KR20030019875A - 두 개의 포트를 구비하는 콤팩트한 평면 안테나 및 이를포함하는 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명의, 기판 위에 만들어진 콤팩트한 평면 안테나는 환형 슬롯(1B)을 포함하며, 이 환형 슬롯은 주어진 주파수에서 동작할 수 있도록 사이즈 조정되며 안테나 슬롯을 급전하는 라인(2B)의 단락 회로 면에 놓여 있다. 제 2 슬롯 급전 라인(2B')이 제 1 라인과 제 2 라인에 공통인 라인 단락 면에서 제 1 라인에 대하여 대칭적으로 배치되어 있다. 포트(4B, 4B')가 배치된 라인 각각은, 두 개의 포트(4B, 4B')의 하나 또는 다른 하나를 통해 안테나의 급전 동작이 가능하게 하도록 스위칭 소자(switching facility)(3B, 3B')에 연결된다.

Description

두 개의 포트를 구비하는 콤팩트한 평면 안테나 및 이를 포함하는 단말{COMPACT, PLANAR ANTENNA WITH TWO PORTS AND TERMINAL COMPRISING SAME}

본 발명은 원격 통신 분야에 관한 것이며 그리고 환형 슬롯이 급전되는 라인의 단락 회로 면에 위치되는, 주어진 주파수에서 동작하도록 설계된, 환형 슬롯의 형태로 기판 위에 만들어진 콤팩트한 평면 안테나에 관한 것이다.

또한 본 발명은 원격 통신 단말에 관한 것이며, 특히 와이어리스 모바일 및가정용 네트워크의 단말에 관한 것이며, 여기서 이와 같은 콤팩트한 평면 안테나는 단말로 하여금 송신과 수신시에 하나의 동일한 편광(polarization)을 사용할 수 있게 하기 위하여 요망된다.

실무적인 목적을 위하여, 그리고 단지 작은 부피를 점유하기 위하여, 수많은 와이어리스 원격 통신 단말은, 콤팩트한 형태로 만들어진, 송신과 수신을 위한 하나의 동일한 안테나를 사용한다. 알려진 형태의 실시예에서, 각 단말은 단말의 안테나를 단말이 사용하는 송신 모듈 또는 수신 모듈 중 하나에 교대로 연결하는 것을 가능하게 하는 안테나 스위치를 포함한다. 알려진 바와 같이, 송신하는 상황에서는 단말에 의해 안테나로 전송되는 파워는 수신하는 상황에서 안테나가 수신하는 파워보다 현저하게 더 크다. 이들 서로 다른 파워로 동작하도록 설계된, 안테나 스위치는, 종종 송신시에도 수신시에도 단말의 성능을 저하시키는 상당한 손실을 유발하는 단점을 가지며, 더구나, 이것은 비교적 고가의 비용을 소요한다.

포인트투포인트 연결된 상황에서 사용되는 해법은 안테나 스위치의 사용을 피하게 할 수 있고, 이것은 두 개의 직교 편광으로 단말의 안테나를 급전하는데 있다. 한 형태의 실시예에서, 제 1 선형 및 수평 편광은 단말로부터 송신하는데 사용되며, 제 2 선형 및 수직 편광은 수신시에 사용된다. 그러나, 이 해법은 통신하는 단말이 좌우대칭 안테나(dissymmetric antennas)를 가지며, 송신시 단말의 편광은 단말이 통신하는 그 단말의 수신시의 편광에 대응하며 그 역으로도 대응하는 것을 필요로 한다.

와이어리스 원격 통신 네트워크의 상황에서, 일반적으로, 단말의 송신 경로및 수신 경로에 동일한 편광을 보유하는 것이 바람직하다. 이것은, 동일한 편광을 보유할 수 있기 위하여, 하나의 안테나는 송신용이고 다른 안테나는 수신용인, 단말당 두 개의 안테나의 사용을 고려하는 해법으로 이르게 하였다.

본 발명은, 환형 슬롯을 포함하는, 기판 위에 만들어진 콤팩트한 평면 안테나를 제안하며, 이 환형 슬롯은 주어진 주파수에서 동작하도록 사이즈 정해지며, 그리고 상기 안테나 슬롯이 급전되는 라인의 단락 회로 면 내에 놓여 있다.

