KR200234973Y1 - Helical antenna - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 고안은 외장형 및 내장형으로 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 판형 헬리컬 안테나에 관한 것임.The present invention relates to a plate-type helical antenna that can be used in a wireless communication system with external and internal type.
2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem the invention is trying to solve
본 고안은, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 판 상에 홀(hole) 및 도선을 통해 헬리컬(helical) 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하고자 함.The present invention is to provide a plate-shaped helical antenna implemented by forming a helical pattern through the hole (hole) and the wire on the plate to be used in the external and internal form in a wireless communication system.
3. 고안의 해결방법의 요지3. Summary of solution of design
본 고안은, 서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 유전체로 이루어진 판; 상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및 상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선을 포함함.The present invention is a plate made of a dielectric having a hole for connecting elements located on different surfaces; A first antenna line arranged on one side of the plate; And a second antenna line arranged on the other side of the plate as opposed to the first antenna line so that the antenna is spiral, and connected to the first antenna line through the hole.
4. 고안의 중요한 용도4. Important uses of the devise
본 고안은 무선통신 단말기 등에 이용됨.The present invention is used in a wireless communication terminal.
Description
본 고안은 판형 헬리컬 안테나(Helical Antenna)에 관한 것으로, 특히 외장형 및 내장형으로 무선통신 시스템에서 이용할 수 있는 판형 헬리컬 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a plate-type helical antenna, and more particularly to a plate-type helical antenna that can be used in a wireless communication system in an external type and a built-in type.
셀룰라 이동통신, 개인휴대통신(PCS : Personal Communication System), 차세대 이동통신(IMT-2000) 등의 무선통신 시스템에 이용되는 안테나에는 모노폴 안테나, 반파장 다이폴 안테나, 휩 안테나, 노말모드 헬리컬 안테나, 구형 루프 안테나, 역 F형 안테나, 판형 역 F형 안테나, 마이크로 스트립 안테나, 공선형 어레이 안테나 등이 있다.Antennas used in wireless communication systems such as cellular mobile communication, personal communication system (PCS) and next-generation mobile communication (IMT-2000) include monopole antennas, half-wavelength dipole antennas, whip antennas, normal mode helical antennas, and spherical antennas. Loop antenna, inverted F antenna, plate inverted F antenna, micro strip antenna, collinear array antenna, and the like.
이러한 안테나 중에서 휴대폰 등의 무선통신 단말기에서 특히 많이 사용되는 헬리컬 안테나에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Among these antennas, the helical antenna used in particular in wireless communication terminals such as mobile phones will be described in more detail.
도 1a 내지 도 1c 는 일반적인 헬리컬 안테나에 대한 일예시도이다.1A to 1C are exemplary views of a general helical antenna.
도 1a 에서는 일반적인 헬리컬 안테나를 보여주고 있으며, 도 1b 및 도 1c 에서는 헬리컬 안테나의 지향성을 보여주고 있다.FIG. 1A shows a general helical antenna, and FIGS. 1B and 1C show the directivity of the helical antenna.
헬리컬 안테나는 나선형 도선의 안테나로 회전수, 치수에 따라 지향성이 다른데 축방향으로 날카로운 지향성이 얻어지는 경우(도 1b)와 전혀 다른 축방향과 직각 방향으로 8자 지향성이 얻어지는 경우(도 1c)를 이용한다.The helical antenna is a helical antenna, in which the directivity is different depending on the rotational speed and the dimension, but the sharp directionality is obtained in the axial direction (Fig. 1B), and the eight-way directivity is obtained in the axial direction orthogonal direction (Fig. 1C). .
도 1a 에 보여지는 접지판은 임피던스 정합용이다.The ground plane shown in FIG. 1A is for impedance matching.
도 1b 의 경우는 초단파대의 무선 통신(특히 인공 위성의 추미 등)에 많이쓰였으며, 도 1c 의 경우는 텔레비전 전파의 송신에 이용되었다.In the case of FIG. 1B, the radio wave has been widely used for ultra-high frequency wireless communication (particularly, tracking of satellites, etc.), and in the case of FIG. 1C, it is used to transmit television radio waves.
또한, 근래에 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 무선통신 단말기에 폭넓게 이용되고 있다.In recent years, helical antennas have been widely used in wireless communication terminals as described above.
이러한 헬리컬 안테나는 그 구성에 있어 구리 선(Copper Wire)를 이용하여 스프링 형태로 헬리컬 안테나를 제작할 수도 있고,안테나에 홈을 파서 헬리컬 안테나를 제작할 수도 있다.Such a helical antenna may be manufactured in the form of a helical antenna using a copper wire in the form of a spring, or a helical antenna may be manufactured by digging a groove in the antenna.
