KR102092028B1 - Self-Calibration Antenna for Maintains Similar Resonant Characteristic in Different Ground Environments - Google Patents

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김찬호
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주식회사 제이씨에프테크놀러지
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    • H01Q5/335Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
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Abstract

The present invention relates to a self-calibration antenna maintaining a similar resonant characteristic in a different ground environment. In the self-calibration antenna, an open-loop or closed-loop balun circuit portion of the electric length corresponding to 0.25 λ of a target frequency band is connected to the ground, a driver element combined impedance regulator is connected to one side of the balun circuit to strengthen the area by electrical coupling and to adjust the impedance of the target frequency band, and a radiation element combined a coupling element connected in the electrical length corresponding to 0.25 λ of the frequency band is connected to the other side of the balun circuit portion. The present invention is applied to an environment in which the ground environment is rapidly changed in a pin-tech, a card-based wireless communication solution, a foldable smart phone, or the like thereby creating comfort in signal quality so that the antenna is stable in stable communication in different operating environments.

Description

다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나{Self-Calibration Antenna for Maintains Similar Resonant Characteristic in Different Ground Environments}Self-Calibration Antenna for Maintains Similar Resonant Characteristic in Different Ground Environments

본 발명은 다른 접지(Ground) 환경에서도 의도한 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a self-correcting antenna that maintains intended resonance characteristics even in other ground environments.

일반적으로 안테나 설계는 안테나 특성의 기본 환경이 되는 접지 환경을 고정한 상태에서 원하는 대역에서 동작하도록 복사소자를 설계한다. 예컨대, A라는 상태의 접지 환경에 최적화된 안테나는 B라는 접지 환경에서는 안테나 성능이 크게 열화되거나 작동을 못 할 수 있다.In general, the antenna design is designed to operate in a desired band with a fixed grounding environment, which is a basic environment for antenna characteristics. For example, an antenna optimized for a grounding environment in the state of A may significantly deteriorate antenna performance or fail to operate in a grounding environment of B.

따라서 주위 접지 환경의 변화에 비교적 강한 특성을 가진 소형 통신기기용 안테나로 가장 많이 사용되는 평판 역F 안테나(Planar Inverted F Antenna, PIFA) 또는 역F 안테나(IFA)를 채택하곤 하지만, 기본적인 작동 환경에서 금속체 구조물 같은 큰 접지 환경 변화가 발생할 경우 성능 열화는 피할 수 없다. 평판 역F 안테나는 F자를 뒤집어 놓은 것처럼 평판의 접지부 위에 보다 작은 면적의 사각 패치판을 얹은 평판 안테나이다. 접지부, 패치 및 급전선과 단락핀 또는 단락 스트립으로 구성된다. 평판 역F 안테나는 전류 급전에 의해 패치가 접지부와 공진되면서 방사 소자로서 역할을 하고, 패치의 높이, 넓이, 길이와 급전선의 위치와 단락핀의 위치에 따라 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 결정된다. 평판 역F 안테나는 돌출부가 없어 휴대폰에 내장시킬 수 있고, 지향성 개선을 위해서는 휴대폰의 양쪽 면에 2개를 붙이거나 2개 주파수대의 듀얼 모드를 위해 중첩하는 경우도 있다.Therefore, the most commonly used planar inverted F antenna (PIFA) or inverted F antenna (IFA) is used as the antenna for small communication devices with relatively strong characteristics of changes in the surrounding grounding environment. Performance degradation is unavoidable when a large earth environment change, such as a metallic structure, occurs. The flat-panel F antenna is a flat-panel antenna with a smaller area of a square patch plate on the ground part of the plate, as if the F-shape is turned over. It consists of a grounding part, a patch and a feeder line and a shorting pin or shorting strip. The flat reverse F antenna acts as a radiating element as the patch resonates with the ground by current feeding, and the bandwidth, gain, and resonance frequency are determined depending on the height, width, length of the patch, and the location of the feeder and the location of the shorting pin. do. The flat-panel inverted F antenna can be embedded in a mobile phone without a protrusion, and in order to improve directionality, two are attached to both sides of the mobile phone or overlapped for dual modes of two frequency bands.

