(LGX)과 FPMA(14)의 폭(LAX)의 비가 20:11인 경우, 그라운드판의 폭(LGX)과 소정의 거리(d)의 비가 실질적으로 5:2이다.
그라운드판, 초광대역, 안테나, 무선 LAN, UWB, 사용 주파수, 급전점, 휴대 전화

Description

안테나 소자 및 광대역 안테나 장치{ANTENNA ELEMENT AND WIDE BAND ANTENNA APPARATUS}
본 발명은 광대역 안테나 장치에 관한 것으로서, 특히 휴대 기기 단말에 내장되는 광대역 안테나 장치 및 거기에 사용되는 안테나 소자에 관한 것이다.
UWB(Ultra Wide band)란 그 이름대로 초광대역 무선을 의미하며, 중심 주파수의 25% 이상 또는 1.5GHz 이상의 대역폭을 점유하는 무선 전송 방식을 가리키는 넓은 의미의 용어이다. 한마디로 말하면, 초광대역의 단펄스(통상 1ns 이하)를 사용하여 통신하며, 무선에 혁명을 일으키는 기술이다.
종래의 무선과 UWB의 결정적 차이는 반송파의 유무라 할 수 있다. 종래의 무선에서는 반송파라 불리는 어느 주파수의 정현파를 다양한 방법으로 변조하고 데이터를 송수신한다. 이에 반해, UWB에서는 그 반송파를 사용하지 않는다. UWB의 정의에도 써 있는 바와 같이, 초광대역의 단펄스를 사용한다.
UWB는 그 이름대로 초광대역의 주파수 대역을 가지고 있다. 한편, 종래의 무선은 좁은 주파수 대역밖에 가지고 있지 않다. 그것은, 주파수 대역이 좁은 것이 전파를 활용할 수 있기 때문이다. 전파는 유한한 자원이다. 그렇다면 어떻게 UWB는 초광대역임에도 불구하고 주목받고 있는가 하면, 각 주파수에서의 출력 에너지에 있다. UWB는 주파수 대역이 넓은 대신 각 주파수에서의 출력이 매우 작다. 그 크기는 노이즈에 묻혀 버릴 정도이므로, 다른 무선 통신과의 간섭은 매우 적다고 할 수 있다. FCC(Federal Communications Commission: 미연방 통신 위원회)가 허가하는 데 조건부로 한 것도 다른 무선 통신과의 간섭이 문제가 되지 않도록 배려하였기 때문이다.
UWB는 초광대역이기 때문에 기존의 무선 통신 서비스와 대역이 중첩되게 된다. 따라서, 현재 UWB의 대역은 3.1GHz부터 10.6GHz 사이에 한정되어 있는 상황에 있다.
또한, 안테나는 기본적으로 공진 현상을 이용하고 있다. 안테나는 그 길이에 따라 공진하는 주파수가 결정되어 버리는데, 많은 주파수 성분을 포함하는 UWB에서는 공진시키기가 어렵다. 따라서, 송신하고자 하는 전파의 주파수 대역이 넓어질수록 그만큼 안테나의 설계가 어려워진다.
태양 유전(誘電)은 근거리 무선 통신 세계에서 대용량 데이터 전송과 저소비 전력을 동시에 실현할 수 있는 차세대 기술로서, 향후에도 주목을 모으고 있는 UWB용으로, 10mm×8mm의 형상이며 두께가 불과 1mm라는 초소형의 세라믹 칩 안테나의 개발에 성공하였다. 이 안테나의 개발에 의해 지금까지 군사 용도에 한정되어 있던 UWB를 PDP(Plasma Display Panel) TV나 디지털 카메라 등 디지털 기기끼리의 데이터를 초고속으로 연결하는 등의 민생 용도로 확대하고, 모바일까지 시야에 넣은 기기의 소형화가 가능해진다.
또한, 이러한 UWB용 안테나는 Bluetooth(상표)나 무선 LAN(Local Area Network) 등의 용도에 사용될 수 있다.
Bluetooth는 비교적 좁은 범위에서의 음성 및 데이터의 와이어리스 통신을 데스크탑 및 노트북, PDA(Personal Digital Assistant), 휴대 전화, 프린터, 스캐너, 디지털 카메라, 나아가서는 가전 제품 사이에서 실현하는 첨단 테크놀로지를 위한 일반 공개된 규격이다. Bluetooth는 지구 어느 곳에서도 이용할 수 있는 2.4GHz 대역의 전파를 사용하여 동작하므로 세계 중에서 이용할 수 있다. 간단히 말하면, Bluetooth를 이용하면 디지털 주변 기기와의 접속에 케이블은 불필요해지며, 케이블 접속에 따른 번거로움은 모두 과거의 것이 된다.
무선 LAN이란 전파나 적외선 등 유선 케이블 이외의 전송로를 이용한 LAN을 말한다.
종래로부터 다양한 광대역 안테나 장치가 제안된 바 있다. 예컨대, 목적으로 하는 주파수 특성에 맞춘 광대역 안테나 장치를 형성하고, 불필요한 주파수 대역으로부터의 피간섭, 목적 이외의 주파수 대역에의 여간섭을 저감시킬 수 있는 광대역 안테나 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌 1에 개시되어 있는 광대역 안테나 장치는 평면 도체 지판과, 이 평면 도체 지판의 면 상에 해당 평면 도체 지판과 교차하는 방향으로 세워져서 사용되는 평면 방사 도체를 갖는다. 평면 방사 도체의 외주부 또는 그 근방에 급전점이 마련되어 있다. 평면 방사 도체에는 해당 평면 방사 도체의 일부분을 잘라냄으로써 형성하는 절취 부분을 하나 이상 설치하고 있다.
또한, 비용면이나 사용 목적, 또는 기기에의 실장면 등의 문제에 대응하여 제조 비용을 저렴하게 하고, 광대역이면서 소형인 광대역 안테나 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조). 이 특허 문헌 2에 개시되어 있는 광대역 안테나 장치는 평면 도체 지판과, 이 평면 도체 지판의 면 상에 해당 평면 도체 지판과 교차하는 방향으로 세워져서 사용되는 다각형 평면 방사 도체를 갖는다. 그리고, 다각형 평면 방사 도체의 꼭지점을 급전점으로 하고 있다.
더욱이, 방사 도체로 평면형 방사 도체를 사용한 광대역 안테나 장치로서, 보다 소형화가 가능한 광대역 안테나 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 3 참조). 이 특허 문헌 3에 개시되어 있는 광대역 안테나 장치는 평면 도체 지판과, 이 평면 도체 지판의 면 상에 해당 평면 도체 지판과 교차하는 방향으로 세우도록 배치되어 있는 평면 방사 도체를 갖는다. 평면 방사 도체는 평면 도체 지판의 면 상에 세워진 상태에 있을 때 평면 도체 지판과 교차하는 방향으로 정렬하여 배치하도록 된 복수의 도체 부분을 갖는다. 도전률이 대략 0.1[/Ωm] 이상 10.0[/Ωm] 이하인 저도전률 부재에 의해 복수의 도체 부분 사이를 접속하여 형성하고 있다.
