KR100968347B1 - 안테나 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 소형이면서 광대역인 표면 실장형 안테나를 얻는 것을 과제로 한다.
서로 자기 결합하는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함하는 안테나이다. 복수의 LC직렬공진회로를 전파의 방사에 사용함과 함께, 급전단자 (5, 6)으로부터 급전측을 본 임피던스(50Ω)와 자유공간의 방사 임피던스(377Ω)를 임피던스 매칭시키는 매칭회로로서 이용하고 있다.
안테나, 표면 실장형, 인덕턴스 소자, 커패시턴스 소자, LC직렬공진회로

Description

안테나{ANTENNA}
본 발명은 안테나, 특히, 소형이면서 광대역인 표면 실장형 안테나에 관한 것이다.
종래, 휴대전화 등의 이동체 통신에 사용되는 소형 안테나로서, 특허문헌 1에는, 가늘고 긴 절연성 본체부에 여진 코일을 헬리컬형상으로 휘감음과 함께, 상기 여진 코일에 인접하도록 제1, 제2의 무급전 코일을 본체부에 헬리컬형상으로 휘감음으로써, 2주파수대에서의 동작이 가능한 헬리컬 안테나가 개시되어 있다.
그러나, 상기 헬리컬 안테나는, 동작가능한 2주파수대의 간격이 수 백 MHz 이상 떨어져 있어, 2개의 주파수대를 100MHz 이하 근방으로 가까이 할 수는 없다. 또, 하나의 주파수대의 대역폭은 단일 코일로 형성한 헬리컬 안테나와 비교하여 넓어져 있기는 하지만 아직 충분한 대역폭을 확보할 수는 없다.
[특허문헌 1] 일본공개특허 2003-37426호 공보
그래서, 본 발명의 목적은, 소형이며 광대역을 확보할 수 있는 안테나를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제1의 발명은, 급전단자와 서로 다른 인덕턴스 값을 가지는 적어도 2개의 인덕턴스 소자를 구비한 안테나로서, 상기 인덕턴스 소자를 전파의 방사에 사용함과 함께, 상기 급전단자로부터 급전측을 본 임피던스와 자유공간의 방사 임피던스를 임피던스 매칭시키는 매칭회로의 인덕턴스로서 이용하는 것을 특징으로 한다.
제1의 발명에 따른 안테나에 있어서는, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지는 적어도 2개의 인덕턴스 소자를 매칭회로의 인덕턴스로서 사용함으로써, 급전단자에 접속되는 기기의 임피던스와 공간의 임피던스(377Ω)를 실질적으로 광대역에서 매칭시킬 수 있어, 소형이면서 광대역인 안테나가 달성되어, 표면 실장형으로 하는 것도 가능하게 된다.
제2의 발명은, 급전단자와 복수의 공진회로를 구비한 안테나로서, 상기 복수의 공진회로를 전파의 방사에 사용함과 함께, 상기 급전단자로부터 급전측을 본 임피던스와 자유공간의 방사 임피던스를 임피던스 매칭시키는 매칭회로로서 이용하는 것을 특징으로 한다.
제2의 발명에 따른 안테나에 있어서는, 전파의 방사에 사용하는 복수의 공진회로의 인덕턴스 성분을 매칭회로의 인덕턴스로서 사용함으로써, 급전단자에 접속되는 기기의 임피던스와 공간의 임피던스(377Ω)를 실질적으로 광대역에서 매칭시킬 수 있어, 소형이면서 광대역인 안테나가 달성되어, 표면 실장형으로 하는 것도 가능하게 된다.
제2의 발명에 있어서, 복수의 공진회로는 커패시턴스 소자와 인덕턴스 소자로 구성할 수 있다. 이 경우, 복수의 공진회로는 급전단자와 직접, 또는 집중 상수형의 커패시턴스 혹은 인덕턴스를 통해서 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 복수의 공진회로 중 인접하는 공진회로끼리가 적어도 0.1 이상의 결합계수인 것이 바람직하다.
또, 복수의 공진회로를 구성하는 인덕턴스 소자는 1축 방향으로 늘어선 선상(線狀) 전극 패턴으로 구성할 수 있다. 급전단자에는, 서지(surge) 대책으로서, 커패시턴스 소자가 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하고, 이 커패시턴스 소자를 적층기판에 형성하면, 소형화를 저해하는 일은 없다. 복수의 공진회로를 적층기판으로 형성하면, 소형화가 보다 촉진되고, 적층공법에 의해 제조도 용이해진다.
제3의 발명은, 제1 및 제2 급전단자와 복수의 공진회로를 구비한 안테나로서,
제1 인덕턴스 소자와 그 양단에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 커패시턴스 소자로 이루어지는 제1 LC직렬공진회로와, 제2 인덕턴스 소자와 그 양단에 전기적으로 접속된 제3 및 제4 커패시턴스 소자로 이루어지는 제2 LC직렬공진회로를 구비하며,
제1 및 제2 인덕턴스 소자는 서로 자기(磁氣)결합하고, 제1 인덕턴스 소자는 그 일단이 제1 커패시턴스 소자를 통해서 제1 급전단자에 전기적으로 접속되고, 타단이 제2 커패시턴스 소자를 통해서 제2 급전단자에 전기적으로 접속되며,
제2 인덕턴스 소자는 그 일단이 제3 및 제1 커패시턴스 소자를 통해서 제1 급전단자에 전기적으로 접속되고, 타단이 제4 및 제2 커패시턴스 소자를 통해서 제2 급전단자에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
제3의 발명에 따른 안테나에 있어서는, 제1 및 제2 LC직렬공진회로가 전파의 방사에 사용되고, 또한, 제1 및 제2 인덕턴스 소자가 매칭회로의 인덕턴스로서 기능하여, 제1 및 제2 급전단자에 접속되는 기기의 임피던스와 공간의 임피던스(377Ω)를 실질적으로 광대역에서 매칭시킬 수 있다. 게다가, 각각의 소자는 용이하게 적층 구조화할 수 있어, 소형이면서 광대역인 표면 실장형 안테나가 달성된다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 전파의 방사에 사용하는 복수의 인덕턴스 소자 또는 복수의 공진회로로 급전단자에 접속되는 기기의 임피던스와 공간의 임피던스(377Ω)를 실질적으로 광대역에서 매칭시킬 수 있어, 매칭회로를 별도로 설치할 필요가 없어 소형이면서 광대역인 안테나를 얻을 수 있다.
