KR101027088B1 - 표면실장형 안테나 및 안테나 장치 - Google Patents

표면실장형 안테나 및 안테나 장치 Download PDF

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Abstract

안테나의 공진주파수 특성을 용이하게 안정적으로 얻을 수 있고, 또한, 소형이고 저렴한 표면실장형 안테나 및 안테나 장치를 제공한다.
직육면체 형상의 기체(11)의 일측면의 일단측에 급전단자(12)가 설치되고, 급전단자에 일단이 접속된 방사전극(13, 14, 15, 16, 17. 18)이, 상기 일측면의 일단측으로부터 상기 기체의 일주면의 일단측을 거친 후, 상기 일주면의 타단측 또는 상기 일측면의 타단측 또는 타주면의 타단측 중 어느 한 쪽으로 돌아서, 상기 타단측으로부터 각각의 일단측으로 기체(11)의 가장자리에 평행하게 연장되어 타단을 개방단으로하여 배치된 표면실장형 안테나(10)를, 표면에 급전전극(12)과 그 근방에 직선 형상(24)을 가져 배치된 접지도체층(23)과 형성된 실장기판(20)에, 기체(11)의 가장자리를 접지도체층(23)의 변(24)과 평행하게 대향시켜 실장한 안테나 장치(25)이다.

Description

표면실장형 안테나 및 안테나 장치{SURFACE MOUNT ANTENA AND ANTENA EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 일 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도;
도 2는 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 다른 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 3은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 다른 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 4는 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 다른 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 5는 본 발명의 제 2표면실장형 안테나에 있어서 기체(基體)의 실시예를 도시하는 사시도로서, (a), (b), (c)는 관통구멍을 가지는 실시예, (d), (e)는 홈을 가지는 실시예를 나타내는 사시도;
도 6은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나의 일 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 7은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 8은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 9는 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도;
도 10은 종래의 표면실장형 안테나 및 그것을 이용한 안테나 장치의 예를 나타내는 사시도; 및
도 11은 방사전극 종단부의 트리밍 단위길이에 대한 공진주파수의 변화량을 설명하는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10,30,50,70: 표면실장형 안테나
11,31,51,71,110,112,114,116,118: 기체
12,32,52,72: 급전단자
13,14,15,16,17,18: 방사전극
33,34,35,36,37,38: 방사전극
53,54,55,56,57,58,59: 방사전극
73,74,75,76,77,78: 방사전극
19,39,60,79: 방사전극 종단부
20,40,61,80: 실장기판
22,42,63,82: 급전전극
121,122,123: 표면실장용 보조전극
124,125,126: 표면실장용 보조단자
23,43,64,83: 접지도체층
24,44,65,84: 직선형상의 변
a: 일측면
b: 일주면(一主面)
c: 타측면
d: 타주면
e: 타단면
f: 일단면
25,45,66,85: 안테나 장치
111,113,115: 관통구멍
117,119: 홈
본 발명은, 휴대전화 등의 이동통신장치에 사용되는 소형 안테나인 표면실장 형 안테나 및 안테나 장치에 관한 것이다.
최근의 휴대전화 등의 이동통신장치에 있어서는, 소형화, 경량화, 및 고기능화가 급속히 진행되고 있고, 그 구성부품 중 하나인 안테나에 있어서도 표면실장형 안테나 등에 의해 소형화 및 고성능화가 강하게 요구되고 있다.
종래의 표면실장형 안테나 및 그것을 이용한 안테나 장치에 대해서, 도 10의 사시도를 이용하여 설명한다.
도 10에 있어서, 참조부호 200은 표면실장형 안테나이고, 이것이 실장기판(210)에 실장되어 안테나 장치(220)를 구성하고 있다. 도 10에 도시된 표면실장형 안테나(200)에 있어서, 참조부호 201은 직육면체의 기체, 참조부호 202는 급전단자, 참조부호 206은 표면실장용 보조단자, 참조부호 203, 204, 205는 각각의 도체가 연결되어 이루어진 방사전극이다. 또한, 실장기판(210)에 있어서, 참조부호 211은 기판, 참조부호 207은 급전전극, 참조부호 208은 표면실장용 보조전극, 참조부호 209는 접지도체층이다.
종래의 표면실장형 안테나(200)에 있어서는, 기체(201)의 측면에 급전단자(202)가 형성되고 긴 도체 패턴으로서 돌려진 방사전극(203, 204, 205)은 측면의 급전단자(202)로부터 상방으로 이어지고, 기체(201)의 상면에 있어서 평면으로 보아 ㄷ자 형상으로 배치되어, 기체의 단변부(短邊部)(도 10의 기체 상면우측)를 따라 방사전극(205)의 개방단부가 형성되어 있다.
또한, 원하는 공진주파수로 조정할 목적으로 기체의 단변부(도 10의 기체 상면우측)를 따라 형성되는 방사전극의 개방단부(205)를 절단하여 방사전극의 길이를 짧게 함으로써, 공진주파수를 높이는 것이 가능하다.
또한, 이 방사전극(203, 204, 205)의 급전단자(202)에 접속되는 실장기판(210)의 급전전극(207)에는 표면실장형 안테나의 방사전극(203, 204, 205)과 급전전극(207)을 임피던스 정합시키기 위한 목적으로 정합회로(도시 안됨)가 설치된다.
한편, 실장기판(210)에 있어서는, 기판(211)의 표면에 급전전극(207), 표면실장용 보조전극(208), 및 이 표면실장용 보조전극(208)에 접속되어 그 한 쪽에 배치된 접지도체층(209)이 형성되어 있다.
그리고, 표면실장형 안테나(200)가 급전단자(202)를 급전전극(207)에, 표면실장용 보조단자(206)를 표면실장용 보조전극(208)에 접속하여 실장기판(210)의 표면에 실장됨으로써, 안테나 장치(220)가 구성된다.
