KR101054615B1 - 휴대 단말용 다중 대역 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말 - Google Patents

휴대 단말용 다중 대역 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말 Download PDF

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Abstract

본 발명의 휴대 단말용 안테나는, 제 1방사체 패턴, 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 제 2방사체 패턴, 제 2방사체 패턴으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 구비하는 제 1 안테나부; 및 제 2방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 제 3방사체 패턴을 구비하는 제 2안테나부를 포함하고, 제 1방사체 패턴의 끝단과 제 2방사체 패턴의 끝단은 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 갈수록 소형화되는 휴대 단말기에 장착될 수 있도록 슬림하고 소형화된 구조를 갖으며, 다중 대역에서 독립적으로 동작이 가능하고, 안테나의 이득과 대역폭의 특성이 우수한 휴대 단말용 다중 대역 내장형 안테나가 구현된다.

Description

휴대 단말용 다중 대역 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말{Multi band antenna for potable terminal and potable terminal having the same}
본 발명은 휴대 단말용 다중 대역 안테나 및 이를 구비한 휴대용 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 대역에서 사용 가능하며 소형화된 구조를 갖는 휴대 단말용 내장형 안테나 및 이를 구비하는 휴대용 단말기에 관한 것이다.
휴대용 단말(예컨대, UMPC, 노트북, PDA, 넷북 등)에서의 안테나의 실장은 휴대용 단말의 소형화로 인하여 상당히 컴팩트한 구조를 필요로 한다.
현재 가장 많이 고려되고 있는 안테나의 위치는 노트북의 액정화면의 테두리에 위치하는 프레임 내에 설치되는 형태이다. 이 위치는 노트북 사용중 사용자에 의한 전파간섭이 적으면서 손쉽게 설치가 가능하다. 또한, 내장형으로 설계하는 것이 돌출형보다 이용자가 사용상 편리성을 증대시킨다.
대부분의 공진형 안테나가 동작 주파수의 1/2 파장의 길이인데 반하여 PIFA형의 안테나는 동작 주파수의 1/4 파장의 길이로서 동작 가능하다. 이는 안테나의 한쪽은 개방회로이고 다른 쪽은 단락 상태로서 가능한 기술이다. 이로 인하여 UMPC이나 PDA 및 노트북에서 휴대 단말용 안테나로서 널리 이용된다.
이러한 PIFA 안테나는 패치의 폭과 길이를 제어하여 동작 주파수가 결정된다. 그리고 급전점은 안테나의 반사손실이 가장 작은 위치를 찾아서 프로브 급전 방식을 이용하는 것이 일반적이다.
PIFA 형 안테나를 이중 대역에서 이용하기 위한 기술로는 여러 가지 기술이 제안되었는데 L형의 슬롯을 이용한 것, 패치 내에 U형의 슬롯을 이용한 것, 그리고 패치에 부가적인 금속 패치를 부착한 것이 제안되었다. L자 슬롯을 이용한 형태는 이중대역에 모두 만족하는 하나의 급전점을 얻기가 힘들고 튜닝이 용이하지 않다는 것이 단점이다. U자 슬롯을 이용한 것은 패치의 크기가 커지기 때문에 소형을 필요로 하는 휴대용 단말(예컨대, 노트북)에서는 적합하지 않다. 그리고 추가적인 금속 패치를 덧붙이는 것은 기계적 안정성이 저하되고 공정이 추가적으로 필요하다는 것이 단점이다.
