KR101495787B1

KR101495787B1 - 광대역 안테나

Info

Publication number: KR101495787B1
Application number: KR20100113601A
Authority: KR
Inventors: 김성민
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2015-02-25
Also published as: KR20120052123A

Abstract

본 발명은 광대역 안테나에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 나선형으로 형성된 방사면을 가지는 안테나부; 및 안테나부와 인접하여 안테나부의 송수신 주파수 대역 폭을 넓히는 패치부를 포함하는 광대역 안테나를 제공할 수 있다.

Description

광대역 안테나{BROADBAND ANTENNA}

본 발명은 광대역 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 통신 기능을 구비한 휴대용 단말기에 설치되는 안테나는 설치 위치에 따라 크게 외장형 안테나와 내장형 안테나로 구분할 수 있다.

외장형 안테나로는 주로 휩 형(Whip type), 헬리컬 형(Helical type) 안테나 등이 사용되고 휴대용 단말기의 측면 또는 상부에 고정적으로 설치되어 사용자에 의해 인입 및 인출이 가능한 구조를 가진다.

외장형 안테나는 휴대용 단말기의 외부에 설치되기 때문에 사용 및 보관이 불편하고 휴대용 단말기의 외관을 해치게 되는 단점이 있다. 또한, 휴대용 단말기의 외부에 외장형 안테나의 설치공간을 확보해야 하기 때문에 휴대용 단말기의 외관 설계에 제약이 있고 디자인을 해치게 되며 휴대용 단말기의 소형화 및 슬림화를 어렵게 한다는 단점이 있다.

상기와 같은 외장형 안테나의 단점을 보완하기 위해 최근에는 안테나를 휴대용 단말기의 내부에 설치하는 내장형 안테나 방식이 주로 이용되고 있다.

내장형 안테나(또는, 인테나)는 주로 모노폴(monopole) 타입, 루프(Loop) 타입 또는 평판형 역-에프 안테나(PIFA: Planar Inverted-F Antenna)가 사용되고, 휴대용 단말기의 내부에 설치되기 때문에 휴대용 단말기의 내부에는 내장형 안테나가 설치될 수 있는 공간이 마련되어야 하고, 휴대용 단말기가 슬림화되거나 소형화될수록 내장형 안테나의 설치 공간도 줄어들게 된다.

또한, 최근에는 휴대용 단말기가 소형화 슬림화되면서 휴대용 단말기의 견고성과 미려한 디자인을 위해 외부 케이스를 금속 재질로 구성한 휴대용 단말기가 증가하고 있다.

상기와 같이 내장형 안테나는 수신 주파수 별로 별도의 안테나를 설치해야한다. 이때, 각각의 안테나는 이격거리가 보장되어야 서로 간섭을 일으키지 않는다. 이때, 안테나 사이의 이격 거리로 인해 상대적으로 내장형 안테나의 체적이 더욱 증가하게 되고 결과적으로 안테나의 크기가 커지는 단점이 있다.

본 발명은 소형 크기의 대역폭이 넓은 광대역 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 나선형으로 형성된 방사면을 가지는 안테나부; 및 상기 안테나부와 인접하여 상기 안테나부의 송수신 주파수 대역 폭을 넓히는 패치부를 포함하는 광대역 안테나를 제공할 수 있다.

상기 안테나부는 내측에서 외측으로 직사각형의 방사면이 사각 나선형태로 형성될 수 있다.

상기 안테나부는 스파이럴 타입 안테나가 사용될 수 있다.

상기 패치부는 GSM(Global System for Mobile telecommunication, 880 내지 960MHz), DCS(Digital Cordless System. 1710 내지 1880MHz), PCS(Personal Communication Services, 1850 내지 1990MHz) 및 WCDMA(Wideband Code Dvision Multiple Access1920 내지 2170MHz)의 신호를 송수신하도록 할 수 있다.

