KR100954378B1 - 다중 급전 다중 공진 소형 안테나 - Google Patents

다중 급전 다중 공진 소형 안테나 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
다중 급전 다중 공진 소형 안테나에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
안테나 소자부; 상기 안테나 소자부로 급전할 수 있는 복수의 급전부; 및 상기 안테나 소자부로 급전하기 위해, 상기 복수의 급전부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나 소자부와 연결시키는 급전 스위치부를 포함하되, 상기 복수의 급전부는 각각 상기 안테나 소자부의 총 길이가 달라지도록 배치되는 안테나를 제공함.
3. 발명의 해결방법의 요지
다중 공진을 독립적으로 발생시켜 하나의 안테나로도 다중 대역, 즉 광대역 수신이 가능한 소형 안테나를 제공함.
4. 발명의 중요한 용도
소형 안테나에서 이용됨.
소형 안테나, 다중급전, 다중공진, 광대역, T-DMB

Description

다중 급전 다중 공진 소형 안테나{A Small Antenna with Multifold Resonances and Multiple feeders}
본 발명은 다중 급전 다중 공진 소형 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하나의 안테나 내부에 안테나 총길이(급전지점으로부터 안테나 끝 단까지의 길이)를 변화시킬 수 있는 다수의 급전단자를 설치하여 다중 대역 송수신이 가능한 다중 급전 다중 공진 소형 안테나에 관한 것이다.
본 발명은 과학기술부의 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제명: 안테나 측정 시스템 고도화 기술개발(Development of Antenna Measurement System Technology)].
최근 무선통신 분야에서, 단말기, 중계기, 기지국 등의 소형화 기술에 관심이 집중되고 있다. 특히, 휴대성을 위해 안테나의 돌출 부위를 작게 만들거나, 휴대폰 내부에 안테나를 설치하기 위한 안테나 소형화 기술이 개발되고 있다.
즉, RFID 리더기, 트렌스폰더(transponder), 휴대인터넷단말기, 지상파 DMB (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting, T-DMB) 단말기, DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld) 단말기, 휴대용 중계기, 무선 제어용 홈네트워크 단말기, 무선접속 노트북, 통신 혹은 다목적 위성 등 무선통신 전반에 걸쳐 소형안테나의 개발이 매우 필수적이다.
그러나, 일반적으로 안테나는 협대역 특성을 가지며, 소형화할 경우 효율이 떨어진다. 즉, 안테나를 소형화 시키면 안테나 복사 패턴은 무지향성 특성을 갖게 되고, 안테나 이득도 낮아진다. 또한 안테나의 입력 저항은 매우 작아지고 리액턴스는 매우 커져서 안테나의 대역폭이 매우 좁아지게 된다.
도 1은 안테나의 최대반경을 나타내는 일실시예 도면으로서, 도 1은 모노폴 안테나에 대한 최대 반경(1-1) 및 다이폴 안테나에 대한 최대 반경(1-2)을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나의 최대 반경(모노폴 안테나의 경우, 접지와 안테나소자(도체부)가 만나는 점부터 안테나소자 끝단까지의 거리, 다이폴 안테나의 경우에는 급전지점에서 안테나소자 끝단까지의 거리)이 a인 안테나로부터 얻을 수 있는 최대 대역폭 BWmax는 다음과 같다.
Figure 112007076480444-pat00001
여기서 k는 파수로서 2p/l (l은 파장)이다. 예를 들면, 최대 반경이 l/20 (예를 들어, T-DMB단말기 안테나에서, 약 9cm)인 안테나의 경우, 손실이 없는 최대 대역폭은 약5.5%인데, 한국에서 사용되는 T-DMB의 경우, 174MHz~216MHz이므로 약22%의 대역폭이 요구된다. 따라서, 하나의 소형안테나로 T-DMB 신호를 수신하기 어려우므로, 다수의 공진 주파수를 발생시켜 광대역 특성을 갖는 소형안테나가 요구된다.
도 2는 현재 이용되는 T-DMB 주파수 대역폭 및 채널 대역폭을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, T-DMB 주파수 대역폭에는 다수의 채널 대역폭이 포함된다. T-DMB 주파수 대역폭은 42MHz 이지만, 1개 채널 대역폭은 1.536MHz로 매우 좁다. 따라서, 1개 채널이 수신되는 경우, 다른 채널의 채널 대역폭은 이용되지 않으므로, 1개의 소형 안테나를 이용하여 여러 채널을 이용할 수 있는 광대역 수신이 가능하다.