도 1a에서, 종래의 평판 역F 안테나(1)는 접지부(2)에 평판 역F 안테나(1) 및 복사소자(3)가 설계되어 복사소자(3)에 강하게 전계가 형성되고, 도 1b에서, 평판 역F 안테나(1)의 부위별 전계강도를 나타낸 그래프를 참조하면, 2.4GHz 대역에서의 공진특성을 보여주고 있다. 그러나 도 2a에서, 평판 역F 안테나(1) 주위에 가공의 다른 금속매질(4), 예컨대, 금속체로 이루어진 케이스가 인접 설계된 경우이다. 따라서 도 2b에서, 평판 역F 안테나(1)가 가공의 금속매질(4)에 둘러싸였을 때에 부위별 전계강도를 나타낸 그래프를 참조하면, 2.4GHz 대역에서 공진 특성의 열화와 전계강도의 열화가 일어남을 보여주고 있다.In FIG. 1A, the flat plate inverted F antenna 1 is designed with a flat plate inverted F antenna 1 and a radiating element 3 in the grounding portion 2, so that a strong electric field is formed in the radiating element 3, and FIG. In, referring to the graph showing the electric field strength of each portion of the flat-plate inverted F antenna 1, resonance characteristics in the 2.4 GHz band are shown. However, in FIG. 2A, a case in which another metal medium 4 of processing, for example, a metal body, is designed adjacent to the flat inverted F antenna 1 is designed. Therefore, in FIG. 2B, referring to the graph showing the electric field strength for each part when the flat plate inverted F antenna 1 is surrounded by the processed metal medium 4, deterioration of resonance characteristics and electric field strength deterioration occur in the 2.4 GHz band. Is showing.

또한, 필연적으로 접지 환경이 달라지는 어플리케이션에 적용될지라도 열화된 성능을 적정선에서 타협하여 적용한 제품들이 출시되곤 한다. 따라서 이러한 문제를 적극적으로 해결하기 위하여, 도 3에서, 핀 다이오드(PIN Diode)를 사용한 재구성 안테나(Reconfigurable Antenna)(5)를 사용하기도 하지만, 제작 및 설계비용의 상승과, 핀 다이오드 제어를 위한 배선처리 문제와 더불어 핀 다이오드의 제어를 위한 단말 시스템에서의 부담이 증가하는 등 많은 제약적인 요소를 가지게 되는 문제가 있었다.In addition, even if it is inevitably applied to applications in which the grounding environment is different, products with compromised performance compromised at the proper line are often released. Therefore, in order to actively solve this problem, in FIG. 3, although a reconfigurable antenna 5 using a pin diode is used, an increase in manufacturing and design costs and wiring for pin diode control In addition to the processing problem, there is a problem in that it has a number of constraining factors such as an increase in the load in the terminal system for controlling the pin diode.

본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1의 공진주파수 및 입력 임피던스 조절 가능한 다중 대역 내장형 안테나는, 하나의 급전점과, 2개의 단락점을 갖으며, 단락점과 접지부 사이에 인덕터를 구성하여 공진주파수와 입력임피던스를 조절할 수 있도록 하는 것이 개시되어 있다.As a prior art related to the present invention, the multi-band built-in antenna with adjustable resonance frequency and input impedance of Patent Document 1 has one feeding point and two shorting points, and constitutes an inductor between the shorting point and the grounding part. It is disclosed to be able to adjust the resonance frequency and the input impedance.

대한민국 등록특허공보 제10-0756312호(2007.09.06. 공고)Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-0756312 (2007.09.06. Announcement)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 완전히 다른 접지 환경에서도 처음 의도한 공진 특성을 유지하면서 접지 환경변화에 따른 큰 성능 편차가 발생하지 않는 이중 모드로 동작 가능한 안테나를 제공하기 위한 것이 목적이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an antenna operable in a dual mode in which a large performance variation does not occur due to a change in the ground environment while maintaining the intended resonance characteristics even in a completely different ground environment.

또한, 본 발명은 카드 결제 행위를 베이스로 하는 무선 솔루션과 더불어 통신 분야의 어플리케이션에서도 광범위하게 적용하기 위한 것이 다른 목적이다.In addition, another object of the present invention is to apply a wide range of applications in a communication field as well as a wireless solution based on a card payment act.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 자가 보정 안테나에 있어서, 접지부에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이의 개루프 또는 폐루프형 발룬회로부가 연결되고, 상기 발룬회로부 일측에 전기적 결합에 의한 면적강화와 목표 주파수대역의 임피던스를 조절하기 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 연결되며, 상기 발룬회로부 타측에 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된 커플링소자 겸용 복사소자가 연결된 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나를 제공한 것이 특징이다.The present invention, in order to achieve the above object, in a self-correcting antenna, an open-loop or closed-loop type balun circuit unit having an electrical length corresponding to 0.25λ of a target frequency band is connected to the ground, and electrically coupled to one side of the balun circuit unit The drive element and the impedance regulator for controlling the area reinforcement and the impedance of the target frequency band are connected, and the coupling element and the radiation element for the coupling element connected to the other side of the balun circuit part with an electric length corresponding to 0.25λ of the frequency band are connected. It is characterized by providing a self-correcting antenna that maintains similar resonance characteristics in a grounded environment.

