KR101438151B1 - Broadband antenna for mobile phone - Google Patents

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KR101438151B1
KR101438151B1 KR1020130086185A KR20130086185A KR101438151B1 KR 101438151 B1 KR101438151 B1 KR 101438151B1 KR 1020130086185 A KR1020130086185 A KR 1020130086185A KR 20130086185 A KR20130086185 A KR 20130086185A KR 101438151 B1 KR101438151 B1 KR 101438151B1
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antenna
terminal
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KR1020130086185A
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손태호
유기탁
박민길
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순천향대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a broadband antenna for a mobile terminal. The broadband antenna for a mobile terminal includes: a first antenna which is connected to a feeding terminal; a second antenna which is fed by being coupled with the first antenna, connected to a first connection terminal at one end, and connected to a ground terminal at the other end; a third antenna which is connected to a second connection terminal at one end; a fourth antenna which is fed by being coupled with the third antenna and connected to the ground terminal; and a transmission line which connects the first and the second connection terminal. The first and the second antenna act as a main antenna, and the third and the fourth antenna act as a sub antenna. According to the present invention, using an available space inside a mobile terminal, a sub antenna is connected to a main antenna so that high efficiency and broadband performance which are not realizable only with the main antenna can be realized.

Description

모바일 단말용 광대역 안테나{BROADBAND ANTENNA FOR MOBILE PHONE}[0001] BROADBAND ANTENNA FOR MOBILE PHONE [0002]

본 발명은 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이브리드 안테나로 이루어진 메인(Main) 안테나와 서브(Sub) 안테나를 연결하여 고효율 및 광대역을 실현하는 모바일 단말용 광대역 안테나에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna, and more particularly, to a broadband antenna for a mobile terminal that achieves high efficiency and wide bandwidth by connecting a main antenna and a sub antenna formed of a hybrid antenna.

현재 우리나라는 세계 최고의 모바일 단말 설계 및 생산기술을 보유하고 있으며, CDMA 모바일 단말에서부터 유럽의 TDMA방식인 GSM 모바일 단말은 물론, PCS, DCS용 시스템 및 단말기를 생산할 수 있을 뿐 아니라, IMT2000의 일종인 WCDMA와 휴대 인터넷인 WiBro 및 이동 멀티미디어 단말기 등 수없이 많은 제품들을 생산할 수 있다.Currently, Korea has the world's best mobile terminal design and production technology, and it can produce not only GSM mobile terminal of CDMA mobile terminal, European TDMA system, PCS, DCS system and terminal, but also WCDMA Mobile WiBro, mobile multimedia terminal, and so on.

이러한 기술의 밑바탕에는, 제품을 구성하는 여러 부품들을 자체 개발 생산하는 국산화에 있다고 할 수 있다. 특히, 단말기 부품 중 안테나는 단독의 아이템으로 단말기 성능을 결정짓는 매우 중요한 부품이다.
The basis of these technologies lies in the localization of various parts of the product that are self-developed and produced. Particularly, among the terminal parts, the antenna is a very important part that determines the performance of the terminal as a single item.

이 안테나는 신호인 전류를 전자파로 상호 변환시켜주는 장치이다. 종래 가장 널리 사용되는 안테나로는, 소형 헤리컬(helical)로 이루어진 스터비(stubby) 안테나와, 헤리컬 및 모노폴 구조가 함께 적용되어 있는 리트렉터블(retractable) 안테나가 있으며, 리트렉터블 안테나는 이득이 크고 임피던스가 높기 때문에 가장 많이 사용되고 있다.This antenna is a device that converts a signal current into an electromagnetic wave. The most widely used antenna is a stubby antenna made of a small helical and a retractable antenna having a combination of a helical antenna and a monopole antenna. It is the most widely used because of its large gain and high impedance.

그러나, 이러한 기존 안테나들은 길이가 길기 때문에 모바일 단말 디자인에 적용하기 어렵다는 문제가 있다.However, since the conventional antennas have a long length, it is difficult to apply them to a mobile terminal design.