즉, 다수의 공진 주파수를 독립적으로 발생시킴으로써, 1개의 소형 안테나에서 다수의 채널 수신이 가능하다. 따라서, 소형안테나를 이용한 광대역 수신이 가능하다. 다만, 소형안테나의 대역폭은 도 2의 채널 대역폭 이상이어야 한다
종래에는 소형안테나의 광대역 특성을 얻기 위해, 안테나 소자의 손실을 발생시키거나, 굵은 소자를 이용하거나 또는 기생소자를 이용하였다.
그러나, 안테나 소자의 손실을 발생시키는 경우, 안테나 효율이 떨어지고, 굵은 소자를 이용하는 경우도 근본적으로 안테나 소형화에 의한 대역폭 제한을 해결할 수 없고, 기생소자를 이용하는 경우에도, 대역폭 개선이 제한적으로 이루어진다.
따라서, 크기가 작고, 안테나 효율을 유지하면서, 다중 공진 즉, 광대역 신호를 송수신할 수 있는 소형안테나가 요구된다.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 다수의 급전단자를 이용하여, 다중 공진을 독립적으로 발생시킴으로써, 다중 대역, 즉 광대역 송수신이 가능한 다중 급전 다중 공진 소형 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나에 있어서, 안테나 소자부; 상기 안테나 소자부로 급전할 수 있는 복수의 급전부; 및 상기 안테나 소자부로 급전하기 위해, 상기 복수의 급전부 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나 소자부와 연결시키는 급전 스위치부를 포함하되, 상기 복수의 급전부는 각각 상기 안테나 소자부의 총 길이가 달라지도록 배치되는 안테나를 제공한다.
본 발명은 다중 급전단자를 안테나 내부에 설치한 소형 안테나를 제공함으로써, 다중 공진을 독립적으로 발생시켜 하나의 안테나로도 다중 대역, 즉 광대역 송수신이 가능한 소형 안테나를 제공할 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 헬리컬 안테나를 나타내는 일실시예 구성도로서, 1점 분기형 구조를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 헬리컬 안테나는 도체부(301), 제1급전단자(303), 제2급전단자(305), 제3급전단자(307), 스위치부(309) 및 회로출력부(311)를 포함한다. 여기서, 회로출력부(311)는 안테나에서 일반적으로 구현되는 일반회로(예를 들어, 증폭기, 믹서, AD변환기 등 RF소자와 연결되는 구조)와 연결된다. 상기 일반회로는 접지면을 포함하며, PCB(printed circuit board)로 대체가능하다.
상기 도체부(301)는 안테나 엘리먼트로서, 외부로 신호를 송신하거나, 외부로부터 신호를 수신받는 역할을 한다.
상기 제1급전단자(303), 제2급전단자(305) 및 제3급전단자(307)는 상기 도체부(301)의 임의의 1점 분기점으로부터 스위치부(309)까지 연결되며, 상기 도체부(301)의 임의의 1점 분기점으로부터 스위치부(309)까지의 거리가 각각 상이하다.
상기 스위치부(309)는 일반회로로부터 전송된 제어신호를 이용하여 회로출력부(311)를 제1급전단자(303) 또는 제2급전단자(305) 또는 제3급전단자(307) 중 하나와 선택적으로 연결한다. 회로출력부(311)가 제1급전단자(303) 또는 제2급전단자(305) 또는 제3급전단자(307)와 연결됨으로써, 도체부(301)의 총 길이(급전지점부터 안테나 끝단까지의 길이)가 바뀌어 안테나의 공진 길이도 바뀌게 된다.
여기서, 상기 도 3은 제1급전단자(303), 제2급전단자(305) 및 제3급전단자(307) 3개의 급전단자를 나타내고 있으나, 급전단자는 실시예에 따라 4개, 5개 등 임의로 설치될 수 있다. 다만, 급전단자의 선택에 따라 도체부(301) 총 길이가 변화되어야 한다.
