KR101439001B1 - 안테나 장치 및 그의 급전 구조체 - Google Patents

안테나 장치 및 그의 급전 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나 장치 및 그의 급전 구조체에 관한 것으로, 접지부 및 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 공진부와, 공진부에 연결되어, 신호가 유입되는 공진 부가부와, 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되며, 공진부와 공진 부가부에 의해 결정되는 공진 주파수 대여글 조절하는 주파수 조절부를 포함하는 급전 구조체와 그를 갖는 안테나 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 안테나 장치의 공진 성능을 유지하면서, 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 그의 급전 구조체{ANTENNA APPARATUS AND FEEDING STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 통신 단말기의 구성에 관한 것으로, 특히 안테나 장치 및 그의 급전 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 통신 단말기는 전자기파를 송수신하기 위한 안테나 장치를 구비하여 이루어진다. 이러한 안테나 장치는 특정 주파수 대역에서 공진하여, 해당 주파수 대역의 전자기파를 송수신한다. 이 때 해당 주파수 대역에서 공진 시, 안테나 장치에서 임피던스(impedance)는 허수로 된다. 그리고 안테나 장치에 대하여 해당 주파수 대역에서 S 파라미터(S parameter)가 급격히 감소한다.
이를 위해, 안테나 장치는 원하는 주파수 대역에 대응하는 파장 λ에 대하여 λ/2의 전기적 길이를 갖는 도선(conducting wire)을 구비한다. 이러한 안테나 장치는 도선을 통해 전자기파를 전송하며, 전자기파가 도선에서 정상파(standing wave)를 형성함에 따라, 안테나 장치에서 공진이 이루어진다. 이 때 안테나 장치는 길이가 상이한 다수개의 도선들을 구비함으로써, 공진 주파수 대역을 확장시킬 수 있다.
그런데, 상기와 같은 안테나 장치에서 공진 주파수 대역에 대응하여 도선의 전기적 길이가 결정되기 때문에, 안테나 장치의 사이즈가 공진 주파수 대역에 따라 결정된다. 이로 인하여, 안테나 장치에서 구현하고자 하는 공진 주파수 대역이 낮아질수록, 안테나 장치의 사이즈가 대형화되는 문제점이 있다. 이는 안테나 장치에서 도선의 수가 증가할수록, 더욱 심각해진다. 즉 안테나 장치에서 공진 주파수 대역이 확장될수록, 안테나 장치의 사이즈가 대형화되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 안테나 장치에서 공진 주파수 대역을 용이하게 조절하는 데 있다. 즉 본 발명은 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 조절하기 위한 것이다. 다시 말해, 본 발명은 안테나 장치의 사이즈를 소형화하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 안테나 장치는, 방사체와, 상기 방사체의 접지를 위한 접지부, 상기 방사체에 신호를 공급하는 급전부 및 상기 접지부와 상기 급전부 사이에 배치되는 공진 부가부를 포함하며, 상기 방사체가 동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하는 급전 구조체와, 상기 급전 구조체에 배치되며, 상기 공진 주파수 대역을 조절하는 주파수 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 공진 주파수 대역은, 제 1 공진 대역과 상기 제 1 공진 대역 보다 높은 주파수의 제 2 공진 대역을 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 공진 부가부는, 상기 제 2 공진 대역을 결정한다.
또한 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 주파수 조절부는, 상기 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나를 낮은 주파수로 조절한다.
여기서, 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 주파수 조절부는, 유도성 소자를 포함한다. 한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 급전 구조체는, 접지부 및 상기 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 공진부와, 상기 공진부에 연결되어, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와, 상기 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되며, 상기 공진부와 공진 부가부에 의해 결정되는 공진 주파수 대역을 조절하는 주파수 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 공진 주파수 대역은, 제 1 공진 대역과 상기 제 1 공진 대역 보다 높은 주파수의 제 2 공진 대역을 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 공진 부가부는, 상기 제 2 공진 대역을 결정한다.
