KR19980035939A - Dipole antenna - Google Patents

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Abstract

소형 이동 단말기에 장착할 수 있는 초소형 다이폴 안테나에 관한 것으로, 두쌍의 다이폴 방사소자를 유전체 기판의 가장자리에 위치하도록 하고 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖도록 하며, 두개의 출력단과 한개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결된 소형 스위치를 급전선로로 다이폴 방사소자와 연결하여 두쌍의 다이폴 방사소자에서 송수신되는 신호 중 상태가 좋은 신호를 선택하게 함으로써, 안테나의 전체적인 크기가 크게 줄어들고 스위치의 구동이 편리하다.The present invention relates to a small dipole antenna that can be mounted in a small mobile terminal, wherein two pairs of dipole radiating elements are positioned at the edges of the dielectric substrate and have different poles on the front and back sides of the substrate. A small switch connected by a pin diode chip is connected to the dipole radiating element by a feed line to select a good signal from two pairs of dipole radiating elements, thereby greatly reducing the overall size of the antenna and facilitating the operation of the switch.

Description

다이폴 안테나Dipole antenna

본 발명은 다이폴(Dipole) 안테나에 관한 것으로, 특히 소형 이동 단말기에 장착할 수 있는 초소형 다이폴 안테나에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dipole antenna, and more particularly to a micro dipole antenna that can be mounted in a small mobile terminal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 다이폴 안테나를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a dipole antenna according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합상태를 각각 보여주는 구성도이고 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 직렬형 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치와 병렬형 SPDT 스위치를 각각 보여주는 회로도이다.1A to 1C are diagrams illustrating the front, rear, and coupling states of a dipole antenna according to the related art, respectively, and FIGS. 2A and 2B illustrate a single-pole double through (SPDT) switch of a dipole antenna according to the prior art. This is a circuit diagram showing each of the parallel SPDT switches.

도 1a, 도 1b, 도 1c에 도시된 바와 같이, 다이폴 안테나는 유전체판(1)과, 유전체판(1)을 사이에 두고 서로 다른 평면에 각각 방사소자(2)와 급전선로(3)가 비어홀(4)을 통해 연결된 구조를 갖는다.As shown in Figs. 1A, 1B, and 1C, the dipole antenna has a dielectric plate 1 and a radiation element 2 and a feed line 3 on different planes with the dielectric plate 1 interposed therebetween. It has a structure connected through the via hole (4).

이때, 방사소자(2)는 접지면(5)으로부터 벌룬(Balun)(6)을 사이에 두고 날개형태로 양쪽으로 갈라진 구조를 갖는다.At this time, the radiating element (2) has a structure that is divided in both sides in the form of a wing with a balloon (Balun) (6) between the ground plane (5).

또한, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 다이폴 안테나의 스위칭 소자인 SPDT 스위치는 직렬형과 병렬형이 있고, 이들은 3단자 소자로서 하나의 입력단(11, 12)과 두개의 출력단(12와 13, 22와 23)을 각각 가지고 있으며, 입력단(11, 21)에 입사되는 신호의 흐름을 조절하기 위해 각 출력단(12와 13, 22와 23)에 두개의 스위칭 소자(13와 15, 24와 25)가 접속되어 있다.Also, as shown in Figs. 2A and 2B, SPDT switches, which are switching elements of a dipole antenna, have a series type and a parallel type, and these are three-terminal elements, with one input terminal 11, 12 and two output terminals 12 and 13, 22, and 23, respectively, and two switching elements (13, 15, 24, and 24) at each output terminal (12, 13, 22, and 23) to control the flow of the signal incident on the input terminals (11, 21). 25) is connected.

이때, 스위칭 소자(14와 15, 24와 25)는 다이오드나 트랜지스터가 사용된다.At this time, a diode or a transistor is used for the switching elements 14 and 15, 24 and 25.