그리고, 모바일 단말 내부에 장착되는 인테나(intenna)도 있으나, 이 인테나는 이득이 작을 뿐 아니라 대역특성도 외장형 안테나에 비해 좋지 못하다. 따라서 이 분야에 대한 연구가 더 진행되어야 하며, 한창 진행중에 있다. 인테나의 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. PIFA는 성능이 좋은 반면 부피가 큰 단점이 있고, 접힌 모노폴은 설계가 무척 어렵다. 다이폴 및 루프 인테나는 이득이 떨어지는 단점이 있으며, 유전체 칩 안테나는 대역특성이 좁고 인체에 대한 변화가 심하여 사용상 난점을 지니고 있다.
In addition, although there is an intenna mounted in a mobile terminal, not only the gain of the intenna is small but also the band characteristic is also inferior to that of an external antenna. Therefore, further research on this field should be conducted, and it is in full swing. Types of intenna include Plate Inverted F Antenna (PIFA), Inverted F Antenna (IFA), Folded Monopole, Dipole, Loop, Slot and Dielectric Chip Antenna have. While PIFA has good performance, it has a bulky disadvantage, and folded monopole is very difficult to design. Dipole and loop intenna have a disadvantage of low gain, and dielectric chip antenna has difficulty in using due to narrow band characteristic and severe change to human body.

한편, 최근 모바일 단말은 데이터통신을 기초로 하는 3G 이상의 모바일 단말이 주로 생산되고 있다. 데이터통신은 기존의 음성통신과는 달리, 다이버시티(diversity)에 의한 데이터 손실을 줄여야 한다. 이는 음성에서는 데이터가 삭제되거나, 오류가 발생하여도 통화에 지장을 주지 않을 수 있지만, 데이터에서는 큰 문제가 발생하기 때문이다. 일반적으로 송신기와 수신기에서 안테나를 각각 1개씩 사용하는 SISO(Single Input Single Output)을 사용하였으나, 다이버시티를 극복하기 위해 2개 이상의 안테나를 설치하여 신호를 전송하는 기술인 MIMO(Multiple Input Multiple Output)를 사용하고 있다.Meanwhile, in recent years, mobile terminals based on data communication have been mainly produced for mobile terminals over 3G. Unlike conventional voice communication, data communication must reduce data loss due to diversity. This is because, in voice, data may be deleted or an error may not interfere with the call, but a large problem occurs in the data. Generally, a single input single output (SISO) is used in each of a transmitter and a receiver. However, in order to overcome diversity, a multiple input multiple output (MIMO) technique of transmitting signals by installing two or more antennas I am using it.

MIMO 안테나는 모바일 단말 상단 및 하단에 각각의 안테나를 두는 방식이 대부분이다. 이러한 방식은 좁은 대역의 1 ~ 2개 채널만 MIMO에 적용하는 경우에 유리하다. 그러나 5 ~ 6중 대역의 광대역특성을 가져야 하는 시스템의 안테나를 요구할 경우, 모바일 단말의 적용공간이 좁기 때문에 적용하는데 어려움이 많다.
Most of the MIMO antennas have antennas at the top and bottom of the mobile terminal. This scheme is advantageous when only one to two channels in a narrow band are applied to MIMO. However, when an antenna of a system having a broadband characteristic of 5 to 6 bands is required, it is difficult to apply the antenna because the application space of the mobile terminal is narrow.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0048707호(공개일 2004.06.10.)Korean Patent Publication No. 10-2004-0048707 (published on June 10, 2004)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 하이브리드 안테나로 이루어진 메인(Main) 안테나 및 서브(Sub) 안테나를 서로 연결하여 고효율 및 광대역을 실현하는 모바일 단말용 광대역 안테나를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a mobile terminal which realizes a high efficiency and a wide bandwidth by connecting a main antenna and a sub antenna formed of hybrid antennas to each other, The present invention provides a broadband antenna.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나는, 급전단자에 접속되는 제1안테나; 상기 제1안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자에 접속되고, 타단측에서 접지단자에 접속되는 제2안테나; 일단에서 제2접속단자에 접속되는 제3안테나; 상기 제3안테나와 커플링되어 급전되고, 접지단자에 접속되는 제4안테나; 및 상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자를 연결하는 전송선을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a broadband antenna for a mobile terminal, including: a first antenna connected to a power supply terminal; A second antenna coupled to the first antenna and supplied with power, connected to the first connection terminal at one end and connected to the ground terminal at the other end; A third antenna connected to the second connection terminal at one end; A fourth antenna coupled to the third antenna and fed to the ground terminal; And a transmission line connecting the first connection terminal and the second connection terminal.

상기 제1안테나와 제2안테나는 메인 안테나로서 동작하며, 제3안테나와 제4안테나는 서브 안테나로서 동작한다.The first antenna and the second antenna operate as main antennas, and the third antenna and the fourth antenna operate as sub-antennas.

