KR20000069154A - 유전체가 내재된 안테나 - Google Patents

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Abstract

200MHz 위의 주파수에서 동작을 위해 유전체가 내재된 루프 안테나는 5보다 큰 상대 유전상수를 갖는 긴 원통 코어와, 한 쌍의 동일한 공간에 걸치는 나선형 안테나 전극과, 근접 종단으로부터 안테나 전극들에 연결된 가장 먼 종단까지 코어를 통하여 연장하는 동축케이블 모양의 피더 구조와, 코어 원통 표면에 형성되고 그리고 코어의 근접 종단에서 피더 구조에 접속된 발룬을 갖는다. 각각의 나선형 안테나 전극은 중간 위치에서 분기되어 일반적으로 2개의 평행한 가지들을 근접하게 형성하는데, 상기 각각의 가지는 다른 긴 전극의 대응 가지를 만나기 위해 코어 주위의 각각의 연결 경로에 연결되므로, 피더 구조의 2개 도체들 사이의 도전 루프를 형성한다. 2개의 도전 루프는 예컨대 다른 길이를 갖는 가지의 결과로서 서로 다른 전기적인 길이를 갖는다. 양호한 실시 예에서, 코어 주위의 연결 경로들은 발룬을 구성하는 분열된 도전 슬리브의 가장자리에 의해 형성된다. 슬리브는 한 쌍의 세로로 연장하고 직경상에서 서로 마주보는 1/4파 슬릿들에 의해 분리된 2개의 부분으로 형성되고, 각각의 상기 1/4파 슬릿들은 각각의 나선형 안테나 전극의 가지들 사이의 공간으로부터 코어의 근접 종단에 인접한 단락회로 종단까지 연장한다.

Description

유전체가 내재된 안테나{A DIELECTRIC-LOADED ANTENNA}
본 발명은 200MHz가 넘는 주파수에서 동작하고, 기다란 유전코어의 표면에 인접하거나 또는 표면 위에 3차원 안테나 전극 구조를 갖고, 상기 코어의 상대 유전상수가 5보다 큰 고체 물질로 형성된 유전체가 내재된 안테나에 관한 것이다.
상기 안테나는 발표된 영국 특허 출원 번호 제GB2292638A호로부터 알려졌고, 상기 출원은 4개의 나선형 안테나 전극을 갖고 안테나 전극 구조를 하고있는 콰드러필러(quadrifilar) 안테나를 발표하였는데, 상기 4개의 나선형 안테나 전극은 원통형 세라믹 코어의 원통형 외부 표면 위에 금속 도체 트랙으로 형성된다. 코어는 내부 금속 줄무늬를 하고있는 축상의 통로를 갖고, 상기 통로는 축상의 피더(feeder) 도체, 내부 도체, 그리고 코어 종단 위에서 피드 선을 마주 보고 형성된 반지름상의 도체들을 통하여 피드(feed)선을 나선형 안테나 전극에 접속하기 위해 동축케이블 모양의 피더 구조를 형성하는 줄무늬를 수용한다. 안테나 전극의 다른 종단은 코어의 근접 종단 부분을 둘러싸는 판상의 슬리브(sleeve) 형태로 공통의 가상 그라운드 도체에 접속되고, 축 통로의 줄무늬에 의해 형성된 동축케이블 피더의 바깥쪽 도체에 접속된다. 피더 구조와 함께 슬리브는 트랩(trap)을 형성하고, 그라운드로부터 나선형 전극을 분리시키지만, 피더 구조 가장자리 둘레에서 나선형 전극을 서로 연결시키는 도전 경로를 제공한다. 이 안테나는 소스로부터 원형 편광된 신호를 수신하기 위한 전방향성 안테나로 주로 쓰여지고, 상기 소스는 안테나 바로 위, 즉 축 위에 있거나, 또는 축에 수직인 평면 위에서 높이가 수 도 정도로 아래로 향하는 보다 작은 각도를 갖는다. 이 안테나는 글로벌 위치추적 시스템(GPS) 위성으로부터 신호를 수신하기에 특히 적당하다. 또한, 안테나는 수직 또는 수평 편광된 신호를 수신할 수 있기 때문에, 휴대용 코드 없는 전화나 이동 전화와 같은 다른 무선통신 장치에 이용될 수 있다.
휴대용 전화 이용에 특히 적당한 유전체가 내재된 안테나는 나선형 바이필러(bifilar) 루프 안테나이고, 상기 안테나에서 전술된 것처럼 도전 슬리브와 연결하여, 지름상에서 2개의 마주보며 반바퀴 회전하는 나선형 전극은 복사 패턴을 양산하는 꼬인 루프를 형성하는데, 상기 복사 패턴은 평면에 수직인 축상에 중심을 둔 2개의 서로 마주보는 널(null)을 제외하고는 전방향성이며, 상기 평면은 2개의 나선형 전극의 4개의 종단에 의해 형성된다. 이 안테나는 계류중인 영국 특허 출원 번호 제2309592A호에 발표되었는데, 발표 내용은 참고문헌으로서 본 출원 발표의 일부분이다. 이 루프 안테나가 이동전화 핸드셋(handset)에 적절히 장착될 때, 널의 존재는 신호전송 동안 사용자 머리 방향으로 향하는 복사 레벨을 줄인다. 안테나 이득이 많은 이전의 이동전화 핸드셋 안테나보다 좋지만, 상기 이득은 중앙 공진 주파수 위와 아래의 최대 값보다 훨씬 작다. 본 발명의 목적은 상대적으로 넓은 대역폭을 갖거나, 또는 2개의 주파수대에서 동작할 수 있는 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 첫 번째 양상은 200MHz 위의 주파수에서 동작하는 유전체가 내재된 루프 안테나를 제공하는 것이고, 상기 안테나는 상대 유전율 상수가 5보다 큰 고체 물질로 형성된 기다란 유전체 코어와 코어 표면에 인접하거나 또는 위에서 3차원 안테나 전극 구조를 구비하는데, 상기 3차원 안테나 전극 구조는 코어에 위에서 세로로 공간적으로 떨어져 있는 위치들 사이를 연장하는 적어도 한 쌍의 측면으로 서로 마주보는 기다란 안테나 전극과 상기 전극의 쌍을 서로 연결하기 위해 코어 주위를 연장하는 연결 도체 그리고 피드 접속에 연결된 제1 종단과 연결도체에 연결된 제2 종단을 갖는 기다란 전극을 포함하며, 상기 기다란 전극 및 연결도체는 피드 접속으로부터 피드 접속에서 코어의 세로로 떨어져 있는 위치까지 각각 연장한 다음, 코어 둘레, 그리고 본래의 피드 접속으로 다시 연장되는 적어도 2개의 고리 모양의 도전 경로를 함께 형성하는데, 상기 2 경로 중 하나의 전기적인 길이가 안테나의 동작 주파수에서 다른 경로의 길이보다 보다 크다. 고리 모양의 도전 경로는 서로 다른 전기적인 길이를 갖기 때문에, 그들의 공진 주파수는 서로 다르고, 예컨대 이동 전화 시스템의 송신 및 수신 주파수대의 중앙 주파수와 일치하도록 선택될 수 있다.