도 2a 및 도 2b 는 종래의 헬리컬 안테나에 대한 구성예시도이다.2A and 2B are structural examples of a conventional helical antenna.
도 2a 에서는 휴대폰에 구비되는 헬리컬 안테나를 보여주고 있다. 이는 전기적으로 λ/4의 길이를 갖는 스프링 형태로 된 코일(21)로 구성되고, 코일(21)의 외부에는 플라스틱 계열의 비전도성 물질로 코팅하여 헬리컬 보호부(22)를 구성한다. 그 외부에 λ/4 휩이 접속되어 있다.Figure 2a shows a helical antenna provided in the mobile phone. It is composed of a coil 21 in the form of a spring electrically having a length of λ / 4, and the outer surface of the coil 21 is coated with a plastic-based non-conductive material to form a helical protection part 22. Λ / 4 whip is connected to the outside.
도 2b 에서는 안테나를 구성하기 위해 홈을 파고 그 위에 구리선을 입혀 헬리컬 안테나를 이룬 모습을 도시하고 있다.In FIG. 2B, a helical antenna is formed by digging a groove and coating a copper wire to form an antenna.
도 2a 및 도 2b 에서 보여지는 바와 같은 형태로 무선통신 단말기에서 헬리컬 안테나가 이용되고 있었다.A helical antenna has been used in a wireless communication terminal in the form as shown in Figs. 2a and 2b.
그런데, 종래의 스프링형 헬리컬 안테나는 회전수, 간격, 피치 등을 이용하여 특성을 제어하는데 이러한 회전수, 간격, 피치 등의 조절이 쉽지 않아 특성 편차가 심해 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 스프링형 헬리컬 안테나는 내장이 불가능하며 연결 단자(connection terminal)가 필요하여 무선통신 단말기의 소형화 추세에 발맞추기 어려운 문제점이 있었다.By the way, the conventional spring-type helical antenna to control the characteristics by using the rotational speed, interval, pitch, etc. There is a problem that the productivity variation is severe because the characteristics of the rotation, interval, pitch, etc. are not easy to adjust. In addition, the spring-type helical antenna has a problem that it is difficult to keep up with the trend of miniaturization of the wireless communication terminal because it is impossible to be built-in and a connection terminal is required.
그리고, 종래의 홈형 헬리컬 안테나는 그 제작에 있어 주파수 대역을 맞추어 원활한 통신이 이루어지도록 하여야 하나 홈을 판다는 자체에 있어서 동일한 특성을 갖는 안테나를 다시 제작하는 재연성이 문제가 되고 있으며, 수율이 떨어지게 된다.In addition, the conventional groove-type helical antenna has to be smoothly made according to the frequency band in its fabrication, but the reproducibility of reproducing the antenna having the same characteristics in the groove selling itself becomes a problem, and the yield decreases. .
또한, 상기한 스프링형 헬리컬 안테나와 마찬가지로 내장이 불가능하며 연결 단자(connection terminal)가 필요하여 무선통신 단말기의 소형화 추세에 발맞추기 어려운 문제점이 있었다.In addition, as in the spring-type helical antenna as described above, there is a problem in that it is difficult to keep up with the trend of miniaturization of the wireless communication terminal due to the need for a connection terminal.
무선통신 단말기에 많이 쓰이는 다른 형태의 안테나로 상기한 마이크로 스트립 안테나 즉, 칩 안테나가 있는데 이러한 칩 안테나는 세라믹 적층 기술을 이용하여 안테나 특성을 구현하는 것으로,내장이 가능하나 일반적인 헬리컬 안테나에 비해서도 특성(bandwidth, gain 등)이 떨어지는 문제점이 있었다.Another type of antenna commonly used in a wireless communication terminal is the microstrip antenna, that is, the chip antenna, which implements antenna characteristics by using ceramic lamination technology. bandwidth, gain, etc.) was inferior.
본 고안은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 판 상에 홀(hole) 및 도선을 통해 헬리컬(helical) 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is devised to solve the problems described above, and is implemented by forming a helical pattern through holes and wires on a plate to be used externally and internally in a wireless communication system. The purpose is to provide a plate-shaped helical antenna.
즉, 본 고안은, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 피시비(PCB : Printed Circuit Board) 상에 쓰루홀(through hole) 및 스트립 라인을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 목적이 있으며, 무선통신 시스템에서 외장형 및 내장형으로 사용할 수 있도록 세라믹 등과 같은 유전체층 상에 비아홀(via hole) 및 전극을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하는 판형 헬리컬 안테나를 제공하는데 다른 목적이 있다.In other words, the present invention is a plate-shaped helical that is implemented by forming a helical pattern using through holes and strip lines on a printed circuit board (PCB) to be used externally and internally in a wireless communication system. To provide an antenna, and to provide a helical antenna by forming a helical pattern using via holes and electrodes on a dielectric layer, such as a ceramic, to be used externally and internally in a wireless communication system. There is another purpose.
