KR101473935B1 - 평판형 역에프 안테나 - Google Patents

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KR101473935B1 KR20130102517A KR20130102517A KR101473935B1 KR 101473935 B1 KR101473935 B1 KR 101473935B1 KR 20130102517 A KR20130102517 A KR 20130102517A KR 20130102517 A KR20130102517 A KR 20130102517A KR 101473935 B1 KR101473935 B1 KR 101473935B1
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이승효
조운형
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플라텔코퍼레이션(주)
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김재경
김근하
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Abstract

본 발명은 평판형 역에프 안테나에 관한 것이다.
본 발명의 평판형 역에프 안테나는 전도체로 형성된 접지면; 전류를 공급하는 급전점과 일부분을 상호 연결시키며, 전파를 송수신하는 안테나 바디; 상기 안테나 바디의 일단을 상기 접지면에 접지시키는 단락핀; 및 상기 안테나 바디의 타단과 연결되며, 상기 안테나 바디가 송수신하는 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지시키기 위한 튜너칩을 포함한다.
이러한, 본 발명에 따르면, 튜너칩을 이용하여 안테나 바디의 길이가 짧은 초소형 안테나를 구현할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 특히, 안테나의 길이가 짧아져, 안테나 설치를 위한 장소가 협소한 기기 내에 유용하게 설치를 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

평판형 역에프 안테나 {PLANAR INVERTED F ANTENNA}
본 발명은 평판형 역에프 안테나(PIFA)에 관한 것으로, 휴대폰 등의 내부에 내장이 가능한 형태의 초소형 평판형 역에프 안테나를 제공하기 위한 것이다.
근래 이동통신의 발전과 함께, 안테나도 휴대폰 시장에 발을 맞추어 성장을 거듭하고 있다. 특히, 평판형 역에프 안테나와 같이, 소형이면서 뛰어난 성능을 갖는 안테나가 현재 많은 각광을 받고 있다.
평판형 역에프 안테나는 돌출부가 없어 휴대폰 내장이 용이하고, 낮은 가격으로 안테나 설계가 가능하며, 안테나의 길이를 쉽게 조절하여 다양한 주파수 대역의 전파를 송수신할 수 있는 장점이 있다.
도 1a 및 1b은 종래 기술에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면과 평면을 각각 도시한 도면이다.
도 1a 및 1b에 나타낸 바와 같이, 종래의 평판형 역에프 안테나(10)는 F자를 뒤집어 놓은 것처럼 평판형의 접지면 위에 보다 작은 면적의 사각 패치판을 얹은 안테나 바디(12), 접지면(11), 급전선(13), 급전점(14) 및 단락핀(또는 단락 스트립)(15)으로 구성된다.
평판형 역에프 안테나(10)는 전류 급전에 의해 안테나 바디(12)가 접지면(11)과 공진되면서 복사소자로서 역할을 하여, 안테나 바디(12)의 높이, 넓이, 길이와 급전선(13)의 위치와 단락핀(15)의 위치에 따라 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 결정된다.
이러한, 종래의 평판형 역에프 안테나는 안테나의 길기가 짧아질수록 높은 주파수 대역을 갖게 된다. 예를 들면, 안테나의 길이가 9Cm이하로 짧아지면, 주파수가 의도하지 않게 1200~1300Mhz 대역까지 이동하게 된다.
휴대폰이 소형화가 되고, 다양한 안테나가 휴대폰 내 삽입되어 공간이 협소해지면서, 작은 공간에서 이용할 수 있는 초소형 안테나가 더욱 요구되지만, 안테나 길이가 짧아질수록 높은 주파수 대역을 가지므로, 낮은 주파수 대역을 갖는 초소형 안테나를 구현하기가 상당히 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 국내등록특허 제10-0724370호(2007.06. 04 공고)에 개시되어 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대폰 등의 내부에 내장이 가능한 형태의 초소형 평판형 역에프 안테나를 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나는, 전도체로 형성된 접지면; 전류를 공급하는 급전점과 일부분을 상호 연결시키며, 전파를 송수신하는 안테나 바디; 상기 안테나 바디의 일단을 상기 접지면에 접지시키는 단락핀; 및 상기 안테나 바디의 타단과 연결되며, 상기 안테나 바디가 송수신하는 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지시키기 위한 튜너칩을 포함한다.
