KR101004340B1

KR101004340B1 - 안테나 디바이스 및 상기 안테나 디바이스를 포함하는 휴대용 무선통신 디바이스

Info

Publication number: KR101004340B1
Application number: KR1020090119524A
Authority: KR
Inventors: 아르빈 악셀 본; 안드레이 카이코넨; 페터 린드베르그
Original assignee: 레어드 테크놀러지스 에이비
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-12-27
Also published as: KR20080038001A; KR100983117B1; WO2008051149A1; JP2010507968A; KR20100007826A

Abstract

휴대가능한 무선통신 디바이스용 안테나 디바이스는 방사소자(10), 상기 방사소자에 접속된 필터단(20), 상기 필터단에 접속되고 무선신호용 수신 디바이스(40)에 접속가능한 증폭단(30)을 포함한다. 무조건 안정되지 않은 증폭단을 제공함으로써, 유리한 특성을 갖는 안테나 디바이스가 실현된다.

Description

안테나 디바이스 및 상기 안테나 디바이스를 포함하는 휴대용 무선통신 디바이스{ANTENNA DEVICE AND PORTABLE RADIO COMMUNICATION DEVICE COMPRISING SUCH ANTENNA DEVICE}

도 1은 FM 수신회로에 접속된 본 발명에 따른 안테나 디바이스를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 안테나 디바이스의 제 1 실시예를 상세히 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 안테나 디바이스의 제 2 실시예를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 안테나 디바이스의 제 3 실시에를 도시한 도면.

도 5는 휴대용 무선통신 디바이스에 내장된 본 발명에 따른 안테나 디바이스에 대한 일부 전결 사시도.

도 6은 안테나 디바이스 및 FM 수신회로 사이의 정합회로방의 사용을 도시한 개략도.

도 7은 안테나 디바이스에 접속된 저항의 사용을 도시한 개략도.

본 발명은 전반적으로 안테나 디바이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 FM 대역에서의 무선 신호들과 같은 비교적 낮은 주파수를 가진 무선 신호들에 적합화 되어 있는 이동전화와 같은 무선통신 디바이스에서 사용하기 위한 안테나 디바이스에 관한 것이다.

내장형 안테나들은 휴대용 무선통신 디바이스에서 오랫동안 사용되어져 왔다. 내장형 안테나들을 사용하는 것과 연관된 많은 장점들이 있는데, 그중의 하나는 내장형 안테나들이 작고 경량이어서 이들을 이동전화와 같이 크기와 무게가 중요하게 취급되는 응용제품에 적합하게 만든다고 하는 것이다.

하지만, 이동전화에서의 내장형 안테나들의 적용은 안테나 소자의 구조에 제약들을 부과한다. 특히, 휴대용 무선통신 디바이스에서, 내장형 안테나 배열 위한 공간이 제한된다. 이러한 제약들은 광범위한 작동대역에 대비된 안테나의 구조를 찾아내는 것을 어렵게 할 수도 있다. 이러한 것은 상기 안테나들의 소정된 물리적 길이가 비교적 높은 주파수들을 가지고서 작동하는 안테나들에 비해서 길어짐에 따라 비교적 낮은 주파수들의 무선 신호들을 가지고서 사용하기 위해 의도된 안테나에 대해서는 특히 그러하다.

비교적 낮은 주파수 대역에서 작동하는 하나의 특정 응용물품은 FM 무선 응용물품이다. 이 FM 대역은 유럽에서 88~108 MHz 사이 또는 미국에서 76~110 MHz 사이의 주파수들로서 한정되어 있다. 휴대용 무선통신 디바이스의 케이스 내에 끼워맞춤된 루프 안테나들 또는 모노폴 안테나와 같은 종래 기술의 안테나 구조들은 안테나가 충분히 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 너무 나쁜 성능을 가지고 있거나 너무 좁은 주파수 대역에 걸쳐서 충분한 성능을 가지고 있다는 점에서 불만족스러운 작동을 초래할 것이다.