또한, 키를 낮춘 광대역 안테나 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 4 참조). 이 특허 문헌 4에 개시되어 있는 광대역 안테나 장치는 전력을 전송하기 위한 급전선에 의해 접속되며, 적어도 그 일부가 서로 대향하도록 배열 설치된 도체 지판과 방사 도체를 구비하고 있다. 도체 지판과 방사 도체의 대향하는 부위 사이에 사용 무선 주파수에서의 도전률이 대략 0.1[/Ωm] 이상 10[/Ωm] 이하인 물질을 개재시키고 있다.
한편, 광대역화가 가능하고 주파수 특성의 개선을 도모할 수 있는 UWB용 안테나가 제안된 바 있다(예컨대, 특허 문헌 5 참조). 이 특허 문헌 5에 개시된 UWB용 안테나는 상측 유전체와, 하측 유전체와, 그들 사이에 끼워진 도체 패턴으로 이루어지는 방사 소자를 구비하고 있다. 도체 패턴은 전면의 대략 중앙부에 급전점을 가지며, 이 급전점으로부터 우측면 및 좌측면으로 각각 소정의 각도로 넓어지는 우측 테이퍼부 및 좌측 테이퍼부를 갖는 역삼각형 부분과, 이 역삼각형 부분의 윗변에 아랫변이 접하는 사각형 부분으로 구성되어 있다. 또한, 도체 패턴의 급전점에는 그 도체 패턴(방사 소자)과 동일 평면 내에 연장되는 그라운드판이 전기적으로 접속된다.
3.1GHz부터 10.6GHz까지의 UWB의 대역을 커버하는 박형의 UWB용 안테나도 다양하게 제안된 바 있다. 예컨대, 방사 소자를 타원형으로 한 광대역 타원형 링 안테나가 알려져 있다(예컨대, 비 특허 문헌 1 참조). 또한, 그라운드판의 소형화를 도모한 광대역 타원형 링 안테나도 알려져 있다(예컨대, 비 특허 문헌 2 참조). 9GHz 이상에서의 이득을 개선한 광대역 타원형 링 안테나도 알려져 있다(예컨대, 비 특허 문헌 3 참조).
또한, 휴대 무선 단말에 내장되는 안테나 장치도 다양하게 알려져 있다. 예컨대, 2개의 주파수 대역에 대응한 소위 듀얼밴드 대응 내장 안테나 장치가 제안된 바 있다(예컨대, 특허 문헌 6 참조). 이 특허 문헌 6에 개시된 듀얼밴드 대응 내장 안테나 장치는 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에 대응한 안테나 장치이다. 이 듀얼밴드 대응 내장 안테나 장치는 그라운드 플레인을 구성하는 그라운드와, 제 1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역의 각각에 대응한 선형의 제1 및 제2 역L 안테나 엘리먼트(방사 도체)를 구비한다. 제1 및 제2 방사 도체는 그라운드 플레인에 대향하는 평면 내에서 급전점 근방의 위치를 기점으로 하여 서로 이간하는 방향으로 뻗도록 구성되어 있다. 더욱이, 제1 및 제2 역L 안테나 엘리먼트에 대하여 공통인 정합 회로가 설치되어 있다.
특허 문헌 6에서, 이러한 듀얼밴드 대응 내장 안테나 장치를 구비한 휴대 무선 단말로는 다음과 같은 복합 단말을 상정(대상으로)하고 있다. 일본에서는 800[MHz]대를 사용하는 PDC(Personal Digital Cellular)와, 1.9[GHz]대를 사용하는 PHS(Personal Handyphone System)을 병용할 수 있는 복합 단말이 있다. 유럽 및 아시아 여러 국가에서는 900[MHz]대를 사용하는 GSM(Global System for Mobile communication)과, 1.8[GHz]대를 사용하는 DCS(Digital Communication System)을 병용할 수 있는 복합 단말이 있다. 미국에서는 800[MHz]대를 사용하는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)와, 1.9[GHz]대를 사용하는 PDS(Personal Communication Service)를 병용할 수 있는 복합 단말이 있다.
안테나의 외형이 작고 원하는 급전점 임피던스를 얻기 쉬운 복합 안테나가 제안된 바 있다(예컨대, 특허 문헌 7 참조). 이 특허 문헌 7에 개시된 복합 안테나는 일단을 급전점으로 하는 주소자와, 주소자의 타단으로부터 접혀져서 끝점을 개방단으로 하는 부소자를 포함하는, 대략 ㄷ자 형상의 복수의 접힌(folded) 안테나를 복수의 사용 주파수 대역에 대응하여 구비한다. 복수의 접힌 안테나의 주소자를 일체화하여 안테나 전체의 외형을 작게 하였다. 이 특허 문헌 7에서는 저대 역 측의 주파수대로서 860MHz대를, 고대역측의 주파수로는 1900MHz대를 대상으로 하고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2003-273638호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2003-283233호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 2003-304114호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 2003-304115호 공보
[특허 문헌 5] 일본 특허 공개 2005-94437호 공보
[비 특허 문헌 1] 핫토리, 곤도, 야마우치, 나카노, "광대역 타원형 링 안테나," 전자 정보 통신 학회 종합 대회, B-1-104, 오사카, 3월 2005년
[비 특허 문헌 2] 핫토리, 야마우치, 나카노, "광대역 타원형 링 안테나 제2보," 전자 정보 통신 학회 통신 소사이어티 대회, B-1-82, 홋카이도, 9월 2005년
[비 특허 문헌 3] 핫토리, 야마우치, 나카노, "광대역 타원형 링 안테나 제3보," 전자 정보 통신 학회 종합 대회, B-1-165, 도쿄(고쿠시칸 대학), 3월 2006년
[특허 문헌 6] 일본 특허 공개 2002-185238호 공보
[특허 문헌 7] 일본 특허 공개 평11-68453호 공보
전술한 특허 문헌 1 내지 3에 개시된 광대역 안테나 장치에서는 평면 방사 도체는 평면 도체 지판의 면 상에 해당 평면 도체 지판과 교차하는 방향으로 세워져 있다. 따라서, 광대역 안테나 장치의 키가 높아지게 되어 휴대 기기 단말에 내장하기가 어렵다. 또한, 특허 문헌 3에서는 거기에 개시된 실시 형태의 광대역 안테나 장치의 저대역 한계 주파수는 2.32GHz로서, 그보다 낮은 주파수에는 대응할 수 없다.
한편, 특허 문헌 4에 개시된 광대역 안테나 장치에서는 동작 가능 대역이 좁다는 문제가 있다. 특허 문헌 5에 개시된 UWB용 안테나에서도 사용 가능한 주파수 대역은 약 4GHz부터 약 9GHz의 범위이므로 좁다는 문제가 있다.
나아가, 비 특허 문헌 1 내지 3에서 발표된 광대역 타원형 링 안테나에서는 3.1GHz부터 10.6GHz까지의 UWB의 대역을 커버하고 있다고는 하지만, 그보다 낮은 주파수대, 예컨대 무선 LAN의 사용 주파수 대역(2.45GHz대), GPS(global positioning system)의 사용 주파수(1.575GHz)나 휴대 전화의 사용 주파수대(예컨대, 2.1GHz대)를 커버하기는 어렵다.
