KR101009616B1 - 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방향성의 구분없이 사용하기 위한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나에 관한 것으로서, 직사각체를 이루는 유전체(110)의 상면에 대칭구조로 구획된 제1패턴(T1) 및 제2패턴(T2)을 형성하며; 상기 유전체(110)의 하면으로는 사방 모서리부에 하나의 입력포트로 선택 사용할 입력패턴(P1,P3,P4,P6) 및 상기 입력패턴의 사이(P1과 P3과의 사이 및 P4와 P6과의 사이)에 주파수 매칭을 위한 매칭회로 또는 주파수를 변경하기 위한 주파수튜닝회로용의 기능패턴(P2,P5)을 대칭구조로 형성하며; 상기 유전체(110)의 좌우 측면으로는 각각 대칭구조의 제3패턴(A1,A2) 및 제4패턴(A3,A4)을 형성하되, 상기 제3패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제1패턴(T1)측에 연결시킴과 아울러 상기 제3패턴 하측단의 A1부분과 A2부분을 상기 입력패턴의 P3부분과 입력패턴의 P6부분에 각각 연결시키고, 상기 제4패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제2패턴(T2)측에 연결시킴과 아울러 상기 제4패턴 하측단의 A3부분과 A4부분을 입력패턴의 P1부분과 입력패턴의 P4부분에 각각 연결시키는 것을 특징으로 한다.

안테나, 방향성 제로, 대칭구조, 입력패턴, 기능패턴, 방사암, 그라운드

Description

이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나{CHIP ANTENNA OF DIRECTION ZERO TYPE FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

본 발명은 이동통신단말기용 칩 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나패턴의 대칭구조설계를 통해 방향성의 구분이 없어지도록 하고 다수의 입력포트를 갖되 어느 하나가 선택적 입력으로 사용되게 하여 어느 방향으로든 메인PCB와의 연결 사용을 가능하게 하며 설계시 편의성 및 제조시나 사용시 혼입이나 오삽입 등의 문제를 없앨 수 있도록 한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 안테나는 전기적 에너지를 전파로 바꾸거나 전파를 수신하기 위한 장치로서, 현재 이동통신단말기용 안테나는 외장형에 비해 내장형이 많이 채택되고 있다.

또한, 이동통신단말기의 최근의 세계 시장동향을 살펴보면, 각각의 나라마다 주파수 대역을 다르게 사용하는 시스템을 구축하고 있으므로 하나의 안테나를 통해 서 각각의 사용주파수를 모두 통합하는 서비스를 제공할 수 있도록 듀얼밴드 이상의 와이드밴드가 가능한 안테나를 적용하고 있다.

하지만, 지금까지의 이동통신단말기용 안테나는 와이드밴드의 활용성을 높이고는 있으나 입력포트가 일정하게 정해진 구조로 설계 및 제조되고 있으며 사용되고 있으므로 항상 정해진 입력포트에 맞추어 단말기용 메인PCB와의 연결이 이루어지게 하여야 하는 불편함이 있었다.

즉, 종래에는 안테나의 설계 및 제조시 입력포트에 방향성이 존재하므로 인하여 설계시에는 설계자가 입력포트의 방향성을 꼭 고려하여 설계하여야 하는 불편함이 있었고 제조시에는 정해진 방향성에 의해 혼입되어지는 문제점이 있었으며 단말기에 적용시에는 메인PCB와의 연결시 오삽입되어 연결되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 안테나패턴의 대칭구조설계를 통해 방향성의 구분이 없어지도록 하고 다수의 입력포트를 갖되 어느 하나가 선택적 입력으로 사용되게 하여 어느 방향 및 위치에서든 메인PCB와의 연결 사용을 가능하게 하며, 이를 통해 설계시 편의성 및 제조시나 사용시 혼입이나 오삽입 등의 문제를 없앨 수 있도록 한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 입력포트에 대한 방향의 제약을 받지 않으면서 안테나로서의 안정된 동작특성을 발휘되게 하며 활용가치를 높일 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은 와이드밴드를 가지도록 2개 이상의 방사암이 형성되게 하며 방사성능의 향상을 도모하는데 다른 목적이 있다.