여기서, 평판형 역에프 안테나는, 상기 급전점과 상기 안테나 바디를 연결하는 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
여기서, 급전 라인과 상기 단락핀은, 상기 안테나 바디의 일측면에 위치할 수 있다.
여기서, 튜너칩은, 커패시터를 포함하며, 상기 커패시터를 이용하여 상기 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지할 수 있다.
여기서, 안테나 바디는, 일측면이 커플링을 유도할 수 있도록 설정된 거리를 두고 평행한 도출 라인을 갖을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나는, 전도체로 형성된 접지면; 제1 주파수 대역의 전파를 송수신하는 제1 안테나 바디; 상기 제1 안테나 바디의 일단과 연결되며, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 전파를 송수신하는 제2 안테나 바디; 상기 제1 안테나 바디 및 상기 제2 안테나 바디를 상기 접지면에 접지시키는 급전핀; 상기 제1 안테나 바디 및 상기 제2 안테나 바디와 연결되어 전류를 공급하는 급전점; 및 상기 제1 안테나 바디의 타단과 연결되며, 상기 제1 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지시키기 위한 튜너칩을 포함한다.
여기서, 평판형 역에프 안테나는, 상기 급전점과 상기 제1 안테나 바디 및 제2 안테나 바디를 연결하는 급전 라인을 더 포함할 수 있다.
여기서, 급전 라인과 단락핀은, 상기 제1 안테나 바디 및 제2 안테나 바디의 일측면에 위치할 수 있다.
여기서, 튜너칩은, 커패시터를 포함하며, 상기 커패시터를 이용하여 상기 제1 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지할 수 있다.
여기서, 제1 안테나 바디는, 일측면이 커플링을 유도할 수 있도록 설정된 거리를 두고 평행한 도출 라인을 갖을 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 튜너칩을 이용하여 안테나 바디의 길이가 짧은 초소형 안테나를 구현할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 특히, 안테나의 길이가 짧아져, 안테나 설치를 위한 장소가 협소한 기기 내에 유용하게 설치를 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 튜너칩을 적용하여 듀얼, 다중 밴드를 갖는 평판형 역에프 안테나 바디의 길이를 크게 축소할 수 있으며, 이를 통해 초소형 듀얼 또는 다중 밴드 안테나를 구현할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1a 및 1b은 각각 종래 기술에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면과 평면을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면을 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면을 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 따른 평판형 역에프 안테나(100)는 접지면(110), 안테나 바디(120), 급전라인(130), 튜너라인(140) 및 튜너칩(150; Tunner Chip)을 포함하며, 급전라인(130)을 통해 전류를 공급하는 급전점(170; Feed Point)에 일단이 연결된다.
접지면(110)은 일정한 크기를 갖는 전도체로 구성되며, 안테나 바디(120)의 면적보다 큰 면적을 갖는다.
안테나 바디(120)는 접지면(110)의 상부에 접지면(110)과 평행하게 위치하며, 전도체로 구성되어 전파를 방사하거나 전파를 수신한다.
여기서, 안테나 바디(120)의 길이는 튜너칩(150)에 의해, 종래의 안테나 길이를 보다 크게 짧다. 이때, 종래의 안테나 길이는 1/4파장에 해당하는 공진 주파수가 발생하도록 설계된 것을 의미한다.
급전 라인(130)은 안테나 바디(120)로 전류를 공급하는 급전점(170)과 안테나 바디(120)를 연결한다.
단락핀(160; Shorting Pin)은 안테나 바디(120)와 접지면(110)을 상호 연결한다.
여기서, 급전 라인(130)과 단락핀(160)은 회로 전송 라인의 형성을 용이하게 하기 위하여 안테나 바디(120)의 측면 단부에 연결되지만, 회로 전송 라인의 형성을 용이하게 하기 위해 안테나 바디(120)의 다른 위치를 통해 연결될 수도 있다.