본 발명의 특성에 따라, 안테나는 제 2 슬롯 급전 라인을 포함하며, 이 제 2 슬롯 급전 라인은 제 1 라인과 제 2 라인에 공통인 상기 단락 회로 면에 제 1 라인에 대하여 대칭적으로 배치되며, 안테나에 급전할 수 있게 하는 포트가 배치된, 급전 라인 각각은 스위칭 소자에 연결되며, 이 스위칭 소자에 의해 이 포트는, 송신 목적을 위한 하나의 포트와 수신 목적을 위한 다른 하나의 포트, 즉 두 개의 별개의 포트에 기초하여 하나의 동일한 편광을 특히 교대로 사용하기 위하여 능동이나 수동으로 될 수 있다. 또한 본 발명은 안테나를 사용하여 무선으로 송신하기 위한 리그(rig)와 무선으로 수신하기 위한 리그 뿐만 아니라, 안테나를 구비하는 타입의 원격 통신 단말에 관한 것이다.

본 발명의 특성과 이점은 아래 언급된 도면과 연계하여 이하 상세한 설명에 상술된다.

도 1은 원 형태의 환형 슬롯이 있는 콤팩트 안테나의 알려져 있는 두 변형예에 관한 기본적인 레이아웃을 도시하는 도면으로서, 하나는 실선으로 도시된 축방향 직선형 급전 라인형이고, 다른 하나는 대시 라인으로 도시된 이중 곡선 부분을 포함하는 축방향 급전 라인형을 도시하는 도면.

도 2는 두 가지의 별개의 포트에 대해 하나의 동일한 편광(polarization)을 사용가능하게 하는, 본 발명에 따른, 환형 슬롯이 있는 평면 타입의 제 1 예시적인 콤팩트 안테나를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따라, 두 개의 별개의 포트에 대해 하나의 동일한 편광을 제공하는, 환형 슬롯이 있는 평면 타입의 제 2 예시적인 콤팩트 안테나를 도시하는 도면.

도 4는 도 2에 따라, 두 개의 포트가 있는 안테나에 대한 매칭과 아이솔레이션의 변형예와, 도 1에 점선으로 도시된 것과 같은 이중 곡선 부분을 포함하는 급전 라인당 단일 포트가 있는 안테나에 대한 매칭의 변형예를 예시하는, 시뮬레이션을 통해 얻은 곡선 세트를 도시하는 도면.

도 5는 실제 다이오드의 파라미터를 고려한 시뮬레이션에 기초하여, 도 2에따라 두 개의 포트가 있는 안테나에 대한 예상되는 변형예를 예시하는 곡선 세트를 도시하는 도면.

도 6 및 도 7은, 오프셋 포트가 있는, 알려진 슬롯에 대하여 그리고 본 발명에 따른 두 개의 포트가 있는 슬롯에 대하여, 기준 삼면체(reference trihedron)의 xOz 면과 yOz 면에 대응하는, E면과 H면에서 시뮬레이션을 통해 각각 얻은 방사 다이아그램을 도시하는 도면.

도 8은 하나의 포트가 능동이고 다른 포트는 off인 두 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 두 개의 포트가 있는 안테나에 대해 H 면에서 얻은 교차 편광(cross-polarization)과 공통 편광(co-polarization)을 예시하는 곡선의 세트를 도시하는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1A, 1B, 1C, : 환형 슬롯 2A, 2A', 2B, 2B', 2C, 2C' : 급전 라인

3B, 3B' : 다이오드 4B, 4B', 4C, 4C' : 포트

이후 아래에서 기술되는 콤팩트 안테나는 좀더 특별히 송신 및 수신용 안테나를 교대로 사용하는, 무선으로 송신하기 위한 리그(rig)와 무선으로 수신하기 위한 리그를 포함하는 원격 통신 단말을 장착하기 위한 것이다.