도 1a 내지 도 1c 는 일반적인 헬리컬 안테나에 대한 일예시도.1a to 1c is an exemplary view of a typical helical antenna.
도 2a 및 도 2b 는 종래의 헬리컬 안테나에 대한 구성예시도.2a and 2b is a configuration example of a conventional helical antenna.
도 3 은 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 일실시예 구성도.3 is a configuration diagram of an embodiment of a plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 4a 내지 도 4c 는 본 고안에 따른 헬리컬 안테나의 일실시예 배치도.4a to 4c is a layout view of one embodiment of the helical antenna according to the present invention.
도 5 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 이실시예 구성도.Figure 5 is a configuration of this embodiment of a plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 6 은 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 삼실시예 구성도.6 is a configuration of a third embodiment of a plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 7a 내지 도 7c 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 사실시예 구성도.7a to 7c is a schematic view of the actual configuration of the plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 8a 내지 도 8d 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 오실시예 구성도.8a to 8d is a configuration of a fifth embodiment of the plate-shaped helical antenna according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
301 : 기판 302 : 상측 안테나 도선301: substrate 302: upper antenna lead
303 : 하측 안테나 도선 304 : 홀303: lower antenna lead 304: hole
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 무선통신 시스템에 적용되는 헬리컬 안테나에 있어서, 서로 다른 면에 위치하는 요소를 연결하기 위한 홀을 구비하며 유전체로 이루어진 판; 상기 판의 한 면에 배열되는 제1 안테나선; 및 상기 안테나가 나선형으로 이루어지도록 상기 제1 안테나선과 대비하여 상기 판의 다른 면에 배열되며 상기 홀을 통해 상기 제1 안테나선과 연결되는 제2 안테나선을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a helical antenna applied to a wireless communication system, the plate having a hole for connecting elements located on different surfaces and made of a dielectric; A first antenna line arranged on one side of the plate; And a second antenna line arranged on the other side of the plate in comparison with the first antenna line so as to form the antenna in a spiral shape and connected to the first antenna line through the hole.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안인 외장형 및 내장형으로 이용 가능한 평판(Plate)형 헬리컬 안테나는 PCB 상에 쓰루홀(through hole) 및 구리(Copper) 또는 구리에 금을 입힌(gold coated Copper) 스트립 라인을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현하거나, 세라믹 재료 상에 비아홀(via hole) 및 은(Ag), 은-팔라듐(Ag-Pd) 또는 팔라듐(Pd) 전극을 이용하여 헬리컬 형태의 패턴을 형성시켜 구현한다.The plate-type helical antenna, which can be used externally and internally, has a helical shape by using a through hole and a copper or gold coated copper strip line on the PCB. The pattern may be realized by forming a pattern, or by forming a helical pattern using via holes and silver (Ag), silver-palladium (Ag-Pd), or palladium (Pd) electrodes on a ceramic material.
도 3 은 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 일실시예 구성도이다.3 is a configuration diagram of an embodiment of a plate-shaped helical antenna according to the present invention.
본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나는, 기판(301), 상측 안테나선(302) 및 하측 안테나선(303)을 포함하며, 기판(301)은 상측 안테나 도선(302)과 하측 안테나 도선(303)을 연결시키기 위한 홀(hole, 304)을 포함한다.The plate-shaped helical antenna according to the present invention includes a substrate 301, an upper antenna line 302, and a lower antenna line 303, and the substrate 301 includes an upper antenna lead 302 and a lower antenna lead 303. And a hole 304 for connecting.
이때, 기판(301)은 1~150의 유전율을 갖는 유전체로 이루어지며, 상측 안테나 도선(302)과 하측 안테나 도선(303)은 배열되는 위치에 따라 구분된 것이다.At this time, the substrate 301 is made of a dielectric having a dielectric constant of 1 ~ 150, and the upper antenna lead 302 and the lower antenna lead 303 are divided according to the arrangement position.
이와 같은 판형 헬리컬 안테나가 도 3 에 도시되어 있는데, 이는 도면에서 보여지는 바와 같이 기판(301)의 상면과 하면에 홀(Hole, 304)을 뚫어 연결한 후 안테나 도선(302, 303)이 상면과 하면에 번갈아 형성, 연결되어 헬리컬 형태를 구성하여 안테나 역할을 하게 된다.Such a plate-shaped helical antenna is shown in FIG. 3, which is connected to the upper and lower surfaces of the substrate 301 by drilling holes (Hole, 304) as shown in the drawing, and then the antenna conductors 302 and 303 are connected to the upper and lower surfaces thereof. Alternately formed and connected to the lower surface to form a helical shape to act as an antenna.