이에 대해서는 일본특허 공개 제2002-158529호 공보에 상세히 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 표면실장형 안테나(200)에서는, 방사전극(203, 204, 205)에 있어서 원하는 공진주파수로 조정할 목적으로 표면실장형 안테나(200)의 기판 단변부(도 10의 기체 상면우측)를 따라 형성되는 방사전극의 개방단부(205)를 절단하여 방사전극의 길이를 짧게 함으로써 공진주파수를 높이는 것이 가능하지만, 이 경우 절단 길이에 대한 공진주파수 변화량이 크고 조정작업이 곤란하기 때문에, 원하는 설계대로의 안테나 특성을 안정적으로 얻기가 곤란하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이고, 그 목적은, 양호한 안테나 특성을 용이하게 안정적으로 얻을 수 있고, 방사효율이 높고, 또한, 소형이고 저렴한 표면실장형 안테나 및 안테나 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1표면실장형 안테나는, 직육면체형의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체와, 상기 기체의 표면에 설치된 급전단자와, 상기 기체의 표면에 설치된 방사전극을 구비하고, 상기 급전단자가, 상기 기체의 제1면의 일단측의 영역에 설치되고, 상기 방사전극이, 상기 급전단자에 일단이 접속되고, 상기 제1면의 상기 일단측의 영역으로부터 상기 제1면과 접속하여 상기 제1면에 수직인 상기 기체의 제2면의 상기 일단측의 영역을 통과한 후, 제1 굴곡부에 있어서 상기 타단측을 향하여 굴곡하고, 상기 제2면의 상기 타단측의 영역 또는 상기 제1면의 상기 타단측의 영역 또는 상기 제1면과 대향하는 상기 기체의 제3면의 상기 타단측의 영역 중 어느 한 쪽으로 돌아, 제2 굴곡부에 있어서 상기 일단측을 향해 굴곡되고, 상기 기체의 가장자리에 평행하게 연장되어 타단을 개방단으로 하여 배치되어 있고, 상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부가 각각 다른 면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2표면실장형 안테나는, 상기 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 있어서, 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체에, 상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐, 또는, 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일주면으로부터 상기 타주면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 형성하거나, 또는, 상기 타주면에 상기 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐 관통하는 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 3표면실장형 안테나는, 상기 본 발명의 제 1 또는 제 2표면실장형 안테나의 구성에 있어서, 각각 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체의 타주면에 표면실장용 보조단자를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 표면실장형 안테나는, 상기 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 있어서, 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체는, 직육면체의 가장자리 또는 모서리에 곡면 또는 평면 형상의 모따기부를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 표면실장형 안테나는, 상기 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 있어서, 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체가 유전체로 이루어지고, 그 비유전율(εr)이 3이상 30이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 표면실장형 안테나는, 상기 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 있어서, 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체가 자성체로 이루어지고, 그 비투자율(μr)이 1이상 8이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 안테나 장치는, 표면에 급전전극과 그 급전전극의 근방에 직선형상의 변을 가지도록 배치된 접지도체층이 형성된 실장기판에, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 표면실장형 안테나를, 상기 기체의 상기 타주면을 상기 실장기판의 상기 표면측으로 하고, 또한, 상기 기체의 상기 가장자리를 상기 접지도체층의 상기 변과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 상기 급전단자를 상기 급전전극에 접속한 것을 특징으로 하는 것이다.
이하, 본 발명의 표면실장형 안테나 및 안테나 장치의 실시예에 대해, 도면 을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 일 실시예 및 그것을 실장기판의 표면에 실장하여 이루어진 본 발명의 안테나 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1에 있어서, 참조부호 10은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나이고, 참조부호 11은 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체이다. 참조부호 a는 기체(11)의 일측면, 참조부호 b는 기체(11)의 일주면, 참조부호 c는 기체(11)의 타측면, 참조부호 d는 기체(11)의 타주면을 나타낸다. 참조부호 12는 기체(11)의 일측면(a)의 일단측에 설치된 급전단자이고, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)은 일단이 급전단자(12)에 접속되고, 일측면(a)의 일단측으로부터 일주면(b)의 일단측을 거친 후, 다시 타측면(c)의 일단측으로 연장되고 그 일단측의 도중에서 굴곡하여 타측면(c)의 타단측으로 연장한 후, 또 굴곡하여 일주면(b)의 타단측으로 연장하고 굴곡하여 일주면(b)의 타단측으로 돌려지고, 또한, 일주면(b)의 타단으로부터 일주면(b)의 일단으로 기체(11)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 타단이 개방단으로서 배치되어 있다. 참조부호 19는 방사전극 종단부이고, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)이 일주면(b)의 타단측으로 돌려진 후의, 일주면(b)의 타단측으로부터 개방단까지의 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 종단부분이다.
또한, 참조부호 20은 실장기판이고, 참조부호 21은 기판, 참조부호 22는 기판(21)의 표면에 형성된 급전전극, 참조부호 23은 접지도체층이고, 참조부호 24는 급전전극(22)의 근방에 설치된 접지도체층(23)의 직선형상의 변을 나타내고 있다. 그리고, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10)는, 기체(11)의 타주면(d)을 실장기판(20)의 표면측의 접지도체층(23)이 없는 부분에, 기체(11)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과 평행하게 대향시켜 실장되어 있음과 아울러, 급전단자(12)가 급전전극(22)에 접속되어, 본 발명의 안테나 장치(25)가 구성된다.
또한, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 급전단자(12)에 접속되는 실장기판(20)의 급전전극(22)에는 표면실장형 안테나의 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)과 급전전극(22)을 임피던스 정합시키기 위한 목적으로 정합회로(도시 안됨)가 설치되어 있다.
여기서, 기체(11)는 직육면체 형상으로 되어 있고, 실장기판(20)으로의 실장성을 고려하여 기체(11)의 타주면(d)의 주요부가 평탄한 면을 가지고 있고, 실장기판(20)의 평탄면과 대향하여 접촉함으로써 안정적인 실장성을 얻을 수 있다. 또한, 직육면체의 모서리나 가장자리에는 곡면이나 평면형상의 모따기부를 형성해도 좋다. 이렇게 함으로써 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체(11)의 균열이나 치핑(chipping)을 방지할 수 있는 동시에, 기체의 기계적 응력을 완화시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 각 접속부로 되는 기체(11)의 능선부에서의 단선의 가능성을 경감할 수 있다.
본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10)에 있어서는, 급전전극(22)으로부터 공급된 고주파신호가 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)으로 전달되고, 방사전극은 λ/4공진기로서 거동하고, 공급된 고주파신호에 따라 안테나로서 동작하는 것이 가능해진다. 또한, 급전전극(22)에는 임피던스 정합시키기 위한 정합회로(도시 안됨)를 적절히 구성함으로써 효율적인 안테나로서 동작시키는 것이 가능해진다. 또한, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 공진주파수는 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 접속부인 급전단자(12)로부터 개방단까지의 전기(電氣)길이를 변화시킴으로써 임의로 가변시킬 수 있고, 예를 들면, 방사전극 종단부(19)를 짧게 함으로써, 공진주파수를 높일 수 있다. 또한, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)의 선폭을 가늘게 해도 동일한 효과가 얻어진다.
