KR101987250B1 - 안테나 장치 및 그의 급전 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나 장치 및 그의 급전 구조체에 관한 것으로, 접지부와, 신호가 공급되는 급전부와, 급전부와 접지부 사이에 배치되는 공진 부가부들을 포함하는 급전 구조체 및 그를 갖는 안테나 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 조절할 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.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 안테나 장치는, 방사체와, 상기 방사체를 동작시키는 급전 구조체를 포함하며, 상기 급전 구조체는, 신호가 공급되는 급전부와, 상기 급전 구조체를 접지시키는 접지부와, 상기 급전부와 접지부 사이에 배치되는 공진 부가부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 공진 부가부들은, 상호 병렬로 연결된다.

그리고 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 공진 부가부들은, 제 1 리액턴스 소자를 갖는 제 1 공진 부가부와, 상기 제 1 리액턴스 소자에 병렬로 배치되는 제 2 리액턴스 소자를 갖는 제 2 공진 부가부를 포함한다.

여기서, 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 제 1 리액턴스 소자 또는 제 2 리액턴스 소자 중 어느 하나는 용량성 소자를 포함하고, 상기 제 1 리액턴스 소자 또는 제 2 리액턴스 소자 중 다른 하나는 유도성 소자를 포함한다.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 급전 구조체는, 접지부와, 신호가 공급되는 급전부와, 상기 급전부와 접지부 사이에 배치되는 공진 부가부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 공진 부가부들은, 상호 병렬로 연결된다.

그리고 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 공진 부가부들은, 제 1 리액턴스 소자를 갖는 제 1 공진 부가부와, 상기 제 1 리액턴스 소자에 병렬로 배치되는 제 2 리액턴스 소자를 갖는 제 2 공진 부가부를 포함한다.

여기서, 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 제 1 리액턴스 소자 또는 제 2 리액턴스 소자 중 어느 하나는 용량성 소자를 포함하고, 상기 제 1 리액턴스 소자 또는 제 2 리액턴스 소자 중 다른 하나는 유도성 소자를 포함한다.

본 발명에 따른 안테나 장치 및 그의 급전 구조체는, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다. 즉 급전 구조체가 공진 부가부들을 포함함에 따라, 다수개의 공진 대역들에서 동작할 수 있다. 이 때 공진 부가부들이 병렬로 연결됨에 따라, 안테나 장치의 공진 주파수 대역에 적어도 두 개의 공진 대역들이 부가될 수 있다. 이를 통해, 안테나 장치의 공진 주파수 대역이 보다 확장될 수 있다. 아울러, 공진 부가부들이 급전부와 접지부사이에 모두 배치될 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 분해하여 도시하는 사시도,
도 2는 도 1에서 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도,
도 3은 도 1에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도들,
도 6은 도 5에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프,
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도들,
도 9는 도 8에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들, 그리고
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 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 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 도면들이다. 이 때 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 분해하여 도시하는 사시도이며, 도 2는 도 1에서 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도이다. 그리고 도 3은 도 1에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다. 또한 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(100)는 구동 기판(110), 접지체(120), 안테나 소자(130) 및 실장 부재(180)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)에, 전송 선로(도시되지 않음)가 내재된다. 전송 선로는 일 단부를 통해 제어 모듈(도시되지 않음)에 연결된다. 또한 전송 선로는 타 단부를 통해 노출된다. 즉 전송 선로는 제어 모듈에서 신호를 수신하여, 일 단부에서 타 단부로 신호를 전달한다. 이 때 구동 기판(110)은 접지 영역(111)과 안테나 영역(113)으로 구분될 수 있다. 여기서, 전송 선로는 안테나 영역(113)에서 노출될 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. 이 때 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)의 일부 또는 전체 영역에 형성된다. 여기서, 접지체(120)는 구동 기판(110)의 하부면 또는 상부면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 또는 구동 기판(110)이 다수개의 기판들로 이루어진 경우, 접지체(120)는 기판들 사이에 배치될 수도 있다.