이와 같은 구조를 갖는 SPDT 스위치의 동작을 살펴보면, 스위칭 소자(14, 24)가 온(ON)상태이고 스위칭 소자(15, 25)가 오프(OFF) 상태일 때는 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(12, 23)으로만 전달되고, 소자의 스위칭 상태가 반전되면 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(13, 22)으로만 전달된다.Referring to the operation of the SPDT switch having such a structure, when the switching elements 14 and 24 are ON and the switching elements 15 and 25 are OFF, the signals of the input terminals 11 and 21 are Only the output terminals 12 and 23 are transmitted, and when the switching state of the device is reversed, the signals of the input terminals 11 and 21 are transmitted only to the output terminals 13 and 22.

즉, 스위칭 소자(14, 24)와 스위칭 소자(15, 25)에 각각 5V, - 5V의 전압을 걸어 주면, 스위칭 소자(14, 24)가 온(ON)상태가 되고 스위칭 소자(15, 25)가 오프(OFF)상태가 되어 입력단(11, 21)의 신호는 출력단(12, 23)으로만 전달된다.That is, when voltages of 5V and -5V are applied to the switching elements 14 and 24 and the switching elements 15 and 25, respectively, the switching elements 14 and 24 are turned on and the switching elements 15 and 25 are turned on. ) Is turned off, and the signals of the input terminals 11 and 21 are transmitted only to the output terminals 12 and 23.

그리고, 입력단(11, 21)의 신호를 출력단(13, 22)으로만 전달하기위해서는 스위칭 소자(14, 24)와 스위칭 소자(15, 25)에 각각 -5V, 5V의 전압을 걸어주면 된다.In order to transmit the signals of the input terminals 11 and 21 only to the output terminals 13 and 22, voltages of −5 V and 5 V may be applied to the switching elements 14 and 24 and the switching elements 15 and 25, respectively.

그러나, 종래 기술에 따른 다이폴 안테나에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the dipole antenna according to the prior art has the following problems.

첫째, 급전선로를 형성할 때 다이폴 안테나에는 넓은 접지면이 요구되며, 날개 형태를 갖는 안테나의 사이에는 벌룬이 존재하므로 안테나의 전체적인 크기가 크다.First, a wide ground plane is required for a dipole antenna when forming a feed line, and a balloon is present between antennas having a wing shape, and thus the overall size of the antenna is large.

둘째, 안테나와 급전선로를 연결하기 위해서는 비어홀의 과정이 필요하므로 제조공정이 복잡하다.Second, since the via hole process is required to connect the antenna and the feed line, the manufacturing process is complicated.

셋째, 안테나의 날개 상단부에 유전체막이 존재하므로 방사특성이 좋지 않다.Third, since the dielectric film is present at the top of the wing of the antenna, radiation characteristics are not good.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안테나의 크기를 소형화 하여 소형 이동 단말기 등에 사용할 수 있는 다이폴 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a dipole antenna that can be used in a small mobile terminal by miniaturizing the size of the antenna.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합상태를 각각 보여주는 구성도1A to 1C are diagrams illustrating the front, rear, and coupling states of a dipole antenna according to the related art, respectively;

도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 다이폴 안테나의 직렬형 SPDT 스위치와 병렬형 SPDT 스위치를 각각 보여주는 회로도2A and 2B are circuit diagrams showing a series SPDT switch and a parallel SPDT switch, respectively, of a dipole antenna according to the related art.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합 상태를 각각 보여주는 구성도3A to 3C are diagrams illustrating the front, rear, and coupling states of the dipole antenna according to the present invention, respectively;

도 4는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 SPDT 스위치를 보여주는 회로도4 is a circuit diagram showing an SPDT switch of a dipole antenna according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

50:유전체 기판51a~51d:다이폴 방사소자50: dielectric substrate 51a to 51d: dipole radiating element

52:급전선로53:스위치부52: feeder line 53: switch unit

54:접지면60a, 60b:출력단54: ground plane 60a, 60b: output terminal

61:입력단62:핀 다이오드 칩61 input terminal 62 pin diode chip

63:전원공급선로64:저항63: power supply line 64: resistance

본 발명에 따른 다이폴 안테나는 유전체 기판의 가장자리에 위치하며 유전체 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖는 다이폴 방사소자에 그 특징이 있다.The dipole antenna according to the present invention is characterized by a dipole radiating element located at the edge of the dielectric substrate and having different poles on the front and back surfaces of the dielectric substrate.