대신에, 휴대용 무선통신 디바이스를 위한 종래의 FM 안테나는 상기 휴대용 무선통신 디바이스에 접속된 헤드폰 와이어에 제공된다. 비교적 긴 와이어를 가진 상기 구조는 낮은 주파수 응용물품에도 충분한 안테나 길이를 허용한다. 하지만, 어떠한 외장형 안테나도 허용되지 않는다면, 이러한 해결안은 명백히 실현불가능하다.

소위 능동 안테나 디바이스들에서, 트랜지스터와 같은 어떤 종류의 반도체는증폭단에 사용되어 경우에 따라 수신신호 또는 송신신호를 증폭한다. 하지만, 모든 주파수대에서 안정성을 확보하기 위해, 증폭기는 안테나 측면 상에 내구성 있게 탑재된다. 이러한 탑재는 불필요한 열잡음을 차례로 도입하여 증폭기의 잡음지수를 감소시킨다.

다른 문제점은 GSM(Global System for Mobile Communications) 안테나와 같은 제 2 안테나가 FM 안테나와 같은 통신 디바이스에 제공되는 경우에 상기 제 2 안테나가 상기 FM 안테나의 작동과 간섭한다는 것이다.

본 발명의 목적은 휴대용 무선통신 디바이스 내에 사용하기 위한 안테나 디바이스를 제공하여, FM 무선 대역과 같이 비교적 낮은 주파수를 갖는 주파수 대역의 전역에 걸쳐서 충분한 성능을 가지고서 작동하게 하는 것이다.

본 발명은 무조건 안정되지 않고, 저항성 부하의 필요성과 연동하여 임피던스와 같은 안테나 방사기 특성을 고려하면서 증폭단이 사용되어 유리한 특성을 갖는 안테나 디바이스를 제공할 수 있다는 이해에 근거한 것이다. 이것은 필터와 선택적으로 결합되는 증폭단의 신중한 선택을 필요로 한다.
즉, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 안테나 디바이스는, 적어도 제 1 작동주파수 대역에서 무선신호를 수신하기에 적합화 된 휴대가능한 무선통신 디바이스용 안테나 디바이스이며, 방사소자(10; 110; 210), 상기 방사소자에 접속된 필터단(20; 120; 220), 상기 필터단에 접속되고 무선신호용 수신 디바이스(40)에 접속가능한 트랜지스터(31; 131)를 구비한 증폭단(30; 130; 230)을 포함하는 상기 안테나 디바이스로서, 상기 트랜지스터(31; 131)는 게이트(또는 베이스), 소스(또는 에미터) 및 드레인(또는 콜렉터)을 포함하는 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터이며, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 작동주파수 대역에서 1dB 이하의 최소 잡음지수와 15dB 이상의 이득을 갖고, 상기 트랜지스터의 소스(또는 에미터)는 접지에 직접 접속되며, 상기 트랜지스터의 게이트(또는 베이스)는 상기 필터단에 접속되고, 상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)은 무선신호용 수신 디바이스(40)에 접속가능하며, 상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)과 급전전압(Vdd) 사이에 레지스터(32; 132)가 접속되되, 상기 필터단은 작동 시 제 1 작동주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 신호를 차단하고 상기 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 작동주파수 대역은 FM 주파수 대역이고, 상기 방사소자(10)는 모노폴 소자이며, 상기 필터단은 정전기 방전(ESD) 보호회로로서 작용하고, 상기 방사소자로서 후면 커버가 이용되는 것을 특징으로 하며,
또한 바람직하게는, 상기 트랜지스터(31; 131)의 잡음저항은 10Ω(Ohms) 미만인 것을 특징으로 하거나,
상기 레지스터(132)와 상기 트랜지스터(131)의 드레인(또는 콜렉터) 사이에 제공된 제 2 트랜지스터(133)를 포함하되, 상기 제 2 트랜지스터의 소스(또는 에미터)는 상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)에 접속되고, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트(또는 베이스)는 접지에 접속되며, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)은 상기 레지스터에 접속된 것을 특징으로 하며,
더욱 바람직하게는, 상기 제 2 트랜지스터(133)의 게이트(또는 베이스)와 접지 사이에 접속된 커패시터(134)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 방사소자(10)는 비공진인 것을 특징으로 하며,
상기 필터단(20; 120; 220)은 상기 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키고 상기 제 1 작동주파수 대역의 이상 및 이하의 신호를 차단시키는 대역통과필터인 것을 특징으로 하며,
상기 증폭단(30; 130)은 상기 방사소자 측에 작용하는 저항이 없는 것을 특징으로 하며,
상기 제 1 작동주파수 대역은 FM 주파수 대역인 것을 특징으로 하며,
상기 방사소자는 모노폴 소자(210)이고 상기 필터단(230)은 비접지되며, 상기 안테나 디바이스는 비접지되어 작동시 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 차단하고 상기 제 1 작동주파수 대역 이상의 제 2 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키는 제 2 필터단(250)을 더 포함하며, 상기 제 2 필터단은 상기 제 2 작동주파수 대역의 송수신회로에 배열된 회로(260)에 접속가능한 것을 특징으로 하며,
상기 방사소자는 헤드폰 케이블에 구비되는 것을 특징으로 하며,
상기 방사소자는 휴대용 무선통신 디바이스의 전기 전도성 커버를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 필터단 전에 레지스터(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 레지스터(80)는 방사소자(10)의 일부분으로서 제공되는 것을 특징으로 하거나,
상기 레지스터(80)는 적어도 일군의 레지스터로서 제공되는 것을 특징으로 하며,
가장 바람직하게는, 상기 레지스터(80)는 5Ω(Ohms) 내지 1000Ω(Ohms) 사이의 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 안테나 디바이스를 포함하는 휴대용 무선통신 디바이스의 제공이 가능하다.