안테나 소자(130)는 안테나 장치(100)에서 신호 송수신을 위해 제공된다. 이 때 안테나 소자(130)는 공진 주파수 대역에서 동작하여, 신호를 송수신한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)에서 신호가 공급됨에 따라, 동작한다. 그리고 안테나 소자(130)는 미리 정해진 임피던스에서 공진한다.

이 때 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 다수개의 공진 대역들을 포함한다. 즉 공진 주파수 대역은 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 포함한다. 여기서, 제 1 공진 대역(f1)은 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)과 비교하여, 상대적으로 저주파에 해당할 수 있다. 그리고 제 2 공진 대역(f2)은 제 3 공진 대역(f3)과 비교하여, 상대적으로 저주파에 해당할 수 있다. 또한 공진 대역들은 주파수 영역에서 상호로부터 이격될 수 있다. 이를 통해, 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 다중 주파수 대역에 해당할 수 있다. 또는 공진 대역들은 주파수 영역에서 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 배치된다. 이 때 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)의 상부에 배치될 수 있다. 그리고 안테나 소자(130)는 전송 선로에 접촉한다. 또한 안테나 소자(130)는 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 급전 구조체(140) 및 방사체(170)를 포함한다.

급전 구조체(140)는 안테나 소자(130)에서 신호의 공급을 위해 제공된다. 즉 급전 구조체(140)는 방사체(170)를 동작시킨다. 그리고 급전 구조체(140)는 방사체(170)와 함께, 동작한다. 이 때 급전 구조체(140)는 방사체(170)에 신호를 공급한다.

이러한 급전 구조체(140)는 구동 기판(110)에 배치된다. 이 때 급전 구조체(140)는 구동 기판(110)의 상부면에 부착될 수 있다. 여기서, 급전 구조체(140)는 안테나 영역(113)에 배치될 수 있다. 그리고 급전 구조체(140)는 전송 선로에 접촉한다. 또한 급전 구조체(140)는 접지체(120)에 접촉한다. 이를 통해, 급전 구조체(140)에서 접지체(120)로 신호가 유입된다. 여기서, 급전 구조체(140)는 공진부(141)와 공진 부가부(151)를 포함한다.

공진부(141)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역(f1)을 결정한다. 이러한 공진부(141)는 급전부(143) 및 접지부(145)를 포함한다. 이 때 공진부(141)는 급전부(143)와 접지부(145)를 연결하여 형성된다. 여기서, 급전부(143)와 접지부(145)가 접지체(120)와 함께, 루프를 형성할 수 있다.

급전부(143)는 공진부(141)에 신호를 공급한다. 즉 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; FP)으로 정의된다. 예를 들면, 급전점은 접지체(120)에 근접한 위치에서, 전송 선로에 접촉할 수 있다. 바꿔 말하면, 급전점은 접지체(120)와 접촉하지 않는다. 이를 통해, 급전부(143)에, 제어 모듈로부터 신호가 공급된다. 그리고 급전부(143)는 전송 선로로부터 연장된다. 이 때 급전부(143)는 타 단부를 통해 연장된다. 이를 통해, 급전부(143)는 일 단부로부터 타 단부로, 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(145)는 공진부(141)를 접지시킨다. 즉 접지부(145)는 접지체(120)에 접촉한다. 이 때 접지부(145)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 접지부(145)의 일 단부가 접지점으로 정의된다. 그리고 접지부(145)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 접지부(145)는 타 단부를 통해 연장된다. 여기서, 접지부(145)는 타 단부를 통해 급전부(143)에 접촉한다. 이를 통해, 접지부(145)가 접지되며, 급전부(143)로부터 접지부(145)를 향하여 신호가 전달되게 한다. 또한 접지부(145)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 접지부(145)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

공진 부가부(151)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에 적어도 두 개의 공진 대역들을 부가한다. 즉 공진 부가부(151)는 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 이러한 공진 부가부(151)는 공진부(141)에서 급전부(143)와 접지부(145) 사이에 배치된다. 이 때 공진 부가부(151)는 공진부(141)에 연결된다. 여기서, 공진 부가부(151)는 급전부(143) 또는 접지부(145) 중 적어도 어느 하나에 연결된다. 이를 통해, 공진부(141)로부터 공진 부가부(151)에, 신호가 유입된다.