본 발명은 입력의 위치에 따라 방사암을 그라운드로 사용할 수 있도록 할 뿐만 아니라 입력의 위치에 따라 주파수 매칭회로와 주파수 변경튜닝회로의 역할을 다르게 적용할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 방향성의 구분없이 사용하기 위한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나를 구성함에 있어서, 직사각체를 이루는 유전체(110)의 상면에 대칭구조의 구획된 제1패턴(T1) 및 제2패턴(T2)을 형성하며; 상기 유전체(110)의 하면으로는 사방 모서리부에 하나의 입력포트로 선택 사용할 다수의 입력패턴(P1,P3,P4,P6) 및 상기 입력패턴의 사이(P1과 P3과의 사이 및, P4와 P6과의 사이)에 주파수 매칭을 위한 매칭회로 또는 주파수를 변경하기 위한 주파수튜닝회로로 사용할 수 있도록 기능패턴(P2,P5)을 대칭구조로 형성하며; 상기 유전체(110)의 좌우 측면으로는 각각 대칭구조의 제3패턴(A1,A2) 및 제4패턴(A3,A4)을 형성하되, 상기 제3패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제1패턴(T1)측에 연결시킴과 아울러 상기 제3패턴 하측단의 A1부분과 A2부분을 상기 입력패턴의 P3부분과 입력패턴의 P6부분에 각각 연결시키고, 상기 제4패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제2패턴(T2)측에 연결시킴과 아울러 상기 제4패턴 하측단의 A3부분과 A4부분을 입력패턴의 P1부 분과 입력패턴의 P4부분에 각각 연결시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 시장의 요구를 충족하면서 활용가치를 높일 수 있으며, 안테나패턴의 대칭구조설계를 통해 방향성의 구분없이 안테나를 적용하여 사용할 수 있고 입력패턴의 입력 위치 및 방향에 따라 입력 및 그라운드를 다르게 처리할 수 있을 뿐만 아니라 2개 이상의 방사암을 형성시킬 수 있어 대역폭을 넓힐 수 있고 와이드밴드를 추구할 수 있으며 방사암을 그라운드로 사용할 수 있음은 물론 주파수 매칭회로와 주파수 튜닝회로의 역할을 다르게 변경하여 적용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 안테나로서의 안정된 동작특성발휘는 물론 어느 방향 및 위치에서든 방향성 없이 사용할 수 있으므로 설계시 편의성을 제공할 수 있고 제조시나 사용시에도 혼입이나 오삽입 등의 문제를 없앨 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나를 나타낸 메인PCB측 적용상태 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나를 나타낸 메인PCB측 적용상태 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나의 상하좌우 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나와 메인PCB와의 연결 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에서와 같이, 본 발명에 의한 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나(100)는 직사각체를 이루는 유전체(110)의 상면에 대칭구조의 구획된 제1패턴(T1) 및 제2패턴(T2)을 형성하며, 상기 유전체(110)의 하면으로는 사방 모서리부에 하나의 입력포트로 선택 사용할 다수의 입력패턴(P1,P3,P4,P6) 및 상기 입력패턴의 사이(P1과 P3과의 사이 및, P4와 P6과의 사이)에 기능패턴(P2,P5)을 대칭구조로 형성하며, 상기 유전체(110)의 좌우 측면으로는 각각 대칭구조의 제3패턴(A1,A2) 및 제4패턴(A3,A4)을 형성하되 제3패턴의 상측단은 상기 제1패턴측에 연결되고 하측단은 입력패턴측에 연결되게 형성하며 제4패턴의 상측단은 상기 제2패턴측에 연결되고 하측단은 입력패턴측에 연결되게 형성하는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 유전체(110)의 하면 길이방향 양측부에 대칭구조로 형성되는 다수의 입력패턴(P1,P3,P4,P6)은 메인PCB(1)에 탑재시 입력패턴 중의 어느 하나가 메인PCB(1)의 신호선에 연결되도록 구성되며, 상기 입력패턴의 P1부분과 P3부분과의 사이 및 입력패턴의 P4부분과 P6부분과의 사이에 형성되는 기능패턴(P2,P5)은 상기 메인PCB(1)의 신호선에 연결되는 어느 하나의 선택된 입력패턴의 위치에 따라 주파수 매칭을 위한 매칭회로 또는 주파수를 변경하기 위한 주파수튜닝회로로 작용하도록 구성되게 한다.

