KR101038654B1 - 다중배열 패턴 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중배열 패턴 안테나에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나는, 소정형태의 캐리어와 상기 캐리어의 상부면에 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부와 상기 방사부의 소정위치에 형성되는 급전부 및 접지부로 이루어지며, 상기 방사부는 상기 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자 각각의 소정위치에 비아홀이 형성되어 격층으로 배치된 방사소자들을 상호 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 소정간격으로 적층 배치되는 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자들 간에 소정의 패턴으로 커플링이 발생하여 광대역으로 대역폭이 확장되고 안테나의 방사이득이 증가하면서 소형화 요구를 만족시키는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치됨으로써 인체영향을 저감하는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
FPCB, 다중배열 패턴 안테나, 커플링, 광대역, 비아홀, 방사부
Description
본 발명은 다중배열 패턴 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소정간격으로 적층 배치되는 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자들 상호간에 소정의 패턴으로 커플링이 발생하여 광대역으로 대역폭이 확장되고 소형화 요구를 만족시킬 뿐만 아니라 인체영향을 저감하게 하는 다중배열 패턴 안테나에 관한 것이다.
현재 이동통신 단말기에 구비되는 부품의 소형화 및 집적화가 가능해짐에 따라서 이동통신 단말기의 사이즈도 소형화되고 있으며 다양한 기능이 하나의 장치에 통합되고 있다. 따라서 안테나 역시 소형화 및 광대역화 되는 추세에 있으며, 외부로 돌출되어 장착되던 기존의 외장형 안테나는 점차 감소하고 이동통신 단말기 내부에 설치되는 내장형 안테나가 널리 사용되고 있으며, 대표적으로 평판형 역 F 안테나가 있다.
도 1은 종래의 평판형 역 F 안테나(PIFA, Planar Inverted F Antenna)의 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 평판형 역 F 안테나의 구조는 평면 직 사각형 형태의 방사부와 상기 방사부를 급전시키는 급전부와, 상기 방사부를 접지면에 접지시키는 접지부, 및 상기 접지면과 방사부 사이에 일정간격을 유지시키는 유전체인 캐리어로 이루어지며, 상기 방사부에 듀얼밴드를 이루기 위하여 U자형 또는 ㄱ자형의 슬롯이 형성된다.
상기 평판형 역 F 안테나는 안테나의 성능 대비 안테나의 크기를 상호 보완적으로 설계할 수 없기 때문에, 이동통신 단말기의 소형화 요구, 안테나의 효율 증대, 넓은 대역폭 제공 및 인체영향 저감화 등을 전반적으로 충족하기에는 어려운 문제가 있었다.
따라서, 광대역의 대역폭을 제공하고, 인체영향을 저감하는 동시에 공간을 적게 차지하여 이동통신 단말기를 소형화할 수 있는 보다 현실적이고 활용도가 높은 해결방안이 절실히 요구되는 실정이다.
따라서, 본 발명은 소정간격으로 적층 배치되는 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자들 간에 소정의 패턴으로 커플링이 발생하여 광대역으로 대역폭이 확장되고 안테나의 방사이득이 증가하면서 소형화 요구를 만족시키는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 적어도 세 개이상 복수의 방사소자가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치됨으로써 인체영향을 저감하는 다중배열 패턴 안테나를 제 공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 다중배열 패턴 안테나는, 소정형태의 캐리어와, 상기 캐리어의 상부면에 네 개의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부와 상기 방사부의 소정위치에 형성되는 급전부 및 접지부로 이루어지며, 상기 방사부는, 최상층에 제 1 방사소자가 배치되고, 상기 제 1 방사소자의 하부층에 제 2 방사소자가 배치되며, 상기 제 2 방사소자의 하부층에 제 3 방사소자가 배치되고, 상기 제 3 방사소자의 하부층에 상기 캐리어의 상부면과 결합되는 제 4 방사소자가 배치되며, 상기 제 1 내지 제 4 방사소자의 소정위치에 각각 비아홀이 형성되어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자와 상기 제 3 방사소자, 상기 제 2 방사소자와 상기 제 4 방사소자를 상호 전기적으로 연결 하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중배열 패턴 안테나는, 소정형태의 캐리어와, 상기 캐리어의 상부면에 세 개의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부와,상기 방사부의 소정위치에 형성되는 급전부 및 접지부로 이루어지며, 상기 방사부는, 최상층에 제 1 방사소자가 배치되고, 상기 제 1 방사소자의 하부층에 제 2 방사소자가 배치되며, 상기 제 2 방사소자의 하부층에 상기 캐리어의 상부면과 결합되는 제 3 방사소자가 배치되며, 상기 제 1 내지 제 3 방사소자의 소정위치에 각각 비아홀이 형성되 어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자와 상기 제 3 방사소자, 상기 제 2 방사소자와 상기 제 4 방사소자를 상호 전기적으로 연결 하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 소정간격으로 적층 배치되는 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자들 간에 소정의 패턴으로 커플링이 발생하여 광대역으로 대역폭이 확장되고 안테나의 방사이득이 증가하면서 소형화 요구를 만족시키는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치됨으로써 인체영향을 저감하는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나의 개략적인 전체 구성도이다.