여기서, 급전 라인(130)과 단락핀(160)의 존재는 평판형 역 에프 안테나의 특징 중 하나로서, 급전 라인(130)으로 공급된 전류가 안테나 바디(120)를 순환하고 단락핀(160)을 통하여 접지면(110)으로 들어감으로써, 하나의 회로 전송 라인이 형성된다. 이와 같은 회로 전송 라인의 형성에 의하여, 안테나 바디(120)를 통하여 전파를 송수신할 수 있게 된다. 또한, 급전 라인(130)과 단락핀(160)의 폭과 길이를 적절히 조절함으로써 임피던스 매칭을 용이하게 할 수 있다.
튜너라인(140)은 급전 라인(130)과 단락핀(160)의 위치에 대응되는 다른 측면에 위치하며, 안테나 바디(120)와 튜너칩(150)을 연결한다.
튜너칩(150)은 내부에 커패시터(Capacitor)를 포함하며, 커패시터 값을 설정하여 안테나 바디(120)가 송수신하는 전파의 주파수 대역을 결정한다. 이때, 튜너칩(150)은 안테나 바디(120)의 길이를 실제 크기보다 짧게 하여, 짧은 안테나 바디(120)를 이용해 낮은 주파수 대역의 전파를 송수신할 수 있게 한다.
예를 들어, 800Mhz의 전파를 송수신하기 위해 실질적으로 9Cm의 안테나 바디를 이용하여야 하지만, 튜너칩을 이용함으로써, 4.5Cm의 안테나 바디를 구현할 수 있다.
이러한, 본 발명에 따른 평판형 역에프 안테나는 튜너칩을 이용하여 안테나 바디의 길이를 최소화하여 초소형 안테나를 구현할 수 있는 장점이 있다. 특히, 안테나의 길이가 짧아져, 안테나 설치를 위한 장소가 협소한 기기에서 유용하게 설치를 할 수 있는 큰 장점이 있다.
다음은 도 3a와 3b를 통해 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나를 설명한다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 측면을 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형 역에프 안테나(200)는 접지면(210), 안테나 바디(220), 급전 라인(230), 튜너라인(240), 튜너칩(250) 및 단락핀(260)을 포함하며, 이들은 이전 실시예에서 동일한 명칭을 사용한 것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 바디(220)는 일측면이 서로 평행한 돌출 라인을 갖는다. 이는 커플링 유도를 위한 것으로 낮은 대역의 주파수를 안정적으로 송수신하기 위한 것이다.
이때, 서로 평행한 돌출 라인은 커플링을 유도할 수 있도록 설정된 거리를 두고, 떨어져 있으며, 평행한 거리를 최대한 길게 유지하여 주파수 변동량을 최소화할 수 있다.
다음은 도 4를 통해 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀얼 밴드를 위한 평판형 역에프 안테나를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 듀얼 밴드를 위한 평판형 역에프 안테나의 평면을 도시한 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 듀얼 밴드를 위한 평판형 역에프 안테나(300)는 한쪽에 튜너칩(350)이 적용되어 800Mhz 대역의 전파를 송수신하는 평판형 역에프 안테나(305)를, 다른 한쪽에는 1800Mhz 대역의 전파를 송수신하는 평판형 역 에프 안테나(365)를 포함한다.
여기서, 튜너칩(350)이 적용된 평판형 역에프 안테나(305)는 접지면(310), 안테나 바디(320), 급전 라인(330), 튜너라인(340), 튜너칩(350) 및 단락핀(360)을 포함하며, 이들은 이전 실시예에서 동일한 명칭을 사용한 것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 1800Mhz 대역의 평판형 역에프 안테나(365)는 안테나 바디(320)가 급전 라인(330)을 통해 급전점(370)과, 단락핀(360)을 통해 접지면(310)에 연결된다.