도 1은 제1 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 2는 제1 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 제1 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 제1 실시예인 안테나의 지향성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 제1 실시예인 안테나의 지향성을 나타내는 Ⅹ-Y평면의 챠트이다.
도 6은 제1 실시예인 안테나의 임피던스를 나타내는 스미스 챠트이다.
도 7은 제2 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 8은 제2 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 9는 제2 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 제2 실시예인 안테나의 회로 변환된 등가회로도이다.
도 11은 제3 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 12는 제3 실시예인 안테나의 외관을 나타내는 사시도다.
도 13은 제3 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 제4 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 15는 제4 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 16은 제4 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 제5 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 18은 제5 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 19는 제6 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 20은 제6 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 21은 다른 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 22는 제7 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 23은 제7 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 24는 제8 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 25는 제8 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 26은 제9 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 27은 제9 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 28은 제10 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 29는 제10 실시예인 안테나의 적층구조를 나타내는 평면도이다.
도 30은 제10 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 31은 제11 실시예인 안테나의 등가회로도이다.
도 32는 제11 실시예인 안테나의 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
이하에, 본 발명에 따른 안테나의 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조해서 설명한다.
(제1 실시예, 도 1~도 6 참조)
제1 실시예인 안테나 (1A)는, 도 1에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상(同相)으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)은 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)를 통해서 급전단자 (5, 6)과 접속되고, 또한, 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)를 통해서 인덕턴스 소자 (L2)와 병렬로 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 이 공진회로는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함해서 구성되어 있다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1A)는, 도 2에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (11a~11i)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (11a)에는 급전단자 (5, 6)과 비아 홀 도체 (19a, 19b)가 형성되고, 시트 (11b)에는 캐패시터 전극 (12a, 12b)가 형성되고, 시트 (11c)에는 캐패시터 전극 (13a, 13b)와 비아 홀 도체 (19c, 19d)가 형성되고, 시트 (11d)에는 캐패시터 전극 (14a, 14b)와 비아 홀 도체 (19c, 19d, 19e, 19f)가 형성되어 있다.
또한, 시트 (11e)에는 접속용 도체 패턴 (15a, 15b, 15c)와 비아 홀 도체 (19d, 19g, 19h, 19i)가 형성되어 있다. 시트 (11f)에는 도체 패턴 (16a, 17a)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 시트 (11g)에는 도체 패턴 (16b, 17b)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 시트 (11h)에는 도체 패턴 (16c, 17c)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (11i)에는 도체 패턴 (16d, 17d)가 형성되어 있다.
이상의 시트 (11a~11i)를 적층함으로써, 도체 패턴 (16a~16d)가 비아 홀 도체 (19j)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L1)이 형성되고, 도체 패턴 (17a~17d)가 비아 홀 도체 (19k)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L2)가 형성된다. 커패시턴스 소자 (C1a)는 전극 (12a, 13a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C1b)는 전극 (12b, 13b)로 구성된다. 또, 커패시턴스 소자 (C2a)는 전극 (13a, 14a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C2b)는 전극 (13b, 14b)로 구성된다.
그리고, 인덕턴스 소자 (L1)은 그 일단이 비아 홀 도체 (19g), 접속용 도체 패턴 (15c), 비아 홀 도체 (19c)를 통해서 캐패시터 전극 (13a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19d)를 통해서 캐패시터 전극 (13b)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L2)는 그 일단이 비아 홀 도체 (19i), 접속용 도체 패턴 (15a), 비아 홀 도체 (19e)를 통해서 캐패시터 전극 (14a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19h), 접속용 도체 패턴 (15b), 비아 홀 도체 (19f)를 통해서 캐패시터 전극 (14b)에 접속된다.
또, 급전단자 (5)는 비아 홀 도체 (19a)를 통해서 캐패시터 전극 (12a)와 접속되고, 급전단자 (6)은 비아 홀 도체 (19b)를 통해서 캐패시터 전극 (12b)와 접속된다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1A)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)를 통해서 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
인접하는 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 결합계수 k는, k2=M2/(L1×L2)로 나타나며, 0.1 이상이 바람직하고, 본 제1 실시예에 있어서는, 약 0.8975이다. 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 인덕턴스 값, 및, 인덕턴스 소자 (L1)과 인덕턴스 소자 (L2)의 자기결합의 정도(상호 인덕턴스 (M))는, 원하는 대역폭이 얻어지도록 설정되는 것이다. 또한, 커패시턴스 소자 (C1a, C1b, C2a, C2b)와 인덕턴스 소자 (L1, L2)로 이루어지는 LC공진회로를 집중 상수형 공진회로로서 구성하고 있기 때문에, 적층타입으로서 소형화할 수 있어, 다른 소자로부터의 영향을 받기 어려워진다. 또한, 급전단자 (5, 6)에는, 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)가 개재되어 있기 때문에, 저주파수의 서지를 커트할 수 있어, 기기를 서지로부터 보호할 수 있다.
