KR101049724B1 - Independently adjustable multi-band antenna with bends - Google Patents

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Abstract

라디오 주파수 에너지를 송수신하기 위한 안테나이다. 본 발명에 의한 안테나는 나선 형상으로 구성되는 도전성 상판을 포함한다. 일 실시예에서, 측벽 절곡부는 상판의 가장자리로부터 접지판 방향으로 연장된다. 단락 절곡부는 상판을 접지판에 연결한다. 상판의 제 1 영역은 접지판 위에 놓여진다. 상판의 제 2 영역은 접지판 너머에서 연장된다. 절곡부의 길이와 다른 크기를 조정함으로써 튜닝이 가능하다. An antenna for transmitting and receiving radio frequency energy. The antenna according to the present invention includes a conductive top plate configured in a spiral shape. In one embodiment, the sidewall bends extend from the edge of the top plate in the direction of the ground plate. The short bend connects the top plate to the ground plate. The first area of the top plate lies on the ground plate. The second region of the top plate extends beyond the ground plane. Tuning is possible by adjusting the length of the bend and a different size.

안테나, 절곡요소, 다중대역Antenna, Bending Elements, Multiband

Description

독립 조절이 가능하고 절곡부를 가지는 다중 대역 안테나 {Independently Tunable Multiband Meanderline Loaded Antenna} Independently Tunable Multiband Meanderline Loaded Antenna             

도 1은 본 발명에서 제시하는 바에 따라 구성된 안테나의 투시도;1 is a perspective view of an antenna constructed in accordance with the present invention;

도 2 및 도 3은 각각 본 발명이 제시하는 바에 따라 구성된 안테나의 다른 실시예에 대한 평면도 및 측면도(End view);2 and 3 are plan and end views, respectively, of another embodiment of an antenna constructed in accordance with the present invention;

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 안테나의 절곡요소에 대한 단면도;4 is a cross-sectional view of the bending element of the antenna shown in FIGS. 2 and 3;

도 5는 도 2 및 도 3의 안테나에 대한 등가 전기 도면(Equivalent Electric Schematic);5 is an equivalent electric diagram for the antenna of FIGS. 2 and 3;

도 6 내지 도 8은 본 발명이 제시하는 바에 따라 구성된 안테나의 제 2 실시예에 대한 다양한 도면이다.
6 through 8 are various views of a second embodiment of an antenna constructed according to the present invention.

본 출원은 2002. 10. 22일 출원된 출원번호 제60/420,214호 미국 임시 특허출원(Provisional Patent Application)의 우선권 혜택을 주장한다. This application claims the priority benefit of US Provisional Patent Application, filed No. 60 / 420,214, filed Oct. 22, 2002.                         

본 발명은 일반적으로 라디오 주파수 신호를 송수신하기 위한 안테나, 더 상세하게는 다중 주파수 대역에서 동작 가능한 안테나에 관한 것이다. The present invention relates generally to antennas for transmitting and receiving radio frequency signals, and more particularly to antennas operable in multiple frequency bands.

일반적으로 안테나의 성능은 안테나 구성요소의 크기, 형태 및 재료성분, 크기와 관련이 있으며, 또한 안테나에 의하여 송수신될 신호의 파장과 안테나의 특정 물리적 변수(예컨데, 루프 안테나의 직경 및 선형 안테나의 길이 등) 사이의 관계와 관련이 있는 것으로 알려져 있다. In general, the performance of an antenna is related to the size, shape, material composition, and size of the antenna components, and also the wavelength of the signal to be transmitted and received by the antenna and the specific physical variables of the antenna (e.g., the diameter of the loop antenna and the length of the linear antenna). And the like).

이러한 관계는 입력 임피던스, 이득, 지향성(Directivity), 신호 편광 및 방사패턴을 포함하는 여러 가지 안테나의 작동 변수들을 결정하게 된다. 작동 가능한 안테나는 일반적으로 동작 주파수의 1/4 파장(또는 그의 배수) 단위로 최소 크기가 결정되어야 한다. 이렇게 함으로써, 저항 손실에 의하여 소실되는 에너지를 효과적으로 제한하고 따라서 전송 또는 수신 에너지를 최대화할 수 있기 때문이다. 이런 이유로, 1/4파장 또는 반파장(1/2파장) 안테나가 가장 일반적으로 사용된다. This relationship determines the operating parameters of the various antennas, including input impedance, gain, directivity, signal polarization, and radiation pattern. Operable antennas should generally have a minimum size determined in units of one quarter wavelength (or multiples thereof) of the operating frequency. By doing so, it is possible to effectively limit the energy lost by the resistive losses and thus maximize the transmit or receive energy. For this reason, quarter-wave or half-wave (half-wave) antennas are most commonly used.

무선 통신 장치와 시스템의 획기적인 성장으로 인하여 물리적으로 더 소형이고, 덜 눈에 띄면서도 광대역 또는 다중 주파수 대역 및/또는 다중 모드(예를 들면, 선택가능한 방사패턴 또는 선택가능한 신호 편광)에서 동작할 수 있는 더 효율적인 안테나에 대한 필요성이 대두되고 있다. 핸드셋과 같은 종래의 소형 통신장비에서는 일반적인 1/4파장 및 반파장 안테나를 위한 충분한 공간을 제공하지 않는다. 따라서, 관심 있는 주파수 대역에서 동작하고 다른 필요한 안테나 동작 특성(입력임피던스, 방사패턴, 신호편광 등)을 제공하면서도 물리적으로도 소형인 안테나에 대한 필요성이 증가되고 있다. Significant growth in wireless communications devices and systems allows for physically smaller, less visible, operation in broadband or multiple frequency bands and / or multiple modes (e.g., selectable radiation pattern or selectable signal polarization). There is a need for more efficient antennas. Conventional small communication equipment, such as handsets, does not provide enough space for common quarter- and half-wavelength antennas. Thus, there is an increasing need for antennas that are physically compact while operating in the frequency band of interest and providing other necessary antenna operating characteristics (input impedance, radiation pattern, signal polarization, etc.).                         

종래의 기술에 의하면, 적어도 단일 구성요소(Single-Element) 안테나에 대해서는, 안테나의 물리적 크기와 안테나 이득 사이에 다음과 같은 직접적인 관계가 존재한다. According to the prior art, for at least a single-element antenna, there is a direct relationship between the physical size of the antenna and the antenna gain as follows.

Figure 112003039376083-pat00001
Figure 112003039376083-pat00001

여기서, R은 안테나를 포함하는 구(Sphere)의 반경이고 β는 전파계수(Propagation Factor)이다. Where R is the radius of the sphere containing the antenna and β is the propagation factor.