그리고 공진 부가부(151)는 접지체(120)에 연결된다. 이 때 공진 부가부(151)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 연결된다. 여기서, 공진 부가부(151)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉할 수 있다. 또한 공진 부가부(151)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 공진 부가부(151)는 타 단부를 통해 접지체(120)로부터 연장된다. 여기서, 공진 부가부(151)는 타 단부를 통해 공진부(141)에 연결된다. 이를 통해, 공진 부가부(151)가 접지되며, 타 단부로부터 일 단부로 신호가 전달되게 한다. 게다가, 공진 부가부(151)는 도전성 물질을 포함한다. 여기서, 공진 부가부(151)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한 공진 부가부(151)는 제 1 공진 부가부(153)와 제 2 공진 부가부(155)를 포함한다. 이 때 제 1 공진 부가부(153)와 제 2 공진 부가부(155)는 상호 병렬로 연결된다. 즉 제 1 공진 부가부(153)가 급전부(143)와 접지부(145) 사이에서, 공진부(141)에 연결된다. 그리고 제 2 공진 부가부(155)가 급전부(143)와 접지부(145) 사이에서, 제 1 공진 부가부(153)에 병렬로 연결된다. 또한 제 1 공진 부가부(153)는 제 1 리액턴스 소자(154)를 포함하며, 제 2 공진 부가부(155)는 제 2 리액턴스 소자(156)를 포함한다. 여기서, 제 1 리액턴스 소자(154)와 제 2 리액턴스 소자(156)가 상호 병렬로 배치된다. 즉 제 1 공진 부가부(153)가 제 2 리액턴스 소자(156)의 양단부에 연결되고, 제 2 공진 부가부(155)가 제 1 리액턴스 소자(154)의 양단부에 연결된다.

이 때 제 1 리액턴스 소자(154)와 제 2 리액턴스 소자(156)가 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 이러한 제 1 리액턴스 소자(154)와 제 2 리액턴스 소자(156)는 각각의 리액턴스(reactance)를 갖는다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(154)와 제 2 리액턴스 소자(156)는 각각의 리액턴스에 따라, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 여기서, 제 1 리액턴스 소자(154)는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 또한 제 2 리액턴스 소자(156)는 제 1 리액턴스 소자(154)와 별도로, 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 한편, 제 1 리액턴스 소자(154) 또는 제 2 리액턴스 소자(156) 중 어느 하나는 용량성 소자를 포함하고, 제 1 리액턴스 소자(154) 또는 제 2 리액턴스 소자(156) 중 다른 하나는 유도성 소자를 포함한다. 예를 들면, 용량성 소자는 커패시터(capacitor)일 수 있고, 유도성 소자는 인덕터(inductor)일 수 있다.

즉 급전 구조체(140)는 공진 주파수 대역에 대응하는 전기적 특성을 갖도록, 설계될 수 있다. 예를 들면, 급전 구조체(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 이 때 공진부(141)의 급전부(143)와 접지부(145) 및 공진 부가부(151)는 급전점(161)에 연결된 도전 선로(163)로 연결될 수 있다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(154) 또는 제 2 리액턴스 소자(156) 중 어느 하나는 커패시터(164)이고, 제 1 리액턴스 소자(154) 또는 제 2 리액턴스 소자(156) 중 다른 하나는 인덕터(166)일 수 있다. 다시 말해, 공진 부가부(151)는, 커패시터(164)와 인덕터(166)가 병렬로 연결된 구조로, 제공될 수 있다. 구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 리액턴스 소자(154)가 커패시터(164)이고, 제 2 리액턴스 소자(156)가 인덕터(166)일 수 있다. 또는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 리액턴스 소자(154)가 인덕터(166)이고, 제 2 리액턴스 소자(156)가 커패시터(164)일 수 있다.

