KR101586498B1 - Internal antenna and portable communication terminal using the same - Google Patents

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KR101586498B1 KR1020090048220A KR20090048220A KR101586498B1 KR 101586498 B1 KR101586498 B1 KR 101586498B1 KR 1020090048220 A KR1020090048220 A KR 1020090048220A KR 20090048220 A KR20090048220 A KR 20090048220A KR 101586498 B1 KR101586498 B1 KR 101586498B1
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Abstract

본 발명에 따른 내장형 안테나는 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와, 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장된다.A built-in antenna according to the present invention includes a first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer and a second antenna having a second antenna pattern formed on a second dielectric layer having a dielectric constant higher than that of the first dielectric layer, Wherein the first antenna pattern extends to the second dielectric layer.

안테나, 공진, 주파수, 유전 상수 Antenna, resonance, frequency, dielectric constant

Description

내장형 안테나와 그를 이용한 휴대용 통신 단말기{INTERNAL ANTENNA AND PORTABLE COMMUNICATION TERMINAL USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an internal antenna and a portable communication terminal using the same,

본 발명은 안테나에 관한 발명으로서, 특히 휴대용 통신 단말기에 내장 가능한 소형의 안테나에 관한 발명이다.The present invention relates to an antenna, and particularly relates to a small antenna that can be embedded in a portable communication terminal.

근래의 반도체 기술 및 다양한 통신 기술들의 발전으로 인해서, 휴대 가능한 소형의 다양한 통신 단말기들이 개발 및 보급되고 있다. 그 예를 들자면, 무선 통신 기능을 포함하는 기기들로서 노트북(Notebook), PMP, 휴대폰, 네비게이션 등의 다양한 장치들이 있다.BACKGROUND ART [0002] With the recent development of semiconductor technology and various communication technologies, various small and portable communication terminals have been developed and popularized. For example, there are various devices including a wireless communication function, such as a notebook, a PMP, a mobile phone, and a navigation device.

상술한 기기들을 통해 제공되는 무선 통신 서비스로는 방송 서비스(위성 또는 지상 DMB), 통신 서비스, 인터넷 서비스 등과 같이 다양하며, 특히 방송 서비스는 이동 중에도 이용되는 경우가 있으므로 내장 또는 외장 안테나를 모두 구비한 형태로 제공되기도 한다.The wireless communication service provided through the above-mentioned devices includes various services such as a broadcasting service (satellite or terrestrial DMB), a communication service, an internet service, and the like. Particularly, It is also available in forms.

상술한 기기들은 휴대성이 요구되는 제품들로서, 상술한 바와 같은 다양한 형태의 서비스들을 이용하기 위해서는 소형이면서 높은 성능의 안테나가 요구된다. 결국, 부피 및 디자인 요소를 충족시키기 위한 수단으로서, 상술한 기기들은 내장 형 안테나를 채택하는 방향으로 개발 및 보급되고 있다.The above-mentioned devices are products requiring portability. In order to use various types of services as described above, a small and high performance antenna is required. Ultimately, as a means to meet volume and design elements, the above-described devices are being developed and deployed in the direction of adopting built-in antennas.

도 1은 종래 내장형 안테나를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 상기 내장형 안테나(100)는 유전체 층(110)과, 상기 유전체 층(110) 상에 형성된 방사 면(130)을 포함한다.1 is a view schematically showing a conventional built-in antenna. Referring to FIG. 1, the internal antenna 100 includes a dielectric layer 110 and a radiation surface 130 formed on the dielectric layer 110.

상기 방사 면(130)은 상기 유전체 층(110)의 가로로 진행하는 전력 공급선에 의해 여기 되며, 접속 케이블로서는 동축 케이블(미도시)이 주로 사용될 수 있다. 상기 동축 케이블의 내부 도체는 상기 방사 면과 전기적으로 연결되어 있다.The radiation surface 130 is excited by a power supply line running transversely to the dielectric layer 110, and a coaxial cable (not shown) may be mainly used as the connection cable. The inner conductor of the coaxial cable is electrically connected to the radiating surface.

상술한 내장형 안테나(100)는 휴대용 통신 단말기들에 주로 적용되므로, 크기적 제약으로 인해서 낮은 유전 상수를 갖는 유전체 층(110) 상에 방사 면(130)이 형성된다.Since the internal antenna 100 described above is mainly applied to portable communication terminals, the radiation surface 130 is formed on the dielectric layer 110 having a low dielectric constant due to size limitation.

낮은 유전 상수의 유전체 층(110)으로 인해 내장형 안테나(110)는 사용자의 신체적 접근 시 수신 주파수 대역이 이동하는 핸드 팬텀(hand phantom 또는 hand effect)과 같은 안테나의 방사 특성이 변하는 문제를 유발할 수 있다.Due to the low dielectric constant dielectric layer 110, the embedded antenna 110 can cause the problem of varying the radiation properties of the antenna, such as hand phantom or hand effect, where the receiving frequency band travels when the user is physically present .

도 2는 종래 내장형 안테나의 핸드 팬텀으로 인한 주파수 대역 이동의 실험결과이다. 도 2에 도시된 점선은 내장형 안테나의 수신하고자 하는 주파수(f1, f2) 대역의 그래프이고, 도 2에 도시된 점선은 핸드 팬텀 또는 핸드 이펙트로 인해 내장형 안테나로 수신되는 주파수(f1 ', f2 ') 대역이 이동한 상태를 도시한 그래프이다.FIG. 2 shows experimental results of frequency band shift due to hand phantom of a conventional built-in antenna. 2 is a graph of a frequency band (f 1 , f 2 ) to be received by the built-in antenna, and a dotted line in FIG. 2 indicates a frequency f 1 ' received by the internal antenna due to a hand phantom or hand effect. , f 2 ' ) are shifted.