본 발명에 따르면, 적어도 제 1 작동주파수 대역에서 무선신호들을 수신하기에 적합화 된 휴대가능한 무선통신 디바이스용 안테나 디바이스가 제공되는데, 상기 안테나 디바이스는 방사소자, 상기 방사소자에 접속된 필터단, 상기 필터단에 접속되고 무선신호용 수신 디바이스에 접속가능한 증폭단을 포함하며, 상기 안테나 디바이스는 상기 증폭단이 안정되지 않더라도 모든 주파수대에서 안정적으로 작동되는 것에 특징이 있다.

상기 안테나 디바이스를 포함하는 휴대용 무선통신 디바이스가 또한 제공된다.

본 발명에 따른 안테나 디바이스는 높은 이득의 증폭을 주면서 안정한 작동을 제공하기 때문에, 무선신호용 수신 디바이스에 상대적으로 강한 저잡음 RF 신호를 전달한다.

바람직한 실시예에서, 증폭단은 증폭단 자체의 성능을 향상시키도록 방사소자 측에 작용하는 저항이 없다.

바람직한 실시예에서, 소위 캐스코드 구성이 사용된다. 이 구성과 함께, 고 이득을 갖는 증폭단의 입력부와 출력부 사이에서 안정한 증폭기 작동을 향상시키는 높은 절연이 획득된다. 또한 작은 입력 커패시턴스가 광대역의 해결책을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 안테나 디바이스는 안정성을 향상시키도록 저항성 있게 제공되어 GSM/CDMA 혼선을 경감시키면서 양질의 FM 수신을 방해하지 않고 ESD(electrostatic discharge; 정전기 방전)의 영향을 완화시킨다.

또 다른 바람직한 실시예들이 종속 청구항들에서 한정되어 있다.

이제 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 의해 설명될 것이다.

본 발명에 대한 상세한 설명

이하에서, 본 발명에 따른 안테나 디바이스 및 휴대용 무선통신 디바이스의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 제공될 것이다.