또한, 상기 스위치부(309)가 일반회로에 포함된 접지면과 연결되어야, 공진 주파수에 대한 스위치 및 스위치 제어신호의 영향이 최소화될 수 있다. 상기 접지면은, 모노폴 안테나에 있어서, 안테나의 공진이 1/4파장에서 발생되도록 하여, 안테나 크기를 줄이는 역할을 한다.
상기 스위치부(309)는 1개의 스위치를 이용하여 각 급전단자(303, 305, 307) 중 1개의 단자를 회로출력부(311)와 선택적으로 연결할 수 있고, 각 급전단자(303, 305, 307)마다 1개의 스위치를 설치하여 각 급전단자(303, 305, 307) 중 1개의 단자를 회로출력부(311)와 선택적으로 연결할 수 있다. 여기서, 급전단자마다 스위치를 설치하는 경우, 전기적 길이 변화가 정확하게 제어될 수 있으므로, 공진주파수를 미세하게 제어할 수 있다.
상기 스위치부(309)는 LC스위치의 공진주파수 정보 또는 중간주파수 변환장치에 의해 선택되어 믹서로 인가되는 국부 발진 주파수 정보를 이용하여, 스위치를 자동으로 조절한다. 또한 RF신호 또는 중간주파수 신호의 신호대잡음비(signal to noise ratio)를 궤환시켜 최대치가 되는 스위치 방향이 선택될 수 있다.
상기 스위치부(309)가 동시에 다수의 급전단자와 연결되는 경우, 하나의 안테나로 볼 수 있으므로, 소형 안테나의 최대 대역폭에 의해서 대역폭이 제한을 받는다. 따라서, 본 발명에 따른 소형안테나에서 회로출력부(311)는 하나의 급전단자와 연결되고, 나머지 급전단자와는 모두 끊어진다.
상기 회로 출력부(311)는 급전지점으로서, 연결된 제1급전단자(303) 또는 제2급전단자(305) 또는 제3급전단자(307)를 따라 상기 도체부(501)로 전원을 공급한다.
상기한 바와 같은, 구조적 특징을 갖는 소형 안테나를 제작함으로써, 모노폴 안테나처럼 동작하되, 안테나 크기가 작은 소형 안테나가 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 헬리컬 안테나를 나타내는 일실시예 구성도로서, 다점 분기형 구조를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다점 분기형 소형 헬리컬 안테나는 도 3의 1점 분기형 소형 헬리컬 안테나와 동일한 구조이다.
다만, 제1급전단자(303), 제2급전단자(305) 및 제3급전단자(307)가 각각 상이한 상기 도체부(301)의 임의의 1점으로부터 스위치부(309)까지 연결된다. 즉, 제1급전단자(303), 제2급전단자(305) 및 제3급전단자(307)는 각각 도체부(501)의 서로 다른 지점으로부터 스위치부(309)까지 연결된다.
따라서, 제1급전단자(303), 제2급전단자(305) 및 제3급전단자(307)와 연결된 상기 도체부(301)의 임의의 다점으로부터 스위치부(309)까지의 거리가 각각 상이하다.
도 4에서는, 회로출력부(311)가 제1급전단자(303)와 연결된 경우, 도체부(301)의 길이가 가장 길므로, 제1급전단자(303)가 공진길이가 가장 긴 급전지점이 되고, 제2급전단자(305)가 공진길이가 중간인 갖는 급전지점이 되며, 제3급전단자(307)와 연결된 경우, 도체부(301)의 길이가 가장 짧으므로, 제3급전단자(307)가 공진길이가 가장 짧은 급전지점이 된다.
따라서, 제1급전단자(303)와 연결된 경우, 공진주파수가 가장 낮은 대역에서 발생되고, 제3급전단자(307)와 연결된 경우, 공진주파수가 가장 높은 대역에서 발생된다.
상기한 바와 같이 다점 분기형 구조는, 헬리컬 안테나가 안테나소자를 감아서 올리는 특징이 있으므로, 감아 올리는 지점에 급전지점을 직접 연결함으로써, 안테나의 총 길이의 변경 및 안테나 제작이 용이하다는 장점을 갖는다.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 소형 헬리컬 안테나의 급전단자에 따른 S11 파라미터를 나타내는 그래프이다.