또한 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 주파수 조절부는, 상기 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나를 낮은 주파수로 조절한다.
여기서, 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 주파수 조절부는, 유도성 소자를 포함한다.
본 발명에 따른 안테나 장치는, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다. 즉 안테나 장치가 공진 부가부를 포함함에 따라, 다수개의 공진 대역들에서 동작할 수 있다. 그리고 안테나 장치가 주파수 조절부를 포함함에 따라, 공진 주파수 대역의 미세 조정이 가능하다. 이 때 주파수 조절부의 인덕턴스를 조절하여, 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 아울러, 안테나 장치의 공진 성능을 유지하면서, 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 이에 따라, 안테나 장치의 소형화를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 공진 특성을 설명하기 위한 그래프,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 5는 도 4에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 7은 도 6에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 9는 도 8에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 11은 도 10에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도, 그리고
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 안테나 장치의 공진 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 또한 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 공진 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(100)는 구동 기판(110), 접지체(120) 및 안테나 소자(130)를 포함한다.
구동 기판(110)은 안테나 장치(100)에서 급전(急電) 및 지지(支持)를 위해 제공된다. 이 때 구동 기판(110)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)일 수 있다. 이러한 구동 기판(110)은 평판 구조를 갖는다. 여기서, 구동 기판(110)은 단일 기판으로 구현될 수 있으며, 다수개의 기판들이 적층되어 구현될 수도 있다.
그리고 구동 기판(110)은 하부면(111), 하부면(111)에 대응되는 상부면(113) 및 하부면(111)과 상부면(113)을 연결하는 측면(115)을 포함한다. 여기서, 구동 기판(110)은 접지 영역(117)과 공진 영역(119)으로 구분된다. 또한 구동 기판(110)에, 전송 선로(도시되지 않음)가 내재된다. 전송 선로는 일 단부를 통해 안테나 장치(100)의 중앙 제어부(도시되지 않음)에 연결된다. 게다가, 전송 선로는 타 단부를 통해 공진 영역(119)으로 노출된다. 즉 전송 선로는 일 단부로부터 타 단부로, 중앙 제어부에서 공급되는 신호를 전달한다. 여기서, 전송 선로는 일단부로부터 타단부로, 전류를 전달할 수 있다.
또한 구동 기판(110)은 유전체를 포함한다. 여기서, 구동 기판(110)의 도전율(conductivity; σ)이 0.02일 수 있다. 그리고 구동 기판(110)의 유전율(permittivity; ε)이 4.4일 수 있다. 게다가, 구동 기판(110)의 손실 탄젠트(loss tangent)는 0.02일 수 있다. 한편, 전송 선로는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 전송 선로는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접지체(120)는 안테나 장치(100)에서 접지(接地)를 위해 제공된다. 이러한 접지체(120)는 구동 기판(110)에 장착된다. 이 때 접지체(120)는 접지 영역(117)에 배치된다. 여기서, 접지체(120)는 구동 기판(110)의 하부면(111) 또는 상부면(113) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 또는 구동 기판(110)이 다수개의 기판들로 이루어진 경우, 접지체(120)는 기판들 사이에 배치될 수도 있다. 그리고 접지체(120)는 평판 구조를 가질 수 있다. 여기서, 접지체(120)는 접지 영역(117)을 전체적으로 커버할 수 있다. 또는 접지체(120)는 접지 영역(117)을 부분적으로 커버할 수도 있다.
안테나 소자(130)는 안테나 장치(100)에서 신호 송수신을 위해 제공된다. 이 때 안테나 소자(130)는 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 신호를 송수신한다. 즉 안테나 소자(130)는 공진 주파수 대역에서 동작하여, 전자기파를 송수신한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)에서 전력이 공급됨에 따라, 동작할 수 있다. 그리고 안테나 소자(130)는 미리 정해진 임피던스(impedance)에서 공진한다.
