KR20030007716A

KR20030007716A - 협대역, 교차 요소, 오프셋-동조된 이중 대역, 이중 모드굽은 선 부하 안테나

Info

Publication number: KR20030007716A
Application number: KR1020027016079A
Authority: KR
Inventors: 에이포스톨로스존
Original assignee: 배 시스템즈 인포메이션 앤드 일렉트로닉 시스템즈 인티크레이션, 인크.
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2003-01-23
Also published as: AU2001268114A1; JP2003535541A; WO2001093372A1; DE10196257T1

Abstract

본 발명은 제1 주파수 대역에 대해 루프 모드에서 동작하는 이중-대역 굽은 선 부하 안테나 "MLA"로 특징지워 지고 제2 주파수 대역에 대해 모노폴(monopole) 공진 주파수를 맞추기 위해 용량성 동조(tuning)를 사용한다. 하나의 실시예 직교하는 MLA 소자(130, 140)는 구조의 모노폴 공진 주파수를 낮게 하기 위해 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩(flaps)(136, 146)을 구비한다. 오프셋-동조 MLA 소자(130, 140) 및 적당히 입력된 RF 신호에 의해, 고안된 안테나는 제1 동작 주파수에서 수직적 편파 동작 그리고 제2 동작 주파수에서 원편파를 나타낸다. 고안된 안테나는 전형적으로 이중-목적 셀룰러 폰 및 GPS 안테나에 사용된다. 셀룰러 폰 모드에서, 안테나는 동시에 GPS 서비스에 대해 1.5GHz와 같은 원편파로 작동하는 동안에 수직 편파로 거의 845MHz에서 작동한다.

Description

협대역, 교차 요소, 오프셋-동조된 이중 대역, 이중 모드 굽은 선 부하 안테나{NARROW-BAND, CROSSED-ELEMENT, OFFSET-TUNED DUAL BAND, DUAL MODE MEANDER LINE LOADED ANTENNA}

종래에, 효율적인 안테나는 전형적으로 방사(radiating) 주파수의 1/4 파장에 속하는 최소한 크기를 갖는 구조가 요구되어 졌다. 이러한 크기는 안테나가 쉽게 전류가 발생되고 공진가까이에서 동작되고 저항적 손실로 방사되는 에너지를 제한하고 전송 에너지를 최대화한다. 그러나, 이러한 안테나가 공진 파장에서 크기가 커지는 경향이 있다. 더욱이, 주파수가 감소함에 따라 안테나 크기는 비례해서 증가된다.

더 작은 통신 장비에 대한 요구가 발생함에 따라, 밀집(compact)한 안테나디자인에 대한 필요가 커졌다. 더욱이, 다중 주파수 대역에서 작동하는 안테나에서 큰 이익이 있다.

전통적인 안테나 디자인과 기능성의 결점을 처리하기 위해 굽은 선 부하 안테나(MLA)가 개발되었다. 여기서 참고로 구체화되는 굽은 선 부하 안테나에 대해, 미국 특허 5,790,080에 한 MLA가 개시된다. MLA의 한 예는 때때로 변화된 임피던스 전송선 안테나라고 불리고, 여기에 도시된다. 안테나는 두개의 수직적 도체 및 한개의 수평적 도체로 구성된다. 수직적 도체 및 수평적 도체는 굽은 선을 사용하는 틈새에 의해 분리되고, 틈새에서 수직적 도체 및 수평적 도체 사이에 연결된다.

굽은 선은 안테나의 전기 길이(electrical length)를 조정하기 위해 고안되었다. 부가적으로, 굽은 느린파 구조의 고안은 안테나의 효율적인 전기 길이를 변화시키기 위해서 무시할 수 있는 손실로 굽은 선의 길이가 빠르게 회로의 안 또는 밖으로 변화된다. 이 스위칭은 동작 스위칭 장치가 항상 굽은 선의 높은 임피던스에 위치되기 때문에 가능하다. 이것은 스위칭 장치를 통한 전류가 낮게 유지되도록 하고 스위치에서 매우 낮은 방산 손실의 결과로, 높은 안테나 효율을 유지한다.