또한, 본 발명에서, 자가 보정 안테나에 있어서, 접지부에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이의 개루프 또는 폐루프형 발룬회로부가 연결되고, 상기 발룬회로부 일측에 전기적 결합에 의한 면적강화와 목표 주파수대역의 임피던스를 조절하기 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 연결되며, 상기 접지부에 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된 커플링소자 겸용 복사소자가 연결된 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나를 제공한 것이 특징이다.In addition, in the present invention, in the self-correcting antenna, an open-loop or closed-loop balun circuit portion having an electrical length corresponding to 0.25λ of a target frequency band is connected to the ground portion, and an area is strengthened by electrical coupling to one side of the balun circuit portion. And a drive element combined impedance regulator for adjusting the impedance of the target frequency band is connected, and the ground part is similarly resonant in another ground environment in which a coupling element and a radiating element combined with an electric length corresponding to 0.25λ of the frequency band is connected. It features a self-correcting antenna that retains its characteristics.

또한, 본 발명에서, 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기는 목표 주파수대역의 0.1λ의 패턴 길이로 단순 연결되거나 또는 커패시턴스 조절을 위한 슬롯이 추가될 수 있다.In addition, in the present invention, the drive device combined impedance regulator may be simply connected to a pattern length of 0.1λ of the target frequency band or a slot for adjusting capacitance may be added.

또한, 본 발명에서, 상기 자가 보정 안테나 주변에 밀접하게 금속매질의 구조물로 둘러싸인 접지 환경을 갖는 제1모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 동작되고, 자유 공간 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 제2모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기와 상기 커플링소자 겸용 복사소자가 각각 동작될 수 있다.In addition, in the present invention, in the first mode having a grounding environment surrounded by a structure of a metal medium closely around the self-correcting antenna, the drive element combined impedance controller is operated, and a free space or an antenna around the antenna is opened to the antenna. In the second mode having an operating ground environment, the drive element combined impedance controller and the coupling element combined radiation element may be operated, respectively.

또한, 본 발명에서, 상기 제1모드에서, 금속매질이 자가 보정 안테나와 전자기적으로 결합되어 금속매질의 일부가 방사체로 동작할 수 있다.In addition, in the present invention, in the first mode, the metal medium is electromagnetically coupled with the self-correcting antenna so that a part of the metal medium can operate as a radiator.

또한, 본 발명에서, 자유 공간 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 제2모드에서 상기 발룬회로부와 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 안테나로 동작하지 않을 수 있다.In addition, in the present invention, in the second mode having a ground environment that operates as an antenna in a free space or an open terminal around an antenna, the balun circuit unit and the drive element combined impedance controller may not operate as an antenna.

또한, 본 발명에서, 상기 자가 보정 안테나는 통신모듈이 구비된 카드에 설계될 수 있다.In addition, in the present invention, the self-correcting antenna may be designed on a card equipped with a communication module.

또한, 본 발명에서, 상기 카드가 삽입되는 금속매질의 카드 슬롯이 구비된 단말기는 상기 자가 보정 안테나가 카드 슬롯과 전자기적으로 결합되어 방사에너지를 송출할 수 있다.In addition, in the present invention, a terminal equipped with a card slot of a metallic medium into which the card is inserted may emit radiation energy by the electromagnetic correction of the self-calibration antenna to the card slot.

본 발명에 따르면, 핀테크나 카드기반의 무선통신 솔루션 또는 폴더블 스마트폰 등에서 급격하게 접지 환경이 변화되는 환경에 적용하여 서로 다른 동작 환경에서도 안테나가 안정적인 통신이 이루어지도록 함으로써 신호 품질의 쾌적함을 조성한 이점이 있다.According to the present invention, it is applied to an environment in which the grounding environment is suddenly changed in a pin-tech or card-based wireless communication solution or a foldable smartphone, so that the antennas can perform stable communication even in different operating environments, thereby creating comfort in signal quality. There is an advantage.