이 때 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 다수개의 공진 대역들을 포함한다. 즉 공진 주파수 대역은 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역을 포함한다. 여기서, 제 1 공진 대역은 제 2 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 낮은 주파수를 가질 수 있으며, 제 2 공진 대역은 제 1 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 높은 주파수를 가질 수 있다. 그리고 공진 대역들은 주파수 상에서 상호로부터 이격될 수 있다. 또는 공진 대역들은 주파수 상에서 상호 결합될 수 있다. 이를 통해, 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 광 주파수 대역에 해당할 수 있다.
이러한 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)에 실장된다. 이 때 안테나 소자(130)는 공진 영역(119)에 배치된다. 여기서, 안테나 소자(130)는 상부면(113)에 배치될 수 있다. 그리고 안테나 소자(130)는 공진 영역(119)에서 전송 선로에 접촉한다. 또한 안테나 소자(130)는 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 급전 구조체(140), 방사체(150) 및 주파수 조절부(160)를 포함한다.
급전 구조체(140)는 안테나 소자(130)에서 급전을 위해 제공된다. 즉 급전 구조체(140)는 방사체(150)를 동작시킨다. 그리고 급전 구조체(140)는 방사체(150)와 함께, 동작한다. 이 때 급전 구조체(140)는 방사체(150)에 신호를 공급한다. 또한 급전 구조체(140)는, 방사체(150)에서 신호가 전달되게 한다. 이러한 급전 구조체(140)는 공진부(141) 및 공진 부가부(147)를 포함한다. 이 때 공진부(141)는 급전부(143), 접지부(144) 및 연결부(145)를 포함한다.
급전부(143)는 방사체(150)에 신호를 공급한다. 이러한 급전부(143)는 구동 기판(110)의 전송 선로에 접촉한다. 이 때 급전부(143)는 일 단부를 통해 전송 선로에 접촉한다. 여기서, 급전부(143)의 일 단부가 급전점(feeding point)으로 정의된다. 그리고 급전부(143)는 전송 선로로부터 연장된다. 이 때 급전부(143)는 타 단부를 통해 연장된다. 즉 급전부(143)는 일 단부로부터 타 단부로, 방사체(150)에 신호를 공급한다. 또한 급전부(143)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 급전부(143)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접지부(144)는 방사체(150)를 접지시킨다. 이러한 접지부(144)는 접지체(120)에 접촉한다. 이 때 접지부(144)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 접지부(144)의 일 단부가 접지점으로 정의된다. 그리고 접지부(144)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 접지부(144)는 타 단부를 통해 연장된다. 즉 접지부(144)는 타 단부로부터 일 단부로, 신호가 전달되게 한다. 또한 접지부(144)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 접지부(144)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
연결부(145)는 급전부(143)와 접지부(144)를 연결한다. 이러한 연결부(145)는 일 단부를 통해 급전부(143)에 접촉한다. 여기서, 연결부(145)는 급전부(143)의 타 단부에 접촉한다. 그리고 연결부(145)는 급전부(143)로부터 연장된다. 이 때 연결부(145)는 타 단부를 통해 연장된다. 또한 연결부(145)는 타 단부를 통해 접지부(144)에 접촉한다. 여기서, 연결부(145)는 접지부(144)의 타 단부에 접촉한다. 즉 연결부(145)는 일 단부로부터 타 단부로 신호를 전달한다. 그리고 연결부(145)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 연결부(145)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
공진 부가부(147)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에 제 2 공진 대역을 부가하기 위해 제공된다. 즉 공진 부가부(147)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역을 결정한다. 이러한 공진 부가부(147)는 접지체(120)에 접촉한다. 이 때 공진 부가부(147)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉한다. 그리고 공진 부가부(147)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 공진 부가부(147)는 타 단부를 통해 연장된다. 여기서, 공진 부가부(147)는 타 단부를 통해 공진부(141)에 접촉한다. 즉 공진 부가부(147)는 타 단부로부터 일 단부로, 신호가 공급되며, 접지된다.