이하의 상세한 설명과 청구범위에서, 방사소자라는 용어가 사용된다. 이 용어가 무선 신호들을 송신하기 위해 배열된 전기적으로 전도성인 소자를 커버하도록 의도된 것이라는 것은 자명한 것이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 안테나 디바이스(1)의 전체적인 구성이 도시되어 있다. 이것은 판금 또는 가요성 필름과 같이 전기적으로 전도성인 재료의 비공평편의 형태로 방사소자(10)를 포함하고 있다.그 사이즈의 일예는 30×10밀리미터이고, 휴대용 무선통신 디바이스의 후면 커버에 위치결정된다. 방사소자는 작동주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 신호들을 차단하여, 작동주파수 대역, 즉 대역통과필터 블록으로 신호들을 인가하게 배열된 필터단(20)에 접속된 급전부(11)를 갖는다. 상기 필터단은 작동주파수 대역 내의 신호들을 위한 대역통과필터로서 작용하는 것이 바람직하다. FM 대역에서의 작동의 경우에서, 통과대역은 유럽에서 88-108MHz 사이, 미국에서 76-110MHz 사이에서 존재한다.

필터단(20)의 하나의 기능은 ESD(electrostatic discharge; 정전기 방전) 펄스 스펙트럼의 주요부분을 효과적으로 차단하는 ESD 보호회로로서 작용하는 것이다. 또한 상기 필터단은 전자방해(EMI) 신호들 및 FM 안테나 상의 주파수들에서 잘 작동하는 셀방식의 GSM 안테나와 같은 무선통신 디바이스에 제공된 다른 안테나로부터의 만약에 있을 수 있는 신호들로부터의 간섭을 제거하거나 또는 적어도 감소시킨다.

증폭단(30)은 방사소자(10)에 의해 수신된 신호들을 증폭하기 위해 필터단(20) 뒤에 배열된다.

상기 안테나 디바이스(1)에 의해 수신되어 증폭된 신호들은 필립스 세미컨덕터사에 의해 제조되어 HVQFN40의 명칭으로 판매된 종래의 회로일 수 있는 FM 수신회로(40)에 인가된다. FM 수신회로는 상기 증폭단(30)에 접속된 RF 입력부(41)를 포함한다.

상기 필터단과 증폭단은 방사소자(10)에 상대적으로 근접하게 제동되어 외부 신호원으로부터의 간섭 및 기생효과를 최소화하는 것이 바람직하다.

도 1에 표현된 전체적인 아이디어의 실시는 도 2를 참조하여 이제 설명될 것이다. 제 1 필터단(20)은 급전부(11)와 접지 사이에서 병렬로 접속된 인덕터(21) 및 커패시터(22)를 포함하는 접지된 LC 회로로서 여기에 실시되어 있다. 일실시예에서, 인덕터(21)의 인덕턴스는 대략 40nH이고 상기 커패시터(22)의 커패시턴스는 대략 60pF이다.

인덕터(21) 및 커패시터(22)는 FM 대역을 위한 대역통과필터를 함께 형성한 다. 직렬 인덕터의 형태로 RF 신호 경로에 접속된 로우패스필터(25)는 상기 대역통과필터 뒤에 제공된다. 인덕터의 바람직한 인덕턴스 값은 20-200mH의 범위 내, 더욱 바람직하게는 100mH 상태에 있다.

증폭단(30)은 필터(20)에 접속된 게이트, 접지에 직접 접속된 소스 및 FM 수신회로(40)의 입력부(41)에 접속가능한 드레인을 가진 전계효과 트랜지스터(FET)를 포함한다. 상기 트랜지스터(31)의 드레인과 급전전압(Vdd) 사이에 접속된 부하 레지스터(32)가 또한 존재한다.