이를 무선통신 단말기에 적용함에 있어서는 단말기 회로 기판에 연이어 안테나를 구성하는 형태를 생각하면 된다. 즉, 단말기의 내부에 위치하는 회로 기판에 회로가 구성되고 거기에 연결되어 안테나가 구성되는 것이다. 따라서, 단말기의 내부에서 안테나까지의 연결을 보다 쉽게 처리할 수 있으면서 기판의 안쪽과 바깥쪽을 이어가며 처리하여 헬리컬 안테나의 특성을 갖도록 하고 있다.In the case of applying this to a wireless communication terminal, it is conceivable to form an antenna in series with the terminal circuit board. That is, the circuit is configured on the circuit board located inside the terminal and is connected thereto to configure the antenna. Therefore, the connection from the inside of the terminal to the antenna can be more easily processed, and the inside and outside of the substrate are processed to have the characteristics of the helical antenna.
이러한 형태로 안테나를 구성하는데 있어, 첫번째 방식이 상기한 PCB 기판 상에 구리(Copper) 등의 스트립 라인을 이용하는 것이고, 두번째 방식이 유전율이 1~150인 세라믹 재료 상에서 은(Ag) 전극 등을 이용하여 적층시키는 것이다.In constructing the antenna in this form, the first method is to use a strip line of copper or the like on the PCB substrate, and the second method is to use silver electrode or the like on a ceramic material having a dielectric constant of 1 to 150. By laminating.
두번째 방식에 대해 좀 더 설명하면 하나의 기판을 형성하는 세라믹 재료에 안테나를 형성시키기 위해 안테나를 이루는 요소를 적층시키어 이루어지므로 재료의 안쪽과 바깥쪽에 도면에 보여지는 바와 같이 패턴(Pattern)을 형성하고 상기한 바와 같이 비아홀(via hole)을 통해 이들을 연결하는 방식이 있을 수 있으며, 세라믹 재료에 적층하는데 있어 한면으로만 적층이 가능하다면 세라믹 재료로 이루어지는 기판을 두 개를 만든 후 한 기판에 하나의 라인만 형성하여 두개의 기판을 서로 연결시켜 버리는 것이다. 즉, 도면에 보여지는 빗금친 부분을 하나의 기판에 형성하고, 다른 기판에는 점선 부분을 형성한 후 각 안테나 부분의 끝을 홀을 통해 연결하게 되는 것이다. 이를 통해 헬리컬 안테나와 같은 특성을 갖는 안테나를 형성할 수 있다.The second method is described in more detail by forming an antenna in order to form an antenna on a ceramic material forming a substrate, so that a pattern is formed on the inside and outside of the material as shown in the drawing. As described above, there may be a method of connecting them through a via hole, and if it is possible to stack only one side in lamination to ceramic material, two substrates made of ceramic material are made and then one line is formed on one substrate. Only by forming the two substrates are connected to each other. That is, the hatched portions shown in the drawing are formed on one substrate, and the dotted lines are formed on the other substrate, and then the ends of each antenna portion are connected through holes. Through this, an antenna having the same characteristics as the helical antenna can be formed.
또한, 세라믹 재료를 차례로 적층시킨다고 하면 세라믹 재료 상에 도면에 도시된 점선 부분의 패턴(Pattern)을 형성하며 그 위에 세라믹 재료를 다시 올리고 안테나를 연결하기 위해 비아홀을 형성, 전극을 충진(via filling)하여 올려진 세라믹 재료의 비아홀 사이인 도면의 빗금 부분에 안테나의 요소를 적층하게 되는 것이다.In addition, when the ceramic materials are sequentially stacked, a pattern of dotted portions shown in the drawings is formed on the ceramic materials, and via holes are formed by re-upping the ceramic material and forming via holes for connecting the antennas. The element of the antenna is laminated on the hatched portion of the drawing, which is between the via holes of the raised ceramic material.
도 4a 내지 도 4c 는 본 고안에 따른 헬리컬 안테나의 일실시예 배치도이다.4A to 4C are layout views of one embodiment of a helical antenna according to the present invention.
도 4a 에서는 도면에 도시된 바와 같이 안테나를 회로 기판에 세로 형태로 연결한 모습이다. 외장형에 보다 잘 나타날 수 있는 형태로, 이의 구성은 초기에 기판을 형성하는데 있어 안테나까지 감안하여 도면에 도시된 바와 같이 형성할 수도 있고, 안테나와 회로 기판을 각각 제작한 후 이를 연결할 수도 있다.In FIG. 4A, the antenna is vertically connected to the circuit board as shown in the drawing. In a form that may appear better in the external type, its configuration may be formed as shown in the drawings in consideration of the antenna in the initial formation of the substrate, or may be connected after the antenna and the circuit board are manufactured, respectively.