연결도체는 피드 접속 반대쪽 종단에 인접한 코어의 바깥 표면에서 1/4파 발룬(balun)에 의해 형성되고, 후자는 코어를 통하여 세로로 연장하는 피더 구조에 의해 제공된다. 양호한 실시 예로, 연결도체는 발룬 슬리브의 서로 격리된 부분에 의해 형성되어 두 고리 모양의 도전 경로 각각이 각 슬리브 부분의 가장자리 부분을 포함한다. 슬리브 부분은 슬리브를 형성하는 도전 물질로 슬릿(slit)을 세로로 연장하여 서로로부터 격리되고, 각 단락회로 종단에서 적절한 슬리브 가장자리까지 각 슬릿의 전기적인 길이는 동작주파수에서 적어도 대략 1/4파장과 같게 되어 두 슬리브 부분들 사이의 분리가 긴 안테나 전극을 갖는 그들의 접합부에 제공된다.
대안으로, 각 연결 도체는 하나의 긴 안테나 전극으로부터 다른 전극까지 코어의 각 측면 주위를 연장하는 도전 스트립에 의해 형성된다. 다른 대안으로, 하나의 연결 도체는 이러한 방법으로 형성되고, 다른 것은 전술된 슬릿을 갖고 또는 안 갖고 1/4파 발룬 슬리브의 가장자리에 의해 형성된다. 발룬 슬리브를 구체화하는 이점은 안테나가 피더 구조에 연결된 단일 종단 피드로부터의 밸런스(balance) 모드에서 동작한다는 것이다.
안테나 전극 구조는 측면으로 마주보는 한 쌍의 기다란 안테나 전극을 갖는데, 상기 각각의 전극은 전극의 제1 및 제2 종단 사이의 위치로부터 연결도체의 각각의 위치까지 연장되는 분할된 부분을 갖도록 포크모양으로 형성된다. 2개의 고리 모양의 도전 경로들 사이의 전기적인 길이 차는 하나 또는 두 개의 분할된 부분을 서로 다른 전기적인 길이를 갖는 가지로서 형성하여 성취된다. 각각의 가지는 코어의 마주보는 측면 주위로 연장하는 각각의 연결도체에 접속되는데, 상기 코어의 마주보는 부분은 적어도 긴 전극들로 이루어진 영역에서 서로로부터 분리된다. 경로 길이 차는 서로 다른 길이를 갖는 가지를 만들어서 성취될 뿐만 아니라, 연결도체를 코어의 마주보는 측면들 위에 서로 다르게 형성하여 성취될 수 있다.
특히 만족스러운 동작은 각 도전 경로의 공진주파수에서 λ가 대응 파장이 되도록 각 가지의 전기적인 길이가 대략 90°(또는 (2n+1)λ/4, n=0, 1, 2 ...)가 되도록 조정하여 성취될 수 있다. 연결도체는 동작주파수에서 낮은 임피던스 위치를 나타내고, 각각의 90°길이는 전류-전압 트랜스로서 동작하여 각각의 포크 모양을 한 전극의 포크에서의 임피던스는 상대적으로 높게된다. 따라서, 도전 경로들 중 하나의 공진주파수에서, 다른 경로 또는 경로들로부터 분리됨과 동시에 상기 경로에서 여기(excitation)가 발생한다. 각 가지는 다른 가지가 공진 시에 다른 가지의 도전 경로를 최소로 로드 한다는 사실 때문에 두 개 또는 더 많은 공진이 다른 주파수에서 성취될 수 있다. 실제로, 두 개 또는 보다 많은 상호 분리된 낮은 임피던스 경로가 코어 주위에서 형성된다.
본 발명을 따르는 양호한 실시 예에서, 연결 도체 또는 도체들과의 접합부에서 안테나 전극에 대해 유리한 낮은 임피던스 연결점은 고리 모양의 연결도체에 의해 분할된 원통 도전 슬리브 형태로 제공되는데, 상기 슬리브는 분리 트랩을 형성하기 위해 코어를 통하여 세로로 연장하는 피더 구조와 연결되어 동작하고, 상기 트랩은 고리 모양의 도체 경로 주위를 순환하는 전류를 슬리브 가장자리에 제한한다. 슬리브의 근접 종단을 피더 구조에 접속하고, 슬리브 세로방향의 전기적인 길이가 안테나의 동작주파수대 내의 적어도 대략 n??90°(n은 홀수이다)가 되게 조정하여, 슬리브는 긴 안테나 전극을 위한 가상 그라운드를 제공한다. 슬리브는 세로로 연장하는 슬릿이 슬리브 도전 물질을 단절시키는 것으로 형성됐다는 의미에서 분리된다. 그러므로, 전술된 것과 같이 슬리브 가장자리에 접속된 가지를 갖는 각각의 긴 안테나 전극의 경우에, 두 개의 슬릿 각각은 각각의 기다란 안테나 전극 가지들 사이의 공간으로부터 각각의 단락 회로 종단까지 연장되어, 두 부분의 원통형 슬리브 부분을 형성한다. 슬릿 각각은 동작주파수대에서 약 1/4파장(λ/4)의 전기적인 길이를 갖기 때문에, 단락회로 종단의 0 임피던스는 기다란 안테나 전극 가지와의 접합부에서 슬리브 부분들 사이의 높은 임피던스로 변환된다.
각 슬릿에 대한 양호한 λ/4의 전기적인 길이를 수용하기 위해서, 각 슬릿은 L자 형태이고, 세로로 동작하는 제1 부분과 세로 부분과 수직으로 동작하는 단락회로 종단에 인접한 제2 부분을 갖는다. 제2 종단 부분 중 하나를 코어 둘레의 한 방향으로 향하도록 하고 다른 제2 부분을 코어 둘레의 반대 방향으로 향하도록 조정하여, 슬리브 부분들 중 하나의 전기적인 길이는 다른 것에 비해(세로 방향의 도체 경로의 핀칭(pinching)에 의해) 증가될 수 있다. 이것의 중요성은 한 슬리브 부분의 가장자리가 다른 슬리브 부분의 가장자리와 서로 다른 세로 방향의 위치에 있을 때 명백하게 된다. 핀칭이 슬리브 부분의 보다 짧은 쪽에 배치된다는 점에서, 그것의 전기적인 길이가 증가하여 발룬 동작이 가장 효과적으로 일어나는 주파수는 두 개의 고리 모양의 도전 경로들 중 보다 긴 쪽의 공진 주파수에 보다 가깝게 된다. 그러므로, 기다란 안테나 전극들의 종단은 일반적으로 공통평면에 있기 때문에, 안테나의 한 측면 주위에 제공하는 접합부는 마주보는 흙벽 주위에 제공하는 접합부와 코어 위의 서로 다른 세로 방향의 위치에 있는 한 완벽한 슬리브의 가장자리는 효과적으로 스텝(step)된다. 각 포크 모양의 안테나 전극이 두 개의 가지를 갖는다면, 보다 짧은 가지는 슬리브 가장자리의 상기 부분에 접속되는데, 상기 슬리브의 가장자리 부분은 코어의 가장 먼 종단에 보다 가까이 있고, 반면에 보다 긴 가지는 가장 먼 종단으로부터 더 떨어져 있는 가장자리 부분에 접속되어 서로 다른 길이와 서로 다른 공진주파수에서 도전 루프를 만든다. 각 전극의 분기된 부분은 서로에게 평행하면서 가깝게 되고, 가장자리, 즉 슬릿의 높은 임피던스 종단에서 각 스텝의 바닥과 꼭대기에 있는 슬리브 가장자리에서 종결한다.