상기 유전체(110)의 좌측면에 형성되는 제3패턴(A1,A2)의 상측단은 제3패턴 을 형성하는 A1부분과 A2부분의 공용(共用)부분으로 상기 제1패턴(T1)측에 연결되게 하고, 상기 제3패턴(A1,A2)의 하측단은 대칭구조의 A1부분과 A2부분을 상기 입력패턴의 P3부분과 입력패턴의 P6부분에 각각 연결되도록 구성되게 한다.

상기 유전체(110)의 우측면에 형성되는 제4패턴(A3,A4)의 상측단은 상기 제4패턴을 형성하는 A3부분과 A4부분의 공용(共用)부분으로 상기 제2패턴(T2)측에 연결되게 하고, 상기 제4패턴(A3,A4)의 하측단은 대칭구조의 A3부분과 A4부분을 상기 입력패턴의 P1부분과 입력패턴의 P4부분에 각각 연결되도록 구성되게 한다.

한편, 상술한 바와 같은 대칭구조설계에 의한 본 발명의 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나(100)의 적용이 용이하도록 도 4에서와 같은 안테나 연결 구조를 갖는 메인PCB(1)를 구비함이 바람직하다 할 것이다.

여기서, 첨부된 도 4에서는 본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 안테나패턴을 대각선 방향에서 대칭구조로 설계함에 의해 메인PCB(1)측에 연결될 시 다수의 입력패턴 중에서 어느 하나가 메인PCB(1)의 신호선에 선택적으로 연결되어 방향성의 구분없이 적용할 수 있는 것을 보여주는 것으로서, 메인PCB(1)의 연결 구조에 관계없이 칩 안테나(100)를 어느 방향 및 위치에서든 연결할 수 있음을 보여주고 있으며, 도 4(a)는 다수의 입력패턴 중에서 P4가 입력으로 사용되는 경우이고, 도 4(b)는 다수의 입력패턴 중에서 P1이 입력으로 사용되는 경우이고, 도 4(c)는 다수의 입력패턴 중에서 P6이 입력으로 사용되는 경우이고, 도 4(d)는 다수의 입력패턴 중에서 P3이 입력으로 사용되는 경우를 보여준다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나(100)의 실시예 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1)

본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P1부분을 입력으로 사용하며, 입력패턴의 P2부분과 P3부분 및 P5부분을 그라운드에 연결되게 한다.

이때, 입력패턴의 P1부분에 연결되는 제4패턴의 A4부분과 제1패턴의 T2부분은 각각 방사암을 형성하여 방사를 담당하게 함으로써 대역폭을 기존보다 넓게 형성시킬 수 있도록 작용되게 하고, 제1패턴의 T1부분은 그라운드로서 기능하게 하여 방사성능의 향상을 가져오게 한다.

(실시예 2)

본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P3부분을 입력으로 사용하며, 입력패턴의 P1부분과 P2부분 및 P5부분을 그라운드에 연결되게 한다.

이때, 입력패턴의 P3부분에 연결되는 제4패턴의 A2부분과 제1패턴의 T1부분은 각각 방사암을 형성하여 방사를 담당하게 함으로써 대역폭의 향상을 가져오게 하고, 제1패턴의 T2부분은 그라운드로서 기능하게 하여 방사성능의 향상을 가져오게 한다.

여기서, 본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P1부분 또는 P3부분이 입력으로 사용되는 경우, 기능패턴의 P2부분은 매칭회로로 작용되게 하고 기능패턴의 P5부분은 주파수를 변경할 수 있는 주파수튜닝회로로 작용되게 한다.

