KR101155266B1 - loop antenna for mobile communication terminals - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 이동통신단말기 본체부의 안테나 수납부에 장착되는 안테나 지지부와, 상기 안테나 지지부의 상부면 상에만 배치되어 전기적 신호의 송수신을 담당하는 안테나 패턴부를 포함하는 무선통신단말기용 내장형 루프안테나에 있어서, 상기 안테나 패턴부는, 상기 안테나 지지부의 상부면 가장자리부를 따라가면서 연장 배치되어 루프 형태를 이루는 루프 패턴부; 및 루프안테나의 공진주파수를 낮추기 위하여, 상기 루프 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 루프 패턴부의 길이방향을 따라가면서 연장하고, 상기 루프 패턴부의 대향하는 부분과 동일한 이격 간격을 두고 상기 루프 패턴부 내에 루프 형태로 배치되는 가지 패턴부를 포함하며, 전체 루프 패턴부의 길이를 늘리도록 상기 가지 패턴부의 양측 단부가 인접하여 대향 배치되고, 상기 루프 패턴부의 일부분과 연결되는 상기 가지 패턴부의 연결 위치는, 상기 루프안테나의 공진주파수와 반사특성(S11)에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an embedded loop antenna for a wireless communication terminal including an antenna support portion mounted on an antenna accommodating portion of a main body of a mobile communication terminal, and an antenna pattern portion disposed only on an upper surface of the antenna support portion for transmitting and receiving electrical signals. The antenna pattern part may include a loop pattern part extending along an upper surface edge of the antenna support part to form a loop; And a loop pattern portion which is integrally connected to a portion of the loop pattern portion to extend the resonance frequency of the loop antenna, extends along the longitudinal direction of the loop pattern portion, and at the same spacing as an opposite portion of the loop pattern portion. A branch pattern portion disposed in a loop shape in the loop portion, and both ends of the branch pattern portion are disposed to face each other so as to increase a length of the entire loop pattern portion, and a connection position of the branch pattern portion connected to a portion of the loop pattern portion is: It depends on the resonant frequency and reflection characteristics (S11) of the loop antenna.

Description

이동통신단말기용 루프안테나{loop antenna for mobile communication terminals} Loop antenna for mobile communication terminal

본 발명은, 이동통신단말기용 내장형 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크기를 줄이면서도 공진주파수를 낮추도록 한 이동통신단말기용 루프안테나(loop antenna)에 관한 것이다.
The present invention relates to a built-in antenna for a mobile communication terminal, and more particularly to a loop antenna for a mobile communication terminal to reduce the size while lowering the resonance frequency.

현재 한국의 이동통신단말기, 예를 들어 휴대폰의 설계 및 생산 기술은 세계 최고 수준에 있다. 즉, CDMA(code division multiple access) 방식의 휴대폰에서 출발하여, 유럽의 TDMA(time division multiple access) 방식인 GSM(global system for mobile communications)방식은 물론 PCS(personal communication service), DCS(distributed control system)용 시스템 및 단말기를 생산하고 있다. 요즘은 IMT2000의 일종인 WCDMA(wideband code division multiple access)와 휴대인터넷인 와이브로(wibro) 및 이동 멀티미디어 단말기인 DMB(digital multimedia broadcasting) 등도 생산하고 있다. 이러한 기술의 완결은, 여러 부품이 국산화되어 국내기술에 의해 개발 생산되기 때문에 가능하다. At present, the design and production technology of Korean mobile communication terminals, such as mobile phones, is at the world's highest level. That is, starting from a CDMA (code division multiple access) mobile phone, the European time division multiple access (TDMA) global system for mobile communications (GSM), as well as PCS (personal communication service), DCS (distributed control system) ) Produces systems and terminals. These days, the company also produces wideband code division multiple access (WCDMA), a type of IMT2000, wibro (portable Internet), and digital multimedia broadcasting (DMB), a mobile multimedia terminal. The completion of this technology is possible because various parts are localized and developed and produced by domestic technology.

특히, 이동통신단말기 부품 중 안테나는, 신호인 전류를 전자파로 상호 변환시켜주는 장치로서, 단독의 아이템으로 이동통신단말기의 성능을 결정짓는 매우 중요한 부품이다. 현재 가장 널리 적용되고 있는 안테나는, 짧은 헤리컬(helical) 형태로 이루어진 스터비(stubby) 안테나와, 헤리컬 및 모노폴(monopole) 구조가 함께 적용되어 있는 리트렉터블(retractable) 안테나이다.In particular, the antenna of the components of the mobile communication terminal is a device that converts a signal current into electromagnetic waves, and is a very important component that determines the performance of the mobile communication terminal as a single item. Currently, the most widely used antennas are stubby antennas having a short helical shape and retractable antennas in which helical and monopole structures are applied together.

기존의 리트랙터블 안테나는, 이득이 크고 임피던스가 높기 때문에 가장 많이 사용되고 있으나, 안테나의 길이가 길기 때문에 디자인의 한계를 지니고 있다. 휴대폰 내부에 장착되는 인테나(intenna)도 있으나, 이득이 낮고 대역특성이 외장형에 비해 낮은 문제점이 있다. 따라서 이 분야에 대한 연구가 한창 진행 중에 있다.Conventional retractable antennas are most commonly used because of their high gain and high impedance, but they have design limitations due to their long antenna length. There is also an antenna mounted inside the mobile phone, but there is a problem that the gain is low and the band characteristic is lower than the external type. Therefore, research in this area is in full swing.