방사체(170)는 안테나 소자(130)에서 실질적인 동작을 위해 제공된다. 이 때 방사체(170)는 공진 주파수 대역에서 동작한다. 즉 급전 구조체(140)로부터 신호가 공급됨에 따라, 방사체(170)가 동작한다. 그리고 방사체(170)는 급전 구조체(140)와 함께, 동작한다. 이러한 방사체(170)는 급전 구조체(140)에 연결된다. 이 때 방사체(150)는 공진부(141)에 전기적으로 접속된다. 또한 방사체(170)는 접촉부(171)를 포함한다. 이 때 접촉부(171)가 공진부(141)에 접촉한다. 구체적으로, 접촉부(171)가 급전부(143)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 접촉부(171)는 핀(pin) 타입으로 형성될 수 있으며, C-클립(C-clip)으로 형성될 수도 있다. 게다가, 방사체(170)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(170)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

실장 부재(180)는 안테나 장치(100)에서 방사체(170)의 지지를 위해 제공된다. 즉 방사체(170)가 실장 부재(180)에 실장됨에 따라, 실장 부재(180)가 방사체(170)를 지지한다. 이 때 도시되지는 않았으나, 안테나 장치(100)가 통신 단말기(도시되지 않음)에 장착되는 경우, 실장 부재(180)가 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.

이러한 실장 부재(180)는 구동 기판(110)에 대응하여 배치된다. 여기서, 실장 부재(180)는 구동 기판(110)의 공진 영역(113)에 대응하여 배치된다. 그리고 실장 부재(180)는 접촉부(150)에 의해, 구동 기판(110) 또는 급전 구조체(140)로부터 이격된다. 또한 실장 부재(180)는 하부면(181), 하부면(181)에 대응되는 상부면(183) 및 하부면(181)과 상부면(183)을 연결하는 측부면(185)을 포함한다. 여기서, 실장 부재(180)는 상부면(183)을 통해 통신 단말기의 외부 케이스에 장착될 수 있다.

이 때 방사체(170)가 실장 부재(180)의 하부면(181)에 장착될 수 있다. 또는 도시되지는 않았으나, 방사체(170)가 실장 부재(180)의 상부면(183)에 장착될 수 있다. 여기서, 방사체(170)가 통신 단말기의 외부 케이스와 실장 부재(180) 사이에 개재될 수 있다. 그리고 방사체(170)는 실장 부재(180)의 측부면(185)을 따라 하부면(181)으로 연장될 수 있다. 한편, 방사체(170)는 실장 부재(180)를 관통하여 하부면(181)으로 연장될 수 있다. 또한 구동 기판(110)의 공진부(141)와 실장 부재(180) 사이의 공간에, 방사체(170)의 접촉부(171)가 배치될 수 있다.

이를 통해, 급전 구조체(140) 및 방사체(170)가 함께 동작한다. 이 때 구동 기판(110)으로부터 신호가 인가되면, 급전 구조체(140)에서 신호가 전달된다. 그리고 급전 구조체(140)로부터 방사체(170)에, 신호가 공급된다. 여기서, 급전 구조체(140)에서, 두 개의 공진 루프들, 즉 제 1 공진 루프와 제 2 공진 루프가 형성된다.

제 1 공진 루프는 공진부(141)에 의해 형성된다. 즉 제 1 공진 루프는 급전부(143) 및 접지부(145)를 포함한다. 그리고 제 1 공진 루프가 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역(f1)을 결정한다. 이 때 제 1 공진 루프의 사이즈에 따라 제 1 공진 대역(f1)이 결정된다. 제 2 공진 루프는 접지부(145) 및 공진 부가부(151)에 의해 형성된다. 즉 제 2 공진 루프는 접지부(145) 및 공진 부가부(151)를 포함한다. 그리고 제 2 공진 루프가 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 이 때 제 2 공진 루프의 사이즈와 더불어, 제 1 리액턴스 소자(154)와 제 2 리액턴스 소자(156)의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 결정된다.