여기서, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)은 급전단자(12)로부터 기체(11)의 일측면(a)의 일단측을 거쳐 일주면(b)의 일단측에 연장하고, 또한, 타측면(c)의 일단측으로 연장하고 그 일단측의 도중에서 굴곡하여 타측면(c)의 타단측으로 연장한 후, 또 굴곡하여 일주면(b)의 타단측으로 연장하고 또 굴곡하여 일주면(b)의 일단측으로 돌아서 방사전극 종단부(19)가 기체(11)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 개방단으로서 배치되어 있고, 그리고, 이 기체(11)는 타주면(d)을 실장기판(20)의 표면측으로 하고, 또한, 기체(11)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과 평행하게 대향시켜 실장되어 있다. 즉, 방사전극 종단부(19)가 기체(11)의 장변방향의 가장자리와 평행하게 배치되어 있고, 이 기체(11)의 장변방향의 가장자리가 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과 평행하게 대향하도록 실장되어 있음으로써, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)은 평행하게 배치된다. 여기서, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)이 평행하게 배치되어 있는 것이 중요하다.
또한, 이렇게 실장된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10) 및 안테나 장치(25)에 의하면, 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)과 접지도체층(23)이 근접하여 배치되어 있기 때문에 방사전극(13, 14, 15, 16, 17, 18)과 접지도체층(23) 사이에 부유용량이 형성되고, 이 부유용량은 안테나의 공진주파수를 낮추는 영향이 있기 때문에, 이 부유용량의 변화를 줄이는 것은, 안테나 특성을 안정시키기 때문에 중요하다.
여기서, 방사전극 종단부(19)가 기체(11)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 개방단으로서 배치되어 있고, 기체(11)의 타주면을 실장기판(20)의 표면측으로 하고, 또한, 기체(11)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과 평행하게 대향시켜 실장함으로써, 방사전극 종단부(19)는 접지도체층(23)에 가깝게 배치되고, 그로 인해 형성되는 부유용량에 대해 지배적으로 되지만, 방사전극 종단부(19)는 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과 평행하게 배치되어 있기 때문에, 방사전극 종단부(19)의 길이를 변화시켜도 접지도체층(23)과의 거리의 변화를 적게 억제할 수 있기 때문에, 접지도체층(23)과 방사전극 종단부(19) 사이에 형성되는 부유용량의 변화에 따른 공진주파수의 변화를 줄일 수 있다. 이로 인해, 안테나 특성으로서 중요한 공진주파수의 미세조정에 있어서, 방사전극 종단부(19)의 길이를 조정하는 경우, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23) 사이의 부유용량의 영향을 줄이면서, 방사전극의 전기길이를 변화시키는 것에 의한 공진주파수의 변화를 주로 이용할 수 있고, 부유용량의 영향이 적어지는 만큼, 단위길이당 공진주파수의 변화량을 작게 하는 것이 가능해진다.
그리고, 이러한 구성의 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10)는, 기체(11)의 가장자리와 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)과의 거리를, 예를 들면, 0.5mm 내지 3mm 정도의 거리를 두어 실장되고, 급전단자(12)와 급전전극(22)이 접속됨으로써, 주파수 대역이, 예를 들면, 1 내지 10GHz 정도의 본 발명의 안테나 장치(25)로서 동작하게 된다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같은 종래의 안테나 장치(220)의 경우, 방사전극(205)은 기체(203)의 단변방향으로 방사전극 종단부를 가지도록 배치되어 있고, 실장기판(210)의 접지도체층(209)과 수직으로 대향하기 때문에, 방사전극(205)의 방사전극 종단부를 짧게 하면 접지도체층(209)과 방사전극(205)의 거리도 동시에 커져버려, 접지도체층(209)과 방사전극(205) 사이에 형성되는 부유용량의 변화가 커진다. 이로 인해 안테나 특성으로서 중요한 공진주파수의 미세조정에 있어서, 방사전극 종단부의 길이를 조정하는 경우, 방사전극의 전기길이를 변화시키는 것에 의한 공진주파수의 변화와, 접지도체층(209)과 방사전극(205) 사이에 형성되는 부유용량의 변화에 따른 공진주파수의 변화의 영향에 의해, 방사전극의 단위길이당 공진주파수 변화량이 커지고, 안테나 특성으로서 중요한 공진주파수의 미세조정이 곤란해진다.
즉, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10) 및 안테나 장치(25)에 있어서는, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23)의 직선형상의 변(24)이 평행한 위치관계에 있음으로써, 안테나의 공진주파수를 조정하기 위해 방사전극 종단부(19)의 길이를 조정해도, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23) 사이의 거리의 변화를 줄일 수 있기 때문에, 방사전극 종단부(19)와 접지도체층(23) 사이에 형성되는 부유용량의 변화도 적게 억제할 수 있다. 그 결과, 방사전극 종단부(19)의 길이를 변화시켰을 때의 길이의 변화량에 대한 안테나의 공진주파수의 변화량이 적어져, 다시 말하면, 방사전극 종단부(19)의 길이조정에 대한 안테나의 공진주파수의 변화의 감도가 낮아지기 때문에, 방사전극 종단부(19)의 길이의 조정범위에 여유를 둘 수 있게 되어, 안테나의 공진주파수의 조정을 용이하게 행할 수 있게 된다. 이러한 결과는, 실험을 실시하여 이 효과를 확인한 것이며, 후술하는 실시예에서 상세하게 설명한다.
도 2, 도 3, 및 도 4는 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 다른 실시예이다.
도 2에 있어서, 참조부호 30은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나이고, 참조부호 31은 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체이다. 참조부호 a는 기체(31)의 일측면, 참조부호 b는 기체(31)의 일주면, 참조부호 c는 기체(31)의 타측면, 참조부호 d는 기체(31)의 타주면을 나타낸다. 참조부호 32는 기체(31)의 일측면(a)의 일단측에 설치된 급전단자이고, 방사전극(33, 34, 35, 36, 37, 38)은 일단이 급전단자(32)에 접속되고, 일측면(a)의 일단측으로부터 일주면(b)의 일단측을 거친 후, 다시 타측면(c)의 일단측으로 연장하고 그 일단측의 도중에서 굴곡하여 타측면(c)의 타단측으로 연장한 후, 굴곡하여 다시 일주면(b)의 타단측으로 돌아서, 일주면(b)의 타단측의 도중으로부터 굴곡하여 일주면의 타단측으로부터 일주 면(b)의 일단측으로 기체(31)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 타단이 개방단으로서 배치되어 있다. 참조부호 39는 방사전극 종단부로서, 방사전극(33, 34, 35, 36, 37, 38)이 일주면(b)의 타단측으로 돌려진 후의, 일주면의 타단측으로부터 개방단까지의 방사전극(33, 34, 35, 36, 37, 38)의 종단부분이다.