또, 복수의 LC직렬공진회로를 적층기판으로 형성했기 때문에, 휴대전화 등의 기판에 표면 실장할 수 있는 소형 안테나로 할 수 있어, RFID(Radio Frequency Identification) 시스템에 이용되는 무선 IC 디바이스의 안테나로서도 사용할 수 있다.
도 1에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 안테나 (1A)에 있어서는, 도 3에 나타내는 반사 특성을 얻을 수 있었다. 도 3으로부터 분명한 바와 같이, 중심주파수는 760MHz이며, 700~800MHz의 광대역에서 -10dB 이상의 반사 특성이 얻어졌다. 또한, 이와 같이 광대역인 반사 특성이 얻어지는 이유에 대해서는, 후술하는 제2 실시예에 있어서 상세히 서술한다.
또, 도 4에 안테나 (1A)의 지향성에 대해서 나타내며, 도 5에 Ⅹ-Y평면에서의 지향성에 대해서 나타낸다. X축, Y축, Z축은 도 2 및 도 4에 나타내는 화살표 X, Y, Z에 대응한다. 도 6은 임피던스를 나타내는 스미스 챠트이다.
(제2 실시예, 도 7~도 10 참조)
제2 실시예인 안테나 (1B)는, 도 7에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)은 일단이 커패시턴스 소자 (C1)을 통해서 급전단자 (5)와 접속됨과 함께, 커패시턴스 소자 (C2)를 통해서 인덕턴스 소자 (L2)와 접속되어 있다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 타단은 각각 직접 급전단자 (6)과 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 이 공진회로는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함해서 구성되어 있으며, 제1 실시예인 상기 안테나 (1A)로부터 커패시턴스 소자 (C1b, C2b)를 생략한 것이다. 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 인덕턴스 값, 및, 인덕턴 스 소자 (L1)과 인덕턴스 소자 (L2)의 자기결합의 정도(상호 인덕턴스 (M))는, 원하는 대역폭이 얻어지도록 설정되는 것이다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1B)는, 도 8에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (11a~11i)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (11a)에는 급전단자 (5, 6)과 비아 홀 도체 (19a, 19b)가 형성되고, 시트 (11b)에는 캐패시터 전극 (12a)와 비아 홀 도체 (19m)이 형성되고, 시트 (11c)에는 캐패시터 전극 (13a)와 비아 홀 도체 (19c, 19m)이 형성되고, 시트 (11d)에는 캐패시터 전극 (14a)와 비아 홀 도체 (19c 19e, 19m)이 형성되어 있다.
또한, 시트 (11e)에는 접속용 도체 패턴 (15a, 15b, 15c)와 비아 홀 도체 (19d, 19g, 19h, 19i)가 형성되어 있다. 시트 (11f)에는 도체 패턴 (16a, 17a)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 시트 (11g)에는 도체 패턴 (16b, 17b)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 시트 (11h)에는 도체 패턴 (16c, 17c)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (11i)에는 도체 패턴 (16d, 17d)가 형성되어 있다.
이상의 시트 (11a~11i)를 적층함으로써, 도체 패턴 (16a~16d)가 비아 홀 도체 (19j)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L1)이 형성되고, 도체 패턴 (17a ~17d)가 비아 홀 도체 (19k)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L2)가 형성된다. 커패시턴스 소자 (C1)은 전극 (12a, 13a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C2)는 전극 (13a, 14a)로 구성된다.
그리고, 인덕턴스 소자 (L1)은 그 일단이 비아 홀 도체 (19g), 접속용 도체 패턴 (15c), 비아 홀 도체 (19c)를 통해서 캐패시터 전극 (13a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19d), 접속용 도체 패턴 (15b), 비아 홀 도체 (19m, 19b)를 통해서 급전단자 (6)에 접속된다. 또, 캐패시터 전극 (12a)는 비아 홀 도체 (19a)를 통해서 급전단자 (5)에 접속된다.
한편, 인덕턴스 소자 (L2)는 그 일단이 비아 홀 도체 (19i), 접속용 도체 패턴 (15a), 비아 홀 도체 (19e)를 통해서 캐패시터 전극 (14a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19h), 접속용 도체 패턴 (15b), 비아 홀 도체 (19m, 19b)를 통해서 급전단자 (6)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 타단은 각각 접속용 도체 패턴 (15b)에 의해 접속되어 있다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1B)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 커패시턴스 소자 (C2)를 통해서 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
도 7에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 안테나 (1B)에 있어서는, 도 9에 나타내는 반사 특성이 얻어졌다.
이하에, 제2 실시예인 안테나 (1B)는 광대역인 반사 특성이 얻어지는 것에 대해서 상세히 서술한다. 도 10을 참조하여, 동 도 (A)는 본 안테나 (1B)의 회로구성을 나타내며, 인덕턴스 소자 (L1), 커패시턴스 소자 (C2), 인덕턴스 소자 (L2)로 이루어지는 π형 회로부분을 T형 회로로 변환한 것이, 동(同) 도 (B)이다. 동 도 (B)에 있어서, L1<L2인 경우, 상호 인덕턴스 (M)의 크기에 의해 L1-M≤0이 된다. 여기서, L1-M=0인 경우에는, 동 도 (B)에 나타낸 회로는 동 도 (C)에 나타내는 회로로 변환할 수 있다. 또한, L1-M<0인 경우에는, 동 도 (C)에 나타내는 회로에 있어서의 커패시턴스 (C2)가 (C2')로 된다. 이와 같이 회로 변환된 동 도 (C)에 나타내는 회로는, 커패시턴스 (C1)과 상호 인덕턴스 (M)의 직렬공진회로와, 커패시턴스 (C2)와 인덕턴스 (L2-M)의 병렬공진회로로 구성되게 되고, 각 공진회로의 공진주파수의 간격을 넓힘으로써 대역폭을 넓혀 광대역화가 도모된다. 이 대역폭은 각 공진주파수, 즉, L1, L2, M의 값에 의해 적당히 설정되는 것이다.
