KR20010053424A - 인쇄 트윈 스파이럴 이중 대역 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미래의 컴팩트 이동 터미널에 사용하기 적합한 소형, 내장 이중 대역 안테나를 제공함으로써 당분야의 상기 지적한 결점들을 극복한다. 예시적 실시예들에 따라, 길이가 다르고 상이한 주파수 대역에 동조될 수 있는 2개의 스파이럴 도전체 암을 포함하는 내장 안테나가 제공된다. 스파이럴 암은 기판을 통해 이동 터미널의 인쇄 회로 기판 상에 장착된다. 안테나의 매칭은 피딩 핀과 그라운드 포스트 사이에 배치된 매칭 브리지에 의해 실행된다. 상기 매칭 브리지의 길이를 조정함으로써, 안테나의 매칭이 변경될 수 있다. 대안적 실시예에서, 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 부하 저항이 매칭 브리지에 부착된다.

Description

인쇄 트윈 스파이럴 이중 대역 안테나{PRINTED TWIN SPIRAL DUAL BAND ANTENNA}
셀룰러 전화기 산업은 미국에서 뿐만 아니라 전세계에서 상행위에 있어서 놀랄만한 진보를 이루었다. 주요 대도시 지역에서의 성장은 예상을 훨씬 뛰어넘는 것이었으며, 시스템 용량을 빠르게 추월하고 있다. 이러한 경향이 지속될 경우, 이 산업의 성장의 영향은 가장 소규모의 시장들에도 미치게 될 것이다. 이러한 증가하는 용량 요구에 부합할 뿐만 아니라 고품질의 서비스를 유지하고 가격 상승을 억제하기 위해 혁신적인 해법이 요구된다.
전세계에 걸쳐서, 무선 통신 시스템에 있어서의 한 중요한 단계는 아날로그에서 디지털 송신으로의 전이이다. 똑같이 중요한 것으로 차세대 기술, 일례로 시분할 다원 접속(TDMA) 또는 코드 분할 다원 접속(CDMA)을 수행하기 위해 효과적인 디지털 통신 스킴의 선택이 있다. 또한, 휴대가 편리하고 가정, 사무실, 거리, 자동차 등에서 통화를 송신 수신하기 위해 사용될 수 있는 저가격, 포켓 사이즈, 무선 전화기 개인 이동 통신망(PCN)의 제1 세대가 일례로 차세대 디지털 셀룰러 시스템 인프라스터럭쳐를 사용하는 셀룰러 캐리어(cellular carrier)에 의해 제공될 것이라는 것이 널리 인정되고 있다.
설비 호환성을 허용가능한 레벨까지 끌어올리기 위해, 세계의 여러 지역에서 규격이 제정되었다. 예를 들어, AMPS(고도 이동 전화 시스템), NMT(북유럽 이동 통신망) 및 ETACS 같은 아날로그 규격과 같은 D-AMPS(예, EIA/TIA-IS-54-B 및 IS-136에 개시된 것) 및 GSM(ETSI에 의해 채택된 이동 통신의 세계화 시스템) 같은 디지털 규격이 무선 통신 시스템에 대한 설계 기준을 규격화하기 위해 공표되어 왔다. 이러한 규격들은 일단 생성되면 부가적인 시스템을 지정하기 위해서도 동일한 또는 유사한 형태로 재사용되는 경향이 있다. 예를 들어, 본래의 GSM 시스템에 부가적으로, DCS1800(ETSI에 의해 지정) 및 PCS1900(J-STD-007 내에서 JTC에 의해 지정)이 존재하기도 하는데, 양자는 모두 GSM에 기초한다.
그러나, 셀룰러 통신 서비스에 있어서의 가장 최근의 발전은 예를 들어, 개인 이동통신 서비스(PCS) 서비스를 위한 이동 통신을 취급하는데 사용하기 위한 부가적인 주파수 대역의 채택을 포함한다. US를 일례로 들면, 셀룰러 하이퍼밴드는 800㎒ 영역에서 통신을 실행하고 제어하기 위한 2개의 주파수 대역(공칭, A 주파수 대역 및 B 주파수 대역)이 할당되었다. 다른 한편으로, PCS 하이퍼밴드는 미국에서 1900㎒ 영역에서 6개의 상이한 주파수 대역을 포함하도록 지정되어 있다. 따라서, 8개의 주파수 대역이 미국의 어떤 임의의 영역에서도 통신 서비스를 실현하기 위해 사용가능하다. PCS 하이퍼밴드에 대하여 특정의 규격(예, PCS1900(J-STD-007))이 공인되었지만, 셀룰러 하이퍼밴드에 대해서는 다른 것(예, D-AMPS(IS-136))이 공인되었다.