그리고 공진 부가부(147)는 급전부(143)와 접지부(144)의 사이에 배치된다. 또한 공진 부가부(147)는 급전부(143) 및 연결부(145)에 접촉한다. 여기서, 공진 부가부(147)는 급전부(143)의 타 단부 및 연결부(145)의 일 단부에 접촉한다. 게다가, 공진 부가부(147)는 도전성 물질을 포함한다. 여기서, 공진 부가부(147)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때 공진 부가부(147)는 리액턴스 소자(148)를 포함한다. 여기서, 리액턴스 소자(148)는 미리 결정되는 리액턴스(reactance)를 갖는다. 그리고 리액턴스 소자(148)는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들면, 리액턴스 소자(148)는 용량성 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 용량성 소자는 커패시터(capacitor)일 수 있으며, 미리 결정되는 커패시턴스(capacitance)를 가질 수 있다.
방사체(150)는 공진 주파수 대역에서 안테나 소자(130)의 실질적인 동작을 위해 제공된다. 이 때 급전 구조체(140)로부터 신호가 공급되면, 방사체(150)는 공진 주파수 대역에서 동작한다. 여기서, 방사체(150)는 접지체(120) 및 급전 구조체(140)와 함께, 동작한다. 이러한 방사체(150)는 급전 구조체(140)에 연결된다. 이 때 방사체(150)는 급전부(143)에 전기적으로 접속된다. 그리고 방사체(150)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(150)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때 도시되지는 않았으나, 안테나 장치(100)가 통신 단말기(도시되지 않음)에 장착되는 경우, 방사체(150)는 통신 단말기에서 외부 케이스의 내부 표면에 장착될 수 있다. 여기서, 통신 단말기에서 외부 케이스에 의해 형성되는 내부 공간에, 구동 기판(110)이 배치될 수 있다. 그리고 방사체(150)는 구동 기판(110)에 대응하여 배치된다. 또한 방사체(150)는 외부 케이스의 내부 표면에 직접적으로 부착될 수 있다. 또는 방사체(150)는 캐리어(carrier)와 같은 실장 부재(도시되지 않음)에 부착되어, 외부 케이스의 내부 표면에 장착될 수도 있다.
주파수 조절부(160)는 안테나 소자(130)에서 공진 주파수 대역의 조절을 위해 제공된다. 즉 주파수 조절부(160)는 안테나 소자(130)의 특성을 조절한다. 여기서, 주파수 조절부(160)는 방사체(150)의 특성을 변화시킨다. 이러한 주파수 조절부(160)는 공진부(141)에 배치된다. 이 때 주파수 조절부(160)는 급전부(143)에 배치된다. 여기서, 주파수 조절부(160)는 급전부(143)에 개재된다.
그리고 주파수 조절부(160)는 리액턴스 소자를 포함한다. 여기서, 리액턴스 소자는 미리 결정되는 리액턴스를 갖는다. 또한 리액턴스 소자는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들면, 주파수 조절부(160)는 유도성 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 유도성 소자는 인덕터(inductor)일 수 있으며, 미리 결정되는 인덕턴스(inductance)를 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 공진부(141)가 제 1 공진 루프를 형성한다. 즉 급전부(143), 접지부(144) 및 연결부(145)가 제 1 공진 루프를 형성한다. 이 때 급전부(143), 접지부(144) 및 연결부(145)는 접지체(120)와 함께, 제 1 공진 루프를 형성한다. 이 때 안테나 소자(130)의 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프에 의해 결정된다. 다시 말해, 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프의 사이즈나 형상에 의해 결정된다.
그리고 접지부(144), 연결부(145) 및 공진 부가부(147)가 제 2 공진 루프를 형성한다. 이 때 접지부(144), 연결부(145) 및 공진 부가부(147)는 접지체(120)와 함께, 제 2 공진 루프를 형성한다. 이 때 안테나 소자(130)의 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프에 의해 결정된다. 다시 말해, 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프의 사이즈나 형상 및 공진 부가부(147)에서 리액턴스 소자(148)의 리액턴스에 의해 결정된다.