도 1은 일반적인 PIFA(평판 역F 안테나)와 그라운드의 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 일반적인 PIFA(평판 역F 안테나)가 가공의 금속케이스에 쌓였을 때에 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 일반적인 핀 다이오드(PIN Diode)를 사용한 재구성 안테나를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시 예로, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나가 금속매질에 삽입 또는 근접 설치된 경우(제1모드)에 각 구성의 역할을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시 예로, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나가 자유 공간상에 설치된 경우(제2모드)에 각 구성의 역할을 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 발룬회로부에서 커플링소자 겸용 복사소자를 분리한 안테나가 제1모드일 때에 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 발룬회로부에서 커플링소자 겸용 복사소자를 분리한 안테나가 제2모드일 때에 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 듀얼모드로 작동하는 안테나가 제1모드일 때에 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 듀얼모드로 작동하는 안테나가 제2모드일 때에 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 발룬회로부에서 커플링소자 겸용 복사소자를 분리한 다른 패턴의 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 적용된 자가 보정 안테나가 설치된 카드가 해당 장치의 슬롯에 삽입된 제1모드로 작동하는 상태의 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 발룬회로부에서 커플링소자 겸용 복사소자를 분리한 다른 패턴의 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 적용된 자가 보정 안테나가 설치된 카드가 자유 공간상의 제2모드로 작동하는 상태의 부위별 전계강도와 공진특성을 나타낸 그래프이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나에서, 정상적으로 작동하고 있는 자가 보정 안테나의 실측 결과를 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 다른 실시 예로, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나가 자유 공간상에 설치된 제2모드에서 각 구성의 역할을 나타낸 구성도이다.
1 is a graph showing the electric field strength and resonance characteristics of a general PIFA (reverse flat F antenna) and ground.
FIG. 2 is a graph showing electric field strength and resonance characteristics for each part when a general PIFA (reverse F antenna) is stacked in a metal case.
3 is a picture showing a reconstructed antenna using a general pin diode (PIN Diode).
4 is an embodiment according to the present invention, a configuration diagram showing the role of each component when a self-correcting antenna that maintains similar resonance characteristics in another ground environment is inserted into or adjacent to a metal medium (first mode).
5 is an embodiment according to the present invention, a configuration diagram showing the role of each component in a case where a self-correcting antenna maintaining a similar resonance characteristic in a different ground environment is installed in a free space (second mode).
6 is a self-correcting antenna that maintains similar resonance characteristics in another ground environment according to the present invention, showing the electric field strength and resonance characteristics of each part when the antenna in which the coupling element and the radiating element are separated from the balun circuit unit is in the first mode. It is a graph.
7 is a self-correcting antenna that maintains similar resonant characteristics in another ground environment according to the present invention, showing the electric field strength and resonance characteristics of each part when the antenna in which the coupling element and the radiating element are separated from the balun circuit part is in the second mode. It is a graph.
8 is a graph showing electric field strength and resonance characteristics for each part when the antenna operating in the dual mode is the first mode in the self-correcting antenna maintaining the similar resonance characteristics in another ground environment according to the present invention.
9 is a graph showing electric field strength and resonance characteristics for each part when the antenna operating in the dual mode is the second mode in the self-correcting antenna maintaining the similar resonance characteristics in another ground environment according to the present invention.
10 is a self-correcting antenna in which a self-correcting antenna having a similar resonance characteristic is maintained in a different grounding environment according to the present invention, and a self-correcting antenna with a different pattern of drive element and an impedance adjuster in which the coupling element and the radiation element are separated from the balun circuit part is installed. Is a graph showing the electric field strength and resonance characteristics of each part in the state of operating in the first mode inserted into the slot of the device.
Figure 11 is a self-correcting antenna in a self-correcting antenna that maintains similar resonant characteristics in a different grounding environment according to the present invention, a card in which a self-correcting antenna with a different pattern of drive element and combined impedance regulator in which the coupling element and radiation element are separated from the balun circuit is installed Is a graph showing the electric field strength and resonance characteristics of each part in the state of operating in the second mode in free space.
12 and 13 are graphs showing measurement results of a self-correcting antenna that is operating normally in a self-correcting antenna that maintains similar resonance characteristics in another ground environment according to the present invention.
14 is a configuration diagram showing a role of each configuration in a second mode in which a self-correcting antenna maintaining a similar resonance characteristic in another ground environment is installed in a free space according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 따른 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 드라이브 소자를 구비한 임피던스 자가 보정 안테나에 관한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an embodiment of an impedance self-correcting antenna having a drive element that maintains similar resonance characteristics in another ground environment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 동일한 구조의 안테나 체계이지만, 작동 환경에 따라 각 부분의 역할이 달라진다. 예를 들어, 일반적인 안테나는 인접한 금속체가 덮개 형태로 덮인 경우에 전자기장 에너지가 금속성 매질에 의해 전반사가 일어나게 된다. 따라서 안테나의 전자기장 에너지가 차폐되어 안테나로서의 본래 특성을 잃어버리게 된다. 이런 상황을 극복하기 위한 연구는 다양한 케이스로 진행되고 있다. 또한, 목표 주파수대역에서 동작하는 안테나와 통신모듈이 설치된 카드의 경우에는 카드 단독으로는 작동하지 않지만, 결제 단말기에 삽입되어 카드에 전원이 인가되면 카드 정보가 포함된 무선신호를 송출하게 된다. 이때, 수많은 형태의 결제 단말기가 존재하는데, 안테나 부분이 열린 단말기도 있지만, 자동차제조사의 표준 하이패스 단말처럼 카드 슬롯 전체가 금속체로 둘러싸인 RF 방사조건 측면에서 악조건의 단말기도 존재한다.Although the present invention is an antenna system having the same structure, the role of each part varies depending on the operating environment. For example, in a general antenna, when adjacent metal bodies are covered with a cover, electromagnetic field energy is totally reflected by a metallic medium. Therefore, the electromagnetic field energy of the antenna is shielded, thereby losing its original characteristics as an antenna. Research to overcome this situation has been conducted in various cases. In addition, in the case of a card having an antenna and a communication module installed in a target frequency band, the card does not work alone, but when inserted into a payment terminal and power is applied to the card, a radio signal containing card information is transmitted. At this time, there are a number of types of payment terminals, some of which have an antenna portion open, but like the standard high-pass terminals of automobile manufacturers, there are also terminals with bad conditions in terms of RF radiation conditions in which the entire card slot is surrounded by a metallic body.