셀룰러 및 PCS 하이퍼밴드에 대하여 지정된 각각의 주파수 대역에는 다수의 트래픽 채널들 및 적어도 하나의 액세스 또는 제어 채널이 할당되어 있다. 제어 채널이 이동국으로 송신되고 이동국으로부터 수신되는 정보를 사용하여 이동국의 동작을 제어 또는 관리하기 위해 사용된다. 그러한 정보는 이동국이 한 셀의 무선 관할 영역의 외부로 나가서 다른 셀의 무선 관할 영역내로 이동함에 따라 인입 호출 신호, 인출 호출 신호, 페이지 신호, 페이지 응답 신호, 위치 등록 신호, 음성 채널 할당, 유지 명령, 핸드-오프, 및 셀 선택 및 재선택 명령을 포함할 수 있다. 제어 및 음성 채널들은 아날로그 변조 또는 디지털 변조 중에 하나를 사용하여 동작할 수 있다.
트래픽 및 제어 채널들 상에서 기지국에 의해 다운링크로 송신된 신호는 이동 또는 휴대형 터미널(각각이 적어도 하나의 안테나를 가짐)에 의해 수신된다. 역대로, 휴대형 터미널은 에어 인터페이스 상에서 신호를 수신하고 송신하기 위해 다수의 상이한 타입의 안테나들을 채용하여 왔다. 예를 들어, 도전면에 수직하게 장착된 모노폴 안테나는 양호한 방사 특성, 바람직한 구동점 임피던스 및 비교적 단순한 구성을 제공하는 것으로 판명되어 왔다. 모노폴 안테나는 다양한 물리적 형태로 생성될 수 있다. 예를 들어, 로드 안테나(rod antenna), 휩 안테나(whip antenna)가 종종 휴대형 터미널에 설치되어 사용되어 왔다. 안테나 길이가 최소화되는 고주파 응용분야에 있어서서, 다른 선택이 나선형 안테나(helical antenna)이다.
상술된 바와 같이, 광범위하게 상이한 주파수 대역(예, 900㎒ 영역에 위치한 대역 및 1800㎒ 영역에 위치한 대역)에서 동작할 수 있는 휴대형 터미널을 제공하는 것이 조만간에 상업적으로 바람직하게 될 것이다. 따라서, 양쪽 모두의 주파수 대역에서 적합한 게인 및 대역폭을 제공하는 안테나가 가까운 미래의 휴대형 터미널에 제공될 필요가 있게 될 것이다. 그러한 이중 대역 안테나를 생성하기 위해 몇몇 시도들이 이루어졌다.
예를 들어, 필립스 등의 미국 특허 제4,571,595호는 톱니형 도전체 엘리먼트를 갖는 이중-대역 안테나를 기술한다. 이중 대역 안테나는 2개의 밀접하게 이격된 주파수 대역들(예, 중심이 915㎒ 및 960㎒에 있는 것) 양쪽 모두에 동조될 수 있다. 그러나, 이 안테나 설계는 이동 전화의 몸체에 물리적으로 너무 밀접하여 있기 때문에 비교적 비능률적이다.
일본 특허 제6-37531호는 내부 기생 금속 로드(inner parasitic metal rod)를 포함하는 나선(helix)을 개시한다. 본 특허에서, 금속 로드의 위치를 조정함으로써 안테나가 이중 공진 주파수에 동조될 수 있다. 불행히도, 이러한 디자인의 대역폭은 셀룰러 통신에 사용하기에는 너무 좁다.