한편, 휴대용 단말은 사용자의 편의를 위해 갈수록 소형화된 구조를 갖도록 설계되고 있으며, 이에 따라 단말기에 내장되는 안테나 역시 소형화된 구조를 갖는 내장형 안테나가 요구되고 있다. 또한, 무선 통신 서비스의 다양화로 인해 하나의 안테나로 현재 서비스(예컨대, WWAN, WLAN, GPS, UWB, Wimax 등)되는 다양한 주파수 대역을 모두 만족할 수 있는 안테나의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 다중 대역에서 독립적으로 동작이 가능하고, 안테나의 이득과 대역폭의 특성이 우수한 휴대 단말용 내장형 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 갈수록 소형화되는 휴대 단말에 장착될 수 있도록 슬림하고 소형화된 구조를 갖는 휴대 단말용 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 휴대 단말용 안테나는, 제 1방사체 패턴, 상기 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 제 2방사체 패턴, 상기 제 2방사체 패턴으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 구비하는 제 1 안테나부; 및 제 2방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 제 3방사체 패턴을 구비하는 제 2안테나부를 포함하고, 상기 제 1방사체 패턴의 끝단과 상기 제 2방사체 패턴의 끝단은 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제 1방사체 패턴의 끝단은 급전부로 형성되고, 상기 제 2방사체 패턴 및 상기 커플링 패턴의 끝단은 접지부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3방사체 패턴의 끝단은 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1안테나부는 WWAN 대역의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 안테나부는 WLAN 대역, GPS 대역, 및 Wimax 대역 중 어느 하나의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1방사체 패턴 및 상기 제 2방사체 패턴은 유전체 블럭에 형성되고, 상기 유전체 블럭은 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 커플링 패턴은 인쇄회로기판을 사이에 두고 상기 제 2방사체 패턴과 마주보도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3방사체 패턴은 상기 인쇄회로기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 4방사체 패턴이 형성된 제 3안테나부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3안테나부는 WLAN 대역, GPS 대역, 및 Wimax 대역 중 어느 하나의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
갈수록 소형화되는 휴대 단말기에 장착될 수 있도록 슬림하고 소형화된 구조를 갖으며, 다중 대역에서 독립적으로 동작이 가능하고, 안테나의 이득과 대역폭의 특성이 우수한 휴대 단말용 다중 대역 내장형 안테나가 구현된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 설명하기 위한 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 설명하기 위한 저면 사시도이고, 도 3은 도 1 또는 도 2에 도시된 제 1안테나부(M 영역)의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 다중 대역 안테나는 제 1안테나부와 제 2안테나부로 구성된다. 여기서, 제 1안테나부는 도 1의 'M'영역에 해당하는 안테나부를 지칭하고, 제 2안테나부는 'I'영역에 해당하는 안테나부를 지칭한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 휴대 단말용 다중 대역 안테나를 제 1안테나부와 제 2안테나부로 구분하여 각각 설명하기로 한다.
먼저, 제 1안테나부는 제 1방사체 패턴, 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 제 2방사체 패턴, 제 2방사체 패턴으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 구비한다. 여기서, 제 1안테나부에 형성된 제 1방사체 패턴 및 제 2방사체 패턴의 형상을 보다 상세히 설명하고자, 유전체 블럭의 형상은 도면에 도시하지 않았다. 하지만, 이 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 제 1방사체 패턴과 제 2방사체 패턴이 형성된 구조를 통해 유전체 블럭의 형상을 용이하게 유추할 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(1)의 상면에 'ㄱ' 형상으로 형성된 방사체 패턴(10)이 형성된다. 인쇄회로기판(1)의 상면에 'ㄱ' 형상으로 형성된 방사체 패턴(10)의 끝단에는 급전부가 형성된다. 이에 본 발명에 따른 휴대 단말용 안테나가 휴대용 단말에 장착되었을 때, 'ㄱ' 형상의 방사체 패턴(10)은 휴대용 단말의 메인회로기판에 구비된 급전단(도시 생략)과 전기적으로 접속된다.
방사체 패턴(10)은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(12)를 통해서 유 전체 블럭의 상면에 형성된 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(14)과 전기적으로 연결된다.
유전체 블럭의 상면에 형성된 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(14)은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(20)을 통해 유전체 블럭의 하면에 형성된 'ㅡ' 형상의 방사체 패턴(22)과 전기적으로 연결된다. 'ㅡ' 형상의 방사체 패턴(22)은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(24,25) 및 방사체 패턴(26)을 통해 유전체 블럭의 상면에 형성된 미앤더 라인 형상의 방사체 패턴(28)과 전기적으로 연결된다. 유전체 블럭의 상면에 미앤더(meander)라인 형상으로 방사체 패턴을 형성하여줌으로써 안테나의 방사라인을 길게 구현해 주는 것은 물론, 후술할 '제 1방사체 패턴'의 일측 끝단과 '제 2방사체 패턴'의 일측 끝단을 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩되도록 배열하는 것이 용이하다. 또한, 제한된 유전체 블럭의 체적 내에서 방사라인을 길게 형성해줄 수 있기 때문에 안테나의 전체적인 사이즈를 소형화시켜줄 수 있다.
다음으로, 미앤더 라인 형상의 방사체 패턴(28)은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(30)을 통해 유전체 블럭의 하면에 형성된 'ㅡ'형상의 방사체 패턴(32)와 전기적으로 연결된다.
