KR20030092874A

KR20030092874A - 광대역 칩 안테나

Info

Publication number: KR20030092874A
Application number: KR1020020030712A
Authority: KR
Inventors: 성재석
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-06
Also published as: US20030222827A1; JP4027753B2; JP2004007345A; KR100616509B1; US6781545B2

Abstract

본 발명은, 제1 및 제2 슬릿에 의해 분리된, 급전 또는 접지역할과 함께 방사역할을 수행하는 제1 및 제2 전극패턴을 구비하고, 상기 제1 전극패턴을 제1 슬릿에 대응하는 길이로 연장시킴으로써 그 패턴면적을 크게 형성하며, 상기 제2 전극패턴과는 제2 슬릿을 통해 연속적인 공진길이를 형성한 칩 안테나를 제공한다.

본 발명에 따른 칩 안테나는 광범위한 사용주파수대역을 확보할 수 있다. 특히, 이러한 광대역특성은 멀티밴드특성을 구현할 수 있는 초광대역특성으로도 발현될 수 있다. 또한, 본 발명의 칩 안테나에서는, 슬릿의 폭과 전극패턴의 길이를 변형시키거나 추가적인 슬릿 또는 오픈영역을 형성함으로써 주파수특성을 용이하게 조정할 수 있다.

Description

광대역 칩 안테나{BROADBAND CHIP ANTENNA}

본 발명은 광대역 칩 안테나에 관한 것으로, 특히 급전역할 또는 접지역할과 함께 방사역할을 동시에 수행하는 제1 전극패턴과 제2 전극패턴을 구비한 초광대역 칩 안테나에 관한 것이다.

최근에는, 이동통신 단말기는 보다 소형화되고 경량화될 것을 요구받고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 이동통신 단말기에 채용되는 내장회로 및 부품들은 점차 소형화될 수 있는 형태로 개발되고 있다. 이와 같은 추세는 이동통신단말기의 주요부품 중 하나인 안테나에서도 마찬가지이다. 이동통신 단말기용 안테나는 이러한 소형화에 적합한 형태의 칩 안테나인 PIFA(Plannar Inverted F type Antenna)가 주로 사용되고 있다.

이러한 통상 PIFA구조를 갖는 안테나(10)는 도1에 도시되어 있다. 도1을 참조하면, 종래의 PIFA(10)는, 평판 직사각형인 방사 패치(12)와, 상기 방사패치(12)의 일부에 연결된 단락핀(16)과 급전핀(14)이 형성된 유전체 블럭(11)로 이루어진다. 이러한 안테나 구조는 급전핀(14)과 방사패치(12)의 전기적 연결(또는 EM(Electro-Magnetic) 급전방식)로 방사패치(12)에 급전시키고, 방사패치 중 일부를 접지부(미도시)에 전기적으로 단락시켜서 안테나 공진 주파수 및 임피던스 매칭을 맞추도록 설계된다. 도1에 도시된 PIFA는, 급전핀(14)을 통해 전류를 소정의 주파수대역에서 공진되는 전기적 길이를 갖는 방사패치(12)에서 유기시키는 방식을작동하게 된다.

하지만, 이러한 PIFA구조는 그 주파수 대역폭도 협소해지는 구조적인 문제가 있다.

도1의 PIFA구조로 구현된 칩안테나의 협대역특성을 살펴보기 위해, 도2에 도시된 블루투스대역용 칩안테나의 일형태의 VSWR특성 그래프를 참조한다. 이 칩안테나는 15 ×7 ×6㎜의 크기로 제조된 것이다. 도2에 나타난 바와 같이, 일반 PIFA구조의 블루투스대역용 칩안테나는 VSWR이 2:1이하인 주파수대역이 2.34 - 2.52㎓에 걸쳐 약 180㎒대역폭을 갖는다. 이는 블루투스대역(약 2.4-2.48㎓)에 만족하는 대역폭을 갖는 것으로 나타나지만, 실제 사정은 그러하지 못하다. 즉, 실제 안테나의 주파수대역은 안테나가 실장되는 이동통신단말기 세트의 형상에 따라 변화되고, 특히 인체와 접촉 등 이동통신단말기의 사용환경에 따라 주파수대역이 틀어지는 문제가 발생되므로, 결국 원하는 주파수대역에서 작동하기에 충분한 사용 주파수대역을 가질 수 없다. 이와 같은 실질적으로 좁은 사용주파수대역폭에 대한 문제는 소형화된 칩 안테나가 갖는 큰 단점이다.