이중 대역이고, 인쇄되고, 모노폴인 안테나가 공지되어 있어서, 이 안테나에서 인쇄 모노폴 안테나에 밀접한 근방에 기생 스트립을 부가함으로써 이중 공진이 실현된다. 그러한 안테나는 셀룰러 통신에 대한 충분한 대역폭을 갖는 반면에, 기생 스트립이 부가될 것을 요구한다. 스웨덴의 Moteco AB는 코일 매칭 이중 대역 휩 안테나 및 코일 안테나를 설계하여, 여기에서 코일 매칭 컴포넌트(900 ㎒에 대해서는 ¼λ 그리고 1800㎒에 대해서는 ½λ)를 조정함으로써 이중 공진이 실현된다. 이 안테나는 비교적 양호한 대역폭 및 방사 성능 및 40㎜ 정도의 길이를 갖는다. 사이즈가 비교적 작은 비균일 나선 이중 대역 안테나가 공동 계류중이고 공동 양도된 특허 출원 제08/725,507호 "Multiple Band Non-Uniform Helical Antennas"에 개시되어 있다.
현재, 이동 전화기 같은 무선 통신 장치를 위한 안테나는 전화기 몸체에 직접 장착되어 있다. 그러나, 휴대형 터미널의 사이즈 및 중량이 감소함에 따라, 상술된 안테나는 그 크기로 인해 점점 그 장점을 잃고 있다. 더우기, 이들 미래의 컴팩트 휴대형 터미널의 기능성이 증가함에 따라, 다수의 주파수 대역에서 공진할 수 있는 내장 안테나에 대한 필요성이 대두되었다.
현재 이동 전화기에 사용되고 있는 종래의 내장 안테나는 마이크로스트립 안테나 및 평판형 역 F 안테나(planar inverted-F antennas)를 포함한다. 마이크로스트립 안테나는 사이즈가 소형이며 경량이다. 평판형 역 F 안테나(PIFA)는 K. Qassim등의 IEE Colloquim on Microwave Filters and Antennas for Personal Communication Systems, pp.3/1-3/6, Feb.1994, London, UK의 "휴대형 핸드셋을 위한 역 F 안테나"에 기술된 바와 같이 이미 이동 전화기 핸드셋에 실시되었다. 보다 최근에는, Lai 등이 미앤더링 역 F 안테나(meandering inverted-F antenna)(WO 96/27219)를 개시하였다. 이 안테나는 종래의 PIFA 안테나의 약 40%의 사이즈를 갖는다.
도 1A 및 도 1B는 종래의 평판형 패치 안테나를 Lai 등에 기술된 미앤더링 역-F 안테나와 비교하여 도시한다. 도 1A의 종래의 평판형 패치 안테나는 예를 들어 이 안테나가 공진하도록 된 주파수의 파장의 ¼과 동일한 사이즈 및 길이를 갖는다. 종래의 평판형 패치 안테나는 또한 폭 W를 갖는다. 도 1B에 도시된 미앤더링 역-F 안테나는 또한 공진 주파수의 ¼ 파장과 동일한 길이 및 W와 동일한 폭을 갖지만: 그러나, 미앤더링 역 F 안테나의 사이즈는 종래의 평판형 패치 안테나의 사이즈의 약 40%로 축소된다. 이러한 사이즈의 축소는 안테나의 미앤더링 형태에 기인한다. 그러나, 이동 전화기가 점점 더 작아짐에 따라, 종래의 마이크로스트립 패치 및 PIFA 안테나 모두는 아직도 미래의 소형 전화기 몸체에 맞추기에는 너무 크다. 더우기, 이들 내장 안테나는 이중 주파수 대역에 동조될 수 없다. 동조될 수 있느냐의 여부는 셀룰러, 무선 근거리 통신망, GPS 및 다이버시티를 필요로하는 차세대 전화기에 필수가 될 것이다.