한편, 특허 문헌 6이나 특허 문헌 7에 개시된 안테나 장치는 800MHz∼900MHz의 저대역측 주파수대와 1.8GHz∼2.0GHz의 고대역측 주파수대를 커버하고 있을 뿐이며, 전술한 UWB의 대역을 커버할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 과제는 무선 LAN의 사용 주파수 대역이나 UWB의 사용 주 파수 대역뿐만 아니라, 휴대 전화의 사용 주파수 대역이나 GPS의 사용 주파수도 커버하는 것이 가능한 초광대역 안테나 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는, 휴대 기기 단말에 내장 가능한 키(높이)가 낮은 초광대역 안테나 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제1 태양에 의하면, 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14'; 44)와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부로부터 뻗어나온 연출부(144; 144A; 144B; 144C; 144'; 444; 444A; 444B; 444C; 444D; 444E; 444F; 444H; 444H; 444I)로 이루어지는 안테나 소자(14B; 14C; 14D; 14E; 14F; 40; 40A; 40B; 40C; 40D; 40E; 40F; 40G; 40H; 40I)를 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 제1 태양에 의한 안테나 소자에서, 상기 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14')는 제1 도체판(141)과, 그 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판(142)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(143)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(144)는 예컨대, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)로 구성될 수도 있다. 또는, 상기 연출부(144A)는 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)로만 구성될 수도 있다. 또는, 상기 연출부(144B)는 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)와, 그 제2 연출 부의 선단에서 직각으로 내측으로 더 절곡된 제3 연출부(144-3)로 구성될 수도 있다. 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(14')와 상기 연출부(144')의 모서리가 둥글려져 있을 수도 있다.
또한, 상기 본 발명의 제1 태양에 의한 안테나 소자에서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)는, 제1 길이(LAZ1)를 갖는 제1 도체판(441)과, 그 제1 도체판과 평행하게 배치되며, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 도체판(442)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(443)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판, 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나올 수 있다. 상기 제1 도체판(441)은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치(441a)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 연출부(444)는 예컨대 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(444-1)와, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부(444-3)와, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부(444-3)로 구성될 수도 있다. 또는, 상기 연출부(444A)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부(444A-1)와, 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에 서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부(444A-2)로 구성될 수도 있다. 상기 연출부(444B)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444C)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444D)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444E)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444F)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 의하면, 그라운드판(12)과, 그 그라운드판의 일단(12u)에 근접하여 배치된 안테나 소자와, 그 안테나 소자를 탑재하는 유전체 기판(18)을 구비한 광대역 안테나 장치로서, 상기 안테나 소자(14B; 14C; 14C; 14E, 14F, 40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F, 40G, 40H, 40I)는 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14'; 44)와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부로부터 뻗어나온 연출부(144; 144A; 144B; 144C; 144'; 444; 444A, 444B, 444C, 444D, 444F, 444G, 444H, 444I)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치(10B; 10D)를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 안테나 소자는 상기 그라운드판의 일측면 측에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 광대역 안테나 장치(10B; 10D)는 상기 그라운드판과 상기 안테나 소자 사이에서 상기 일측면으로부터 소정의 거리(d)만큼 떨어진 급전 위치에 마련된 급전점(16)을 갖는다. 상기 그라운드판의 폭(LGX)과 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부의 폭(LAX)의 비가 20:11인 경우, 상기 그라운드판의 폭(LGX)과 상기 소정의 거리(d)의 비가 실질적으로 5:2인 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14')는, 제1 도체판(141)과, 그 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판(142)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(143)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나와 있을 수 있다. 상기 연출부(144)는 예컨대, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 그라운드판 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연출부(144A)는 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)로만 구성될 수도 있다. 또는, 상기 연출부(144B)는 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 그라운드판 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)와, 그 제2 연출부의 선단에서 직각으로 내측으로 더 절곡된 제3 연출부(144-3)로 구성될 수도 있다. 상기 절곡 판상 모노 폴 안테나부(14')와 상기 연출부(144')의 모서리가 둥글려질 수 있다.
본 발명의 제2 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)는 제1 길이(LAZ1)를 갖는 제1 도체판(441)과, 그 제1 도체판과 평행하게 배치되며, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 도체판(442)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(443)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판, 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있을 수 있다. 상기 제1 도체판(441)은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치(441a)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 연출부(444)는 예컨대 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(444-1)와, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부(444-2)와, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부(444-3)로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연출부(444A)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부(444A-1)와, 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부(444A-2)로 구성될 수 있 다. 상기 연출부(444B)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444C)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444D)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444E)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444F)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 제1 및 제2 그라운드판(12, 22)과, 상기 제1 및 상기 제2 그라운드판 사이에서 상기 제1 그라운드판(12)의 일단(12u)에 근접하여 배치된 안테나 소자와, 그 안테나 소자를 탑재하는 유전체 기판(18)을 구비한 광대역 안테나 장치로서, 상기 안테나 소자(14B; 14C; 14D; 14E; 14F; 40; 40A; 40B; 40C; 40D; 40E; 40F; 40G; 40H; 40I)는 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14'; 44)와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부로부터 뻗어나온 연출부(144; 144A; 144B; 144C; 144'; 444; 444A; 444B; 444C; 444D; 444E; 444F; 444G; 444H; 444I)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치(10C; 10E)를 얻을 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 안테나 소자는 상 기 제1 그라운드판(12)의 일측면 측에 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 광대역 안테나 장치(10C; 10E)는, 상기 제1 그라운드판과 상기 안테나 소자 사이에서 상기 일측면으로부터 소정의 거리(d)만큼 떨어진 급전 위치에 마련된 급전점(16)을 갖는다. 상기 제1 그라운드판의 폭(LGX)과 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부의 폭(LAX)의 비가 20:11인 경우, 상기 제1 그라운드판의 폭(LGX)과 상기 소정의 거리(d)의 비가 실질적으로 5:2인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(14; 14')는, 제1 도체판(141)와, 그 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판(142)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(143)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나와 있을 수 있다. 상기 연출부(144)는 예컨대, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 제1 그라운드판(12) 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)로 구성될 수 있다. 또는 상기 연출부(144A)는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)로만 구성될 수 있다. 또는, 상기 연출부(144B)는 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 제1 그라운드판(12) 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부(144-2)와, 그 제2 연출부의 선단에서 직각으로 내측으로 더 절곡된 제3 연출부(144-3)로 구성될 수 있다. 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(14')와 상기 연출부(144')의 모서리가 둥글려질 수 있다.
본 발명의 제3 태양에 따른 광대역 안테나 장치에서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)는, 제1 길이(LAZ1)를 갖는 제1 도체판(441)과, 그 제1 도체판과 평행하게 배치되며, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제2 도체판(442)과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 일단부에서 연결하는 연결판(443)으로 이루어지며, 상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있을 수 있다. 상기 제1 도체판(441)은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치(441a)를 가질 수 있다. 상기 연출부(444)는 예컨대, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부(444-1)와, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부(444-2)와, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부(444-3)로 구성될 수 있다. 또는, 상기 연출부(444A)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부(444A-1)와, 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부(444A-2)로 구성될 수 있다. 상기 연출 부(444B)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444C)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444D)는 상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444E)는 상기 연결부가 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다. 상기 연출부(444F)는 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나올 수 있다.