본 발명의 다른 특징은 두개의 출력단과 한개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결되고 입력단과 핀 다이오드 칩 사이에 저항이 연결된 스위치에 있다.Another feature of the invention is a switch in which two outputs and one input are connected by a pin diode chip and a resistor connected between the input terminal and the pin diode chip.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 다이폴 안테나를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the dipole antenna of the present invention having the features as described above with reference to the accompanying drawings as follows.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 전면, 후면 및 그 결합 상태를 각각 보여주는 구성도이고 도 4는 본 발명에 따른 다이폴 안테나의 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치를 보여주는 회로도이다.3A to 3C are diagrams showing the front, rear, and coupling states of the dipole antenna according to the present invention, respectively, and FIG. 4 is a circuit diagram showing a single pole double through (SPDT) switch of the dipole antenna according to the present invention.

도 3a 내지 도 3c를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 유전체 기판(50), 두쌍의 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d), 급전선로(52), 스위치부(53) 그리고 접지면(54)으로 구성된다.Referring to FIGS. 3A to 3C, the structure thereof includes a dielectric substrate 50, two pairs of dipole radiating elements 51a, 51b, 51c, and 51d, a feed line 52, a switch part 53, and a ground plane 54. It is composed of

이때, 두쌍의 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d)는 서로 직교되며 각 쌍은 T자 형태로 형성된다. 그리고, 각 쌍은 유전체 기판(50)의 가장자리에 위치하고 유전체 기판(50)의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖도록 형성된다.At this time, the two pairs of dipole radiating elements 51a, 51b, 51c, and 51d are orthogonal to each other, and each pair is formed in a T shape. Each pair is formed at an edge of the dielectric substrate 50 and has different poles on the front and rear surfaces of the dielectric substrate 50.

즉, 유전체 기판(50) 앞면의 가장자리에는 다이폴 방사소자(51a, 51b)가 형성되고 다이폴 방사소자(51a, 51b, 51c, 51d)에서 송수신되는 신호 중에서 상태가 좋은 신호를 선택하는 스위치부(53)의 출력단(60a, 60b)과 다이폴 방사소자(51a, 51b)에 급전선로(52)가 연결된다. 그리고, 유전체 기판(50) 뒷면의 가장자리에는 유전체 기판(50) 앞면의 다이폴 방사소자(51a, 51b)에 상응하는 다이폴 방사소자(51c, 51d)가 형성되고, 다이폴 방사소자(51c, 51d)에 연결된 접지면(54)은 유전체 기판(50)앞면에 형성된 급전선로(52)와 스위치부(53)를 포함하도록 형성된다.That is, the dipole radiating elements 51a and 51b are formed at the edges of the front surface of the dielectric substrate 50 and the switch unit 53 for selecting a good signal from the signals transmitted and received by the dipole radiating elements 51a, 51b, 51c, and 51d. The feed line 52 is connected to the output terminals 60a and 60b of the () and the dipole radiating elements 51a and 51b. Dipole radiating elements 51c and 51d corresponding to the dipole radiating elements 51a and 51b on the front surface of the dielectric substrate 50 are formed at the edges of the back surface of the dielectric substrate 50 and are formed on the dipole radiating elements 51c and 51d. The connected ground plane 54 is formed to include a feed line 52 and a switch part 53 formed on the front surface of the dielectric substrate 50.