전술한 'ㄱ'형상의 방사체 패턴(10)을 시작으로 'ㅡ'형상의 방사체 패턴(32)까지 이어지는 하나의 방사라인을 이하 '제 1방사체 패턴'이라 칭하기로 한다.
보다 상세하게는, 도 1에서의 '제 1방사체 패턴'은 방사체 패턴(10, 26, 28, 32), 비아홀(12, 20, 24, 25, 30) 그리고 방사체 패턴(14, 22)의 일부 구간이 포함될 수 있다.
한편, 유전체 블럭의 하면에 형성된 'ㅡ' 형상의 방사체 패턴(22)은 비아홀(24, 20)과 전기적으로 연결되어 있다. 'ㅡ' 형상의 방사체 패턴(22)은 비아홀(20)을 통해 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(14)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(14)은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(16)을 통해 역 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(18)과 전기적으로 연결된다.
'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(18)은 끝단은 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(48)을 통해 인쇄회로기판(1)의 저면에 형성된 접지부(46)와 전기적으로 연결된다(도 2참조). 이에 본 발명의 1실시예에 따른 다중 대역 안테나가 휴대용 단말에 장착되었을 때, 역 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(18)은 휴대용 단말의 메인회로기판에 구비된 접지단(도시 생략)과 전기적으로 접속된다.
전술한 'ㅡ' 형상의 방사체 패턴(22)을 시작으로 역 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(18)까지 이어지는 하나의 방사라인을 이하 '제 2방사체 패턴'이라 칭하기로 한다. 보다 상세하게는, 도 1에서의 '제 2방사체 패턴'은 방사체 패턴(22, 14, 18), 비아홀(20, 16) 그리고 방사체 패턴(14)의 일부 구간이 포함될 수 있다.
도 1에 도시된 것 처럼, 'A'영역에서 '제 1방사체 패턴'의 일측 끝단과 '제 2방사체 패턴'의 일측 끝단이 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩되도록 배열된다.
본 발명에서는, '제 1방사체 패턴'의 일측 끝단과 '제 2방사체 패턴'의 일측 끝단이 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩('A' 영역)되도록 배열해줌으로써, 소정의 저주파 대역에서 공진하는 '제 1방사체 패턴'의 끝단과 소정의 고주파 대역 에서 공진하는 '제 2방사체 패턴'의 끝단 간에 상호 커플링(coupling)을 유도한다. 전술한 구조를 통해 '제 1방사체 패턴' 및 '제 2방사체 패턴'이 공진하는 각각의 대역에서 공진 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있다. 이때, 상호 평행하게 중첩되는 영역(즉, 'A'영역)을 조절하여 구현하고자 하는 공진 주파수 대역 및 대역폭을 조절할 수 있는 것은 물론이다.
도 2를 참조하면, 'B' 영역에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(1)의 저면에는 '제 2방사체 패턴'과 상호 커플링을 유도하기 위한 커플링 패턴(36)이 형성된다. 이때, 커플링 패턴(36)은 인쇄회로기판(1)을 사이에 두고 '제 2방사체 패턴'과 마주보며 형성된다.
그리고, 커플링 패턴(36)의 끝단에는 접지부(46)가 형성된다. 이때, 커플링 패턴(36)에 형성되는 접지부(46)는 내부가 전도성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(48)을 통해서 인쇄회로기판(1)의 상면에 형성된 '제 2방사체 패턴'과 전기적으로 연결된다(도 1의 'C'영역 참조).
이에 본 발명에 따른 다중 대역 안테나가 휴대용 단말에 장착되었을 때, 커플링 패턴(36)은 휴대용 단말의 메인회로기판에 구비된 접지단(도시 생략)과 전기적으로 접속된다.
전술한 바와 같은 구조를 통해, 즉, 커플링 패턴(36)을 '제 2방사체 패턴'과 소정거리 이격하여 형성하여 상호 커플링을 유도해줌으로써, 대략 824~960MHz와 1710~2170MHz를 포함하는 다중 대역에서 넓은 대역폭을 갖으며 특성이 향상된 안테나를 구현할 수가 있게 된다.