또한, 상기 괄호 안의 부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 붙이는 것으로서 일례에 불과하며, 이들에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명에 따른 안테나 소자는 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부와 그 절곡 판상 모노폴 안테나부로부터 뻗어나온 연출부로 구성되므로, 무선 LAN의 사용 주파수 대역이나 UWB의 사용 주파수 대역뿐만 아니라, 휴대 전화의 사용 주파수 대역이나 GPS의 사용 주파수도 커버할 수 있다는 효과를 가져온다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 제1 및 제 2 종래의 안테나 장치(10, 10A)에 대하여 설명한다. 도 1은 제1 종래의 안테나 장치(10)를 도시한 개략 사시도이고, 도 2는 제2 종래의 안테나 장치(10A)를 도시한 개략 사시도이다. 도 1 및 도 2에서, 좌우 방향(폭 방향, 수평 방향)을 X축 방향으로 나타내고, 전후 방향(안길이 방향, 두께 방향)을 Y축 방향으로 나타내고, 상하 방향(높이 방향, 수직 방향)을 Z축 방향으로 나타내었다.
도 1에 도시한 제1 종래의 안테나 장치(10)는 절곡 판상 모노폴 안테나(FPMA)이고, 도 2에 도시한 제2 종래의 안테나 장치(10A)는 역L 안테나(ILA)이다.
먼저 도 1을 참조하여, 제1 종래의 안테나 장치(절곡 판상 모노폴 안테나)(10)에 대하여 설명한다. 제1 종래의 안테나 장치(10)는 그라운드판(12)과 안테나 소자(14)로 구성되어 있다.
그라운드판(12)은 폭(X축 방향의 길이)(LGX), 높이(Z축 방향의 길이)(LGZ)를 갖는 사각형 형상을 하고 있다. 도시한 예에서는 폭(LGX)이 40mm이고 높이(LGZ)가 80mm이다. 바꾸어 말하면, 그라운드판(12)은 좌우 방향(수평 방향)(X)과 상하 방향(수직 방향)(Z)으로 규정되는 X-Z 평면과 평행하게 연장되어 있다.
이 그라운드판(12)의 상단(윗변)(12u)에 근접하여 좌측 상단 모서리부에 안테나 소자(14)가 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 안테나 소자(14)는 그라운드판(12)으로부터 소정의 갭(급전 간격)을 두고 그라운드판(12)의 우측 상단 모서리부에 배치되어 있다. 안테나 소자(14)는 X축 방향의 길이(LAX), Z축 방향의 길 이(LAZ) 및 Y축 방향의 길이(LAY)를 갖는 단면 ㄷ자형의 형상을 하고 있다. 즉, 안테나 소자(14)는 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나(FPMA)로서 기능한다. 도시한 예에서는 X축 방향의 길이(LAX)가 20mm이고 Z축 방향의 길이(LAZ)가 15mm이고 Y축 방향의 길이(LAY)가 4mm이다.
상세하게 설명하면, 안테나 소자(14)는 그라운드판(12)이 연장되는 X-Z면과 동일 평면 상에 연장되는 사각형의 제1 도체판(141)과, 이 제1 도체판(141)으로부터 두께 방향(Y)으로 4mm의 두께(LAY)만큼 이간되어 제1 도체판(141)과 평행하게 병설된 사각형의 제2 도체판(142)과, 그라운드판(12)으로부터 떨어진 측의 단에서 제1 도체판(141)과 제2 도체판(142)을 연결하는 연결판(143)으로 구성되어 있다. 제1 도체판(141) 및 제2 도체판(142)의 각각은 X축 방향의 길이(LAX), Z축 방향의 길이(LAZ)를 갖는다. 연결판(143)은 X축 방향의 길이(LAX), Y축 방향의 길이(LAY)를 갖는다. 제1 도체판(141), 제2 도체판(142) 및 연결판(143)은 예컨대, 한 장의 금속판을 절곡 가공함으로써 제조하는 것이 가능하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 그라운드판(12)과 안테나 소자(14) 사이에는 그라운드판(12)의 좌측 상단 모서리로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 급전점(16)이 마련되어 있다.
다음 도 2를 참조하여, 제2 종래의 안테나 장치(역L 안테나)(10A)에 대하여 설명한다. 제2 종래의 안테나 장치(10A)는, 후술하는 바와 같이, 안테나 소자의 구성이 도 1에 도시한 것과 다른 점을 제외하고 도 1에 도시한 제1 종래의 안테나 장치(10)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 안테나 소자에 14A의 참조 부호를 붙였다.
안테나 소자(14A)는 그라운드판(12)의 상단(윗변)(12u)에 근접하여 배치되어 있다. 안테나 소자(14A)는 그라운드판(12)이 연장되는 X-Z면과 동일 평면 상에 연장되며, 폭(WA)을 갖는 역 L자형의 판 형상을 하고 있다. 즉, 안테나 소자(14A)는 역L 안테나(ILA)로서 기능한다. 상세하게 설명하면, 안테나 소자(14A)는 그라운드판(12)의 우측 상단 모서리부로부터 소정의 갭(급전 간격)을 두고 높이 방향(Z)으로 Z축 방향의 길이(LAZ)만큼 연장되는 제1 금속판(146)과, 이 제1 금속판(146)으로부터 그라운드판(12)으로부터 떨어진 측의 단에서 그라운드판(12)과 평행하게 좌우 방향(X)으로 X축 방향의 길이(LAX')만큼 연장되는 제2 금속판(147)으로 구성된다. 도시한 예에서는 폭(WA)은 7mm이고, Z축 방향의 길이(LAZ)는 15mm이고, X축 방향의 길이(LAX')는 40mm이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 그라운드판(12)과 안테나 소자(14A) 사이에는 그라운드판(12)의 좌측 상단 모서리로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 급전점(16)이 마련되어 있다.
도 3에 도 1에 도시한 제1 종래의 안테나 장치(10) 및 도 2에 도시한 제2 종래의 안테나 장치(10A)의 VSWR의 주파수 특성을 도시하였다. 도시한 VSWR의 주파 수 특성은 유한 적분법을 이용하여 해석한 것이다. 도 3에서, 가로축은 주파수(frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 3에서, 실선은 제1 종래의 안테나 장치(FPMA)(10)의 VSWR의 주파수 특성을 나타내고, 파선은 제2 종래의 안테나 장치(ILA)(10A)의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다.
도 3으로부터, 도 1에 도시한 제1 종래의 안테나 장치(FPMA)(10)는 주파수가 약 2.2GHz 이상인 주파수 범위에서 VSWR이 3 이하로 되어 있으나, 주파수가 약 2.2GHz 이하인 주파수 범위에서는 VSWR이 3 이상으로 되어 있음을 알 수 있다. 이에 반해, 도 2에 도시한 제2 종래의 안테나 장치(ILA)(10A)는 주파수가 약 1.1GHz∼약 1.9GHz인 주파수 범위에서 VSWR이 3 이하로 되어 있으나, 그 이외의 주파수 범위에서는 VSWR이 3 이상으로 되어 있음을 알 수 있다.
이상으로부터, 절곡 판상 모노폴 안테나(FPMA)는 비교적 높은 주파수 범위에서 사용 가능하고, 역L 안테나(ILA)는 비교적 낮은 주파수 범위에서 사용 가능함을 알 수 있다.