상술한 핸드 팬텀으로 인한 내장형 안테나의 방사 특성 변화를 최소화시키기 위한 방법으로는 사용자와 빈번하게 접촉되는 부분과 내장형 안테나가 실장되는 위 치가 최대한 이격되도록 설계하는 방법과, 외장형 안테나를 사용하는 방법과, 광대역 안테나를 사용하는 방법이 적용될 수 있다. As a method for minimizing the change of the radiation characteristic of the built-in antenna due to the hand phantom described above, there are a method of designing a position where the frequent contact with the user and a mounting position of the built-in antenna are maximized, A method using a broadband antenna can be applied.

그러나, 상술한 핸드 팬텀을 억제하기 위한 방법들은 휴대용 통신 단말기의 제한된 크기에 적용하는 데 문제가 있다. However, the above-described methods for suppressing the hand phantom have a problem in applying to a limited size of a portable communication terminal.

그 외에, 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층을 사용하는 방법이 제안되고 있으나, 이는 손실 증가, 대역폭 감소, 기생 파라미터 유발과 같은 문제가 있다. 즉, 안테나의 물리적 길이를 고려해서 높은 유전 상수를 갖는 유전체를 사용할 경우는 안테나 대역폭이 감소되고, 안테나 전파 손실은 증가하는 문제가 있다.In addition, a method of using a dielectric layer having a high dielectric constant has been proposed, but it has problems such as loss increase, bandwidth reduction, and parasitic parameter induction. That is, when a dielectric having a high dielectric constant is used in consideration of the physical length of the antenna, the antenna bandwidth is reduced and the antenna propagation loss is increased.

본 발명은 한정된 공간에 실장 가능하면서도 사용자의 신체 접촉으로 인한 주파수 이동과 같은 안테나의 방사 특성 변화를 최소화시킬 수 있는 내장 안테나를 제공하고자 한다. The present invention provides a built-in antenna that can be mounted in a limited space, but minimizes a change in the radiation characteristic of the antenna, such as a frequency shift due to a user's physical contact.

본 발명의 제1 측면에 따른 내장형 안테나는, According to a first aspect of the present invention,

제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와;A first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer;

상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna formed on a second dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer,

상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장된다.The first antenna pattern extends to the second dielectric layer.

상기 제1 안테나 패턴의 시작점으로부터 분기된 제2 안테나가 제2 유전체 층에 형성된다.A second antenna, which is branched from the starting point of the first antenna pattern, is formed in the second dielectric layer.

본 발명의 제2 측면에 따른 내장형 안테나에 있어서, 상기 제2 안테나는 중심 주파수는 상기 내장형 안테나가 수신 가능한 주파수 대역의 에지에 위치된다.In the built-in antenna according to the second aspect of the present invention, the center frequency of the second antenna is located at the edge of the frequency band where the built-in antenna can receive.

본 발명의 제3 측면에 따른 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나보다 높은 Q값을 갖는다.The second antenna according to the third aspect of the present invention has a higher Q value than the first antenna.

본 발명에 따른 내장형 안테나는 내장형 안테나가 수신하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수와 다른 중심 주파수를 갖는 제1 안테나와, 제1 안테나보다 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층에 형성된 제2 안테나를 포함함으로써 사용자와의 신체 접촉 등으로 인한 주파수 대역 변화로 인한 수신 감도의 저하를 최소화시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 제2 안테나의 중심 주파수가 내장형 안테나의 수신 주파수 대역의 에지에 위치됨으로써, 사용자의 신체와 접촉됨으로 인한 수신 주파수 대역의 변화를 최소화시킬 수 있다.The internal antenna according to the present invention includes a first antenna having a central frequency different from a central frequency of a frequency band to be received by the built-in antenna, and a second antenna formed on a dielectric layer having a dielectric constant higher than that of the first antenna, It is possible to minimize deterioration of the reception sensitivity due to the change of the frequency band due to the physical contact of the user. In particular, since the center frequency of the second antenna is located at the edge of the reception frequency band of the built-in antenna, the change of the reception frequency band due to contact with the user's body can be minimized.

본 발명에 따른 내장형 안테나는 휴대용 통신 단말기와 같이 한정된 공간에 적용 가능한 소형의 특징을 유지하면서도, 사용자와의 신체접촉으로 인한 핸드 팬텀 및 그로 인한 안테나의 방사 특성 변화를 최소화시킬 수 있다.The built-in antenna according to the present invention can minimize the variation of the radiation characteristic of the hand phantom and thus the antenna due to the physical contact with the user, while maintaining a small feature applicable to a limited space such as a portable communication terminal.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명은 서로 다른 유전 상수를 갖는 유전체 층 상에 각각의 안테나 패턴이 형성된 안테나들 간 공진 가능하게 결합시킨 내장형 안테나에 관한 발명으로서, 공진 가능하게 결합된 두 안테나들 중에서 더 높은 유전 상수(또는 더 높은 Q값)를 갖는 안테나의 중심 주파수가 내장형 안테나가 수신하고자 하는 주파수 대역의 에지들(edge) 중 하나에 위치되는 구조에 관한 발명이다.The present invention relates to an internal antenna which is resonantly coupled between antennas with respective antenna patterns formed on a dielectric layer having different dielectric constants, wherein a higher dielectric constant (or more, among the two resonantly coupled antennas A high Q value) is located at one of the edges of the frequency band to be received by the built-in antenna.