안테나는 끊어진 선로로서, 그 끝 단이 특정 주파수에서 공진하도록 함으로써, 신호가 전반사 되지 않고, 특정 자기장 에너지로 외부에 전송되도록 한다. 즉, 기본적으로 안테나는 입력 포트가 1개인 1 포트장치(1 port device)이다. 따라서, 안테나에서는 입력 반사계수를 의미하는 S11 값만을 가지며, 안테나가 동작되는 주파수에서의 S11 값(dB)이 최소가 되며, S11 값이 최소인 주파수에서는 안테나로 입력된 신호전력이 외부로 최대 복사된다. 즉, S11 값이 최소인 지점에서 임피던스 정합이 가장 잘된다.
도 5에 도시된 바와 같이, A 그래프는 회로출력부(311)가 제1급전단자(303) 와 연결된 경우, B 그래프는 제2급전단자(305)와 연결된 경우, C 그래프는 제3급전단자(307)와 연결된 경우를 나타낸다.
안테나의 총 길이(급전지점부터 안테나 끝단까지의 길이)가, 제1급전단자(303)와 연결된 경우 가장 길고, 제3급전단자(307)와 연결된 경우 가장 짧다.
따라서, 공진주파수는 제1급전단자(303)와 연결된 경우(A 그래프), 가장 낮은 대역에서 발생되고, 제2급전단자(305)와 연결된 경우(B 그래프), 중간 대역에서 발생되고, 제3급전단자(307)와 연결된 경우(C 그래프), 가장 높은 대역에서 발생된다.
상기한 바와 같이, 도 3 및 도 4에 따른 소형 헬리컬 안테나를 이용하면, 공진주파수가 이동되어 광대역 송수신이 가능함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 PIFA 안테나를 나타내는 일실시예 구성도로서, PIFA 안테나란 평판형 역 에프 안테나(Planar Inverted-F Antenna, PIFA)를 의미한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 PIFA 안테나는 도체부(601), 제1급전단자(603), 제2급전단자(605), 제3급전단자(607), 스위치부(609), 회로출력부(611) 및 PCB 에지 평판(미도시)을 포함한다. 여기서, PCB 에지 평판(미도시)은 안테나에서 일반적으로 구현되는 회로(예를 들어, 증폭기, 믹서, AD변환기 등 RF소 자와 연결되는 구조)를 포함하며, 접지판(615)을 포함한다. 일반적으로 접지판(615)은 안테나 후면에 위치한다.
상기 도체부(601)는 안테나 엘리먼트로서, 외부로 신호를 송신하거나, 외부로부터 신호를 수신받는 역할을 하며, 안테나 후면부의 접지판(615)이 아닌 유전체 위에 설치된다.
일반적으로, PIFA 안테나는 도체부(601)를 구부리거나 분기하여 구현하는 경우가 많아, 협대역 특성이 나타나게 된다. 따라서, 도 6과 같이 다수의 급전단자(603, 605, 607)를 설치하고, 스위치부(609)를 이용하여 급전단자를 제어함으로써, 광대역 송수신이 가능한 PIFA 안테나가 구현될 수 있다.
상기 제1급전단자(603), 제2급전단자(605) 및 제3급전단자(607)는 상기 회로출력부(611)와 도체부(601)를 연결하며, 각 급전단자에 따라 도체부(601)의 총 길이(급전지점부터 안테나 끝단까지의 길이)가 변화될 수 있도록 설치된다.
상기 스위치부(609)는 도 3의 스위치부(309)와 동일한 역할을 한다. 따라서, 스위치부(609)는 회로출력부(611)를 제1급전단자(603), 제2급전단자(605) 및 제3급전단자(607) 중 1개 급전단자와 연결하고, 급전단자는 실시예에 따라 4개, 5개 등 임의로 설치될 수 있다.
상기 스위치부(609)는 1개의 스위치를 이용하여 각 급전단자(603, 605, 607) 중 1개의 단자를 회로출력부(611)와 선택적으로 연결할 수 있고, 각 급전단자(603, 605, 607)마다 1개의 스위치를 설치하여 각 급전단자(303, 305, 307) 중 1개의 단자를 회로출력부(611)와 선택적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 스위치부(609)가 일반회로에 포함된 접지면과 연결되고, 1개의 급전단자 선택을 위한 스위치부(609)의 제어신호는 자동 또는 수동으로 조절이 가능하다.
