KR20030060839A - 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대용 무선단말기의 안테나 장치에 관한 것으로서, 단말기의 RF 보드와 전기적으로 연결되는 일정 공진을 발생하는 주 방사 수단과, 상기 주 방사 수단의 내측에 설치되어 상기 주 방사 수단과는 별도의 공진을 발생시키도록 설치되는 중공형 기생 소자 및 상기 중공형 기생 소자의 중심에 잠입 및 신장이 가능하도록 관통시키되, 완전히 신장되었을때, 상기 주 방사수단과 전기적으로 연결되도록 설치되는 휩 안테나를 포함한다.

Description

기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치{RETRACTABLE ANTENNA USING PARASITIC ELEMENT}
본 발명은 기생 소자를 이용한 안테나 장치에 관한 것으로서, 중공형 기생 소자를 사용하여 중심에 잠입 및 신장이 가능한 휩 안테나(whip antenna) 설치하여 커플링 시키므로써, 안테나의 주파수 특성을 향상시킨 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대용 단말기에는 안테나 장치가 설치된다. 상기 안테나 장치는 일반적인 다이폴, 모노폴, 헬리컬과 휩 안테나를 조합한 출몰식 안테나(retractable antenna), 기생 소자를 이용한 고정식 안테나, 내장형 안테나등을 사용하게 된다. 최근들어, 출몰식 휩 안테나에서 헬리컬 안테나를 조합한 다중 방식 안테나, 기생 소자를 이용한 고정식 안테나의 순서로 발전하고 있는 추세이다.
상기 잠입 및 신장이 가능한 로드 안테나만을 이용할 경우, 상기 로드 안테나가 단말기의 몸체안으로 잠입되어 있을때, 몸체와 몸체내부의 조립된 인쇄회로기판등이 전파장애물이 되고, 이어포지션(Ear Position)에서의 안테나 실효개구면이감소하게 되고, 또한 임피던스의 차이가 커져서 안테나의 실효이득이 현격히 줄어들게 된다.
따라서, 단말기 상단에는 로드 안테나와, 소정의 하우징내에 헬리컬 안테나를 인서트 몰딩등의 기법을 통하여 삽입하고, 로드 안테나가 완전히 신장되었을경우, 단말기의 인쇄회로기판의 RF부와 헬리컬 안테나 및 로드 안테나가 전기적으로 연결되는 복합 안테나로 구성하므로써 단말기의 송, 수신감도를 더욱 향상시키고자 경주하고 있는 실정이다.
한편, 기생 소자를 이용한 안테나 장치는 유전체 기판상에 도체 패턴을 가공하고, 유전체 기판의 전면, 후면 또는 내면에 도체 기생 소자가 위치되므로써, 유전체 기판의 도체 패턴과 도체 기생 소자 사이의 커플링에 의해 발생된 캐패시턴스로 도체 패턴에 따른 공진과 기생 소자의 캐패시컨으로 인한 공진이 이루어지므로써, 다중 대역에 공진이 이루어지는 특성이 있다.
상술한 기술은 본원 출원인이 2002년 12월 24일자로 출원한 출원번호 10-2002-83657호에 상세히 기재되어 있다.
그러나, 상술한 기생 소자를 이용한 안테나 장치는 헬리컬 또는 패턴의 중심에 기생 소자를 위치시키므로써, 일반 고정형 안테나로써는 사용할 수 있으나, 출몰식 안테나로 사용하기는 불가능 하였다. 따라서, 당업자들은 기생 소자를 이용하면서 출몰이 가능한 휩 안테나를 구성하고자 경주하고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 출몰이 가능한 휩 안테나가 설치됨과 동시에 기생 소자를 구비한 안테나 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 일반적인 기생 소자를 이용한 안테나 특성을 향상시킨 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 주파수 특성을 현격히 향상시키도록 구성되는 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 휩 안테나가 안테나부에 잡입된 상태를 도시한 구성도;
도 3은 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 휩 안테나가 안테나부에서 신장된 상태를 도시한 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 안테나 장치의 기생 소자를 설치하는 상태를 도시한 분리사시도;
도 5는 본 발명에 따른 안테나 장치의 단면도;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도;
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 안테나 장치의 휩 안테나의 잠입 및 신장시의 등가회로; 및
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 안테나 장치의 휩 안테나의 잠입 및 신장시의 정재파비(VSWR; Voltage Standing Wave Ratio)를 도시한 그래프.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
21: 유전체22: 헬리컬 안테나
23: 보빈25: 기생 소자
30: 휩 안테나(whip antenna)
상술한 목적을 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 휴대용 무선단말기의 안테나 장치에 있어서, 단말기의 RF 보드와 전기적으로 연결되는 일정 공진을 발생하는 주 방사 수단과, 상기 주 방사 수단의 내측에 설치되어 상기 주 방사 수단과는 별도의 공진을 발생시키도록 설치되는 중공형 기생 소자 및 상기 중공형 기생 소자의 중심에 잠입 및 신장이 가능하도록 관통시키되, 완전히 신장되었을때, 상기 주 방사수단과 전기적으로 연결되도록 설치되는 휩 안테나를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 도면상에는 플립 타입 단말기를 도시하고 기술하였으나, 본 발명의 범위에 포함되는 다양한 단말기, 예를 들면 폴더 타입 단말기, 플립 업 타입 단말기, PDA등 일반 무선 기기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 사시도로써, 상부 케이싱 프레임(111)과 하부 케이싱 프레임(112)으로 구성되는 단말기 본체의 상부에 안테나 장치가 설치된다. 