또한, 참조부호 40은 실장기판이고, 참조부호 41은 기판, 참조부호 42는 기판(41)의 표면에 형성된 급전전극, 참조부호 43은 접지도체층이고, 참조부호 44는 급전전극(42)의 근방에 설치된 접지도체층(43)의 직선형상의 변을 나타내고 있다. 기체(31)의 타주면(d)을 실장기판(40)의 표면측의 접지도체층이 없는 부분에, 기판(31)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(43)의 직선형상의 변(44)과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 급전단자(32)를 급전전극(42)에 접속함으로써, 본 발명의 안테나 장치(45)가 구성된다.
즉, 방사전극 종단부(39)가 기체(31)의 장변방향의 가장자리와 평행하게 배치되어 있고, 그 기체(31)의 장변방향의 가장자리가 접지도체층(43)의 직선형상의 변(44)과 평행하게 대향하도록 실장되어 있음으로써, 방사전극 종단부(39)와 접지도체층(43)의 직선형상의 변(44)은 평행하게 배치된다.
또한, 도 2에 도시된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(30)는, 도 1에 도시된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10)에 대해, 방사전극 종단부(39)가 일주면(b)의 중심 부근에 배치되어 있는 것에 상당한다.
그리고, 이러한 구성의 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(30)는, 기체(31)의 가장자리와 접지도체층(43)의 직선형상의 변(44)과의 거리를, 예를 들면, 0.5mm 내 지 3mm 정도의 거리를 두어 실장되고, 급전단자(42)와 급전전극(32)이 접속됨으로써, 주파수 대역이, 예를 들면, 1 내지 10GHz 정도의 본 발명의 안테나 장치(45)로서 동작하게 된다.
다음으로, 도 3에 있어서, 참조부호 50은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나이고, 참조부호 51은 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체이다. 참조부호 a는 기체(51)의 일측면, 참조부호 b는 기체(51)의 일주면, 참조부호 c는 기체(51)의 타측면, 참조부호 d는 기체(51)의 타주면을 나타낸다. 참조부호 52는 기체(51)의 일측면(a)의 일단측에 설치된 급전단자이고, 방사전극(53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)은 일단이 급전단자(52)에 접속되고, 일측면(a)의 일단측으로부터 일주면(b)의 일단측을 거친 후, 다시 타측면(c)의 일단측으로 연장하고, 그 일단측의 도중에서 굴곡하여 타측면(c)의 타단측으로 연장한 후, 굴곡하여 다시 일주면(b)의 타단측으로 연장하고, 일주면(b)의 타단측으로부터 일측면(a)의 타단측으로 돌아서, 일측면(a)의 타단측의 적당한 위치에서 굴곡하여 일측면(a)의 타단측으로부터 일측면(a)의 일단측으로 기체(51)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 타단을 개방단으로서 배치되어 있다. 참조부호 60은 방사전극 종단부이고, 방사전극(53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)이 일측면(a)의 타단측으로 돌려진 후의, 일측면(a)의 타단측으로부터 개방단까지의 방사전극(53, 54, 55, 56, 57, 58, 59)의 종단부분이다.
또한, 참조부호 61은 실장기판이고, 참조부호 62는 기판, 참조부호 63은 기판(62)의 표면에 형성된 급전전극, 참조부호 64는 접지도체층이고, 참조부호 65는 급전전극(63)의 근방에 설치된 접지도체층(64)의 직선형상의 변을 나타내고 있다. 기체(51)의 타주면(d)을 실장기판(61)의 표면측의 접지도체층(64)이 없는 부분에, 기체(51)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(64)의 직선형상의 변(65)에 접속함으로써, 본 발명의 안테나 장치(66)가 구성된다.
즉, 방사전극 종단부(60)가 기체(51)의 장변방향의 가장자리와 평행하게 배치되어 있고, 그 기체(51)의 장변방향의 가장자리가 접지도체층(64)의 직선형상의 변(65)과 평행하게 대향하도록 실장되어 있음으로써, 방사전극 종단부(60)와 접지도체층(64)의 직선형상의 변(65)은 평행하게 배치되어 있다.
또한, 도 3에 도시된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(50)는, 도 1에 도시된 본 발명의 표면실장형 안테나(10)에 대해, 방사전극(54, 55, 56, 57, 58, 59)이 일주면(b)의 일단측으로부터 일측면(a)의 타단측으로 돌아서, 방사전극 종단부(60)가 일측면(a)에 배치되어 있는 것에 상당한다.
그리고, 이러한 구성의 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(50)는, 기체(51)의 가장자리와 접지도체층(64)의 직선형상의 변(65)과의 거리를, 예를 들면, 0.5mm 내지 3mm 정도의 거리를 두어 실장되고, 급전단자(63)와 급전전극(52)이 접속됨으로써, 주파수 대역이, 예를 들면, 1내지 10GHz 정도의 본 발명의 안테나 장치(66)로서 동작하게 된다.
다음으로, 도 4에 있어서, 참조부호 70은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나이고, 참조부호 71은 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체이다. 참조부호 a는 기체(71)의 일측면, 참조부호 b는 기체(71)의 일주면, 참조부호 c는 기체(71)의 타측면, 참조부호 d는 기체(71)의 타주면, 참조부호 e는 기체(71)의 타단면을 나타낸다. 참조부호 72는 기체(71)의 일측면(a)의 일단측에 설치된 급전단자이고, 방사전극(73, 74, 75, 76, 77, 78)은 일단이 급전단자(72)에 접속되고, 일측면(a)의 일단측으로부터 일주면(b)의 일단측을 거친 후, 다시 타측면(c)의 일단측으로 연장하고, 그 일단측의 도중에서 굴곡하여 타측면(c)의 타단측으로 연장한 후, 다시 타단면(e)을 일측면(a)을 향해 연장하고, 그 도중에서 타주면(d)의 타단측으로부터 타주면(d)의 일단측으로 기체(71)의 장변방향의 가장자리에 평행하게 연장하여 타단을 개방단으로서 배치하고 있다. 참조부호 79는 방사전극 종단부로서, 방사전극(73, 74, 75, 76, 77, 78)이 타주면(d)의 타단측으로 돌려진 후의, 타주면(d)의 타단측으로부터 개방단까지의 방사전극(73, 74, 75, 76, 77, 78)의 종단부분이다.