(제3 실시예, 도 11~도 13 참조)
제3 실시예인 안테나 (1C)는, 도 11에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 각각 2개의 LC직렬공진회로로 이루어지는 블록 (A, B, C)로 구성되어 있다. 각 블록 (A, B, C)에 포함되는 LC직렬공진회로는 상기 제1 실시예인 안테나 (1A)와 동일한 회로구성이며, 그 상세한 설명은 생략한다.
이 안테나 (1C)는, 도 2에 나타낸 적층구조를 각각 블록 (A, B, C)로서 도 12에 나타내는 바와 같이 병렬 배치하고, 각 블록 (A, B, C)의 LC직렬공진회로를 공통의 급전단자 (5, 6)에 접속하고 있다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1C)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2), 인덕턴스 소자 (L3, L4) 및 인덕턴스 소자 (L5, L6)을 포함하는 LC직렬공진회로가 각각 공진하여, 방사 소자로서 기능한다. 또, 각각의 인덕턴스 소자가 커패시턴스 소자를 통해서 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
즉, 제3 실시예인 안테나 (1C)는 제1 실시예인 안테나 (1A)를 3개분 병렬로 접속한 것으로, 도 11에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 도 13에 나타내는 바와 같이, 3개의 주파수대역 (T1, T2, T3)에 있어서 -10dB 이상의 반사 특성이 얻어졌다 대역 (T1)은 UHF 텔레비젼, 대역 (T2)는 GSM, 대역 (T3)은 무선 LAN에 상당한다. 또, 본 제3 실시예에 있어서의 그 밖의 작용 효과는 상기 제1 실시예와 마찬가지이다.
(제4 실시예, 도 14~도 16 참조)
제4 실시예인 안테나 (1D)는, 도 14에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2, L3, L4)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)은 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)을 통해서 급전단자 (5, 6)과 접속되고, 또한, 인덕턴스 소자 (L2)는 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)를 통해서 병렬로 접속되고, 인덕턴스 소자 (L3)은 커패시턴스 소자 (C3a, C3b)를 통해서 병렬로 접속되고, 인덕턴스 소자 (L4)는 커패시턴스 소자 (C4a, C4b)를 통해서 병렬로 접속되어 있다. 바꾸어 말하면, 이 공진회로는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2a, C2b)로 이루어지는 LC 직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L3)과 커패시턴스 소자 (C3a, C3b)로 이루어지는 LC직렬공진회로와, 인덕턴스 소자 (L4)와 커패시턴스 소 자 (C4a, C4b)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 포함해서 구성되어 있다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1D)는, 도 15에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (21a~21j)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (21a)에는 급전단자 (5, 6)으로서도 기능하는 캐패시터 전극 (22a, 22b)가 형성되고, 시트 (2lb)에는 캐패시터 전극 (23a, 23b)와 비아 홀 도체 (29a, 29b)가 형성되고, 시트 (21c)에는 캐패시터 전극 (24a, 24b)와 비아 홀 도체 (29a~29d)가 형성되어 있다. 시트 (21d)에는 캐패시터 전극 (25a, 25b)와 비아 홀 도체 (29a~29f)가 형성되며, 시트 (21e)에는 캐패시터 전극 (26a, 26b)와 비아 홀 도체 (29a~29h)가 형성되어 있다.
또한, 시트 (21f)에는 접속용 도체 패턴 (30a~30d)와 비아 홀 도체 (28a~28h)가 형성되어 있다. 시트 (21g)에는 도체 패턴 (31a~31d)와 비아 홀 도체 (27a~27h)가 형성되어 있다. 시트 (21h)에는 도체 패턴 (31a~31d)와 비아 홀 도체 (27a~27h)가 형성되어 있다. 시트 (21i)에는 도체 패턴 (31a~31d)와 비아 홀 도체 (27a~27h)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (21j)에는 접속용 도체 패턴 (32a~32d)가 형성되어 있다.
이상의 시트 (21a~21j)를 적층함으로써, 도체 패턴 (31a~31d)가 각각 비아 홀 도체 (27e~27h)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L1~L4)가 형성된다. 인덕턴스 소자 (L1)의 일단은, 비아 홀 도체 (27e), 접속용 도체 패턴 (32a), 비아 홀 도체 (27a, 28a), 접속용 도체 패턴 (30a) 및 비아 홀 도체 (29a)를 통해서 캐패시터 전극 (23a)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L1)의 타단은, 비아 홀 도체 (28e, 29b)를 통해서 캐패시터 전극 (23b)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L2)의 일단은, 비아 홀 도체 (27f), 접속용 도체 패턴 (32b), 비아 홀 도체 (27b, 28b), 접속용 도체 패턴 (30b) 및 비아 홀 도체 (29c)를 통해서 캐패시터 전극 (24a)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L2)의 타단은, 비아 홀 도체 (28f, 29d)를 통해서 캐패시터 전극 (24b)에 접속된다.
또한, 인덕턴스 소자 (L3)의 일단은, 비아 홀 도체 (27g), 접속용 도체 패턴 (32c), 비아 홀 도체 (27c, 28c), 접속용 도체 패턴 (30c) 및 비아 홀 도체 (29e)를 통해서 캐패시터 전극 (25a)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L3)의 타단은, 비아 홀 도체 (28g, 29f)를 통해서 캐패시터 전극 (25b)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L4)의 일단은, 비아 홀 도체 (27h), 접속용 도체 패턴 (32d), 비아 홀 도체 (27d, 28d), 접속용 도체 패턴 (30d) 및 비아 홀 도체 (29g)를 통해서 캐패시터 전극 (26a)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L4)의 타단은, 비아 홀 도체 (28h, 29h)를 통해서 캐패시터 전극 (26b)에 접속된다.