＜발명의 요약＞
본 발명은 미래의 콤팩트 이동 터미널에 사용하기에 적합한 소형, 내장 이중 대역 안테나를 제공함으로써 당분야에 있어서 상기에 식별된 결함들을 극복한다. 예시적 실시예에 따라, 길이가 상이하고 상이한 주파수 대역에 동조될 수 있는 2개의 스파이럴 도전체 암(conductor arm)를 포함하는 빌트-인 안테나가 제공된다. 스파이럴 암은 기판을 통하여 이동 터미널의 인쇄 회로 보드 상에 장착된다. 안테나의 매칭은 피딩 핀(feeding pin)과 그라운드 포스트(grounded post) 사이에 위치한 매칭 브리지에 의해 이행된다. 매칭 브리지의 길이를 조정함으로써, 안테나의 매칭은 변경될 수 있다. 대체 실시예에서, 부하 저항(loading resistor)이 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 매칭 브리지에 부착된다. 본 발명의 안테나는 인쇄된 트윈 스파이럴 디자인이며, 사이즈가 매우 작고(사이즈가 동작 주파수에서의 파장의 1/10보다 작고, 그로 인해 안테나가 종래의 PIFA 안테나의 20-30%임), 이중 대역, 및 표면 장착가능형이다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 휴대형 터미널 내에 내장될 수 있고 상이한 주파수 대역 내에서 휴대형 터미널들이 통신할 수 있게 하는 내장 안테나(buint-in antenna)에 관한 것이다.
본 발명의 상술항 목적 및 특성들은 첨부 도면들을 참조로 하여 바람직한 실시예의 후술된 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1A 및 도 1B는 종래의 평판형 패치 안테나를 종래의 미앤더링 역-F 안테나와 비교하여 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 안테나가 실시된 무선 통신 장치의 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 내장 다중 대역 스파이럴 안테나를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 내장 다중 대역 스파이럴 안테나의 평면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내장 다중 대역 스파이럴 안테나를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 GPS/ISM-링크 이중 대역 안테나의 시뮬레이션 결과의 도면.
도 7은 본 발명의 GSM/DCS 이중 대역 안테나의 시뮬레이션 결과의 도면.
도 2는 본 발명의 내장 다중 대역 안테나가 실시될 수 있는 무선 통신 장치(200)의 도면이다. 통신 장치(200)는 각각이 사용자의 입과 귀의 위치의 바로 옆에 배치된 마이크로폰 개구부(220) 및 스피커 개구부(230)를 갖고 있는 몸체(210)를 포함한다. 키패드(240)는 예를 들어 다이얼될 전화 번호를 입력함으로서 통신 장치와 상호작용할 수 있게 한다. 통신 장치(200)는 또한 내장 안테나 설비(250)를 포함하는데, 그 상세한 내용은 후술한다.
도 3은 본 발명의 예시적 실시예에 따른 내장 안테나 설비를 도시한다. 본 발명에 따른 내장 안테나 설비는 2개의 도전체 암(305, 310)을 포함하는데, 각각은 내부 스파이럴상으로 구성되어 있다. 2개의 도전체 암(305, 310)은 유전체 기판(320)을 경유하여 인쇄 회로 기판(PCB)(315)에 부착되어 있으며, 공동 접속점(joint connection point)에서 피딩 핀(325)에 접속되어 있다. 스파이럴 도전체 암은 PCB(315) 상에 배치되어 있으며 도전체 암과 PCB(315) 사이에는 슬롯을 형성한다. 당업자라면 스파이럴 슬롯이 본 발명의 안테나 시스템의 메인 라디에이터 (또는 센서)를 형성한다는 것을 알 것이다.
도 3 및 도 4의 보다 명확하게 도시된 평면도에서와 같이, 도전체 암(305, 310)은 스파이럴의 바깥쪽 모퉁이의 단부에서 피딩 핀(325)에 의해 공급된다. 당업자라면 도전체 암의 전류가 피딩 핀으로부터 도전체 암의 다른 단부로 이동하면서 감소한다는 것을 알 것이다. 그 결과, 전류가 주로 도전체 암의 바깥쪽 가장자리에 분배될 때 안테나는 더 높은 방사 효율을 갖는다.
내장 안테나는 또한 피딩 핀(325)과 그라운드 포스트(335) 사이에 배치된 매칭 브리지(330)를 포함한다. 매칭 브리지(330)은 안테나를 동조시키도록 동작하며 피딩 핀(325)와 그라운드 포스트(335) 사이에 작은 루프 안테나를 형성한다. 안테나의 동조는 그 입력 단자에서 안테나에 의해 보여진 임피던스를 매칭에 적용되는 것으로 그에 의해 입력 임피던스는 순전히 저항성인 것으로 보여지는데, 즉, 어떤 감지가능한 리액턴스 요소도 갖지 않을 것이다. 본 발명의 안테나 시스템의 동조는 안테나와 관련된 입력 임피던스를 측정하거나 또는 산출하고, 적합한 임피던스 매칭 회로(즉, 매칭 브리지)를 제공함으로서 실행된다. 본 발명에 따른 안테나의 매칭은 매칭 브리지(330)의 길이를 변경함으로써 조정될 수 있다. 이것은 단지 그라운드 포스트(335)의 위치를 변경함으로써 성취될 수 있다. 매칭 브리지의 길이는 일반적으로 0.01λ 내지 0.1λ의 정도이다.