나선형으로 반바퀴 도는 각각의 기다란 안테나 전극을 형성되는 원통 막대 형태의 코어의 경우에, 안테나 대역폭 연장 및 물리적인 길이의 감소가 성취된다. 나선은 막대기와 연결도체의 종단 사이의 대략 중간 위치에서 포크 모양으로 형성된다.
발명의 다른 양상에 따라, 500MHz 위의 주파수에서 동작하는 유전체가 내재된 루프 안테나는 5보다 큰 상대 유전상수를 갖는 기다란 원통형 코어와, 코어 외부 표면에서 직경상의 한 쌍의 마주보는 기다란 안테나 전극과 고리 모양으로 배열된 연결 도체를 구비하는 안테나 전극 구조를 구비한다. 긴 전극의 종단을 코어 축에 결합시키는 반지름에 의해 형성된 선들 사이의 각도 차가 20도를 넘지 않는 한, 긴 전극의 종단이 코어 축을 포함하는 공통평면에 실질적으로 놓이기 때문에, 긴 전극은 코어의 한 종단에 있는 피드 접속으로부터 연결도체까지 연장한다. 공간적으로 떨어진 주파수에서 공진을 획득하기 위해서, 긴 전극은 서로 다른 전기적인 길이를 갖는 2개의 고리 모양의 도전 경로를 정의하기 위해 각각 두 갈래로 나누어지고, 피드 접속에 각각 연결된다.
또 다른 양상에 따르면, 본 발명은 무선 송수신기를 갖는 휴대용 무선 통신 유니트, 사용 시 사용자 귀에 놓여지는 유니트의 내부 표면으로부터 소리 에너지를 안내하는 완전한 이어폰, 그리고 전술된 것과 같은 안테나를 포함한다. 안테나는 일반적으로 공통 평면이 유니트의 내부 표면에 평해하게 놓이도록 장착되어 안테나 복사 패턴 내의 널이 사용자 머리 방향으로 존재하게 한다.
본 발명의 4번째 양상에 따라, 200MHz 위의 주파수에서 동작하는 유전체가 내재된 루프 안테나는 5보다 큰 상대 유전상수를 갖는 고체 물질로 형성된 긴 유전체 코어와, 코어 표면상 또는 인접한 곳에서 코어 위에서 세로로 공간적으로 떨어진 위치들 사이를 연장하는 적어도 한 쌍의 측면으로 마주보는 긴 안테나 전극을 포함하는 3차원 안테나 전극 구조와, 상기 전극 쌍을 서로 연결하기 위해 코어 주위를 연장하는 적어도 하나의 연결도체와, 피드 접속에 연결된 제1 종단들 및 적어도 하나의 상기 연결 도체에 연결된 제2 종단들을 갖는 긴 전극을 구비하는데, 상기 긴 전극과 연결도체 또는 도체들은 피드 접속으로부터 피드 접속에서 코어의 세로로 떨어져 있는 위치까지 각각 연장한 다음, 코어 주위, 그리고 원래의 피드 접속으로 각각 연장하는 적어도 2개의 고리 모양의 도전 경로를 함께 형성하고, 2개의 경로 중 하나의 전기적인 길이가 다른 경로의 길이보다 훨씬 크고 그리고 다른 경로로부터 마주보는 측면의 코어 주위를 연장하며, 상기 연결도체는 코어를 둘러싸는 도전 슬리브와, 각각의 마주보는 코어의 측면 주위의 긴 전극들 사이의 제1 및 제2 도전 연결 경로를 제공하기 위해 각각의 제2 종단에서 슬리브 가장자리에 접속된 상기 긴 전극 쌍을 구비하고, 그리고 상기 가장자리는 제1 연결 경로가 제1 세로 위치에서 실제로 코어의 한 측면 주위를 연장하고 제2 연결 경로가 서로 다른 제2 세로 위치에서 실제로 코어의 다른 측면 주위를 연장하도록 스텝된다.
이제 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명을 따르는 안테나의 투시도이다.
도2는 도1 안테나 부분의 등가 회로도이다.
도3A, 3B, 3C는 반사된 전력을 주파수 함수로서 보여주는 그래프이다.
도4는 도1 안테나의 복사 패턴을 설명하는 도면이다.
도5는 본 발명을 따라 안테나를 구체화하는 전화 핸드셋의 투시도이다.
도6은 본 발명을 따르는 제1 대체 안테나의 투시도이다.
도7은 본 발명을 따르는 제2 대체 안테나의 투시도이다.
도8은 본 발명을 따르는 제3 대체 안테나의 투시도이다.
도9는 본 발명을 따르는 제4 대체 안테나의 투시도이다.
도1을 참조하여, 본 발명을 따르는 양호한 안테나(10)는 세라믹 코어(12)의 원통형 외부 표면에 2개의 세로로 연장하는 금속 안테나 전극(10A,10B)을 갖는 안테나 전극 구조를 갖는다. 코어(12)는 내부 금속 줄무늬(16)를 한 축상의 통로(14)를 갖고, 상기 통로는 유전체 절연 덮개(19)에 의해 둘러싸인 축상의 내부 피더 도체(18)를 수용한다. 이 경우에 내부 도체(18)와 줄무늬(16)는 코어의 가장 먼 종단면(12D)의 피드 위치에서 안테나 전극(10A,10B)에 피드 선을 연결하기 위해 피더 구조를 형성한다. 또한, 안테나 전극 구조는 대응하는 반지름상의 안테나 전극(10AR,10BR)을 포함하는데, 상기 안테나 전극(10AR,10BR)은 가장 먼 종단면(12D)에서 각각 세로로 연장하는 전극(10A,10B)의 직경상의 마주보는 종단(10AE,10BE)을 피더 구조에 접속하는 금속 도체로서 형성된다.
이 실시 예에서, 세로로 연장하는 전극(10A,10B)은 같은 평균 길이를 갖으며, 각각은 코어(12)의 축(12A) 주위를 나선형으로 반바퀴 도는 형태이고, 각각의 나선형은 측면으로 다른 나선형을 마주보고 세로로 동일한 공간에 걸친다. 각 나선형은 다수의 반바퀴, 예를 들면 1바퀴 또는 1½ 바퀴를 도는 것이 가능하다.
안테나 전극(10A,10B)은 각각 자신의 반지름상의 전극(10AR,10BR)에 의해 피더 구조의 내부 도체(18)와 외부 줄무늬(16)에 각각 연결된다.