또한, 참조부호 80은 실장기판이고, 참조부호 81은 기판, 참조부호 82는 기판(81)의 표면에 형성된 급전전극, 참조부호 83은 접지도체층이고, 참조부호 84는 급전전극(82)의 근방에 설치된 접지도체층(83)의 직선형상의 변을 나타내고 있다. 기체(71)의 타주면(d)을 실장기판(80)의 표면측의 접지도체층(83)이 없는 부분에, 기체(71)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(83)의 직선형상의 변(84)과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 급전단자(72)를 급전전극(82)에 접속함으로써, 본 발명의 안테나 장치(85)가 구성된다.
즉, 도 4에 도시된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(70)는, 도 1에 도시된 본 발명의 표면실장형 안테나(10)에 대해, 방사전극(73, 74, 75, 76, 77, 78)이 일 주면(b)의 일단측으로부터 타주면(d)의 타단측에 돌아서, 방사전극 종단부(79)가 타주면(d)에 배치되어 있는 것에 상당한다.
그리고, 이러한 구성의 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(70)는, 기체(71)의 가장자리와 접지도체층(83)의 직선형상의 변(84)과의 거리를, 예를 들면, 0.5mm 내지 3mm 정도의 거리를 두어 실장되고, 급전단자(82)와 급전전극(72)이 접속됨으로써, 주파수 대역이, 예를 들면, 1 내지 10GHz 정도의 본 발명의 안테나 장치(85)로서 동작하게 된다.
도 2, 도 3, 및 도 4에 도시된 표면실장형 안테나의 실시예는, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 다른 실시예를 나타낸 것이고, 방사전극은, 상기 실시예 외에, 일주면(b)의 일단측으로부터 일주면(b), 일측면(a), 타측면(c), 타주면(d), 타단면(e) 중 어느 하나 또는 이들을 조합하여 하나의 도체가 되도록 돌려질 수 있다. 이렇게 돌려짐으로써, 안테나의 원하는 공진주파수에 대해 필요한 방사전극의 길이를 확보할 수 있다.
또한, 어떠한 실시예에 있어서도, 방사전극 종단부는 기체의 장변방향의 가장자리와 평행하게 배치되고, 그 결과, 접지도체층의 직선형상의 변과 평행하게 대향시켜 배치하는 것이 중요하다. 이렇게 함으로써, 상기 설명과 같이, 방사전극 종단부의 길이를 조정하는 것에 의해 안테나의 공진주파수의 조정을 용이하게 행할 수 있게 된다. 또한, 그 목적인 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경을 가해도 무방하다.
도 5는 본 발명의 제 2표면실장형 안테나의 기체의 형상의 예를 나타내는 사 시도이고, 도 5의 (a)의 참조부호 110은 기체, 참조부호 111은 기체(110)의 일단면(f)으로부터 타단면(e)의 양단면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 나타낸다. 또한, 도 5의 (b)의 참조부호 112는 기체, 참조부호 113은 기체(112)의 일측면(a)으로부터 타측면(c)의 양측면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 나타낸다. 또한, 도 5의 (c)의 참조부호 114는 기체, 참조부호 115는 기체(114)의 일주면(b)으로부터 타주면(d)의 양주면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 나타낸다. 또한, 도 5의 (d)의 참조부호 116은 기체, 참조부호 117은 기체(116)의 타주면(d)에, 일단면(f)으로부터 타단면(e)의 양단면에 걸쳐 관통하는 홈을 나타낸다. 또한, 도 5의 (e)의 참조부호 118은 기체, 참조부호 119는 기체(118)의 타주면(d)에, 일측면(a)으로부터 타측면(c)의 양측면에 걸쳐 관통하는 홈을 나타낸다.
도 5의 (a)∼(e)에 도시된 관통구멍 또는 홈을 형성함으로써, 기체(110, 112, 114, 116, 118)의 실효적인 비유전율을 낮출 수 있고, 이로 인해, 전계 에너지의 축적을 줄일 수 있고, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 대역폭을 넓히는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 관통구멍 또는 홈을 형성함으로써, 기체의 재료사용량의 절감 및 경량화를 도모할 수 있다.
이들 관통구멍 또는 홈의 치수나 형상은, 도 1∼도 4의 예에 도시된 방사전극의 돌려지는 데에 지장이 없는 범위에서 선택하면 좋고, 이 관통구멍 또는 홈을 가지는 기체(110, 112, 114, 116, 118)에 도 1∼도 4의 예에 도시된 급전단자나 방사전극 등을 설치하여 본 발명의 제 2표면실장형 안테나가 구성된다.
여기서, 도 5의 각 기체에 대해 관통구멍 또는 홈은 각각의 하나의 구성으로 되어 있지만, 관통구멍 또는 홈은 각 기체에 대해 복수개 형성되어도 좋고, 상기 효과는 동일하게 얻어질 수 있다. 또한, 그 목적인 요지를 이탈하지 않는 범위에서 관통구멍 또는 홈의 형상을 곡면을 가지는 것이나 다각형상 등으로 변경하는 등 다양한 변경을 가해도 어떠한 지장도 없다.
도 6은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 참조부호 121, 122, 123은 실장기판에 설치된 표면실장형 보조전극, 참조부호 124, 125, 126은 기체의 타주면(d)에 형성된 표면실장용 보조단자이다. 또한, 도 6에 있어서, 도 1과 공통인 부분의 부호는 생략하여 도시되어 있다.