도 3 및 도 4로부터 안테나 시스템의 2개의 도전체 암(305, 310)이 길이가 다르다는 것은 분명하다. 이것은 안테나 시스템이 다중 주파수 대역에서 동작할 수 있게 한다(이에 관해, 이하 상세하게 후술됨). 도전체 암의 길이를 제어함으로서, 안테나는 상이한 주파수로 동조될 수 있다. 다중 대역 안테나(305)의 제1 암은 제1 낮은 대역의 주파수에 공진되기 위한 길이(일반적으로 암이 동조하고자 하는 주파수 대역의 ¼ 파장) 및 구성이고, 제2 암(310)은 제2 높은 대역의 주파수에서 공진되기 위한 길이 및 구성이다. 2개의 암은 어떤 주파수에서도 공진되도록 할 수 있다.
예를 들어, 제1 대역은 GSM 대역일 수 있으며 제2 대역은 DCS 대역일 수 있다. 그와 같이, 제1 암은 GSM 신호(즉, 900㎒)의 대략 1/4 파장이고, 제2 암은 DCS 신호(즉, 1800㎒)의 대략 1/4 파장이다. 이것은 안테나가 이중 공진에 쉽게 동조될 수 있게 한다. 본 예시는 제1 및 제2 대역이 각각 GSM 및 DCS 대역인 것으로 설정하였으나, 당업자라면 본 발명의 정신 및 번위를 벗어남 없이 다른 주파수 대역들의 조합이 실행될 수도 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 낮은 대역 및 높은 대역의 다른 가능한 조합은 GSM+PCS, GSM+WCDMA, DCS+WCDMA, GSM+GPS, GSM+ISM, 또는 더 낮은 주파수 대역 및 더 높은 주파수 대역의 임의의 다른 조합을 포함할 수 있다.
다중 안테나는 인쇄 금속 스트립, 와이어 구조 또는 플라스틱 프레임 상에 에칭된 것으로서 제조될 수 있다. 도전체 암이 내부 스파이럴 형상으로 구성되는 것으로 도시되었으나, 당업자라면 미앤더링 또는 외부 스파이럴 형상 같은 다른 형상들이 대안으로서 선택될 수 있다는 것을 알 것이다. 그러나, 내부 스파이럴 구성은 안테나의 전체 사이즈의 감소(종래의 평판형 패치 안테나의 사이즈의 약 20%) 뿐만 아니라, 상술된 바와 같이 더 높은 효율을 제공한다.
본 발명의 내장 다중 대역 안테나의 공진 주파수 및 대역폭은 유전체 기판의 면적 및 두께, 선택된 유전체 재료의 타입(즉, 유전 상수), 스파이럴 길이 및 스파이럴의 확장률(rate of expansion)에 의존한다. 당업자라면 유전체 기판의 면적 및 두께 또는 스파이럴의 견고성(tightness) 또는 유전 상수의 값의 감소는 결과적으로 실현될 수 있는 대역폭의 감소를 최래한다는 것을 알 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 내장 다중 대역 안테나는 더 나은 방사 효율 및 대역폭을 제공하는 PCB의 가장자리에 장착될 수 있다. 부가적으로, 내장 다중 대역 안테나에 대한 PCB 공간 필요성은 그 작은 사이즈로 인해 축소된다.