본 발명자는 이들 절곡 판상 모노폴 안테나(FPMA)와 역L 안테나(ILA)를 유기적으로 결합하면 그들 안테나의 각각의 특징을 살려 보다 넓은 주파수 범위에서 작은 VSWR의 주파수 특성이 얻어지지 않을까 생각하여 최종적으로 본 발명에 이르렀다. 또한, 설명이 진행됨에 따라 명백해지는 바와 같이, 가장 양호한 VSWR의 주파수 특성을 얻기 위해서는 급전점을 최적의 위치에 설정할 필요가 있다는 것을 본 발명자는 확인하였다.
휴대 기기 단말의 일종으로 휴대 전화가 있다. 휴대 전화에는 다양한 타입 이 있으며, 스트레이트형과 폴더형으로 크게 나뉜다. 폴더형 휴대 전화는 텐키 등의 조작부를 갖는 하측 유닛과, 표시부를 갖는 상측 유닛과, 하측 유닛과 상측 유닛을 개폐 가능하게 결합하는 힌지부를 갖는다. 폴더형 휴대 전화에서는 조작부와 표시부가 각각 다른 유닛에 탑재되어 있으며, 펼친 상태에서는 폴더형 휴대 전화는 비교적 큰 상태가 된다. 이에 반해, 스트레이트형 휴대 전화는 조작부와 표시부를 하나의 유닛 본체에 탑재한 것이다. 그 결과, 스트레이트형 휴대 전화는 펼친 상태의 폴더형 휴대 전화와 비교하여 절반 정도의 크기(사이즈)이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치(10B)에 대하여 설명한다. 도시한 초광대역 안테나 장치(10B)는 스트레이트형 휴대 전화에 내장 가능한 안테나 장치이다. 도시한 초광대역 안테나 장치(10B)는 안테나 소자가 후술하는 바와 같이 변경되어 있는 점을 제외하고 도 1에 도시한 제1 종래의 안테나 장치(10)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 안테나 소자에 14B의 참조 부호를 붙였다. 따라서, 도 1에 도시한 것과 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명의 간략화를 위하여 그들 설명에 대해서는 생략한다.
도시한 안테나 소자(14B)는, 도 1에 도시한 안테나 소자(FPMA)(14)에 L자 소자(역L 소자)(144)를 부가한 구성으로 하였다. L자 소자(144)는 연결판(143)으로부터 좌방향(X)으로 뻗어나와 있으므로 연출(延出)부라고도 불린다. L자 소자(144)는 연결판(143)이 연장되는 연장 방향(좌방향)(X)으로 뻗어나오는 제1 연출부(144-1)와, 이 제1 연출부(144-1)의 선단에서 그라운드판(12) 측을 향하여 하방 향(Z)으로 길이(LAZE)만큼 뻗어나오는 제2 연출부(144-2)로 구성된다. 도시한 예에서는 제1 연출부(144-1)의 길이는 (LGX-LAX)인 18mm이고, 제2 연출부(144-2)의 길이(LAZE)는 9mm이다. 따라서, 연출부(144)의 전체 길이는 27mm와 같다. 안테나 소자(14B)는 유전체 기판(18) 상에 탑재(실장)되어 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 그라운드판(12)과 안테나 소자(14) 사이에 마련된 급전점(16)은 그라운드판(12)의 좌측 상단 모서리(우측면)로부터 소정의 거리(d)만큼 떨어진 위치에 있다. 여기서는 이 소정의 거리(d)를 급전 위치라 부르기로 한다.
도 5 및 도 6에 급전 위치(d)를 변화시켰을 때의 초광대역 안테나 장치(10B)의 VSWR의 주파수 특성을 도시하였다. 도 5 및 도 6에서, 가로축은 주파수(frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 5는 급전 위치(d)가 각각 4mm, 8mm, 12mm, 15mm, 16mm, 17mm 및 20mm일 때의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 6은 급전 위치(d)가 각각 15mm, 16mm 및 17mm일 때의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다.
도 5로부터, 급전 위치(d)가 4mm, 8mm, 12mm 및 20mm인 경우에는 주파수가 약 1.4GHz 이상인 주파수 범위에서 VSWR이 2.5를 초과하는 경우가 있음을 알 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6으로부터, 급전 위치(d)가 15mm, 16mm 및 17mm인 경우에는 주파수가 약 1.4GHz 이상인 주파수 범위에서 대략 VSWR이 2.5 이하로 억제되어 있음을 알 수 있다. 특히, 급전 위치(d)가 16mm인 경우에는 주파수가 약 1.4GHz 이상인 주파수 범위에서 VSWR이 2.5 이하로 되어 있음을 알 수 있다.
이상으로부터, 그라운드판(12)의 폭(LGX)과 안테나 소자(14B)의 제1 및 제2 도체판(141, 142)의 폭(LAX)의 비가 20:11인 경우, 그라운드판(12)의 폭(LGX)과 급전 위치(소정의 거리)(d)의 비가 실질적으로 5:2이면 양호한 VSWR의 주파수 특성이 얻어짐을 알 수 있다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치(10C)에 대하여 설명한다. 도시한 초광대역 안테나 장치(10C)는 폴더형 휴대 전화에 내장 가능한 안테나 장치이다.
도시한 초광대역 안테나 장치(10C)는 다른 그라운드판(22)을 더 구비하고 있는 점을 제외하고 도 4에 도시한 초광대역 안테나 장치(10B)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 4에 도시한 것과 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 참조 부호를 붙였다. 여기서는 그라운드판(12)을 제1 그라운드판이라 하고 다른 그라운드판(22)을 제2 그라운드판이라 하기로 한다.
도시한 안테나 소자(14B)는 폴더형 휴대 전화의 힌지부(도시하지 않음)에 설치된다. 따라서, 도 7에 도시한 바와 같이, 폴더형 휴대 전화를 펼친 상태에서는 안테나 소자(14B)는 제1 그라운드판(12)과 제1 그라운드판(22) 사이에 배치된다. 또한, 본 예에서는 급전점(16)의 급전 위치(d)는 16mm이다.
도 8에 초광대역 안테나 장치(10C)의 VSWR의 주파수 특성을 도시하였다. 도 8에서, 가로축은 주파수(frequency)[GHz]를 나타내고 세로축은 VSWR을 나타낸다.
도 8로부터, 주파수가 1.0GHz∼8.0GHz인 주파수 범위에서 VSWR이 2.5 이하로 되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 도 7에 도시한 초광대역 안테나 장치(10C)는 매우 광대역임을 알 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 바람직한 실시 형태에 의해 설명해 왔으나, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않음은 물론이다.
예컨대, 도 9에 도시한 안테나 소자(14C)와 같이 연출부(144A)는 절곡되어 있지 않을 수도 있다. 즉, 연출부(144A)는 제1 연출부(144-1)로만 되어 있을 수도 있다. 또는, 도 10에 도시한 안테나 소자(14D)와 같이 연출부(144B)는 제1 연출부(144-1)와 제2 연출부(144-2)에 더하여, 내측으로 직각으로 접혀들어간 제3 연출부(144-3)로 더 포함하여 구성되어 있을 수도 있다. 또한, 도 11에 도시한 안테나 소자(14E)와 같이 FPMA(14') 및 L자 소자(역L 소자)(144')의 모서리를 둥글릴 수도 있다. 또한, 후술하는 본 발명의 실시 형태와 같이 FPMA를 구성하는 제1 및 제2 도체판의 길이가 서로 다를 수도 있다. 또는, 도 12에 도시한 바와 같이, 안테나 소자(14B)를 PDA(personal digital assistants)(30)에 탑재할 수도 있다. 또한, 도 13에 도시한 안테나 소자(14F)와 같이 연출부(144C)는 미앤더(meander) 형상일 수도 있다.