따라서, 안테나 이득을 증가시키기 위해서는 안테나의 크기가 커져야 하는 반면, 사용자는 소형 안테나를 요구하게 되어서 둘 사이에 모순이 생기게 된다. 추가적인 제한으로서 시스템 디자인을 간단하게 하고 비용을 최소화하기 위하여 장비 설계자와 시스템 오퍼레이터는 통신장비가 다른 주파수 대역내에서 동작하거나 넓은 광대역에서 동작하는 다양한 무선 서비스에 접속할 수 있도록 다중 대역 및/또는 광대역에서 효율적으로 동작할 수 있는 안테나를 사용하기를 원한다는 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이 이득은 안테나 주파수와 유효(Effective) 안테나 길이(파장으로 표시되는) 사이의 관계에 의하여 한정된다. 다시 말해, 안테나 이득은 특정 기하학 구조를 가지는 모든 1/4파장 안테나에서 일정하며, 뒤집어 말하면 그 동작 주파수에서 유효한 안테나 길이는 동작 주파수의 1/4파장이라는 것이다. 오늘날 많은 응용분야에서 사용되는 기본적인 안테나 중 하나는 반파장 다이폴 안테나(Dipole Antenna)이다. Thus, to increase the antenna gain, the size of the antenna must be large, while the user requires a small antenna, causing a contradiction between the two. As an additional restriction, to simplify system design and minimize costs, equipment designers and system operators can efficiently operate in multiple bands and / or broadband to enable telecommunications equipment to access a variety of wireless services that operate within different frequency bands or over wider broadband. You want to use an antenna that can work with. However, as mentioned above, the gain is limited by the relationship between the antenna frequency and the effective antenna length (expressed in wavelength). In other words, the antenna gain is constant for all quarter-wave antennas with a particular geometry, and in other words, the effective antenna length at that operating frequency is one-quarter wavelength of the operating frequency. One of the basic antennas used in many applications today is a half-wave dipole antenna.                         

방사패턴은 통상의 도넛(Donut) 형상으로서, 대부분의 에너지가 방위각(Azimuth) 방향으로 균일하게 방사되고 앙각(Elevation) 방향으로는 거의 에너지가 방사되지 않는 다. 몇몇 통신장비에서 관심 있는 주파수 대역은 1710∼1990MHz 및 2110∼2200MHz이다. 반파장 다이폴 안테나는 1900MHz에서 약 3.11인치의 길이, 1710MHz에서는 약 3.45인치의 길이, 2200MHz에서는 약 2.68인치의 길이를 가진다. 전형적인 이득은 약 2.15dBi이다. The radiation pattern is a conventional donut shape, where most of the energy is uniformly radiated in the azimuth direction and little energy is radiated in the elevation direction. The frequency bands of interest in some communications equipment are 1710-1990 MHz and 2110-2200 MHz. The half-wavelength dipole antenna is about 3.11 inches long at 1900 MHz, about 3.45 inches long at 1710 MHz, and about 2.68 inches long at 2200 MHz. Typical gain is about 2.15 dBi.

접지판 위에 배치되는 1/4파장 모노폴 안테나는 반파장 다이폴 안테나로부터 유래를 찾을 수 있다. 안테나의 길이는 1/4파장이지만 접지판과 함께 동작하여 반파장 다이폴 안테나의 성능과 유사하게 된다. 따라서, 접지판 상부 모노폴 안테나의 방사패턴은 반파장 다이폴 안테나와 유사하며 전형적인 이득은 약 2dBi이다. Quarter-wavelength monopole antennas placed on ground planes can be found from half-wavelength dipole antennas. The antenna is 1/4 wavelength long, but works in conjunction with the ground plane to approximate the performance of a half-wavelength dipole antenna. Therefore, the radiation pattern of the ground plane upper monopole antenna is similar to the half-wave dipole antenna and the typical gain is about 2 dBi.

일반적인 자유 공간(Free Space; 즉 접지판 상부가 아닌) 루프 안테나(약 1/3파장의 직경을 가지는) 또한 방사축(Radial Axis)을 따르는 도넛 형상의 방사패턴을 보이며, 약 3.1dBi의 이득을 가진다. 1900MHz에서 루프 안테나의 직경은 약 2인치이다. 전형적인 루프 안테나의 입력 임피던스는 50옴(Ohm; Ω)으로서 우수한 정합특성을 제공한다. A typical free space loop antenna (not on top of the ground plane) (about 1/3 wavelength in diameter) also exhibits a donut-shaped radiation pattern along the radial axis, with a gain of about 3.1 dBi. Have At 1900 MHz, the loop antenna is about 2 inches in diameter. The input impedance of a typical loop antenna is 50 ohms, which provides excellent matching characteristics.

널리 알려진 패치 안테나는 약 4.7dBi의 이득을 가지는 방향성 반구형 범위(Directional Hemispherical Coverage)를 가진다. 패치 안테나는 비록 작지만 1/4파장 또는 반파장 안테나와 비교할 때 상대적으로 좁은 대역폭을 가진다. Well-known patch antennas have a directional hemispherical coverage with a gain of about 4.7 dBi. Patch antennas, although small, have a relatively narrow bandwidth when compared to quarter- or half-wavelength antennas.

1/4파장 및 반파장 안테나의 우수한 성능을 고려하여, 종래의 안테나는 일반적으로 안테나 길이가 방사 주파수의 1/4파장 정도가 되도록 구성하고, 안테나가 접지판 위에서 동작하도록 한다. 이 크기를 가짐으로써 안테나가 더 쉽게 여기되고 공명 주파수(Resonant Frequency) 또는 그 근방에서 동작하도록 할 뿐 아니라, 저항 손실로 소실되는 에너지를 제한하여 전송 에너지를 최대화할 수 있다. 그러나, 동작 주파수가 증가/감소함에 따라 동작 파장이 감소/증가하게 되고, 따라서 안테나 구성요소의 크기가 비례하여 감소/증가하여야 한다는 문제가 있다.In view of the superior performance of quarter- and half-wavelength antennas, conventional antennas are generally constructed such that the antenna length is approximately one-quarter wavelength of the radiation frequency, allowing the antenna to operate on a ground plane. This size allows the antenna to be more easily excited and operate at or near the resonant frequency, as well as limiting the energy dissipated by resistive losses to maximize transmission energy. However, as the operating frequency is increased / decreased, the operating wavelength is decreased / increased, and thus there is a problem that the size of the antenna component must be proportionally reduced / increased.