본 발명의 안테나 설비는 자기 안테나로서 동작한다. 그 결과, 스파이럴의 확장률(즉, 스파이럴의 견고성)이 적합하게 선택될 경우 스파이럴 금속 스트립은 거의 원형의 편광파(도 1A 및 도 1B에 관하여 상술한 종래의 안테나에 의해 얻어진 선형 편광파와 비교)를 생성한다. 이것은 원형 편광 신호가 일반적으로 사용되는 이동 무선 통신 같은 멀티패스 환경, 및 위성(예, GPS) 통신에 유익할 것이다. 더우기, 자기 안테나는 인간 몸체로부터 간섭을 덜 받는다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내장 스파이럴 안테나의 도면이다. 당업자라면 그라운드 플레인 상의 인쇄 안테나가 전술된 종래의 모노폴 또는 다이폴 안테나의 대역폭보다 더 좁은 대역폭을 갖는다는 것을 알 것이다. 그러한 인쇄 안테나의 대역폭은 시스템에 다소 로스(loss)를 유입함으로써 향상될 수 있다. 이것은 로스가 항상 더 낮은 Q-팩터 및 따라서 더 높은 대역폭을 표시한다는 사실로부터 분명하다. 다음의 수학식 1은 Q-팩터와 획득가능한 대역폭 간의 관계를 도시한다.
Q=f0/BW
여기서 f0는 중심 주파수이고 BW는 대역폭이다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 시스템 내로 로스를 유입시키기 위해 부하 저항(560)이 직렬로 매칭 브리지(330)에 접속되어 있다. 대안으로서, 저항(560)을 그라운드 포스트(335)에 평행하게 접속시킴으로써 동일한 결과가 실현될 수 있다. 본 발명의 저항은 칩 저항이거나 또는 저항 필름일 수 있다. 저항은 안테나의 방사 전력에 로스을 유입시키고 그 결과 대역폭이 넓어진다.
저항값은 특정 설계 필요성을 만족시키기 위해 선택될 수 있다. 고효율이 요구되는 상황(즉, 로스가 작도록 유지되어야 함)에서는, 작은 저항값이 사용되어야 한다. 그러나, 광대역폭이 불가결한 상황에서는, 큰 저항값이 사용되어야 한다.
본 발명의 효과성을 도시하기 위해, 도 6 및 도 7이 예시적 이중 대역 안테나에 대한 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 양 시뮬레이션에서의 안테나들은 인쇄 회로 기판 상에 유전체 기판을 통해 장착된다. 그 결과가 도 6에 도시되어 있는 제1 시뮬레이션에 있어서, 이중 대역, 트윈 스파이럴 안테나는 0.1 파장의 길이, 0.05 파장의 폭, 및 0.04 파장의 높이를 갖는다. 안테나의 암은 GPS 및 ISM 주파수 대역에서 공진하도록 되어있다. 안테나의 대역폭은 GPS 대역에서 에서 6.8%(즉, 약 107㎒)이고 2.5:1보다 작은 VSWR에 대한 ISM 대역에서 4.5%(즉, 약 110㎒)이다. 도 6은 제1 시뮬레이션에 대한 본 발명의 안테나의 VSWR 성능의 도면이다. 도 6으로부터 GPS가 좁은 대역을 필요로 하기 때문에, 본 시뮬레이션에서 사용된 것보다 훨씬 더 작은 안테나를 제공하는 것이 가능하다는 것이 분명하다.
제2 시뮬레이션에서, 안테나의 도전체 암이 GSM 및 DCS 주파수 대역에서 공진하도록 되어 있다. 이중 대역, 트윈 스파이럴 안테나는 0.1 파장의 길이, 0.07 파장의 폭, 0.04 파장의 높이를 갖는다. 이 시뮬레이션에서, 하나의 옴 칩 저항이 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 매칭 브리지에 부착되어 있다. 대역폭은 GSM 대역에서 에서 8.7%(즉, 약 80㎒)이고 2.5:1보다 작은 VSWR에 대한 DCS 대역에서 8.8%(즉, 약 160㎒)이다. 도 7은 제2 시뮬레이션에 대한 본 발명의 안테나의 VSWR 성능을 도시한다.
앞에서 본 발명의 원리, 바람직한 실시예, 및 동작의 모드들을 기술하였다. 그러나, 본 발명은 상기 논의된 특정 실시예에 한정되는 것으로 구성되어서는 아니된다. 예를 들어, 본 발명의 안테나가 처음에는 라디에이터인 것으로 논의되었으나, 당업자라면 본 발명의 인쇄된, 트윈 스파이럴, 이중 대역 안테나가 특정 주파수에서 정보를 수신하는 센서로서 사용될 수도 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 상술된 실시예는 한정적인 아닌 기술적인 것으로 보아야 하며, 당업자에 의해 다음의 청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범위에 벗어남 없이 실시예에 있어서 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알야야 한다.