상기 메인 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 메인 안테나 보드; 및 메인 안테나 보드의 상부 및 하부에 선택적으로 형성된 패턴을 포함하며, 상기 제1안테나인 제1패턴이 급전단자에 접속되고, 상기 제2안테나인 제2패턴이 상기 제1접속단자 및 접지단자에 접속된다.The main antenna includes: a main antenna board built in a mobile terminal; And a pattern selectively formed on upper and lower portions of the main antenna board, wherein the first pattern, which is the first antenna, is connected to the feed terminal, and the second pattern, which is the second antenna, is connected to the first connection terminal and the ground terminal Respectively.

상기 서브 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 서브 안테나 보드; 및 상기 서브 안테나 보드에 형성된 패턴를 포함하며, 상기 제3안테나인 제3패턴이 상기 제2접속단자에 접속되고, 상기 제4안테나인 제4패턴이 접지단자에 접속된다.The sub-antenna includes: a sub-antenna board built in a mobile terminal; And a pattern formed on the sub antenna board, the third pattern being the third antenna being connected to the second connection terminal, and the fourth pattern being the fourth antenna being connected to the ground terminal.

상기 제1안테나 및 상기 제3안테나는 모노폴 안테나, PIFA(Plate Inverted F Antenna) 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나는 IFA(Inverted F Antenna)일 수 있다.The first antenna and the third antenna may be any one of a monopole antenna and a plate inverted F antenna (PIFA), and the second antenna and the fourth antenna may be IFA (Inverted F Antenna).

상기 전송선은 동축선, 마이크로스트립선로, 스트립선로 및 CPW(Co Planer Waveguide) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
The transmission line may be at least one of a coaxial line, a microstrip line, a strip line, and a coplanar waveguide (CPW).

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 모바일 단말용 광대역 안테나에 따르면, 모바일 단말 내부의 여유 공간을 이용하여 서브(Sub) 안테나를 메인(Main) 안테나에 연결함으로써 메인 안테나만으로 실현 불가능한 고효율 및 광대역을 실현할 수 있다.As described above, according to the wideband antenna for a mobile terminal according to the present invention, a sub antenna is connected to a main antenna using a free space in the mobile terminal, thereby realizing a high efficiency and a wide band that can not be realized with only a main antenna .

또한, 본 발명에 따르면, 메인 안테나와 서브 안테나의 연결을 통해 5중 대역 이상의 광대역 실현이 가능하므로 DMB 혹은 GPS용 서브 안테나 등이 필요없게 된다.In addition, according to the present invention, it is possible to realize a broadband over a five-band through the connection of the main antenna and the sub antenna, so that a DMB or a GPS sub-antenna is not required.

그리고, 본 발명에 따르면, 하나의 서브 안테나 추가를 통해 기타의 서브 안테나가 필요 없으므로 모바일 단말 내부의 안테나 제작 공간을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
In addition, according to the present invention, since an additional sub-antenna is unnecessary through the addition of one sub-antenna, the antenna manufacturing space in the mobile terminal can be used more efficiently.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 모바일 단말용 광대역 안테나의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 메인 안테나의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 서브 안테나의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 반사계수 시뮬레이션 그래프이다.
도 5는 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 시제품 사진이다.
도 6은 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 실측 반사계수 그래프이다.1 is a conceptual diagram of a broadband antenna for a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a main antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a sub-antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a reflection coefficient simulation graph of a wideband antenna for a mobile terminal of the present invention.
5 is a photograph of a prototype of a wideband antenna for a mobile terminal of the present invention.
6 is a graph of actual reflection coefficient of a wideband antenna for a mobile terminal according to the present invention.

이하, 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a wideband antenna for a mobile terminal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 모바일 단말용 광대역 안테나의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a broadband antenna for a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나는, 급전단자(P1)에 접속되는 제1안테나(1)와, 제1안테나(1)와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자(P2)에 접속되고, 타단측에서 접지단자(E1)에 접속되는 제2안테나(2)와, 일단에서 제2접속단자(P3)에 접속되는 제3안테나(3)와, 제3안테나(3)와 커플링되어 급전되고, 접지단자(E2)에 접속되는 제4안테나(4)와, 제1접속단자(P2)와 제2접속단자(P3)를 연결하는 전송선(5)을 포함한다.1, a broadband antenna for a mobile terminal according to the present invention includes a first antenna 1 connected to a power supply terminal P1, a first antenna 1 coupled to the first antenna 1, A second antenna 2 connected to the terminal P2 and connected to the ground terminal E1 at the other end side, a third antenna 3 connected to the second connection terminal P3 at one end, And a transmission line 5 connecting the first connection terminal P2 and the second connection terminal P3 so as to be connected to the ground terminal E2, do.