상기 회로출력부(611)는 급전지점으로서, 연결된 제1급전단자(603) 또는 제2급전단자(605) 또는 제3급전단자(607)를 따라 상기 PCB 에지 평판(미도시)으로부터 상기 도체부(601)로 전원을 공급한다.
상기한 바와 같이, 소형 PIFA 안테나는 급전지점이 PCB 에지 평판(미도시) 중앙으로 접근하기 용이하여, 공간활용도가 높은 장점을 지닌다.
도 7은 도 6에 따른 소형 PIFA 안테나의 급전단자에 따른 S11 파라미터를 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, D 그래프는 회로출력부(611)가 제1급전단자(603)와 연결된 경우, E 그래프는 제2급전단자(605)와 연결된 경우, F 그래프는 제3급전단자(607)와 연결된 경우를 나타낸다.
안테나의 총 길이(급전지점부터 안테나 끝단까지의 길이)가, 제1급전단자(603)와 연결된 경우 가장 길고, 제3급전단자(607)와 연결된 경우 가장 짧다.
따라서, 공진주파수는 제1급전단자(603)와 연결된 경우(D 그래프), 가장 낮은 대역에서 발생되고, 제2급전단자(605)와 연결된 경우(E 그래프), 중간 대역에서 발생되고, 제3급전단자(607)와 연결된 경우(F 그래프), 가장 높은 대역에서 발생된다.
상기한 바와 같은 특징을 이용하면, 협대역 채널을 지니고 한 채널을 사용 중에 다른 채널을 사용하지 않는 송수신환경에서, 무선통신 단말기 또는 중계기 또는 AP 등에서 이용되는 안테나가 구현된다.
도 8은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 민더형 소형 안테나를 나타내는 일실시예 구성도로서, 민더형(meander) 안테나란, 도체부 즉, 안테나 엘리먼트를 구불구불하게 만든 안테나를 의미한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 민더형 소형 안테나는 도체부(801), 제1급전단자(803), 제2급전단자(805), 제3급전단자(807), 스위치부(809) 및 회로출력부(811)를 포함한다. 여기서, 회로출력부(811)는 안테나에서 일반적으로 구현되는 일반회로(예를 들어, 증폭기, 믹서, AD변환기 등 RF소자와 연결되는 구조)와 연결된다. 상기 일반회로는 접지면을 포함하며, PCB(printed circuit board)로 대체가능하다.
상기 도체부(801)는 안테나 엘리먼트로서, 외부로 신호를 송신하거나, 외부로부터 신호를 수신받는 역할을 하며, 유전체 위에 설치된다.
상기 제1급전단자(803), 제2급전단자(805) 및 제3급전단자(807)는 상기 회로출력부(811)와 도체부(801)를 연결하며, 각 급전단자에 따라 도체부(801)의 총 길이가 변화될 수 있도록 설치된다.
상기 스위치부(809)는 도 3의 스위치부(309)와 동일한 역할을 한다. 따라서, 스위치부(809)는 회로출력부(811)를 제1급전단자(803), 제2급전단자(805) 및 제3급전단자(807) 중 1개 급전단자와 연결하고, 급전단자는 실시예에 따라 4개, 5개 등 임의로 설치될 수 있다.
상기 스위치부(809)는 1개의 스위치를 이용하여 각 급전단자(803, 805, 807) 중 1개의 단자를 회로출력부(811)와 선택적으로 연결할 수 있고, 각 급전단자(803, 805, 807)마다 1개의 스위치를 설치하여 각 급전단자(803, 805, 807) 중 1개의 단자를 회로출력부(811)와 선택적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 스위치부(809)가 일반회로에 포함된 접지면과 연결되고, 1개의 급전단자 선택을 위한 스위치부(809)의 제어신호는 자동 또는 수동으로 조절이 가능하다.
상기 회로출력부(811)는 급전지점으로서, 연결된 제1급전단자(803) 또는 제2 급전단자(805) 또는 제3급전단자(807)를 따라 상기 도체부(801)로 전원을 공급한다.