또한, 도 4를 참조하여 스위치부(53)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.In addition, referring to Figure 4 looks at the configuration of the switch unit 53 as follows.

도 4는 다이폴 안테나의 SPDT(Single Pole Double Through) 스위치로서, 두개의 출력단(60a, 60b), 한개의 입력단(61), 출력단(60a, 60b)과 입력단(61)을 연결하는 핀(pin) 다이오드 칩(62), 한개의 입력단(61)과 두개의 출력단(60a, 60b)에 각각 연결되는 전원공급선로(63)로 구성된다.FIG. 4 is a single pole double through (SPDT) switch of a dipole antenna, and pins connecting two output terminals 60a and 60b, one input terminal 61, output terminals 60a and 60b and the input terminal 61, and FIG. The power supply line 63 is connected to the diode chip 62, one input terminal 61 and two output terminals 60a and 60b, respectively.

이때, 두개의 출력단(60a, 60b) 사이에는 입력단(61)과 핀 다이오드 칩(62) 사이에 저항(64)이 연결된 바이어스 회로가 구성된다. 그리고, 핀 다이오드 칩(62)는 두개의 핀 다이오드를 서로 다른 전류 방향을 갖도록 구성하고 두개의 핀 다이오드의 한쪽 끝단은 입력단(61)에 연결되고 다른쪽의 끝단은 각각 서로 다른 출력단(60a, 60b)에 연결된다.In this case, a bias circuit in which a resistor 64 is connected between the input terminal 61 and the pin diode chip 62 is formed between the two output terminals 60a and 60b. In addition, the pin diode chip 62 configures two pin diodes to have different current directions, one end of the two pin diodes is connected to the input terminal 61, and the other end of the pin diode chip 62 has different output terminals 60a and 60b, respectively. )

이와 같이, 직렬형 구조를 갖는 스위치의 동작을 설명하면 다음과 같다.As described above, the operation of the switch having the serial structure will be described.

먼저, 입력단(61)에 5V를 걸어주면, 전원공급선로(63)에 의해 각 출력단(60a, 60b)에는 5V가 인가되고, 입력단(61)과 핀 다이오드 칩(62) 사이의 저항(64)에 의해 핀 다이오드 칩(62)에는 5V보다 낮은 전원이 인가되므로 출력단(60b)에 연결된 핀 다이오드는 온(ON) 상태가 되고 출력단(60a)에 연결된 핀 다이오드는 오프(OFF) 상태가 되어 입력단(61)의 신호는 출력단(60b)으로만 전달된다.First, when 5V is applied to the input terminal 61, 5V is applied to each output terminal 60a, 60b by the power supply line 63, and the resistance 64 between the input terminal 61 and the pin diode chip 62 is applied. Since a power supply lower than 5 V is applied to the pin diode chip 62, the pin diode connected to the output terminal 60b is turned on and the pin diode connected to the output terminal 60a is turned off to be turned off. The signal of 61 is transmitted only to the output terminal 60b.

그리고, 입력단(61)의 신호를 출력단(60a)으로만 전달하기 위해서는 입력단(61)에 -5V의 전압을 걸어주면 된다.In order to transmit the signal of the input terminal 61 only to the output terminal 60a, a voltage of −5 V may be applied to the input terminal 61.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다이폴 안테나는 무선 LAN(Local Area Network)용 안테나로서, 주로 실내에서 사용되기 때문에 반사파에 의한 신호 감쇄 및 간섭이 많이 발생한다.The dipole antenna of the present invention having the above configuration is a wireless LAN (Local Area Network) antenna, and is mainly used indoors, so signal attenuation and interference due to reflected waves are generated a lot.