이에 따라, 안테나 장치(100)는 미리 결정된 공진 주파수 대역에서 동작한다. 예를 들면, 안테나 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같은 동작 특성을 가질 수 있다. 즉 안테나 장치(100)는 제 1 공진 루프에 의해, 제 1 공진 대역(f1)에서 공진한다. 여기서, 제 1 공진 대역(f1)이 제 1 공진 루프에 따라 결정된다. 그리고 안테나 장치(100)는 제 2 공진 루프에 의해, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)에서 공진한다. 여기서, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 제 2 공진 루프에 따라 결정된다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도들이다. 그리고 도 6은 도 5에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다. 또한 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(200)는 구동 기판(210), 접지체(220), 안테나 소자(230) 및 실장 부재(도시되지 않음)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(230)는 급전 구조체(240) 및 방사체(도시되지 않음)를 포함한다. 또한 급전 구조체(240)는 공진부(241)와 공진 부가부(251)를 포함한다. 이 때 공진부(241)는 급전부(243) 및 접지부(245)를 포함한다. 아울러, 공진 부가부(251)는 제 1 공진 부가부(253)와 제 2 공진 부가부(255)를 포함한다. 게다가, 제 1 공진 부가부(253)는 제 1 리액턴스 소자(254)를 포함하고, 제 2 공진 부가부(255)는 제 2 리액턴스 소자(256)를 포함한다. 여기서, 제 1 리액턴스 소자(254)와 제 2 리액턴스 소자(256)는 상호 병렬로 배치된다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술된 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다.

다만, 본 실시예의 안테나 장치(200)에서, 공진 부가부(251)는 제 3 리액턴스 소자(257)를 더 포함한다. 이 때 공진 부가부(251)에서, 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 1 공진 부가부(253) 또는 제 2 공진 부가부(255) 중 어느 하나에 배치된다. 즉 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 1 공진 부가부(253) 또는 제 2 공진 부가부(255) 중 어느 하나에 개재된다. 여기서, 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 1 리액턴스 소자(254)와 제 2 리액턴스 소자(256)에 직렬로 배치된다. 그리고 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 1 리액턴스 소자(254) 및 제 2 리액턴스 소자(256)의 양단부 중 적어도 어느 하나에 배치된다. 구체적으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 3 리액턴스 소자(257)는 공진 부가부(251)에서 제 1 리액턴스 소자(254) 및 제 2 리액턴스 소자(256)와 공진부(241) 사이에 배치될 수 있다. 또는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 3 리액턴스 소자(257)는 공진 부가부(251)에서 제 1 리액턴스 소자(254) 및 제 2 리액턴스 소자(256)와 접지체(220) 사이에 배치될 수도 있다.

그리고 제 3 리액턴스 소자(257)는 안테나 소자(230)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 조절한다. 이러한 제 3 리액턴스 소자(257)는 리액턴스를 갖는다. 또한 제 3 리액턴스 소자(257)는 리액턴스에 따라, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 조절한다. 여기서, 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 보다 낮은 주파수로 조절할 수 있다. 게다가, 제 3 리액턴스 소자(257)는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들면, 용량성 소자는 커패시터일 수 있고, 유도성 소자는 인덕터일 수 있다.

이 때 급전 구조체(240)는 공진 주파수 대역에 대응하는 전기적 특성을 갖도록, 설계될 수 있다. 예를 들면, 급전 구조체(240)는 도 6에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다.

즉 공진부(241)의 급전부(243)와 접지부(245) 및 공진 부가부(251)는 급전점(261)에 연결된 도전 선로(263)로 연결될 수 있다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(254) 또는 제 2 리액턴스 소자(256) 중 어느 하나는 커패시터(264)이고, 제 1 리액턴스 소자(254) 또는 제 2 리액턴스 소자(256) 중 다른 하나는 제 1 인덕터(266)일 수 있다. 이 때 공진 부가부(251)는, 커패시터(264)와 제 1 인덕터(266)가 병렬로 연결된 구조로, 제공될 수 있다. 또한 제 3 리액턴스 소자(257)는 제 2 인덕터(267)일 수 있다. 이 때 제 2 인덕터(267)는 커패시터(264)와 제 1 인덕터(266)에 직렬로 연결될 수 있다. 여기서, 제 2 인덕터(267)는 커패시터(264)와 제 1 인덕터(266)의 양단부 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 2 인덕터(267)는 커패시터(264)와 제 1 인덕터(266)의 입력단에 배치될 수 있다. 또는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 인덕터(267)는 커패시터(264)와 제 1 인덕터(266)의 출력단에 배치될 수도 있다.