여기서, 제1안테나(1)와 제2안테나(2)는 메인 안테나로서 동작하며, 제3안테나(3)와 제4안테나(4)는 서브 안테나로서 동작한다. 이와 같이, 본 발명은 메인 안테나와 서브 안테나가 전송선(5)으로 연결되어 동작하는 안테나 구조를 가지고 있다.Here, the first antenna 1 and the second antenna 2 operate as main antennas, and the third antenna 4 and the fourth antenna 4 operate as sub-antennas. As described above, the present invention has an antenna structure in which a main antenna and a sub antenna are connected to each other via a transmission line 5.

제1안테나(1) 및 제3안테나(3)는 모노폴 안테나, PIFA(Plate Inverted F Antenna) 중 어느 하나일 수 있으며, 제2안테나(2) 및 제4안테나(4)는 IFA(Inverted F Antenna)를 이용할 수 있다. 이와 같이, 메인 안테나 및 서브 안테나 각각은 하이브리드 안테나 구조를 가질 수 있다.The first antenna 1 and the third antenna 3 may be any one of a monopole antenna and a PIFA (Plate Inverted F Antenna), and the second antenna 4 and the fourth antenna 4 may be any of IFA (Inverted F Antenna ) Can be used. Thus, each of the main antenna and the sub antenna may have a hybrid antenna structure.

한편, 전송선(5)으로는 동축선, 마이크로스트립선로, 스트립선로 및 CPW(Co Planer Waveguide) 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.The transmission line 5 may be at least one of a coaxial line, a microstrip line, a strip line, and a coplanar waveguide (CPW).

그리고, 메인 안테나 및 서브 안테나는 모바일 단말의 내부에 자유롭게 위치 변경이 가능하도록 설계될 수 있다.
The main antenna and the sub antenna may be designed to be freely changeable in the mobile terminal.

이와 같이 구성된 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나는, 모바일 단말의 안테나 제작공간이 협소한 것을 고려하고 또한, DMB 혹은 GPS용 서브 안테나와 같은 다른 각각의 서브 안테나가 불필요한 것을 고려하여, 모바일 단말의 내부 공간을 이용하여 메인 안테나와 서브 안테나를 분리하여 형성시키고, 메인 안테나와 서브 안테나를 전송선(5)을 통해 연결함으로써 고효율 및 광대역을 실현한다.Considering that the space for manufacturing the antenna of the mobile terminal is narrow and the other sub-antennas such as DMB or GPS sub-antennas are unnecessary, the wideband antenna for mobile terminal having the above- A main antenna and a sub antenna are separately formed using a space, and a main antenna and a sub antenna are connected to each other through a transmission line 5 to realize a high efficiency and a wide band.

상기한 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나 구성에서와 같이, 메인 안테나와 서브 안테나 사이의 연결은 메인 안테나의 급전 하나만을 가지며, 전송선(5) 연결을 이용하여 서브 안테나가 동작하도록 하고 있다. 이에, 메인 안테나가 동작할 때 전송선(5) 선로에 의해 서브 안테나가 동작하여 메인 안테나를 도움으로써 대역이 넓어지며, 방사이득과 효율 및 성능이 향상되는 것이다. 또한, 모바일 단말 시스템의 구조를 단순화시킴과 아울러 선로 간의 간섭으로 인하여 발생하는 손실을 억제함으로써 모바일 단말 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
As in the above-described broadband antenna configuration for a mobile terminal of the present invention, the connection between the main antenna and the sub antenna has only one feeding of the main antenna, and the sub antenna is operated using the connection of the transmission line 5. Accordingly, when the main antenna is operated, the sub-antenna is operated by the transmission line 5 to enlarge the band by the help of the main antenna, thereby improving the radiation gain, efficiency and performance. In addition, the structure of the mobile terminal system can be simplified, and the performance of the mobile terminal system can be improved by suppressing the loss caused by the interference between the lines.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 메인 안테나의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a main antenna according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 메인 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 메인 안테나 보드(10)와, 메인 안테나 보드(10)의 상부 및 하부에 선택적으로 형성된 패턴을 포함하며, 제1안테나(1)인 제1패턴은 급전단자(P1)에 접속되고, 제2안테나(2)인 제2패턴은 제1접속단자(P2) 및 접지단자(E1)에 접속되어 있다.2, the main antenna of the present invention includes a main antenna board 10 embedded in a mobile terminal and a pattern selectively formed on upper and lower portions of the main antenna board 10, Is connected to the feed terminal P1 and the second pattern of the second antenna 2 is connected to the first connection terminal P2 and the ground terminal E1.