결국 본 발명은 서로 다른 큐(Q) 값을 갖는 두 개의 안테나들을 공진 가능하게 결합시키고, 특히 둘 중 더 높은 큐(Q) 값을 갖으며 사용자와의 신체적 접촉으로인한 영향을 받지 않는 안테나의 중심 주파수를 내장형 안테나의 수신 가능한 주파수 대역의 에지(edge)에 위치되도록 함으로써, 사용자와의 신체적 접촉으로 인한 주파수 대역 이동과 같은 핸드 팬텀(hand phantom 또는 hand effect)를 최소화시킬 수 있는 내장형 안테나에 관한 발명이다.As a result, the present invention combines two antennas with different Q values in a resonant manner, especially with a higher Q value and a center of an antenna that is not affected by physical contact with the user The present invention relates to an internal antenna capable of minimizing a hand phantom or a hand effect such as a frequency band shift due to physical contact with a user by allowing a frequency to be positioned at an edge of a receivable frequency band of an internal antenna to be.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 내장형 안테나의 단면을 도시한 도면이다. 도 3a와 도 3b에 도시된 내장형 안테나들(200)은 서로 다른 유전 상수를 갖는 각각의 유전체 층(213,222) 상에 안테나 패턴(211)이 형성된 제1 및 제2 안테나(210, 220)를 포함한다.3A and 3B are cross-sectional views of an internal antenna according to the present invention. The built-in antennas 200 shown in FIGS. 3A and 3B include first and second antennas 210 and 220 having antenna patterns 211 formed on respective dielectric layers 213 and 222 having different dielectric constants do.

상기 제1 안테나(210)는 제1 유전체 층(213)에 제1 안테나 패턴(211)이 형성되고, 상기 제2 안테나(220)는 상기 제1 유전체 층(213)보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층(222)과, 상기 제2 유전체 층(222)에 형성된 제2 안테나 패턴(221)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 안테나(210, 220)는 상호 공진 가능하게 전자기적으로 결합되고, 수직하게 배치될 수 있다.The first antenna 210 has a first antenna pattern 211 formed on a first dielectric layer 213 and the second antenna 220 has a dielectric constant higher than that of the first dielectric layer 213. 2 dielectric layer 222 and a second antenna pattern 221 formed on the second dielectric layer 222. [ The first and second antennas 210 and 220 may be electromagnetically coupled to each other so that they can resonate with each other, and may be disposed vertically.

상기 제1 안테나 패턴(211)은 급전점(212)이 상기 제2 유전체 층(222)에 접촉 가능하게 연장된다. 상기 제1 안테나 패턴(211)은 상기 제2 유전체 층(222)으로 동일한 급전점을 중심으로 분기되는 형태로도 형성될 수 있으며, 상기 급전점(212)은 유전체 층 상에 안테나 패턴이 시작되는 지점을 의미한다. 즉, 상기 제1 안테나 패턴(211)과 상기 제2 안테나 패턴(221)은 동일한 급전점으로부터 분기되는 형태로도 형성될 수 있다.The first antenna pattern 211 extends so that the feed point 212 can contact the second dielectric layer 222. The first antenna pattern 211 may be formed to be branched to the second dielectric layer 222 around the same feed point, and the feed point 212 may be formed such that an antenna pattern starts on the dielectric layer . That is, the first antenna pattern 211 and the second antenna pattern 221 may be formed to be branched from the same feed point.

상기 제1 유전체 층(213)으로는 폴리카보네이트(εr=3)가 사용될 수 있고, 상기 제2 유전체 층(222)은 상기 제1 유전체 층(213)과 비교해서 더 높은 유전 상수와 큐(Q)값을 갖는 유전체 물질이 사용될 수 있다. 상기 제1 유전체 층(213)은 상대 유전율이 0 내지 10 사이의 범위에 포함되는 유전 물질이 사용될 수 있고, 상기 제2 유전체 층(222)은 상대 유전율 4 내지 100 사이의 범위에 포함되는 유전 물질이 사용될 수 있다. 상기 제1 유전체 층(213)의 상대 유전율 범위와 상기 제2 유전체 층(222)의 상대 유전율 범위가 4 내지 10에서 중복되나, 중복되는 범위에 상기 제2 유전체 층(222)에 포함될 경우에, 상기 제1 유전체 층(213)은 상기 제2 유전체 층(222)의 유전율보다 낮은 유전율의 물질을 사용할 수 있다.Polycarbonate ( r = 3) can be used as the first dielectric layer 213 and the second dielectric layer 222 has a higher dielectric constant and a higher dielectric constant than the first dielectric layer 213, Q) may be used. The first dielectric layer 213 may be a dielectric material having a relative dielectric constant in the range of 0 to 10 and the second dielectric layer 222 may be a dielectric material having a relative dielectric constant of 4 to 100, Can be used. When the relative dielectric constant of the first dielectric layer 213 and the relative dielectric constant of the second dielectric layer 222 are overlapped in the range of 4 to 10 but included in the overlapping range of the second dielectric layer 222, The first dielectric layer 213 may use a material having a dielectric constant lower than that of the second dielectric layer 222.