도 4b 에서는 내장할 수 있도록 안테나를 회로 기판에 가로 형태로 연결한 모습이다.In FIG. 4B, the antenna is connected to the circuit board in a horizontal form so as to be embedded therein.
도 3 에 나타나는 본 고안에 따른 안테나가 빗금친 안테나 영역의 좌측 또는 우측을 시발점으로 하여 구성되는 것이다.The antenna according to the present invention shown in FIG. 3 is configured to have a starting point on the left or right side of the antenna area hatched.
도 4c 에서는 회로기판의 한쪽면에 안테나 영역을 두 개 둔 후, 한측에는 안테나를 구성하고, 다른 한측에는 그라운드를 구성하게 된다. 이는 내장형으로 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 그라운드로 인해 안테나의 이득(gain)이 좋아지게 된다.In FIG. 4C, two antenna regions are provided on one side of the circuit board, and then an antenna is formed at one side and a ground is formed at the other side. Not only can this be used internally, but the gain of the antenna is improved due to ground.
도 5 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 이실시예 구성도이다.5 is a configuration of a second embodiment of the plate-shaped helical antenna according to the present invention.
상기한 도 3 에 보여지는 본 고안에 따른 안테나는 단일 밴드(single band)에서 사용되어 지는데 반해 도 5 에 보여지는 본 고안에 따른 안테나는 듀얼 밴드(dual band)에서 이용되어지게 된다.The antenna according to the present invention shown in FIG. 3 is used in a single band, whereas the antenna according to the present invention shown in FIG. 5 is used in a dual band.
이의 기본적인 구성은 도 3 에서와 마찬가지로 기판을 중심으로 안쪽과 바깥쪽에 안테나선을 구성하고 도면에 보여지는 것처럼 홀을 통해 안쪽과 바깥쪽의 안테나선을 연결하는 것이다.Its basic configuration is to configure the antenna lines inside and outside about the substrate as shown in FIG. 3, and connect the inside and outside antenna lines through holes as shown in the drawing.
그런데, 도 5 에서는 도시된 바와 같이 안테나선 사이의 간격에 변화를 다른 주파수 대역에서 안테나가 동작할 수 있도록 하고 있다. 이러한 모습을 통해 듀얼 밴드에서 이용될 수 있다는 것은 일반적인 헬리컬 안테나에 있어서도 사용하는 주파수 대역을 달리하는 경우에 충분히 보여질 수 있는 것이다.However, in FIG. 5, as shown in FIG. 5, the antenna operates in a different frequency band with a change in the interval between antenna lines. This feature can be used in the dual band can be seen in the case of different frequency bands used in the general helical antenna.
도 5 에 도시된 바와 같이 듀얼 밴드에서 사용되는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 도 4a 내지 도 4c 와 같은 형태를 통해 외장형 및 내장형 모두에 이용될 수 있다.As shown in FIG. 5, the plate-type helical antenna according to the present invention used in the dual band may be used in both an external type and an internal type through the form as illustrated in FIGS. 4A to 4C as described above.
또한, 도 5 에 보여지는 바와 듀얼 밴드에서 이용할 수 있을 뿐만 아니라 또다른 변화를 주어 트리플 밴드(triple band) 등 다중 밴드(Multi-band)에서 이용될 수 있다.In addition, it can be used in the dual band as shown in FIG. 5 and can be used in a multi-band such as a triple band by giving another change.
또한, 이러한 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나는 상기한 바와 같이 PCB 자체에 구현되거나 세라믹 재료에 적층되어 구현될 수 있다.In addition, the plate-shaped helical antenna according to the present invention may be implemented in the PCB itself or laminated to a ceramic material as described above.
도 6 은 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 삼실시예 구성도이다.6 is a configuration of a third embodiment of a plate-shaped helical antenna according to the present invention.
본 고안은 평판 형태로 헬리컬 안테나를 구현하는 것이므로 헬리컬 안테나의 특성이 잘 나타날 수 있도록 하여야 한다. 도 6 에서는 이러한 취지에 따라 본 고안에 따른 헬리컬 안테나를 구성하고 있다.The present invention implements the helical antenna in the form of a flat plate, so the characteristics of the helical antenna should be well represented. In FIG. 6, a helical antenna according to the present invention is configured according to the above-described purpose.