안테나의 종류로는, PIFA(Plate Inverted F Antenna), IFA(Inverted F Antenna), 접힌 모노폴(Folded Monopole), 다이폴(Dipole), 루프(Loop), 슬롯(Slot) 및 유전체 칩(Chip) 안테나 등이 있다. Types of antennas include plate inverted F antenna (PIFA), inverted F antenna (IFA), folded monopole, dipole, loop, slot, and dielectric chip antenna. There is this.

PIFA는, 성능이 좋은 반면에 부피가 큰 단점이 있다. 접힌 모노폴은, 설계가 어려운 단점이 있다. 다이폴 및 루프 안테나는 이득이 떨어지는 단점이 있다. 유전체 칩 안테나는, 대역특성이 좁고, 사용자 인체에 대한 변화가 심하여 사용상의 난점을 지니고 있다.PIFA has the disadvantage of being bulky while having good performance. Folded monopoles have the disadvantage of being difficult to design. Dipole and loop antennas have disadvantages of low gain. Dielectric chip antennas have narrow band characteristics and severe changes to the user's human body, and thus have difficulty in use.

대부분의 내장형 안테나는 탑재공간의 제약 때문에 그 크기가 작아야 하는 특징을 가지고 있다. 외장형 안테나의 경우, 안테나 길이가 짧으면 임피던스가 작다. 그러나 내장형 안테나의 경우 안테나가 작아짐으로 인하여 방사효율이 떨어지고 안테나 상의 전류 형성이 어렵다. 그래서 더욱 좁아진 안테나 탑재 공간으로 인하여 IFA가 다시 적용되고 있다. 즉, 1970년대에 개발된 IFA는, 이득특성이 나쁘고 밴드가 좁기 때문에 그 동안 적용되지 못하였지만, 그 크기가 작다는 장점 덕분에 다시 관심의 대상이 되었고, 기존의 형태에서 변형된 형태로 개조되어 현재의 휴대폰에 널리 적용되고 있다. 그러나 IFA가 갖는 좁은 대역 특성과 낮은 이득 때문에 휴대폰 안테나에 적용하기 위한 안테나의 개발은 어려운 난점을 지니고 있다.Most built-in antennas have a feature that their size should be small due to the limitation of the mounting space. In the case of an external antenna, the shorter the antenna length, the smaller the impedance. However, in the case of the built-in antenna, the radiation efficiency decreases due to the smaller antenna, and it is difficult to form a current on the antenna. Therefore, IFA is being applied again due to the narrower antenna mounting space. In other words, IFA, which was developed in the 1970s, has not been applied because of its poor gain characteristics and narrow band, but it has been brought back to attention due to its small size, and has been modified from the existing form. It is widely applied to current mobile phones. However, due to the narrow band characteristics and low gain of the IFA, the development of an antenna for a mobile phone antenna has a difficult problem.

한편, 루프안테나는 사각형, 원형 및 마름모형 등의 형태가 있다. 휴대폰이 대략 사각형이기 때문에 휴대폰에 적용하기 위한 루프안테나는 사각형 루프가 대부분이다. 루프안테나는 사각형 루프의 길이가 1파장이 되어야한다. 이렇게 되면, 루프안테나는, 사각형 루프의 길이에 해당하는 주파수에서 공진을 일으키는 특성을 가진다.On the other hand, the loop antenna is in the form of a square, a circle and a rhombus. Since the cell phone is roughly rectangular, most of the loop antennas for cell phones are rectangular loops. Loop antennas must be one wavelength long in a rectangular loop. In this case, the loop antenna has a characteristic of causing resonance at a frequency corresponding to the length of the rectangular loop.

종래의 루프안테나(10)에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 대략 사각형 형상의 안테나 지지부(11)의 상부면 상에, 사각형 루프 패턴부(13)가 배치된다. 루프 패턴부(13)의 일측단부와 타측단부가 각각 급전부(F)와 접지부(G)이다.In the conventional loop antenna 10, the rectangular loop pattern portion 13 is disposed on the upper surface of the antenna support portion 11 having a substantially rectangular shape, as shown in FIG. One end and the other end of the loop pattern portion 13 are a power supply portion F and a ground portion G, respectively.

이러한 루프안테나(10)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 2.61GHz에서 공진이 발생한다. 이는, 루프안테나(10)를 2.61GHz의 주파수 대역에서 사용할 수 있음을 의미한다. In such a loop antenna 10, resonance occurs at 2.61 GHz as shown in FIG. This means that the loop antenna 10 can be used in the frequency band of 2.61 GHz.