이들 표면실장용 보조단자(124, 125, 126)와 표면실장용 보조전극(121, 122, 123)에 의해, 실장기판에 표면실장형 안테나를 탑재하는 경우에, 원료재 등의 땜납을 사용하여 본 발명의 표면실장형 안테나를 견고하게 접착고정할 수 있기 때문에, 표면실장형 안테나의 위치 오차를 방지하고, 안테나 특성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 표면실장용 보조단자(124, 125, 126)는 타주면(d)으로부터 양측면으로 돌아서 들어가도록 형성되어도 좋고, 원료재 등의 땜납으로 접착고정하는 경우에는 납땜 영역이 형성되기 때문에, 더욱 견고하게 접착고정될 수 있다. 또한, 접지도체층 측의 표면실장용 보조전극(121)은 접지도체층으로부터 부분적으로 연장되어, 접지도체층과 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
그러나, 접지도체층과 전기적으로 접속된 표면실장용 보조전극(121)에, 본 발명의 표면실장형 안테나를, 표면실장용 보조단자(124)에 의해 실장하는 경우는, 안테나의 공진주파수 조정시의 방사전극의 단위길이당 공진주파수 변화 비율이 증가하고, 공진주파수의 조정의 용이성은 저하하는 경향이 있다. 이 경우는, 접지도체층과 표면실장용 보조전극 사이에 적당한 간극을 형성하고, 전기적으로 접속하지 않도록 하면 좋다.
도 7은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장한 안테나 장치의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 중복 설명은 생략하지만, 실장기판에 대한 안테나의 위치를 우내측에 이설(移設)한 구성이고, 이 경우에 있어서도 방사전극 종단부와 접지도체층의 직선 형상의 변은 평행하게 배치되기 때문에, 방사전극 종단부의 길이조정에 대한 안테나의 공진주파수의 변화의 감도가 낮아져, 방사전극 종단부의 길이의 조정범위에 여유를 가질 수 있으므로, 안테나의 공진주파수의 조정을 용이하게 행할 수 있게 된다. 또한, 도 7에 있어서는 도 1 또는 도 6과 공통인 실장기판의 주요 각부의 부호만을 나타내고, 본 발명의 표면실장형 안테나의 각부의 부호는 생략했다.
도 8은 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장한 안테나 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도이고, 실장기판에 대한 안테나의 위치를 중앙 내측으로 이설한 구성이다. 또한, 도 8에 있어서는 도 1 또는 도 6과 공통인 실장기판의 주요 각부의 부호만을 나타내고, 본 발명의 표면실장형 안테나의 각부의 부호는 생략했다.
도 8에 도시된 바와 같이 중앙 내측으로 이설함으로써, 방사전극 종단부와 접지도체층의 직선형상의 변은 평행하게 배치되기 때문에, 방사전극 종단부의 길이조정에 대한 안테나의 공진주파수의 변화의 감도가 낮아져, 방사전극 종단부의 길이의 조정범위에 여유를 가지므로, 안테나의 공진주파수의 조정을 용이하게 행할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 제 3표면실장형 안테나를 실장한 안테나 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다. 또한, 도 9에 있어서도 도 1 또는 도 6과 공통인 실장기판의 주요한 각부의 부호만을 나타내고, 본 발명의 표면실장형 안테나의 각부의 부호는 생략했다. 도 9는 표면실장형 안테나를 종방향으로 배치하고, 실장기판에 대한 안테나의 위치를 좌내측으로 설치한 구성의 예이다.
이들 구성에 있어서도, 방사전극 종단부와 접지도체층의 직선형상의 변은 평행하게 배치되기 때문에, 방사전극 종단부의 길이 조정에 대한 안테나의 공진주파수의 변화의 감도가 낮아지므로, 방사전극 종단부의 길이의 조정범위에 여유를 가짐으로써, 안테나의 공진주파수의 조정을 용이하게 행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 이상의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위이면 다양한 변경이 가능하다.
여기서, 본 발명의 제 1 내지 제 3표면실장형 안테나(10, 30, 50, 70)에 있어서, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)는, 유전체 또는 자성체로 이루어진 직육면체 형상의 것이고, 예를 들면, 알루미나를 주성분으로 하는 유전체재료(비유전율:9.6)로 이루어진 분말을 가압성형하여 소성한 세라믹스를 사용하여 제조된다. 또한, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)에는, 유전체인 세라믹스를 수지와의 복합재료로 사용해도 좋고, 또는 페라이트 등의 자성체를 사용해도 좋다.
기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 유전체 재료로 제조했을 때는, 방사전극을 전파하는 고주파신호의 전파속도가 느려져 파장의 단축효과가 발생한다. 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)의 비유전율을 εr로 하면, 방사전극의 도체 패턴의 실효 길이는 (1 / εr)1/2배로 짧아진다. 따라서, 패턴 길이를 동일하게 한 경우라면, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)의 비유전율이 커짐에 따라 방사전극 부분에 대한 전류분포의 영역이 증가하기 때문에, 방사전극으로부터 방사하는 전파의 양을 늘릴 수 있고, 안테나의 이득을 향상시킬 수 있다.
또한, 반대로, 종래의 안테나 특성과 동일한 특성으로 한 경우라면, 방사전극의 패턴 길이는 (1 / εr)1/2로 할 수 있고, 제 1 내지 제 3의 표면실장형 안테나(10, 30, 50, 70)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 유전체로 제조하는 경우는, εr이 3보다 낮으면, 대기중의 비유전율(εr = 1)에 가까워져 안테나의 소형화라는 시장의 요구에 따르는 것이 곤란해지는 경향이 있다. 또한, εr이 30을 넘으면, 소형화가 가능해지지만, 안테나의 이득 및 대역폭은 안테나 크기에 비례하기 때문에, 안테나의 이득 및 대역폭이 지나치게 작아지고, 안테나로서의 특성을 발휘할 수 없게 되는 경향이 있다. 따라서, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 유전체로 제조하는 경우는, 그 비유전율(εr)이 3이상 30이하의 유전체 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 유전체 재료로서는, 예를 들면, 알루 미나 세라믹스, 지르코니아 세라믹스 등을 주성분으로 하는 세라믹스 재료나, 테트라플루오로에틸렌 유리에폭시 등을 주성분으로 하는 수지재료 등이 있다.
한편, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 자성체로 제조하면, 방사전극의 임피던스가 커지기 때문에, 안테나의 Q값을 낮추어 대역폭을 넓힐 수 있다.
기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 자성체로 제조하는 경우는, 비투자율(μr)이 8을 넘으면, 안테나의 대역폭은 넓어지지만, 안테나의 이득 및 대역폭은 안테나의 크기에 비례하기 때문에, 안테나의 이득 및 대역폭이 지나치게 작아지고, 안테나로서의 특성을 발휘할 수 없게 되는 경향이 있다. 따라서, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)를 자성체로 제조하는 경우는, 그 비투자율(μr)이 1이상 8이하의 자성체재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 자성체로서는, 예를 들면, YIG(yttrium iron garnet), Ni-Zr계 화합물, Ni-Co-Fe계 화합물 등이 있다.