도면에서는 빗금친 부분과 실선 부분이 교차하여 나타나며 가운데 동그란 홀(hole)이 있음을 알 수 있다. 이는 빗금친 부분이 기판 위에 위치하는 안테나선의 모습이고 그렇지 않은 실선 부분은 기판의 바깥측에 위치하는 안테나선이다. 또한, 동그란 홀(Hole)은 이 빗금친 부분과 실선 부분을 연결하여 주는 통로로 연결 역할을 한다.In the drawing, it can be seen that the hatched portion and the solid line portion cross each other and have a round hole in the middle. This is the shape of the antenna line where the hatched portion is located on the substrate, and the solid line portion that is not is the antenna line located outside the substrate. In addition, the round hole (Hole) serves as a passage connecting the hatched portion and the solid line portion.
헬리컬 안테나는 원래 공간 상에 스프링 형태나 주 기둥에 홈을 파고 안테나선을 연결하여 이루어지는 입체적인 형태를 띄므로 이러한 헬리컬 안테나의 특성을 평판상에서 보다 잘 나타나도록 도면에 도시된 바와 같이 기판의 안쪽과 바깥쪽을 최대로 활용하게 된다.Since the helical antenna has a three-dimensional shape formed by digging a groove or a main pillar and connecting an antenna line in the original space, the characteristics of the helical antenna are better shown on the flat plate as shown in the drawing. Make the most of the page.
이러한 홀의 적절한 구성에 따라 안테나의 특성이 향상된다. 즉, 기판의 안쪽과 바깥쪽을 활용하는데 있어 도면에 도시된 바와 같이 할 수도 있고, 그 이상으로 홀(Hole)의 수를 늘려 다수의 홀을 갖도록 안테나를 구성할 수도 있다.The proper configuration of these holes improves the characteristics of the antenna. That is, in order to utilize the inside and the outside of the substrate may be as shown in the figure, or by increasing the number of holes (Hole) can be configured to have a plurality of holes.
도 6 에 보여지는 바와 같이 헬리컬 안테나가 구성될 때도 상기한 도 4a 내지 도 4c 에서 보여지는 것처럼 외장형, 내장형 등으로 안테나를 위치시킬 수 있고, 상기한 도 5 에 보여지는 것처럼 듀얼밴드 이상의 멀티밴드에 이용할 수 있다.Even when the helical antenna is configured as shown in FIG. 6, the antenna may be positioned in an external type, an internal type, or the like as shown in FIGS. 4A to 4C. It is available.
도 7a 내지 도 7c 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 사실시예 구성도이다.7a to 7c is a configuration of the actual example of the plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 7a 내지 도 7c 에서는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나에 대한 또 다른 형태의 구성을 도시하고 있다. 이는 내장형으로 쓰이는 형태이며, 도 7a 및 도 7b 는 비아홀(via hole)이 없이 평면에 구현되는 디자인이고, 도 7c 는 비아홀(via hole)이 있는 디자인이다. 특히 도 7a 내지 도 7c 에서는 무선통신 단말기인 휴대폰에서 이용하도록 구성할 수 있음을 보여주고 있다.7A to 7C show another configuration of the plate-shaped helical antenna according to the present invention. This is a form that is used as a built-in, Figure 7a and 7b is a design that is implemented in the plane without a via hole (via hole), Figure 7c is a design having a via hole (via hole). In particular, Figures 7a to 7c shows that the configuration can be used in a mobile phone, a wireless communication terminal.
이러한 구성은 세라믹 재료에 적층되는 형태로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, PCB 기판 상에 스트립 라인을 형성하여 구성할 수도 있다.This configuration can be used not only in the form of being laminated to ceramic materials, but also by forming strip lines on a PCB substrate.
도 7a 를 살펴보면 평면에 헬리컬 안테나가 구성되고 있음을 보여주고 있다.Looking at Figure 7a shows that the helical antenna is configured in the plane.
상기한 바와 같이 이를 휴대폰에서 이용할 수 있도록 구현하고 있다. 헬리컬 안테나의 특징을 갖도록 나선형으로 구현되며, 내장형임을 감안하여 대칭형으로 구성하고 있다. 좌측에 안테나의 하단부가 위치하고 있음을 알 수 있다.As described above, it is implemented to be used in a mobile phone. It is implemented in a spiral shape to have the characteristics of the helical antenna, and it is configured in a symmetrical form in consideration of the built-in type. It can be seen that the lower end of the antenna is located on the left side.
도 7b 에서는 커플링(Coupling)을 이용하는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나를 보여주고 있다. 이는 도 7a 에서 가운데 부분을 연결은 끊은 형태지만 전자기적 특성에 따라 전파의 전달이 용이함을 알 수 있다. 이 또한 일반적인 안테나에서 사용되는 특성을 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나에서 활용하고 있는 것으로내장형임을 감안하고 있다.Figure 7b shows a plate-shaped helical antenna according to the present invention using a coupling (Coupling). In FIG. 7A, the center part is disconnected, but it can be seen that transmission of radio waves is easy according to electromagnetic characteristics. This also considers that the characteristics used in the general antenna is used in the plate-type helical antenna according to the present invention is built-in type.