그런데, 종래의 루프안테나를 휴대폰에 적용하기 위해서는 루프안테나의 소형화가 무엇보다 필요하다. 왜냐하면, CDMA 및 GSM과 같은 800MHz대역에서 공진하기 위한 사각형 루프의 길이가 휴대폰에 탑재하기에 너무 길기 때문이다. 따라서 루프안테나는, 루프의 면적에 의한 큰 이득을 갖는 장점을 가지고 있으면서도, 공진을 위한 루프의 크기가 커지기 때문에 휴대폰에 적용되지 못하고 있다. 현재, 크기가 작고 공진주파수가 낮은 루프안테나가 절실히 요구되는 실정에 있다. However, in order to apply the conventional loop antenna to a mobile phone, miniaturization of the loop antenna is necessary first of all. This is because the length of the square loop for resonating in the 800 MHz bands such as CDMA and GSM is too long to be mounted in a mobile phone. Therefore, the loop antenna has the advantage of having a large gain due to the area of the loop, but is not applied to the mobile phone because the size of the loop for resonance is increased. Currently, a loop antenna having a small size and a low resonance frequency is urgently needed.

따라서 본 발명의 목적은, 루프안테나의 크기를 줄이면서도 공진주파수를 낮추도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to reduce the resonance frequency while reducing the size of the loop antenna.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다중 공진특성을 갖도록 하는데 있다.
Another object of the present invention is to have multiple resonance characteristics.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나는, 이동통신단말기 본체부의 안테나 수납부에 장착되는 안테나 지지부와, 상기 안테나 지지부의 상부면 상에만 배치되어 전기적 신호의 송수신을 담당하는 안테나 패턴부를 포함하는 무선통신단말기용 내장형 루프안테나에 있어서, 상기 안테나 패턴부는, 상기 안테나 지지부의 상부면 가장자리부를 따라가면서 연장 배치되어 루프 형태를 이루는 루프 패턴부; 및 루프안테나의 공진주파수를 낮추기 위하여, 상기 루프 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 루프 패턴부의 길이방향을 따라가면서 연장하고, 상기 루프 패턴부의 대향하는 부분과 동일한 이격 간격을 두고 상기 루프 패턴부 내에 루프 형태로 배치되는 가지 패턴부를 포함하며, 전체 루프 패턴부의 길이를 늘리도록 상기 가지 패턴부의 양측 단부가 인접하여 대향 배치되고, 상기 루프 패턴부의 일부분과 연결되는 상기 가지 패턴부의 연결 위치는, 상기 루프안테나의 공진주파수와 반사특성(S11)에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention is disposed only on an antenna support part mounted on an antenna housing part of a main body of a mobile communication terminal and an upper surface of the antenna support to transmit and receive electrical signals. A built-in loop antenna for a wireless communication terminal including an antenna pattern part, wherein the antenna pattern part comprises: a loop pattern part extending along an edge of an upper surface of the antenna support part to form a loop; And a loop pattern portion which is integrally connected to a portion of the loop pattern portion to extend the resonant frequency of the loop antenna, extends along the length direction of the loop pattern portion, and is spaced apart from the opposite portion of the loop pattern portion at an interval. A branch pattern portion disposed in a loop shape in the loop portion, and both ends of the branch pattern portion are disposed to face each other so as to increase a length of the entire loop pattern portion, and a connection position of the branch pattern portion connected to a portion of the loop pattern portion is: It depends on the resonant frequency and reflection characteristics (S11) of the loop antenna.

바람직하게는, 상기 가지 패턴부는, 상기 루프 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 루프 패턴부 내의 안테나 지지부 상에, 상기 루프 패턴부와 간격을 두고 이격하여 배치되는 제1 가지 패턴부; 및 상기 제1 가지 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 제1 가지 패턴부 내의 안테나 지지부 상에, 상기 제1 가지 패턴부와 간격을 두고 이격하여 배치되는 제2 가지 패턴부를 포함하는 것이 가능하다.Preferably, the branch pattern portion may include: a first branch pattern portion which is integrally connected to a portion of the loop pattern portion, and spaced apart from the loop pattern portion on an antenna support portion in the loop pattern portion; And a second branch pattern portion which is integrally connected to a portion of the first branch pattern portion and spaced apart from the first branch pattern portion on an antenna support portion in the first branch pattern portion. .

바람직하게는, 제1 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W1)과 제2 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W2)이 서로 다른 것이 가능하다. 더욱 바람직하게는, 제1 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W1)이 제2 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W2)보다 작은 것이 가능하다.
Preferably, the distance W1 between both end portions of the first branch pattern portion and the distance W2 between both end portions of the second branch pattern portion may be different from each other. More preferably, it is possible that the spacing W1 between both end portions of the first branch pattern portion is smaller than the spacing W2 between both end portions of the second branch pattern portion.

본 발명의 이동통신단말기용 안테나는, 루프 패턴부에 일체로 연결되고 아울러 루프 패턴부의 내부에 배치되는 가지(branch) 패턴부를 추가함으로써 루프안테나의 크기를 줄일 수 있고, 또한 공진주파수를 낮출 수가 있으며, 다중 공진특성을 얻을 수가 있다.
The antenna for a mobile communication terminal of the present invention can reduce the size of the loop antenna and lower the resonant frequency by adding a branch pattern portion which is integrally connected to the loop pattern portion and arranged inside the loop pattern portion. Therefore, multiple resonance characteristics can be obtained.