세로로 연장하는 각각의 전극(10A,10B)은 평행한 1/4파 가지(10AA,10AB)와 (10BA,10BB)의 각각의 쌍에 의해 형성된 근접한 분할 부분을 갖는다. 이러한 가지는 일반적으로 분할되지 않은 부분과 분할된 부분 사이의 각 전극(10A,10B) 접합부의 분할되지 않은 부분(10AU, 10BU)과 동일한 방향으로 연장되며, 이 실시 예에서, 대략 전극(10A,10B)의 가장 먼 종단과 근접 종단 사이의 중간에 있다. 완벽한 도전 루프를 형성하기 위해서, 각 안테나 전극 가지(10AA,10AB,10BA,10BB)는 도전 슬리브 형태로 코어(12)의 근접 종단 부분을 둘러싸는 가상의 공통 그라운드 도체(20)의 가장자리(20RA,20RB)에 접속된다. 이 슬리브(20)는 코어(12)의 근접 종단면(12P)의 플레이팅(plating)(22)에 의해 축상의 통로(14) 줄무늬(16)에 차례로 접속된다. 그러므로, (각각의 가지를 포함하는)나선형 전극(10A,10B), 반지름상의 전극(10AR,10BR), 슬리브(20)의 각 부분(20RA,20RB)의 가장자리에 의해 형성된 각 도전 루프는 근접 종단으로부터 코어를 통해 연장하는 피더 구조에 의해 코어의 가장 먼 종단에서 피드 되고, 안테나 전극(10A,10B)들 사이에 있다. 결과적으로, 안테나는 종단으로 피드 되는 바이필라(bifilar) 나선형 구조를 갖는다.
적어도 슬리브(20)의 상측 부분이나 가장 먼 부분 위에서 슬리브(20)는 두 개의 마주보는 부분(20A,20B)으로 분할되는데, 상기(20A,20B) 각각은 코어 축(12A)에서 각이 180°에 접근하고, 안테나 전극 가지들의 근접 종단(10AAE,10ABE,10BAE,10BBE)들 사이의 공간으로부터 단락회로 종단(20SE)까지 연장하는 슬리브(20)의 도전 물질을 분열시키는 새로 슬릿(20S)에 의해 서로로부터 분리된다.
이 실시 예에서, 슬릿(20S) 각각은 코어 축과 평행한 세로 부분과 코어 주위로 연장하는 꼬리 부분을 갖고, 상기 두 개의 부분은 "L"자를 형성한다. 하측 꼬리 부분은 두 개의 슬리브 부분(20A,20B)의 보다 짧은 쪽(20A)의 폭을 핀치(pinch)하도록 서로에 대하여 반대 방향으로 향한다.
안테나(10)를 통과하는 소정의 주어진 가로측 횡단면에서, 안테나 전극(10A,10B)은 실제로 지름상에서 서로 마주보며, 안테나 전극 가지의 근접 종단(10AAE,10ABE,10BAE,10BBE)은 슬릿(20S)에서와 같이 그들이 슬리브(20) 가장자리와 만나는 장소에서 실제로 지름상에서 서로 마주본다.
안테나 전극(10A,10B)의 종단(10AE,10BE,10AAE,10ABE,10BAE,10BBE) 모두는 실제로 코어(12)의 축(12A)을 포함하는 공통평면에 놓인다. 이것의 효과는 아래에 설명된다. 이 공통 평면은 도1의 체인 선(24)에 의해 표시된다. 안테나 전극 구조에 대한 피드 접속과 피더 구조 또한 공통 평면(24)에 놓인다.
도1에 도시된 것과 같은 양호한 안테나에서, 도전 슬리브(20)는 안테나 코어(12)의 근접 부분을 커버하므로, 피더 구조(16,18) 및 슬리브(20)와 축 통로(14)의 금속 줄무늬(16) 사이의 전체 공간을 채우는 코어(12) 물질을 둘러싼다. 슬리브(20)는 코어(12) 근접 종단면(12P)의 프레이팅(22)에 의해 줄무늬(16)에 접속된 분할된 원통을 형성하고, 슬리브(20)와 플레이팅(22)의 조합이 발룬을 형성하여 피더 구조(16,18)에 의해 형성된 전송선의 신호가 안테나의 근접 종단에서의 언밸런스 상태와 슬리브(20)의 대략 상측 에지(20RA,20RB) 평면에 있는 축상의 위치에서의 밸런스 상태 사이에 전환된다. 이 효과를 성취하기 위해서, 슬리브 부분(20A,20B)의 축상의 길이는 상대적으로 높은 유전상수를 갖는 중요한 코어 물질이 존재할 경우에 발룬은 안테나 동작주파수대에서 약 λ/4 또는 90도의 전기적인 길이를 갖게된다. 안테나의 코어 물질은 축소효과를 갖고, 내부 도체(18)를 둘러싸는 고리모양의 공간은 상대적으로 작은 유전상수를 갖는 절연 유전물질(19)로 채워지기 때문에, 슬리브(20)에서 거리적으로 먼 피더 구조는 짧은 전기적인 길이를 갖는다. 결과적으로 피더 구조(16,18)의 가장 먼 종단에서의 신호는 적어도 대략적으로 밸런스 된다.
슬리브(20)의 더 이상의 효과는 안테나 동작주파수 영역의 신호를 위해서, 슬리브(20)의 가장자리 부분(20RA,20RB)은 피더 구조의 외부 도체(16)에 의해 표시된 그라운드로부터 효과적으로 절연된다는 것이다. 이것은 안테나 전극(10A,10B)들 사이에서 순환하는 전류는 실제로 가장자리 부분에 제한된다는 것을 의미한다. 그러므로, 슬리브(20)는 안테나의 언밸런스된 전류의 위상이 왜곡되는 영향을 줄이기 위해 절연 트랩으로서 동작한다.
안테나의 코어(12)를 위한 보다 양호한 물질은 지르코늄-티탄산염(zirconium-titanate)을 기초로 한 물질이다. 이 물질은 36의 상대 유전상수를 갖고, 그것의 치수 및 온도 변화에 따른 전기적인 안정도에 대해 주목돼야 한다. 유전 손실은 무시할 수 있다. 코어는 압출 또는 압력에 의해 제공된다.
안테나 전극(10A,10B,10AR,10BR)은 바깥 원통과 코어(12)의 가장 먼 종단 표면에 인접하거나 위에 형성된 금속 도체 트랙이고, 각 트랙은 그것의 동작 길이에 대해 적어도 그것의 두께만큼 큰 폭을 갖는다. 트랙은 코어(12) 표면을 금속 층으로 초기에 플레이팅 한 다음, 필요한 패턴에 따라 코어를 노출하여 층을 선택적으로 제거하여 형성된다. 대안으로, 금속 물질은 선택적인 침전이나 인쇄기술에 의해 인가된다. 모든 경우에, 치수 적으로 안정한 코어의 외부에서 완전한 전극으로서 트랙을 형성하는 것은 치수 적으로 안정한 안테나 전극을 갖는 안테나를 초래한다.
슬리브 부분(20A,20B)의 가장자리 부분(20RA,20RB)들과 함께 세로로 연장하는 안테나 전극(10A,10B)은 안테나 동작주파수 영역에서 2개의 고리 모양의 도전 경로를 형성하고, 각각의 고리 모양을 한 경로는 그라운드로부터 절연된다. 그러므로, 제1 고리 모양을 한 도전 경로는 코어의 가장 먼 표면(12D)의 피드 접속에서 시작하여, 반지름상의 도체(10AR), 전극(10A)의 상측 부분, 전극(10A)의 하측 부분의 하나의 가지(10AA), 코어(12)의 한 측면 주위로 연장하는 슬리브(20) 가장자리의 제1 반원형 부분(20RA), 전극(10B)의 가지 중 하나(10BA), 전극(10B)의 가장 먼 부분, 그리고 최종적으로 반지름 도체(10BR)를 경유하여 피더로 다시 돌아온다. 또한, 다른 도전 경로는 피더에서 시작하는 루프를 형성한다. 이 경우에, 경로는 전극(10AR), 전극(10A)의 가장 먼 부분, 전극(10A)의 다른 가지(10AB), 슬리브(20) 가장자리의 다른 부분(20RB), 이번에는 가장자리 부분(20RA)으로부터 코어(12)의 반대쪽 측면 주위로 연장하고, 그 다음 안테나 전극(10B)의 다른 가지(10BB)를 경유하여, 전극(10B)의 가장 먼 부분, 반지름상의 전극(10BR)을 경유하여 피더로 다시 돌아온다.