도 1에 도시되어 있는 기본적인 레이아웃은 환형 슬롯(1A)이 있는 평면 타입의 알려져 있는 예시적인 콤팩트 안테나를 보여준다. 이 안테나는, 종래의 안테나 스위치와 연결될 때, 송신시에도 수신시에도 사용될 수 있는, 기판의 양면이 금속화(metallized)된 기판 상에서 이루어지는 것으로 가정하고 있다.

원 형태로 도시되어 있는, 환형 슬롯(1A)은, 안테나의 접지 면을 이루기 위한 기판의 금속화된 면 중 하나의 면에, 예컨대 에칭을 통해 만들어진다.

나타나 있지 않은, 안테나 스위치를 경유해, 환형 슬롯(1A)에 에너지를 급전하기 위한 급전 라인(2A)이 제공된다. 이것은 예컨대 마이크로스트립(microstrip) 기술이나 코플레이너(coplanar) 기술로 이루어진다.

제안된 예에서, 급전 라인(2A)은 마이크로스트립 라인의 형태를 취하며, 이 마이크로스트립 라인은 슬롯에 대하여 기판의 다른 면에 위치하며 대시 라인으로 도시된 바와 같이, 슬롯으로 형성된 환형(annulus)의 중심에 대하여 반경 방향으로 배치된다. 라인/환형 슬롯의 트랜지션(transition)은 전류가 가장 크게 되는 라인의 단락 회로 면에 슬롯이 놓여 있게 하도록 알려져 있는 방식으로 이루어진다. 슬롯(1A)의 원주 길이(perimeter)는 가이드될 파장의 배수 "m"과 같게 선택되며, 여기서 "m"은 양의 정수이다.

있을 수 있는 여러 모드의 공진 주파수는 실제로 주파수(f0)의 정수배이며 특히 기본 모드, 제 1 고차 모드, 등에 대응한다. 슬롯 환형 내에 위치된 라인 부분의 길이는 라인으로 주사하게 되는 신호의 파장에 따라 다르다.

알려져 있는 바와 같이, 급전 라인의 변형은 매칭과 방사 면에서 거의 아무 영향도 주지 않는다. 그러므로, 필요하다면, 이 가능성을 사용하는 것도 가능하다.

이 방식으로 변경된 급전 라인(2A')은 도 1에 대시 라인으로 도시되어 있으며, 이 급전 라인은, 여기에서는, 슬롯에 의해 범위가 정해진 내부 공간의 본질적으로 바깥에 위치되어 있는 직선 파트(rectilinear part)와, 바로 위에서 언급된 내부 공간에 위치된 직선 파트 부분에 이어지는 이중 곡선 말단 파트(doubly curved terminal part)를 포함한다. 이 급전 라인은 급전 라인(2A)과 동일한 파장에 대해 동작하기 위하여 사이즈 정해지는 것으로 가정한다. 여기에서, 성분(component)을 이들 단부(end)에 걸기 용이한 방식으로, 환형의 중심으로부터 급전 라인의 단부들을 서로 거리를 두기 있도록 굴곡(curvature)이 사용된다. 시뮬레이션으로 수행되는 연구를 통해, 2A와 같은 라인에 의해 급전되는 원형 슬롯이 있는 안테나와 2A'와 같은 라인에 의해 급전되는 대응하는 안테나는 E 면 및 H 면에서 사실상 동일한 방사 다이아그램을 나타내는 것을 보여준다. 이들 면은 기준 삼면체(reference trihedron)의 xOz 및 yOz 면에 해당하는데, 여기서 xOy 면은 슬롯(1A)을 포함하는 안테나의 기판에 의해 한정되는 면과 일치하며, 이후 점 O는 슬롯에 의해 형성된 환형의 중심에 위치된다.

이와 동일한 것이, 이렇게 얻어진 두 개의 안테나에 대해 주파수의 함수로서 매칭을 나타내는 다이아그램에도 적용된다. 전술된 여러 다이아그램은, 한편으로는, 이들 다이아그램이 나타내는 차이가 제안된 도면의 축척에서 실제 보이지 않는한, 그리고 다른 한편으로는 이들 다이아그램을 구성하는 곡선이 도 4, 도 6, 및 도 7에 도시되어 있는 곡선들의 모든 의도와 목적에 부합하는 한, 여기에서는 전부 도시되어 있지 않다.