전계효과 트랜지스터(FET)의 게이트와 바이어스 전압 사이에 상호 접속된 레지스터 또는 전계효과 트랜지스터의 드레인과 게이트 사이에 접속된 피드백 레지스터와 같이 디바이스의 안정성을 증가시키기 위해 증폭단에는 통상적으로 알려진 부하 레지스터가 없다는 것은 주의 되어야 한다. 저항성 있는 부하가 부분적으로 부족하기 때문에, 증폭단은 모든 주파수대에서 자체적으로 안정적일 수 없다. 하지만, 방사소자와 증폭단을 함께 설계함으로써, 그것들의 결합인 안테나 디바이스는, 증폭단이 무조건 안정되지 않더라도, 모든 주파수대에서 안정적이게 설계될 수 있다.

안테나 디바이스(1)가 작동하기 위해, 트랜지스터는 바람직하게 작동 주파수 대역에서 1dB 아래의 최소 잡음지수와 15dB 이상의 이득을 갖는다. 또한, 10Ω(Ohms) 미만의 잡음저항(Rn)을 트랜지스터가 가져서 임의의 안테나 구조들에 대한 가능한 한 가장 양질의 신호 수신을 성취하게 하는 것이 바람직하다.

증폭단(30)과 방사소자(10)를 함께 설계함으로써, 트랜지스터가 입력부 상에 음(-) 리액턴스를 나타낼 때 방사소자가 증폭단과 다른 접합 리액턴스를 나타내어, 안테나 디바이스 내의 자체 발진에 대한 위험성이 제거되거나 적어도 최소화되게 한다.

어떠한 상대적인 주파수에 대한 음(-) 리액턴스에 의한 피드백을 최소화하기 위해, 전계효과 트랜지스터(31)의 소스와 접지 사이의 기생 인덕턴스(Lp)가 최소화되어야 한다. 이것은 몇 개의 방식에서 달성될 수 있는데, 그 방식들 중의 하나가 도면에 도시되어 있다. 전계효과 트랜지스터의 소스와 접지 사이에, 바람직하게 3개 이상의 복수개의 접촉핀을 제공함으로써, 인덕턴스 값이 감소되게 하여, 불안정한 상태인 자체 공진에 대한 위험성이 점차적으로 감소되게 한다.

전계효과 트랜지스터(31)의 소스가 접속된 접지면은 트랜지스터 소자가 탑재된 인쇄회로기판(PCB)의 반대 측에 제공된다. 기생 인덕턴스를 감소시키기 위한 하나의 방식은 인쇄회로기판 상에 전계효과 트랜지스터(31)를 제공하는 것인데, 이 때의 인쇄회로기판은 바람직하게 두께 0.5mm 이하로서 가능한 한 얇은 것이다.

더 두꺼운 인쇄회로기판을 사용하면, 전계효과 트랜지스터(31)의 소스가 접속된 접지면을 트랜지스터 소자 자체와 동일한 측면에 제공할 가능성이 있다.

기생 인덕턴스를 감소시키기 위한 다른 하나의 방식은 가능한 한 짧은 핀을 가진 트랜지스터 소자를 제공하는 것이다.

제 2 실시예의 형태로 본 발명의 아이디어의 변형적인 실시가 이제 도 3을 참조하여 설명될 것이다.

상기된 제 1 실시예와 같이, 안테나 디바이스는 상기 제 1 실시예의 것들에 상응하는 소자들을 가진 필터단(120)에 접속된 급전부(111)를 갖는 방사소자(110)를 포함한다. 하지만, 제 2 실시예에서, 증폭단은 소위 캐스코드(cascode) 증폭기(130)이다. 이 캐스코드 증폭기는 게이트가 필터(120)에 접속되고, 소스가 접지에 직접 접속되며, 드레인이 제 2 전계효과 트랜지스터(133)의 소수에 접속된 제 1 전계효과 트랜지스터(131)를 포함한다. 제 2 전계효과 트랜지스터(133)의 게이트는 커패시터(134)를 경유하여 접지에 접속된다. 제 2 트랜지스터(133)의 드레인은 FM 수신회로(40)의 입력부(41)에 접속가능하다. 제 2 트랜지스터(133)의 드레인과 급전 전압(Vdd) 사이에 접속된 부하 레지스터(132)가 또한 존재한다.