이 때 주파수 조절부(160)가 안테나 소자((130)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나를 조절한다. 여기서, 주파수 조절부(160)가 공진부(141)에서 급전부(143)에 배치됨에 따라, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다. 다시 말해, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 주파수 조절부(160)에서 리액턴스 소자의 리액턴스에 의해 조절된다.
이러한 안테나 장치(100)는 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 동작하도록, 설계된다. 이 때 안테나 장치(100)에서, 급전 구조체(140)가 공진 주파수 대역에 대응하는 전기적 특성을 갖도록, 설계된다. 예를 들면, 급전 구조체(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다.
즉 공진부(141)의 급전부(143), 접지부(144) 및 연결부(145)와 공진 부가부(147)는 급전점(171)에 연결되는 도전 선로(173)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(148)가 커패시터(175)인 것으로 가정한다. 또한 주파수 조절부(160)가 인덕터(177)인 것으로 가정한다. 이 때 커패시터(175)와 인덕터(177)는 도전 선로(173)를 통해 급전점(171)에 개별적으로 연결된다. 여기서, 커패시터(175)와 인덕터(177)는 병렬로 연결된다.
이에 따라, 안테나 장치(100)는 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 동작한다. 즉 안테나 장치(100)는 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역에서 공진한다. 예를 들면, 안테나 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같은 공진 특성을 가질 수 있다.
즉 안테나 장치(100)는 공진 부가부(147)를 포함하여, 제 1 공진 대역 뿐만 아니라 제 2 공진 대역에서 공진할 수 있다. 여기서, 제 1 공진 대역은 제 2 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 낮은 주파수를 가질 수 있으며, 제 2 공진 대역은 제 1 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 높은 주파수를 가질 수 있다. 이 때 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프에 의해 결정된다. 그리고 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프에 의해 결정된다. 여기서, 주파수 조절부(160)에 의해, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다. 즉 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 상대적으로 낮은 주파수로 조절된다.
이 때 안테나 소자(130)가 주파수 조절부(160)를 포함하는 경우, 주파수 조절부(160)를 포함하지 않는 경우와 비교하여, 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역이 상대적으로 낮은 주파수를 갖는다. 예를 들면, 주파수 조절부(160)의 인덕턴스가 높을수록, 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역은 보다 낮은 주파수 대역을 가질 수 있다. 여기서, 급전부(143)에 주파수 조절부(160)가 배치되더라도, 안테나 장치(100)의 공진 성능은 유지될 수 있다. 즉 안테나 소자(130)가 주파수 조절부(160)를 포함하는 경우, 주파수 조절부(160)를 포함하지 않는 경우와 비교하여, S 파라미터가 일정하게 유지된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 5는 도 4에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(200)는 구동 기판(210), 접지체(220) 및 안테나 소자(230)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(230)는 급전 구조체(240), 방사체(250) 및 주파수 조절부(260)를 포함한다. 이 때 급전 구조체(240)는 공진부(241) 및 공진 부가부(247)를 포함한다. 여기서, 공진부(241)는 급전부(243), 접지부(244) 및 연결부(245)를 포함한다. 또한 공진 부가부(247)는 리액턴스 소자(248)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술한 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(200)에서, 주파수 조절부(260)는 연결부(245)에 배치된다. 여기서, 주파수 조절부(260)는 연결부(245)에 개재된다.
아울러, 본 실시예의 안테나 장치(200)에서 급전 구조체(240)는 도 5에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 공진부(241)의 급전부(243), 접지부(244) 및 연결부(245)와 공진 부가부(247)는 급전점(271)에 연결되는 도전 선로(273)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(248)가 커패시터(275)인 것으로 가정한다. 또한 주파수 조절부(260)가 인덕터(277)인 것으로 가정한다. 이 때 커패시터(275)와 인덕터(277)는 도전 선로(273)를 통해 급전점(271)에 개별적으로 연결된다. 여기서, 커패시터(275)와 인덕터(277)는 병렬로 연결된다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 7은 도 6에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(300)는 구동 기판(310), 접지체(320) 및 안테나 소자(330)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(330)는 급전 구조체(340), 방사체(350) 및 주파수 조절부(360)를 포함한다. 이 대 급전 구조체(340)는 공진부(341) 및 공진 부가부(347)를 포함한다. 여기서, 공진부(341)는 급전부(343), 접지부(344) 및 연결부(345)를 포함한다. 또한 공진 부가부(347)는 리액턴스 소자(348)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술한 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(300)에서, 주파수 조절부(360)는 접지부(344)에 배치된다. 여기서, 주파수 조절부(360)는 접지부(344)에 개재된다.