본 발명에 따라, 동일한 편광을 가지는 두 개의 별도의 포트를 얻기 위하여 평면 콤팩트 안테나의 적어도 하나의 환형 슬롯을 두 개의 급전 라인과 연결시키도록 선택된다. 그에 따라, 두 개의 마이크로스트립 라인이 예컨대 제공된다. 이 마이크로스트립 라인은, 슬롯 환형의 중심에 위치된 점 O를 통과하는 이론적 축 x'x의 양쪽에 대응하는 방식으로 측방향으로 오프셋되며, 여기서 이 점 O는 기준 삼면체에 대한 원점으로 작용하며, 이 기준 삼면체의 xOy 면은 안테나 기판의 면과 일치한다. 구체적으로, 시뮬레이션을 통한 연구에 따르면, 약간의 오프셋은 사실상 아무런 영향을 주지 않으며, 얻어진 다이아그램과 특히 방사와 매칭 대 주파수에 대한 다이아그램은 전술된 다이아그램에 부합하는 것을 보여준다.

본 발명에 따르면, 필요에 따라 각 포트가 교대로 능동 또는 수동으로 될 수 있는 방식으로 두 개의 급전 라인 각각의 각 포트의 레벨로 스위칭함으로써 작용할 수 있게 제공된다. 이 스위칭은 여러 수단에 의해 달성될 수 있으며, 이 수단은 특히 스위칭 소자를 통해 라인의 포트가 능동으로 되는 라인들 중 어느 하나의 라인을 통해 안테나가 급전되게 해줄 수 있는 한편, 다른 라인을 통한 안테나의 급전 동작은 제 2 스위칭 소자의 작용으로 턴오프된다.

본 발명에 따라 콤팩트 안테나의 제 1 예가 도 2에 도시되어 있다. 이 안테나는 슬롯(1A)에 대하여 고려된 것에 대응하는 방식으로, 기판 면의 레벨에 형성된환형 슬롯(1B)을 포함한다. 두 개의 급전 라인(2B 및 2B')가 제공되며, 이 급전 라인은 여기에서 그 형태에 있어 급전 라인(2A')에 대응하게 가정되어 있다. 대안적으로, 위에서 고려된 바와 같이, 급전 라인(2A)의 예를 따라서 이들 급전 라인을 만드는 것도 가능하며, 또는 이들 급전 라인을 몇몇 다른 적절한 형태와 예컨대 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 이중 곡선이 아닌 라인 당 단일 곡선을 포함하는 형태로 하는 것도 가능하다.

도 2에 제안되어 있는 예시적인 실시예에서, 두 개의 급전 라인(2B 및 2B')은 슬롯 환형(1B)의 중심 O에 중심을 둔 기준 삼면체의 절반의 축(half-axis)(Ox)의 양측에 대칭적으로 오프셋된것으로 가정된다. 도시되어 있는 라인(2B 및 2B')은 절반의 축(Ox)과 평행하게 이어지는 직선 파트를 포함한다. 두 개의 포트(4B 및 4B')는 종래에는 각각 단부를 통해 라인(2B, 2B') 중 하나의 라인을 급전할 수 있게 한다. 이 단부는 여기에서 슬롯(1B)에 의해 범위가 정해진 내부 공간의 바깥에 위치되어 있는 것으로 가정된다.

두 개의 스위칭 소자는 급전 라인에 의해 각각 나타나는 임피던스로 작용할 수 있게 해준다. 여기에서 이들 소자는, 급전 라인이 on 상태로 스위칭될 때, 급전 라인의 각 단부가 별도로 접지될 수 있게 해주는, 다이오드(3B 및 3B')의 형태로 나타나 있다.