도 1은, 종래 기술에 따른 루프안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 루프안테나의 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도로서, 루프 패턴부에 1개의 가지 패턴부가 연결된 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도로서, 루프 패턴부에 2개의 가지 패턴부가 연결된 예를 나타낸 예시도이다.
도5는, 도 3에 도시된 루프안테나의 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 6a는, 도 3에 도시된 루프안테나의 루프 패턴부와 가지 패턴부를 연결한 연결부의 위치 변화에 따른 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 6b는, 도 3에 도시된 루프안테나의 루프 패턴부와 가지 패턴부 사이의 간격 변화에 따른 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은, 도 3에 도시된 루프안테나의 전류분포를 시뮬레이션한 전류분포도이다.
도 8은, 도 4에 도시된 루프안테나의 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는, 도 4에 도시된 루프안테나의 제1 가지 패턴부와 제2 가지 패턴부를 연결한 연결부의 위치 변화에 따른 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은, 도 4에 도시된 이동통신단말기용 루프안테나의 변형예로서, 2중 공진특성을 갖도록 제1 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W1)과 제2 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W2)을 서로 다르게 한 예를 나타낸 예시도이다.
도 11은, 도 10에 도시된 루프안테나의 2중 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는, 도 10에 도시된 루프안테나의 효율을 나타낸 표이다.
도 13은, 도 10에 도시된 루프안테나의 전류분포를 시뮬레이션한 전류분포도이다.1 is an exemplary view schematically showing a structure of a loop antenna according to the prior art.
FIG. 2 is a graph showing resonance characteristics of the loop antenna shown in FIG. 1.
3 is an exemplary view schematically showing the structure of a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention, and showing an example in which one branch pattern part is connected to the loop pattern part.
FIG. 4 is an exemplary view schematically showing the structure of a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention, and showing an example in which two branch patterns are connected to a loop pattern part.
FIG. 5 is a graph showing resonance characteristics of the loop antenna shown in FIG.
FIG. 6A is a graph illustrating resonance characteristics according to a change in position of a connection portion connecting the loop pattern portion and the branch pattern portion of the loop antenna shown in FIG. 3.
FIG. 6B is a graph showing resonance characteristics according to a change in interval between the loop pattern portion and the branch pattern portion of the loop antenna shown in FIG. 3.
FIG. 7 is a current distribution diagram that simulates the current distribution of the loop antenna shown in FIG. 3.
FIG. 8 is a graph showing resonance characteristics of the loop antenna shown in FIG. 4.
FIG. 9 is a graph illustrating resonance characteristics of a connection part connecting a first branch pattern part and a second branch pattern part of the loop antenna illustrated in FIG. 4.
FIG. 10 is a variation of the loop antenna for the mobile communication terminal shown in FIG. 4, wherein the distance W1 between both ends of the first branch pattern part and the gap between both ends of the second branch pattern part have a double resonance characteristic. It is an exemplary figure which shows the example which made (W2) different.
FIG. 11 is a graph illustrating the double resonance characteristic of the loop antenna shown in FIG. 10.
FIG. 12 is a table illustrating the efficiency of the loop antenna shown in FIG. 10.
FIG. 13 is a current distribution diagram that simulates the current distribution of the loop antenna shown in FIG. 10.

이하, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도로서, 루프 패턴부에 1개의 가지 패턴부가 연결된 예를 나타낸 예시도이다. 3 is an exemplary view schematically showing the structure of a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention, and showing an example in which one branch pattern part is connected to the loop pattern part.

도 3을 참조하면, 본 발명의 이동통신단말기용 루프안테나(20)는, 이동통신단말기 본체부(도시 안됨)의 안테나 수납부에 내장되는 안테나로서, 방사특성, 전압정재파비(VSWR), 효율, 이득, 무지향성 등 주요 특성을 고려하여, 안테나 지지부(21) 및 안테나 지지부(21) 상에 지지되어 이동통신단말기의 전기적 신호를 직접적으로 송수신하는 안테나 패턴부(23)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3, the loop antenna 20 for a mobile communication terminal of the present invention is an antenna embedded in an antenna accommodating portion of a mobile communication terminal main body (not shown), and has radiation characteristics, voltage standing wave ratio (VSWR), and efficiency. In consideration of main characteristics such as gain, non-directionality, and the like, the antenna support part 21 and the antenna support part 21 are configured to include an antenna pattern part 23 for directly transmitting and receiving electrical signals of the mobile communication terminal.

여기서, 안테나 지지부(21)는, 이동통신단말기 본체부(도시 안됨)의 안테나 수납부에 상응하는 형상과 크기를 가지며, 절연성 재질, 예를 들어 플라스틱 재질로 이루어진 공통 캐리어(carrier)의 역할을 담당한다.Here, the antenna support 21 has a shape and size corresponding to the antenna housing of the main body of the mobile communication terminal (not shown), and serves as a common carrier made of an insulating material, for example, a plastic material. do.

안테나 패턴부(23)는, 도전성 재질, 예를 들어 예를 들어 구리(Cu)에 크롬(Cr)을 도금한 금속 재질의 시트를 스탬핑(stamping)하고 나서, 안테나 지지부(10)에 배치된다.The antenna pattern portion 23 is disposed on the antenna support 10 after stamping a sheet of a conductive material, for example, a metal plated with chromium (Cr) on copper (Cu).