상기 안테나 장치의 하측으로는 이어피스부(120)와 엘씨디부(130)와 키패드부(미도시 됨) 및 마이크장치(150)가 순차적으로 설치된다. 추가적으로, 상기 키패드부를 보호하고 송신음을 모아주는 플립커버(140)가 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 휩 안테나가 안테나부에 잡입된 상태를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 휴대용 무선단말기의 휩 안테나가 안테나부에서 신장된 상태를 도시한 구성도로써, 안테나 장치(10)는 본체의 하부 케이싱 프레임(112)상에 설치되는 주 방사 수단인 안테나부(20)와 상기 안테나부(20)를 관통하여 상, 하 방향으로 출몰 가능하도록 설치되는 휩 안테나(30)로 구성되어 있다.
상기 안테나부(20)의 하단에 구성된 금속성 나사부(35)는 상기 안테나부(20)와 전기적으로 연결되어 있으며, 단말기 본체의 RF부(50)와 전기적으로 연결된 금속성 부싱(40)에 나삽되는 구성을 갖는다.
한편, 상기 안테나부(20)에서 출몰가능하도록 설치되는 휩 안테나(30)의 하단부에는 금속성 스토퍼(32)가 설치된다. 상기 스토퍼(32)는 상기 휩 안테나(30)가 단말기상에서 완전히 신장되었을때, 안테나부(20)에서 완전히 이탈되는 것을 방지함과 동시에 상기 스토퍼(32)가 상기 안테나부(20)와 전기적 접속을 갖도록 구성되는 것이다.
또한, 상기 휩 안테나(30)에는 금속성 심선(31)이 내장되어 있으며, 상기 심선은 상기 스토퍼(32)에서 상기 휩 안테나(30)의 최상단에 형성된 노브(33)까지 연결되는 구성을 갖는다.
따라서, 상기 안테나부(20)에서 휩 안테나(30)가 완전히 신장되면, 상기 안테나부(20)와 휩 안테나(30)는 전기적 접속을 이루게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 안테나 장치의 기생 소자를 설치하는 상태를 도시한 분리사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 안테나 장치의 단면도로써, 본 발명에 따른 안테나부(20)는 유전체상(21)에 헬리컬 안테나(22)가 인서트 몰딩으로 설치된다. 이 경우, 상기 헬리컬 안테나(22)는 소정의 중공형 보빈(23) 외측에 감겨있는 상태로 설치될 수 있다. 또한, 상기 보빈(23)의 내측 구멍(23-1)에는 중공형(25-1) 기생 소자(25)가 설치된다. 바람직하게는, 상기 보빈(23)의 외주면상에 나선형 홈(24)이 하측까지 형성되고, 상기 홈(24)에 헬리컬 안테나(22)가 가이드된다. 이는 상기 기생 소자(25)의 두께, 기생 소자까지의 거리등 다양한 조건을 고려한 헬리컬 안테나(22)의 일정 피치를 변하지 않도록 보정해주는 역할을 수행하게 된다.
따라서, 휩 안테나(30)가 완전히 잠입된 상태에서는 헬리컬 안테나(22)와 기생 소자(25)가 커플링에 의한 임피던스 변화를 유도하여 듀얼 공진특성을 발생시킬수 있게 된다. 또한, 상기 휩 안테나가 완전히 신장되어 상기 헬리컬 안테나와 전기적으로 접속된 상태가 되면, 체배주파수 사용이나 기구특성(그라운드, EMI 도료등 C나 L로 구성되는 성분)으로 발생되는 브로드 밴드 현상을 이용할 수 있게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 단면도로써, 보빈을 사용하지 않고 유전체(21) 내부에 일정 피치를 갖는 헬리컬 안테나(22)와, 상기 헬리컬 안테나(22)의 내부에 일정 간격을 갖는 중공형 기생 소자(25')를 함께 인서트 몰딩시킨 상태를 도시한 것이다.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서 휩 안테나의 잠입 및 신장시의 등가회로를 도 7a 및 도 7b에 도시하였다. 또한, 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 휩 안테나의 잠입 및 신장시의 정재파비(VSWR; Voltage Standing Wave Ratio)를 도 8a 및 도 8b에 도시하였다.
본 발명에 따른 안테나 장치는 기생 소자를 이용한 듀얼 공진을 발생시킬 수 있을 뿐만 아니라, 출몰 가능한 휩 안테나를 중공형 안테나부에 적용함으로써 주파수 특성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 휴대용 무선단말기의 안테나 장치에 있어서,
    단말기의 RF 보드와 전기적으로 연결되는 일정 공진을 발생하는 주 방사 수단;
    상기 주 방사 수단의 내측에 설치되어 상기 주 방사 수단과는 별도의 공진을 발생시키도록 설치되는 중공형 기생 소자; 및
    상기 중공형 기생 소자의 중심에 잠입 및 신장이 가능하도록 관통시키되, 완전히 신장되었을때, 상기 주 방사수단과 전기적으로 연결되도록 설치되는 휩 안테나를 포함함을 특징으로 하는 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 방사 수단은 소정의 유전체상 인서트 몰딩으로 설치되는 일정 피치를 갖는 헬리컬 안테나임을 특징으로 하는 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기생 소자는 소정의 중공형 보빈 내측에 삽입 설치되며, 상기 헬리컬안테나는 상기 보빈의 외주면에 설치됨을 특징으로 하는 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보빈의 외주면상에는 대상 기생 소자의 두께, 헬리컬 안테나와의 거리등을 고려한 일정 피치를 갖는 나선형 홈이 형성되므로써, 헬리컬 안테나의 피치 변화를 보정하도록 함을 특징으로 하는 기생 소자를 이용한 출몰식 안테나 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100826402B1 (ko) * 2006-10-17 2008-05-02 삼성전기주식회사 광대역 안테나

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