급전 라인(2B 및 2B')은 예컨대 송신을 위한 하나 그리고 수신을 위한 다른 하나를 교대로 사용되도록 설계되며, 그리하여 다이오드(3B 및 3B')는 하나가 on으로 되고 다른 하나가 off로 되도록 그 자체로 알려져 있는 방식으로 선택적으로 전압 제어된다. 하나의 동일한 안테나 편광은 두 경우에 모두 얻을 수 있다. 다른 형태의 사용도 고려해 볼 수 있으며, 특히 2B와 2B'와 같은 두 개의 급전 라인은, 하나의 회로에 대해서는 하이퍼랜2와 표준과 다른 하나의 회로에 대해서는 IEEE 802.11a와 같은 서로다른 표준을 사용하여, 두 개의 서로다른 회로로 하여금 동일 주파수 대역에서 슬롯(1B)이 있는 동일한 안테나에 의하여 송신할 수 있게 할 수 있다.

여기에서 고려되는 스위칭 소자와 그리하여 특히 다이오드는 급전 라인의 마이크로 대역과 같은 측의 기판에 배치되며, 이것은 이들 라인에 주어진 굴곡에 의해 용이하게 된다. 제안된 예에서, 다이오드는, 라인이 급전되는 포트와 떨어져, 급전 라인의 단부에 각각 연결되며, 이 단부는 슬롯 환형에 의해 범위가 정해진 공간 내부에 있는 것이다. 이들 다이오드 각각은 바이어스 전압에 따라 턴온 또는 톤오프되며, 이 바이어스 전압은 포트가 연결된 라인의 단부에서 라인의 포트의 레벨로 인가된다.

급전 라인의 단부에 위치된 다이오드가 오프될 때, 라인 단부에 나타나는 임피던스는 개방 회로와 균등하며, 이것은, 라인 길이의 선택이 파장(λm)의 1/4에 해당하며 이것은 라인과 슬롯 사이의 연결을 가능하게 할 때, 라인/슬롯 트랜지션의 레벨에서 단락 회로로 나타난다. 다른 한편으로, 라인들 중 하나의 라인의 단부에 있는 다이오드가 on 될 때, 이 라인의 극단에서의 임피던스는 단락 회로와 등가이며, 이것은, 라인/슬롯 트랜지션의 레벨에서 개방 회로로 나타나며, 이에 의해 라인과 슬롯 사이의 연결을 방지한다.

환형 슬롯(1B)은, 원주 길이(perimeter)를 증가시키게 할 수 있으며, 예를들어 기판의 평면 내 중심(O) 쪽으로 배열된, 기판 내에 형성된, 하나 이상의 만입 변형부(indentation deformation)로부터 생성되는, 비원형 형태 (non - circular form)를 가질 수 있다. 이들 변형부는 전기장이 최소가 되는 슬롯에 대한 단락 회로 면의 영역에 위치된다.

게다가, 도 2에 도시된 바와 같은 환형 슬롯은, 이 안테나가 수 개의 주파수에서 동작될 수 있도록 안테나에 적어도 하나의 다른 슬롯과 연관될 수 있다. 이때 슬롯 중 하나의 슬롯은 다른 슬롯의 중심에 놓여 있는 내부 공간의 레벨에 위치된다. 각 슬롯은 어느 하나의 주파수에서 동작하도록 사이즈 정해진다. 슬롯의 여기(excitation)는 위에서 고려된 바와 같은 급전 라인을 통해 얻어질 수 있으며, 각 슬롯은 안테나가 배치되는 두 개의 급전 라인에 의해 교차된다. 이것은 특히 다중 대역 및/또는 광대역 안테나가 이루어지게 해준다.

콤팩트 안테나의 변형 실시예는 도 3에 제안되어 있으며, 고려되는 환형 슬롯(1C)은 슬롯(1A 및 1B)에 대응한다. 이들 슬롯(1A 및 1B)과 같이, 이 환형 슬롯(1C)은 동일 주파수에서 서로다른 모드로 동작하는 다른 동심 환형 슬롯과 연관될 수 있다. 두 개의 급전 라인(2C 및 2C')도 또한 고려되며, 여기에서는 이들 급전 라인이 슬롯 환형(1C)의 중심(O)에 대하여 대칭적으로 배치되는 한편, 급전 라인(2A')의 형태에 대응하는 형태를 가지는 것으로 가정된다. 이들 급전 라인(2C 및 2C')는, 안테나 기판에 의해 한정된 면과 일치하는 xOy 면을 갖는 기준 삼면체에 대한 원점으로 작용하는 중심(O)을 통과하는 x'x 축을 따라 가능하게 배열될 수있다. 여기에서, 이들 라인은 이 축(x'x)에 대하여 평행하게 배치되어 있는 것으로 가정된다. 슬롯 환형의 양쪽에 위치된, 두 개의 포트(4C 및 4C') 각각은 급전 라인 중 하나의 라인을 급전할 수 있게 한다. 두 개의 다이오드(3C 및 3C')는 라인/슬롯 트랜지션의 레벨에서 급전 라인(2C 및 2C')에 의해 각각 나타나는 임피던스로 작용할 수 있게 한다.