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 장치에 있어서,
    상기 통신 장치가 사용자로부터의 청각적 정보를 수신할 수 있게 하는 마이크로폰 개구부,
    상기 통신 장치가 상기 사용자로 청각적 정보를 송신할 수 있게 하는 스피커 개구부,
    키패드, 및
    상이한 주파수 대역에 동조된 제1 암 및 제2 암을 포함하는 다중 대역 안테나
    를 포함하되,
    상기 다중 대역 안테나는 내장 안테나인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 암은 낮은 대역의 주파수에서 공진하고 상기 제2 암은 높은 대역의 주파수에서 공진하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 암의 형상은 내부 스파이럴, 외부 스파이럴, 및 미앤더링(meandering) 형상 중 하나인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 안테나의 입력 임피던스를 매칭하기 위한 매칭 브리지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 안테나의 매칭은 상기 매칭 브리지의 길이를 변경함으로서 조정되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 암은 내부 스파이럴로서 형상화되고 상기 제1 및 제2 암 내의 전류는 상기 스파이럴의 바깥쪽 모퉁이의 단부에서 공급되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내장 다중 대역 안테나가 장착되어 있는 인쇄 회로 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 암들의 길이는 상기 암들이 동조되어야할 상이한 주파수 대역들의 대략 1/4 파장이도록 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 상기 매칭 브리지에 부착된 부하 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  10. 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 장치에 있어서,
    상기 통신 장치의 몸체에 장착된 인쇄 회로 기판,
    상기 인쇄 회로 기판에 부착되고 소정의 두께를 갖는 기판, 및
    상기 기판 상에 장착되고 상이한 주파수에서 공진하는 제1 및 제2 스파이럴 암을 포함하는 안테나
    를 포함하되,
    상기 안테나는 내장 안테나인
    것을 특징으로 하는 통신 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 암은 낮은 대역의 주파수에서 공진하고 상기 제2 암은 높은 대역의 주파수에서 공진하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 안테나의 입력 임피던스를 매칭하고 공급점(feeding point)과 그라운드 포스트 사이에 배치된 매칭 브리지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 안테나의 매칭은 상기 매칭 브리지의 길이를 변경함으로서 조정되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 암들의 길이는 상기 암들이 동조되어야할 상이한 주파수 대역들의 대략 1/4 파장이도록 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 상기 매칭 브리지에 부착된 부하 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 안테나의 대역폭은 상기 스파이럴 암들의 사이즈 및 상기 기판의 두께 및 유전 상수에 의존하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  17. 무선 통신 장치를 위한 안테나에 있어서,
    각각이 상이한 주파수 대역에 동조된 2개의 인쇄 스파이럴 암을 포함하되,
    상기 안테나는 내장 안테나인 것을 특징으로 하는 안테나.
  18. 제17항에 있어서, 상기 안테나의 제1 암은 낮은 대역의 주파수에서 공진하고 상기 안테나의 제2 암은 높은 대역의 주파수에서 공진하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 암은 상기 제2 암보다 더 긴 것을 특징으로 하는 안테나.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 안테나의 입력 임피던스를 매칭하기 위한 매칭 브리지, 및
    상기 안테나의 대역폭을 향상시키기 위해 상기 매칭 브리지에 부착된 부하 저항
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  21. 제20항에 있어서, 상기 안테나의 매칭은 상기 매칭 브리지의 길이를 변경함으로서 조정되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  22. 제17항에 있어서, 상기 인쇄 스파이럴 암은 기판을 통해 상기 무선 통신 장치의 인쇄 회로 기판에 접속되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  23. 제22항에 있어서, 상기 안테나의 대역폭은 상기 인쇄 스파이럴 암들의 사이즈 및 상기 기판의 두께 및 유전 상수에 의존하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  24. 제17항에 있어서, 상기 인쇄 스파이럴 암들 내의 전류는 상기 스파이럴의 바깥쪽 모퉁이의 단부에서 공급되는 것을 특징으로 하는 안테나.
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