이를 통해, 구동 기판(210)으로부터 신호가 인가되면, 급전 구조체(240)에서 신호가 전달된다. 여기서, 급전 구조체(240)에서, 두 개의 공진 루프들, 즉 제 1 공진 루프와 제 2 공진 루프가 형성된다.

제 1 공진 루프는 공진부(241)에 의해 형성된다. 즉 제 1 공진 루프는 급전부(243) 및 접지부(245)를 포함한다. 그리고 제 1 공진 루프가 안테나 소자(230)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역(f1)을 결정한다. 이 때 제 1 공진 루프의 사이즈에 따라 제 1 공진 대역(f1)이 결정된다. 제 2 공진 루프는 접지부(245) 및 공진 부가부(251)에 의해 형성된다. 즉 제 2 공진 루프는 접지부(245) 및 공진 부가부(251)를 포함한다. 그리고 제 2 공진 루프가 안테나 소자(230)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 이 때 제 2 공진 루프의 사이즈와 더불어, 제 1 리액턴스 소자(254)와 제 2 리액턴스 소자(256)의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 결정된다. 이에 더하여, 제 3 리액턴스 소자(257)의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 조절된다. 즉 제 3 리액턴스 소자(257)의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 보다 낮은 주파수로 조절될 수 있다.

이에 따라, 안테나 장치(200)는 미리 결정된 공진 주파수 대역에서 동작한다. 예를 들면, 안테나 장치(100)는 도 7에 도시된 바와 같은 동작 특성을 가질 수 있다. 즉 안테나 장치(200)는 제 1 공진 루프에 의해, 제 1 공진 대역(f1)에서 공진한다. 여기서, 제 1 공진 대역(f1)이 제 1 공진 루프에 따라 결정된다. 그리고 안테나 장치(200)는 제 2 공진 루프에 의해, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)에서 공진한다. 여기서, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 제 2 공진 루프에 따라 결정 및 조절된다. 즉 본 실시예의 안테나 장치(200)가 제 3 리액턴스 소자(257)를 포함함에 따라, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 보다 낮은 주파수로 조절될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 일부 구성을 도시하는 평면도들이다. 그리고 도 9는 도 8에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다. 또한 도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(300)는 구동 기판(310), 접지체(320), 안테나 소자(330) 및 실장 부재(도시되지 않음)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(330)는 급전 구조체(340) 및 방사체(도시되지 않음)를 포함한다. 또한 급전 구조체(340)는 공진부(341)와 공진 부가부(351)를 포함한다. 이 때 공진부(341)는 급전부(343) 및 접지부(345)를 포함한다. 아울러, 공진 부가부(351)는 제 1 공진 부가부(353)와 제 2 공진 부가부(355)를 포함한다. 게다가, 제 1 공진 부가부(353)는 제 1 리액턴스 소자(354)를 포함하고, 제 2 공진 부가부(355)는 제 2 리액턴스 소자(356)를 포함한다. 여기서, 제 1 리액턴스 소자(354)와 제 2 리액턴스 소자(356)는 상호 병렬로 배치된다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술된 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다.

다만, 본 실시예의 안테나 장치(300)에서, 공진부(341)는 제 3 리액턴스 소자(347)를 더 포함한다. 이 때 공진부(341)에서, 제 3 리액턴스 소자(347)는 급전부(343) 또는 접지부(345) 중 적어도 어느 하나에 배치된다. 즉 제 3 리액턴스 소자(347)는 급전부(343) 또는 접지부(345) 중 적어도 어느 하나에 개재된다. 구체적으로, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 3 리액턴스 소자(347)는 급전부(343)에 배치될 수 있다. 또는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 3 리액턴스 소자(347)는 접지부(345)에 배치될 수도 있다.