한편, 커플링 패턴(36)과 '제 2방사체 패턴' 상호 간에 효과적으로 커플링을 유도하기 위해서, 인쇄회로기판(1)을 사이에 두고커플링 패턴(36)과 '제 2방사체 패턴'이 서로 마주보도록 형성하는 것이 바람직하다. 하지만, 도 2에서와 같이 커플링 패턴(36)이 인쇄회로기판(1)의 저면에만 형성될 수 있는 것은 아니다. 커플링 패턴(36)은 구현하고자하는 공진 주파수에 따라 형성되는 위치가 달라질 수 있으며, 예컨대, '제 2방사체 패턴'이 형성된 인쇄회로기판(1)의 일측면에 커플링 패턴을 형성하여 '제 2방사체 패턴'과의 커플링을 유도할 수도 있다.
다음으로, 제 2안테나부는 제 1안테나부의 제 2방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 제 3방사체 패턴을 구비한다.
도 1을 참고하면, 인쇄회로기판(1)의 일측 상면에는 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(42)이 형성되고, 이 방사체 패턴(42)의 중앙부와 전기적으로 연결되는 'ㄴ'형상의 방사체 패턴(40)이 형성된다. 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(42)과 'ㄴ'형상의 방사체 패턴(40)은 전기적으로 연결되어 하나의 방사라인을 형성하며 소정의 주파수 대역에서 공진한다. 이하에서는 이를 '제 3방사체 패턴'이라고 칭하기로 한다. 제 3방사체 패턴의 중앙부에는 휴대용 단말의 메인회로기판의 급전단(도시생략)과 전기적으로 접속되는 급전부(43)가 형성되어 있다. 그리고, '제 3방사체 패턴'은 도전성 패턴(45)을 통해 제 1안테나부의 '제 2방사체 패턴'과 전기적으로 연결된다. 보다 상세하게는, 'ㄴ'형상을 갖는 방사체 패턴(40)의 끝단은 제 1안테나부의 '제 2방사체 패턴'의 끝단과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기한 '제 2방사체 패턴'의 끝단은 하나 이상의 비아홀(48)을 통해 인쇄회로기판(1)의 저면에 형성된 접지부(46)와 연결되므로, 상기한 '제 3방사체 패턴' 또한 인쇄회로기판(1)의 저면에 형성된 접지부(46)와 전기적으로 연결된다.
한편, 제 3방사체 패턴의 형상은 도 1에 도시된 형상에 국한되는 것은 아니며, 구현하고자하는 공진 주파수에 따라 패턴의 길이, 두께, 및 형상을 변경하여 공진 주파수를 조절하는 것이 가능하다. 예컨대, WLAN 대역, GPS 대역, Wimax 대역 중 어느 하나의 대역에서 주파수 특성을 나타내도록 패턴의 형상을 변경하는 것이 가능하다.
이하에서는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나의 특성을 제 1안테나부와 제 2안테나부로 구분하여 설명하기로 한다. 참고로, 도 4 내지 도 7에 사용된 휴대 단말용 안테나의 재원은 길이가 85mm이고, 폭이 7mm이고, 높이가 4mm이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나에서 제 1안테나부의 특성을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 4는 제 1안테나부의 정재파비(VWSR)를 나타낸 그래프이고, 도 5는 제 1안테나부의 공진 주파수 대역에서의 특성[평균 이득(Avg. Gain), 최대 이득(Peak gain), 효율(Efficiency)]을 나타낸 도표이다.
도 4에서 정재파비가 6dB인 지점을 기준으로 살펴보면, 도 4의 저주파 대역 (약 700MHz~1000MHz대역)에서는 약 150MHz 정도의 대역폭을 갖는 것을 확인할 수 있고, 고주파 대역(약 1600MHz~2300MHz대역)에서는 약 400MHz 정도의 대역폭을 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 5를 참조하면, 960MHz 대역을 제외하고는 공진 주파수 대역에서 안테나의 평균 이득이 4.5dB 이하인 것을 확인할 수 있다. 주파수 대역별로 다소 차이가 있긴 하지만, 일반적으로 공진 주파수 대역별 평균 이득이 4.5dB 이하이면 만족할만한 안테나가 구현된 것으로 볼 수 있다. 참고로, 안테나로 급전된 전력을 가장 효율적으로 방사하는 것은 정재파 비가 가장 적을 때이며, 이에 대한 주파수가 그 안테나의 공진 주파수가 된다. 도 5를 참조하면, 주파수 대역별로 정재파비가 적을 수록 효율이 높게 나타남을 확인할 수 있다.