커패시턴스 소자 (C1a)는 전극 (22a, 23a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C1b)는 전극 (22b, 23b)로 구성된다. 커패시턴스 소자 (C2a)는 전극 (23a, 24a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C2b)는 전극 (23b, 24b)로 구성된다. 또한, 커패시턴스 소자 (C3a)는 전극 (24a, 25a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C3b)는 전극 (24b, 25b)로 구성된다. 커패시턴스 소자 (C4a)는 전극 (25a, 26a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C4b)는 전극 (25b, 26b)로 구성된다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1D)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합 하고 있는 인덕턴스 소자 (L1~L4)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1~L4)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1~L4)가 각각 커패시턴스 소자 (C2a, C2b와 C3a, C3b와 C4a, C4b)를 통해서 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
인접하는 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 결합계수 k1, 인덕턴스 소자 (L2, L3 결합계수 k2, 인덕턴스 소자 (L3, L4)의 결합계수 k3은, 각각, k12=M2/(L1×L2), k22=M2/(L2×L3), k32=M2/(L3×L4)로 나타나며, 각각 0.1 이상이 바람직하다. 본 제4 실시예에 있어서는, k1이 약 0.7624, k2가 약 0.5750, k3이 약 0.6627이다. 이들의 인덕턴스 소자 (L1~L4)의 인덕턴스 값, 및, 결합계수 k1, k2, k3의 값은, 원하는 대역폭이 얻어지도록 설정되는 것이다.
도 14에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 안테나 (1D)에 있어서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 매우 넓은 주파수대역 (T4)에 있어서 -6dB 이상의 반사 특성이 얻어졌다. 또, 본 제4 실시예에 있어서의 그 밖의 작용 효과는 상기 제1 실시예와 마찬가지이다.
(제5 실시예, 도 17 및 도 18 참조)
제5 실시예인 안테나 (1E)는, 도 17에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)은 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)를 통해서 급전단자 (5, 6)과 접속되며, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1a, C1b)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 구성하고 있다. 또, 인덕턴스 소자 (L2)는 커패시턴스 소자 (C2)와 직렬로 접속되어 LC직렬공진회로를 구성하고 있다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1E)는, 도 18에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (41a~41f)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (41a)에는 급전단자 (5, 6)으로서도 기능하는 캐패시터 전극 (42a, 42b)가 형성되며, 시트 (4lb)에는 캐패시터 전극 (43a, 43b)와 비아 홀 도체 (49a, 49b)가 형성되어 있다.
또한, 시트 (41c)에는 도체 패턴 (44a, 45a)와 비아 홀 도체 (49c, 49d, 49e, 49f)가 형성되어 있다. 시트 (41d)에는 도체 패턴 (44b, 45b)와 비아 홀 도체 (49g, 49h)가 형성되어 있다. 시트 (41e)에는 캐패시터 전극 (46)과 비아 홀 도체 (49i)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (41f)에는 캐패시터 전극 (47)이 형성되어 있다.
이상의 시트 (41a~41f)를 적층함으로써, 도체 패턴 (44a, 44b)가 비아 홀 도체 (49d)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L1)이 형성되고, 도체 패턴 (45a, 45b)가 비아 홀 도체 (49e)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L2)가 형성된다. 커패시턴스 소자 (C1a)는 전극 (42a, 43a)로 구성되며, 커패시턴스 소자 (C1b)는 전극 (42b, 43b)로 구성된다. 또한, 커패시턴스 소자 (C2)는 전극 (46, 47)로 구성된다.
그리고, 인덕턴스 소자 (L1)은 그 일단이 비아 홀 도체 (49c, 49a)를 통해서 캐패시터 전극 (43a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (49b)를 통해서 캐패시터 전극 (43b)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L2)는 그 일단이 비아 홀 도체 (49f, 49h)를 통해서 캐패시터 전극 (46)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (49g, 49i)를 통해서 캐패시터 전극 (47)에 접속된다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1E)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 자기적으로 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
본 제5 실시예인 안테나 (1E)의 작용 효과는 상기 제1 실시예인 안테나 (1A)와 기본적으로 마찬가지이다.
(제6 실시예, 도 19 및 도 20 참조)
제6 실시예인 안테나 (1F)는, 도 19에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 인덕턴스 소자 (L1)은 커패시턴스 소자 (C1)을 통해서 급전단자 (5)와 접속되며, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로 이루어지는 LC직렬공진회로를 구성하고 있다. 또, 인덕턴스 소자 (L2)는 커패시턴스 소자 (C2)와 직렬로 접속되어 LC직렬공진회로를 구성하고 있다. 또, 인덕턴스 소자 (L3)은, 일단이 급전단자 (6)과 접속되고, 타단이 인덕턴스 소자 (L1, L2)에 각각 접속되어 있다. 인덕턴스 소자 (L1, L2, L3)의 인 덕턴스 값, 및, 인덕턴스 소자 (L1)과 인덕턴스 소자 (L2)의 자기결합의 정도(상호 인덕턴스 (M))는, 원하는 대역폭이 얻어지도록 설정되는 것이다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1F)는, 도 20에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (51a~51h)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (51a)에는 급전단자 (5, 6)과 비아 홀 도체 (59a, 59b)가 형성되어 있다. 시트 (5lb)에는 캐패시터 전극 (52a)와 도체 패턴 (56a)와 비아 홀 도체 (59c)가 형성되어 있다. 시트 (51c)에는 캐패시터 전극 (52b)와 도체 패턴 (56b)와 비아 홀 도체 (59c, 59d)가 형성되어 있다.