따라서, 완전한 통신 채널을 구축하기 위하여 서로 직각이 되도록 구성된 편파가 다른 두개의 안테나를 이용하여 신호를 송수신하게 된다. 그리고, 이들 신호 중에서 상태가 좋은 신호가 선택되도록 두개의 안테나로 신호가 입출력되는 경로에 스위치를 연결하여 신호를 송수신한다.Therefore, polarized waves configured to be perpendicular to each other to establish a complete communication channel transmit and receive signals using two different antennas. Then, a signal is transmitted and received by connecting a switch to a path through which signals are input and output by two antennas so that a good signal is selected from these signals.

본 발명의 다이폴 안테나에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.The dipole antenna of the present invention has the following effects.

첫째, 방사소자가 유전체 기판의 양면에 구성되므로 벌룬 및 비어홀이 필요없어 안테나의 전체적인 크기가 크게 줄어들고 제조공정이 간단하다.First, since the radiating element is configured on both sides of the dielectric substrate, there is no need for balloons and via holes, so the overall size of the antenna is greatly reduced and the manufacturing process is simple.

둘째, 방사소자를 기판의 가장자리에 형성하고 접지면을 줄임으로써, 안테나의 방사특성이 개선된다.Second, the radiation characteristics of the antenna are improved by forming the radiating element at the edge of the substrate and reducing the ground plane.

Claims (6)

기판;Board; 상기 기판의 가장자리에 위치하고 기판의 앞면과 뒷면에 서로 다른 극을 갖는 두쌍의 다이폴 방사소자;Two pairs of dipole radiating elements positioned at edges of the substrate and having different poles on the front and rear surfaces of the substrate; 상기 기판의 앞면에 위치하고 상기 두쌍의 다이폴 방사소자에서 송수신되는 신호 중 일 신호를 선택하는 스위치부;A switch unit disposed on a front surface of the substrate and selecting one signal among signals transmitted and received by the two pairs of dipole radiating elements; 상기 스위치부의 출력단과 기판 앞면의 다이폴 방사소자에 연결되는 급전선로; 상기 기판 뒷면의 일정영역에 형성되고 다이폴 방사소자와 연결되는 접지면을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.A feed line connected to an output terminal of the switch unit and a dipole radiating element on a front surface of the substrate; And a ground plane formed in a predetermined region behind the substrate and connected to a dipole radiating element. 제 1항에 있어서, 상기 스위치부는 두개의 출력단과 한개의 입력단이 핀 다이오드 칩으로 연결되고 한개의 입력단은 두개의 출력단에 각각 전원공급선로 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.The dipole antenna according to claim 1, wherein the switch unit has two output terminals and one input terminal connected to each other by a pin diode chip, and one input terminal is connected to each of the two output terminals by a power supply line. 제 2항에 있어서, 상기 핀 다이오드 칩은 두개의 핀 다이오드를 서로 다른 전류 방향을 갖도록 구성하고 두 핀 다이오드의 한쪽 끝단은 입력단에 연결되고 두핀 다이오드의 다른쪽 끝단은 각각 서로 다른 출력단에 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.3. The pin diode chip of claim 2, wherein the pin diode chip is configured so that two pin diodes have different current directions, one end of the two pin diodes is connected to an input terminal, and the other end of the two pin diodes is respectively connected to a different output terminal. Dipole antenna. 제 1항 및 제 2항에 있어서, 상기 스위치부는 입력단과 핀 다이오드 칩 사이에 저항이 연결됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.The dipole antenna of claim 1 or 2, wherein the switch unit is connected to a resistor between an input terminal and a pin diode chip. 제 1항에 있어서, 상기 접지면은 급전선로와 스위치를 포함하도록 형성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.The dipole antenna according to claim 1, wherein the ground plane is formed to include a feed line and a switch. 제 1항에 있어서, 상기 두쌍의 다이폴 방사소자는 서로 직교되며 각 쌍은 T자 형태로 형성됨을 특징으로 하는 다이폴 안테나.The dipole antenna of claim 1, wherein the two pairs of dipole radiating elements are orthogonal to each other, and each pair is formed in a T shape.
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