도 4에서, 자가 보정 안테나(10)는 안테나가 동작하기 위한 접지부(11)가 구비되고, 접지부(11)와 급전부(12)에 개루프(Open Loop) 또는 폐루프(Close Loop) 형태의 발룬(Balun)회로부(13)가 연결된다. 발룬회로부(13)는 접지부(11)에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이를 갖는다.In FIG. 4, the self-correcting antenna 10 is provided with a ground portion 11 for the antenna to operate, and an open loop or a closed loop is connected to the ground portion 11 and the power feeding portion 12. Balun circuit portion 13 of the form is connected. The balun circuit portion 13 has an electrical length corresponding to 0.25λ of the target frequency band in the ground portion 11.

그리고 발룬회로부(13) 좌측으로는 전기적 결합에 의한 면적강화와 패턴이 전개되어 목표 주파수대역의 인덕턴스와 커패시턴스 조절을 통해 Q값의 조정과 임피던스의 확보를 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)가 연결된다. 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)는 목표 주파수대역의 0.1λ의 패턴 길이로 단순 연결되거나 또는 커패시턴스 조절을 위한 슬롯이 추가될 수 있다.Then, to the left of the balun circuit part 13, an area reinforcement and pattern are developed by electrical coupling, and a drive device combined impedance controller 14 is connected to adjust the Q value and secure the impedance by adjusting the inductance and capacitance of the target frequency band. do. The drive element combined impedance controller 14 may be simply connected with a pattern length of 0.1λ of the target frequency band or a slot for adjusting capacitance may be added.

발룬회로부(13) 우측으로는 패턴이 전개되어 전기적 결합력을 강화하기 위한 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 연결된다. 커플링소자 겸용 복사소자(15)는 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된다.To the right of the balun circuit part 13, a pattern is developed, and a coupling element and a radiating element 15 for enhancing an electrical coupling force are connected. The coupling element / coupling element 15 is connected to an electric length corresponding to 0.25λ of the target frequency band.

더욱이 본 발명은 자가 보정 안테나(10)로부터 매우 근접한 위치에 금속의 구조물 등으로 이루어진 금속매질이 위치한 경우에 금속매질의 일부를 전기적 결합을 통해 안테나 일부로 작동시키고자 할 때 유용하다. 즉, 제1모드로서 자가 보정 안테나(10) 주변에 밀접하게 금속매질의 구조물로 둘러싸인 접지 환경을 갖는 것으로 정의한다. 더욱이 자가 보정 안테나(10)는 금속카드가 삽입 고정되는 슬롯이 구비된 해당 장치에 적용된 경우이다.Moreover, the present invention is useful when a metal medium made of a metal structure or the like is located at a position very close to the self-correcting antenna 10 to operate a part of the metal medium as an antenna part through electrical coupling. That is, as the first mode, it is defined as having a grounding environment surrounded by a structure of a metal medium closely around the self-correcting antenna 10. Moreover, the self-correcting antenna 10 is a case where a metal card is applied to a corresponding device equipped with a slot into which a card is inserted and fixed.