본 발명에 따른 안테나 디바이스의 제 3 실시예가 도 4를 참조하여 이제 설명될 것이다. 방사소자(210)는 모노폴 안테나의 형태로, FM 주파수 대역 내의 신호들을 통과시키는 대역통과필터(220)에 접속된 급전부(211)에 구비된다. 상기 제 1 및 제 2 실시예와 대조적으로, 이 대역통과필터는 접지되어 있지 않다. 대역통과필터(220)는 FM 수신회로(40)의 RF 입력부(41)에 접속가능한 증폭단(230)에 접속된다. 증폭단은 상기에서 설명된 어떤 증폭단(30 또는 130) 중의 하나가 될 수 있다.

방사소자(210)의 급전부(211)는 제 2 필터단(250)에도 접속된다. 이 제 2 필터단도 접지되어 있지 않고 FM 주파수 대역 내의 신호들을 차단하게 배열되어서 셀방식의 응용물품, 예컨대 GSM 신호들의 주파수 대역 내의 신호들과 같은 FM 주파수 대역 이상의 제 2 주파수 대역 내의 신호들을 통과시킨다. 제 2 필터단은 제 2 주파수 대역의 송신 및 수신회로들, 예컨대 GSM 회로(260)에 접속가능하다.

안테나 디바이스(201)는 단일의 방사소자(210)를 사용하여 FM 주파수 대역과 하나 이상의 GSM 주파수 대역과 같이 2개로 구획형성된 주파수 범위에서 작동한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 상기에서 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 안테나 디바이스의 바람직한 위치가 도 5를 참조하여 이제 설명될 것이며, 여기에서 이동전화와 같은 휴대용 무선통신 디바이스(300)의 케이스의 전체적인 윤곽이 예시되어 있다. 케이스는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 디바이스들 중 어느 것이 될 수 있는 안테나 디바이스의 위치를 분명하게 하도록 일부 절결되어 도시되어 있다.

인쇄회로기판(PCB, 310)은 이동전화에서 종래적으로 확인되었던 회로(도시되지 않음)를 가진 케이스 내에 제공된다. 상기 인쇄회로기판 상에 FM 수신회로(40)가 또한 장착된다. 상기 케이스의 상부분에서 GSM 시스템과 같은 셀방식의 이동전화 시스템을 위한 RF 신호들을 송수신하는 안테나 방사소자(320)가 제공된다.

배터리 패키지(330)가 케이스(300)의 뒤를 향하여 또한 제공된다. 이 배터리 패키지는 커넥터들(도시되지 않음)에 의해 인쇄회로기판에 접속되어 있다. FM 안테나 방상기는 바람직하게 후면 커버 상에 위치결정된다. 방상기는 배터리 주위에 감겨진 박막 스트라이프를 포함한다. 후면 커버는 금속으로 이루어지며, 직접 FM 안테나 방사소자로서 이용될 수 있다. 대안으로서, 헤드폰 케이블이 FM 안테나 방사소자로서 사용될 수 있다.

또 다른 변경 실시예의 개략도가 도 6에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 정합 회로망(70)은 증폭단(30)의 출력부와 FM 수신회로(40) 사이에 제공된다. 이 정합 회로망은 더 높은 이득을 실현하기 위해서, 예컨대 높은 출력의 증폭기 임피던스를 50Ω(Ohms) 접점에 정합하기 위해 배열된다. 또한, 정합 회로망(70)은 주파수 대역에 걸쳐서 이득 균등화를 위해 사용될 수도 있다.