본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나는, 소정형태의 캐리어(100)와 상기 캐리어(100)의 상부면에 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부(200)와 상기 방사부(200)의 소정위치에 형성되는 급전부(400) 및 접지부(500)로 이루어지며, 상기 방사부(200)는 상기 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자 각각의 소정위치에 비아홀(300)이 형성되어 격층으로 배치된 방사소자들을 상호 전기적으로 연결한다.
보다 상세하게는, 상기 방사부(200)는, 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 소정패턴으로 상호 커플링이 발생하여 광대역 특성을 갖는다.
여기서, 상기 방사부(200)는 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간의 이격되는 거리 및 상기 복수의 비아홀(300)이 형성되는 위치에 의하여 안테나 특성이 조절되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나에 대한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 네 개의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성된 방사부의 예시도 이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르는 다중배열 패턴 안테나는 소정형태의 캐리어(100)와, 상기 캐리어(100)의 상부면에 네 개의 방사소자(201, 202, 203, 204)가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부 (200)와 상기 방사부(200)의 소정위치에 형성되는 급전부(400)와 접지부(500)로 이루어진다.
보다 상세하게는 상기 방사부(200)는 최상층에 배치되는 제 1 방사소자(201)와, 상기 제 1 방사소자(201)의 하부층에 배치되는 제 2 방사소자(202)와, 상기 제 2 방사소자(202)의 하부층에 배치되는 제 3 방사소자(203) 및 상기 제 3 방사소자(203)의 하부층에 배치되고 상기 캐리어(100)의 상부면과 결합되는 제 4 방사소 자(204)로 이루어지며, 상기 네 개의 방사소자 각각의 소정위치에 비아홀(300)이 형성되어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자(201)와 상기 제 3 방사소자(203), 상기 제 2 방사소자(202)와 상기 제 4 방사소자(204)를 상호 전기적으로 연결하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 방사부(200)는 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 상호 커플링이 발생한다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 패턴 안테나는 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 소정패턴으로 상호 커플링이 발생하여 광대역 특성을 갖게 된다.
또한, 도면에 나타나지는 않았지만, 상기 네 개의 방사소자(201, 202, 203, 204)가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치되기 때문에 인체영향을 저감하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 배열 패턴 안테나는 도면에 도시된 바와 같이, 동일한 패턴으로 형성된 복수의 방사소자가 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되기 때문에, 소형화 요구를 만족시키면서 동시에 안테나의 방사이득을 증가시키고 인체영향을 저감하는 효과가 있다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세 개의 방사소자가 각각 소정간격 이격되어 적층 배치되어 형성된 방사부의 예시도 이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 다중배열 패턴 안테나는 소정형태의 캐리어(100)와, 상기 캐리어(100)의 상부면에 세 개의 방사소 자(211, 212, 213)가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부(200)와 상기 방사부(200)의 소정위치에 형성되는 급전부(400)와 접지부(500)로 이루어진다.
보다 상세하게는 상기 방사부(200)는 최상층에 배치되는 제 1 방사소자(211)와, 상기 제 1 방사소자(211)의 하부층에 배치되는 제 2 방사소자(212) 및 상기 제 2 방사소자(212)의 하부층에 배치되고 상기 캐리어(100)의 상부면과 결합되는 제 3 방사소자(213)로 이루어지며, 상기 세 개의 방사소자 각각의 소정위치에 비아홀(300)이 형성되어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자(211)와 상기 제 3 방사소자(213)를 상호 전기적으로 연결하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 방사부(200)는 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 상호 커플링이 발생한다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 배열 패턴 안테나는 소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 소정패턴으로 상호 커플링이 발생하여 광대역 특성을 갖게 된다.