한편, 튜너칩(350)이 적용된 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나(300)에 포함된 두개의 안테나(305, 365)는 서로 다른 주파수 대역을 갖으며, 하나의 주파수가 다른 주파수 대역보다 높고, 낮은 주파수 대역을 갖는 안테나(305)에 튜너칩(350)을 포함한다.
이러한, 튜너칩(350)이 적용된 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나(300)는 일반 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나보다 짧은 길이의 안테나 바디를 갖게 된다.
구체적으로, 튜너칩(350)이 적용된 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나(300)는 튜너칩(350)을 이용하여 800Mhz 대역의 전파를 송신하는 4.5Cm의 안테나(305)와, 1800Mhz 대역의 전파를 송수신하는 6Cm의 안테나 바디 길이(380)를 갖는 안테나(365)를 포함한다.
즉, 일반적인 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나는 800Mhz 대역의 전파를 송수신하기 위한 9Cm의 안테나와 1800Mhz 대역의 전파를 송수신하기 위한 6Cm의 안테나가 필요하여 총 15Cm의 길이를 갖는 반면, 튜너칩(350)이 적용된 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나(300)는 800Mhz 대역을 위한 4.5Cm의 안테나와 1800Mhz 대역의 전파를 송신하기 위한 6Cm의 안테나를 포함하여 총 10.5Cm의 길이를 갖게 된다.
따라서, 튜너칩(350)이 적용된 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나(300)는 일반적인 듀얼 밴드의 평판형 역에프 안테나보다 현저히 작은 길이를 가질 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에서는 이해를 돕기 위해 2개의 안테나를 연결하여 듀얼 밴드 모드를 설명하였지만, 복수개의 튜너칩을 이용하여 복수개의 안테나를 연결함으로써, 다중 밴드 모드를 갖는 평판형 역에프 안테나의 길이를 현저히 작게 구현할 수도 있다.
이러한, 본 발명에 따른 평판형 역에프 안테나는 튜너칩을 적용하여 듀얼, 다중 밴드를 갖는 평판형 역에프 안테나 바디의 길이를 크게 축소할 수 있으며, 이를 통해 초소형 듀얼 또는 다중 밴드 안테나를 구현할 수 있는 큰 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300: 평판형 역에프 안테나
110, 210, 310: 접지면
120, 220, 320: 안테나 바디
130, 230, 330: 급전 라인
140, 240, 340: 튜너 라인
150, 250, 350: 튜너칩
160, 260, 360: 단락핀
170, 270, 370: 급전점
305: 튜너칩이 적용된 800Mhz 평판형 역에프 안테나
365: 1800Mhz 평판형 역에프 안테나
380: 1800Mhz 평판형 역에프 안테나의 안테나 바디

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 전도체로 형성된 접지면;
    제1 주파수 대역의 전파를 송수신하는 제1 안테나 바디;
    상기 제1 안테나 바디의 일단과 연결되며, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 전파를 송수신하는 제2 안테나 바디;
    상기 제1 안테나 바디 및 상기 제2 안테나 바디를 상기 접지면에 접지시키는 단락핀;
    상기 제1 안테나 바디 및 상기 제2 안테나 바디와 연결되어 전류를 공급하는 급전점; 및
    상기 제1 안테나 바디의 타단과 연결되며, 상기 제1 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지시키기 위한 튜너칩
    을 포함하는 평판형 역에프 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급전점과 상기 제1 안테나 바디 및 제2 안테나 바디를 연결하는 급전 라인을 더 포함하며,
    상기 급전 라인과 상기 단락핀은,
    상기 제1 안테나 바디 및 제2 안테나 바디의 일측면에 위치하는 평판형 역에프 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 튜너칩은,
    커패시터를 포함하며,
    상기 커패시터를 이용하여 상기 제1 주파수 대역을 설정된 범위 내로 유지하는 평판형 역에프 안테나.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 안테나 바디는,
    일측면이 커플링을 유도할 수 있도록 설정된 거리를 두고 평행한 도출 라인을 갖는 평판형 역에프 안테나.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007194995A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Murata Mfg Co Ltd アンテナ及び無線通信機

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