또 다른 실시예의 개략도가 도 7에 도시되어 있다. 이 실시예는 도 1에 도시된 실시예와 유사하게, FM 수신회로(40)에 접속된 방사소자(10), 필터단(20) 및 증폭단(30)을 포함한다. 하지만, 필터단(20)의 전, 즉 방사소자(10)와 필터단 사이의 어떤 장소 또는 심지어 방사소자의 어떤 장소에 제공된 레지스터(80)가 또한 존재한다. 이 레지스터는 다수의 상이한 방식으로 실시될 수 있다. 하나의 방식은 RF 신호들에 대하여 증가된 저항성을 갖는 설계방식으로 방사소자를 제공하는 것이다. 이것은 상대적으로 높은 저항성을 갖는 재료로 구성된 방사소자를 제조함으로써 달성될 수 있다. 이것은 방사소자가 전도성 중합물과 같은 비교적 값싼 재료로 구성될 수 있다는 점이 또한 장점이 될 수 있다. 이와 달리, 레지스터는 하나 이상의 군으로된 레지스터, 즉 바람직하게 표면 실장 부품인 개별 부품들로서 제공된다.

레지스터(80)는 바람직하게 5Ω(Ohms) 내지 1000Ω(Ohms) 사이의 값, 더욱 바람직하게 5Ω(Ohms) 내지 100Ω(Ohms) 사이의 값을 갖는다.

방사소자(10)와 증폭단(30)(전압 분배기로서 작용) 양자는 1000Ω(Ohms)과 같은 고임피던스 접점을 갖기 때문에, 안테나 디바이스의 성능은 1000Ω(Ohms) 미만의 직력 저항에 의해 영향을 받지 않는다.

본 발명에 따른 안테나 디바이스의 바람직한 실시예들이 설명되었다. 하지만, 당해 분야 종사자들에게는 본 발명의 아이디어로부터 벗어남 없이 첨부된 청구범위의 범주 내에서 실시예들이 변형될 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명에 따른 안테나 디바이스의 형상과 크기가 첨부된 청구범위에 의해 한정된 범위 내에서 변형될 수 있는 것은 자명하다. 따라서, 정확한 안테나 구조들은 무선통신 디바이스의 형상, 바람직한 성능 등에 상당하도록 변형될 수 있다.

본 발명에 따른 안테나 디바이스의 상기 설명된 실시예들은 FM 주파수 대역에서 무선신호들의 수신을 위해 적합화된 안테나 디바이스들로 설명되었다. 하지만, 다른 응용물품들이 약 400-800MHz의 주파수 범위에서 디지털 비디오 방송(DVB) 신호들을 위해 사용되는 것과 같이 또한 가능하다.

휴대용 무선통신 디바이스가 이동전화에서의 사용을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 아이디어가 다른 휴대용 무선통신 디바이스, 휴대가능하지만 고정적인 사용을 위해 주로 의도된 디바이스에도 또한 적용가능하다는 것은 자명하다. 그 일예들이 여행 알람시계와 같은 작은 시계, TV 수신기 또는 게임 콘솔이 될 수 있다. 만약에 있을 수 있는 본 발명에 따른 안테나 디바이스의 응용물품은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA), MP3 및 CD 플레이어, FM 라디오 수신기, 및 휴대용 컴퓨터에 존재한다. 또 다른 응용물품은 차량에 존재한다. 따라서, 휴대용 무선통신 디바이스라고 하는 용어는 넓은 의미로 해석되어야 한다.

전계효과 트랜지스터는 바람직한 트랜지스터 타입으로 설명되었다. 헤테로다인 바이폴라 트랜지스터(HBT)와 같은 다른 타입의 트랜지스터들이 사용될 수도 있다는 것은 자명하다.

본 발명에 의하면, 휴대용 무선통신 디바이스 내에 사용하기 위한 내장형 안테나 디바이스를 제공하여, FM 무선 대역과 같이 비교적 낮은 주파수를 갖는 주파 수 대역의 전역에 걸쳐서 충분한 성능을 가지고서 작동하게 하는 것이다.