도 3a는 제1 안테나 패턴(211)이 상기 제1 유전체 층(213)의 상면에 형성된 구조이고, 도 3b는 제1 안테나 패턴(211)이 상기 제1 유전체 층(213)의 하면에 상기 제2 유전체 층(222)의 상면에 대면하도록 형성된 각각의 예를 도시한 도면이다. 도 3a와 도 3b에 도시된 내장형 안테나(200) 각각을 구성하는 제1 및 제2 안테나들(210, 220)은 구성되는 내장형 안테나(200)가 수신하고자 하는 주파수 대역에서 공진 가능하게 결합된다.3A shows a structure in which a first antenna pattern 211 is formed on the upper surface of the first dielectric layer 213 and FIG. 3B shows a structure in which a first antenna pattern 211 is formed on the lower surface of the first dielectric layer 213, 2 dielectric layer 222. In the example of FIG. The first and second antennas 210 and 220 constituting each of the built-in antennas 200 shown in FIG. 3A and FIG. 3B are resonably coupled in a frequency band to be received by the built-in antenna 200.

상기 제1 안테나(210)의 주파수 대역(중심 주파수 f1)과 상기 제2 안테나(220)의 주파수 대역들(f2)이 공진 가능하게 전자기적 결합됨(f1+f2)의 의미는 도 4에 도시된 그래프(중심 주파수 f3를 갖는 주파수 대역의 그래프)와 같이 본 발명에 서 구현하고자 하는 내장형 안테나(200)가 수신하고자 하는 주파수 대역의 파형을 구현하게 되는 것을 의미한다.Means the frequency band (center frequency f 1) and the second frequency band of the antenna 220 being (f 2), the resonance can be electromagnetically coupled (f 1 + f 2) of the first antenna 210 Means that the built-in antenna 200 to be implemented in the present invention implements a waveform of a frequency band to be received, as shown in the graph of FIG. 4 (graph of a frequency band having the center frequency f 3 ).

상기 제1 안테나(210)와 상기 제2 안테나(220) 간 전자기적으로 공진가능하게 결합되기 위해서는 상기 제1 및 제2 안테나 패턴들(213,221)이 상호 대응되도록 위치되어야하고, 상기 제1 안테나(210)와 상기 제2 안테나(220) 간 삼축(x, y, z) 상에서 이격된 간격(L)은 적어도 1㎜ 이내에 포함되고, 상기 제1 유전체 층(213)의 두께(d1)는 2㎜ 이내에 포함되고, 상기 제2 유전체 층(222)의 두께(d2)는 4㎜ 이내로 포함되는 것이 바람직하다.In order to be electromagnetically resonantly coupled between the first antenna 210 and the second antenna 220, the first and second antenna patterns 213 and 221 should be positioned so as to correspond to each other, The distance L between the first antenna layer 210 and the second antenna 220 on the three axes x, y and z is at least 1 mm and the thickness d 1 of the first dielectric layer 213 is 2 And the thickness d 2 of the second dielectric layer 222 is preferably within 4 mm.

도 4는 본 발명에 따른 내장형 안테나를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4에 도시된 실선은 본 발명에 따른 내장형 안테나가 수신하고자 하는 주파수 대역과, 그 주파수 대역에서의 중심 주파수(f3, f3 ')를 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating a built-in antenna according to the present invention. The solid line shown in FIG. 4 is a graph showing the frequency band to be received by the built-in antenna according to the present invention and the center frequencies f 3 and f 3 ' in the frequency band.

도 4에 도시된 점선은 제1 안테나의 중심 주파수(f1, f1 ')와 수신 가능한 주파수 대역을 도시한 그래프이고, 도 4에 도시된 일점 쇄선은 제2 안테나의 주파수 대역과 중심 주파수(f2,f2 ')를 도시한 그래프이다.The dotted line is a center frequency (f 1, f 1 ') and the receiving and showing a frequency band graph, the chain line shown in Figure 4 is the band with the center frequency of the second antenna of the first antenna shown in Fig. 4 ( f 2 , f 2 ' ).

내장형 안테나는 수신 가능한 주파수 대역(A, B)에서의 중심 주파수(f3, f3 ')를 갖으며, 상기 각 수신 가능한 주파수 대역(A,B)은 적어도 하나의 에지(edge; e1, e2, e3, e4)를 갖는다.Wherein the built-in antenna has a center frequency f 3 and f 3 ' in receivable frequency bands A and B and each of the receivable frequency bands A and B has at least one edge e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ).

상기 제1 안테나는 핸드 팬텀 등으로 인해서 상기 내장형 안테나의 수신 가능한 주파수 대역(실선의 그래프)이 이동할 것을 대비해서, 실제 수신하고자 하는 주파수 대역보다 이동된 상태의 주파수 대역(중심 주파수는 f1과, f1 '으로 표시)에 위치된다.In order to prevent a reception frequency band (solid line graph) of the built-in antenna from moving due to a hand phantom or the like, the first antenna has a frequency band shifted from a frequency band to be actually received (the center frequency is f 1 , f 1 ' ).

또한, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나와 비교해서 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층 상에 형성됨으로써, 상기 제1 안테나와 비교해서 높은 Q값을 가질 수 있으며 높은 Q값의 중심 주파수(f2, f2 ')들이 상기 내장형 안테나가 수신할 수 있는 주파수 대역의 에지(edge)에 위치된다.The second antenna is formed on the dielectric layer having a higher dielectric constant than the first antenna, so that the second antenna can have a higher Q value than the first antenna, and the center frequency f 2 , f 2 ' ) are located at the edge of the frequency band that the built-in antenna can receive.