급전 라인(2C 및 2C')의 하나 또는 다른 하나에 교대로 슬롯(1C)을 연결하는 것은 슬롯(1B)을 라인(2B 및 2B')에 연결하는 것과 동일한 상태 하에서 얻어질 수 있다.

그로 인해, 예를 들어, 4C 또는 4C'와 같은 포트의 레벨에서 제로 전압을 인가하는 것은 3C 또는 3C'와 같은, 포트에 각각 연결된 다이오드를 턴오프하는데 사용되며, 그리하여 이 포트가 활성적 되게 한다. 다른 포트의 레벨에 적절한 포지티브 전압(Vcc)을 인가하는 것은 이 다른 포트가 링크되는 다이오드가 도통되게 하며 이 포트가 비활성화 되게 한다.

게다가, 환형 슬롯(1C)은, 슬롯(1B)과 동일한 상태 하에서 그리고 동일한 이유로 인해, 변형될 수 있으며 및/또는 다른 슬롯과 연관될 수 있다.

도 4는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 하나의 동일한 편광을 제공하는 두 개의 포트와 환형 슬롯이 있는 평면 콤팩트 안테나에 대해 얻어진 시뮬레이션 결과를 도시하는 것이 가능하다.

이 시뮬레이션은, 다이오드(3B 및 3B') 중 하나는 완전한 단락 회로에 대응하며 다른 다이오드는 완전한 개방 회로에 대응하는 것으로 가정한다. 이것은 주파수의 함수로서 얻어진 매칭과 아이솔레이션에서의 변형을 발생시키며, 측정 단위는 각각 데시벨(㏈)과 기가헤르츠(G㎐)이다. 참조 부호로서, 도 4의 곡선 "a"는 도 1 의 참조 부호 2A'로 도시되어 있는 바와 같이, 오프셋되어 있는 이중 곡선 급전 라인이 배치된 환형 슬롯이 있는 안테나의 경우에 매칭의 변형을 도시한다. 여기서 -22㏈의 매칭 값이 5.80G㎐인 중심 주파수에서 얻어진다. 이 곡선 "a"은, 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 포트가 배치된 환형 슬롯이 있는 안테나의 경우에 얻어진 곡선 "b"로 도시된 결과와 비교될 수 있으며, 비교해 보면 두 안테나는 등가의 환형 슬롯을 가진다. 시뮬레이션에 따르면, 도 2의 두 포트가 있는 안테나로 얻어진 매칭은 도 1의 단일 오프셋 포트가 있는 안테나로 얻어진 것에 사실상 대응한다는 것을 보여준다. 주파수 함수로서, 포트 사이의 아이솔레이션의 변형의 곡선 "c"는, 두 포트가 있는 안테나의 경우에 얻을 수 있는 아이솔레이션이 20데시벨보다 항상 더 크게 유지된다는 것을 보여준다.

도 5는 실제 다이오드의 파라미터가 고려될 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나에 대해 얻어진 시뮬레이션 결과를 도시하는 것이 가능하다.

곡선 "a1"은 주파수의 함수로서 매칭의 변화를 도시하며, 그리고 이 곡선은, 얻어진 V 형상을 갖는 곡선이 중심 주파수에 대하여 고 주파수 쪽으로 약간 오프셋된 것 외에는, 도 4에 도시된 곡선 "a"에 대응하는 것을 보여주며, 알려진 바와 같이, 이 오프셋이 제거될 수 있게 해준다. 주파수의 함수로서, 포트 사이의 아이솔레이션의 변화 곡선 "c1"은, 특히 중심 주파수 부근에서의 아이솔레이션이 약 20데시벨의 값을 유지하는 것을 도시한다.