(실시예 3)

본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P4부분을 입력으로 사용하며, 입력패턴의 P2부분과 P5부분 및 P6부분을 그라운드에 연결되게 한다.

이때, 입력패턴의 P4부분에 연결되는 제4패턴의 A3부분과 제1패턴의 T2부분은 각각 방사암을 형성하여 방사를 담당하게 함으로써 대역폭의 향상을 가져오게 하고, 제1패턴의 T2부분은 그라운드로서 기능하게 하여 방사성능의 향상을 가져오게 한다.

(실시예 4)

본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P6부분을 입력으로 사용하며, 입력패턴의 P2부분과 P5부분 및 P6부분을 그라운드에 연결되게 한다.

이때, 입력패턴의 P6부분에 연결되는 제4패턴의 A1부분과 제1패턴의 T1부분은 각각 방사암을 형성하여 방사를 담당하게 함으로써 대역폭의 향상을 가져오게 하고, 제1패턴의 T2부분은 그라운드로서 기능하게 하여 방사성능의 향상을 가져오게 한다.

여기서, 본 발명에 의한 칩 안테나(100)의 입력패턴 중에서 P4부분 또는 P6부분이 입력으로 사용되는 경우, 기능패턴의 P5부분은 매칭회로로 작용되게 하고 기능패턴의 P2부분은 주파수를 변경할 수 있는 주파수튜닝회로로 작용되게 한다.

또한, 본 발명은 안테나로서 기능하기 위한 안테나패턴을 대칭구조로 설계함에 의해 입력패턴의 어느 쪽을 입력포트로 사용하더라도 안테나의 길이가 같게 되므로 비슷한 공진주파수를 갖게 되며, 이에 따라 어느 위치 및 방향의 입력포트가 사용되더라도 안테나로서의 동일한 동작특성을 발휘하게 된다.

특히, 본 발명은 방향성의 구분없이 메인PCB(1)측에 안테나를 적용하여 사용 할 수 있고 메인PCB(1)측의 신호선에 연결되어 입력포트가 되는 입력패턴의 입력 위치 및 방향에 따라 입력 및 그라운드를 다르게 처리할 수 있으며, 입력패턴에 의한 입력 위치 및 방향에 따라 2개 이상의 방사암을 형성시킬 수 있어 대역폭을 넓힐 수 있고 와이드밴드를 추구할 수 있을 뿐만 아니라 입력 위치 및 방향에 따라 방사암을 그라운드로 사용할 수 있으며 입력 위치 및 방향에 따라 주파수 매칭회로와 주파수 튜닝회로의 역할을 다르게 변경하여 적용할 수 있는 유용함을 제공한다.

한편, 도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나(100)의 일 실시예에 따른 리턴로스 특성 및 방사패턴 특성을 나타낸 도면으로서, 다수의 입력패턴 중에서 P1부분 또는 P6부분이 입력으로 사용되었을 시 특성을 나타낸 것이다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나(100)의 다른 실시예에 따른 리턴로스 특성 및 방사패턴 특성을 나타낸 도면으로서, 다수의 입력패턴 중에서 P3부분 또는 P4부분이 입력으로 사용되었을 시 특성을 나타낸 것이다.

여기서, 도 5 및 도 7에서의 리턴로스 특성은 상용화된 프로그램인 HFSS를 이용하여 계산된 것으로서 2개 이상의 방사암이 형성되므로 대역폭이 넓게 형성되는 특성을 보여주고 있으며, 도 6 및 도 8에서의 방사패턴 특성은 안테나의 방사성능이 양호함을 보여주고 있다.