이 두 개의 도전 경로는 제2 도전 경로의 가지(10AB,10BB)보다 긴 제1 도전 경로의 가지(10AA,10BA) 때문에, 그리고 다른 가장자리 부분(20RB)보다 코어의 가장 먼 종단(12D)의 피드 접속으로부터 보다 멀리 있는 가장자리 부분(20RA)에 의해 서로 다른 물리적인 길이와 전기적인 길이를 갖는다. 두 가장자리 부분(20RA,20RB) 사이의 높이 차는 각 전극(10A,10B)의 안테나 전극 가지를 갖고 스텝된 윤곽을 갖는 가장자리를 초래하는데, 상기 전극(10A,10B)은 도1에 도시된 것처럼 가장자리 스텝의 마주보는 측면들에서 슬리브(20)에 잇대어진다. 고리 모양의 도전 경로 길이를 달리하는 결과로서, 상기는 서로 다른 공진 주파수를 갖는다.
도1 안테나의 안테나 전극 구조를 나타내는 등가 회로도가 도2에 도시된다. 각 반지름상의 접속(10AR,10BR)과 함께 각각의 안테나 전극(10A,10B)의 분할되지 않은 가장 먼 부분은 적어도 대략 λ/4 또는 보다 일반적으로 (2n+1)λ/4와 같은 전기적인 길이를 갖는 전송선 마디에 의해 나타내어지는데, 상기에서 λ는 안테나 동작 주파수대의 중심 파장이고 n=0, 1, 2, 3,.... 가지(10AA,10AB,10BA,10BB)는 유사한 전송선 마디, 즉 2쌍의 평행하게 접속된 마디에 의해 표시되는데, 이들 모두는 안테나 전극(10A,10B)의 가장 먼 부분 및 슬리브(20) 가장자리 부분(20RA,20RB)에 의해 표시되는 가상 그라운드 사이에 직렬로 접속된다. 가지 마디는 자신이 고리 모양의 도전 경로의 보다 긴 부분이냐 보다 짧은 부분이냐에 의존하면서 도시된 것처럼 전기적인 길이 λ1/4 또는 λ2/4를 갖는데, 상기 보다 긴 부분은 파장λ1에 대응하는 공진 주파수를 갖고, 보다 짧은 부분은 파장 λ2에 대응하는 공진 주파수를 갖는다.
슬리브(20)의 절연 효과는 안테나가 루프 모드에서 공진 일 때 전류를 가장자리 부분(20RA,20RB)에 주로 제한하기 때문에, 상기는 전류 최대치의 위치를 나타낸다. λ1와 λ2영역에서 신호가 파장을 갖기 위해, 1/4파장 가지(10AA-10BB)는 전류-전압 트랜스로서 동작하여, 각각의 안테나 전극이 분할되는 지점에서 도2에 도시된 것처럼 전압은 최대치가되고 각각의 가지를 보는 임피던스는 무한대가 된다. 결과적으로, 하나의 도전 루프가 공진 일 때 다른 루프의 가지를 보는 임피던스는 높다(λ1과 λ2가 동일한 차수를 갖는다면). 이것은 한 루프의 공진이 다른 루프의 도체들에 의해 많은 영향을 받지 않는다는 것을 의미한다. 그러므로, 2개의 다른 경로에 삽입된 2개의 공진 모드들 사이에 절연 각도가 존재한다.
발룬 접속 점(즉, 슬리브 가장자리)으로부터 전극을 따라 중간 위치에서 전압의 최대값 지점까지 지나는 2개의 평행한 도체로 분할되는 각각의 안테나 전극(10A,10B)은 서로로부터 2개의 공진 경로(도전 루프)를 절연한다. 도2에 도시된 것처럼, 이 장치는 트랜스포밍(transforming)이나 커플된 선 시스템으로서 간주된다.
스텝된 슬리브 가장자리(20RA,20RB)는 2개의 공진 주파수가 가능하도록 코어의 마주보는 측면들 주위로 2개의 다른 루프 경로 길이를 만들뿐만 아니라, 슬리브(20)에 의해 나타내어진 쵸크(choke) 발룬을 2개의 평행한 공진 길이로 분할한다.
슬리브(20) 각각의 세로 슬릿(20S)은 필요한 동작주파수 영역의 중앙 주파수에서 1/4파장 영역의 전기적인 길이를 갖도록 배열되고, 이러한 이유로 상기는 도1 실시 예의 L자 형태를 한다. 예컨대, 슬릿이 구불구불한 경로를 갖도록 하거나 또는 상기를 안테나의 근접 에지 주위에서 코어(12)의 근접 종단면(12P)상의 플레이팅(22) 속으로 연장하게 하여, 충분한 길이가 다른 구조로부터 획득될 수 있다. 이 1/4파 슬릿(20S)은 2개 도전 루프의 보다 긴 쪽의 전류를 가장자리 부분(20RA)에 제한하고 보다 짧은 루프의 전류를 가장자리 부분(20RB)에 제한하기 위해 서로로부터 2개 슬리브 부분(20A,20B)의 상측 영역을 절연하는 효과를 갖는다. 단락 회로 종단(20SE)의 0 임피던스를 2개의 가장자리 부분(20RA,20RB)의 레벨에서 슬리브 부분(20A,20B)들 사이의 높은 임피던스로 변환하여 절연이 성취된다.
슬릿(20S)의 꼬리 부분이 도1에 도시된 것처럼 서로에게 향하는 방향이 되도록 배열하는 것은 2개 슬리브 부분(20A,20B)의 보다 짧은 쪽(20A)의 가장자리 부분(20RA)과 코어의 근접 종단에서 피더 구조(16)에 대한 슬리브 접속 사이의 전류 경로에 제한사항을 소개하는 효과를 갖는다. 이 제한사항이 실제로 인덕턴스를 부가하여 슬리브 부분(20A)의 세로 임피던스를 증가시키므로, 슬리브 부분(20A)에 기인한 발룬 효과가 가장 잘 표명되는 주파수를 감소시키는 경향이 있다. 실제로, 이 주파수는 루프 모양의 도전 경로의 공진 주파수와 일치하게 되는데, 상기 경로는 보다 긴 루프 모양의 도전 경로의 경우에 이러한 슬리브 부분(20A)의 가장자리를 포함한다.