따라서, 도 8에 따른 민더형 소형 안테나는, 도 5 및 도 7의 그래프와 같이, 안테나의 총 길이가, 회로출력부(811)가 제1급전단자(803)와 연결된 경우 가장 길고, 제3급전단자(807)와 연결된 경우 가장 짧다.
따라서, 공진주파수는 제1급전단자(803)와 연결된 경우, 가장 낮은 대역에서 발생되고, 제2급전단자(805)와 연결된 경우, 중간 대역에서 발생되고, 제3급전단자(807)와 연결된 경우, 가장 높은 대역에서 발생된다.
도 9는 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 일실시예 구성도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1급전단자(901), 제2급전단자(903), 스위치부(905), 회로출력부(907), PCB 에지 평판(909) 및 스프링 도체부(911)를 포함하는 소형 스프링 타입의루프 안테나가 휴대폰 케이스 테두리 안쪽에 설치된다.
상기 스위치부(905)는 도 3의 스위치부(309)와 동일한 역할을 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 원리를 이용하여, 스위치부(905)는 일반회로인 PCB 에지 평판(909)으로부터 전송되는 제어신호를 이용하여, 제1급전단자(901) 또는 제2급전단자(903) 중 하나와 회로출력부(907)를 연결한다.
여기서, 제1급전단자(901) 및 제2급전단자(903)는 스프링 타입의 도체 부(911)의 외부와 스위치부(905)를 연결하며, 각 급전단자(901, 903)의 급전지점으로부터 스프링타입의 도체부(911)의 끝단까지의 거리는 각각 상이하다.
따라서, 회로출력부(907)가 제1급전단자(901)와 연결된 경우, 스프링 도체부(911)의 길이가 길므로, 공진주파수가 낮은 대역에서 발생되고, 제2급전단자(903)와 연결된 경우, 스프링 도체부(911)의 길이가 가장 짧으므로, 공진주파수가 가장 높은 대역에서 발생된다.
도 10는 도 9에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 또 다른 일실시예 구성도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1급전단자(901), 제2급전단자(903), 스위치부(905), 회로출력부(907), PCB 에지 평판(909) 및 스프링 도체부(911) 외에 유전체(1001) 및 케이스 연결대(1003)를 포함한다. 여기서, 제2급전단자(903)는, 도 9과 달리 안테나 총 길이의 변형을 위해, 스프링 도체부(911) 내부 임의의 지점과 연결된다.
상기 스프링 도체부(911)는 탄력성이 있고 인장력이 있는 유전체(1001)(예를 들어, 고무) 내부에 설치된다. 따라서, 단말기 케이스 테두리 안쪽에 안테나가 설치되는 경우, 안테나가 고정되거나 또는 임의의 형상으로 구현될 수 있다.
상기 케이스 연결대(1003)는 케이스를 연결하기 위해 이용하는 것으로, 상기 케이스 연결대(1003)와 단말기 케이스 사이에 안테나를 설치하는 경우, 안테나의 전기적 특성이 변하지 않고, 안테나를 용이하게 설치할 수 있는 구조가 된다.
도11은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 또 다른 일실시예 구성도로서, 조립식 제작 구조를 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 급전단자1(11-1), 급전단자2(11-2), 도체부1(11-3), 도체부2(11-4)를 분리하여 제작한다. 즉, 제작이 용이하고, 대량 생산이 가능하도록 급전단자(11-1, 11-2) 및 도체부(11-3, 11-4)를 각각 따로 제작하여, 후에 연결한다.
여기서, 상기 급전단자(11-1, 11-2) 및 도체부(11-3, 11-4)를 서로 연결할 수 있도록, 각 급전단자(11-1, 11-2) 및 도체부(11-3, 11-4)의 양 끝단에 도체(예를 들어, 구리, 은, 청동, 황동, 알루미늄 등) 나사가 설치된다. 따라서, 다수의 도체부 또는 급전단자와 도체부가 서로 연결될 수 있다.
상기 급전단자1(11-1) 및 상기 급전단자2(11-2)는 유전체(예를 들어, 테프론, PVC(polyvinyl chloride)) 내부의 스프링 도선과 연결되도록 설치하며, 도선 길이가 각각 상이하도록 유전체 내부의 스프링 도선의 임의의 지점과 급전지점을 연결한다. 또한, 스프링 도선을 유전체에 감아올리고 외피로 감싸, 접촉에 의한 방전이 최소화되도록 한다.
