KR101654764B1 - 멀티 암 트랩 안테나 - Google Patents

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훙-시엔 치우
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Abstract

본 발명은 무선 통신 장치에 이용되는 멀티 암 트랩 안테나에 관한 것으로서, 적어도 하나의 지지 암 세그먼트를 포함하는 적어도 2개의 지지 암; 인덕터 소자를 포함하고, 지지 암의 지지 암 세그먼트에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 트랩 어셈블리; 무선 주파수 신호의 양극을 적어도 하나의 지지 암에 연결하기 위한 신호 피드 소자; 및 무선 주파수 신호의 음극에 전기적으로 연결되어 접지를 제공함으로써 단극형 안테나를 형성하고, 무선 주파수 신호의 양극에 전기적으로 연결된 지지 암에 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결함으로써 도치된 F형 안테나를 형성하며, 무선 주파수 신호의 음극을 적어도 하나의 지지 암에 전기적으로 연결하여 커플링 슬롯 홀형 안테나를 형성하기 위한 접지 소자를 포함한다. 지지 암은 낮은 자세로 만곡 배선되어 접지 소자에 근접함으로써 안테나 높이를 낮추며, 예를 들어 단극형, 도치된 F형, 커플링 슬롯 홀형 등의 안테나 구성을 이용하여 멀티 암 트랩 안테나가 소형화, 다중 주파수 및 광대역 특성을 갖도록 한다.

Description

멀티 암 트랩 안테나{MULTI-ARM TRAP ANTENNA}
본 발명은 무선 통신 장치의 안테나에 관한 것이며, 특히 멀티 암 트랩 안테나에 관한 것이다.
무선 통신 장치가 성행됨에 따라 이들 장치는 경량화, 다중 기능화가 추구되고 있으나, 안테나를 수납할 수 있는 공간이 점점 작아지고 안테나에 요구되는 대역폭이 점점 넓어지고 있다. 따라서 무선 통신 장치의 시장 요구에 대응하기 위해, 안테나의 소형화, 다중 주파수 및 광대역을 구현하기 위한 기술은 끊임없이 진화하고 있다.
종래의 무선 통신 장치의 다중 주파수 안테나로서, 대만 특허 공개 제201044695호 "다중 주파수-단일 경로-단극형 안테나"와 같이 트랩 어셈블리 원리를 이용하여 설계된 것, 즉 트랩 어셈블리 원리를 이용하여 다중 주파수 조작을 구현한 것이 있다. 다만, 이러한 설계 방식을 이용하면 안테나의 광대역 요구를 충족시킬 수 없다.
종래에는 또한 대만특허공개 제200929688호 “다중 주파수 안테나”와 같이 입체 구성을 이용하여 다중 주파수 또는 광대역 조작을 구현한 것도 있다. 다만, 이러한 설계 방식을 이용하면 안테나 자체가 과다한 공간을 차지하게 되어 그 밖의 다른 부품을 장착하도록 공간을 효과적으로 이용할 수 없다. 종래의 무선 통신 장치의 안테나 소형화, 다중 주파수 및 광대역 요구를 충족시키기 위해서는 무선 통신 장치에 이용될 수 있는 개량형 안테나가 필요하다.
본 발명은 소형화, 다중 주파수 및 광대역 등의 특성을 구비한 멀티 암 트랩 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나는, 적어도 하나의 지지 암 세그먼트를 포함하는 적어도 2개의 지지 암; 인덕터 소자를 포함하고 지지 암의 지지 암 세그먼트에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 트랩 어셈블리; 무선 주파수 신호의 양극을 적어도 하나의 지지 암에 연결하기 위한 신호 피드 소자; 무선 주파수 신호의 음극에 전기적으로 연결되어 접지를 제공함으로써 단극형 안테나를 형성하며, 무선 주파수 신호의 양극에 전기적으로 연결된 지지 암에 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결함으로써 도치된 F형 안테나를 형성하며, 적어도 하나의 지지 암에 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결하여 커플링 슬롯 홀형 안테나를 형성하기 위한 접지 소자를 포함한다.
지지 암은, 멀티 암 트랩 안테나가 무선 통신 장치의 낮은 공간에 더 적응할 수 있도록, 낮은 자세로 만곡 배선되어 접지 소자에 근접함으로써 안테나의 높이를 낮춘다.