또한, 도면에 나타나지는 않았지만, 상기 세 개의 방사소자(211,212,213)가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치되기 때문에 인체영향을 저감하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 배열 패턴 안테나는 도면에 도시된 바와 같이, 동일한 패턴으로 형성된 복수의 방사소자가 적층 배치되어 형성되기 때문에, 소형화 요구를 만족시키면서 동시에 안테나의 방사이득을 증가시키고 인체영향을 저감하는 효과가 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 방사부(200)의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사부(200)는 800~900Mhz 주파수 및 1.7Ghz~2GMhz 의 주파수 대역에서 동작하는 복수개의 FPCB(가요성 인쇄회로기판, Flexble Printed Circuit Board)가 적어도 세 개 이상 동일한 형태의 패턴으로 적층 배치되어 형성되는 것이 바람직하다.
도 5는 종래의 평판형 역 F 안테나의 정재파비를 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나의 정재파비를 나타내는 그래프이다.
상기 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 평판형 역 F 안테나와 비교하여 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나의 대역폭이 확장되고 방사이득이 향상되는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 소정간격으로 적층 배치되는 적어도 세 개 이상 복수의 방사소자들 간에 소정의 패턴으로 커플링이 발생하여 광대역으로 대역폭이 확장되고 안테나의 방사이득이 증가하면서 소형화 요구를 만족시키는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
또한, 적어도 세 개이상 복수의 방사소자가 접지면으로부터 소정간격 이격되어 순차적으로 적층 배치됨으로써 인체영향을 저감하는 다중배열 패턴 안테나를 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐, 한정적인 것이 아님을 분명히 하며, 본 발명은 이하의 특 허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위 내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
도 1은 종래의 역 F 안테나(PIFA, Planar Inverted F Antenna)의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나의 구성도.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 네 개의 방사소자가 각각 소정간격 이격되어 적층 배치되어 형성된 방사부의 예시도.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세 개의 방사소자가 각각 소정간격 이격되어 적층 배치되어 형성된 방사부의 예시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 방사부의 구성도.
도 5는 종래의 역 F 안테나의 정재파비를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 다중배열 패턴 안테나의 정재파비를 나타내는 그래프.
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
100 : 캐리어 200 : 방사부
201, 211 : 제 1방사소자 202,212 : 제 2 방사소자
203, 213 : 제 3방사소자 204 : 제 4방사소자
300 : 비아홀 400 : 급전부
500 : 접지부
Claims (5)
- 소정형태의 캐리어와;상기 캐리어의 상부면에 네 개의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부와;상기 방사부의 소정위치에 형성되는 급전부; 및 접지부로 이루어지며;상기 방사부는, 최상층에 제 1 방사소자가 배치되고, 상기 제 1 방사소자의 하부층에 제 2 방사소자가 배치되며, 상기 제 2 방사소자의 하부층에 제 3 방사소자가 배치되고, 상기 제 3 방사소자의 하부층에 상기 캐리어의 상부면과 결합되는 제 4 방사소자가 배치되며;상기 제 1 내지 제 4 방사소자의 소정위치에 각각 비아홀이 형성되어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자와 상기 제 3 방사소자, 상기 제 2 방사소자와 상기 제 4 방사소자를 상호 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 다중배열 패턴 안테나.
- 소정형태의 캐리어와;상기 캐리어의 상부면에 세 개의 방사소자가 각각 소정간격으로 이격된 채 수직으로 적층 배치되어 형성되는 방사부와;상기 방사부의 소정위치에 형성되는 급전부; 및 접지부로 이루어지며;상기 방사부는, 최상층에 제 1 방사소자가 배치되고, 상기 제 1 방사소자의 하부층에 제 2 방사소자가 배치되며, 상기 제 2 방사소자의 하부층에 상기 캐리어의 상부면과 결합되는 제 3 방사소자가 배치되며;상기 제 1 내지 제 3 방사소자의 소정위치에 각각 비아홀이 형성되어 격층으로 배치된 상기 제 1 방사소자와 상기 제 3 방사소자를 상호 전기적으로 연결 하는 것을 특징으로 하는 다중배열 패턴 안테나.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 방사부는,소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간에 상호 커플링이 발생하여 광대역 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 다중배열 패턴 안테나.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 방사부는,소정간격으로 이격 배치되는 각각의 방사소자들 간의 이격되는 거리 및 상기 복수의 비아홀이 형성되는 위치에 의하여 안테나 특성이 조절되는 것을 특징으로 하는 다중배열 패턴 안테나.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 방사부를 구성하는 각각의 방사소자는,다중대역에서 공진하는 동일한 패턴의 FPCB로 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 다중배열 패턴안테나.
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