아울러, 본 실시예의 안테나 장치(300)에서 급전 구조체(340)는 도 7에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 공진부(341)의 급전부(343), 접지부(344) 및 연결부(345)와 공진 부가부(347)는 급전점(371)에 연결되는 도전 선로(373)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(348)가 커패시터(375)인 것으로 가정한다. 또한 주파수 조절부(360)가 인덕터(377)인 것으로 가정한다. 이 때 커패시터(375)와 인덕터(377)는 도전 선로(373)를 통해 급전점(371)에 개별적으로 연결된다. 여기서, 커패시터(375)와 인덕터(377)는 병렬로 연결된다.
한편, 전술된 실시예들에서 안테나 소자(130, 230, 330)가 하나의 주파수 조절부(160, 260, 360)를 포함하는 예들을 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 안테나 소자(130, 230, 330)가 다수개의 주파수 조절부(160, 260, 360)들을 포함하더라도, 본 발명의 구현이 가능하다. 이 때 주파수 조절부(160, 260, 360)들은, 전술된 바와 같이 급전부(143, 243, 343), 연결부(145, 245, 345) 또는 접지부(144, 244, 344) 중 어느 하나에 상호 연접하여 배치될 수 있다. 뿐만 아니라, 주파수 조절부(160, 260, 360)들은 급전부(143, 243, 343), 연결부(145, 245, 345) 또는 접지부(144, 244, 344) 중 적어도 어느 두 개에 분산되어 배치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 안테나 장치의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(400)는 구동 기판(410), 접지체(420) 및 안테나 소자(430)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(430)는 급전 구조체(440), 방사체(450) 및 주파수 조절부(460)들을 포함한다. 이 때 급전 구조체(440)는 공진부(441) 및 공진 부가부(447)를 포함한다. 여기서, 공진부(441)는 급전부(443), 접지부(444) 및 연결부(445)를 포함한다. 또한 공진 부가부(447)는 리액턴스 소자(448)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술한 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(400)에서, 주파수 조절부(460)들은 급전부(443), 연결부(445) 및 접지부(444)에 배치된다.
즉 본 실시예의 안테나 장치(400)에서, 주파수 조절부(460)들은 제 1 주파수 조절부(461), 제 2 주파수 조절부(463) 및 제 3 주파수 조절부(465)를 포함한다. 제 1 주파수 조절부(461)는 급전부(443)에 배치된다. 제 2 주파수 조절부(463)는 연결부(445)에 배치된다. 제 3 주파수 조절부(465)는 접지부(444)에 배치된다.