이러한 단점을 해결하기 위해서, 칩 안테나 설계시에 이러한 공진주파수와 임피던스의 쉬프팅(shifting)을 고려하여 안테나를 제조해야하므로, 개발기간이 길어지고 제조비용이 상승하는 문제도 있다.

또한, 이러한 협대역특성을 해결하기 위한 방안으로, 안테나에 칩형 LC소자와 같은 디스트리뷰션(distribution) 회로를 추가적으로 연결하여 임피던스 매칭을조정함으로써 다소 넓은 주파수대역을 얻을 수 있으나, 이와 같이 안테나의 주파수 조절에 외부회로를 개입시키는 방법은 안테나 효율을 저하하는 또 다른 문제가 야기할 수 있다. 이와 달리, 광대역특성을 실현하기 위해 안테나의 크기를 증가시키는 방안도 고려할 수 있으나, 이는 오히려 칩 안테나가 갖는 소형화의 특성에 해하는 결과를 가져오므로 바람직한 해결방안이 될 수 없다.

따라서, 당 기술분야에서는, 평면 역 F 안테나가 갖는 소형화 등의 장점을 유지하면서 다양한 주파수대역에서 사용가능하며 협대역폭 특성을 개선한 새로운 PIFA 구조가 요구되어 왔다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 유전체블럭에서 서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 그 사이의 두 측면에 전극을 형성하고 상기 제1 및 상기 제2 주면에 각각 하나의 슬릿을 형성하여, 그 전극을 급전포트영역을 포함한 제1 전극패턴과 접지전극을 포함한 제2 전극패턴으로 분리한 구조를 갖는 칩 안테나를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 PIFA구조를 갖는 칩 안테나의 개략사시도이다.

도2는 도1의 칩 안테나의 VSWR특성 그래프이다.

도3은 본 발명의 일실시형태에 따른 칩 안테나의 개략사시도이다.

도4는 도3의 칩 안테나의 VSWR특성 그래프이다.

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 칩 안테나의 튜닝인자를 설명하기 위한 VSWR특성 그래프이다.

도6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 칩 안테나의 개략사시도이다.

도7은 도6의 칩 안테나의 VSWR특성 그래프이다.

도8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 칩 안테나의 개략사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

30: 칩 안테나31: 유전체블럭

34: 제1 전극패턴34a: 급전포토영역

36: 제2 전극패턴36a: 접지포트영역

S1: 제1 슬릿S2: 제2 슬릿

본 발명은, 서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 상기 제1 및 제2 주면 사이에 형성된 측면을 갖는 유전체블럭과, 상기 제1 주면에 있는 급전포트영역으로부터 그 인접한 측면을 통해 상기 제2 주면까지 연장된 제1 전극패턴과, 상기 제1 주면에있는 접지포트영역으로부터 그 인접한 측면을 통해 상기 제2 주면까지 연장된 제2 전극패턴을 포함하며, 상기 제1 주면에서 마주하는 두변을 연결하는 오픈영역으로 이루어진 제1 슬릿을 형성하여 상기 제1 전극패턴의 급전포트영역과 상기 제2 전극패턴의 접지포트영역을 전기적으로 분리하고, 상기 제2 주면 상에 상기 제1 슬릿과 동일한 방향으로 마주하는 두변을 연결하는 오픈영역으로 이루어진 제2 슬릿을 형성하여 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴 사이에 전자기적 결합을 형성하는 칩 안테나.

본 발명의 일 실시형태에서는, 상기 제1 및/또는 제2 전극패턴을 상기 제1 슬릿에 접하는 단부의 길이와 상기 제2 슬릿에 접하는 단부의 길이가 실질적으로 동일하도록 연장할 수도 있다.

본 발명에 따른 칩 안테나는 공진주파수 특성을 조절하기 위한 다양한 튜닝요소가 적용될 수 있다. 기본적으로 상기 제1 전극패턴의 연장된 길이(L1)와 상기 제2 전극패턴의 연장된 길이(L2)를 달리하여 공진주파수특성을 조절할 수 있으며, 이와 다른 관점에서, 상기 제2 슬릿의 폭을 조정함으로써 상기 칩 안테나의 공진주파수특성을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 칩 안테나는 상기 제1 또는 제2 전극패턴에 형성되어 그 제1 또는 제2 전극패턴을 두 전극패턴영역으로 분리하기위한 적어도 하나의 추가적인 슬릿을 더 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 슬릿의 위치 및 형태를 달리함으로써 공진주파수 특성의 변화를 기대할 수 있다.