따라서, 제 1안테나부가 임피던스 매칭(impedance matching)을 만족하며 WWAN 대역에서 넓은 대역 폭을 갖는 안테나로 동작하고 있음을 확인할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나에서 제 2안테나부의 특성을 설명하기 위한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 6은 제 2안테나부의 정재파비(VWSR)를 나타낸 그래프이고, 도 7은 제 2안테나부의 공진 주파수 대역에서의 특성[평균 이득(Avg. Gain), 최대 이득(Peak gain), 효율(Efficiency)]을 나타낸 도표이다.
도 6에서 정재파비가 6dB인 지점을 기준으로 살펴보면, 도 6의 저주파 대역(약 2.2GHz~2.8GHz대역)에서는 약 300MHz 정도의 대역폭을 갖는 것을 확인할 수 있 고, 고주파 대역(약 2.2GHz~2.8GHz대역)에서는 약 800MHz 정도의 대역폭을 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 7을 참조하면, 공진 주파수 대역에서 안테나의 평균 이득이 4.5dB 이하인 것을 확인할 수 있다. 주파수 대역별로 다소 차이가 있긴 하지만, 일반적으로 공진 주파수 대역별 평균 이득이 4.5dB 이하이면 만족할만한 안테나가 구현된 것으로 볼 수 있다.
따라서, 제 2안테나부가 임피던스 매칭(impedance matching)을 만족하며 IEEE 802.11b를 만족하는 WLAN 대역에서 넓은 대역 폭을 갖는 안테나로 동작하고 있음을 확인할 수 있다.
도 4 내지 도 7의 설명을 통해, 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나는 제 1안테나부와 제 2안테부를 통해 다중 대역(즉, WWAN 대역 및 WLAN 대역 포함)에서 독립적으로 동작이 가능하고, 안테나의 이득과 대역폭의 특성이 우수한 내장형 안테가 구현되었음을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 주요한 특징은 다중 대역에서 독립적으로 동작이 가능하도록 다양한 주파수 특성을 갖는 하나 이상의 안테나부를 제 1안테나부에 결합하여 소형화된 구조를 갖도록 해줌으로써, 단말기 내부의 공간을 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다. 따라서, 제 2안테나부에서의 제 3방사체 패턴의 형상은 구현하고자 하는 공진 주파수에 따라서 달라질 수 있는 것은 물론이다.
즉, 본 발명의 제 1실시예에서는 제 2안테나부가 도 1에 도시한 형상의 방사 체 패턴 구조를 갖음으로 인해 WLAN 대역에서 주파수 특성을 갖도록 하였지만, 제 3방사체 패턴의 형상을 변경하여 GPS 대역 또는 Wimax 대역에서 주파수 특성을 갖도록 제 2안테나부를 구현할 수도 있다. 당업자라면 이를 달성하기 위해 공지된 다양한 형상의 방사체 패턴을 이용하여 제 2안테나부가 GPS 대역 또는 Wimax 대역에서 주파수 특성을 갖도록 구현할 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 2실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 2실시예에 따른 휴대 단말용 안테나는 제 1안테나부, 제 2안테나부, 및 제 3안테나부로 구성된다. 여기서, 제 1안테나부는 도 1의 'M'영역에 해당하는 안테나부를 지칭하고, 제 2안테나부는 'I'영역에 해당하는 안테나부를 지칭한다. 그리고, 제 3안테나부는 'K'영역에 해당하는 안테나부를 지칭한다. 이하, 1실시예(도 1 및 도 2)와 동일한 구성에는 동일한 참조부호를 붙여 그 설명을 생략하기로 한다.
인쇄회로기판(1)의 일측 상면에는 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(55)이 형성되고, 이 방사체 패턴(55)의 중앙부와 전기적으로 연결되는 'ㄴ'형상의 방사체 패턴(53)이 형성된다. 'ㄷ' 형상의 방사체 패턴(55)과 'ㄴ'형상의 방사체 패턴(53)은 전기적으로 연결되어 하나의 방사라인을 형성하며 소정의 주파수 대역에서 공진한다. 이하에서는 이를 '제 4방사체 패턴'이라고 칭하기로 한다. 제 4방사체 패턴의 중앙부에는 휴대용 단말의 메인회로기판의 급전단(도시생략)과 전기적으로 접속되는 급 전부(53)가 형성되어 있다.