상기 안테나부 및 상기 패치부가 고정되는 캐리어를 더 포함할 수 있다.

상기 캐리어는 상기 안테나부 및 상기 패치부를 고정하는 복수의 돌기가 형성될 수 있다.

상기 패치부는 "ㄹ"자 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 광대역 안테나의 크기를 소형으로 유지하면서 넓은 주파수 대역을 송수신할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 안테나를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 광대역 안테나의 급전점과 쇼트 포인트를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 안테나의 패치부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 안테나의 패치부를 도시한 측면도.
도 5은 도 1에 도시된 광대역 안테나의 광대역 특성을 도시한 그래프.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 광대역 안테나에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 안테나의 일면을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 광대역 안테나의 다른면을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 안테나는 안테나부(100) 및 패치부(200)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 안테나부(100)는 나선형의 형상의 방사면이 배치되며, 일측 끝단에 급전점(110)이 형성된다.

안테나부(100)는 내측에서 외측으로 직사각형의 방사면이 사각 나선형태로 배열될 수 있다. 안테나부(100)는 외측으로 진행할수록 길이가 더 길어질 수 있다.

본 실시 예에서는 사각형태의 나선형을 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 원형 또는 라운드 처리가 될 수도 있다.

안테나부(100)는 캐리어(300)에 부착되며, 캐리어(300)의 표면에 상응하여 굴곡되게 형성될 수 있다. 안테나부(100)는 스파이럴 타입 안테나가 사용되며 GSM, GMS, DCS, PCS, WCDMA, Wibro 주파수를 수신할 수 있다.

패치부(200)는 안테나부(100)와 인접하여 형성된다. 패치부(200)는 "ㄹ"자 형태로 형성되며 일측 끝단이 쇼팅된다. 패치부(200)는 안테나부(100)의 대역폭을 늘려주는 기능을 한다. 패치부(200)는 안테나부(100)와 동일 소재로 제조되며, 금속편으로 제조될 수 있다. 패치부(200)는 길이, 폭, 절곡된 각도 등을 통해 광대역 특성을 결정할 수 있다.

여기서, 패치부(200)가 안테나부(100)에 인접하게 형성되어 상기 GSM, GMS, DCS, PCS, WCDMA, Wibro 주파수 대역 신호를 송수신 할 수 있다.

즉, 광대역 안테나는 상기 패치부(200)를 통해 GSM(Global System for Mobile telecommunication, 880 내지 960MHz), DCS(Digital Cordless System. 1710 내지 1880MHz), PCS(Personal Communication Services, 1850 내지 1990MHz) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access1920 내지 2170MHz)의 신호를 송수신 할 수 있다.

패치부(200)에 대한 설명은 추후, 도 3 및 도 4를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

캐리어(300)는 안테나부(100)와 패치부(200)를 고정시킨다. 캐리어(300)는 부도체 예를 들면, 플라스틱 등의 소재를 사용할 수 있으며, 휴대용 기기에 부착이 용이하도록 제조될 수 있다.

캐리어(300)는 휴대용 기기, 예를 들면, 휴대폰, PDA, 스마트폰, PMP 등의 휴대용 통신 기기에 장착될 수 있으며, 휴대용 기기의 디자인에 상응하게 제조될 수 있다.

캐리어(300)는 복수의 돌기(310)가 형성되어 안테나부(100)와 패치부(200)를 고정할 수 있다. 이때, 안테나부(100)의 방사면에는 상기 돌기(310)에 상응하는 복수의 홀이 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패치부를 도시한 사시도이고, 도 4는 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 패치부(200)는 세로방향의 다수의 금속편과 가로 방향의 다수의 금속편이 연결된다. 일측은 쇼팅 포인트(210)가 형성된다.