도 5에서, 자가 보정 안테나(10)가 자유 공간상에서 작동될 때에 각 부분의 역할을 나타낸 구성도이다. 자가 보정 안테나(10)는 안테나가 동작하기 위한 접지부(11)가 구비되고, 접지부(11)와 급전부(12)에 개루프(Open Loop) 또는 폐루프(Close Loop) 형태의 발룬(Balun)회로부(13)가 연결된다. 발룬회로부(13)는 접지부(11)에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이를 갖는다. 그리고 발룬회로부(13) 우측으로는 패턴이 전개되어 전기적 결합력을 강화하기 위한 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 연결된다. 커플링소자 겸용 복사소자(15)는 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된다. 이러한 구성의 특징은, 제1모드에서 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)와 발룬회로부(13)는 근접하는 금속매질이 없는 제2모드로 작동한다. 이때, 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)의 역할은 없어지고 더미 패턴처럼 작동하지 않는다. 상기 제2모드는 자유 공간상 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 것으로 정의한다.In FIG. 5, a configuration diagram showing the role of each part when the self-correcting antenna 10 is operated in free space. The self-correcting antenna 10 is provided with a ground portion 11 for the antenna to operate, and the ground portion 11 and the power feeding portion 12 have an open loop or a closed loop balun ( Balun) circuit part 13 is connected. The balun circuit portion 13 has an electrical length corresponding to 0.25λ of the target frequency band in the ground portion 11. Further, a pattern is developed on the right side of the balun circuit part 13, and a coupling element and a radiating element 15 for enhancing an electrical coupling force are connected. The coupling element / coupling element 15 is connected to an electric length corresponding to 0.25λ of the target frequency band. The characteristic of this configuration is that in the first mode, the drive element combined impedance regulator 14 and the balun circuit 13 operate in a second mode without adjacent metal medium. At this time, the role of the drive element combined impedance controller 14 disappears and does not work like a dummy pattern. The second mode is defined as having a grounding environment that operates as an antenna in a free space or a terminal with an open antenna periphery.

다음으로, 도 6 및 도 7에서, 발룬회로부(13)에서 커플링소자 겸용 복사소자(15)를 따로 분리하여 작동시킨 결과를 나타낸 부위별 전계강도와 공진특성이다. 즉, 도 6은 발룬회로부(13)에서 커플링소자 겸용 복사소자(15)를 분리한 상태의 자가 보정 안테나(10)가 금속매질(16)에 근접하거나 둘러싸인 제1모드에서 안테나로 작동하는 것을 알 수 있다. 그러나 도 7에서, 자가 보정 안테나(10)가 금속매질(16)에 근접하거나 둘러싸이지 않은 자유 공간상의 제2모드에서 안테나로서 작동되지 않음을 알 수 있다.Next, in FIGS. 6 and 7, the electric field strength and resonance characteristics of each part showing the result of separately operating the coupling element and the radiation element 15 in the balun circuit portion 13 separately. That is, FIG. 6 shows that the self-calibration antenna 10 in a state in which the coupling element and radiation element 15 separated from the balun circuit unit 13 is operated as an antenna in a first mode proximate to or surrounded by the metal medium 16. Able to know. However, it can be seen from FIG. 7 that the self-correcting antenna 10 does not operate as an antenna in a second mode in free space that is not enclosed or surrounded by the metal medium 16.

도 8 및 도 9에서, 자가 보정 안테나(10)가 듀얼모드로 작동하는 것으로, 도 8은 금속매질(16), 예컨대, 안테나와 근접 설치된 금속의 구조물로서, 덮개나 케이스를 안테나 일부로 활용하여 목표 대역에서 작동하고 있는 전계강도를 나타낸 것이다. 여기에서 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14) 및 커플링소자 겸용 복사소자(15)에 각각 전류 및 전계가 강하게 형성되고 있음을 알 수 있다. 도 9는 자가 보정 안테나(10)가 자유 공간상에서 전계 분포로, 제2모드에서는 제1모드에서 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 커플링소자로 전환되어 목표 대역에서 전계강도가 강하게 형성되는 것을 알 수 있다.8 and 9, the self-correcting antenna 10 is operated in a dual mode, and FIG. 8 is a metal medium 16, for example, a structure of a metal installed close to the antenna, using a cover or case as part of the antenna It shows the field strength operating in the band. Here, it can be seen that the current and electric field are strongly formed in the drive element combined impedance regulator 14 and the coupling element combined radiating element 15, respectively. 9 shows that the self-correcting antenna 10 is an electric field distribution in free space, and in the second mode, the coupling element and the radiating element 15 in the first mode are converted to a coupling element, so that the electric field strength is strongly formed in the target band. You can see that