제1패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하며, 제2패턴은 "ㄹ" 형태와 유사하고, 제1패턴인 "ㄷ" 패턴의 내부 공간에 제2패턴인 "ㄹ" 패턴이 형성되어 있다. 이때, 제2패턴인 "ㄹ" 패턴의 일단은 접지단자(E1)와 접속되고, 타단은 제1접속단자(P2)와 접속된다. 제2패턴인 "ㄹ" 패턴의 타단의 연장패턴이 제1패턴인 "ㄷ" 패턴과 접속되지 않도록 메인 안테나 보드(10)의 하부를 통해 제1접속단자(P2)에 접속된다. 제2패턴인 "ㄹ" 패턴의 일단에서 연장패턴(2a)이 형성될 수 있으며, 타단에서 연장패턴(2b)이 형성될 수 있다.The first pattern is similar to the " c "pattern, the second pattern is similar to the" d "pattern, and the second pattern is formed in the inner space of the first pattern. At this time, one end of the pattern "d" as the second pattern is connected to the ground terminal E1, and the other end is connected to the first connection terminal P2. Pattern is connected to the first connection terminal P2 via the lower portion of the main antenna board 10 so that the extension pattern of the other end of the second pattern "d" pattern is not connected to the first pattern "c" pattern. The extension pattern 2a may be formed at one end of the second pattern "d", and the extension pattern 2b may be formed at the other end.

여기서, 제1패턴과 제2패턴은 구리(Cu)에 크롬(Cr)을 도금한 금속 재질의 시트를 스탬핑(stamping)한 것이다. 제1패턴과 제2패턴은 이격되어 각각의 안테나 기능을 수행하며, 커플링됨으로써 급전되도록 구성되어 있다.Here, the first pattern and the second pattern are formed by stamping a sheet of a metal material made of copper (Cu) plated with chromium (Cr). The first pattern and the second pattern are separated from each other to perform respective antenna functions, and are configured to be fed by coupling.

제1안테나(1)는 모노폴 안테나 또는 PIFA 중에서 어느 하나를 이용할 수 있으며, 제2안테나(2)는 IFA를 이용할 수 있다.
The first antenna 1 may use either monopole antenna or PIFA, and the second antenna 2 may use IFA.

이와 같이, 본 발명의 메인 안테나는 제1안테나(1)(모노폴 안테나 또는 PIFA)서 급전이 이루어지며, 제1패턴과 제2패턴의 커플링 구조를 통해 제2안테나(2)(IFA)가 동작하며, 제2안테나(2)(IFA)의 끝부분에 비아홀(Via hole)을 뚫어 메인 안테나 보드(10) 뒷면을 이용하여 제1안테나(1)(모노폴 안테나 또는 PIFA)에 구조에 영향 없이 서브 안테나로 연결되는 전송선(5)과 연결된다.
As described above, the main antenna of the present invention is supplied with power from the first antenna 1 (monopole antenna or PIFA), and the second antenna 2 (IFA) through the coupling structure of the first pattern and the second pattern And a via hole is formed at the end of the second antenna 2 IFA so that the first antenna 1 (monopole antenna or PIFA) is not affected by the structure by using the back surface of the main antenna board 10 And is connected to the transmission line 5 connected to the sub-antenna.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 서브 안테나의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a sub-antenna according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 서브 안테나는, 모바일 단말에 내장되는 서브 안테나 보드(20)와, 서브 안테나 보드(20)에 형성된 패턴을 포함하며, 제3안테나(3)인 제3패턴은 제2접속단자(P3)에 접속되고, 제4안테나(4)인 제4패턴은 접지단자(E2)에 접속되어 있다.3, the sub-antenna of the present invention includes a sub-antenna board 20 embedded in a mobile terminal and a pattern formed on a sub-antenna board 20. A third pattern, which is a third antenna 3, And the fourth pattern, which is the fourth antenna 4, is connected to the ground terminal E2.