상기 제2 안테나는 중심 주파수(f2, f2 ')가 상기 내장형 안테나의 주파수 대역의 에지(e1, e2, e3, e4)에 해당하는 주파수를 중심으로 ±30% 이내에 포함되도록 형성될 수 있다. 실제 예를 들어 설명하자면, 상기 제2 안테나의 중심 주파수가 위치될 에지의 주파수가 820㎒라면, 상기 제2 안테나의 중심 주파수는 570㎒~1.3㎓ 사이에 위치될 수 있다. 또 다른 예로서, 에지의 주파수가 1.8㎓라면 상기 제2 안테나의 중심 주파수는 1.26~2.7㎓의 사이에 위치될 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 제2 안테나는 중심 주파수(f2, f2 ')가 상기 내장형 안테나의 주파수 대역 에 지(e1, e2, e3, e4)에 해당하는 주파수를 중심으로 ±20% 이내에 포함되도록 형성되는 게 더 바람직할 수 있다. The second antenna is arranged such that the center frequencies f 2 and f 2 ' are included within ± 30% around the frequency corresponding to the edges e 1 , e 2 , e 3 , and e 4 of the frequency band of the internal antenna . For example, if the frequency of the edge where the center frequency of the second antenna is to be located is 820 MHz, the center frequency of the second antenna may be located between 570 MHz and 1.3 GHz. As another example, if the frequency of the edge is 1.8 GHz, the center frequency of the second antenna may be located between 1.26 and 2.7 GHz. More preferably, the second antenna is configured such that the center frequency f 2 , f 2 ' is about ± 1, about the frequency corresponding to the frequency band edge (e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ) It may be more desirable to be formed to be included within 20%.

본 발명에 따른 내장형 안테나는 상기 제1 및 제2 안테나들이 상호 공진 가능하게 결합됨으로써, 실제 수신하고자 하는 주파수 대역에서의 신호의 송수신이 가능하다. 또한, 높은 Q값을 갖는 제2 안테나의 중심 주파수가 내장형 안테나의 에지(e1, e2, e3, e4)의 기설정된 범위 내에 위치됨으로써, 사용자와 접촉됨으로 인한 유전체의 유전 특성 (유전 상수)변화 및 그로 인한 주파수 대역의 이동을 최소화시킬 수 있다.In the built-in antenna according to the present invention, the first and second antennas are resonatably coupled to each other so that signals can be transmitted and received in a frequency band to be actually received. Also, the center frequency of the second antenna with a high Q value is located within a predetermined range of the edges (e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ) of the built-in antenna so that the dielectric property of the dielectric Constant) and thus the movement of the frequency band can be minimized.

본 발명에 따른 내장형 안테나는 크기를 증가시키지 않고도 핸드 팬텀 등으로 인한 주파수 대역의 이동 및 그로 인한 수신 감도의 저하를 최소화시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 제1 안테나의 길이가 설계된 내장형 안테나의 주파수 대역에 해당하는 길이보다 짧게 구현될 수 있으므로 요구되는 공간을 최소화시킬 수 있다.The built-in antenna according to the present invention can minimize the movement of the frequency band due to the hand phantom and the deterioration of the reception sensitivity thereof without increasing the size. That is, since the length of the first antenna can be shorter than the length corresponding to the designed frequency band of the built-in antenna, the required space can be minimized.

도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나를 설명하기 위한 그래프이다. 도 5a는 제1 안테나의 중심 주파수(f1, f1 ')와 그 주파수 대역을 도시한 그래프이고, 도 5b는 제2 안테나의 중심 주파수(f2, f2 ')와 그 주파수 대역(실선) 및 상기 제1 안테나와 결합된 후의 주파수 대역(점선)을 도시한 그래프이다.5 is a graph for explaining the first and second antennas according to the present invention. FIG. 5A is a graph showing the center frequencies f 1 and f 1 ' of the first antenna and the frequency bands thereof, FIG. 5B is a graph showing the center frequencies f 2 and f 2 ' And a frequency band (dotted line) after being combined with the first antenna.

도 6은 종래 내장형 안테나와 본 발명에 따른 내장형 안테나의 핸드 팬텀으로 인한 주파수 대역 변화를 비교하기 위한 그래프이다. 도 6a와 도 6b에 있어서, 점선의 그래프는 수신하고자 하는 주파수 대역을 도시한 그래프이고, 실선은 핸드 팬텀으로 인해 이동된 주파수 대역을 도시한 그래프이다.6 is a graph for comparing frequency band changes due to a hand phantom of a conventional built-in antenna and a built-in antenna according to the present invention. 6A and 6B, a dotted line graph is a graph showing a frequency band to be received, and a solid line is a graph showing a frequency band shifted due to a hand phantom.

도 6의 a는 종래 안테나의 수신 가능한 주파수 대역(일점쇄선)과, 핸드 팬텀으로 인한 수신 가능한 주파수 대역이 이동한 그래프(실선)를 도시한 도면이고, 도 6의 b는 본 발명에 따른 내장형 안테나에 핸드 팬텀이 발생된 경우를 도시한 그래프이다. 6 (a) is a graph showing a receivable frequency band (dashed line) of a conventional antenna and a graph (solid line) in which a receivable frequency band due to a hand phantom moves, and FIG. 6 (b) In which a hand phantom is generated.