또한, 안테나 패턴부(23)는, 예를 들어 사각형 안테나 지지부(21)의 상부면 상에 형성된 루프 패턴부(23a) 및 제1 가지 패턴부(23b)를 구비한다. 루프 패턴부(23a)는, 안테나 지지부(21)의 상부면 상에 예를 들어 가장자리부를 따라가면서 배치되어 예를 들어 사각형 형상을 가짐으로써 루프안테나의 기능을 수행한다. 루프 패턴부(23a)의 일측단부와 타측단부가 각각 급전부(F)와 접지부(G)이다. 제1 가지 패턴부(23b)는, 루프 패턴부(23a)의 일부분, 예를 들어 루프 패턴부(23a)의 중간부에 일체로 연결되어 루프 패턴부(23a)의 내부에 배치되며, 루프 패턴부(23a)와 간격(d), 예를 들어 동일 간격을 두고 연장하여 대략 사각형으로 배치된다. 루프 패턴부(23a)와 제1 가지 패턴부(23b)의 연결 위치는, 루프안테나(20)의 공진주파수와 반사특성(S11)에 따라 달라질 수 있다. 제1 가지 패턴부(23b)의 일측단부와 타측단부 사이의 이격 간격은, 예를 들어 급전부(F)와 접지부(G)의 이격 간격과 동일하다. In addition, the antenna pattern part 23 is provided with the loop pattern part 23a and the 1st branch pattern part 23b formed, for example on the upper surface of the rectangular antenna support part 21. As shown in FIG. The loop pattern portion 23a is disposed on the upper surface of the antenna support portion 21 along the edge, for example, and has a rectangular shape to perform the function of the loop antenna. One end and the other end of the loop pattern portion 23a are the power feeding portion F and the grounding portion G, respectively. The first branch pattern portion 23b is integrally connected to a part of the loop pattern portion 23a, for example, an intermediate portion of the loop pattern portion 23a, and is disposed inside the loop pattern portion 23a, and the loop pattern The portion 23a and the interval d, for example, extend at equal intervals and are arranged in a substantially rectangular shape. The connection position of the loop pattern portion 23a and the first branch pattern portion 23b may vary depending on the resonance frequency and the reflection characteristic S11 of the loop antenna 20. The spacing between the one end and the other end of the first branch pattern portion 23b is, for example, the same as the spacing between the feed section F and the ground section G. FIG.

또한, 접지판(미도시)은, 도전성 재질, 예를 들어 금속재질의 판재로 구성되며, 안테나 지지부(21)의 하면부 아래에 배치되어 접지부(G)와 전기적으로 연결된다.In addition, the ground plate (not shown) is made of a conductive material, for example, a metal plate, and is disposed below the lower surface of the antenna support 21 to be electrically connected to the ground portion (G).

이와 같이 구성된 루프안테나(20)에서는, 도 1에 도시된 종래의 루프안테나(10)와 같은 크기이지만, 도 5에 도시된 바와 같이 2610MHz보다 낮은 956MHz에서 공진이 발생한다. 이는, 루프안테나(20)의 크기를 종래의 루프안테나(10)보다 작게 만들면서도 루프안테나(20)의 공진주파수를 종래의 루프안테나보다 낮출 수가 있음을 의미한다. 만약에 종래의 루프안테나(10)의 공진주파수를 2610MHz에서 956MHz로 낮추기 위해서는, 루프안테나(10)의 루프 패턴부(13)의 길이를 2.73배 정도 길게 만들어야 한다. 다시 말해 이는, 루프 패턴부(13)의 면적을 1.65배 증가시키는 것을 의미한다.In the loop antenna 20 configured as described above, resonance occurs at 956 MHz, which is the same size as the conventional loop antenna 10 shown in FIG. 1, but lower than 2610 MHz, as shown in FIG. 5. This means that the resonant frequency of the loop antenna 20 can be lowered than that of the conventional loop antenna while making the size of the loop antenna 20 smaller than that of the conventional loop antenna 10. In order to reduce the resonant frequency of the conventional loop antenna 10 from 2610 MHz to 956 MHz, the length of the loop pattern portion 13 of the loop antenna 10 should be made about 2.73 times longer. In other words, this means that the area of the loop pattern portion 13 is increased by 1.65 times.

또한, 루프안테나(20)의 제1 가지 패턴부(23b)와 루프 패턴부(23a)를 연결한 연결부가, 각각 안테나 지지부(21)의 좌측단부에서 23.5mm, 21.5mm, 19.5mm, 17.5mm, 15.5mm 이격한 지점에 각각 위치할 때, 루프안테나(20)의 공진주파수와 반사특성(S11)은 도 6a에 도시된 바와 같이 나타난다. 루프 패턴부(23a)에서 상기 연결부를 기준으로 급전부와 접지부로부터의 좌, 우 양측부의 길이가 1:1일 때, 900MHz의 주파수에서 공진이 발생하고, 반사특성(S11)이 가장 양호하며, 상기 연결부의 위치를 좌, 우측 방향으로 약 4mm 정도까지 변경하여도 유효한 특성이 얻어진다. In addition, the connecting portion connecting the first branch pattern portion 23b and the loop pattern portion 23a of the loop antenna 20 is 23.5 mm, 21.5 mm, 19.5 mm, and 17.5 mm at the left end of the antenna support portion 21, respectively. , When positioned at a distance of 15.5 mm, respectively, the resonance frequency and the reflection characteristic S11 of the loop antenna 20 appear as shown in FIG. 6A. When the lengths of the left and right sides of the loop pattern section 23a from the feed section and the ground section with respect to the connecting section are 1: 1, resonance occurs at a frequency of 900 MHz, and the reflection characteristic S11 is the best. Even if the position of the connecting portion is changed to about 4 mm in the left and right directions, effective characteristics can be obtained.