또한, 시트 (51d)에는 도체 패턴 (53, 56c)와 비아 홀 도체 (59c, 59e)가 형성되어 있다. 시트 (51e)에는 도체 패턴 (56d)와 비아 홀 도체 (59c, 59f, 59g)가 형성되어 있다. 시트 (51f)에는 캐패시터 전극 (54a)와 도체 패턴 (56e)와 비아 홀 도체 (59c, 59g)가 형성되어 있다. 시트 (51g)에는 캐패시터 전극 (54b)와 도체 패턴 (56f)와 비아 홀 도체 (59c, 59g, 59h)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (51h)에는 도체 패턴 (55)가 형성되고, 상기 도체 패턴 (55)의 타단측의 단부는 도체 패턴 (56g)로 되어 있다.
이상의 시트 (51a~51h)를 적층함으로써, 도체 패턴 (53)이 인덕턴스 소자 (L1)로서 구성되고, 도체 패턴 (55)가 인덕턴스 소자 (L2)로서 구성된다. 또, 도체 패턴 (56a~56g)가 비아 홀 도체 (59c)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L3)을 형성한다. 또한, 커패시턴스 소자 (C1)이 캐패시터 전극 (52a, 52b)로 구성되고, 커패시턴스 소자 (C2)가 캐패시터 전극 (54a, 54b)로 구성된다.
인덕턴스 소자 (L1)은, 그 일단이 비아 홀 도체 (59d)를 통해서 캐패시터 전극 (52b)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (59e, 59g)를 통해서 인덕턴스 소자 (L2)의 타단에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L2)는, 그 일단이 비아 홀 도체 (59h)를 통해서 캐패시터 전극 (54b)에 접속되고, 그 타단은 상술한 바와 같이 비아 홀 도체 (59g, 59e)를 통해서 인덕턴스 소자 (L1)의 타단에 접속됨과 함께 인덕턴스 소자 (L3)의 일단(도체 패턴:56g)에 접속되어 있다. 인덕턴스 소자 (L3)은 그 타단이 비아 홀 도체 (59b)를 통해서 급전단자 (6)에 접속된다. 또, 캐패시터 전극 (52a)은 비아 홀 도체 (59a)를 통해서 급전단자 (5)에 접속된다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1F)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 자기적으로 결합함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
본 안테나 (1F)에 있어서는, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 자기결합이 작아도 소자 (L1, L2)가 직결되어 있기 때문에 광대역을 확보할 수 있다. 또한, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 타단이 인덕턴스 소자 (L3)을 통해서 급전단자 (6)에 접속되어 있기 때문에, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 결합계수 k를 높일 수 있다. 또한, 인덕턴스 소자 (L3)을 부가함으로써, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 결합계수가 작아도 광대역화를 실현할 수 있다. 제6 실시예인 안테나 (1F)의 다른 작용 효과는 상기 제1 실시예인 안테나 (1A)와 기본적으로 마찬가지이다.
(LC 공진회로를 구비한 것 다른 공진회로, 도 21 참조)
안테나를 구성하는 공진회로는 상기 제1~제6 실시예 이외에도, 예를 들면, 도 21 (A)~(E)에 등가회로로 나타내는 여러 가지 형태를 채용할 수 있어, 소형이면서 광대역인 특성을 얻을 수 있다.
도 21(A)는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로, 및, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로, 각각 LC직렬공진회로를 구성하고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 직결함과 함께, 인덕턴스 소자 (L1)의 일단을 급전단자 (5)에 접속하고, 커패시턴스 소자 (C1, C2)를 급전단자 (6)에 접속한 것이다.
도 21(B)는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로, 및, 인덕턴스 소자(L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로, 각각 LC직렬공진회로를 구성하고, 인덕턴스 소자 (L1)의 일단을 급전단자 (5)에 접속하고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 사이에 커패시턴스 소자 (C2)를 접속하고, 커패시턴스 소자 (C1)과 인덕턴스 소자 (L2)의 타단을 급전단자 (6)에 접속한 것이다.
도 21(C)는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로, 및, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로, 각각 LC직렬공진회로를 구성하고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 직결함과 함께, 커패시턴스 소자 (C1)을 급전단자 (5)에 접속하고, 커패시턴스 소자 (C2)와 인덕턴스 소자 (L1)의 타단을 급전단자 (6)에 접속한 것이다.
도 21(D)는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로, 및, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로, 각각 LC직렬공진회로를 구성하고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 일단을 커패시턴스 소자 (C1)을 통해서 접속하고, 타단을 직결한 것이다. 인덕턴스 소자 (L1)의 일단이 급전단자 (5)에 접속되고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 타단이 급전단자 (6)에 접속되어 있다.
도 21(E)는, 인덕턴스 소자 (L1)과 커패시턴스 소자 (C1)로, 및, 인덕턴스 소자 (L2)와 커패시턴스 소자 (C2)로, 각각 LC직렬공진회로를 구성하고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 직결함과 함께, 인덕턴스 소자 (L1)의 일단과 커패시턴스 소자 (C1)의 접속점을 급전단자 (5)에 접속하고, 인덕턴스 소자 (L2)의 타단과 커패시턴스 소자 (C1)의 접속점을 급전단자 (6)에 접속한 것이다.
(제7 실시예, 도 22 및 도 23 참조)
제7 실시예인 안테나 (1G)는, 도 22에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 또한, 서로 동상으로 자기결합(상호 인덕턴스 M으로 나타낸다)되어 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 구비하며, 상기 인덕턴스 소자 (L1, L2)는 급전단자 (5, 6)에 서로 병렬로 접속되어 있다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1G)에 있어서, 인덕턴스 소자 (L1, L2)는 서로 다른 인덕턴스 값을 가지며, 동상으로 자기결합하고 있다. 그리고, 인덕턴스 소자 (L1, L2)는 자기적인 결합에 의해 L1-L2=M인 상호 인덕턴스가 발생하여, 본 발명자의 시뮬레이션에 의하면, 안테나 (1G)는 도 23에 나타내는 광대역의 반사 특성을 가지는 방사 소자로서 기능한다.