본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나에 있어서, 지지 암 세그먼트는 그 길이, 폭 및 형상이 특성 및 공간의 수요에 따라 조절 가능하며, 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 연속된 경로를 구성하도록 트랩 어셈블리를 통해 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나에 있어서, 트랩 어셈블리의 인덕터 소자는 집중형 회로 소자거나 또는 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정을 이용하여 형성된 소자일 수 있다.
본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나에 있어서, 지지 암의 트랩 어셈블리는 안테나 길이가 단축됨에 따라 증가된 전기용량성을 조절할 수 있고, 또한 트랩 어셈블리를 이용함으로써 저주파시에는 유사 단락의 특성을 가지고 고주파시에는 유사 단로의 특성을 가지며, 단극형, 도치된 F형, 커플링 슬롯 홀형 등의 안테나 구성을 이용하여 멀티 암 트랩 안테나가 소형화, 다중 주파수 및 광대역 등의 특성을 구비하도록 한다.
도 1은 대만특허공개 제201044695호에 따른 종래의 다중 주파수-단일 경로-단극형 안테나를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 다중 주파수-단일 경로-단극형 안테나를 이용하여 시험한 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 개략도이다.
도 4는 도 3의 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 전압 정재파 비(VSWR)를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 방사 효율을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 다중 주파수-단일 경로-단극형 안테나에 따른 전압 정재파 비(VSWR)와 도 4의 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 전압 정재파 비(VSWR)의 비교도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 트랩 어셈블리가 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정에 따른 인덕터를 사용한 것을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 트랩 어셈블리가 칩형 인덕터를 사용한 것을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나에 있어서 일부 지지 암이 하나의 지지 암 세그먼트만을 포함한 것을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 지지 암 사이가 트랩 어셈블리를 통해 전기적으로 연결되고, 파선으로 둘러싼 영역에 도전재를 배치할 수 있음을 나타낸 개략도이다.
도 11, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 단극형 안테나의 지지 암 사이가 다이오드 스위칭을 통해 스위칭됨을 나타낸 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 지지 암이 만곡됨으로써 높이가 낮추어짐을 나타낸 개략도이다.
도 14, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 단극형 안테나의 다수의 트랩 어셈블리의 개략도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 도치된 F형 안테나의 개략도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 슬롯 홀형 안테나의 개략도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 슬롯 홀형 안테나의 지지 암이 만곡되어 사이즈가 축소된 것을 나타낸 개략도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 슬롯 홀형 안테나의 3개의 지지 암의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 커플링 슬롯 홀형 안테나에 있어서 일부 지지 암이 하나의 지지 암 세그먼트만을 포함한 것을 나타낸 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200), 2개의 트랩 어셈블리(300), 신호 피드 소자(400) 및 접지 소자(500)를 포함하며, 상기 지지 암(200)은 지지 암 세그먼트(210, 220)를 포함하며; 상기 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하고 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)에 전기적으로 연결되며; 상기 신호 피드 소자(400)는 무선 주파수 신호의 양극을 2개의 지지 암(200)에 전기적으로 연결하기 위한 RF 커넥터, 금속 탄성판, 동축 케이블 또는 마이크로스트립 전송선 등일 수 있으며, 조작의 편의를 위해 2개의 지지 암 세그먼트(210)는 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정으로 미리 전기적으로 연결할 수 있으며; 상기 접지 소자(500)는 무선 주파수 신호의 음극에 전기적으로 연결되어 접지를 제공함으로써 단극형 안테나를 형성하기 위한 것이다. 지지 암 세그먼트(210, 220)는 특성 및 공간의 수요에 따라 그 길이, 폭 및 형상을 조절할 수 있고, 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 연속된 경로를 형성하도록 트랩 어셈블리(300)에 의해 연결되며, 낮은 자세로 만곡되어 접지 소자(500)에 근접함으로써 안테나의 높이를 낮출 수 있다. 지지 암 세그먼트(210)의 경로에서는 고주파 주파수가 공진되며, 지지 암 세그먼트(210, 220) 경로의 전체 길이에서는 저주파 주파수가 공진된다.