제1 가지 패턴부(23b)와 루프 패턴부(23a) 사이의 간격(d)이 각각 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm일 때, 루프안테나(20)의 공진주파수와 반사특성(S11)은 도 6b에 도시된 바와 같이 청색, 적색, 녹색의 곡선으로 나타난다.When the distance d between the first branch pattern portion 23b and the loop pattern portion 23a is 0.5 mm, 1.0 mm, and 1.5 mm, respectively, the resonance frequency and the reflection characteristic S11 of the loop antenna 20 are shown in FIG. As shown in 6b, the curves are blue, red and green.

또한, 루프안테나(20)의 시뮬레이션에 따르면, 상기 연결부를 기준으로 제1 가지 패턴부(23b)의 좌, 우 양측단부에서 시작된 전류가 급전부(F)와 접지부(G)까지 이어짐으로써 도 7에 도시된 바와 같은 전류분포패턴이 형성된다. 제1 가지 패턴부(23b)의 좌, 우 양측단부에서 급전부(F)와 접지부(G)까지의 전기적인 길이에 의해 공진이 발생한다. 루프안테나(20)는, 최대전류방향이 제1 가지 패턴부(23b)의 우측에서 좌측으로의 방향이며, 일반적인 루프안테나와 유사한 전류분포를 나타낸다. 최대 전류세기는, 900MHz에서 350[A/m]이다.In addition, according to the simulation of the loop antenna 20, the current started at both ends of the left and right sides of the first branch pattern part 23b on the basis of the connection part is connected to the feed part F and the ground part G. A current distribution pattern as shown in Fig. 7 is formed. Resonance occurs due to the electrical lengths from the left and right side ends of the first branch pattern portion 23b to the power feeding portion F and the ground portion G. The loop antenna 20 has a maximum current direction from the right side to the left side of the first branch pattern portion 23b, and exhibits a current distribution similar to that of a general loop antenna. Maximum current strength is 350 [A / m] at 900 MHz.

도 4는, 본 발명에 따른 이동통신단말기용 루프안테나의 구조를 개략적으로 나타낸 예시도로서, 루프 패턴부에 2개의 가지 패턴부가 연결된 예를 나타낸 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary view schematically showing the structure of a loop antenna for a mobile communication terminal according to the present invention, and showing an example in which two branch patterns are connected to a loop pattern part.

도 4를 참조하면, 루프안테나(30)는, 2개의 가지 패턴부를 가진 차이점을 제외하면, 도 3의 루프안테나(20)와 동일하다. 여기서, 제2 가지 패턴부(23c)는, 제1 가지 패턴부(23b)의 일부분에 일체로 연결되어 제1 가지 패턴부(23b)의 내부에 배치되며, 제1 가지 패턴부(23b)와 간격, 예를 들어 동일 간격을 두고 연장하여 대략 사각형으로 배치된다. 제2 가지 패턴부(23c)의 일측단부와 타측단부 사이의 이격 간격은, 예를 들어 급전부(F)와 접지부(G)의 이격 간격과 동일하다. Referring to FIG. 4, the loop antenna 30 is the same as the loop antenna 20 of FIG. 3 except for the difference between the two branch patterns. Here, the second branch pattern portion 23c is integrally connected to a portion of the first branch pattern portion 23b and disposed inside the first branch pattern portion 23b, and the first branch pattern portion 23b is connected to the first branch pattern portion 23b. Spaced, e.g. extending at equal intervals, arranged approximately square. The spacing between the one end and the other end of the second branch pattern portion 23c is, for example, the same as the spacing between the feed section F and the ground section G. FIG.

이와 같이 구성된 루프안테나(30)에서는, 도 1에 도시된 종래의 루프안테나(10)와 같은 크기이지만, 도 8에 도시된 바와 같이 2610MHz보다 훨씬 낮은 915MHz에서 공진이 발생한다. In the loop antenna 30 configured as described above, resonance occurs at 915 MHz, which is the same size as the conventional loop antenna 10 shown in FIG. 1, but much lower than 2610 MHz, as shown in FIG. 8.