또한, 2개의 인덕턴스 소자 (L1, L2)만으로 매칭회로를 구성하면, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스나 리액턴스는 제약을 받게 되지만, 도 23에 나 타내는 광대역의 반사 특성을 얻을 수 있다.
(제8 실시예, 도 24 및 도 25 참조)
제8 실시예인 안테나 (1H)는, 도 24에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 상기 제7 실시예에 나타낸 인덕턴스 소자 (L1, L2)에 대하여, 인덕턴스 소자 (L1)의 일단과 급전단자 (5)와의 사이에 커패시턴스 소자 (C1)을 접속한 것이다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1H)에 있어서도, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지는 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 자기적인 결합에 의해 상호 인덕턴스 (M)이 발생하고, 본 발명자의 시뮬레이션에 의하면, 도 25에 나타내는 광대역의 반사 특성을 얻을 수 있다.
(제9 실시예, 도 26 및 도 27 참조)
제9 실시예인 안테나 (1I)는, 도 26에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 상기 제7 실시예에 나타낸 인덕턴스 소자 (L1, L2)에 대하여, 각각의 일단과 급전단자 (5)와의 사이에 커패시턴스 소자 (C1, C2)를 접속한 것이다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1I)에 있어서도, 서로 다른 인덕턴스 값을 가지는 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 자기적인 결합에 의해 상호 인덕턴스 (M)이 발생하고, 본 발명자의 시뮬레이션에 의하면, 도 27에 나타내는 광대역의 반사 특성을 얻을 수 있다.
(제10 실시예, 도 28~도 30 참조)
제10 실시예인 안테나 (1J)는, 도 28에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 상기 제2 실시예에 나타낸 인덕턴스 소자 (L1)에 소위 중간탭을 마련하여, 상기 중 간탭에 급전단자 (5)를 접속한 것으로, 커패시턴스 소자 (C1)는 생략되어 있다.
그 작용 효과는 제2 실시예와 동일하지만, 급전단자 (5, 6)간의 임피던스에 맞춰서 중간탭을 마련함으로써, 전자계 에너지를 저하시키는 일 없이, 공간의 임피던스와 급전단자 (5, 6)간에 접속되는 기기 임피던스와의 정합을 취할 수 있다. 여기서, 인덕턴스 소자 (L1)은 인덕턴스 (L1a, L1b)로 분할되게 된다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1J)는, 도 29에 일례로서 나타내는 적층구조로 구성되며, 유전체로 이루어지는 세라믹 시트 (11a~11h)를 적층, 압착, 소성한 것이다. 즉, 시트 (11a)에는 급전단자 (5, 6)과 비아 홀 도체 (19a, 19b)가 형성되고, 시트 (11b)에는 캐패시터 전극 (13a)와 접속용 도체 패턴 (15d)와 비아 홀 도체 (19c, 19m, 19n)이 형성되고, 시트 (11c)에는 캐패시터 전극 (14a)와 비아 홀 도체 (19c, 19e, 19m, 19n)이 형성되어 있다.
또한, 시트 (11d)에는 접속용 도체 패턴 (15a, 15b, 15c)와 비아 홀 도체 (19d, 19g, 19h, 19i, 19n)이 형성되어 있다. 시트 (11e)에는 도체 패턴 (16a, 17a)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k, 19n)이 형성되어 있다. 시트 (11f)에는 도체 패턴 (16b, 17b)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k, 19n)이 형성되어 있다. 시트 (11g)에는 도체 패턴 (16c, 17c)와 비아 홀 도체 (19g, 19i, 19j, 19k)가 형성되어 있다. 또한, 시트 (11h)에는 도체 패턴 (16d, 17d)가 형성되어 있다.
이상의 시트 (11a~11h)를 적층함으로써, 도체 패턴 (16a~16d)가 비아 홀 도체 (19j)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L1)이 형성되고, 또한, 도체 패턴 (16c)의 분기부(16c')가 중간탭으로서 기능하고, 상기 분기부 (16c')가 비아 홀 도 체 (19n)를 통해서, 또한, 접속용 도체 패턴 (15d) 및 비아 홀 도체 (19a)를 통해서 급전단자 (5)에 접속된다. 또, 도체 패턴 (17a~17d)가 비아 홀 도체 (19k)를 통해서 접속되어 인덕턴스 소자 (L2)가 형성된다. 커패시턴스 소자 (C2)는 전극 (13a, 14a)로 구성된다.
그리고, 인덕턴스 소자 (L1)은, 그 일단이 비아 홀 도체 (19g), 접속용 도체 패턴 (15c), 비아 홀 도체 (19c)를 통해서 캐패시터 전극 (13a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19d), 접속용 도체 패턴 (15b), 비아 홀 도체 (19m, 19b)를 통해서 급전단자 (6)에 접속된다.
한편, 인덕턴스 소자 (L2)는 그 일단이 비아 홀 도체 (19i), 접속용 도체 패턴 (15a), 비아 홀 도체 (19e)를 통해서 캐패시터 전극 (14a)에 접속되고, 그 타단이 비아 홀 도체 (19h), 접속용 도체 패턴 (15b), 비아 홀 도체 (19m, 19b)를 통해서 급전단자 (6)에 접속된다. 인덕턴스 소자 (L1, L2)의 타단은 각각 접속용 도체 패턴 (15b)에 의해 접속되어 있다.