여기서, 제3패턴과 제4패턴은 구리(Cu)에 크롬(Cr)을 도금한 금속 재질의 시트를 스탬핑(stamping)한 것이다. 제3패턴과 제4패턴은 이격되어 각각의 안테나 기능을 수행하며, 커플링됨으로써 급전되도록 구성되어 있다.Here, the third pattern and the fourth pattern are obtained by stamping a sheet of metal made of copper (Cu) plated with chromium (Cr). The third pattern and the fourth pattern are separated from each other to perform respective antenna functions, and are configured to be fed by coupling.

제3안테나(3)는 모노폴 안테나 또는 PIFA 중에서 어느 하나를 이용할 수 있으며, 제4안테나(4)는 IFA를 이용할 수 있다.The third antenna 3 may use either monopole antenna or PIFA, and the fourth antenna 4 may use IFA.

한편, 제3패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하며, 제4패턴은 "ㄷ" 형태와 유사하고, 제3패턴인 "ㄷ" 패턴의 내부 공간에 제4패턴인 "ㄷ" 패턴이 형성되어 있다. 이때, 제4패턴인 "ㄷ" 패턴의 접지단자(E2)측에는 연장패턴(4a)이 형성될 수 있다.
On the other hand, the third pattern is similar to the " C "pattern, the fourth pattern is similar to the "C" pattern, and the "C" pattern is formed in the inner space of the " . At this time, the extension pattern 4a may be formed on the ground terminal E2 side of the "C" pattern as the fourth pattern.

이와 같이, 본 발명의 서브 안테나는 전송선(5)을 통해 제3안테나(3)(모노폴 안테나 또는 PIFA)로 급전되며, 제3패턴과 제4패턴의 커플링 구조를 통해 제4안테나(4)(IFA)가 동작한다.
As described above, the sub-antenna of the present invention is fed through the transmission line 5 to the third antenna 3 (monopole antenna or PIFA), and the fourth antenna 4 is connected through the coupling structure of the third pattern and the fourth pattern. (IFA) operates.

도 4는 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 반사계수 시뮬레이션 그래프이다.4 is a reflection coefficient simulation graph of a wideband antenna for a mobile terminal of the present invention.

도 4를 참조하면, 3G, 4G 서비스 LTE700(704~787MHz), CDMA(824~894MHz), GSM(880~960MHz), DCS(1710~1880MHz), PCS(1850~1990MHz), WCDMA(1920~2170MHz) 등, 모든 대역용으로 설계할 수 있는 반사계수 특성을 나타내고 있다.Referring to FIG. 4, 3G, 4G service LTE 700 (704-787 MHz), CDMA (824-894 MHz), GSM (880-960 MHz), DCS (1710-1880 MHz), PCS (1850-1990 MHz), WCDMA ), And so on, which can be designed for all bands.

도 4의 반사계수는 모든 대역에서 VSWR 3:1 지점인 -6dB(녹색점선) 이하로 매우 양호한 결과를 보이고 있으며, 광대역 특성을 갖는다. 이러한 메인 안테나와 서브 안테나 구조를 갖는 하이브리드 안테나는 현재까지 전 세계적으로 유일하다.The reflection coefficient of FIG. 4 shows a very good result of less than -6 dB (green dotted line) at the VSWR 3: 1 position in all the bands, and has a broadband characteristic. Such a hybrid antenna having a main antenna and a sub-antenna structure is unique worldwide until now.

이와 같이, 메인 안테나와 서브 안테나 각각은 모노폴 안테나(제1안테나(1), 제3안테나(3))에서 커플링 급전을 통해 동작하도록 함으로써, 이 2개 안테나의 대역이 합쳐짐으로 광대역이 보장되는 것이다.
As described above, since the main antennas and the sub antennas are operated by feeding the couplings in the monopole antennas (the first antenna 1 and the third antenna 3), the bandwidths of the two antennas are combined, .

도 5는 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 시제품 사진이다.5 is a photograph of a prototype of a wideband antenna for a mobile terminal of the present invention.

도 5는 모바일 단말에 적용하기 위해 모바일 단말 세트와 동일한 크기의 베어보드에 PEA(PCB Embedded Antenna)로 구현된 시제품이다.5 is a prototype of a PEA (PCB Embedded Antenna) implemented on a bare board of the same size as a mobile terminal set for application to a mobile terminal.

도 5를 참조하면, 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 시제품은, 좌측에 본 발명의 일실시예로서 제시한 메인 안테나를 형성시키고, 우측에 본 발명의 일실시예로서 제시한 서브 안테나를 형성시키고 있다.5, a prototype of a broadband antenna for a mobile terminal of the present invention includes a main antenna formed as an embodiment of the present invention on the left side and a sub antenna formed as an embodiment of the present invention on the right side I have to.