도 14를 참조하여 본 발명의 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치(10D)에 대하여 설명한다. 도시한 광대역 안테나 장치(10D)는 안테나 소자의 구성이 도 4에 도시한 것과 다른 점을 제외하고 도 4에 도시한 것과 동일한 구 성을 갖는다. 따라서, 안테나 소자에 40의 참조 부호를 붙였다. 도 4에 도시한 것과 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 참조 부호를 붙이고 설명의 간략화를 위하여 그들 설명에 대해서는 생략한다. 도 15는 안테나 소자(40)만을 확대하여 도시한 사시도이다.
또한, 도 14에는 도시하지 않았으나, 안테나 소자(40)는 도 4에 도시한 바와 같이, 유전체 기판(18)(도 4 참조) 상에 탑재(실장)되어 있다.
도시한 안테나 소자(40)는 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)에 접속된 도체 소자(444)를 갖는다. 도체 소자(444)는 이 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)로부터 좌방향(X)으로 뻗어나와 있으므로 연출부라고도 불린다. 또한, 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)는 판상 안테나라고도 불린다.
도시한 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)는, 제1 길이(LAZ1)를 갖는 제1 도체판(441)과, 이 제1 도체판(441)과 평행하게 배치된 제2 도체판(442)과, 제1 도체판(441)과 제2 도체판(442)을 일단부(그라운드판(12)로부터 떨어진 측의 단)에서 연결하는 연결판(443)으로 구성되어 있다. 도 15에 도시한 바와 같이, 제2 도체판(442)은 제1 길이(LAZ1)보다 짧은 제2 길이를 갖는다. 도시한 예에서는 제1 길이(LAZ1)는 13mm이다.
도시한 예에서는, 제1 도체판(441)은 그 선단부(그라운드판(12)과 대향하는 측의 단부)의 우측에 노치(441a)를 갖는다. 본 예에서, 절곡 판상 모노폴 안테나 부(44)의 우변을 제1 측변이라 하고, 좌변을 제2 측변이라 하기로 한다. 따라서, 노치(441a)는 제1 도체판(441)의 선단부의 제1 측변 측에 형성되어 있다.
이와 같이 제1 도체판(441)에 노치(441a)를 형성한 것은, 절곡 판상 모노폴 안테나부(44) 단독에서의 주파수 특성을 향상시키기 위함이다.
도체 소자(연출부)(444)는 제1 도체판(441), 제2 도체판(442) 및 연결판(443) 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있으면 된다. 도시한 예에서는 연출부(444)는, 제1 연출부(444-1)와, 제2 연출부(444-2)와, 제3 연출부(444-3)로 구성되어 있다. 제1 연출부(444-1)는 제2 도체판(442)이 연장되는 연장면 상에서 제2 도체판(442)의 선단부의 제2 측변 측(좌측)으로부터 제2 도체판(442)의 길이 방향(좌우 방향(X))으로 뻗어나와 있다. 제2 연출부(444-2)는 제2 도체판(442)이 연장되는 연장면 상에서 제1 연출부(444-1)의 선단으로부터 상기 일단부측(그라운드판(12)으로부터 떨어지는 측)으로 직각으로 절곡되어 있다. 제3 연출부(444-3)는 연결판(443)이 연장되는 연장면 상에서 제2 연출부(444-2)의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 연결판(443)에 근접하는 방향으로 뻗어나와 있다.
여기서, 급전점(16)부터 도체 소자(연출부)(444)의 선단까지의 길이는 동작하는 최저 주파수의 약 (1/4) 파장으로 되어 있다. 즉, 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)로 커버할 수 없는 주파수(본 예의 경우에는 2.5GHz 이하)에서 동작하는 도체 소자(연출부)(444)를 절곡 판상 모노폴 안테나부(44)에 설치하였다. 이 때, 도체 소자(연출부)(444)의 길이는 1.5GHz의 약 0.25 파장으로 되어 있다.
도 16에 도 14에 도시한 초광대역 안테나 장치(10D)의 VSWR의 주파수 특성을 도시하였다. 도 16에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 16에서, Cal은 계산으로 구한 VSWR값을 나타내고, Mea는 실제로 측정하여 얻어진 VSWR값을 나타낸다.
도 16으로부터, 주파수가 1.35GHz∼13.0GHz인 주파수 범위에서 VSWR이 2.5 이하로 되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 도 14에 도시한 초대역 안테나 장치(10D)는 매우 광대역임을 알 수 있다. 여하튼, 초대역 안테나 장치(10D)는 그 형상에 따라 통상의 판상 안테나(도 1에 도시한 절곡 판상 모노폴 안테나(FPMA))가 동작하지 않는 주파수에서 도체 소자(연출부)(444)가 동작함으로써 광대역성을 실현하고 있다.
전술한 바와 같이, 도체 소자(연출부)는 판상 안테나에 대하여 어느 위치에 설치할 수도 있으며, 절곡되어 있지 않을 수도 있다. 이하에서는 안테나 소자의 변형예와 그 VSWR 특성에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 안테나 소자의 변형예는 모두 절곡 판상 모노폴 안테나부(판상 안테나)(44)의 구성은 도 15에 도시한 것과 동일하나, 도체 소자(연출부)의 설치 위치와 형상이 도 15에 도시한 것과 다르다.
도 17은 안테나 소자의 제1 변형예(40A)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40A)는 판상 안테나(44)의 좌측 하단에 도체 소자(연출부)(444A)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444A)는 제1 연출부(444A-1)와 제2 연출부(444A-2)로 구성되어 있다. 상세하게 설명하면, 제1 연출부(444A-1)는 제1 도체판(441)이 연장되는 연장면 상에서 제1 도체판(441)의 선단부의 제2 측변 측(좌측)에서 제 1 도체판(441)의 제2 측변(좌변)으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나와 있다. 제2 연출부(44A-2)는 제1 도체판(441)이 연장되는 연장면 상에서 일단부(연결부(443)의) 근방에서 제1 연출부(444A-1)의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 연결판(443)으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나와 있다.
도 18은 도 17에 도시한 안테나 소자(40A)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 18에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 18에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444A)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444A)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 18로부터, 도체 소자(연출부)(444A)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444A)가 있는 경우 쪽이 약 2.5GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 19는 안테나 소자의 제2 변형예(40B)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40B)는 판상 안테나(44)의 좌측 안쪽에 도체 소자(연출부)(444B)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444B)는 연결부(443)가 연장되는 연장면 상에서 연결판(443)의 제2 측변 측(좌측)으로부터 연결판(443)의 길이 방향(좌우 방향(X))으로 뻗어나와 있다.