상기 급전단자1(11-1)는 안테나 입출력선이 3개이며, 3개 중 하나는 접지면(GND)에 설치되는 선이므로 2개의 서로 다른 안테나 길이를 가질 수 있는 급전단자이고, 상기 급전단자2(11-2)는 안테나 입출력선이 4개이며, 4개 중 하나는 접지면(GND)에 설치되는 선이므로 3개의 서로 다른 안테나 길이를 가질 수 있는 급전단자이다.
상기 도체부1(11-3)은 스프링 도선으로만 이루어진 도체부로서, 양 끝에 나사가 설치되어, 급전단자 또는 다른 도체부 여러 개와 연결하여 이용가능하다.
상기 도체부2(11-4)는 유전체 내부에 스프링 도선을 감아올려 이루어진 도체부로서, 양 끝에 나사가 설치되어, 급전단자 또는 다른 도체부 여러 개와 연결하여 이용가능하다. 또한, 스프링 도선을 유전체에 감아올리고 외피로 감싸, 접촉에 의한 방전을 최소화 하도록 한다.
상기 도 3 내지 도 11에서 설명된, 본 발명에 따른 다중 급전단자를 이용하는 소형안테나는 평판형 역 에프 안테나(Planar Inverted-F Antenna, PIFA) 등과 같은 역 F 안테나, 민더형 안테나, 헬리컬 안테나, 스프링 타입의 루프안테나 등에서 적용될 수 있다. 또한, 스파이럴 끝단 장하형 모노폴(Spiral Top Loaded Monopole Antenna: STLA) 안테나, 캐패시터 판 안테나(Capacitor-Plate Antenna), 다중소자 끝단 장하형 모노폴 안테나(Multi-Element Top-Loaded Monopole Antenna) 등 1/4파장 이하의 소형 안테나에서도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 안테나의 최대반경을 나타내는 일실시예 도면.
도 2는 현재 이용되는 T-DMB 주파수 대역폭 및 채널 대역폭을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 헬리컬 안테나를 나타내는 일실시예 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 헬리컬 안테나를 나타내는 일실시예 구성도.
도 5는 도 3 및 도 4에 따른 소형 헬리컬 안테나의 급전단자에 따른 S11 파라미터를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 PIFA 안테나를 나타내는 일실시예 구성도.
도 7은 도 6에 따른 소형 PIFA 안테나의 급전단자에 따른 S11 파라미터를 나타내는 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 민더형 소형 안테나를 나타내는 일실시예 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 일실시예 구성도.
도 10는 도 9에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 또 다른 일실시예 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 다중 급전 다중 공진 소형 스프링 타입의 루프 안테나를 나타내는 또 다른 일실시예 구성도.

Claims (10)

  1. 다중 급전 다중 공진 소형 안테나에 있어서,
    신호를 송신 및 수신하기 위해 미리 결정된 형태와 길이를 갖는 안테나 소자부와,
    상기 안테나 소자부로 급전하며, 상기 안테나 소자가 급전을 통해 서로 다른 길이를 갖도록 하는 복수의 급전부와,
    상기 안테나 소자로 급전하기 위해, 상기 복수의 급전부들 중 어느 하나를 선택적으로 상기 안테나 소자부와 연결시키는 급전 스위치부를 포함하며,
    상기 복수의 급전부는 상기 급전 스위치부의 스위칭에 의해 상기 안테나 소자부의 길이가 달라지도록 배치되는 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는
    상기 안테나 크기의 최대 반경이 0 보다 크고 1/4 파장 이하인
    안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    평판형 역 에프 안테나(PIFA) 소자인
    안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    민더형 안테나 소자인
    안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    헬리컬 안테나 소자인
    소형 안테나.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    스프링 타입의 루프안테나 소자인
    안테나.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    스파이럴 끝단 장하형 모노폴(STLA) 안테나 소자인
    안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    캐패시터 판 안테나(Capacitor-Plate Antenna) 소자인
    안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    다중소자 끝단 장하형 모노폴 안테나(Multi-Element Top-Loaded Monopole Antenna) 소자인
    안테나.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자부는
    역 F 안테나 소자인
    안테나.
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