방사전극과, 급전단자(12, 32, 52, 72) 및 표면실장용 보조단자(124, 125, 126)는, 예를 들면, 알루미늄, 동, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금 중 어느 하나를 주성분으로 하는 금속에 의해 형성된다. 이들 금속에 의해 각각의 패턴을 형성하는 데는, 주지의 인쇄법이나, 증착법, 스퍼터링(sputtering)법 등의 박막형성법이나, 금속박의 접합법, 또는 도금법 등에 의해 각각 원하는 패턴 형상의 도체층을 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)의 표면에 형성하면 좋다.
실장기판(20, 40, 60, 80)의 기판(21, 41, 62, 81)은, 유리에폭시 기판이나 알루미나 세라믹스 기판이나 유리 세라믹스 기판 등의 통상의 회로기판이 사용된다.
또한, 급전전극(22, 42, 63, 82) 및 접지도체층(23, 43, 64, 83)은, 예를 들면, 알루미늄, 동, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금 중 어느 하나를 주성분으로 하는 금속에 의해 형성된다.
그리고, 실장기판(20, 40, 61, 80)의 표면에 있어서 접지도체층(23, 43, 64, 83)의 직선형상의 변(24, 44, 65, 84)을 가지고 있고, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)의 타주면(d)을 실장기판(20, 40, 61, 80)의 표면측으로 하고, 또한, 기체(11, 31, 51, 71, 110, 112, 114, 116, 118)의 장변방향의 가장자리를 접지도체층(23, 43, 64, 83)의 직선형상의 변(24, 44, 65, 84)과 평행하게 대향시켜 실장되는 것은 물론이고 접지도체층(23, 43, 64, 83)의 가장자리로부터 0.5mm 내지 3mm 정도의 거리를 두도록 실장되는 형태가, 안테나의 대역폭과 이득의 관점에서 바람직하다.
또한, 본 발명은 이상의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위라면 다양한 변경은 가능하다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 표면실장형 안테나 및 안테나 장치에 있어서, 실시예를 나타낸다.
도 1∼도 3에 도시된 본 발명의 제 1표면실장형 안테나(10, 30, 50) 및 비교용으로 도 10에 도시된 종래의 표면실장형 안테나(200)를 시작(試作)하였다. 알루 미나 기체(10 ×4 ×3mm)에 은도체로 도 1∼도 3 및 도 10의 4종류의 형상의 방사전극을 폭 1mm의 도체패턴으로 형성하고, 실장기판(20, 40, 61, 80. 210)에는, 두께 0.8mm의 유리에폭시 기판을 사용하고, 접지도체층(23, 43, 64, 209)은 횡폭 40mm, 길이 80mm의 크기로 하고, 표면실장형 안테나 탑재부나 급전전극(22, 42, 63, 82)의 부분은 접지도체층을 제거했다. 여기서, 도 1∼도 3 및 도 10의 표면실장형 안테나의 방사전극의 방사전극 종단부를 트리밍에 의해 짧게 하면서, 각각 4종류의 안테나 장치의 각 공진주파수를 측정하고, 방사전극 종단부의 트리밍 단위길이당 공진주파수의 변화량을 산출했다.
또한, 도 6과 같이 표면실장형 안테나의 기체의 타주면에 설치된 표면실장용 보조단자(124)와, 실장기판에 설치되고, 접지도체층과 전기적으로 접속된 표면실장용 보조전극(121)을 접속한 구성(GND접속)에 대해서도 동일하게 실험했다.
이상의 실험결과를 도 11에 도시하였다. 도 11에 있어서, 실험결과 1은 종래의 표면실장형 안테나의 실험결과이고, 실험결과 2∼4는 각각 도 1∼도 3의 방사전극 패턴에 의한 표면실장형 안테나의 실험결과를 나타낸다. 도 11의 방사전극 배치구성은, 도 10 및 도 1∼도 3의 방사전극 패턴을 평면도로 나타낸 것이고, 도면중의 화살표는, 방사전극 종단부의 길이를 조정하는 방향을 나타낸다. 또한, GND분리는, 도 6에 나타낸 표면실장용 보조단자(124)와, 실장기판에 설치되고, 접지도체층 사이에 간극을 두어 전기적으로 접지도체층과 분리된 표면실장용 보조전극(121)을 접속한 구성을 나타내고, GND접속은, 접지도체층과 전기적으로 접속된 표면실장용 보조전극(121)과 접속한 구성을 나타낸다.
실험결과 1(GND분리)은 종래의 표면실장형 안테나 구성이고, 방사전극의 방사전극 종단부 트리밍 단위길이당 공진주파수의 변화량(19.1MHz/mm)은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 의한 실험결과2, 3, 4(GND분리)의 공진주파수의 변화량(13.0∼9.5MHz/mm) 중 어떠한 것보다도 크다. 즉, 본 발명의 표면실장형 안테나에 의하면, 방사전극 종단부의 트리밍에 의해 안테나의 공진주파수의 변화가 종래의 표면실장형 안테나만큼 급증하지 않고, 따라서, 방사전극 종단부의 트리밍에 의해 안테나의 공진주파수 조정을 용이하게 행할 수 있다는 효과를 확인할 수 있었다.