도 7을 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200)과 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하고, 상기 인덕터 소자는 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정에 따른 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 8을 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200)과 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하고, 상기 인덕터 소자는 칩형 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 9를 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200)(그 중 하나의 지지 암(200)은 하나의 지지 암 세그먼트(210)만을 포함하며, 그 경로에서는 다른 하나의 단독 주파수가 공진된다) 및 하나의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하며, 상기 인덕터 소자는 칩형 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 10을 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200) 및 3개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하며, 그 중 2개의 트랩 어셈블리(300)는 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하고, 그 중 하나의 트랩 어셈블리(300)는 도선 인덕터로서, 2개의 지지 암(200) 사이를 전기적으로 연결하여 임피던스를 조절하며, 도면에서 파선으로 둘러싸인 영역에 도전재를 배치하여 단극형 안테나를 형성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200) 및 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 다이오드(600) 스위치를 이용하여 지지 암(200)을 스위칭하여 대역폭을 조절함으로써 단극형 안테나를 형성한다.
도 12를 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 3개의 지지 암(200)(그중 2개의 지지 암(200)은 하나의 지지 암 세그먼트(210)만을 포함한다) 및 하나의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 다이오드(600) 스위치를 이용하여 지지 암(200)을 스위칭하여 주파수를 조절함으로써 단극형 안테나를 형성한다.
도 13을 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200) 및 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 지지 암(200)은 필요에 따라 서로 다른 각도로 만곡되어 높이를 낮추며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하며, 상기 인덕터 소자는 칩형 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 14를 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200) 및 4개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하며, 상기 인덕터 소자는 칩형 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220, 230)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 15를 참조하면, 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 3개의 지지 암(200) 및 7개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하며, 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하며, 상기 인덕터 소자는 칩형 인덕터를 이용하여 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220, 230, 240)를 전기적으로 연결하여 단극형 안테나를 형성한다.
도 16을 참조하면, 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 대체로 도 3의 실시예와 같으며, 무선 주파수 신호의 양극에 전기적으로 연결된 지지 암(200)에 주로 접지 소자(500)를 이용하여 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결함으로써 도치된 F형 안테나를 형성한다. 도치된 F형의 멀티 암 트랩 안테나의 기타 도시예는 상술한 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 기타 도시예를 참조할 수 있다. 또한 접지 소자(500)는 무선 주파수 신호의 양극에 전기적으로 연결된 지지 암(200)에 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결하여 도치된 F형의 멀티 암 트랩 안테나를 형성하기 위한 것이다. 지지 암 세그먼트(210)의 경로에서는 고주파 주파수가 공진되며, 지지 암 세그먼트(210, 220) 경로의 전체 길이에서는 저주파 주파수가 공진된다.
도 17을 참조하면, 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200), 2개의 트랩 어셈블리(300), 신호 피드 소자(400) 및 접지 소자(500)를 포함하며, 상기 지지 암(200)은 지지 암 세그먼트(210, 220)를 포함하며; 상기 트랩 어셈블리(300)는 인덕터 소자를 포함하고, 지지 암(200)의 지지 암 세그먼트(210, 220)를 전기적으로 연결하며; 상기 신호 피드 소자(400)는 무선 주파수 신호의 양극을 하나의 지지 암(200)에 전기적으로 연결하기 위한 RF 커넥터, 금속 탄성판, 동축 케이블 또는 마이크로스트립 전송선 등일 수 있으며; 상기 접지 소자(500)는 무선 주파수 신호의 음극을 하나의 지지 암(200)에 전기적으로 연결하여 커플링 슬롯 홀형 안테나(100)를 형성하기 위한 것이다. 지지 암 세그먼트(210, 220)는 특성 및 공간의 수요에 따라 그 길이, 폭 및 형상을 조절할 수 있고, 에칭, 인쇄 또는 광학 등의 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 연속된 경로를 형성하도록 트랩 어셈블리(300)에 의해 전기적으로 연결되며, 낮은 자세로 만곡되어 접지 소자(500)에 근접함으로써 안테나의 높이를 낮춘다. 지지 암 세그먼트(210)의 경로에서는 고주파 주파수가 공진되며, 지지 암 세그먼트(210, 220) 경로의 전체 길이에서는 저주파 주파수가 공진된다.