도 7c 에서는 비아홀(via hole)이 있는 디자인의 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나이다. 상기한 도 3 내지 도 6 에 보여지는 본 고안에 따른 안테나를 도 7 에서 보여지는 내장형태와 결합하여 구성할 수 있음을 나타내고 있다. 특히, 도 7c 에서는 도 3 및 도 4 에서 보여지는 형태를 도 7a 및 도 7b 의 형상으로 구현하고 있다.7c shows a plate-shaped helical antenna according to the present invention of a design having a via hole. 3 to 6 shows that the antenna according to the present invention shown in FIG. 3 can be combined with the internal shape shown in FIG. In particular, in FIG. 7C, the shapes shown in FIGS. 3 and 4 are implemented in the shapes of FIGS. 7A and 7B.
여기서는 PCB 기판의 안쪽과 바깥쪽에 상기한 바와 같이 안테나선을 교대로 생성하여 구현할 수도 있을 뿐만 아니라, 동일한 형태로 기판의 안쪽과 바깥쪽에 헬리컬 안테나를 구성하면서 서로 간에 홀(hole)을 통해 안테나선이 연결되도록 할 수도 있다.Here, the antenna lines may be alternately generated on the inside and the outside of the PCB substrate as described above, and the antenna lines may be formed through holes through the helical antennas in the same form. You can also make connections.
도 8a 내지 도 8d 는 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나의 오실시예 구성도이다.8a to 8d is a configuration of a fifth embodiment of the plate-shaped helical antenna according to the present invention.
도 8a 내지 도 8d 에 도시된 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나는 도 7a 내지 도 7c 에 보여진 안테나가 단일 밴드(single band)에 이용되는데 반하여 다중 밴드(multi-band)에 이용될 수 있도록 구성되고 있다. 이 또한, 홀이 있는 디자인으로 구현될 수도 있고, 홀이 없이 평면에 위치하는 디자인으로 구현될 수도 있다.The plate-shaped helical antenna according to the present invention shown in FIGS. 8A to 8D is configured such that the antenna shown in FIGS. 7A to 7C can be used for a multi-band while the antenna shown in FIGS. 7A to 7C is used for a single band. . This may also be implemented in a design with a hole, or may be implemented in a planar design without holes.
도 8a 에서는 듀얼 밴드를 구현하는데 있어 안테나선 사이의 간격(a, b)을 가지고 주파수 대역을 조절하고 있음을 알 수 있다. 안테나선의 폭(☆)은 동일하다.In FIG. 8A, it can be seen that the frequency band is adjusted with the intervals a and b between the antenna lines in implementing the dual band. The width (☆) of the antenna lines is the same.
도 8b 에서는 듀얼 밴드를 구현하는데 있어 안테나선의 폭(c, d)을 가지고주파수 대역을 조절하고 있다. 이때, 안테나선 사이의 간격(D)은 동일하다.In FIG. 8B, the frequency band is adjusted with the widths c and d of the antenna lines in implementing the dual band. At this time, the spacing D between antenna lines is the same.
도 8c 및 도 8d 에서는 도 8a 및 도 8b와 같이 안테나선 사이의 간격을 이용하거나 안테나선의 폭을 이용하여 주파수 대역을 조절하지만, 도 8a 및 도 8b와는 달리 커플링(coupling)을 이용하고 있음을 알 수 있다.In FIG. 8C and FIG. 8D, the frequency band is adjusted using the interval between the antenna lines or the width of the antenna lines as shown in FIGS. 8A and 8B. However, unlike FIG. 8A and 8B, the coupling is used. Able to know.
도 8a 내지 도 8d 에서 보여지는 듀얼 밴드의 형성은 상기한 것처럼 안테나 선 사이의 간격, 폭 등을 이용하고 있음을 알 수 있는데, 이때 듀얼 밴드 형성을 위한 간격 또는 폭의 변화는 전체적인 안테나 선 사이의 간격, 폭, 그리고 커플링 간격 등의 유기적 연계 관계를 바탕으로 이루어지게 된다.It can be seen that the formation of the dual band shown in FIGS. 8A to 8D uses the spacing, width, etc. between the antenna lines as described above. In this case, the change in the spacing or width for forming the dual band is performed between the entire antenna lines. It is based on organic linkages such as spacing, width, and coupling spacing.
도 8a 내지 도 8d 에서는 듀얼 밴드에 대해 설명하고 있지만 더 나아가 멀티 밴드(Multi-band)에서도 이를 이용할 수 있다.8A to 8D, the dual band is described, but the multi-band may be used.