이상의 구성으로 이루어지는 안테나 (1J)에 있어서는, 서로 자기적으로 결합하고 있는 인덕턴스 소자 (L1, L2)를 포함하는 LC직렬공진회로가 공진하여, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 방사 소자로서 기능한다. 또, 인덕턴스 소자 (L1, L2)가 커패시턴스 소자 (C2)를 통해서 결합하고, 또한, 분기부 (16c')(중간탭)를 마련함으로써, 급전단자 (5, 6)에 접속되는 기기의 임피던스(통상 50Ω)와 공간의 임피던스(377Ω)의 매칭회로로서 기능한다.
도 28에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 안테 나 (1J)에 있어서는, 도 30에 나타내는 반사 특성이 얻어졌다.
(제11 실시예, 도 31 및 도 32참조)
제11 실시예인 안테나 (1K)는, 도 31에 등가회로로서 나타내는 바와 같이, 상기 제10 실시예에 나타낸 안테나 (1J)에 커패시턴스 소자 (C1)을 추가한 것이다. 그 작용 효과는 제10 실시예와 마찬가지이며, 급전단자 (5, 6)간의 임피던스에 맞춰서 중간탭을 마련함으로써, 전자계 에너지를 저하시키는 일 없이, 공간의 임피던스와 급전단자 (5, 6)간에 접속되는 기기 임피던스와의 정합을 취할 수 있다. 제10 실시예에 대해서 커패시턴스 소자 (C1)을 추가함으로써, 급전단자 (5, 6)간의 임피던스 정합이 취하기 쉬워진다.
이상의 회로구성으로 이루어지는 안테나 (1K)는, 기본적으로는 도 8 및 도 29에 나타낸 적층구조와 동일한 구성으로, 상세한 내용은 생략한다. 또한, 도 31에 나타낸 등가회로에 기초하여 본 발명자가 시뮬레이션한 결과, 안테나 (1K)에 있어서는, 도 32에 나타내는 반사 특성이 얻어졌다.
상기 제10 및 제11 실시예와 같이, 중간탭을 마련함으로써 급전단자 (5, 6)와의 임피던스 정합이 취하기 쉬워지면 리턴이 커지고, 그에 따라서 대역이 넓어진다. 즉, 임피던스 정합의 정도가 바뀌면, 대역폭이 바뀐다. 따라서, 원하는 대역을 얻기 위해서, 각 인덕턴스 소자의 상수를 설정하는 때는, 임피던스 정합의 정도도 고려할 필요가 있다.
(기타 실시예)
또한, 본 발명에 따른 안테나는 상기 실시예에 한정하는 것이 아니고, 그 요 지의 범위 내에서 여러 가지로 변경할 수 있다.
예를 들면, 상기 각 실시예에서는 LC공진회로를 집중 상수형 공진회로로 구성했지만, 분포 상수형 공진회로로 구성해도 된다. 또한, 이 LC공진회로를 내장하는 적층체는 유전체 뿐만 아니라 절연체이어도 되며, 재료로서는 세라믹이나 수지 등을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은, 표면 실장형 안테나에 유용하며, 특히, 소형으로 광대역을 확보할 수 있는 점에서 뛰어나다.

Claims (11)

  1. 급전단자와, 상기 급전단자에 접속된 방사 소자를 포함하는 안테나로서,
    상기 방사 소자는 적어도 제1 및 제2의 인덕턴스 소자로 구성되고, 상기 제1 및 제2 인덕턴스 소자는 0.1 이상의 결합계수로 서로 자기결합하고 있으며,
    상기 방사 소자를 전파의 방사에 사용하는 동시에, 임피던스 매칭시키는 매칭회로로서 이용하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 또한, 커패시턴스 소자를 구비하며, 상기 커패시턴스 소자와 상기 인덕턴스 소자로 복수의 공진회로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  3. 급전단자와, 상기 급전단자에 접속된 방사 소자를 포함하는 안테나로서,
    상기 방사 소자는 복수의 공진회로로 구성되고, 상기 복수의 공진회로 중 인접하는 공진회로끼리는 0.1 이상의 결합계수로 서로 자기결합하고 있으며,
    상기 방사 소자를 전파의 방사에 사용하는 동시에, 임피던스 매칭시키는 매칭 회로로서 이용하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 공진회로는 커패시턴스 소자와 인덕턴스 소자로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 복수의 공진회로가 상기 급전단자와 직접, 또는 집중 상수형의 커패시턴스 혹은 인덕턴스를 통해서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  6. 삭제
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 복수의 공진회로를 구성하는 인덕턴스 소자는 1축 방향으로 늘어놓은 선상 전극 패턴으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 급전단자에는 커패시턴스 소자가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제8항에 있어서, 상기 급전단자에 접속되어 있는 커패시턴스 소자가 적층기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 복수의 공진회로가 적층기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  11. 제1 및 제2 급전단자와 복수의 공진회로를 구비한 안테나로서,
    제1 인덕턴스 소자와 그 양단에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 커패시턴스 소자로 이루어지는 제1 LC직렬공진회로와,
    제2 인덕턴스 소자와 그 양단에 전기적으로 접속된 제3 및 제4 커패시턴스 소자로 이루어지는 제2 LC직렬공진회로를 구비하며,
    상기 제1 및 2 인덕턴스 소자는 서로 자기결합하며,
    상기 제1 인덕턴스 소자는 그 일단이 상기 제1 커패시턴스 소자를 통해서 상기 제1 급전단자에 전기적으로 접속되고, 타단이 상기 제2 커패시턴스 소자를 통해서 상기 제2 급전단자에 전기적으로 접속되며,
    상기 제2 인덕턴스 소자는 그 일단이 상기 제3 및 제1 커패시턴스 소자를 통해서 상기 제1 급전단자에 전기적으로 접속되고, 타단이 상기 제4 및 제2 커패시턴스 소자를 통해서 상기 제2 급전단자에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
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