도 6의 a와 도 6의 b를 비교하면, 도 6의 b에 있어서 핸드 팬텀으로 인한 수신 가능한 주파수 대역의 변동 폭이 작음을 알 수 있다. 특히, 도 6b에 도시된 본 발명에 따른 내장형 안테나는 핸드 패텀으로 인해 이동한 주파수 대역이 수신하고자 했던 주파수 대역을 포함함으로써 주파수 대역의 이동으로 인한 수신율 저하를 최소화시킬 수 있다.Comparing FIG. 6A with FIG. 6B, it can be seen that the fluctuation width of the receivable frequency band due to the hand phantom is small in FIG. 6B. Particularly, the built-in antenna according to the present invention shown in FIG. 6B includes a frequency band that the mobile band moved due to the hand fading includes the frequency band that it desires to receive, thereby minimizing the reception rate degradation due to the movement of the frequency band.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예로서 내장형 안테나를 실장하는 휴대용 통신 단말기를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 휴대용 통신 단말기는 도 3a 또는 도 3b에 도시된 바와 같은 형태의 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내장형 안테나를 포함해서 구성된 예를 도시한 도면이다.7 is a view illustrating a portable communication terminal for mounting a built-in antenna according to a second embodiment of the present invention. The portable communication terminal shown in FIG. 7 includes an embedded antenna according to the first embodiment of the present invention as shown in FIG. 3A or 3B.

본 실시 예에 따른 휴대용 통신 단말기(300)는 도 3a와 도 3b를 통해 설명된 내장형 안테나와 동일한 형태의 내장형 안테나를 포함해서 구성될 수 있으며, 그 구체적인 구성에 대한 설명은 도 3a와 도 3b의 설명들을 준용한다.3A and 3B, the portable communication terminal 300 according to the present embodiment may include an internal antenna of the same type as the internal antenna described with reference to FIGS. 3A and 3B. Explanations shall apply mutatis mutandis.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예로서 내장형 안테나를 실장하는 손목 시계 형태의 휴대용 통신 단말기를 도시한 도면이다. 본 실시 예에 따른 휴대용 통신 단말 기(400)는 도 3a와 도 3b를 통해 설명된 내장형 안테나와 동일한 형태의 내장형 안테나를 포함해서 구성될 수 있으며, 중복되는 구조 또는 구성에 대한 설명은 도 3a와 도 3b에 도시된 내장형 안테나와 동일한 것으로 간주한다.8 is a view illustrating a wristwatch-type portable communication terminal for mounting a built-in antenna according to a third embodiment of the present invention. The portable communication terminal 400 according to the present embodiment may include an internal antenna of the same type as the internal antenna described with reference to FIGS. 3A and 3B. Is regarded as the same as the built-in antenna shown in Fig. 3B.

즉, 도 8에 따른 휴대용 통신 단말기는 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와, 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장되는 내장형 안테나가 케이스(또는 하우징) 내부에 실장된 형태로 구성될 수 있다. 상술한 형태의 내장형 안테나를 실장하는 경우에 있어서, 상기 휴대용 통신 단말기는 금속 등으로 이루어진 하우징 또는 케이스를 포함할 수 있다.That is, the portable communication terminal of FIG. 8 includes a first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer, a second antenna pattern having a second dielectric layer formed on a second dielectric layer having a dielectric constant higher than that of the first dielectric layer 2 antenna, and the first antenna pattern may be configured such that an internal antenna extending to the second dielectric layer is mounted inside a case (or a housing). In the case of mounting the built-in antenna of the above-described type, the portable communication terminal may include a housing or a case made of metal or the like.

본 실시 예에 따른 무선 통신 단말기(400)는 DMB 시청 기능 또는 인터넷 또는 무선 통신 기능 또는 DMB 및 인터넷과 무선 통신 기능 모두를 구비하는 휴대 가능한 디지털 기기들(PDA, PMP, 노트북, 스마트 폰 등) 또는 GPS 신호를 수신하기 위한 네비게이션 등이 모두 해당 될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 휴대용 통신 단말기(400)는 안테나와, 휴대가 요구되는 형태의 모든 소형의 전자 기기들이 대상이 될 수 있다.The wireless communication terminal 400 according to the present embodiment may be a portable digital device (PDA, PMP, notebook, smart phone, etc.) having both a DMB viewing function or an internet or wireless communication function or a DMB, Navigation for receiving GPS signals, and the like may all be applicable. That is, the portable communication terminal 400 according to the present invention can be applied to an antenna and all small-sized electronic apparatuses requiring portable communication.

상기 휴대용 통신 단말기(400)는 손목 시계와 같이 사용자의 신체 착용 가능한 형태로서 핀 지지부(442), 핀(451), 홀(443)과, 몸체로부터 연장된 줄(421,431)을 포함할 수 있다. The portable communication terminal 400 may include a pin support portion 442, a pin 451, a hole 443, and lines 421 and 431 extending from the body, such as a wrist watch.

도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 무선 통신 단말기에 본 발명에 따른 내장 형 안테나가 실장된 서로 다른 예들을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 9a 내지 도 9c은 휴대용 통신 단말기들의 케이스가 유전체 물질로 이루어진 예들이다.9A to 9C are cross-sectional views for explaining different examples in which the built-in antenna according to the present invention is mounted on the wireless communication terminal shown in FIG. 9A to 9C are examples in which the cases of the portable communication terminals are made of a dielectric material.