그리고 제 3 리액턴스 소자(347)는 안테나 소자(330)의 공진 주파수 대역을 조절한다. 즉 제 3 리액턴스 소자(347)는 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 조절한다. 이러한 제 3 리액턴스 소자(347)는 리액턴스를 갖는다. 또한 제 3 리액턴스 소자(347)는 리액턴스에 따라, 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 조절한다. 여기서, 제 3 리액턴스 소자(347)는 제 제 1 공진 대역(f1), 2 공진 대역 및 제 3 공진 대역(f3)을 보다 낮은 주파수로 조절할 수 있다. 게다가, 제 3 리액턴스 소자(347)는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 예를 들면, 용량성 소자는 커패시터일 수 있고, 유도성 소자는 인덕터일 수 있다.

이 때 급전 구조체(340)는 공진 주파수 대역에 대응하는 전기적 특성을 갖도록, 설계될 수 있다. 예를 들면, 급전 구조체(340)는 도 9에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다.

즉 공진부(341)의 급전부(343)와 접지부(345) 및 공진 부가부(351)는 급전점(361)에 연결된 도전 선로(363)로 연결될 수 있다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(354) 또는 제 2 리액턴스 소자(356) 중 어느 하나는 커패시터(364)이고, 제 1 리액턴스 소자(354) 또는 제 2 리액턴스 소자(356) 중 다른 하나는 제 1 인덕터(366)일 수 있다. 다시 말해, 공진 부가부(351)는, 커패시터(364)와 제 1 인덕터(366)가 병렬로 연결된 구조로, 제공될 수 있다. 또한 제 3 리액턴스 소자(347)는 제 2 인덕터(369)일 수 있다. 여기서, 제 2 인덕터(369)는 도전 선로(363)에서 급전부(343) 또는 접지부(345) 중 적어도 어느 하나에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 2 인덕터(369)는 도전 선로(363)에서 급전부(343)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 또는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 인덕터(369)는 도전 선로(363)에서 접지부(345)에 대응하는 위치에 배치될 수도 있다.

이를 통해, 구동 기판(310)으로부터 신호가 인가되면, 급전 구조체(340)에서 신호가 전달된다. 여기서, 급전 구조체(340)에서, 두 개의 공진 루프들, 즉 제 1 공진 루프와 제 2 공진 루프가 형성된다.

제 1 공진 루프는 공진부(341)에 의해 형성된다. 즉 제 1 공진 루프는 급전부(343), 접지부(345) 및 제 3 리액턴스 소자(347)를 포함한다. 그리고 제 1 공진 루프가 안테나 소자(330)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역(f1)을 결정한다. 이 때 제 1 공진 루프의 사이즈에 따라 제 1 공진 대역(f1)이 결정된다. 제 2 공진 루프는 접지부(345), 제 3 리액턴스 소자(347) 및 공진 부가부(351)에 의해 형성된다. 즉 제 2 공진 루프는 접지부(345), 제 3 리액턴스 소자(347) 및 공진 부가부(351)를 포함한다. 그리고 제 2 공진 루프가 안테나 소자(330)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)을 결정한다. 이 때 제 2 공진 루프의 사이즈와 더불어, 제 1 리액턴스 소자(354)와 제 2 리액턴스 소자(356)의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 결정된다. 이에 더하여, 제 3 리액턴스 소자(347)의 리액턴스에 따라 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 조절된다. 즉 제 3 리액턴스 소자(347)의 리액턴스에 따라 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 보다 낮은 주파수로 조절될 수 있다.