또한, 루프 패턴부(23a)와 제1 가지 패턴부(23b)를 연결한 연결부가 안테나 지지부(21)의 좌측단부에서 19.5mm 이격한 지점에 위치하고, 제1 가지 패턴부(23b)와 제2 가지 패턴부(23c)를 연결한 연결부가, 각각 안테나 지지부(21)의 좌측단부에서 19.5mm 25.5mm, 29.5mm, 33.5mm 이격한 지점에 위치할 때, 루프안테나(30)의 공진주파수와 반사특성(S11)은 도 9에 도시된 바와 같이 나타난다. 제1 가지 패턴부(23b)와 제2 가지 패턴부(23c) 사이의 연결부를 기준으로 제2 가지 패턴부(23c)의 좌,우 양측부의 길이가 1:1일 때, 880MHz의 주파수에서 공진이 발생하고, 반사특성(S11)이 가장 양호하다. 또한, 제1 가지 패턴부(23b)와 제2 가지 패턴부(23c) 사이의 연결부를 기준으로 상기 연결부의 위치를 우측 방향으로 약 4mm씩 이동함에 따라 공진주파수가 하향 천이되고, 반사특성(S11)이 저하되는 경향이 나타난다. 제1 가지 패턴부(23b)와 제2 가지 패턴부(23c) 사이의 연결부의 위치를 좌, 우측 방향으로 약 16mm까지 이동하여도 유효한 특성이 나타난다. In addition, the connecting portion connecting the loop pattern portion 23a and the first branch pattern portion 23b is positioned at a distance of 19.5 mm from the left end of the antenna support portion 21, and the first branch pattern portion 23b and the second branch portion are separated from each other. Resonant frequency and reflection of the loop antenna 30 when the connecting portions connecting the branch pattern portions 23c are located at positions 19.5 mm 25.5 mm, 29.5 mm, and 33.5 mm apart from the left end of the antenna support 21, respectively. The characteristic S11 is shown as shown in FIG. Resonance at a frequency of 880 MHz when the lengths of the left and right sides of the second branch pattern portion 23c are 1: 1 based on the connection portion between the first branch pattern portion 23b and the second branch pattern portion 23c. Occurs and the reflection characteristic S11 is the best. In addition, the resonant frequency shifts downward as the position of the connecting portion moves about 4 mm in the right direction with respect to the connecting portion between the first branch pattern portion 23b and the second branch pattern portion 23c. ) Tends to decrease. Even if the position of the connecting portion between the first branch pattern portion 23b and the second branch pattern portion 23c is moved up to about 16 mm in the left and right directions, effective characteristics appear.

더욱이, 도 10에 도시된 루프안테나(40)와 같이, 안테나 지지부(41) 상에 배치된 제1 가지 패턴부(43b)와 제2 가지 패턴부(43c) 각각의 좌, 우측 양단부 사이의 간격이 다른 경우, 예를 들어 안테나 패턴부(43)의 루프 패턴부(43a)와 제1 가지 패턴부(43b)의 연결부가 제1 가지 패턴부(43b)와 제2 가지 패턴부(43c)의 연결부가 서로 다른 지점에 위치하고, 제1 가지 패턴부(43b)의 좌, 우 양측단부 사이의 간격(W1)이 제2 가지 패턴부(43c)의 좌, 우 양측단부 사이의 간격(W2)보다 좁은 상태가 유지되는 경우에 있어서, 이들 간격(W1,W2)을 적절히 조절함으로써 2중 공진특성을 얻는 것이 가능하다. 즉, 루프안테나(40)는, 도 11에 도시된 바와 같이 930MHz와 1.77GHz에서 각각 공진이 발생하는 2중 공진특성을 나타낸다. 이는, 1개의 휴대폰에서 2개 이상의 서비스를 할 수 있다는 것을 의미한다. Furthermore, like the loop antenna 40 shown in FIG. 10, the gap between the left and right ends of each of the first branch pattern portion 43b and the second branch pattern portion 43c disposed on the antenna support portion 41. In this other case, for example, the connecting portion of the loop pattern portion 43a of the antenna pattern portion 43 and the first branch pattern portion 43b is formed of the first branch pattern portion 43b and the second branch pattern portion 43c. The connecting portions are located at different points, and the distance W1 between the left and right side ends of the first branch pattern portion 43b is greater than the distance W2 between the left and right side ends of the second branch pattern portion 43c. In the case where the narrow state is maintained, it is possible to obtain the double resonance characteristic by appropriately adjusting these intervals W1 and W2. That is, the loop antenna 40 exhibits a double resonance characteristic in which resonance occurs at 930 MHz and 1.77 GHz, respectively, as shown in FIG. This means that more than one service can be provided by one mobile phone.

이러한 루프안테나(40)에 대하여 무반사실에서 GSM 대역의 방사특성을 측정하여 보면, 도 12의 표에 도시된 바와 같이 루프안테나(40)의 효율은 0.880~0.960GHz의 대역에서 약 50% ~ 약 70%이다. 이러한 효율은, 현재 널리 사용되는 IFA에 비하여 약 2배 정도의 높은 효율이다.When measuring the radiation characteristics of the GSM band in the anechoic chamber with respect to the loop antenna 40, the efficiency of the loop antenna 40 as shown in the table of Figure 12 is about 50% ~ about in the band of 0.880 ~ 0.960GHz 70%. This efficiency is about two times higher than that of IFA, which is currently widely used.