그리고, 제 4방사체 패턴은 내부가 도전성 물질로 도금 또는 충진된 비아홀(51)을 통해 인쇄회로기판의 저면에 형성된 접지부(도시생략)와 전기적으로 형성된다. 이때, 비아홀(51)을 통해 제 4방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(1)의 저면에 형성된 접지부는 도 2에 도시되어 있는 접지부(46)와는 이격하여 별도로 형성된다.
한편, 제 4방사체 패턴의 형상은 도 8에 도시한 형상에만 국한되는 것은 아니며, 구현하고자하는 공진 주파수에 따라 패턴의 길이, 두께, 및 형상을 변경하여 공진 주파수를 조절하는 것이 가능하다. 예컨대, WLAN 대역, GPS 대역, Wimax 대역 중 어느 하나의 대역에서 주파수 특성을 나타내도록 패턴의 형상을 변경하는 것이 가능하다. 이때, 각각의 안테나부가 다중 대역에서 독립적으로 동작이 가능하도록 제 2안테나부의 동작 주파수 특성과 중복되지 않도록 제 4방사체 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 제 2안테나부에 형성된 제 3방사체 패턴과 제 3안테나부에 형성된 제 4방사체 패턴의 형상을 각각 독립적으로 변경하는 것이 가능하기 때문에, 다양한 주파수 대역을 만족하는 다중 대역 안테나를 구현하는 것이 용이하다. 또한, 공진 주파수 조정이 가능한 하나 이상의 안테나부를 소형화된 구조를 갖도록 제 1안테나부에 결합하여줌으로써, 해당 대역의 주파수를 수신하기 위해 종래 다수 개의 안테나를 개별적으로 설치함으로 인해 발생하는 비효율적인 공간 활용을 최소화할 수가 있게 되고, 휴대용 단말기 내부의 공간을 효과적으로 사용할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 설명하기 위한 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 설명하기 위한 배면 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 제 1안테나부의 등가 회로를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나에서 제 1안테나부의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 1실시예에 따른 휴대 단말용 안테나에서 제 2안테나부의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 2실시예에 따른 휴대 단말용 안테나를 나타내는 정면 사시도이다.

Claims (10)

  1. 제 1방사체 패턴, 상기 제 1방사체 패턴과 전기적으로 연결되어 있는 제 2방사체 패턴, 상기 제 2방사체 패턴으로 유입되는 전류의 흐름을 커플링하는 커플링 패턴을 구비하는 제 1 안테나부; 및
    상기 제 2방사체 패턴과 전기적으로 연결되는 제 3방사체 패턴을 구비하는 제 2안테나부를 포함하고,
    상기 제 1방사체 패턴의 끝단과 상기 제 2방사체 패턴의 끝단은 소정거리 이격하여 상호 평행하게 중첩되도록 배열되어 있고,
    상기 제 1방사체 패턴 및 상기 제 2방사체 패턴은 유전체 블럭에 형성되고, 상기 유전체 블럭은 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 커플링 패턴은 인쇄회로기판을 사이에 두고 상기 제 2방사체 패턴과 마주보도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1방사체 패턴의 다른 끝단은 급전부로 형성되고, 상기 제 2방사체 패턴 및 상기 커플링 패턴의 다른 끝단은 접지부로 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 3방사체 패턴의 끝단은 상기 접지부와 전기적으로 연결되어 있는 것 을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1안테나부는 WWAN 대역의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 안테나부는 WLAN 대역, GPS 대역, 및 Wimax 대역 중 어느 하나의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3방사체 패턴은 상기 인쇄회로기판에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 상부에 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 저면에 상기 제 3방사체 패턴과 연결된 접지부와 이격되어 형성된 다른 접지부와 연결되는 제 4방사체 패턴이 형성된 제 3안테나부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 3안테나부는 WLAN 대역, GPS 대역, 및 Wimax 대역 중 어느 하나의 주파수 특성을 나타내도록 형성된 것을 특징으로 하는 휴대 단말용 안테나.
  10. 청구항 1 내지 청구항 5, 청구항 7 중 어느 하나에 기재된 휴대 단말용 안테나;
    상기 휴대 단말용 안테나의 제 1안테나부 및 제 2안테나부가 전기적으로 접속될 수 있는 급전단; 및
    상기 제 1안테나부 및 상기 제 2안테나부가 전기적으로 접속될 수 있는 접지단을 구비하는 휴대용 단말.
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