메인 안테나와 서브 안테나는 전송선(5)을 통해 연결된다.The main antenna and the sub-antenna are connected through the transmission line 5.

메인 안테나, 서브 안테나 및 전송선(5)을 구성하는 패턴들은 상호 간섭이 없도록 보드의 상부 또는 하부에 선택적으로 배선될 수 있다.
The patterns constituting the main antenna, the sub antenna and the transmission line 5 can be selectively wired on the upper or lower portion of the board so as to avoid mutual interference.

도 6은 본 발명의 모바일 단말용 광대역 안테나의 실측 반사계수 그래프이다.6 is a graph of actual reflection coefficient of a wideband antenna for a mobile terminal according to the present invention.

도 6은 시뮬레이션 비교를 토대로 제작하여 네트워크 애널라이저(Network Analyzer)로 측정한 결과이다.FIG. 6 shows the result of measurement with a network analyzer based on simulation comparison.

도 6에 도시된 시제품 안테나의 결과에 따르면, According to the results of the prototype antenna shown in Fig. 6,

도 4의 시뮬레이션 결과와 실질적으로 동일한 패턴을 갖는다는 것을 확인할 수 있으며, VSWR 특성의 3:1 지점인 -6dB 기준으로 모든 대역에서 시뮬레이션과 유사한 양호한 결과를 얻을 수 있다.
It can be seen that it has substantially the same pattern as the simulation result of FIG. 4, and good results similar to the simulation can be obtained in all the bands based on the -3 dB point of the VSWR characteristic of -6 dB.

다음으로, 본 발명의 안테나 무반사실에서 측정한 전 대역(LTE/CDMA/GSM/DCS/PCS/WCDMA)에서의 방사특성(주파수별 이득 및 효율)은 다음 [표 1]과 같다.Next, the radiation characteristics (gain and efficiency for each frequency) in the full band (LTE / CDMA / GSM / DCS / PCS / WCDMA) measured by the antenna anechoic chamber of the present invention are shown in Table 1 below.

Figure 112013065974841-pat00001
Figure 112013065974841-pat00001

[표 1]은 700 ~ 2170 MHz 대역에서의 측정 방사특성을 나타낸 것으로서, 안테나 평균이득 및 효율이 LTE/CDMA/GSM과 같은 낮은 주파수 대역에서 평균 평균이득 -2.66dBi 및 효율 40%를 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 또한, DCS/PCS/WCDMA의 높은 주파수 대역에서의 평균 평균이득도 -2.77dBi 및 효율 53.58% 특성이 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
[Table 1] shows measured radiation characteristics in the band 700 ~ 2170 MHz. Average gain and efficiency of antenna are -2.66 dBi and 40% efficiency in low frequency band such as LTE / CDMA / GSM. Can be confirmed. Also, it can be seen that the average average gain in the high frequency band of DCS / PCS / WCDMA is -2.77 dBi and the efficiency is 53.58%.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

1 : 제1안테나
2 : 제2안테나
3 : 제3안테나
4 : 제4안테나
5 : 전송선
10 : 메인 안테나 보드
20 : 서브 안테나 보드1: first antenna
2: Second antenna
3: Third antenna
4: fourth antenna
5: Transmission line
10: Main antenna board
20: Sub-antenna board

Claims (5)