나아가, 본 발명의 또 다른 실시형태에서는 상기 제1 또는 제2 전극패턴에 적어도 하나의 오픈영역을 형성할 수도 있다. 이러한 오픈영역도 공진주파수 및 임피던스 등의 안테나 특성을 조절하는 기능을 한다.

이와 같이 본 발명의 주요한 특징은 제1 주면의 급전포트영역으로부터 연장되어 제2 주면의 일영역에 이르는 제1 전극패턴과 제1 주면의 접지포트영역으로부터 연장되어 제2 주면의 다른 영역에 이르는 제2 전극패턴을 형성하도록 상기 제1 및 제2 주면에 각각 제1 및 제2 슬릿을 형성함으로써 상기 제1 및 제2 전극패턴이 각각 급전역할과 접지역할을 하는 동시에 넓은 전극면적을 통해 자체적으로 방사될 수 있으며, 두 전극패턴 간에 급전 및 방사가 상기 제1 및 제2 슬릿을 통해 연속적으로 이루어지도록 구성함으로써 광대역 칩 안테나를 구현한다는데 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 일실시형태에 따른 칩 안테나(30)의 개략사시도이다. 도3을 참조하면, 칩 안테나(30)는 제1 주면(31a)과 제2 주면(31b)을 갖는 유전체블럭(31)으로 구성된다. 상기 유전체블럭(31)의 제1 및 제2 주면(31a,31b)과 그 사이에서 대향하는 두 측면의 거의 대부분에 전극이 형성되며, 그 전극패턴은 상기 제1 및제2 주면의 마주하는 두 변을 각각 연결하는 제1 및 제2 슬릿(S1,S2)에 의해 제1 전극패턴(34)과 제2 전극패턴(36)으로 분리된 구조를 갖는다. 또한, 상기 제1 전극패턴(34) 중 제1 주면(31a)에 형성된 부분은 급전포트영역(34a)을 포함하며, 상기 제2 전극패턴(36) 중 제1 주면(31b)에 형성된 부분은 접지포트영역(36a)을 포함한다.

여기서 사용되는 슬릿(slit)이란 용어는 양단이 개방된 구조를 갖는 거의 라인형태의 오픈영역을 말하며, 일단만 개방되거나 양단 모두가 개방되지 않고 전도패턴 내에 형성된 오픈영역을 말하는 슬롯(slot)과는 다른 용어로 사용된다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 제1 전극패턴(34)은 상기 제1 주면(31a) 상에서 상기 제1 슬릿(S1)을 따라 형성된 그 제1 전극패턴(34)의 길이가 상기 제2 주면(31b) 상에서 상기 제2 슬릿(S2)을 따라 형성된 상기 제1 전극패턴(34)의 길이와 실질적으로 동일한 길이(L3)로 연장되어 큰 면적을 갖게 된다.

또한, 도3에 도시된 칩 안테나는 유전체블럭의 제1 및 제2 주면(31a,31b)과 그 사이 양측면 전체에 전극을 형성한 후, 2개의 슬릿(S1,S2)을 형성된 구조로 설명될 수도 있다. 이와 같이, 종래의 PIFA구조와 다른 독특한 구조를 갖는 칩 안테나에서는, 제1 전극패턴(34)의 급전포트영역(34a)는 외부회로와 연결되어 급전되며, 상기 제1 전극패턴(34)과는 제1 및 제2 슬릿(S1,S2)에 의해 이격된 제2 전극패턴(36)는 제1 주면(31a) 상의 접지포트영역(36a)을 통해 외부 접지부(미도시)에 접지된다. 이 때, 제1 전극패턴(34)은 안테나로서의 급전역할을 함과 동시에 전극자체의 넓은 면적으로 인하여 안테나의 방사역할 중 일부를 수행하고. 다른 일부의 방사역할은 제2 슬릿(S2)에서 형성된 EM 커플링을 통해 제1 전극패턴(34)과 연결된 제2 전극패턴(36)에 의해 수행된다.

따라서, 두 전극패턴(34,36) 사이의 제1 및 제2 슬릿(S1,S2)을 통해 연속적으로 급전 및 방사가 이루어지므로, 동일한 크기의 칩 안테나에 비해 훨씬 넓은 대역폭을 가질 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 제1 전극패턴(34)과 제2 전극패턴(36)의 길이에 해당하는 만큼 가장 낮은 주파수인 공진주파수가 결정되고, 점차 높은 공진주파수의 경우에는 제2 슬릿(S2)을 따라서 연속적으로 공진이 발생되어, 사용주파수대역폭이 훨씬 넓게 형성될 수 있다.