아울러, 본 실시예의 안테나 장치(400)에서 급전 구조체(440)는 도 9에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 공진부(441)의 급전부(443), 접지부(444) 및 연결부(445)와 공진 부가부(447)는 급전점(471)에 연결되는 도전 선로(473)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(448)가 커패시터(475)인 것으로 가정한다. 또한 주파수 조절부(460)가 인덕터(477a, 477b, 477c)들, 즉 제 1 인덕터(477a), 제 2 인덕터(477b) 및 제 3 인덕터(477c)인 것으로 가정한다. 여기서, 제 1 주파수 조절부(461)가 제 1 인덕터(477a)이고, 제 2 주파수 조절부(463)가 제 2 인덕터(477b)이며, 제 3 주파수 조절부(465)가 제 3 인덕터(477c)이다. 이 때 커패시터(475)와 인덕터(477a, 477b, 477c)들은 도전 선로(473)를 통해 급전점(471)에 개별적으로 연결된다. 여기서, 커패시터(475)와 인덕터(477a, 477b, 477c)들은 병렬로 연결된다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 11은 도 10에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 또한 도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 안테나 장치의 공진 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(500)는 구동 기판(510), 접지체(520) 및 안테나 소자(530)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(530)는 급전 구조체(540), 방사체(550) 및 주파수 조절부(560)를 포함한다. 이 때 급전 구조체(540)는 공진부(541) 및 공진 부가부(547)를 포함한다. 여기서, 공진부(541)는 급전부(543), 접지부(544) 및 연결부(545)를 포함한다. 또한 공진 부가부(547)는 리액턴스 소자(548)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술한 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(300)에서, 주파수 조절부(560)는 공진 부가부(547)에 배치된다. 여기서, 주파수 조절부(560)는 공진 부가부(547)에 개재된다. 예를 들면, 주파수 조절부(560)는 공진 부가부(547)에서 리액턴스 소자(548)의 양단부 중 적어도 어느 하나에 개재될 수 있다.
아울러, 본 실시예의 안테나 장치(500)에서 급전 구조체(540)는 도 11에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 공진부(541)의 급전부(543), 접지부(544) 및 연결부(545)와 공진 부가부(547)는 급전점(571)에 연결되는 도전 선로(573)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(548)가 커패시터(575)인 것으로 가정한다. 또한 주파수 조절부(560)가 인덕터(577)인 것으로 가정한다. 이 때 커패시터(575)와 인덕터(577)는 도전 선로(573)를 통해 급전점(571)에 개별적으로 연결된다. 여기서, 커패시터(575)와 인덕터(577)는 직렬로 연결된다.
이에 따라, 본 실시예의 안테나 장치(500)는 도 12에 도시된 바와 같은 공진 특성을 가질 수 있다. 즉 안테나 장치(500)는 공진 부가부(547)를 포함하여, 제 1 공진 대역 뿐만 아니라 제 2 공진 대역에서 공진할 수 있다. 여기서, 제 1 공진 대역은 제 2 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 낮은 주파수를 가질 수 있으며, 제 2 공진 대역은 제 1 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 높은 주파수를 가질 수 있다. 이 때 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프에 의해 결정된다. 그리고 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프에 의해 결정된다. 여기서, 주파수 조절부(560)에 의해, 제 2 공진 대역이 조절된다. 즉 제 1 공진 대역은 유지되고, 제 2 공진 대역이 상대적으로 낮은 주파수로 조절된다.
이 때 안테나 소자(530)가 주파수 조절부(560)를 포함하는 경우, 주파수 조절부(560)를 포함하지 않는 경우와 비교하여, 제 2 공진 대역이 상대적으로 낮은 주파수를 갖는다. 예를 들면, 주파수 조절부(560)의 인덕턴스가 높을수록, 제 2 공진 대역은 보다 낮은 주파수 대역을 가질 수 있다. 여기서, 공진 부가부(547)에 주파수 조절부(560)가 배치되더라도, 안테나 장치(500)의 공진 성능은 유지될 수 있다. 아울러, 안테나 소자(530)가 주파수 조절부(560)를 포함하는 경우, 주파수 조절부(560)를 포함하지 않는 경우와 비교하여, 제 1 공진 대역이 유지된다. 즉 안테나 소자(530)가 주파수 조절부(560)를 포함하는 경우, 주파수 조절부(560)를 포함하지 않는 경우와 비교하여, S 파라미터가 일정하게 유지된다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)에서, 안테나 소자(130, 230, 330, 430, 530)는 적어도 하나의 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)를 포함한다. 그리고 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)는 급전부(143, 243, 343, 443, 543), 접지부(144, 244, 344, 444, 544), 연결부(145, 245, 345, 445, 545) 또는 공진 부가부(147, 247, 347, 447, 547) 중 적어도 어느 하나에 배치된다. 이에 따라, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)는 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 동작한다. 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)는 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역에서 공진한다.