또한, 도 6과 같이 표면실장형 안테나의 기체의 타주면에 설치된 표면실장용 보조단자(124)는, 실장기판에 설치된 표면실장용 보조전극(121)을 접속한 구성(GND접속)에 대해서도 동일하게 실험결과를 나타낸다. 상기 결과와 같이, 종래의 표면실장형 안테나의 구성인 실험결과 1(GND접속)의, 방사전극의 개방단 트리밍 단위길이당 공진주파수의 변화량(36.4MHz/mm)은 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 구성에 의한 실험결과2, 3, 4(GND접속)에 의한 변화량(23.7∼16.5MHz/mm)보다 크다. 즉, 본 발명의 표면실장형 안테나에 의하면, GND분리의 경우보다는 나쁘지만, 방사전극 종단부의 트리밍에 의한 안테나의 공진주파수의 변화량이 종래의 표면실장형 안테나만큼 급증하지 않고, 따라서, 방사전극 종단부의 트리밍에 의해 안테나의 공진주파수 조정을 용이하게 행할 수 있다는 효과를 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명은 이상의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
본 발명의 제 1표면실장형 안테나에 의하면, 직육면체의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체의 일측면의 일단측에 급전단자가 설치되고, 이 급전단자에 일단이 접속된 방사전극이, 일측면의 일단측으로부터 상기 기체의 일주면의 일단측을 거친 후, 일주면의 타단측 또는 상기 일측면의 타단측 또는 타주면의 타단측 중 어느 한 쪽으로 돌아서, 타단측으로부터 각각의 일단측으로 상기 기체의 가장자리에 평행하게 연장되어 타단을 개방단으로하여 배치되어 있고, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나를, 표면에 급전전극과 이 급전전극의 근방에 직선형상의 변을 가지고 배치된 접지도체층이 형성된 실장기판에, 기체의 타주면을 실장기판의 표면측으로 하고, 또한, 기체의 가장자리를 접지도체층의 직선형상의 변과 평행하게 대향시켜 실장하여, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 방사전극 종단부와 접지도체층의 직선형상의 변이 평행하게 대향하여 실장되고, 방사전극과 접지도체층 사이에 형성되는 부유용량의 변화에 따른 공진주파수의 변화를 줄일 수 있기 때문에, 안테나 특성으로서 중요한 공진주파수의 미세조정에 있어서, 방사전극 종단부의 길이를 조정하는 경우에, 단위길이당 공진주파수 변화량을 줄이는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 제 2표면실장형 안테나에 의하면, 직육면체 형상의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체에, 상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐, 또는, 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일주면으로부터 상기 타주면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 형성하거나, 또는, 상기 타주면에 상기 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐 관통하는 홈을 형성했을 때는, 기체의 실효적인 비유전율을 낮출 수 있고, 이로 인해 전계 에너지의 축적을 줄일 수 있어, 본 발명의 제 1표면실장형 안테나의 대역폭을 넓히는 것이 가능해진다. 또한, 이러한 관통구멍 또는 홈을 형성함으로써, 기체의 재료 사용량의 절감이나 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3표면실장형 안테나에 의하면, 본 발명의 제 1 또는 제 2표면실장형 안테나의 타주면에 표면실장용 보조단자를 설치했을 때는, 실장기판에 표면실장형 안테나를 탑재하는 경우에, 실장기판에 설치된 표면실장용 보조전극과 원료재 등의 땜납을 사용하여 견고하게 접착고정하는 것이 가능해지고, 표면실장형 안테나의 위치 오차를 방지하고, 안테나 특성을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 안테나 장치에 의하면, 표면에 급전전극과 이 급전전극의 근방에 직선형상의 변을 가지고 배치된 접지도체층이 형성된 실장기판에, 본 발명의 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 표면실장형 안테나를, 본 발명의 표면실장형 안테나의 기체의 타주면을 실장기판의 표면측으로 하고, 또한, 기체의 가장자리측 접지도체층의 변과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 본 발명의 표면실장형 안테나의 급전단자를 급전전극에 접속한 것으로부터, 본 발명의 표면실장형 안테나의 방사전극 종단부와 실장기판의 접지도체층의 직선형상의 변이 평행하게 배치되고, 안테나의 공진주파수의 조정이 용이한 안테나 장치를 얻을 수 있다.
이상에 의해, 본 발명에 의한 양호한 안테나 특성을 용이하게 안정적으로 얻을 수 있고, 방사효율이 높고, 또한, 소형이고 저렴한 표면실장형 안테나 및 안 테나 장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 직육면체형의 유전체 또는 자성체로 이루어진 기체와, 상기 기체의 표면에 설치된 급전단자와, 상기 기체의 표면에 설치된 방사전극을 구비하고,
    상기 급전단자가, 상기 기체의 제1면의 일단측의 영역에 설치되고,
    상기 방사전극이, 상기 급전단자에 일단이 접속되고, 상기 제1면의 상기 일단측의 영역으로부터 상기 제1면과 접속하여 상기 제1면에 수직인 상기 기체의 제2면의 상기 일단측의 영역을 통과한 후, 제1 굴곡부에 있어서 상기 타단측을 향하여 굴곡하고, 상기 제2면의 상기 타단측의 영역 또는 상기 제1면의 상기 타단측의 영역 또는 상기 제1면과 대향하는 상기 기체의 제3면의 상기 타단측의 영역 중 어느 한 쪽으로 돌아, 제2 굴곡부에 있어서 상기 일단측을 향해 굴곡되고, 상기 기체의 가장자리에 평행하게 연장되어 타단을 개방단으로 하여 배치되어 있고,
    상기 제1 굴곡부와 상기 제2 굴곡부가 각각 다른 면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기체에,
    상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐, 또는, 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일주면으로부터 상기 타주면에 걸쳐 관통하는 관통구멍을 형성하거나, 또는,
    상기 타주면에 상기 일단면으로부터 상기 타단면에 걸쳐, 또는, 상기 일측면으로부터 상기 타측면에 걸쳐 관통하는 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기체의 상기 타주면에 표면실장용 보조단자를 설치한 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기체는, 직육면체의 가장자리 또는 모서리에 곡면 또는 평면 형상의 모따기를 형성하는 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기체가 유전체로 이루어지고, 그 비유전율(εr)이 3이상 30이하인 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 기체가 자성체로 이루어지고, 그 비투자율(μr)이 1이상 8이하인 것을 특징으로 하는 표면실장형 안테나.
  7. 표면에 급전전극과 그 급전전극의 근방에 직선형상의 변을 가지도록 배치된 접지도체층이 형성된 실장기판에, 제 1항 또는 제 2항에 기재된 표면실장형 안테나를, 상기 기체의 상기 타주면을 상기 실장기판의 상기 표면측으로 하고, 또한, 상기 기체의 상기 가장자리를 상기 접지도체층의 상기 변과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 상기 급전단자를 상기 급전전극에 접속한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 표면에 급전전극과 그 급전전극의 근방에 직선형상의 변을 가지도록 배치된 접지도체층이 형성된 실장기판에, 제 3항에 기재된 표면실장형 안테나를, 상기 기체의 상기 타주면을 상기 실장기판의 상기 표면측으로 하고, 또한, 상기 기체의 상 기 가장자리를 상기 접지도체층의 상기 변과 평행하게 대향시켜 실장함과 아울러, 상기 급전단자를 상기 급전전극에 접속한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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