도 3을 참조하면, 패치부(200)는 쇼팅 포인트(210)부터 연장된 세로 방향의 금속편이 1.1mm로 형성되고, 다시 가로방향으로 1.29mm 폭으로 연장된 금속편이 형성된다. 이때, 가로방향으로 연장된 금속편은 절곡되어 형성될 수 있다. 이어서, 가로방향으로 형성된 금속편과 평행한 금속편이 형성되며 이는 대각선 금속편으로 연결된다. 이때, 평행하게 형성된 금속편은 1.17mm의 폭으로 형성된다. 평행하게 형성된 금속편의 일단에서 세로방향으로 0.99mm의 폭을 가지는 금속편이 형성되고, 다시 가로방향의 금속편이 형성되며, 가로방향의 금속편의 일단은 세로방향의 금속편이 형성된다. 이때, 가로방향의 금속편은 5.92mm의 길이로 형성될 수 있다.

패치부(200)는 쇼팅 포인트(210)부터 반대방향까지 총 길이가 15.78mm로 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 패치부(200)는 캐리어의 표면 굴곡에 상응하여 절곡될 수 있다. 이때, 패치부(200)는 139도로 절곡된다. 또한, 쇼팅 포인트(210)가 형성된 영역에는 직각으로 "ㄴ"자 형태로 금속편이 절곡되어 형성될 수 있다. 이때, "ㄴ"자 형태로 형성된 영역은 3.01mm의 길이로 형성될 수 있다.

도 5은 도 1에 도시된 광대역 안테나의 광대역 특성을 도시한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 붉은색의 그래프는 패치부가 형성되지 않을 경우(A) 안테나의 SWR을 도시한 것이고, 파란색의 그래프는 패치부가 형성된 경우(B) 안테나의 SWR을 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 패치부가 형성되어 대역폭이 넓어진 것을 확인할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 광대역 안테나는 800MHz~1GHz 대역의 신호와 1.6GHz에서 2.4GHz 대역의 두개의 대역을 송수신할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 안테나는 DCS, PCS, WCDMA 등과 같이 비교적 높은 주파수 대역과, GSM과 같은 주파수 대역이 비교적 낮은 저주파 대역의 신호를 송수신할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 안테나부
110: 급전점
200: 패치부
210: 쇼팅 포인트
300: 캐리어
320: 돌기

Claims

나선형으로 형성된 방사면을 가지는 안테나부; 및
상기 안테나부와 인접하여 상기 안테나부의 송수신 주파수 대역 폭을 넓히는 패치부를 포함하되,
상기 패치부는
일 방향으로 복수의 금속편이 최대 길이 15.78 mm, 상기 일 방향의 수직 방향으로 복수의 금속편이 최대 길이 6.96 mm로 연결되며, 일측은 쇼팅 포인트가 형성되고,
상기 쇼팅 포인트부터 연장된 상기 일 방향의 제1 금속편이 1.1 mm 폭으로 형성되고, 다시 상기 일 방향의 수직 방향으로 1.29 mm 폭으로 연장된 제2 금속편이 절곡되어 형성되고, 상기 제2 금속편이 대각선의 제3 금속편를 통하여 제 2 금속편과 평행한 제4 금속편이 1.17 mm 폭으로 연결되고, 상기 제4 금속편은 일단에서 상기 일 방향으로 0.99mm 폭의 제5 금속편을 포함하되,
GSM(Global System for Mobile telecommunication, 880 내지 960MHz), DCS(Digital Cordless System. 1710 내지 1880MHz), PCS(Personal Communication Services, 1850 내지 1990MHz) 및 WCDMA(Wideband Code Dvision Multiple Access1920 내지 2170MHz)의 신호를 송수신하도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나부는
내측에서 외측으로 직사각형의 방사면이 사각 나선형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나부는 스파이럴 타입 안테나가 사용되는 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 안테나부 및 상기 패치부가 고정되는 캐리어를 더 포함하는 광대역 안테나.
제 5 항에 있어서,
상기 캐리어는 상기 안테나부 및 상기 패치부를 고정하는 복수의 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 광대역 안테나.
삭제