상기 유형의 기본적인 안테나는 "도(figure) 8" 범위 유형을 제공하는 루프 모드에서 동작될 수 있다. 루프 모드, 수평 편파(polarization)는 안테나가 굽은 선을 포함하는 전체선의 전기 길이가 최대한 파장의 배수가 되는 주파수에서 동작될 때 얻어진다. 안테나는 또한 모노폴(monopole) 모드, 수직적으로 편파될 때 전기 길이를 동작시 반파장의 홀수배수로 조정함으로써 동작된다. 굽은 선은 주어진 모드를 사용하는 주어진 주파수에서 동작 모드를 변화시키기 위해 전기적 또는 기계적 스위치를 사용하여 조정될 수 있다.

굽은 선 부하 안테나의 발명은 전기 길이가 동작 주파수의 1/4 파장의 배수로 유지되는 동안 장치의 크기를 상당히 작게한다. 안테나 및 이러한 유형의 방사 구조는 기초적인 수행의 한계가 츄-헤링턴(Chu-Harrington) 관계로 제어되는 영역에서 작동한다.

효율 = FV₂Q

Q = 양호도(Quality Factor)

V₂= 3차의 파장에서 구조의 부피(Volume of the structure in cubic wavelengths)

F = 기하학적 형태 요소(Geometric Form Factor)(F = 정육면체 또는 구에 대해 64)

안테나 크기가 동작 주파수에 1/4 보다 훨씬 작게 되는 것을 허용하는 동안 굽은 선 부하 안테나는 츄-헤링턴(Chu-Harrington) 관계의 효과적인 한계를 달성한다. 유사한 이득을 얻을 동안 10에서 1로의 높이 감소는 1/4 파장 모노폴 안테나를 넘어 성취되어 질 수 있다.

종래의 MLA는 좁은 대역 안테나이고, 변화할 수 있는 굽은 선이 안테나가 넓은 주파수 대역을 포함하게 한다. 그러나, 순간적인 대역폭은 항상 좁다. 신호가 넓은 주파수 범위를 걸쳐 예상치 않게 나타나는 많은 군사적인 응용 및 상업적 응용에서, 종래의 MLA 안테나는 만족스럽지 못하다.

상기한 미국 특허 5,790,080는 안테나 요소를 방사하는 것으로 작동하는 한개 또는 그 이상의 도전성 요소와 도전성 요소들 사이에 전기적 신호들을 연결하는데 적용되는 느린파 굽은 선을 포함한다. 이 느린파 굽은 선은 전기 길이와 안테나의 동작 특성에 영향을 미치는 효율적인 전기 길이를 갖는다. 전기 길이 및 안테나의 동작 모드는 스위칭을 통해 이미 제어되고 조종된다.

이중 공진 광대역 패치 안테나 및 그것을 형성하는 방법에 대한 미국 특허 6,034,637는 광대역을 제공하기 위해 평행하지 않은 테두리를 갖는 실질적으로 사다리꼴 모양을 형성하는 평면 공진기를 포함하는 이중 공진 광대역 패치 안테나를 설명한다. 방사(radiation) 효율을 증가시키기 위해 그라운드 플레인이 평면 공진기 바로 밑에서 확장하는 동안 연결하기 위해 공급 선은 평행하지 않은 가장자리로 평행하게 확장한다.

접힌(folded) 1/4 파장 패치(patch) 안테나에 대한 미국 특허 6,008,762는 공간적으로 분리된 제1 팔부(arms) 및 제2 팔부를 갖는 도체판을 포함하는 폴디드 1/4 파장 패치 안테나를 설명한다. 그라운드 플레인은 유전체 기판에 의해 도체판으로부터 분리되고 거의 도체판에 평행하다. 그라운드 플레인은 전기적으로 한끝에서 제1 팔부에 연결되고 신호 장치(unit)는 전기적으로 제1 팔부에 연결된다. 신호 장치(unit)는 선택된 주파수 대역을 갖는 신호를 전송 및/또는 수신한다. 접힌 1/4 파장 패치 안테나는 또한 이중 주파수 대역 안테나로서 동작할 수 있다. 이중 주파수 대역 동작에서, 신호 장치(unit)는 제1 주파수 대역의 제1 신호 및 제2 주파수 대역의 제2 신호를 갖는 안테나를 제공한다.

이중 대역 나비넥타이(BOWTIE)/굽은 선 안테나는 PCT WO01/3464에 설명된다. 이 발명은 이중극 방사 요소(dipole radiating elements) 및 유전체 물질과 반대면에 그라운드 플레인을 나타낸다.