안테나 설계자는 구조상의 물리적 크기가 유효한 전기적 크기와 일치하지 않는 소위 "저속파 구조(Slow Wave Structure)"를 이용하고자 하는 시도를 하고 있다. 전술한 바와 같이, 유효한 안테나 크기는 유리한 방사와 저손실 특성을 위하여 반파장(또는 접지판 위에서의 1/4파장) 단위가 되어야 한다. 일반적으로 저속파 구조는 진행파(Traveling Wave)의 위상속도가 자유공간에서의 광속보다 작은 것으로 정의된다. 파의 속도는 파장과 주파수의 내적이고 매질의 유전율(Permittivity) 및 투자율(Permeability)을 고려하면 아래와 같다. Antenna designers are attempting to use the so-called "Slow Wave Structure" where the physical size of the structure does not match the effective electrical size. As mentioned above, the effective antenna size should be in half-wave (or quarter-wavelength above ground plane) units for favorable radiation and low loss characteristics. In general, the slow wave structure is defined as the phase velocity of the traveling wave is smaller than the luminous flux in free space. The velocity of the wave is as follows, considering the internal wavelength and frequency, and the permittivity and permeability of the medium.

Figure 112003039376083-pat00002
Figure 112003039376083-pat00002

저속파가 전파되는 동안 주파수는 변화하지 않으므로 전파가 광속보다 늦게(즉, 위상속도가 더 작도록) 진행한다면 구조(Structure) 내부의 파장이 자유공간에서의 파장보다 더 작게 된다. The frequency does not change during slow wave propagation, so if propagation is slower than the speed of light (ie, the phase velocity is smaller), the wavelength inside the structure is smaller than the wavelength in free space.

따라서, 예를 들면, 반파장 저속파 구조(Structure)가 광속(c)으로 진행하는 반파장 구조보다 더 짧게 된다. 저속파 구조는 물리적 길이, 공명 주파수 및 파장 사이의 관계를 분리한다. 이러한 저속파 구조가 안테나의 구성요소 또는 안테나 방사 구조로 사용될 수 있다. Thus, for example, the half-wavelength slow wave structure is shorter than the half-wave structure traveling at the light flux c. The slow wave structure separates the relationship between physical length, resonant frequency and wavelength. This slow wave structure can be used as an antenna component or antenna radiation structure.

저속파 구조에서 진행파의 위상속도는 자유공간에서의 광속보다 작기 때문에 이러한 구조의 유효한 전기적 길이는 광속에서 파동을 전파하는 구조의 유효 전기적 길이보다 더 크다. 따라서 저속파 구조의 결과적인 공명 주파수는 반파장 다이폴 안테나와 동일하며, 따라서 예컨데, 저속파를 전파하는 구조가 광속에서 파동을 전파하는 구조보다 물리적으로 더 작게 될 것이다. Since the phase velocity of the traveling wave in the slow wave structure is smaller than the speed of light in free space, the effective electrical length of this structure is larger than the effective electrical length of the structure propagating waves in the light flux. The resulting resonant frequency of the slow wave structure is therefore the same as that of a half-wave dipole, so that, for example, a structure that propagates slow waves will be physically smaller than a structure that propagates waves at the speed of light.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나는 라디오 주파수 신호를 송수신하기 위하여 접지판으로부터 이격되는 관계의 연결구조의 형상을 가진다. 안테나는 하나 또는 그 이상의 가장자리(Edge)에 의하여 구분되는 나선형 상판(Spiral-Shaped Top Plate)을 포함한다. 단락요소(바람직한 실시예에서는 절곡 도체로 형성됨)가 상판을 접지판에 전기적으로 연결하기 위하여 상판으로부터 접지판 방향으로 연장된다. 측벽(Sidewall)이 상판 가장자리에서 접지판 방향으로 연장된다. An antenna according to an embodiment of the present invention has a shape of a connection structure spaced apart from the ground plate for transmitting and receiving radio frequency signals. The antenna includes a spiral-shaped top plate separated by one or more edges. A shorting element (formed by a bent conductor in the preferred embodiment) extends from the top plate in the direction of the ground plate to electrically connect the top plate to the ground plate. Sidewalls extend from the top edge toward the ground plane.

본 발명의 전술한 특징 및 기타 다른 특징은 아래에 있는 발명의 상세한 설명에 의하여 더 명확해질 것이다. 아래 설명에서 동일한 참조번호는 다른 도면 모두에 있어서 동일한 부분을 표시한다. 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 것 이외의 용도로 해석되지 않는다. The above and other features of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention. In the following description, like reference numerals designate like parts in all of the other drawings. The drawings are not to be construed for purposes other than to illustrate the principles of the invention.

본 발명에 의한 안테나 장치에 대한 상세한 설명을 하기 이전에, 본 발명은 여러 구성요소의 신규하고 비자명한 결합에 의한 것이라고 이해되어야 한다. 따라서, 발명에 의한 구성요소는 도면에서 통상적인 구성요소에 의하여 표현되며, 본 발명에 대하여 적절한 특정 상세만을 나타내므로, 여기에 설명된 효과를 가지는 기술분야에서 숙련된 자에게 자명한 상세 구조를 개시하는 것을 방해하지 않는다. Before giving a detailed description of the antenna device according to the invention, it is to be understood that the invention is due to a novel and non-obvious combination of various components. Accordingly, the components according to the invention are represented by the typical components in the drawings, and represent only specific details appropriate for the present invention, and thus, disclose a detailed structure apparent to those skilled in the art having the effects described herein. Does not interfere with doing