또한, 루프안테나(40)의 전류분포를 시뮬레이션하여 보면, 도 13에 도시된 바와 같이 나타난다. 여기서, 최대전류세기는, 930MHz에서 251[A/m]이고, 1779MHz에서 271[A/m]이다.In addition, when simulating the current distribution of the loop antenna 40, it appears as shown in FIG. Here, the maximum current strength is 251 [A / m] at 930 MHz and 271 [A / m] at 1779 MHz.

한편, 도면에 도시하지 않았지만, 3개 이상 복수개의 가지 패턴부를 가진 루프안테나도 가능함은 자명한 사실이다. 설명의 편의상 설명의 중복을 피하기 위하여, 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.On the other hand, although not shown in the drawings, it is obvious that a loop antenna having three or more branch pattern portions is also possible. For convenience of description, detailed description thereof will be omitted in order to avoid duplication of description.

본 발명은, 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 요지와 특허청구범위로부터 벗어나지 않고 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
While the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and claims of the present invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.

10: 루프안테나
11: 안테나 지지부
13: 루프 패턴부
F: 급전부
G: 접지부
20,30,40: 루프안테나
21,41: 안테나 지지부
23,43: 안테나 패턴부
23a,43a: 루프 패턴부
23b,43b: 제1 가지 패턴부
23c,43c: 제2 가지 패턴부10: loop antenna
11: antenna support
13: loop pattern part
F: feeder
G: ground
20,30,40: loop antenna
21, 41: antenna support
23,43: antenna pattern portion
23a, 43a: loop pattern portion
23b, 43b: first branch pattern portion
23c, 43c: second pattern portion

Claims (4)

이동통신단말기 본체부의 안테나 수납부에 장착되는 안테나 지지부와, 상기 안테나 지지부의 상부면 상에만 배치되어 전기적 신호의 송수신을 담당하는 안테나 패턴부를 포함하는 무선통신단말기용 내장형 루프안테나에 있어서,
상기 안테나 패턴부는,
상기 안테나 지지부의 상부면 가장자리부를 따라가면서 연장 배치되어 루프 형태를 이루는 루프 패턴부; 및
루프안테나의 공진주파수를 낮추기 위하여, 상기 루프 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 루프 패턴부의 길이방향을 따라가면서 연장하고, 상기 루프 패턴부의 대향하는 부분과 동일한 이격 간격을 두고 상기 루프 패턴부 내에 루프 형태로 배치되는 가지 패턴부를 포함하며,
전체 루프 패턴부의 길이를 늘리도록 상기 가지 패턴부의 양측단부가 간격을 두고 대향 배치되고,
상기 루프 패턴부의 일부분과 연결되는 상기 가지 패턴부의 연결 위치는, 상기 루프안테나의 공진주파수와 반사특성(S11)에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 루프안테나.
In the built-in loop antenna for a wireless communication terminal comprising an antenna support portion mounted on the antenna housing portion of the mobile communication terminal body portion, and an antenna pattern portion disposed only on the upper surface of the antenna support portion for transmitting and receiving electrical signals,
The antenna pattern portion,
A loop pattern portion extending along an edge of an upper surface of the antenna support portion to form a loop; And
In order to lower the resonant frequency of the loop antenna, the loop pattern portion is integrally connected to the loop pattern portion, extends along the length direction of the loop pattern portion, and is spaced in the loop pattern portion at the same distance from the opposite portion of the loop pattern portion. It includes a branch pattern portion disposed in the form of a loop,
Both ends of the branch pattern portion are disposed to face each other so as to increase the length of the entire loop pattern portion,
The connection position of the branch pattern portion connected to a portion of the loop pattern portion, the loop antenna for a mobile communication terminal, characterized in that it depends on the resonance frequency and the reflection characteristics (S11) of the loop antenna.
제1항에 있어서, 상기 가지 패턴부는,
상기 루프 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 루프 패턴부 내에, 상기 루프 패턴부와 간격을 두고 이격하여 배치되는 제1 가지 패턴부; 및
상기 제1 가지 패턴부의 일부분과 일체로 연결되며, 상기 제1 가지 패턴부 내의 안테나 지지부 상에, 상기 제1 가지 패턴부와 간격을 두고 이격하여 배치되는 제2 가지 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 루프안테나.
The method of claim 1, wherein the branch pattern portion,
A first branch pattern part which is integrally connected to a part of the loop pattern part and is spaced apart from the loop pattern part at intervals in the loop pattern part; And
And a second branch pattern portion which is integrally connected to a portion of the first branch pattern portion and spaced apart from the first branch pattern portion on an antenna support in the first branch pattern portion. Loop antenna for mobile communication terminal.
제2항에 있어서, 제1 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W1)과 제2 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W2)이 서로 다른 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 루프안테나.
The loop antenna of claim 2, wherein a distance W1 between both ends of the first branch pattern part and a distance W2 between both ends of the second branch pattern part are different from each other.
제2항에 있어서, 제1 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W1)이 제2 가지 패턴부의 양측단부 사이의 간격(W2)보다 작은 것을 특징으로 하는 이동통신단말기용 루프안테나.The loop antenna of claim 2, wherein a distance W1 between both ends of the first branch pattern part is smaller than a distance W2 between both ends of the second branch pattern part.
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