종래의 고안에 진보에도 불구하고, 여기서 언급된 문제를 처리하기 위한 효율적인 이중 대역 안테나에 대한 필요가 계속되었다. 셀룰러 폰 및 GPS 안테나와 같은 이중 대역에서 사용하기 위한 적당한 안테나 구조에 대한 필요가 있다. 그러나, 이러한 특별한 응용에 있어서, GPS 안테나는 원편극(circular polarization)을 가져야하지만 셀룰러 폰 안테나는 수직 편극(polarization)을 제공해야 한다.

관련 출원에 대한 설명

본 출원은 2000년 5월 31일 출원된 미국가특허출원번호 60/208194에 따라 우선권을 주장한다.

발명의 분야

본 발명은 굽은 선 부하 안테나에 관한 것이고, 특히 동시에 두개의 다른 모드 및 두개의 다른 주파수 대역에서 작동하는 안테나에 관한 것이다.

본 발명의 완전한 이해는 다음의 상세한 설명과 함께 첨부된 도면을 참조해서 얻어진다.

도 1은 종래 기술의 굽은 선 부하 안테나의 개략적, 사시도이다.

도 2는 도 1의 굽은 선 루프 안테나에 요소 연결자로 사용된 굽은 선 부하의 개략적 사시도이다.

도 3은 다이어그램 3A-3D로 구성되고, 굽은 선 부하 안테나의 네가지 작동 모드를 도시한다.

도 4a는 전통적인 MLA 루프 요소의 개략적, 단면도를 도시한다.

도 4b는 그것의 모노폴 공진 주파수를 낮추기 위해 용량성 플랩을 갖는 도 4a의 MLA 루프 요소의 개략적, 단면도를 도시한다.

도 5는 본 발명의 이중 대역, 교차된-요소 MLA 안테나의 개략적, 사시도이다.

도 6은 도 5의 이중-대역 안테나의 두 요소에 대한 주파수와 주파수 응답의 그래프이다.

도 7은 모노폴 공진 주파수를 낮추기 위해 부가된 용량성 플랩을 갖는 나비넥타이 형상 MLA 루프 요소의 개략적, 단면도를 도시한다.

본 발명에 따르면 두개의 분리된 주파수 대역에서 실시 가능하고 수직 편파(vertical polarization) 또는 원편파(circular polarization)를 갖는 안테나를 제공하기 위한 교차 쌍의 MLA 요소를 사용하는 이중-대역, 굽은 선 부하 안테나(MLA)가 제공된다.

따라서, 본 발명의 목적은 MLA 요소의 교차 쌍으로 구성된 이중-대역, 오프셋-동조, 굽은 선 부하 안테나(MLA)를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그것의 공진 주파수를 감소시키기 위해 용량성 플랩(flap)을 갖는 MLA 요소의 적어도 하나가 구비된 이중 대역 MLA를 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 수직 편파 또는 원편파를 갖는 선택적으로 실시가능한 이중-대역 MLA를 제공하는 것이다.

종래 기술로부터 구별할 수 있는 발명의 한 목적은, 공진 주파수를 변화시키기 위한 용량성 플랩(flaps)의 사용과 모노폴(monopole) 모드의 상(phase)을 엇갈림 또는 오프셋(offset) 동조하는 것이다. 용량성 플랩(flaps)은 구조의 모노폴 공진 주파수를 낮추기 위해서 기본적인 MLA 루프 디자인에 부가된다. 오프셋-동조된 MLA 요소의 교차 쌍을 사용함으로써, 이중 주파수 안테나가 구성된다. 부가적으로, 교차된 배열은 수직적 편파 또는 원편파 된 안테나에서 작동을 허락한다.

본 발명의 부가적인 목적은 조합된 셀룰러 폰 및 GPS 서비스에 개조된 이중-대역 MLA를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 그라운드 플레인, 제1 루프 모드 주파수에 동조되고(tuned) 제1 모노폴 공진 주파수를 갖는 제1 굽은 선 부하 안테나 요소를 포함하는 두개의 주파수 대역에서 동시에 작동하는 이중-대역 안테나이다. 제1 안테나 요소는 그라운드 플레인 위에 위치된다. 제2 굽은 선 부하 안테나 요소는 제2 루프 모드 주파수에 동조되고, 제2 안테나 요소는 제2 모노폴 공진 주파수를 갖고, 여기서 제2 안테나 요소는 또한 그라운드 플레인 위에 위치된다. 제1 안테나 요소의 제1 모노폴 공진 주파수를 제1 모노폴 주파수에 용량성 동조하기 위한 수단과 상기 제2 굽은 선 부하 안테나 요소의 제2 모노폴 공진 주파수를 제2 모노폴 주파수에 용량성 동조하기 위한 수단이 있다.