한편, 도 10에서, 자가 보정 안테나(10)가 구비된 금속카드가 해당 장치의 슬롯에 삽입된 제1모드일 때에 커플링 안테나로 작동하고, 도 11에서, 자가 보정 안테나(10)가 구비된 금속카드가 자유 공간상의 제2모드에서는 커플링 안테나로 작동하지 않음을 알 수 있다. 더욱이 도 10 및 도 11은 도 6 및 도 7의 자가 보정 안테나에서, 발룬회로부(13)에 연결된 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)의 패턴변화에 따라 각각 전계강도 및 공진특성에 다소 차이가 나타남을 알 수 있다.On the other hand, in FIG. 10, the metal card with the self-correcting antenna 10 acts as a coupling antenna when in the first mode inserted into the slot of the device, and in FIG. 11, the self-correcting antenna 10 is provided. It can be seen that the metal card does not work as a coupling antenna in the second mode on the free space. Moreover, FIGS. 10 and 11 show that in the self-correcting antennas of FIGS. 6 and 7, the electric field strength and resonance characteristics are slightly different according to the pattern change of the impedance regulator 14 combined with the drive element connected to the balun circuit 13. Able to know.

도 12 및 도 13에서, 본 발명의 자가 보정 안테나가 완전히 정상적으로 작동하고 있는 실측결과를 나타낸 그래프이다. 즉, 도 12는 자가 보정 안테나가 제1모드에서 실제 측정한 결과이고, 도 13은 자가 보정 안테나가 제2모드에서 실제 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.12 and 13, the self-correcting antenna of the present invention is a graph showing the actual results of normal operation. That is, FIG. 12 is a graph showing the actual measurement result of the self-correcting antenna in the first mode, and FIG. 13 is a graph showing the result of the actual measurement of the self-correcting antenna in the second mode.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 14에서, 접지부(11)에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이의 개루프 또는 폐루프형 발룬회로부(13)가 연결되고, 발룬회로부(13) 일측에 전기적 결합에 의한 면적강화와 목표 주파수대역의 임피던스를 조절하기 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기(14)가 연결된다. 그리고 접지부(11)에 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 연결 구성된 것이다. 더욱이 접지부(11)에 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 연결된 자가 보정 안테나의 구조는 자가 보정 안테나(10)가 자유 공간상에서 작동하기 위한 커플링소자 겸용 복사소자(15)가 접지부(11)에 직접 연결된 구조로, 0.25λ 파장의 커플링 복사소자의 형태로 변동 가능하게 설계한 것이다.In another embodiment of the present invention, in FIG. 14, the ground portion 11 is connected to the open-loop or closed-loop balun circuit portion 13 of an electric length corresponding to 0.25λ of the target frequency band, and the balun circuit portion 13 ) On one side, a drive element combined impedance controller 14 for controlling the area enhancement by electrical coupling and the impedance of the target frequency band is connected. In addition, a coupling element and a radiation element 15, which is connected to the ground portion 11 in an electric length corresponding to 0.25λ of the frequency band, is configured to be connected. Moreover, the structure of the self-correcting antenna having the coupling element and the radiation element 15 coupled to the ground portion 11 has a structure in which the self-calibration antenna 10 and the coupling element and the radiation element 15 for operating in free space are connected to the ground portion ( It is a structure that is directly connected to 11) and is designed to be variable in the form of a coupling radiation element with a wavelength of 0.25λ.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, the present invention has been illustrated and described in connection with specific embodiments, but it is understood in the art that various modifications and changes are possible without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who has it will know it easily.

1: 평판 역F 안테나 2: 접지부 3: 복사소자 4: 금속매질
10: 자가 보정 안테나 11: 접지부 12: 급전부 13: 발룬회로부 14: 드라이브소자 겸용 임피던스조절기 15: 커플링소자 겸용 복사소자 16: 금속매질
1: flat reverse F antenna 2: grounding part 3: radiating element 4: metal medium
10: Self-correcting antenna 11: Grounding section 12: Feeding section 13: Balun circuit section 14: Impedance regulator for both drive elements 15: Copying element for coupling elements 16: Metal medium

Claims (8)