본 발명에 의한 안테나는 컴팩트한 나선형 방사부(Radiator)를 포함하며, 나선형 방사부에는 하나 또는 그 이상의 절곡구조가 연결되어 있다. 따라서, 접지판 위에 형성된 1/4 파동 구조보다 작은 부피내에서 최적의 동작 특성을 제공할 수 있다. 안테나는 빈 금속판으로부터 필요한 형상을 찍어냄으로써 용이하게 형성될 수 있다. 찍어진 영역은 필요에 따라 성형(Shaping)되고 절곡영역이 적당한 위치에 고정된다. 안테나의 작은 부피로 인하여 통신 장치 핸드셋 및 다른 응용기기에 설치될 때 공간적 우위를 가지게 된다. 다른 실시예에서는 본 발명에 의한 안테나는 유전체 기판상에 배치된 도전판을 패터닝(Patterning)하고 에칭(Eching)함으로써 형성될 수 있다. The antenna according to the present invention includes a compact spiral radiator, and one or more bent structures are connected to the spiral radiator. Thus, it is possible to provide optimum operating characteristics in a volume smaller than a quarter wave structure formed on the ground plate. The antenna can be easily formed by imprinting the required shape from the blank metal plate. The stamped area is shaped as needed, and the bent area is fixed at an appropriate position. The small volume of the antenna gives it a spatial advantage when installed in communication device handsets and other applications. In another embodiment, the antenna according to the present invention may be formed by patterning and etching a conductive plate disposed on a dielectric substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 안테나(10)의 투시도이다. 안테나(10)는 비교적 얇은 전도성 재료(예를 들면, 구리 등)의 판을 이용하여 만들어지며, 내부 나선 영역(Inner Spiral Segment; 12) 및 외부 나선 영역(Outer Spiral Segment; 13)을 추가로 구비하는 상판(Top Plate; 11)을 포함한다. 다른 방법으로는, 상기 상판(11)은 도전성 재료의 판 가장자리로 연장하는 판의 중앙 근처 영역으로부터 재료가 제거된 도전성 재료의 판으로 형성된다. 일 실시예에서, 재료는 상판(11)내에 나선형 슬롯(Slot)을 형성하도록 제거된다. 안테나(10)는 유전체 기판(14) 상에 배치되며, 유전체 기판 상에는 유전체 기판(14)의 가장자리(18)로부터 경계선(20)까지 펼쳐져 있는 접지판(16)을 포함하고 있다. 따라서, 접지판(16)은 전체 안테나(10) 아래로는 연장되지 않는다. 이러한 특징을 가짐으로써 상판(11)과 유전체 기판(14) 사이에 커패시턴스를 유발하게 되어 아래에서 상세하게 설명되는 것과 같은 안테나(10) 특성을 가지게 된다. 일 실시예에서, 상판(11)과 유전체 기판(14) 사이의 거리는 약 5mm이다. 안테나와 유전체 기판 사이의 거리를 변화시키면 안테나(10)의 공명 특성이 변화한다. 1 is a perspective view of an antenna 10 according to an embodiment of the present invention. The antenna 10 is made using a plate of relatively thin conductive material (e.g., copper) and further includes an inner spiral segment 12 and an outer spiral segment 13 It includes a top plate (11). Alternatively, the top plate 11 is formed of a plate of conductive material from which material is removed from the region near the center of the plate extending to the plate edge of the conductive material. In one embodiment, the material is removed to form a helical slot in the top plate 11. The antenna 10 is disposed on the dielectric substrate 14, and includes a ground plate 16 extending from the edge 18 of the dielectric substrate 14 to the boundary line 20. Thus, the ground plate 16 does not extend under the entire antenna 10. Having such a feature causes capacitance between the top plate 11 and the dielectric substrate 14 to have the characteristics of the antenna 10 as described in detail below. In one embodiment, the distance between the top plate 11 and the dielectric substrate 14 is about 5 mm. Changing the distance between the antenna and the dielectric substrate changes the resonance characteristics of the antenna 10.

안테나(10)는 유전체 기판 상의 경계선(20)과 가장자리(24) 사이 영역 23에 놓여 있는 절곡요소(Meanderline Element; 22)를 추가로 포함한다. 절곡요소 22는 영역 23과는 전기적으로 연결되지 않지만, 안테나(10)를 지지하기 위하여 기계적으로는 연결된다.  The antenna 10 further includes a Meanderline Element 22 lying in an area 23 between the boundary line 20 and the edge 24 on the dielectric substrate. The bending element 22 is not electrically connected to the region 23 but is mechanically connected to support the antenna 10.

신호는 유전체 기판(14)상에 형성된 급전선 라인(Feed Line Trace; 30) 및 안테나 급전부(Antenna Feed; 32)를 경유하여 안테나로 공급(급전)되거나 안테나로부터 수신된다. 일반적으로, 급전 커넥터(도 1에는 미도시)는 영역 33에서 유전체 기판에 물리적으로 부착되며, 급전 커넥터는 급전선 라인(30)에 전기적으로 접촉되는 급전핀(Feed Pin)과 접지판(16)에 전기적으로 접촉되는 접지핀(Ground Pin)을 구비한다. 도 1의 실시예는 아래에서 설명할 실시예에 구비된 특정 절곡영역은 포함하고 있지 않다. The signal is supplied (feeded) to or received from the antenna via a feed line trace 30 formed on the dielectric substrate 14 and an antenna feed 32. In general, a feed connector (not shown in FIG. 1) is physically attached to the dielectric substrate in region 33, the feed connector being connected to a feed pin and ground plate 16 that are in electrical contact with feed line line 30. It has a ground pin in electrical contact. The embodiment of FIG. 1 does not include the specific bending region provided in the embodiment to be described below.

도 2 및 도 3은 각각 절곡요소 22 및 절곡요소 40(두번째 절곡요소는 도 1에 미도시)를 포함하는 다른 실시예에 의한 안테나(10)의 평면도 및 정면도이다. 절곡 요소 40은 상판(11)의 영역 41과 접지판(16) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 도 3에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 절곡 요소 22는 수직 영역(43)과 수직영역으로부터 연장되고 유전체 기판(14)의 영역 23과 물리적으로 접촉하도록 배치되는 아암(Arm; 44)으로 구성된다. 그러나, 아암(44)은 접지판(16)과 전기적으로 연결되지는 않는다. 2 and 3 are plan and front views of an antenna 10 according to another embodiment, including bending element 22 and bending element 40 (the second bending element is not shown in FIG. 1), respectively. The bending element 40 is electrically connected between the area 41 of the top plate 11 and the ground plate 16. As best shown in FIG. 3, the bending element 22 consists of a vertical region 43 and an arm 44 extending from the vertical region and arranged to be in physical contact with the region 23 of the dielectric substrate 14. . However, arm 44 is not electrically connected to ground plate 16.

절곡 요소 40의 한 바람직한 형태가 도 2의 4-4 평면을 따라 도출된 도 4와 같은 단면도로 표시되어 있다. 개략적으로 표시된 바와 같이, 절곡 요소 40의 끝부분(42)이 접지에 연결되어 있다. 일 실시예에서 거리 d는 약 1인치이다. One preferred form of the bending element 40 is shown in cross section as in FIG. 4, taken along the 4-4 plane of FIG. 2. As schematically indicated, the end 42 of the bending element 40 is connected to ground. In one embodiment, the distance d is about 1 inch.

안테나(10)의 전기적 등가회로(Equivalent Electrical Circuit)가 도 5에 도시되어 있다. 커패시터(Capacitor) 50은 외부 나선 영역(13)과 접지판(16) 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 커패시터 52는 내부 나선 영역(12)과 접지판(16) 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 커패시터 50과 52는 모두 상판(11)과 접지판(16) 사이의 수직 거리에 영향을 받는다. 또한, 가장자리(18; 또는 가장자리 24)에 대한 경계선(20; 도 1참고)의 위치를 조정하면, 커패시턴스 50, 52 값이 변화한다. 따라서, 이러한 커패시턴스와 일반적인 안테나 특성에 영향을 주기 위하여 사용되는 기술 중 하나는 경계선(20)과 가장자리(18 또는 가장자리 24) 사이의 거리를 조절하는 것이다. An equivalent electrical circuit of the antenna 10 is shown in FIG. 5. Capacitor 50 represents the capacitance between outer spiral region 13 and ground plate 16. Capacitor 52 represents the capacitance between inner spiral region 12 and ground plate 16. Capacitors 50 and 52 are both affected by the vertical distance between top plate 11 and ground plate 16. In addition, when the position of the boundary line 20 (refer to FIG. 1) with respect to the edge 18 (or the edge 24) is adjusted, capacitance values 50 and 52 change. Thus, one of the techniques used to influence this capacitance and general antenna characteristics is to adjust the distance between the boundary line 20 and the edge 18 or edge 24.