다른 목적은 제1 및 제2 모노폴 주파수가 동조되고 중심 주파수는 주파수 도메인 상에서 거의 3dB인 이중-대역 안테나이다.

부가적인 목적은 용량성 동조를 위한 수단이 제1 및 제2 안테나 요소에 부착된 플립들(flips)을 포함하는 이중-대역 안테나이다. 한 실시예에서 제1 주파수 대역은 거의 850MHz가 중심이 되고 제2 주파수 대역은 거의 1.5GHz가 중심이 된다. 그리고, 이중-대역 안테나는 제1 주파수 대역에서 수직 편파(vertical polarization) 및 제2 주파수 대역에서 원편파(circular polarization)를 나타낸다.

발명의 목적은 그라운드 플레인, 제1 루프 모드 주파수에 동조되고 제1 모노폴 공진 주파수를 갖는 제1 굽은 선 부하 안테나 요소를 포함하고, 상기 제1 안테나 요소는 그라운드 플레인 위에 위치된 이중-대역 안테나이다. 제2 굽은 선 부하 안테나 요소는 제2 루프 모드 주파수에 동조되고 실질적으로 상기 제1 안테나 요소 및 그라운드 플레인에 직교하게 놓이고, 제2 안테나 요소는 제2 모노폴 공진 주파수를 갖는다. 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들(flaps)은 제1 모노폴 공진 주파수에 동조하기 위해 제1 안테나 요소에 설치되고, 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 제2 모노폴 공진 주파수에 동조하기 위해 제2 안테나 요소에 설치된다.

부가적인 목적은 상기 플랩들이 금속 주위에 유전체 물질을 갖는 금속인 이중-대역 안테나이다. 제1 및 제2 굽은 선 부하 요소 각각은 그라운드 플레인으로부터 확장된 한쌍의 수직적인 면과 수직적인 면 사이에 상부 덮개를 포함하고, 상부 덮개 및 수직적 면 사이에 틈새에 각각의 상부 덮개에 설치된 용량성 플랩이 구비된 틈새가 있다. 더욱이, 상기 동조는 수직적 면들과 플랩들 사이에 간격을 조정함으로써 수행된다.

다른 목적은 제1 모노폴 공진 주파수를 희망하는 모노폴 주파수 대역에 동조하는 처리와 제2 모노폴 공진 주파수를 희망하는 모노폴 주파수 대역에 동조하는 처리에 의해 생산된 이중-대역 안테나이다. 그리고, 제1 및 제2 안테나 요소 사이에 0도 모노폴 상 차를 만들기 위한 오프셋 동조 제1 또는 제2 안테나 요소이다.

부가적인 목적은 그라운드 플레인, 제1 루프 모드 주파수에 동조되고 제1 모노폴 공진 주파수를 갖는 제1 나비넥타이(bow-tie) 형상 굽은 선 부하 안테나를 포함하고, 제1 안테나 요소가 그라운드 플레인 위에 위치된 이중-대역 안테나이다. 제2 루프 모드 주파수에 동조되고 실질적으로 제1 안테나 요소 및 그라운드 플레인에 직교하게 위치된 제2 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 안테나 요소가 있고, 제2 안테나 요소는 제2 모노폴 공진 주파수를 갖는다. 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩은 제1 모노폴 공진 주파수를 동조시키기 위해 제1 안테나 요소에 설치되고 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩은 제2 모노폴 공진 주파수를 동조시키기 위해 제2 안테나 요소에 설치된다. 제1 및 제2 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 안테나 각각은 그라운드 플레인으로부터 수직적으로 확장하는 수직면과 수직면으로부터 확장하는 삼각형 형상의 수평적 부분을 포함하고 수평적 부분과 수직면들 사이에 면 틈새에 설치된 용량성 플랩을 구비한 면 틈새가 있다.