자가 보정 안테나에 있어서,
접지부에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이의 개루프 또는 폐루프형 발룬회로부가 연결되고,
상기 발룬회로부 일측에 전기적 결합에 의한 면적강화와 목표 주파수대역의 임피던스를 조절하기 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 연결되며,
상기 발룬회로부 타측에 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된 커플링소자 겸용 복사소자가 연결되되,
상기 자가 보정 안테나 주변에 밀접하게 금속매질의 구조물로 둘러싸인 접지 환경을 갖는 제1모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 동작되고,
자유 공간 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 제2모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기와 상기 커플링소자 겸용 복사소자가 각각 동작되는, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
In the self-correcting antenna,
An open-loop or closed-loop balun circuit of electric length corresponding to 0.25λ of the target frequency band is connected to the ground,
A drive element combined impedance regulator is connected to one side of the balun circuit to adjust the area by electrical coupling and the impedance of the target frequency band.
The other side of the balun circuit unit is connected to a radiation element that is a coupling element connected to an electric length corresponding to 0.25λ of the frequency band,
In the first mode having a grounding environment enclosed by a structure of a metal medium, the impedance controller for the drive element is operated in the vicinity of the self-correcting antenna,
In a second mode having a ground environment that operates as an antenna in a free space or an open terminal around an antenna, similar resonance characteristics are maintained in different ground environments in which the drive element-combined impedance regulator and the coupling element-combined radiation element are respectively operated. Self-calibration antenna.
자가 보정 안테나에 있어서,
접지부에 목표 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적 길이의 개루프 또는 폐루프형 발룬회로부가 연결되고,
상기 발룬회로부 일측에 전기적 결합에 의한 면적강화와 목표 주파수대역의 임피던스를 조절하기 위한 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 연결되며,
상기 접지부에 주파수대역의 0.25λ에 해당하는 전기적인 길이로 연결된 커플링소자 겸용 복사소자가 연결되되,
상기 자가 보정 안테나 주변에 밀접하게 금속매질의 구조물로 둘러싸인 접지 환경을 갖는 제1모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 동작되고,
자유 공간 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 제2모드에서 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기와 상기 커플링소자 겸용 복사소자가 각각 동작되는, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
In the self-correcting antenna,
An open-loop or closed-loop balun circuit of electric length corresponding to 0.25λ of the target frequency band is connected to the ground,
A drive element combined impedance regulator is connected to one side of the balun circuit to adjust the area by electrical coupling and the impedance of the target frequency band.
A coupling element and a radiating element connected to an electrical length corresponding to 0.25λ of the frequency band are connected to the ground part,
In the first mode having a grounding environment enclosed by a structure of a metal medium, the impedance controller for the drive element is operated in the vicinity of the self-correcting antenna,
In a second mode having a ground environment that operates as an antenna in a free space or an open terminal around an antenna, similar resonance characteristics are maintained in different ground environments in which the drive element-combined impedance regulator and the coupling element-combined radiation element are respectively operated. Self-calibration antenna.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기는 목표 주파수대역의 0.1λ의 패턴 길이로 단순 연결되거나 또는 커패시턴스 조절을 위한 슬롯이 추가된, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
According to claim 1 or claim 2, The drive element combined impedance regulator is simply connected to a pattern length of 0.1λ of the target frequency band, or a slot for adjusting capacitance is added, maintaining similar resonance characteristics in other ground environments. Self-correcting antenna.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1모드에서, 금속매질이 자가 보정 안테나와 전자기적으로 결합되어 금속매질의 일부가 방사체로 동작하는, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
The self-correcting antenna of claim 1, wherein in the first mode, the metal medium is electromagnetically coupled with a self-correcting antenna such that a portion of the metal medium acts as a radiator.
제1항 또는 제2항에 있어서, 자유 공간 또는 안테나 주변이 개방된 단말기에서 안테나로 동작하는 접지 환경을 갖는 제2모드에서 상기 발룬회로부와 상기 드라이브소자 겸용 임피던스조절기가 안테나로 동작하지 않는, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
According to claim 1 or claim 2, In the second mode having a ground environment that operates as an antenna in a free space or an open terminal around the antenna, the balun circuit unit and the drive element combined impedance regulator do not operate as an antenna. Self-correcting antenna that maintains pseudo-resonant properties in a grounded environment.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자가 보정 안테나는 통신모듈이 구비된 카드에 설계된, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.
The self-correcting antenna according to claim 1 or 2, wherein the self-correcting antenna is designed on a card equipped with a communication module, and maintains similar resonance characteristics in different grounding environments.
제7항에 있어서, 상기 카드가 삽입되는 금속매질의 카드 슬롯이 구비된 단말기는 상기 자가 보정 안테나가 카드 슬롯과 전자기적으로 결합되어 방사에너지를 송출하는, 다른 접지 환경에서 유사 공진 특성을 유지하는 자가 보정 안테나.The terminal of claim 7, wherein the terminal equipped with a card slot of a metal medium into which the card is inserted is electromagnetically coupled to the card slot to transmit radiant energy, and maintains similar resonance characteristics in different grounding environments. Self-correcting antenna.
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