커패시턴스 54는 내부 및 외부 나선 영역(12, 13) 사이의 커패시턴스를 표시한다. 부호 56은 접지에 단락된 절곡요소 40에 대응된다. 절곡영역 22은 부호 58로 표시되며, 이는 접지에 연결되지 않고 대신 오픈(Open)된 것으로 표시되어 있다. 일반적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 급전부(32)의 오른쪽 구성요소는 낮은 대역의 성능에 영향을 미치고 안테나 급전부(32)의 왼쪽 구성요소는 높은 대역의 성능에 영향을 미친다. Capacitance 54 indicates the capacitance between inner and outer helix regions 12, 13. Reference numeral 56 corresponds to the bending element 40 shorted to ground. The bend area 22 is indicated by reference numeral 58, which is not connected to ground but is marked as open instead. In general, as shown in FIG. 5, the right component of the antenna feeder 32 affects low band performance and the left component of the antenna feeder 32 affects high band performance.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나(10)는 약 880∼960MHz(저대역)인 셀룰러 주파수 대역과 약 1.710∼1.990GHz(고대역)인 개인 통신 시스템(Personal Communication System)의 주파수 대역에서 동작하거나 공명 동작을 나타낸다. 저대역에서의 방사패턴은 전방향성(Omnidirectional; 일반적인 도넛 패턴)이며, 고대역에서의 방사패턴은 에너지가 주로 앙각방향으로 방사되는 앙각성(Elevational) 패턴을 가진다. 고대역 주파수는 예를 들면, 전지구 위치결정 시스템(GPS)의 주파수 대역인 1.5GHz 근처의 대역에서 공명을 일으키기 위하여, 절곡영역 40의 길이와 같은 물리적 특성을 조정함으로써 조절될 수 있다. 안테나 10의 동작 주파수를 포함하는 성능 특성을 변화시키기 위하여 절곡요소 22의 형상이나 크기를 다양하게 변화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 안테나(10)의 대략적인 크기는 길이 약 0.4인치, 폭 약 0.4인치이다. The antenna 10 according to an embodiment of the present invention operates in a cellular frequency band of about 880 to 960 MHz (low band) and in a frequency band of a personal communication system of about 1.710 to 1.990 GHz (high band). Resonance behavior is shown. The radiation pattern in the low band is omnidirectional (general donut pattern), and the radiation pattern in the high band has an elevational pattern in which energy is mainly radiated in an elevation direction. The high band frequency can be adjusted by adjusting physical properties such as the length of the bend area 40, for example, to cause resonance in a band near 1.5 GHz, which is the frequency band of the global positioning system (GPS). In order to change the performance characteristics including the operating frequency of the antenna 10, the shape or size of the bending element 22 may be variously changed. In one embodiment, the approximate size of the antenna 10 is about 0.4 inches long and about 0.4 inches wide.

세 개의 주파수 대역에서 공명조건을 나타내는 안테나 70의 평면도가 도 6에 도시되어 있다. 일반적으로, 안테나 70은 안테나 10에 관한 도 1에 도시된 바와 같은 내부 나선 영역(12)과 외부 나선영역(13)을 포함한다. 그러나, 안테나 70은 안테나 10과 비교할 때 변형된 추가 절곡 요소를 추가적으로 구비하고 있다. 6 is a plan view of the antenna 70 showing resonance conditions in three frequency bands. In general, antenna 70 includes an inner spiral region 12 and an outer spiral region 13 as shown in FIG. 1 for antenna 10. However, antenna 70 additionally has an additional bending element that is modified when compared to antenna 10.

도 7은 안테나 70의 정면도이다. 안테나 70은 안테나 10에서 설명한 바와 동일한 방식으로 기능하는 절곡 요소 40과 안테나 급전부(32)를 포함한다. 안테나 70 은 전기적으로 연결된 영역 72와 73을 구비하는 절곡 요소 71을 추가로 포함한다. 영역 72는 상판(11)으로부터 연장되고, 영역 73은 유전체 기판 위 또는 그 근처에 배치되지만 접지판(16)에 전기적으로 연결되지는 않는다. 도 6의 8-8평면을 따라 자른 절곡요소 71의 단면도가 도 8에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 절곡요소 71는 유전체 기판(14)상에 배치되지만 접지판(16)에 전기적으로 연결되지는 않는다. 일 실시예에서 거리 dd는 약 0.3인치이다. 7 is a front view of the antenna 70. Antenna 70 includes a bending element 40 and an antenna feeder 32 that function in the same manner as described for antenna 10. The antenna 70 further comprises a bending element 71 having electrically connected areas 72 and 73. Region 72 extends from top plate 11, and region 73 is disposed on or near the dielectric substrate but is not electrically connected to ground plate 16. A cross-sectional view of the bending element 71 along the 8-8 plane of FIG. 6 is shown in FIG. 8. As shown, the bend element 71 is disposed on the dielectric substrate 14 but is not electrically connected to the ground plate 16. In one embodiment, the distance dd is about 0.3 inches.

안테나 70은 수직영역 75와 아암(Arm) 76을 구비하는 절곡요소 74를 추가로 포함한다. The antenna 70 further comprises a bending element 74 having a vertical area 75 and an arm 76.

안테나 70은 셀룰러 통신을 위한 820-890MHz 대역과, 전지구 위치결정 시스템(GPS) 통신을 위한 1.5GHz 대역, 및 무선 국지 영역 네트워크 통신(Wireless Local Area Network Communication)을 위한 2.5GHz 대역에서 공명 조건을 나타내도록 동작한다. Antenna 70 exhibits resonance conditions in the 820-890 MHz band for cellular communication, 1.5 GHz band for Global Positioning System (GPS) communication, and 2.5 GHz band for Wireless Local Area Network Communication. To make it work.

일반적으로, 본 발명에 의한 기술에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같은 안테나는 절곡 요소들의 추가 및/또는 도시된 절곡 요소들의 길이 조정에 의하여 다양한 주파수 대역에서 동작하도록 조절될 수 있다. 절곡 요소의 부가에 의하여 다른 추가적인 동작 주파수 대역이 생성될 수도 있다. 하나의 주파수 대역에서 동작하는 특정 절곡 요소가 추가되더라도 다른 대역에서의 동작에 영향을 미치지는 않는다. 따라서, 안테나는 분리된 조절 가능한 동작주파수 대역들을 가질 수 있다. 종래 기술에 의하면 안테나 물리적 특성 중 하나 또는 크기를 변화시키는 경우 일반적으로 안테나의 모든 공명 주파수에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 의한 안테나는 이러한 제한이 없다. 또한, 본 발명에 의한 안테나의 경우 크기(예를 들면, 길이, 폭, 접지판으로부터의 높이 등)의 조정으로 모든 공명 주파수에 영향을 미칠 수 있다. In general, according to the technique according to the present invention, the antenna as shown in FIG. 1 can be adjusted to operate in various frequency bands by addition of bending elements and / or length adjustment of the shown bending elements. Other additional operating frequency bands may be created by the addition of bending elements. The addition of specific bending elements operating in one frequency band does not affect operation in other bands. Thus, the antenna may have separate adjustable operating frequency bands. According to the prior art it is known that changing the size or size of one of the antenna physical properties generally affects all resonance frequencies of the antenna. The antenna according to the invention does not have this limitation. In addition, the antenna according to the present invention may affect all resonance frequencies by adjusting the size (eg, length, width, height from the ground plane, etc.).