그리고, 부가적인 목적은 용량성 플랩이 안테나 요소 위에 외면적으로 또는 내면적으로 위치된 이중-대역 안테나이다. 또한, 용량성 플랩은 전기적으로 수평적 부분에 연결되고 수직면들로부터 분리된다. 선택적으로, 용량성 플랩은 전기적으로 수직적면들에 연결되고 수평적 부분으로부터 분리된다. 결국, 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩은 전기적으로 수직면들 및 수평적 부분과 분리된다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이고, 본 발명의 수행으로 발명자에 의해 완성된 최상의 모드의 설명의 방법으로, 본 발명의 단지 바람직한 실시예가 설명되고 도시된다. 인식되어 졌을 때, 발명은 다른 실시예로 할 수 있고, 그것의 몇개의 상세한 것은 본 발명으로부터 분리되지 않고 다양한 명백한 관점에서 변형할 수 있다.

본 발명은 두개의 분리된 주파수 대역에서 작동하기 위해 이중-대역, 교차된 요소 MLA가 제공된다. 게다가, 수직 편파 및 원편파는 그것의 신호 공급 배열을 변경시키는 것에 의해 고안의 안테나로부터 얻어진다.

도 1은 미국 특허 5,790,080에서 더 상세히 설명된 종래 기술의 굽은 선 부하 안테나(100)를 도시한다. 한 쌍의 대향하는 면 장치(102)는 그라운드 플레인(105)에 연결되고 실질적으로 그라운드 플레인(105)으로부터 직교하게 확장한다. 수평적 상부 덮개(104)는 면 조각들(102) 사이로 확장하고, 그러나 면 장치들(102)과 직접적으로 접촉해서 만나지는 않는다. 그대신, 상부 덮개(104)로부터 면 조각들(102) 사이를 분리하는 틈새(106)가 있다. 도 2에서 도시된 것과 같은 굽은 선 부하 요소(108)는 구조(100)의 안쪽 코너에 위치되어 굽은 선(108)은 수평적 덮개(104) 또는 면 조각들(102)에 틈새 가까이에 위치된다.

굽은 선 부하 구조(108)는 선의 전기 길이를 변화시키기 위한 스위칭 수단을 제공하고 구조(100)의 특성에 관계한다. 종래 기술에서 더 상세하게 설명된 바와 같이, 스위칭은 구조가 전기 길이 및 도 3A-D에 도시된 파장을 변화시키는 것에 의해 루프 모드 또는 모노폴 모드에서 동작되게 한다.

우선 도 4a를 참조하면, 도면 부호 100에 한 종래의 MLA 요소의 개략적, 단면도가 도시된다. 두개의 수직적 방사 표면들(102)은 틈새(106)에 의해 수평적 표면(104)으로부터 분리된다. 한 쌍의 굽은 선(108)은 수직 표면들(102)과 수평적 표면(104) 사이에 연결된다. 굽은 선(108)은 종래 기술에서 설명된 수직 표면(102) 또는 수평적 표면(104)에 설치된다. 설명의 목적으로 선택된 응용에서, 안테나(100)는 거의 1.5GHz(GPS 동작 주파수)로 변경된 루프 모드 응답을 갖는다. 그렇게 구성되었을 때, 안테나(100)는 자연적으로 거의 860MHz의 모노폴 공진 주파수를 발생한다.

또한 도 4b를 참조하면, 도면 부호 120의 도 4a와 유사한 한 MLA 요소가 도시된다. 두개의 수직적 방사 표면들(102)은 틈새(106)에 의해 수평적 표면(104)으로부터 분리된다. 굽은 선(108)은 전과 같이 도시되고, 수평적 표면(104)에 용량성 플랩들(122)이 부가된다.

용량성 플랩들(122)은 모노폴 공진 주파수를 효과적으로 낮추고 모노폴 작동을 바꾸는 병렬 캐패시턴스를 제공한다. 설명의 목적으로 선택된 예에서, 모노폴 공진 주파수는 거의 860MHz에서 거의 830MHz로 감소되고, 나중의 주파수가 전형적인 셀룰러 폰 동작 주파수이기 때문에 선택되어 진다. 용량성 플랩들(122)로부터 병렬 캐패시턴스의 부가는 MLA 요소(120)의 루프 모드 주파수 응답에 영향을 미치지 않고 1.5GHz GPS 주파수 대역에서 그것의 동작은 영향받지 않는다.