슬릿 길이는 공간적으로 떨어진 주파수에서 효율적으로 동작하도록 하는 안테나 능력에 영향을 미친다. 도 3A, 3B, 3C를 참조하여, 슬릿이 너무 짧아서 2개 슬리브 부분(20A,20B)의 상측 영역들 사이에 효과적인 절연을 촉진할 수 없다면, 상대적으로 약한 제2 피크가 도3A에 도시된 것처럼 2개 공진 주파수의 보다 긴 쪽에 형성된다. 최적의 슬릿 길이에서, 강한 절연이 획득되고, 2개 도전 루프에 기인한 2개 공진의 구조적인 결합이 도3B에 도시된 것처럼 발생하며, 이로부터 강한 공진이 도3A에 도시된 공진의 2개 주파수에서보다는 서로 밀접한 공간적으로 떨어진 2개의 주파수에서 발생한다. 슬릿 길이가 보다 증가한다면, 절연은 보다 효과적이지 못하고, 안테나는 보다 높은 주파수에서 제1 공진을 갖고 보다 낮은 주파수에서 보다 약한 제2 공진을 갖으며, 도3A의 위치와는 반대 위치이다. 안테나가 제조되는 허용오차에 의존하여, 각 안테나의 개별적인 조정은 상대적으로 짧은 전체 길이를 갖는 슬릿을 초기에 형성하고, 시험 결과를 따르는 슬릿 종단(20SE)에서 슬리브(20)의 도전 물질을 제거하여 제공된다. 예컨대, 이 것은 그라인딩(grinding)이나 레이저 제거에 의해 수행된다.
안테나 전극(10A,10B)의 종단(10AE,10BE,10AAE,10ABE,10BAE,10BBE)을 위해 모두를 공통 평면(24)(도1)에 놓이게 배열하는 것은 안테나 전극 구조를 구성하기 위한 보다 양호한 기초여서 평면(24)에 수직인 방향(28)으로부터 안테나에 입사하고 평면 파면(wavefront)을 갖는 웨이브에 의해 이러한 구조의 전극 조각에 야기된 전류의 적분은 피드 위치, 즉 피더 구조(16,18)가 안테나 전극 구조에 접속되는 곳에서 0이 되게된다. 실제로, 2개의 전극(10A,10B)은 똑 같이 배치되고, 평면(24)의 어느 한 측면에 똑 같이 가중되고, 평면에 대한 벡터 대칭을 초래한다.
반바퀴를 도는 나선형 전극(10A,10B)을 갖는 안테나 전극 구조는 단순한 평면 루프와 유사한 방법으로 실행하고, 축(12A)에 대대 가로 방향과 평면(24)에 수직인 방향으로 복사 패턴에 널을 갖는다. 그러므로, 도4에 도시된 것처럼 복사 패턴은 축(12A)에 가로방향의 수평평면과 수직 평면에 근사적으로 숫자 8형태를 갖는다. 도1 투시도에 대한 복사 패턴의 방향은 도1 및 도4에 도시된 축 x,y,z를 구비하는 축 시스템에 의해 도시된다. 복사 패턴은 2개의 널 또는 노취(notch)를 갖는데, 안테나의 각 측면에 하나가 있으며, 그리고 각각은 도1에 도시된 선(28)의 중앙에 위치한다.
안테나가 도1에 도시된 것처럼 오른쪽 측면에서 바라볼 때 보다 긴 슬리브 부분(20B)에 의한 현 적재(carrying) 슬리브 가장자리 부분(20RA)의 마스킹 때문에, y방향의 노취는 도4에 도시된 것처럼 반대 방향의 노취보다 다소 얕은 경향이 있다.
안테나는 200MHz와 5GHz 사이의 주파수에서 특별한 응용을 갖는다. 복사 패턴은 안테나가 도5에 도시된 것처럼 셀룰라 또는 코드 없는 전화기 핸드셋과 같은 휴대용 통신 유니트에 특히 사용되게 하여준다. 복사 패턴 널 중에서 하나를 사용자 머리 방향으로 향하게 하기 위해서 안테나는 중심 축(12A)(도5)과 평면(24)(도1)은 핸드셋(30)의 내부면(30I)과, 특히 이어폰(32) 영역의 내부면(30I)에 평행하도록 장착된다. 축(12A)은 도시된 것과 같이 핸드셋(30)의 세로 방향으로 이어진다. 슬리브(20)(도1)의 보다 근접한 가장자리 부분(20RB)은 핸드셋의 내부면(30I)과 같이 안테나 코어와 동일한 면에 있다. 안테나의 상대적인 방향, 복사 패턴, 그리고 핸드셋(30)은 도5에 도시된 것과 같이 축 시스템 x,y,z를 도1,2의 축 시스템의 표현과 비교하여 명백해진다.
코어 물질이 공기의 상대 유전상수 εr=36보다 훨씬 높기 때문에, 1880MHz에서 1990MHz의 영역의 DECT 주파수대를 위해 전술된 안테나는 통상적으로 약5mm의 코어 직경을 갖고, 세로로 연장하는 전극(10A,10B)은 약16.25mm의 (즉 중심 축(12A)에 평행한)평균 세로 범위를 갖는다. 전극(10A,10B) 및 그들 가지의 폭은 약 0.3mm이다. 1890MHz에서 발룬 슬리브(20)의 길이는 통상적으로 5.6mm 정도의 영역 내에 있다. 공기의 동작 파장 λ로 표현하자면, 이 치수들은 전극(10A,10B)의 세로(축) 범위의 경우 적어도 대략 0.102λ이고, 코어 직경은 0.0315λ, 발룬 슬리브는 0.035λ정도이고, 그리고 트랙 폭은 0.00189λ이다. 안테나 전극(10A,10B)의 정확한 치수는 고유값(eigenvalue) 지연 치수를 보장하고 시행착오에 의해 에러를 보정하여 설계단계에서 결정될 수 있다.
안테나 제조 시 도체 전극의 치수 조정은 도3에서 6을 참조하여 전술된 영국 특허출원 번호 제2292638A호에 기술된 방법으로 실행된다. 이 종래 출원의 전체 주제 문제는 참고문헌에 의해 본 출원에서 구체화된다.
소형 안테나는 이동전화 핸드셋과 같은 휴대용 개인 통신장치 응용에 적합하다. 도전 발룬 슬리브(20) 및/또는 코어(12) 근접 종단면(12P)의 도체층(22)은 특히 안전한 방법으로 안테나가 인쇄회로 기판 또는 다른 그라운드 구조 위에 직접 장착되게 하여준다. 통상적으로, 안테나가 종단에 장착되면, 내부 피드 도체(18)가 하측 표면 위에 있는 도체 트랙에 결합하기 위해 기판의 플레이트 구멍을 직접 통과하게 하기 때문에, 근접 종단면(12P)은 내부 피드 도체(18)를 갖는 인쇄 회로 기판의 상측면 위에 있는 그라운드 평면에 결합될 수 있다. 대안으로, 안테나의 가장 먼 부분이 그라운드 평면의 에지를 넘어 연장하는 안테나 전극(10A,10B)을 지탱하기 때문에, 슬리브(20)는 축(12A)에 평행하게 연장하는 인쇄회로기판 그라운드 평면에 클램프(clamp)되거나 결합된다. 전체적으로 핸드셋 유니트 내부나 도5에 도시된 것처럼 부분적으로 돌출 되도록 안테나를 장착하는 것이 가능하다.
본 발명을 따르는 대체 안테나가 도6에서 9까지 설명된다.