본 발명에 의한 안테나 아키텍처(Architecture)는 하나 또는 그 이상의 주파수 대역에서 동작하는데 유용한 것으로 설명되고 있다. 이상에서는 본 발명이 특정한 응용 및 예로서 설명되고 도시되었으나, 본 발명이 개시하는 원리는 다양한 방식으로 안테나 형상 등을 변경시키는 기본 원리를 제공한다. 본 발명의 범위 내에서 수많은 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명은 아래의 청구범위에 의해서만 한정될 뿐이다.

The antenna architecture according to the present invention has been described as useful for operating in one or more frequency bands. While the invention has been described and illustrated in particular applications and examples, the principles disclosed herein provide a basic principle of varying antenna shape and the like in various ways. Many modifications are possible within the scope of the invention. Accordingly, the invention is only limited by the following claims.

Claims (48)

라디오 주파수 에너지의 송수신을 위하여 바닥에 배치된 접지판에 연결되는 안테나로서, An antenna connected to a ground plane disposed on the floor for transmitting and receiving radio frequency energy, 하나 이상의 경계 부위(Edge)에 의해 내부 나선 영역과 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 일부분은 상기 접지판을 덮으며, 상기 일부분을 제외한 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 나머지 부위는 상기 접지판을 덮지 않도록 형성되는 나선형 상판;One or more edges divided into an inner spiral region and an outer spiral region, wherein a portion of the inner spiral region and an outer spiral region cover the ground plate, and the inner spiral region and the outer spiral region except for the portion The remaining portion of the spiral top plate is formed so as not to cover the ground plate; 상기 상판을 접지판에 전기적으로 연결하도록 상기 상판의 하면에서 상기 접지판 방향으로 연장되는 단락요소(Shorting Element);A shorting element extending from the lower surface of the upper plate in the direction of the ground plate to electrically connect the upper plate to the ground plate; 상기 상판 가장자리로부터 상기 접지판 방향으로 연장되는 측벽(Sidewall)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.And a sidewall extending from the upper plate edge toward the ground plate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 안테나가 접지판과 함께 동작할 수 있는 상태에서 상기 상판의 일부분만이 상기 접지판을 덮는 것을 특징으로 하는 안테나.And wherein only a portion of the top plate covers the ground plate while the antenna is capable of operating with the ground plate. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 상판 중 접지판을 덮는 부분의 영역은 안테나 성능에 영향을 주도록 조절 가능한 것을 특징으로 하는 안테나.And an area of the top plate covering the ground plate is adjustable to affect antenna performance. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 상판 중 상기 접지판을 덮는 일부분은 상기 단락요소가 연장되어 나오는 상기 상판의 제1 영역이고, 상기 접지판을 덮지 않는 상기 상판의 나머지 부위는 상기 측벽이 연장되어 나오는 제2 영역인 것을 특징으로 하는 안테나.A portion of the upper plate covering the ground plate is a first region of the upper plate from which the shorting element extends, and the remaining portion of the upper plate not covering the ground plate is a second region from which the side wall extends. Antenna. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 접지판은 기판의 제 1 영역 상에 배치된 도전성 재료로 구성되며, 상기 기판의 제 2 영역에는 도전성 재료가 없으며, 상기 측벽은 상기 제 2 영역을 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나.And the ground plate is made of a conductive material disposed on a first region of the substrate, wherein the second region of the substrate is free of conductive material, and the sidewall is disposed to cover the second region. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 외부 나선 영역 및 상기 내부 나선 영역은 전기적으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나. The outer spiral region and the inner spiral region are electrically connected to each other. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상판은 도전성 재료로 형성되는 연속된 나선 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the top plate comprises a continuous spiral structure formed of a conductive material. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 단락 요소는 절곡형 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.And the shorting element comprises a bent conductor. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 절곡형 도체는 지그재그(Zig-zag) 형상의 길게 신장된 전송라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. The bent conductor comprises a zig-zag-shaped elongated transmission line. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 절곡형 도체는 제 1 영역과 제 2 영역을 추가로 포함하는 길게 신장된(Elongated) 전송라인을 구비하며, 제 1 영역 및 제 2 영역은 전기적으로 연결되어 있고 상기 상판과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나. The bent conductor has an elongated transmission line further comprising a first region and a second region, wherein the first region and the second region are electrically connected and arranged parallel to the top plate. Characterized by an antenna. 제 10 항에 있어서, 11. The method of claim 10, 상기 안테나는 상기 접지판을 덮도록 장착되고, 상기 제 1 영역과 제 2 영역은 접지판에 평행하도록 상기 상판과 접지판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나. And the antenna is mounted to cover the ground plate, and the first region and the second region are disposed between the top plate and the ground plate to be parallel to the ground plate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상판에 연결되는 급전요소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And an feeding element connected to the top plate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 급전요소를 추가로 포함하고, 상기 상판은 내부 나선 영역과 외부 나선 영역 을 포함하며, 상기 급전요소는 상기 외부 나선 영역의 말단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나. And a feed element, wherein the top plate comprises an inner spiral region and an outer spiral region, wherein the feed element is disposed at a distal end of the outer spiral region. 라디오 주파수 에너지의 송수신을 위하여 바닥에 배치된 접지판에 연결되는 안테나로서, An antenna connected to a ground plane disposed on the floor for transmitting and receiving radio frequency energy, 하나 이상의 경계 부위(Edge)에 의해 내부와 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 내부와 외부 나선 영역의 일부분은 상기 접지판을 덮으며, 상기 일부분을 제외한 상기 내부와 외부 나선 영역의 나머지 부위는 상기 접지판을 덮지 않도록 형성되는 나선형 상판;One or more boundary regions separated by an inner and outer spiral region, a portion of the inner and outer spiral region covering the ground plate, and the remaining portions of the inner and outer spiral region except the portion are the ground A spiral top plate formed not to cover the plate; 상기 상판을 접지판에 전기적으로 연결하도록 상기 상판의 하면에서 상기 접지판 방향으로 연장되는 단락요소(Shorting Element);A shorting element extending from the lower surface of the upper plate in the direction of the ground plate to electrically connect the upper plate to the ground plate; 상기 상판 가장자리로부터 상기 접지판 방향으로 연장되는 측벽(Sidewall);Sidewalls extending from the edge of the upper plate toward the ground plate; 상기 상판에 연결되는 급전요소; 및 A feed element connected to the top plate; And 상기 안테나가 배치되는 유전체 기판상에 배치되고, 상기 접지판과 절연되어 상기 급전요소에 전기적으로 연결되는 도전성 급전 영역을A conductive feeding region disposed on a dielectric substrate on which the antenna is disposed and insulated from the ground plate and electrically connected to the feeding element; 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.An antenna comprising: 제 14 항에 있어서, The method of claim 14, 상기 급전 요소는 상기 상판에서 상기 유전체 기판상의 상기 도전성 급전 영역으로 연장되는 도전성 띠(Strip)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And said feed element comprises a conductive strip extending from said top plate to said conductive feed area on said dielectric substrate. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 측벽은 상기 상판 가장자리와 직각을 형성하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the side wall forms a right angle with the top plate edge. 접지판;Ground plate; 내부 나선 영역과 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 접지판을 덮는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제1 영역 및 상기 접지판을 덮지 않는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제2 영역을 포함하는 나선형 상판;A first region of the inner spiral region and an outer spiral region covering the ground plate and a second region of the inner spiral region and the outer spiral region not covering the ground plate; Spiral tops; 상기 상판과 전기적으로 연결되어 있는 급전요소;A feeding element electrically connected to the top plate; 상기 상판으로부터 연장되는 제 1 절곡 도체부; 및,A first bent conductor portion extending from the top plate; And, 상기 상판으로부터 연장되는 제 2 절곡 도체부;A second bent conductor portion extending from the top plate; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. Antenna comprising a. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17, 상기 접지판은 유전체 기판을 포함하고, 상기 유전체 기판의 제 1 영역상에 배치되는 도전성 재료를 포함하며, 상기 유전체 기판의 제 2 영역에는 도전성 재료가 없으며, 상기 상판의 제 1 영역은 상기 유전체 기판의 제 1 영역을 덮게 되는 것을 특징으로 하는 안테나.The ground plate includes a dielectric substrate and includes a conductive material disposed on a first region of the dielectric substrate, wherein the second region of the dielectric substrate is free of conductive material, and the first region of the top plate is the dielectric substrate. And an antenna covering the first region of the antenna. 제 18 항에 있어서, The method of claim 18, 상기 제 1 절곡 도체부는 상기 상판의 제 1 영역으로부터 연장되고, 지그재그 형상의 신장된 도체부를 추가로 포함하며, 상기 절곡 도체부는 상기 상판을 상기 접지판에 연결하는 것을 특징으로 하는 안테나.And the first bent conductor portion extends from the first region of the top plate and further comprises a zigzag elongated conductor portion, wherein the bent conductor portion connects the top plate to the ground plate. 제 17 항에 있어서, The method of claim 17, 상기 제 2 절곡 도체부는 상기 제 2 영역의 가장자리로부터 연장되는 제 1 도전 요소와 상기 제 2 도전 요소로부터 연장되는 제 2 도전 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the second bent conductor portion comprises a first conductive element extending from an edge of the second region and a second conductive element extending from the second conductive element. 제 20 항에 있어서, The method of claim 20, 상기 상판의 제 2 영역과 제 1 도전요소 사이에 형성되는 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 안테나.And an angle formed between the second region of the upper plate and the first conductive element is 90 degrees. 제 20 항에 있어서, The method of claim 20, 상기 제 1 도전 요소와 제 2 도전 요소 사이에 형성되는 각도는 90도인 것을 특징으로 하는 안테나.And the angle formed between the first conductive element and the second conductive element is 90 degrees. 라디오 주파수 에너지를 송수신하기 위하여 공간적으로 이격되어 있는 접지판에 연결되는 안테나로서, An antenna connected to a ground plate that is spaced apart to transmit and receive radio frequency energy, 하나 이상의 경계 부위(Edge)에 의해 내부 나선 영역과 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 접지판을 덮는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제1 영역 및 상기 접지판을 덮지 않는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제2 영역을 포함하는 나선형 상판; 및A first region of the inner and outer spiral regions covering the ground plate and a first region of the inner spiral region and an outer spiral region by one or more edges, and the inner and outer spiral regions not covering the ground plate A spiral top plate comprising a second region of the spiral region; And 상기 상판의 가장자리로부터 상기 접지판을 향하는 방향으로 연장되는 측벽;A side wall extending in a direction from the edge of the upper plate toward the ground plate; 을 포함하며, 상기 접지판과 함께 동작할 때, 상기 상판의 제 1 영역은 상기 접지판과 마주보도록 배치되고, 상기 상판의 제 2 영역은 상기 접지판의 가장자리를 지나서 연장되는 것을 특징으로 하는 안테나. And, when operating with the ground plate, the first region of the top plate is disposed to face the ground plate, and the second region of the top plate extends beyond an edge of the ground plate. . 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, wherein 상기 측벽은 상기 접지판의 가장자리 너머에서 연장되는 것을 특징으로 하는 안테나. And the side wall extends beyond an edge of the ground plane. 제 24 항에 있어서, The method of claim 24, 상기 안테나는 상기 상판을 접지판에 전기적으로 연결하는 단락 요소를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나. The antenna further comprises a shorting element for electrically connecting the top plate to the ground plate. 제 25 항에 있어서, The method of claim 25, 상기 단락 요소는 상기 상판으로부터 연장되는 절곡 도체부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나. And said shorting element comprises a bent conductor portion extending from said top plate. 제 23 항에 있어서, The method of claim 23, wherein 제 1 영역과 제 2 기판 영역을 포함하는 유전체 기판을 추가로 포함하며, 상기 접지판은 상기 유전체 기판의 상기 제1 영역상에 배치되고, 상기 상판의 제 1 영역은 상기 유전체 기판의 상기 제1 영역에 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나. Further comprising a dielectric substrate comprising a first region and a second substrate region, wherein the ground plate is disposed on the first region of the dielectric substrate, and the first region of the top plate is the first region of the dielectric substrate. And an antenna facing each other. 제 27 항에 있어서, 28. The method of claim 27, 상기 측벽은 상기 유전체 기판의 상기 제2 영역 위에 놓여지는 것을 특징으로 하는 안테나.And the sidewalls rest on the second region of the dielectric substrate. 라디오 주파수 에너지를 송수신하기 위하여 접지판에 연결되는 안테나로서, An antenna connected to a ground plane for transmitting and receiving radio frequency energy, 내부 나선 영역과 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 접지판에 겹쳐지는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제1 영역 및 상기 접지판에 겹쳐지지 않는 상기 내부 나선 영역과 외부 나선 영역의 제2 영역을 포함하는 나선형 상판;A first region of the inner spiral region and an outer spiral region which is divided into an inner spiral region and an outer spiral region, and overlaps the ground plate, and a second region of the inner spiral region and an outer spiral region not overlapping the ground plate; Spiral tops comprising; 상기 상판을 상기 접지판에 연결하기 위하여 상기 상판으로부터 상기 접지판 방향으로 연장되는 제 1 절곡 요소;A first bending element extending from the top plate in the direction of the ground plate to connect the top plate to the ground plate; 상기 상판으로부터 연장되는 제 2 절곡 요소; 및,A second bending element extending from the top plate; And, 상기 상판의 가장자리로부터 연장되는 측벽;Sidewalls extending from an edge of the top plate; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.Antenna comprising a. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 상판과 접지판 사이의 거리는 안테나의 필요한 성능 파라미터를 달성할 수 있도록 선택되는 것을 특징으로 하는 안테나. And the distance between the top plate and the ground plate is selected to achieve the required performance parameters of the antenna. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 안테나가 접지판과 함께 동작하는 상태에서, 상기 상판 영역이 접지판에 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 안테나. And wherein the top plate region overlaps the ground plate while the antenna is operating with the ground plate. 제 31 항에 있어서, The method of claim 31, wherein 상기 겹쳐지는 영역의 면적은 안테나의 성능 특성을 변화시키도록 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 안테나. And the area of the overlapping area can be adjusted to change the performance characteristics of the antenna. 제 32 항에 있어서, 33. The method of claim 32, 상기 제 1 절곡 요소는 상기 겹쳐지는 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하 는 안테나. And the first bending element is disposed in the overlapping area. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 내부 나선 영역은 상기 외부 나선 영역과 전기적으로 통하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the inner spiral region is in electrical communication with the outer spiral region. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 상판은 도전성 재료로 된 연속된 나선 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the top plate comprises a continuous spiral structure of conductive material. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 제 2 절곡요소는 상기 상판으로부터 접지판 방향으로 연장되고, L자 형상의 절곡 요소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안테나. And the second bending element extends from the upper plate in the direction of the ground plate and is formed of an L-shaped bending element. 제 36 항에 있어서, 37. The method of claim 36, 상기 제 2 절곡 요소는 상기 상판으로부터 연장되는 제 1 영역과 상기 제 1 영역으로부터 연장되는 제 2 영역을 포함하며, 상기 제 2 영역의 길이는 상기 상판의 길이 및 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 안테나.The second bending element includes a first area extending from the top plate and a second area extending from the first area, the length of the second area being less than the length and width of the top plate. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 제 1 절곡요소는 상기 상판에 평행한 영역을 구비하는 신장된 절곡형 전송 라인(Elongated Meanderline Transmission Line)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the first bent element includes an elongated meanderline transmission line having an area parallel to the top plate. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 제 1 절곡요소는 상기 상판에 평행한 적어도 두 개의 서로 연결된 영역을 추가로 구비하는 신장된 절곡형 전송 라인(Elongated Meanderline Transmission Line)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the first bent element comprises an elongated meanderline transmission line further comprising at least two interconnected areas parallel to the top plate. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 안테나는 접지판에 대하여 공간적으로 이격되도록 장착되며, 상기 제 1 절곡요소는 상기 상판에 평행하고, 상기 접지판에 평행한 방향으로 향하는 서로 평행한 두 개의 신장된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. The antenna is mounted so as to be spaced apart from the ground plate, and the first bending element includes two elongated regions parallel to the top plate and parallel to each other in a direction parallel to the ground plate. antenna. 제 29항에 있어서, The method of claim 29, 상기 안테나는 급전 요소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. And the antenna further comprises a feeding element. 제 41 항에 있어서, 42. The method of claim 41 wherein 상기 급전 요소는 상기 상판에서 접지판 방향으로 연장되고, 접지판은 유전 체 기판 상에 배치되며, 상기 유전체 기판은 상기 급전요소에 전기적으로 연결되고 상기 접지판과는 절연되는 도전성 급전 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나. The feed element extends from the top plate toward the ground plate, the ground plate is disposed on a dielectric substrate, and the dielectric substrate includes a conductive feed region electrically connected to the feed element and insulated from the ground plate. An antenna, characterized in that. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 제 2 절곡요소는 상기 측벽과 상기 제 1 절곡요소 사이 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 안테나.And the second bending element faces in a direction between the sidewall and the first bending element. 제 29 항에 있어서, 30. The method of claim 29, 상기 측벽은 상기 상판에 대하여 직각으로 배치되는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역에 연결되고 상기 제 1 영역에 대하여 직각으로 배치되는 제 2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.And the side wall includes a first region disposed at a right angle with respect to the top plate, and a second region connected to the first region and disposed at a right angle with respect to the first region. 라디오 주파수 에너지를 송수신하기 위하여 공간적으로 이격된 접지판에 연결되는 안테나로서, An antenna connected to a spatially spaced ground plane for transmitting and receiving radio frequency energy, 내부에 슬롯이 형성된 도전판으로서, 하나 이상의 경계 부위(Edge)에 의해 내부와 외부 나선 영역으로 구분되고, 상기 접지판을 덮는 상기 내부와 외부 나선 영역의 제1 영역 및 상기 접지판을 덮지 않는 상기 내부와 외부 나선 영역의 제2 영역을 포함하는 도전판; 및 A conductive plate having a slot formed therein, wherein the conductive plate is divided into an inner and an outer spiral region by one or more edges, the first region of the inner and outer spiral region covering the ground plate, and the ground plate not covering the ground plate; A conductive plate comprising a second region of inner and outer spiral regions; And 상기 안테나가 접지판과 함께 동작할 때, 판 가장자리로부터 접지판을 향하는 방향으로 연장되는 측벽;Sidewalls extending in a direction from the plate edge toward the ground plate when the antenna operates with the ground plate; 을 포함하며, 상기 접지판과 함께 동작할 때 상기 제 1 영역은 접지판을 마주보도록 배치되며, 상기 제 2 영역은 접지판의 가장자리 너머로 연장되는 것을 특징으로 하는 안테나. And wherein when operating with the ground plane, the first region is disposed to face the ground plate, and wherein the second region extends beyond an edge of the ground plate. 제 45 항에 있어서, 상기 측벽은 상기 제 2 영역으로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 안테나.46. The antenna of claim 45 wherein said side wall extends from said second region. 제 24 항에 있어서, 상기 상판을 상기 접지판에 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 제 1 영역으로부터 연장되는 단락수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.25. The antenna of claim 24 further comprising shorting means extending from said first region for electrically connecting said top plate to said ground plate. 제 46 항에 있어서, 상기 슬롯은 나선 형상을 한정하는 것을 특징으로 하는 안테나. 47. The antenna of claim 46 wherein said slot defines a spiral shape.
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