원편파를 얻기 위해, MLA 요소(100, 120)는 안테나 디자인 분야에서 당업자에게 알려진 바와 같이 직교하게(전압 공급이 90°위상 차이가 있다) 공급된다. 용량성 플랩들(122)에 의해 MLA 요소(120)에 부가된 병렬 캐패시턴스는 1.5GHz 주파수에서 요소(120)의 루프 주파수 응답에 영향을 미치지 않기 때문에, 두개요소(100, 120)는 전기적으로 독립적이고 용량성 플랩들(122)은 루프 모드 작동에 간섭하지(interfere) 않는다.

도 5를 참조하면, 교차된 요소, 오프셋-동조된 MLA 안테나의 한 실시예의 사시도가 도시된다. 하부 MLA 요소(130)는 공통 그라운드 플레인(124) 위에 위치된다. 하부 MLA 요소는 상부 조각(134) 및 한 쌍의 측면 조각들(132)을 갖는다. 한 쌍의 용량성 플랩들(136)은 상부 조각(134)에 위치되고 전기 용량적으로 측면 조각들(132)에 연결된다. 유사하게, 상부 MLA 요소(140)는 또한 공통 그라운드 플레인(124) 위에 위치되고 하부 MLA 요소(130)에 직교하게 된다. 상부 MLA 요소(140)는 상부 조각(144) 및 한 쌍의 측면 조각들(142)을 갖는다. 한 쌍의 용량성 플랩들(146)은 상부 조각(144)에 위치되고 전기 용량적으로 측면 조각들(142)에 연결된다.

본 실시예는 두개의 직교하는 모노폴 안테나(130, 140)가 적당한 주파수 대역을 얻기 위해 각각 첫번째 실례에 동조되고, 그때 모노폴 작동을 위해 0도 위상차를 얻어 동조된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 작동의 셀룰러 폰 모드와 같은 다른 어플리케이션에 대한 요구된 주파수 및 편파를 얻기 위해, MLA 요소들(130,140)은 오프셋-동조되고 교차된 MLA 주파수 응답은 주파수 영역 3dB 지점에서 겹치게 된다. 제 1 MLA 요소(130)는 곡선 A로 표현되고, 반면에 직교하는 MLA 요소(140)는 곡선 B로 도시된다. 중심 주파수, F₀는 두개 동조된 안테나(130, 140)의 평균이고, 3dB 지점이된다. 오프셋 동조는 1/4 입력 관계를 파생하고(offset) 각각의 위상에 모노폴 모드 공진 주파수를 내놓는다. 이 오프셋 동조에 의한 약간의 비대칭이 안테나의 GPS동작 모드에 실질적인 영향이 없는 반면에, 안테나가 셀룰러 폰 모드에서 동작될 때 그것은 적당한 전압/전류 상 관계 및 요구된 수직 편파를 제공한다.

한 실시예에서 용량성 플랩들은 금속이고 유전체로 덮여진다. 그것들은 도체들의 상부 표면 또는 측면 표면에 죄어 진다. 플랩들은 성능을 향상시키기 위해 요소에 용량성 연결에 의존한다. 플랩들과 표면들 사이에 공간은 용량성 값 및 공간을 변화시키는 동조 처리에 기여하는 요소의 하나이다. 바람직한 실시예에서 플랩들은 구부릴 수 있고 또한 움직인 위치를 유지하기에 충분하게 단단하면서 움직임을 허락한다.

플랩들은 수평적 표면들 또는 수직적 표면들에 접촉될 수 있다. 그리고, 또한 하나의 표면에 다수개의 플랩들이 존재할 수 있다. 플랩들은 납땜하거나 용접하거나 또는 전기적으로 부착된 것을 포함하여 또는 전도하는 점착제들을 절연하는 많은 방법으로 안전하게 되어 질 수 있다. 플랩들의 한 끝은 수직적 표면 또는 수평적 표면에 접지되어 질 수 있고, 틈새를 넘어 굽어진다. 또, 플랩들은 두 표면들에서 분리되어 질 수 있고 단지 틈새에서 용량적으로 결합한다. 한 실시예에서 플랩과 표면 사이에 위치된 다른 두께의 쐐기가 있고 각 표면으로부터 플랩들을 정확하게 일정한 간격을 유지하게 하는데 사용된다. 게다가, 플랩들은 안쪽에 설치되어 질 수 있고 여기에서 설명된 바에 의해 기능하고, 특히 최소의 동조를 요하는 모델의 생산에 대해 그러하다.