이 때 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)의 리액턴스에 따라, 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나가 조절된다. 즉 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)가 공진부(141, 241, 341, 441, 541)에서 급전부(143, 243, 343, 443, 543), 접지부(144, 244, 344, 444, 544) 또는 연결부(145, 245, 345, 445, 545) 중 적어도 어느 하나에 배치되면, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다. 그리고 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)가 공진 부가부(147, 247, 347, 447, 547)에 배치되면, 제 2 공진 대역이 조절된다.
본 발명에 따르면, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다. 즉 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)가 공진 부가부(147, 247, 347, 447, 547)를 포함함에 따라, 다수개의 공진 대역들에서 동작할 수 있다. 그리고 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)가 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)를 포함함에 따라, 공진 주파수 대역의 미세 조정이 가능하다. 이 때 주파수 조절부(160, 260, 360, 460, 560)의 리액턴스를 조절하여, 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 아울러, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)의 공진 성능을 유지하면서, 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)의 공진 주파수 대역을 조정할 수 있다. 이에 따라, 안테나 장치(100, 200, 300, 400, 500)의 소형화를 구현할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 안테나 장치
110, 210, 310, 410, 510: 구동 기판
120, 220, 320, 420, 520: 접지체
130, 230, 330, 430, 530: 안테나 소자
140, 240, 340, 440, 540: 급전 구조체
141, 241, 341, 441, 541: 공진부
143, 243, 343, 443, 543: 급전부
144, 244, 344, 444, 544: 접지부
145, 245, 345, 445, 545: 연결부
147, 247, 347, 447, 547: 공진 부가부
148, 248, 348, 448, 548: 리액턴스 소자
150, 250, 350, 450, 550: 방사체
160, 260, 360, 460, 560: 주파수 조절부

Claims (15)

  1. 방사체와,
    상기 방사체의 접지를 위한 접지부와 상기 방사체에 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 공진부 및 상기 접지부와 상기 급전부 사이에 배치되는 공진 부가부를 포함하며, 상기 방사체가 동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하는 급전 구조체와,
    상기 급전 구조체에 배치되며, 상기 공진 주파수 대역을 조절하는 주파수 조절부를 포함하고,
    상기 공진 주파수 대역은 제 1 공진 대역과 상기 제 1 공진 대역 보다 높은 주파수의 제 2 공진 대역을 포함하고,
    상기 주파수 조절부는,
    상기 공진부에 배치되면, 상기 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역을 조절하고,
    상기 공진 부가부에 배치되면, 상기 제 2 공진 대역을 조절하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 조절부는,
    상기 공진부에 배치되면, 상기 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역을 낮은 주파수로 조절하고,
    상기 공진 부가부에 배치되면, 상기 제 2 공진 대역을 낮은 주파수로 조절하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 공진부는,
    상기 급전부와 접지부를 연결하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 주파수 조절부는,
    유도성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 삭제
  9. 접지부 및 상기 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하는 공진부와,
    상기 접지부와 급전부 사이에 배치되고, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와,
    상기 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되며, 상기 공진부와 공진 부가부에 의해 결정되는 공진 주파수 대역을 조절하는 주파수 조절부를 포함하고,
    상기 공진 주파수 대역은 제 1 공진 대역과 상기 제 1 공진 대역 보다 높은 주파수의 제 2 공진 대역을 포함하고,
    상기 주파수 조절부는,
    상기 공진부에 배치되면, 상기 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역을 조절하고,
    상기 공진 부가부에 배치되면, 상기 제 2 공진 대역을 조절하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 주파수 조절부는,
    상기 공진부에 배치되면, 상기 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역을 낮은 주파수로 조절하고,
    상기 공진 부가부에 배치되면, 상기 제 2 공진 대역을 낮은 주파수로 조절하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 공진부는,
    상기 급전부와 접지부를 연결하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 주파수 조절부는,
    유도성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  15. 삭제
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