도 9a는 휴대용 통신 단말기의 부품들이 실장되는 케이스(421b)와, 상기 케이스(421b)의 상면(외벽)에 형성된 제1 안테나 패턴(421a)으로 제1 안테나(421)를 구성하는 예로서, 상기 케이스(421a)와 상기 제1 안테나 패턴(421a)으로 구성된 제1 안테나(421), 상기 케이스(421b)보다 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층(422a)에 제2 안테나 패턴(422b)이 형성된 제2 안테나(422)를 포함할 수 있다. 상기 제1 안테나 패턴(421a)의 급전점(421c)은 상기 유전체 층(422a)까지 연장된다. 즉, 도 9a는 케이스(421b)의 외벽에 제1 안테나 패턴(421a)이 형성된 휴대용 통신 단말기의 예이다. 9A illustrates an example in which the first antenna 421 is formed of a case 421b on which components of a portable communication terminal are mounted and a first antenna pattern 421a formed on an upper surface (outer wall) of the case 421b. A first antenna 421 formed of a case 421a and the first antenna pattern 421a and a second antenna pattern 422b formed on a dielectric layer 422a having a higher dielectric constant than the case 421b, And an antenna 422. The feed point 421c of the first antenna pattern 421a extends to the dielectric layer 422a. 9A is an example of a portable communication terminal in which a first antenna pattern 421a is formed on the outer wall of the case 421b.

도 9b는 케이스(421b)의 내벽에 제1 안테나 패턴(421a)이 형성된 휴대용 통신 단말기의 예이고, 도 9c는 제1 안테나 패턴(421a)이 필름 형태로서 인 몰드(in mold) 사출성형에 의해 상기 케이스(421b) 내에 매립되게 형성된 구조를 도시한 도면이다. 9B illustrates an example of a portable communication terminal in which a first antenna pattern 421a is formed on an inner wall of a case 421b and FIG. 9C illustrates an example of a portable communication terminal in which a first antenna pattern 421a is formed by in mold injection molding And is embedded in the case 421b.

도 9a 내지 도 9c에 도시된 상기 제1 안테나 패턴(421a)은 필름의 형태로 상기 케이스(421b)의 외벽 또는 내벽에 부착되거나, 상기 케이스(421b)의 사출 성형 시 인 몰드의 형태로서 상기 케이스에 매몰될 수 있다. 또한, 상기 제2 안테나(422)는 인쇄회로 기판 상에 형성될 수 있으며, 상기 제2 안테나(422)가 인쇄회로 기판 상에 형성된 경우에 상기 제1 안테나 패턴(421a)의 급전점(421c)는 인쇄회로기판까지 연장될 수 있다.The first antenna pattern 421a shown in FIGS. 9A to 9C may be attached to the outer wall or the inner wall of the case 421b in the form of a film or may be attached to the case 421b in the form of a mold for injection molding of the case 421b. . The second antenna 422 may be formed on a printed circuit board. When the second antenna 422 is formed on a printed circuit board, the feed point 421c of the first antenna pattern 421a may be formed, May extend to the printed circuit board.

도 1은 종래 기술에 따른 내장형 안테나를 도시한 도면,FIG. 1 is a view showing a built-in antenna according to the prior art,

도 2는 종래의 내장형 안테나의 핸드 팬텀으로 인한 주파수 대역 변화를 설명하기 위한 그래프,2 is a graph for explaining a frequency band change due to a hand phantom of a conventional built-in antenna,

도 3a와 도 3b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내장형 안테나의 단면을 도시한 도면,3A and 3B are cross-sectional views illustrating an internal antenna according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 내장형 안테나를 설명하기 위한 그래프,FIG. 4 is a graph illustrating a built-in antenna according to the first embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 제1 및 제2 안테나를 설명하기 위한 그래프,5 is a graph for explaining the first and second antennas according to the present invention,

도 6은 종래 내장형 안테나와 본 발명에 따른 내장형 안테나의 핸드 팬텀으로 인한 주파수 대역 변화를 비교하기 위한 그래프,6 is a graph for comparing frequency band changes due to the hand phantom of the conventional built-in antenna and the built-in antenna according to the present invention,

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 내장형 안테나를 실장하는 휴대용 통신 단말기를 도시한 도면,FIG. 7 illustrates a portable communication terminal for mounting an internal antenna according to a second embodiment of the present invention; FIG.

도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 휴대용 통신 단말기를 도시한 도면,8 is a view illustrating a portable communication terminal according to a third embodiment of the present invention.

도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 휴대용 통신 단말기에 내장형 안테나가 실장되는 예를 설명하기 위한 단면도.9A to 9C are cross-sectional views illustrating an example in which the built-in antenna is mounted on the portable communication terminal shown in FIG.