상기한 바와 같은 본 고안에 따른 판형 헬리컬 안테나는 무선통신 시스템의 단말기에 이용될 수 있다. 이러한 무선통신 단말기가 이용되는 시스템은 상기한 바와 같이 셀룰라 이동통신 시스템, PCS 시스템 및 IMT-2000 시스템 등이 있으며 이외에도 주파수 공용 통신(TRS) 시스템, 피디에이(PDA) 등을 이용하는 무선 인터넷 시스템 등을 포함하는 여타의 무선통신 시스템에서도 활용할 수 있으며, 블루투스(bluetooth) 등과 같은 근거리 무선 데이터 통신 시스템 등에서도 이용할 수 있다.Plate helical antenna according to the present invention as described above can be used in the terminal of the wireless communication system. As described above, the system using the wireless communication terminal includes a cellular mobile communication system, a PCS system, an IMT-2000 system, and the like, as well as a wireless Internet system using a frequency common communication (TRS) system, a PDA, and the like. The present invention may be utilized in other wireless communication systems, and may also be used in short-range wireless data communication systems such as Bluetooth.
상기한 실시예에서 보여지는 세라믹 적층 구조는 다층 구조에서만 본 고안이 활용된다는 것이 아니며, 단층 및 다층 구조에서 모두 사용할 수 있다. 또한, 도 7a, 도 7c 및 도 8d 등에 나오는 크기는 휴대폰 등에 본 고안에 따른 헬리컬 안테나가 이용될 때 가질 대략적인 값을 나타내고 있으며, 물론 이 외의 값을 가질 수도 있다.The ceramic laminate structure shown in the above embodiment is not intended to be utilized only in the multilayer structure, and can be used in both single layer and multilayer structures. In addition, the sizes shown in FIGS. 7A, 7C, and 8D represent approximate values to be obtained when the helical antenna according to the present invention is used in a mobile phone or the like, and may have other values.
도 8a 내지 도 8d 에 있어 안테나 선 사이의 간격, 폭 등을 이용하여 밴드를 다중화하고 있는데, 이는 도 5 에 있어서도 마찬가지로 안테나 선 사이의 간격 뿐만 아니라 안테나 선의 폭을 다르게 하여 밴드를 다중화할 수 있는 것이다.In FIG. 8A to FIG. 8D, bands are multiplexed using intervals and widths between antenna lines. Similarly to FIG. 5, the bands can be multiplexed by varying the widths of antenna lines as well as the spacing between antenna lines. .
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 고안은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 외장형이나 내장형으로 이용할 수 있어 안테나 이용자의 사용이 편리한 효과가 있다.The present invention as described above, by implementing a helical antenna in a flat form according to the pattern can be used as an external type or built-in has the effect that the user of the antenna user is convenient.
또한, 본 고안은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 단일 밴드(single band) 및 다중 밴드(dual, triple or multi band)의 무선통신 단말기 안테나로 이용할 수 있어 그 적용 대상이 넓은 효과가 있다.In addition, the present invention, by implementing a helical antenna in a planar shape according to the pattern can be used as a single band (single band) and a multi-band (dual, triple or multi band) wireless communication terminal antenna, the application of the broad effect have.
또한, 본 고안은, 패턴에 따라 평면 형태로 헬리컬 안테나를 구현하여 제품간 특성 편차가 작으며 생산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the present invention, by implementing a helical antenna in a planar shape according to the pattern has a small variation in characteristics between products and has an excellent productivity.
또한, 본 고안은, 칩 안테나에 비해 사이즈가 작으며 특성이 우수하고 내장이 가능한 인터널 안테나(internal antenna)로 이용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can be used as an internal antenna having a smaller size, better characteristics, and a built-in structure than a chip antenna.
또한, 본 고안은, 피디에이(PDA) 등을 이용하는 무선 인터넷 시스템, 셀룰라 이동통신 시스템, PCS 시스템, IMT-2000 시스템 및 주파수 공용 통신(TRS) 시스템 등을 포함하는 여타의 무선통신 시스템에서도 활용할 수 있으며, 블루투스(bluetooth) 등과 같은 기능을 이용하는 근거리 무선 데이터 통신 시스템 등에서도 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be utilized in other wireless communication systems including wireless Internet system, cellular mobile communication system, PCS system, IMT-2000 system and frequency common communication (TRS) system using PDA and the like. , A short range wireless data communication system using a function such as Bluetooth can be utilized.
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| WO2011093645A2 (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-04 | 에이큐 주식회사 | Hybrid antenna combining a helical antenna of a 2d planar spiral shape with a loop antenna used for 13.56 mhz m-commerce, and a fabrication method therefor |
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