첫째로 도6을 참조하면, 상대적으로 간단한 안테나는 도1의 슬리브 발룬을 필요 없게 하고, 도1의 슬리브 가장자리 부분에 의해 형성된 연결도체가 부분적으로 고리모양을 한 긴 스트립 전극(32A,32B)에 의해 대체되고, 상기 스트립 전극(32A,32B) 중 하나는 보다 긴 안테나 전극 가지(10AA,10BB)의 근접 종단(10AAE,10BBE)에 접속되고, 다른 하나는 다른 길이의 도전 루프를 형성하기 위해 보다 짧은 가지(10AB,10BA)의 근접 종단(10ABE,10BAE)에 접속된다. 도1의 실시 예와 같이, 안테나 전극의 종단은 공통 평면에 있고, 일반적으로 평면에 수직인 널을 갖는 환상면체의 복사 패턴을 양산한다. 발룬이 없는 이 안테나는 밸런스 소스 또는 밸런스 로드에 연결될 때 가장 잘 동작한다.
도7에 도시된 것과 같이 제2 대체 안테나는 도6의 안테나와 동일한 안테나 전극 구조를 갖고, 서로 다른 세로 위치에서 코어(12) 주위로 연장하는 반원형의 기다란 연결도체(32A,32B)를 처리하는 것을 포함지만, 코어(12)의 근접부분을 둘러싸고 도1의 안테나와 같은 피더 구조의 외부 도체에 접속된 도전 슬리브 발룬(20)을 부가한다. 이것이 밸런스 선과 단일 종단 선 사이의 전환을 허락하지만, 연결도체(32A,32B)들 사이의 절연은 서로로부터 그리고 슬리브(20)로부터 그들의 분리에 의해 단지 제공된다.
도8을 참조하면, 부가적인 도전 루프는 분할된 부분이 3개의 가지(10AA,10AB,10AC,10BA,10BB,10BC)를 갖는 각각의 긴 나선형 안테나 전극(10A,10B)에 의해 제공되는 것을 제외하고, 제3 대체 안테나는 도7에 도시된 제2 대체 안테나와 유사하게 구성된다. 전과 같이, 가지의 각 쌍은 코어(12) 주위로 연장하는 각각의 연결도체에 의해 서로 밀접하게 접속되지만, 3개의 가지 쌍이 존재하기 때문에, 3개의 각 연결도체(32A,32B,32C)가 존재한다. 이들이 서로 다른 세로 위치에 위치하므로 안테나 전극과 연결도체에 의해 형성되는 3개의 도전 루프는 각각의 서로 다른 전기적인 길이를 갖고, 3개의 공진 주파수를 정의한다. 도7의 실시 예와 같이, 도전 발룬 슬리브(20)는 연속적인 원통이고, 상기의 근접 종단은 피더 구조의 외부 도체에 접속된다.
도8의 실시 예는 코어의 면적과 안테나 전극의 폭에 의존하므로 2개 또는 보다 많은 도전 루프들이 필요한 안테나 대역폭을 성취하기 위해 제공될 수 있다. 안테나 전극 종단은 대략 공통 평면 내에 있다.
도9를 참조하여, 제4의 대체 구성에서, 연속적인 도전 발룬 슬리브(20)는 2중 도전 루프 안테나의 2개의 가지 중 하나를 위해 연결도체로서 이용된다. 그러므로, 보다 긴 안테나 전극 가지(10AA,10BB) 쌍은 대략 직경 상에서 서로 마주보는 위치에서 슬리브(20)의 고리 모양의 가장자리(20R)에 접속된다. 보다 짧은 가지(10AB,10BB) 쌍은 슬리브(20)로부터 절연된 도6,8의 실시 예와 같이 긴 연결도체(32B)를 갖는다. 이것이 연결도체들 사이의 절연의 이점, 발룬의 존재, 그리고 도7을 참조하여 전술된 제2 대체 실시 예보다 작은 전체 길이를 결합한다.

Claims (27)

  1. 200MHz 위의 주파수에서 동작을 위한 유전체가 내재된 루프 안테나로서,
    5보다 큰 상대 유전 상수를 갖는 고체 물질로 형성된 긴 유전 코어와,
    코어 표면 위 또는 인접한 곳에서, 코어 위에서 세로로 공간적으로 떨어진 위치들 사이를 연장하는 적어도 한 쌍의 측면으로 마주보는 긴 안테나 전극을 포함하는 3차원 안테나 전극 구조와,
    상기 전극 쌍을 서로 연결하기 위해 코어 주위를 연장하는 연결도체를 구비하고,
    상기 긴 전극은 피드 접속에 연결된 제1 종단 및 연결도체에 연결된 제2 종단을 갖고, 상기 긴 전극과 연결도체는 피드 접속으로부터 피드 접속에서 코어의 세로로 떨어져 있는 위치까지 각각 연장한 다음, 코어 주위, 다시 원래의 피드 접속으로 연장하는 적어도 2개의 고리 모양의 도전 경로를 함께 형성하고, 2개의 경로 중 하나의 전기적인 길이는 안테나의 동작 주파수에서 다른 경로의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    측면으로 서로 마주보는 한 쌍의 긴 안테나 전극을 갖고, 2쌍의 전극 각각은 상기 제1 및 제2 종단 사이의 위치로부터 제2 종단까지 연장하는 분할된 부분을 갖기 위해 포크 모양을 하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    안테나 전극들 중 적어도 한 쌍의 분할된 부분은 서로 다른 전기적인 길이를 갖는 가지를 구비하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각각의 가지의 전기적인 길이는 각각의 고리 모양을 한 도전 경로의 공진주파수에서 90도 영역 안에 있는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  5. 제 2 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 공진주파수에서의 각각의 고리 모양을 한 도전 경로를 위해, 분할된 부분과 각각의 연결도체에 의해 형성된 전체 전기적인 길이는 180°영역 내에 있는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  6. 제 2 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 전극 쌍은 안테나의 동작주파수에서의 전압 최대값에 대응하는 위치에서 포크 모양을 하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  7. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코어 주위를 연장하는 다수의 부분적으로 고리 모양을 한 연결도체를 갖고, 상기 각각의 긴 안테나 전극은 피드 접속과 연결도체 사이를 연장하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    긴 안테나 전극의 제1 및 제2 종단은 일반적으로 공통 평면에 있고, 연결도체들은 실제로 제1 세로 위치에서 코어의 한 측면 주위를 연장하는 제1 연결 경로 그리고 실제로 서로 다른 세로 위치에서 코어의 다른 측면 주위를 연장하는 제2 연결 경로를 정의하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도전 슬리브와,
    코어의 가장 먼 종단으로부터 근접 종단까지 코어를 통하여 세로로 연장하는 피더 구조를 포함하고,
    상기 피더 구조는 코어의 가장 먼 종단에서 피드 접속을 제공하고, 슬리브를 위해 그라운드 접속을 형성하도록 코어 근접 종단에서 도전 슬리브에 연결되는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  10. 제 9 항에 있어서,
    슬리브의 전기적인 길이는 안테나의 동작 주파수에서 적어도 대략 n×90°와 같고, 상기에서 n은 홀수 정수인 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  11. 제 9 항 또는 10항에 있어서,