Claims (27)

내장형 안테나에 있어서,In the built-in antenna, 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와;A first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer; 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna formed on a second dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장되고,Wherein the first antenna pattern extends to the second dielectric layer, 상기 제2 안테나의 중심 주파수는 상기 내장형 안테나가 수신 가능한 주파수 대역의 에지에 위치됨을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the center frequency of the second antenna is located at an edge of a frequency band where the built-in antenna can receive. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나보다 높은 Q값을 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the second antenna has a higher Q value than the first antenna. 제2 항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제2 안테나의 유전 상수가 상기 제1 안테나의 유전 상수보다 더 큰 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein a dielectric constant of the second antenna is greater than a dielectric constant of the first antenna. 삭제delete 내장형 안테나에 있어서,In the built-in antenna, 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와;A first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer; 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna formed on a second dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장되고,Wherein the first antenna pattern extends to the second dielectric layer, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나가 이격된 간격은 1㎜이하임을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein an interval between the first antenna and the second antenna is 1 mm or less. 제5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 제1 및 제2 안테나 간 이격 간격은 삼축 좌표계 상에서 이격된 간격임을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the spacing between the first and second antennas is spaced apart on the triaxial coordinate system. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,6. The method according to claim 1 or 5, 상기 제1 안테나 패턴과 상기 제2 안테나 패턴은 동일한 급전점을 중심으로 분기됨을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the first antenna pattern and the second antenna pattern are branched around the same feed point. 제1 항 또는 제5 항에 있어서,6. The method according to claim 1 or 5, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 전자기적으로 공진 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the first antenna and the second antenna are electromagnetically coupled to resonate. 제1 항 또는 제5 항에 있어서The method according to claim 1 or 5, wherein 상기 제2 안테나는 중심 주파수가 상기 내장형 안테나의 주파수 대역 에지에 해당하는 주파수를 중심으로 ±20% 이내에 포함되도록 위치됨을 특징으로 하는 내장형 안테나.Wherein the second antenna is positioned so that the center frequency is within ± 20% with respect to a frequency corresponding to a frequency band edge of the built-in antenna. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 케이스와;A case; 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와, 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며, 상기 제1 안테나 패턴이 상기 제2 유전체 층까지 연장되고 상기 케이스 내에 실장된 내장형 안테나를 포함하고,A first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer and a second antenna having a second antenna pattern formed on a second dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer, A built-in antenna having a pattern extending into the second dielectric layer and mounted in the case, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나가 이격된 간격은 1㎜이하임을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the distance between the first antenna and the second antenna is 1 mm or less. 제15 항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 제1 및 제2 안테나 간 이격 간격은 삼축 좌표계 상에서 이격된 간격임을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the spacing between the first and second antennas is spaced apart on a triaxial coordinate system. 제15 항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나보다 높은 유전 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the second antenna has a higher dielectric constant than the first antenna. 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 제1 유전체 층 상에 제1 안테나 패턴이 형성된 제1 안테나와, 상기 제1 유전체 층보다 높은 유전 상수를 갖는 제2 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 제2 유전체 층까지 연장되는 내장형 안테나와;A first antenna having a first antenna pattern formed on a first dielectric layer and a second antenna having a second antenna pattern formed on a second dielectric layer having a higher dielectric constant than the first dielectric layer, The pattern includes an embedded antenna extending to the second dielectric layer; 상기 내장형 안테나를 실장하는 케이스를 포함하고,And a case for mounting the built-in antenna, 상기 제2 안테나의 중심 주파수는 상기 내장형 안테나가 수신 가능한 주파수 대역의 에지에 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the center frequency of the second antenna is located at an edge of a frequency band where the built-in antenna can receive. 삭제delete 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 케이스와;A case; 상기 케이스에 형성된 제1 안테나 패턴을 포함하는 제1 안테나와;A first antenna including a first antenna pattern formed on the case; 상기 케이스보다 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna in which a second antenna pattern is formed on a dielectric layer having a higher dielectric constant than the case, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 유전체 층까지 연장되고,The second antenna pattern extending to the dielectric layer, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 케이스의 외벽 또는 내벽에 부착됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the first antenna pattern is attached to an outer wall or an inner wall of the case. 삭제delete 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 케이스와;A case; 상기 케이스에 형성된 제1 안테나 패턴을 포함하는 제1 안테나와;A first antenna including a first antenna pattern formed on the case; 상기 케이스보다 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna in which a second antenna pattern is formed on a dielectric layer having a higher dielectric constant than the case, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 유전체 층까지 연장되고,The second antenna pattern extending to the dielectric layer, 상기 제1 안테나 패턴은 상기 케이스 내에 매립됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the first antenna pattern is embedded in the case. 제18 항, 제20 항 또는 제22 항에 있어서,23. The method of claim 18, 20 or 22, 상기 제2 안테나는 상기 제1 안테나보다 높은 Q값을 갖음을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the second antenna has a higher Q value than the first antenna. 제18 항, 제20 항 또는 제22 항에 있어서,23. The method of claim 18, 20 or 22, 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 전자기적으로 공진 가능하게 결합됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the first antenna and the second antenna are electromagnetically coupled to resonate. 제18 항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제2 안테나는 중심 주파수가 상기 내장형 안테나의 주파수 대역 에지에 해당하는 주파수를 중심으로 ±20% 이내에 포함되도록 위치됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the second antenna is positioned such that the center frequency is within ± 20% of a frequency corresponding to a frequency band edge of the built-in antenna. 삭제delete 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 케이스와;A case; 상기 케이스에 형성된 제1 안테나 패턴을 포함하는 제1 안테나와;A first antenna including a first antenna pattern formed on the case; 상기 케이스보다 높은 유전 상수를 갖는 유전체 층에 제2 안테나 패턴이 형성된 제2 안테나를 포함하며,And a second antenna in which a second antenna pattern is formed on a dielectric layer having a higher dielectric constant than the case, 상기 제2 안테나 패턴은 상기 유전체 층까지 연장되고,The second antenna pattern extending to the dielectric layer, 상기 휴대용 통신 단말기는 사용자의 신체에 접촉 가능한 손목 시계의 형태를 가짐을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.Wherein the portable communication terminal has a form of a wristwatch capable of contacting a user's body.
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