도 6 및 도 7은 도 1의 슬롯(2A')과 같은 오프셋 포트가 있는 슬롯에 대해 그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 포트가 있는 슬롯에 대해, E 단면 및 H 단면(sectional plane)에서 각각 얻어진 방사 다이아그램을 도시한다. 도 6에서 "d"로 언급되어 있는 대시 그래프는 도 1에 따라 오프셋 포트가 있는 슬롯에 대해 구현된, "e"로 언급되어 있는, 실선 그래프에 비해 일반적인 형태에서는 변경되지 않는다는 것을 부정할 수 없이 분명하다.

도 8은 도 2에 도시된 안테나에 대해 교차 편광(cross-polarization)과 공통 편광(co-polarization)을 나타내는 그래프로 도시되어 있는 H 면에 방사 다이아그램을 도시한다. "f"로 언급된 그래프는, 다이오드(3B)가 off인 반면, 다이오드(3B')가 on일 때, 얻어진 교차 편광에 대응한다. 이때 그래프의 좌측 로브(left lobe)는 약간 위쪽으로 오프셋 되었음에도 불구하고, x'x 축에 사실상 중심을 두고 있는 우측 로브에 비해 다이아그램에서 위쪽으로 오프셋된다. "g"로 언급되는 그래프는, 다이오드(3B')가 off이고, 다이오드(3B)가 on일 때 얻어진 교차 편광에 대응한다. 얻어진 그래프 "g"의 우측 로브와 좌측 로브는, x'x 축을 따라 대칭으로 그래프 "f"의 것에 대해 대칭적으로 배치되며, 그리하여 이들 로브는 그래프 "f"의 로브에 관한, 위쪽방향의 오프셋에 대응하는 방식으로 다이아그램에서 아래쪽으로 오프셋 된다.

위에서 설명된 두 개의 다이오드 상태 중 하나 또는 다른 하나의 상태에서 얻어진 공통 편광은, 6 데시벨 간격으로 점진적으로 고려되는 축척으로 그리고 도시된 다이아그램의 레벨에 사실상 일치하는 그래프로서 나타난다. 그리하여 이들두 개의 그래프는 "h"로 언급되는 단일의 대시 플롯으로 여기에 도시되어 있다.

이것은, 양호한 상태 하에서, 평면 기판의 레벨에서 형성된 환형 슬롯이 있는 콤팩트 안테나의 레벨에서 급전 라인당 두 개의 포트에 대해 하나의 동일한 편광을 얻는 것이 그리하여 가능하다는 것을 보여준다. 앞서 나타낸 바와 같이, 환형 슬롯은 원형이거나 변형된 환형일 수 있으며, 그리고 이 환형 슬롯은 동일한 기판의 영역에서 원형으로 위치된 적어도 하나의 다른 환형 슬롯과 연관될 수 있다. 두 개의 급전 라인은, 여기에서 직선 파트와, 곡선 또는 직선 경사 파트로서 펴져 있는, 기판 면 위에 이루어지는 것으로 가정되며; 이 파트는 이중 곡선의 형태로 여기에서 도시되어 있다. 이들 급전 라인은, 필요에 따라, 서로다른 형태로 및/또는 서로다른 각 위치에서 아마도 이루어질 수 있다.

여기에서 다이오드로 구성되는 것으로 가정되는 스위칭 소자는 여러 기능적으로 대응하는 전자 또는 전자기계 형태로도 물론 구현될 수 있다. 다이오드의 경우에, 물론, 이것이 고려되는 응용에 유용하다면, 바이어스의 방향을 변경케 하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 환형 슬롯을 급전하는 라인의 단락 회로 면에 위치되는, 주어진 주파수에서 동작하도록 설계된, 환형 슬롯의 형태로 기판 위에 만들어진 콤팩트한 평면 안테나를 구현하는 효과를 제공한다.