    긴 안테나 전극은 슬리브의 가장 먼 가장자리에 연결되고, 상기 가장자리는 적어도 연결도체 중 하나를 구성하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  12. 제 2항 내지 7항, 및 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    안테나 전극의 각각의 분할된 부분은 가지들을 갖는데, 상기 중 하나는 코어의 한 측면 주위에 연결 경로를 형성하기 위해 슬리브 제1 부분의 가장 먼 가장자리에 접속되고, 다른 하나는 코어의 다른 측면 주위에 연결 경로를 형성하기 위해 슬리브 제2 부분의 가장 먼 가장자리에 접속되며, 상기 슬리브의 제1 및 제2 부분들은 슬리브의 전도성 물질 내에서 한 쌍의 세로로 연장하는 슬릿에 의해 적어도 세로 지역의 부분에 대해 서로로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 슬릿은 단락회로 종단을 갖고, 상기 동작 주파수에서 적어도 대략 파장의 1/4과 같은 전기적인 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  14. 제 13 항에 있어서,
    각각의 슬릿은 일반적으로 L자 형태인 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  15. 제 13 항에 있어서,
    슬릿의 단락회로 종단 부분들은 코어 둘레에서 반대 방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  16. 제 12 항 내지 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    슬리브의 제1 부분의 가장 먼 가장자리는 세로의 한 위치에서 코어 주위로 연장하고, 슬리브의 제2 부분의 가정 먼 가장자리는 서로 다른 세로 위치에서 코어의 다른 측면 주위로 연장하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  17. 제 15 항 또는 16 항에 있어서,
    슬릿 단락회로 종단 부분들은 세로 방향 도전 경로를 좁아지도록 하기 위해 방향이 서로를 향하는데, 상기 세로 방향 도전 경로는 코어의 근접 종단과 보다 가까운 가장 먼 가장자리를 갖는 상기 슬리브 부분에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  18. 제 2 항 내지 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코어는 실제로 원통이고, 그리고 상기 각각의 긴 안테나 전극은 나선형이며, 코어 주위를 p×반바퀴 도는 것을 실행하는데, 상기에서 p는 정수이며, 포크 모양을 하고 있어서 각각의 분할된 부분은 실제로 전극의 분할되지 않은 부분같이 동일한 나선형 경로를 따르는 2개의 평행한 나선형 가지를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  19. 제 18 항에 있어서,
    코어의 근접 종단으로부터 코어의 가장 먼 종단까지 코어의 중심 축을 지나가는 동축케이블 모양의 피더 구조를 더 구비하고,
    연결도체들은 코어 근접 종단에서 피더 구조의 외부 도체에 접속되고, 긴 안테나 전극들의 가지들에 접속된 가장 먼 가장자리를 갖는 세로 방향으로 분열된 도전 슬리브에 의해 형성되며, 상기 피더 구조는 긴 안테나 전극들이 내부 및 외부 피더 구조 도체들에 각각 연결되는 코어의 가장 먼 종단에서 상기 피드 접속을 제공하는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  20. 제 19 항에 있어서,
    슬리브의 평균 축상의 전기적인 길이는 동작 주파수 영역의 중심에서 적어도 대략 90°와 같은 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  21. 200MHz 위의 주파수에서 동작을 위해 유전체가 내재된 루프 안테나로서,
    5보다 큰 상대 유전상수를 갖는 긴 원통형 코어와,
    한 쌍의 직경상에서 마주보는 긴 안테나 전극 및 고리 모양으로 배열된 연결도체를 코어 외부 표면에 구비하는 안테나 전극 구조를 구비하고,
    상기 긴 전극들은 코어의 한 종단에 있는 피드 접속으로부터 연결도체들까지 연장하고, 상기 긴 전극들은 연결도체와 결합하여 피드 접속에 연결되고 그리고 서로 다른 전기 공진 주파수를 갖는 서로 다른 길이의 2개의 고리 모양의 도전 경로를 정의하기 위해 각각 두 갈래로 나누어지는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 연결도체는 긴 전극들의 두 갈래로 나누어진 부분을 위해 절연된 가상 그라운드를 제공하고, 상기 각각의 긴 전극의 분기점은 분기된 부분의 전기적인 길이가 루프의 각각의 공진주파수에서 전압을 전류로 변형시키도록 위치가 정해지는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  23. 제 21 항 또는 22 항에 있어서,
    긴 전극의 종단들은 실제로 코어 축을 포함하는 공통평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  24. 휴대용 무선 통신 유니트로서,
    무선 송수신기와,
    사용 시 사용자의 귀에 맞대어 상기 유니트의 내면으로부터의 소리 에너지를 사용자 귀에 전달하는 일체형 이어폰과,
    소정의 선행 청구항에서 청구된 안테나를 갖고,
    상기 긴 안테나 전극의 제1 및 제2 종단들은 일반적으로 공통평면에 놓여있고, 상기 안테나는 공통평면이 일반적으로 유니트의 내부표면에 평행하게 놓이도록 유니트에 장착되어 복사 패턴의 널이 사용자 머리 방향으로 존재하게되는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  25. 200MHz 위의 주파수에서 동작하기 위해 유전체가 내재된 루프 안테나로서,
    5보다 큰 상대 유전상수로 형성된 긴 유전 코어와,
    코어 표면 위 또는 인접에서, 코어 위에 세로로 공간적으로 떨어진 위치들 사이를 연장하는 적어도 한 쌍의 측면으로 서로 마주보는 긴 안테나 전극들과, 상기 전극 쌍을 서로 연결하기 위해 코어 주위로 연장하는 적어도 하나의 연결도체를 포함하는 3차원 안테나 전극 구조를 구비하고,
    상기 긴 전극들은 피드 접속에 연결된 각각의 제1 종단들과, 적어도 하나의 상기 연결도체에 연결된 제2 종단을 갖고,
    상기 긴 전극들과 연결도체 또는 도체들은 피드 접속으로부터 피드 접속에서 코어의 세로로 떨어져 있는 위치까지 각각 연장한 다음, 코어 주위, 다시 원래의 피드 접속으로 연장하는 적어도 2개의 고리 모양을 한 도전 경로를 함께 형성하고, 2개의 경로 중 하나의 전기적인 길이는 다른 경로의 길이보다 크고 그리고 다른 경로로부터 반대 측면의 코어 주위로 연장하고,
    상기 연결도체는 코어를 둘러싸는 도전 슬리브와, 코어 각각의 서로 마주보는 측면들 주위의 긴 전극들 사이의 제1 및 제2 도전 연결 경로를 제공하기 위해서 전극의 각 종단면에서 슬리브의 가장자리에 접속되는 상기 긴 전극 쌍을 구비하고,
    상기 가장자리는 제1 연결 경로가 실제로 제1 세로 위치에서 코어의 한 측면 주위로 연장하고, 제2 연결 경로가 실제로 서로 다른 제2 세로 위치에서 코어의 다른 측면 주위로 연장하도록 스텝되는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  26. 제 25 항에 있어서,
    긴 전극들의 상기 제1 및 제2 종단들은 일반적으로 공통평면에 놓이는 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
  27. 제 26 항에 있어서,
    코어의 가장 먼 종단으로부터 근접 종단까지 코어를 통하여 세로로 연장하는 피더 구조를 포함하고,
    상기 피더 구조는 코어의 가장 먼 종단에서 피드 접속을 제공하고, 슬리브를 위한 그라운드 접속을 형성하기 위해 코어의 근접 종단에서 도전 슬리브에 연결되고,
    상기 슬리브의 전기적인 길이는 안테나의 동작 주파수에서 적어도 대략 n×90°와 같고, 상기에서 n은 홀수 정수인 것을 특징으로 하는 유전체가 내재된 루프 안테나.
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