도 20은 도 19에 도시한 안테나 소자(40B)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 20에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 20에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444B)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444B)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 20으로부터, 도체 소자(연출부)(444B)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444B)가 있는 경우 쪽이 약 2.5GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 21은 안테나 소자의 제3 변형예(40C)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40C)는 판상 안테나(44)의 좌측 상단에 도체 소자(연출부)(444C)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444C)는 제2 도체판(442)이 연장되는 연장면 상에서 제2 도체판(442)의 선단부의 제2 측변 측(좌측)으로부터 제2 도체판(442)의 길이 방향(좌우 방향(X))으로 뻗어나와 있다.
도 22는 도 21에 도시한 안테나 소자(40C)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 22에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 22에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444C)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444C)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 22로부터, 도체 소자(연출부)(444C)가 없는 경우와 비교하여 도체 소자(연출부)(444C)가 있는 경우 쪽이 약 2.5GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 23은 안테나 소자의 제4 변형예(40D)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40D)는 판상 안테나(44)의 우측 하단에 도체 소자(연출부)(444D)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444D)는 제1 도체판(441)이 연장되는 연장면 상에서 제1 도체판(441)의 선단부의 제1 측변 측(우측)으로부터 제1 도체판(441)의 길이 방향(우방향)으로 뻗어나와 있다.
도 24는 도 23에 도시한 안테나 소자(40D)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 24에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 24에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444D)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444D)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 24로부터, 도체 소자(연출부)(444D)가 없는 경우와 비교하여 도체 소자(연출부)(444D)가 있는 경우 쪽이 약 2.9GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 25는 안테나 소자의 제5 변형예(40E)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40E)는 판상 안테나(44)의 우측 안쪽에 도체 소자(연출부)(444E)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444E)는 연결부(443)가 연장되는 연장면 상에서 연결판(443)의 제1 측변 측(우측)으로부터 연결판(443)의 길이 방향(우방향)으로 뻗어나와 있다.
도 26은 도 25에 도시한 안테나 소자(40E)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 26에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 26에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444E)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444E)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 26으로부터, 도체 소자(연출부)(444E)가 없는 경우와 비교하여 도체 소자(연출부)(444E)가 있는 경우 쪽이 약 2.7GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 27은 안테나 소자의 제6 변형예(40F)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테 나 소자(40F)는 판상 안테나(44)의 우측 상단에 도체 소자(연출부)(444F)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444F)는 제2 도체판(442)이 연장되는 연장면 상에서 제2 도체판(442)의 선단부의 제1 측변 측(우측)으로부터 제2 도체판(442)의 길이 방향(우방향(X))으로 뻗어나와 있다.
도 28은 도 27에 도시한 안테나 소자(40F)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 28에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 28에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444F)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444F)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 28로부터, 도체 소자(연출부)(444F)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444F)가 있는 경우 쪽이 약 2.7GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 29는 안테나 소자의 제7 변형예(40G)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40G)는 판상 안테나(44)의 하면에 도체 소자(연출부)(444G)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444G)는 제1 도체판(441)으로부터 제1 도체판(441)이 연장되는 연장면과 직교하는 방향(깊이 방향(Y))으로 뻗어나와 있다.
도 30은 도 29에 도시한 안테나 소자(40G)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 30에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 30에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444G)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444G)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 30으로부터, 도체 소자(연출부)(444G)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444G)가 있는 경우 쪽이 약 2.5GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 31은 안테나 소자의 제8 변형예(40H)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40HG)는 판상 안테나(44)의 안쪽면에 도체 소자(연출부)(444H)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444H)는 연결판(443)으로부터 연결판(443)이 연장되는 연장면과 직교하는 방향(하방향(Z))으로 뻗어나와 있다.
도 32는 도 31에 도시한 안테나 소자(40H)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 32에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 32에서, 실선은 도체 소자(연출부)(444H)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444H)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 32로부터, 도체 소자(연출부)(444H)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444H)가 있는 경우 쪽이 약 2.7GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 33은 안테나 소자의 제9 변형예(40I)를 도시한 사시도이다. 도시한 안테나 소자(40I)는 판상 안테나(44)의 상면에 도체 소자(연출부)(444I)를 설치한 예이다. 즉, 도체 소자(연출부)(444I)는 제2 도체판(442)으로부터 제2 도체판(442)이 연장되는 연장면과 직교하는 방향(바로 앞 방향(Y))으로 뻗어나와 있다.
도 34는 도 33에 도시한 안테나 소자(40I)를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타낸다. 도 34에서, 가로축은 주파수(Frequency)[GHz]를 나타내고, 세로축은 VSWR을 나타낸다. 도 34에서, 실선은 도체 소자(연출부 )(444I)가 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내고, 파선은 도체 소자(연출부)(444I)가 없는 경우의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 34로부터, 도체 소자(연출부)(444I)가 없는 경우와 비교하여, 도체 소자(연출부)(444I)가 있는 경우 쪽이 약 2.7GHz 이하의 낮은 주파수 범위에서 VSWR 특성이 양호해졌음을 알 수 있다.
도 35를 참조하여 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치(10E)에 대하여 설명한다. 도시한 초광대역 안테나 장치(10E)는 폴더형 휴대 전화에 내장 가능한 안테나 장치이다.
도시한 초광대역 안테나 장치(10E)는 다른 그라운드판(22)을 더 구비하고 있는 점을 제외하고, 도 14에 도시한 초광대역 안테나 장치(10D)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 도 14에 도시한 것과 동일한 기능을 갖는 것에는 동일한 참조 부호를 붙였다. 그라운드판(12)은 제1 그라운드판이라고도 하며, 다른 그라운드판(22)은 제2 그라운드판이라고도 한다.
바꾸어 말하면, 초광대역 안테나 장치(10E)는 안테나 소자를 안테나 소자(14B)에서 안테나 소자(40)로 변경한 점을 제외하고, 도 7에 도시한 초광대역 안테나 장치(10D)와 동일한 구성을 갖는다.
또한, 도 35에서는 도시하지 않았으나, 안테나 소자(40)는 도 7에 도시한 바와 같이, 유전체 기판(18)(도 7 참조) 상에 탑재(실장)되어 있다. 또한, 도시한 안테나 소자(40)는 폴더형 휴대 전화의 힌지부(도시하지 않음)에 설치된다.
따라서, 도 35에 도시한 바와 같이, 폴더형 휴대 전화를 펼친 상태에서는 안테나 소자(40)는 제1 그라운드판(12)과 제2 그라운드판(22) 사이에 배치된다. 또 한, 본 예에서는 급전점(16)의 급전 위치(d)는 16mm이다.
이상, 본 발명에 대하여 바람직한 실시 형태에 의해 설명해 왔으나, 본 발명은 전술한 실시 형태나 변형예에 한정되지 않음은 물론이다. 예컨대, 도 36에 도시한 바와 같이, 안테나 소자(40)를 PDA(personal digital assistants)(30)에 탑재할 수도 있다. 또한, 판상 안테나는 사각형이 아닐 수도 있다. 예컨대, 원형, 링형, 홈베이스형, 부채꼴 등의 광대역 판상 모노폴일 수 있다.
도 1은 제1 종래의 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 2는 제2 종래의 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 종래의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 5는 급전 위치(d)를 4mm, 8mm, 12mm, 15mm, 16mm, 17mm 및 20mm로 변화시켰을 때의 도 4에 도시한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 6은 급전 위치(d)를 15mm, 16mm 및 17mm로 변화시켰을 때의 도 4에 도시한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제1 변형예를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제2 변형예를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제3 변형예를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자를 PDA에 탑재한 예를 도시한 개략 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제4 변형예를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시한 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제1 변형예를 도시한 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제2 변형예를 도시한 사시도이다.