Claims

적어도 제 1 작동주파수 대역에서 무선신호를 수신하기에 적합화 된 휴대가능한 무선통신 디바이스용 안테나 디바이스이며,

방사소자(10; 110; 210),

상기 방사소자에 접속된 필터단(20; 120; 220),

상기 필터단에 접속되고 무선신호용 수신 디바이스(40)에 접속가능한 트랜지스터(31; 131)를 구비한 증폭단(30; 130; 230)을 포함하는 상기 안테나 디바이스로서,

상기 트랜지스터(31; 131)는 게이트(또는 베이스), 소스(또는 에미터) 및 드레인(또는 콜렉터)을 포함하는 전계효과 트랜지스터(FET) 또는 바이폴라 트랜지스터이며, 상기 트랜지스터는 상기 제 1 작동주파수 대역에서 1dB 이하의 최소 잡음지수와 15dB 이상의 이득을 갖고,

상기 트랜지스터의 소스(또는 에미터)는 접지에 직접 접속되며,

상기 트랜지스터의 게이트(또는 베이스)는 상기 필터단에 접속되고,

상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)은 무선신호용 수신 디바이스(40)에 접속가능하며,

상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)과 급전전압(Vdd) 사이에 레지스터(32; 132)가 접속되되,

상기 필터단은 작동 시 제 1 작동주파수 대역 이상의 주파수를 갖는 신호를 차단하고 상기 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 작동주파수 대역은 FM 주파수 대역이고, 상기 방사소자(10)는 모노폴 소자이며, 상기 필터단은 정전기 방전(ESD) 보호회로로서 작용하고, 상기 방사소자로서 후면 커버가 이용되는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 트랜지스터(31; 131)의 잡음저항은 10Ω(Ohms) 미만인 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 레지스터(132)와 상기 트랜지스터(131)의 드레인(또는 콜렉터) 사이에 제공된 제 2 트랜지스터(133)를 포함하되, 상기 제 2 트랜지스터의 소스(또는 에미터)는 상기 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)에 접속되고, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트(또는 베이스)는 접지에 접속되며, 상기 제 2 트랜지스터의 드레인(또는 콜렉터)은 상기 레지스터에 접속된 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 4항에 있어서,

상기 제 2 트랜지스터(133)의 게이트(또는 베이스)와 접지 사이에 접속된 커패시터(134)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 방사소자(10)는 비공진인 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 필터단(20; 120; 220)은 상기 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키고 상기 제 1 작동주파수 대역의 이상 및 이하의 신호를 차단시키는 대역통과필터인 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 증폭단(30; 130)은 상기 방사소자 측에 작용하는 저항이 없는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 작동주파수 대역은 FM 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 방사소자는 모노폴 소자(210)이고 상기 필터단(230)은 비접지되며, 상기 안테나 디바이스는 비접지되어 작동시 제 1 작동주파수 대역 내의 신호를 차단 하고 상기 제 1 작동주파수 대역 이상의 제 2 작동주파수 대역 내의 신호를 통과시키는 제 2 필터단(250)을 더 포함하며,

상기 제 2 필터단은 상기 제 2 작동주파수 대역의 송수신회로에 배열된 회로(260)에 접속가능한 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 방사소자는 헤드폰 케이블에 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 방사소자는 휴대용 무선통신 디바이스의 전기 전도성 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 1항에 있어서,

상기 필터단 전에 레지스터(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 13항에 있어서,

상기 레지스터(80)는 방사소자(10)의 일부분으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 13항에 있어서,

상기 레지스터(80)는 적어도 일군의 레지스터로서 제공되는 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
제 15항에 있어서,

상기 레지스터(80)는 5Ω(Ohms) 내지 1000Ω(Ohms) 사이의 값인 것을 특징으로 하는 안테나 디바이스.
청구항 제 1항 내지 제 16항에 따른 안테나 디바이스를 포함하는 휴대용 무선통신 디바이스.