급전단자에 접속되는 제1안테나;
상기 제1안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자에 접속되고, 타단측에서 접지단자에 접속되는 제2안테나;
일단에서 제2접속단자에 접속되는 제3안테나;
상기 제3안테나와 커플링되어 급전되고, 접지단자에 접속되는 제4안테나; 및
상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자를 연결하는 전송선을 포함하며,
상기 제1안테나와 제2안테나는 메인 안테나로서 동작하며, 제3안테나와 제4안테나는 서브 안테나로서 동작하고,
상기 메인 안테나는,
모바일 단말에 내장되는 메인 안테나 보드; 및
메인 안테나 보드의 상부 및 하부에 선택적으로 형성된 패턴을 포함하며,
상기 제1안테나인 제1패턴이 급전단자에 접속되고,
상기 제2안테나인 제2패턴이 상기 제1접속단자 및 접지단자에 접속되는 모바일 단말용 광대역 안테나.
A first antenna connected to the power feeding terminal;
A second antenna coupled to the first antenna and supplied with power, connected to the first connection terminal at one end and connected to the ground terminal at the other end;
A third antenna connected to the second connection terminal at one end;
A fourth antenna coupled to the third antenna and fed to the ground terminal; And
And a transmission line connecting the first connection terminal and the second connection terminal,
The first antenna and the second antenna operate as main antennas, the third antenna and the fourth antenna operate as sub-antennas,
The main antenna includes:
A main antenna board embedded in a mobile terminal; And
And a pattern selectively formed on the top and bottom of the main antenna board,
The first pattern being the first antenna is connected to the power supply terminal,
And the second pattern, which is the second antenna, is connected to the first connection terminal and the ground terminal.
급전단자에 접속되는 제1안테나;
상기 제1안테나와 커플링되어 급전되고, 일단에서 제1접속단자에 접속되고, 타단측에서 접지단자에 접속되는 제2안테나;
일단에서 제2접속단자에 접속되는 제3안테나;
상기 제3안테나와 커플링되어 급전되고, 접지단자에 접속되는 제4안테나; 및
상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자를 연결하는 전송선을 포함하며,
상기 제1안테나와 제2안테나는 메인 안테나로서 동작하며, 제3안테나와 제4안테나는 서브 안테나로서 동작하고,
상기 서브 안테나는,
모바일 단말에 내장되는 서브 안테나 보드; 및
상기 서브 안테나 보드에 형성된 패턴를 포함하며,
상기 제3안테나인 제3패턴이 상기 제2접속단자에 접속되고,
상기 제4안테나인 제4패턴이 접지단자에 접속되는 모바일 단말용 광대역 안테나.
A first antenna connected to the power feeding terminal;
A second antenna coupled to the first antenna and supplied with power, connected to the first connection terminal at one end and connected to the ground terminal at the other end;
A third antenna connected to the second connection terminal at one end;
A fourth antenna coupled to the third antenna and fed to the ground terminal; And
And a transmission line connecting the first connection terminal and the second connection terminal,
The first antenna and the second antenna operate as main antennas, the third antenna and the fourth antenna operate as sub-antennas,
The sub-
A sub antenna board built in a mobile terminal; And
And a pattern formed on the sub antenna board,
The third pattern being the third antenna is connected to the second connection terminal,
And the fourth pattern, which is the fourth antenna, is connected to the ground terminal.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1안테나 및 상기 제3안테나는 모노폴 안테나, PIFA(Plate Inverted F Antenna) 중 어느 하나이고, 상기 제2안테나 및 상기 제4안테나는 IFA(Inverted F Antenna)인 모바일 단말용 광대역 안테나.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first antenna and the third antenna are any one of a monopole antenna and a PIFA (Plate Inverted F Antenna), and the second antenna and the fourth antenna are IFA (Inverted F Antenna).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전송선은 동축선, 마이크로스트립선로, 스트립선로 및 CPW(Co Planer Waveguide) 중 적어도 어느 하나인 모바일 단말용 광대역 안테나.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the transmission line is at least one of a coaxial line, a microstrip line, a strip line, and a coplanar waveguide (CPW). 삭제delete
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101557584B1 (en) 2014-05-14 2015-10-06 한양대학교 산학협력단 Multi input multi ouput antenna
WO2019190015A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 엘지전자 주식회사 Antenna device and mobile terminal comprising same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090076839A (en) * 2008-01-08 2009-07-13 (주)에이스안테나 Ultra Wide Band Monopole Internal Antenna
KR20100113861A (en) * 2009-04-14 2010-10-22 주식회사 에이스테크놀로지 Broad band antenna of which the radiator end point is shorted using coupling matching

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090076839A (en) * 2008-01-08 2009-07-13 (주)에이스안테나 Ultra Wide Band Monopole Internal Antenna
KR20100113861A (en) * 2009-04-14 2010-10-22 주식회사 에이스테크놀로지 Broad band antenna of which the radiator end point is shorted using coupling matching

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101557584B1 (en) 2014-05-14 2015-10-06 한양대학교 산학협력단 Multi input multi ouput antenna
WO2019190015A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 엘지전자 주식회사 Antenna device and mobile terminal comprising same
KR20200089330A (en) * 2018-03-28 2020-07-24 엘지전자 주식회사 Antenna device and mobile terminal having same
KR102315679B1 (en) 2018-03-28 2021-10-21 엘지전자 주식회사 Antenna device and mobile terminal having same

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