이에 따라, 안테나 장치(300)는 미리 결정된 공진 주파수 대역에서 동작한다. 예를 들면, 안테나 장치(300)는 도 10에 도시된 바와 같은 동작 특성을 가질 수 있다. 즉 안테나 장치(300)는 제 1 공진 루프에 의해, 제 1 공진 대역(f1)에서 공진한다. 여기서, 제 1 공진 대역(f1)이 제 1 공진 루프에 따라 결정된다. 그리고 안테나 장치(300)는 제 2 공진 루프에 의해, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)에서 공진한다. 여기서, 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 제 2 공진 루프에 따라 결정 및 조절된다. 즉 본 실시예의 안테나 장치(300)가 제 3 리액턴스 소자(347)를 포함함에 따라, 제 1 공진 대역(f1), 제 2 공진 대역(f2) 및 제 3 공진 대역(f3)이 보다 낮은 주파수로 조절될 수 있다.

본 발명에 따르면, 안테나 장치(100, 200, 300)의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다. 즉 급전 구조체(140, 240, 340)가 공진 부가부(151, 251, 351)를 포함함에 따라, 다수개의 공진 대역들에서 동작할 수 있다. 이 때 공진 부가부(151, 251, 351)에서 제 1 공진 부가부(153, 253, 353)와 제 2 공진 부가부(155, 255, 355)가 병렬로 연결됨에 따라, 안테나 장치(100, 200, 300)의 공진 주파수 대역에 적어도 두 개의 공진 대역들이 부가될 수 있다. 이를 통해, 안테나 장치(100, 200, 300)의 공진 주파수 대역이 보다 확장될 수 있다. 아울러, 제 1 공진 부가부(153, 253, 353)와 제 2 공진 부가부(155, 255, 355)가 급전부(143, 243, 343)와 접지부(145, 245, 345) 사이에 모두 배치될 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치(100, 200, 300)의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치(100, 200, 300)의 공진 주파수 대역을 조절할 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: 안테나 장치
110, 210, 310: 구동 기판
120, 220, 320: 접지체
130, 230, 330: 안테나 소자
140, 240, 340: 급전 구조체
141, 241, 341: 공진부
143, 243, 343: 급전부
145, 245, 345: 접지부
151, 251, 351: 공진 부가부
153, 253, 353: 제 1 공진 부가부
154, 254, 354: 제 1 리액턴스 소자
155, 255, 355: 제 2 공진 부가부
156, 256, 356: 제 2 리액턴스 소자

Claims (15)

1. 방사체와,
   상기 방사체를 동작시키는 급전 구조체를 포함하며,
   상기 급전 구조체는,
   신호가 공급되는 급전부와 상기 급전 구조체를 접지시키는 접지부를 포함하며, 상기 방사체의공진 주파수 대역에서 제 1 공진 주파수 대역을 결정하는 공진부와,
   상기 급전부와 접지부 사이에서 상기 공진부에 연결되고, 상기 방사체의 공진 주파수 대역에서 상기 제 1 공진 주파수 대역보다 높은 제 2 공진 주파수 대역을 결정하는 제 1 공진 부가부와,
   상기 급전부와 상기 접지부 사이에서 상기 제 1 공진 부가부와 연결되고, 상기 방사체의 공진 주파수 대역에서 상기 제 2 공진 주파수 대역보다 높은 제 3 공진 주파수 대역을 결정하는 제 2 공진 부가부를 포함하고,
   상기 제 1 공진 부가부는,
   제 1 리액턴스 소자를 포함하고,
   상기 제 2 공진 부가부는,
   제 2 리액턴스 소자를 포함하며,
   상기 제 1 리액턴스 소자 및 상기 제 2 리액턴스 소자 중 어느 하나는 커패시터를 포함하는용량성 소자이고,
   상기 제 1 리액턴스 소자 및 상기 제 2 리액턴스 소자 중 다른 하나는 인덕터를 포함하는 유도성 소자이며,
   상기 제 1 공진 부가부 및 상기 제 2 공진 부가부 중 어느 하나는,
   상기 제 1 및 2 리액턴스 소자 중 어느 하나와 직렬로 연결된 제 3 리액턴스 소자를 더 포함하고,
   상기 제 3 리액턴스 소자는,
   상기 제 2 및 3 공진 주파수 대역을 조절하는 안테나 장치.
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