도 20은 도 19에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제3 변형예를 도시한 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 23은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제4 변형예를 도시한 사시도이다.
도 24는 도 23에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 25는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제5 변형예를 도시한 사시도이다.
도 26은 도 25에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 27은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제6 변형예를 도시한 사시도이다.
도 28은 도 27에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 29는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제7 변형예를 도시한 사시도이다.
도 30은 도 29에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 31은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제8 변형예를 도시한 사시도이다.
도 32는 도 31에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 33은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자의 제9 변형예를 도시한 사시도이다.
도 34는 도 33에 도시한 안테나 소자를 구비한 초광대역 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 보인 도면이다.
도 35는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치를 도시한 개략 사시도이다.
도 36은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 초광대역 안테나 장치에 사용되는 안테나 소자를 PDA에 탑재한 예를 도시한 개략 사시도이다.
<부호의 설명>
10B, 10C, 10D, 10E…초광대역 안테나 장치,
12…그라운드판(제1 그라운드판),
14, 14'…FPMA(절곡 판상 모노폴 안테나부),
14B, 14C, 14D, 14E, 14F…안테나 소자,
141…제1 도체판, 142…제2 도체판,
143…연결판,
144, 144A, 144B, 144C, 144'…연출부,
144-1…제1 연출부, 144-2…제2 연출부,
144-3…제3 연출부,
22…다른 그라운드판(제2 그라운드판),
30…PDA,
40, 40A, 40B, 40C, 40D, 40E, 40F, 40G, 40H, 40I…안테나 소자,
44…FPMA(절곡 판상 모노폴 안테나부), 441…제1 도체판,
441a…노치, 442…제2 도체판,
443…연결판,
444, 444A, 444B, 444C, 444D, 444E, 444F, 444G, 444H, 444I…도체 소자(연출부),
444-1, 444A-1…제1 연출부, 444-2, 444A-2…제2 연출부,
444-3…제3 연출부

Claims (49)

  1. 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부의 측변으로부터 뻗어나온 연출부로 이루어지고,
    상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 제1 도체판과, 상기 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 대향하는 일단부각각에서 연결하는 연결판으로 이루어지며,
    상기 연출부의 선단이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 직각으로 절곡된 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부로만 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 직각으로 절곡된 제2 연출부와, 그 제2 연출부의 선단에서 상기 연결판에 근접하는 방향으로 직각으로 더 절곡된 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부와 상기 연출부의 모서리가 둥글려져 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 상기 제2 도체판의 길이가 상기 제1 도체판의 길이보다 짧으며,
    상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 도체판은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부와,
    상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  12. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  14. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  15. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 안테나 소자.
  16. 그라운드판과, 그 그라운드판의 일단에 근접하여 배치된 안테나 소자와, 그 안테나 소자를 탑재하는 유전체 기판을 구비한 광대역 안테나 장치로서,
    상기 안테나 소자는, 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부의 측변으로부터 뻗어나온 연출부로 이루어지고,
    상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 제1 도체판과, 상기 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 대향하는 일단부 각각에서 연결하는 연결판으로 이루어지며,
    상기 연출부의 선단이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 그라운드판의 일측면 측에 설치되어 있으며,
    상기 광대역 안테나 장치는 상기 그라운드판과 상기 안테나 소자 사이에서 상기 일측면에 수직인 다른 일측면으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 급전 위치에 마련된 급전점을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 그라운드판의 폭과 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부의 폭의 비가 20:11인 경우, 상기 그라운드판의 폭과 상기 소정의 거리의 비가 5:2인 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 그라운드판 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부로만 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 그라운드판 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부와, 그 제2 연출부의 선단에서 상기 연결판에 근접하는 방향으로 직각으로 더 절곡된 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  23. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부와 상기 연출부의 모서리가 둥글려져 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  24. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 상기 제2 도체판의 길이가 상기 제1 도체판의 길이보다 짧으며,
    상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제1 도체판은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부와,
    상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  28. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  29. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  30. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  31. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  32. 제 24 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방 향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  33. 제1 및 제2 그라운드판과, 상기 제1 및 상기 제2 그라운드판 사이에서 상기 제1 그라운드판의 일단에 근접하여 배치된 안테나 소자와, 그 안테나 소자를 탑재하는 유전체 기판을 구비한 광대역 안테나 장치로서,
    상기 안테나 소자는, 단면 ㄷ자형의 절곡 판상 모노폴 안테나부와, 그 절곡 판상 모노폴 안테나부의 측변으로부터 뻗어나온 연출부로 이루어지고,
    상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 제1 도체판과, 상기 제1 도체판과 평행하게 배치된 제2 도체판과, 상기 제1 도체판과 상기 제2 도체판을 대향하는 일단부 각각에서 연결하는 연결판으로 이루어지며,
    상기 연출부의 선단이 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 제1 그라운드판의 일측면 측에 설치되어 있고,
    상기 광대역 안테나 장치는 상기 제1 그라운드판과 상기 안테나 소자 사이에서 상기 일측면에 수직인 다른 일측면으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 급전 위치에 마련된 급전점을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제1 그라운드판의 폭과 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부의 폭의 비가 20:11인 경우, 상기 제1 그라운드판의 폭과 상기 소정의 거리의 비가 5:2인 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  36. 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연출부가 상기 연결판으로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 제1 그라운드판 측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부로만 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  39. 제 36 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와, 그 제1 연출부의 선단에서 상기 제1 그라운드판측을 향하여 직각으로 절곡된 제2 연출부와, 그 제2 연출부의 선단에서 상기 연결판에 근접하는 방향으로 직각으로 더 절곡된 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  40. 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부와 상기 연출부의 모서리가 둥글려져 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테 나 장치.
  41. 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절곡 판상 모노폴 안테나부는, 상기 제2 도체판의 길이가 상기 제1 도체판의 길이보다 짧으며,
    상기 연출부가 상기 제1 도체판, 상기 제2 도체판 및 상기 연결판 중 어느 하나로부터 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 제1 도체판은 그 선단부의 제1 측변 측에 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 상기 일단부 측으로 직각으로 절곡된 제2 연출부와,
    상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판에 근접하는 방향으로 뻗어나오는 제3 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  44. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제2 측변 측에서 상기 제1 도체판의 제2 측변으로부터 소정 거리 이간되어 평행하게 뻗어나오는 제1 연출부와,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 일단부 근방에서 상기 제1 연출부의 선단으로부터 직각으로 절곡되어 상기 연결판으로부터 떨어지는 방향으로 뻗어나오는 제2 연출부로 구성되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  45. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제2 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  46. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제2 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  47. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는,
    상기 제1 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제1 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제1 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  48. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 연결판이 연장되는 연장면 상에서 상기 연결판의 제1 측변 측으로부터 상기 연결판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
  49. 제 41 항에 있어서, 상기 연출부는, 상기 제2 도체판이 연장되는 연장면 상에서 상기 제2 도체판의 선단부의 제1 측변 측으로부터 상기 제2 도체판의 길이 방향으로 뻗어나와 있는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나 장치.
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