설명된 실시예에서 플랩들(122)은 틈새(106)를 넘어 굽어지고 아주 근접하고, 그러나 측면 패널들(132,142)과 직접 접촉되지는 않는다. 동조 처리는 어느 한쪽 순서로 행해 질 수 있고, 그러나 특히 플랩들과 측면 조각들(132, 142) 사이에 일정한 간격을 유지하게 조정함으로써 낮은 공진 주파수를 포함하고, 그것에 의해 캐패시턴스를 변화시킨다. 그때, 한 요구되는 주파수는 두개의 구조에 대해서 얻어 지고, 그 구조는 요소들(130, 140)의 하나의 플랩들(136, 146)을 조종함으로써 오프셋 동조된다.

예를들면, 구조(130, 140)의 한 주파수 대역은 관심의 적당한 주파수 대역으로 낮추어 지고, 하부 요소(130)는 부가적으로 예를들면 820MHz의 더 낮은 주파수로 동조된다. 이 부가적인 동조는 상부 요소(140) 보다 반대 방향으로 90도 위상차를 갖는 하부 요소를 위치시키기 위해 수행되고, 그것에 의해 상차를 없애고 상부 요소(140) 및 하부 요소(130)의 평균인 중심 주파수를 갖는 0도 위상차의 결과가 된다.

두 단계 동조 처리는 단지 한 실시예이고 주파수 및 위상 둘다를 바꾸기 위해 수행된다. 다른 응용은 단지 주파수 변화 또는 단지 위상 변화와 같이 한 요소만 바꾸는 것이 요구되어 진다. 이러한 상황에서, 단지 플랩들의 한 세트가 필요로해 질 것이다.

설명의 목적을 위해 선택된 구조에 명백한 변형은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 동작 주파수 대역 또는 편파 조합은 다른 동작 환경 또는 필요 조건을 맞추기 위해 요구되어 질 수 있다. 용량성 플랩, 예를들면, 하나 또는 두개 MLA 요소에 적용되어 질 수 있다.

도 7에 도시된 다른 구조의 예로 나비넥타이 형상의 배열이 도시된다. 본 실시예 구조는 대칭적이고 교차된 요소가 없다. 이 동조 처리는 섀도잉(shadowing) 및 교차-연결이 감소될 때 교차된 직교 요소의 그것 보다 덜 복잡하고 더 적은 반복이 요구된다. 용량성 플랩들은 충분한 동조를 위해서 네개 부분(152, 154, 156, 158)에 설치되거나 또는 적어도 두개 부분에 설치된다. 나비넥타이 형상 안테나의 부가적인 설명은 같은 발명자에 의해 2001년 5월 31일 출원된 협대역, 대칭적, 교차된, 원편파 굽은 선 부하 안테나의 계류중인 특허 출원에서 설명된다.

특별한 작동 조건 및 환경 또는 디자인에 다른 변형 및 변화는 당업자에게 명백하므로, 발명은 설명의 목적으로 선택된 예에 제한되지 않고 본 발명의 범위에서 벗어나는 구성을 하지 않는 모든 변화 또는 변형을 포함한다.

발명을 설명했고, 특허증에 의해 보호받고자 하는 것은 연속해서 첨부되는 청구항에 있다.

Claims

a)그라운드 플레인;

b)제1 루프 모드 주파수에 동조되고 제1 모노폴 공진 주파수를 갖고 상기 그라운드 플레인 위에 위치된 제1 굽은 선 부하 안테나 요소;

c)제2 루프 모드 주파수에 동조되고 제2 모노폴 공진 주파수를 갖고 상기 그라운드 플레인 위에 위치된 제2 굽은 선 부하 안테나 요소;

d)상기 제1 안테나 요소의 상기 제1 모노폴 공진 주파수를 제1 모노폴 주파수에 용량성 동조하기 위한 수단; 및

e)상기 제2 안테나 요소의 상기 제2 모노폴 공진 주파수를 제2 모노폴 주파수에 용량성 동조하기 위한 수단을

포함하고, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 동시에 작동하는 이중-대역 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 제1 주파수 대역은 거의 850MHz가 중심이 되고 상기 제2 주파수 대역은 거의 1.5GHz가 중심이 되는 이중-대역 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 용량성 동조를 위한 수단은 상기 제1 안테나 요소 및 제2 안테나 요소에 부착된 하나 또는 그 이상의 플랩들을 포함하는 이중-대역 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 제1 주파수 대역에서 수직 편파 및 상기 제2 주파수 대역에서 원편파를 나타내는 이중-대역 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 제1 모노폴 주파수 및 제2 모노폴 주파수는 다른 값으로 동조되고 중심 주파수는 주파수 영역에서 거의 3dB인 이중-대역 안테나.
a)그라운드 플레인;