도 18을 참조하면, 커플링 슬롯 홀형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 2개의 지지 암(200)(그중 하나의 지지 암(200)은 만곡되어 사이즈가 축소된다) 및 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하여 커플링 슬롯 홀형 안테나로 형성된다.
도 19를 참조하면, 커플링 슬롯 홀형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 3개의 지지 암(200) 및 3개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하여 커플링 슬롯 홀형 안테나로 형성된다.
도 20을 참조하면, 커플링 슬롯 홀형 멀티 암 트랩 안테나의 일실시예에서, 상기 멀티 암 트랩 안테나(100)는 3개의 지지 암(200)(그중 하나의 지지 암(200)은 하나의 지지 암 세그먼트(210)만을 포함한다) 및 2개의 트랩 어셈블리(300)를 이용하여 커플링 슬롯 홀형 안테나로 형성된다.
상기 단극형 멀티 암 트랩 안테나의 실시예에서 지지 암(200), 트랩 어셈블리(300) 및 다이오드(600)에 관한 실시 방법은 상기 도치된 F형 멀티 암 트랩 안테나 및 커플링 슬롯 홀형 멀티 암 트랩 안테나에도 실시될 수 있다.
도 4 내지 도 6의 각 그래프를 참조하면, 본 발명의 동작과 효과 비교를 나타낸다. 이들 그래프에 따른 데이터로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 멀티 암 트랩 안테나는 안테나의 소량화, 다중 주파수 및 광대역 효과를 이룰 수 있으며, 또한 공개적으로 사용된 바가 확인되지 않으므로 특허법 규정에 부합한다. 따라서 본 출원을 등록하기를 바란다.
100: 멀티 암 트랩 안테나 200: 지지 암
210: 지지 암 세그먼트 220: 지지 암 세그먼트
230: 지지 암 세그먼트 240: 지지 암 세그먼트
300: 트랩 어셈블리 400: 신호 피드 소자
500: 접지 소자 600: 다이오드

Claims (10)

  1. 멀티 암 트랩 안테나로서,
    적어도 하나의 지지 암 세그먼트를 포함하는 적어도 2개의 지지 암;
    인덕터 소자를 포함하고, 상기 지지 암의 지지 암 세그먼트에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 트랩 어셈블리;
    무선 주파수 신호의 양극을 적어도 하나의 지지 암에 전기적으로 연결하기 위한 신호 피드 소자; 및
    상기 신호 피드 소자의 무선 주파수 신호의 음극에 전기적으로 연결된 접지 소자;
    를 포함하고, 상기 지지 암은 낮은 자세로 만곡 배선되어 상기 접지 소자에 근접함으로써 상기 멀티 암 트랩 안테나의 높이를 낮추고,
    2개의 지지 암 사이는 도선 인덕터에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 도선 인덕터에 의해 전기적으로 연결된 2개의 지지 암과 상기 도선 인덕터에 의해 둘러싸인 영역에는 도전재가 배치된 멀티 암 트랩 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 암의 지지 암 세그먼트의 길이, 폭 및 형상은 특성 및 공간에 따라 조절되며, 상기 지지 암의 지지 암 세그먼트는 에칭, 인쇄, 광학 중 어느 하나의 공정에 의해 형성되는 멀티 암 트랩 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트랩 어셈블리의 인덕터 소자는 칩형 인덕터인 멀티 암 트랩 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트랩 어셈블리의 인덕터 소자는 에칭, 인쇄, 광학 중 어느 하나의 공정에 의해 형성되는 멀티 암 트랩 안테나.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지 암 사이는 다이오드 스위치에 의해 스위칭되어 대역폭과 주파수가 조절되는 멀티 암 트랩 안테나.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접지 소자는 무선 주파수 신호의 음극에 연결되어 접지를 제공함으로써 단극형 안테나를 형성하는 멀티 암 트랩 안테나.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접지 소자는 무선 주파수 신호의 양극에 전기적으로 연결된 상기 지지 암에 무선 주파수 신호의 음극을 전기적으로 연결함으로써 도치된 F형 안테나를 형성하는 멀티 암 트랩 안테나.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접지 소자는 무선 주파수 신호의 음극을 적어도 하나의 상기 지지 암에 전기적으로 연결하여 커플링 슬롯 홀형 안테나를 형성하는 멀티 암 트랩 안테나.
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