도 1은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나를 나타낸 메인PCB측 적용상태 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나를 나타낸 메인PCB측 적용상태 저면 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나의 상하좌우 구조를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나와 메인PCB와의 연결 구조를 나타낸 도면.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나의 일 실시예에 따른 리턴로스 특성 및 방사패턴 특성을 나타낸 도면.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나의 다른 실시예에 따른 리턴로스 특성 및 방사패턴 특성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 본 발명의 안테나 110 : 유전체

T1 : 제1패턴 T2 : 제2패턴

P1,P3,P4,P6 : 입력패턴 P2,P5 : 기능패턴

A1,A2 : 제3패턴 A3,A4 : 제4패턴

Claims (5)

1. 방향성의 구분없이 사용하기 위한 이동통신단말기용 방향성 제로형 칩 안테나를 구성함에 있어서,

   직사각체를 이루는 유전체(110)의 상면에 대칭구조의 구획된 제1패턴(T1) 및 제2패턴(T2)을 형성하며;

   상기 유전체(110)의 하면으로는 사방 모서리부에 하나의 입력포트로 선택 사용할 다수의 입력패턴(P1,P3,P4,P6) 및 상기 입력패턴의 사이(P1과 P3과의 사이 및, P4와 P6과의 사이)에 주파수 매칭을 위한 매칭회로 또는 주파수를 변경하기 위한 주파수튜닝회로로 사용할 수 있도록 기능패턴(P2,P5)을 대칭구조로 형성하며;

   상기 유전체(110)의 좌우 측면으로는 각각 대칭구조의 제3패턴(A1,A2) 및 제4패턴(A3,A4)을 형성하되, 상기 제3패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제1패턴(T1)측에 연결시킴과 아울러 상기 제3패턴 하측단의 A1부분과 A2부분을 상기 입력패턴의 P3부분과 입력패턴의 P6부분에 각각 연결시키고, 상기 제4패턴의 공용부분인 상측단을 상기 제2패턴(T2)측에 연결시킴과 아울러 상기 제4패턴 하측단의 A3부분과 A4부분을 입력패턴의 P1부분과 입력패턴의 P4부분에 각각 연결시키는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력패턴 중에서 P1부분을 입력으로 사용하며,

   상기 입력패턴의 P2부분과 P3부분 및 P5부분을 그라운드에 연결되게 하며,

   상기 입력패턴의 P1부분에 연결되는 제4패턴의 A4부분과 제1패턴의 T2부분은 각각 방사암을 형성하게 하고 제1패턴의 T1부분은 그라운드로 기능하게 하며,

   상기 기능패턴의 P2부분은 주파수 매칭회로로 사용되고 P5부분은 주파수튜닝회로로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력패턴 중에서 P3부분을 입력으로 사용하며,

   상기 입력패턴의 P1부분과 P2부분 및 P5부분을 그라운드에 연결되게 하며,

   상기 입력패턴의 P3부분에 연결되는 제4패턴의 A2부분과 제1패턴의 T1부분은 각각 방사암을 형성하게 하고 제1패턴의 T2부분은 그라운드로 기능하게 하며,

   상기 기능패턴의 P2부분은 주파수 매칭회로로 사용되고 P5부분은 주파수튜닝회로로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력패턴 중에서 P4부분을 입력으로 사용하며,

   상기 입력패턴의 P2부분과 P5부분 및 P6부분을 그라운드에 연결되게 하며,

   상기 입력패턴의 P4부분에 연결되는 제4패턴의 A3부분과 제1패턴의 T2부분은 각각 방사암을 형성하게 하고 제1패턴의 T2부분은 그라운드로 기능하게 하며,

   상기 기능패턴의 P5부분은 주파수 매칭회로로 사용되고 P2부분은 주파수튜닝회로로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 입력패턴 중에서 P6부분을 입력으로 사용하며,

   상기 입력패턴의 P2부분과 P5부분 및 P6부분을 그라운드에 연결되게 하며,

   상기 입력패턴의 P6부분에 연결되는 제4패턴의 A1부분과 제1패턴의 T1부분은 각각 방사암을 형성하게 하고 제1패턴의 T2부분은 그라운드로 기능하게 하며,

   상기 기능패턴의 P5부분은 주파수 매칭회로로 사용되고 P2부분은 주파수튜닝회로로 사용되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 방향성 제로형 멀티입력 칩 안테나.

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