b)제1 루프 모드 주파수에 동조되고 제1 모노폴 공진 주파수를 갖고, 상기 그라운드 플레인 위에 위치된 제1 굽은 선 부하 안테나 요소;

c)제2 루프 모드 주파수에 동조되고 실질적으로 상기 제1 안테나 요소와 교차하고 직교하게 위치되고 상기 그라운드 플레인 위에 위치되고, 제2 모노폴 공진 주파수를 갖는 제2 굽은 선 부하 안테나 요소;

d)상기 제1 모노폴 공진 주파수를 동조하기 위해 상기 제1 안테나 요소에 설치된 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들;

e)상기 제2 모노폴 공진 주파수를 동조하기 위해 상기 제2 안테나 요소에 설치된 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들을

포함하고, 두개 주파수 대역에서 동시에 작동하는 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

상기 플랩들은 금속 주위에 유전체를 절연한 금속인 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 외부적으로 상기 안테나 요소들 위에 위치된 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 내부적으로 상기 안테나 요소들 위에 위치된 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

상기 제1 굽은 선 부하 안테나 및 제2 굽은 선 부하 안테나 각각은 상기 그라운드 플레인으로부터 수직으로 확장하는 한쌍의 수직 면들 및 상기 수직 면들 사이에 나란히 놓인 수평적 부분을 포함하고, 여기서 상기 수평적 부분 및 수직 면들 사이에 틈새가 있고 틈새에 설치된 상기 용량성 플랩들을 갖는 이중-대역 안테나.
제 10항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 전기적으로 상기 수평적 부분과 연결되고 상기 수직 면들로부터 분리된 이중-대역 안테나.
제 10항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 전기적으로 상기 수직 면들과 연결되고 상기 수평적 부분으로부터 분리된 이중-대역 안테나.
제 10항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 전기적으로 상기 수직 면들 및 상기 수평적 부분으로부터 분리된 이중-대역 안테나.
제 10항에 있어서,

상기 동조는 상기 수직 면들과 상기 플랩들 사이에 공간을 조정함으로써 수행되는 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

a)상기 제1 모노폴 공진 주파수를 요구되는 모노폴 주파수 대역에 동조하고;

b)상기 제2 모노폴 공진 주파수를 상기 요구되는 모노폴 주파수 대역에 동조하고;

c)상기 제1 안테나 요소 및 제2 안테나 요소 사이에 0도 모노폴 상 차를 만들기 위해 상기 제1 안테나 요소 또는 제2 안테나 요소를 오프셋 동조하는

과정에 의해 만들어진 이중-대역 안테나.
a)그라운드 플레인,

b)제1 루프 모드 주파수에 동조되고 제1 모노폴 공진 주파수를 갖고 상기 그라운드 플레인 위에 위치된 제1 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 안테나 요소;

c)제2 루프 모드 주파수에 동조되고 실질적으로 상기 제1 안테나 요소에 직교하게 위치되고 상기 그라운드 플레인 위에 위치되고 제2 모노폴 공진 주파수를 갖는 제2 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 안테나 요소;

d)상기 제1 모노폴 공진 주파수를 동조하기 위해 상기 제1 안테나 요소에 설치된 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들;

e)상기 제2 모노폴 공진 주파수를 동조하기 위해 상기 제2 안테나 요소에 설치된 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들을

포함하는 이중-대역 안테나.
제 16항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 외부적으로 상기 안테나 요소들 위에 위치된 이중-대역 안테나.
제 16항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 용량성 플랩들은 내부적으로 상기 안테나 요소들 위에 위치된 이중-대역 안테나.
제 6항에 있어서,

상기 제1 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 요소 및 제2 나비넥타이 형상 굽은 선 부하 요소는 각각 상기 그라운드 플레인으로부터 수직적으로 확장하는 수직 면과 상기 수직 면으로부터 확장하는 삼각형 형상의 수평적 부분을 포함하고, 여기서 상기 수평적 부분과 상기 수직 면들 사이에 면 틈새들이 있고 상기 면 틈새들에 설치된 상기 용량성 플랩들을 갖는 이중-대역 안테나.