Claims (12)

1. 제 1 라인으로 언급되는 라인(2B)의 단락 회로 면에 놓여 있으며 주어진 주파수에서 동작할 수 있도록 사이즈 정해지는 환형 슬롯(1B)을 포함하며, 상기 라인을 통해 상기 안테나 슬롯이 급전되는, 기판 위에 만들어진 콤팩트형 평면 안테나에 있어서,

   제 2 슬롯 급전 라인(2B')을 포함하며, 상기 제 2 슬롯 급전 라인은 상기 제 1 라인과 상기 제 2 라인에 공통인 상기 라인 단락 회로 면에서 상기 제 1 라인에 대하여 대칭적으로 배치되며, 상기 안테나를 급전할 수 있게 하는 포트(4B, 4B')가 배치된 상기 급전 라인 각각은 스위칭 소자(3B, 3B')에 연결되며, 상기 스위칭 소자에 의해 상기 포트가 능동 또는 수동으로 될 수 있는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 두 개의 급전 라인(2B, 2B')을 포함하며, 상기 두 개의 급전 라인(2B, 2B')은 상기 라인들(2B, 2B')이 급전할 수 있는, 상기 환형 슬롯(1B)의 중심(O)을 통과하는 축의 양쪽으로 대칭적으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 안테나에 배치된 상기 급전 라인 각각은 상기 환형 슬롯이 여기 점(excitation point)을 생성하는 레벨에서 상기 환형 슬롯과 교차하는 직선 파트를 포함하며, 상기 라인들(2B, 2B')의 상기 각 직선 파트는 서로에 대하여 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
4. 제 1 항에 있어서, 두 개의 급전 라인(2C, 2C')을 포함하며, 상기 두 개의 급전 라인(2C, 2C')은 급전할 수 있는 상기 환형 슬롯(1C)의 중심(O)에 대하여 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 안테나에 배치된, 상기 급전 라인 각각은 상기 환형 슬롯이 여기 점을 생성하는 레벨에서 상기 환형 슬롯과 교차하는 직선 파트를 포함하며, 상기 직선 파트는 상기 환형 슬롯의 중심(O)을 통과하는 축에 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 안테나에 배치된, 상기 급전 라인 각각은 상기 환형 슬롯이 여기 점을 생성하는 레벨에서 상기 환형 슬롯과 교차하는 직선 파트를 포함하며, 상기 직선 파트는 상기 환형 슬롯의 중심(O)을 통과하는 축에 평행하며 그리고 상기 축에 대하여 상기 직선 파트가 측방향으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
7. 제 3 항, 제 5 항, 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나에 배치된 상기 급전 라인 각각은 상기 직선 파트에 대하여 경사지게 배치된, 직선 또는곡선 말단 파트를 포함하며, 상기 말단 파트에 의하여 상기 라인이 급전할 수 있는 상기 환형 슬롯이 교차되며, 상기 말단 파트는 상기 슬롯으로 형성된 환형에 의해 범위가 정해진 내부 공간에 위치되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 급전 라인을 포함하며, 상기 급전 라인의 스위칭 소자는 전자 소자 또는 전자기계 소자인 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
9. 제 8 항에 있어서, 접지 다이오드로 구성된 두 개의 급전 라인 스위칭 소자를 포함하며, 전압에 따라 교대로 하나의 소자는 턴온되며 다른 소자는 턴오프되며, 상기 전압은 상기 다이오드가 개별적으로 할당된 상기 급전 라인에 각각 제공된 포트의 레벨에서 인가되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로스트립 또는 코플레이너 기술(microstrip or coplanar technology)로 만들어진 급전 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 동일 평면에 이루어진 적어도 두 개의 환형 슬롯을 포함하며, 하나의 슬롯은 다른 하나의 슬롯 내에 있으며, 상기 슬롯들의 환형들(annuli)은 원형 또는 다른 방식인 상기 두 개의 환형 슬롯들은 상기 안테나가 배치된 두 개의 급전 라인에 의해 각각 교차되는 것을 특징으로 하는, 콤팩트형 평면 안테나.
12. 안테나, 무선으로 송신하기 위한 리그(rig) 및, 수신하기 위한 리그를 포함하는 원격 통신 단말에 있어서,

    제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원격 통신 단말.