도4는 도2에서 사용된 안테나와 동일한 크기(15 ×7 ×6 mm)를 갖는 상기 칩 안테나(30)의 VSWR특성을 나타낸 그래프이다. 상기 칩 안테나는 제1 및 제2 주면과 그 사이의 주면을 양측면을 통해 유전체블럭은 거의 둘러싼 전체 전극길이와 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴을 분리하는 슬릿구조를 통해 넓은 주파수대역에서 공진되는 연속적인 전기적 길이를 가질 수 있다. 이로써 대역폭이 향상된 결과가 도4에 도시되어 있다. 도2와 마찬가지로, 안테나의 사용주파수대역은 VSWR 2.0이하로 설정하였을 때에, 본 발명에 따른 칩 안테나의 대역폭(약1.72 - 2.53㎓)은 810 MHz로 광대역의 특성을 나타낸다. 이를 통해, 도2의 종래의 칩 안테나와 비교할 때에, 본 발명에서는, 안테나 크기를 증가시키지 않고도 무려 5배에 가깝게 대역폭을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도4에 나타난 바와 같이, 상기 칩 안테나는 최근 이동통신단말기의 안테나에서 요구되는 사용주파수대역인 K-PCS 대역(약 1.75-1.87㎓), US-PCS대역(약 1.85-1.99㎓) 및 블루투스대역(약 2.4-2.48㎓)등을 모두 포함할 수 있는 초광대역을 실현할 수 있다. 또한, 이러한 초광대역특성은 실질적으로 멀티밴드특성으로 발현될 수도 있다. 따라서, 종래의 PIFA에서와 같이, 방사패치에 U자형 슬롯이 형성하는 복잡한 설계방법에 의하지 않더라도 멀티밴드특성을 얻을 수 있는 추가적인 잇점이 있다.

나아가, 본 발명의 칩 안테나에서는, 전극패턴의 길이, 폭, 높이는 물론 제1 및 제2 슬릿의 형성위치, 그 폭을 변화시킴으로써 공진주파수 및 대역폭을 조절할 수 있다. 도5a 내지 5b는 본 발명의 칩 안테나에서 각 슬릿의 폭 또는 전극패턴의 길이를 변경함에 따른 VSWR 특성의 변화를 나타내는 그래프이다.

도3과 함께 도5a 내지 5b를 참조하여, 각 슬릿의 폭과 전극패턴의 길이 변화를 통한 공진주파수 및 대역폭의 변화를 살펴보기로 한다.

우선, 도3의 칩 안테나에서, 제2 슬릿의 폭(G2)을 증가시키면서 제1 전극패턴의 길이(L1)을 감소시킨 칩 안테나는, 도5a와 같이 약 1.65 - 2.45㎓대역을 갖는 VSWR특성이 나타난다. 즉, 점선으로 표시된 도3의 칩 안테나 특성과 비교할 때에,주파수대역이 약 100㎒정도 저주파대역으로 이동하면서, 임피던스서클은 감소하는 것을 알 수 있다.

또한, 제2 슬릿의 폭(G2)을 증가시키면서 제2 전극패턴의 길이(L2)를 감소시키는 경우에는, 도5b의 그래프와 같이 주파수대역이 1.93 - 2.45㎓범위로 나타다며, 중심주파수부근에서 VSWR값이 약간 높아지고, 임피던스 서클은 감소하는 것으로 나타난다. 주파수대역이 도3의 칩안테나 구조에 비해 다소 감소하지만 여전히 광대역(약 520㎒)을 유지하고 있다.

또 다른 실시형태로서, 제2 전극패턴의 폭(L3)을 감소시킨 칩 안테나에서도,도5c의 그래프와 같이 주파수대역은 1.94 - 2.53㎓범위를 가지며, 중심주파수부근의 VSWR값이 약간 높아지면서, 임피던스 서클이 감소하는 것으로 나타난다.

이와 같이, 제1 슬릿의 폭(G1)을 변경하면서 각 전극패턴의 길이(L1,L2)를 변경하거나 제2 전극패턴의 폭(L3)을 변경함으로써 칩 안테나의 주파수특성을 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에서는, 상기 칩 안테나는 제1 또는 제2 전극패턴에 적어도 하나의 추가적인 슬릿을 더 형성하여 안테나 특성을 변화시킬 수도 있다. 이러한 추가적인 슬릿의 위치 및 형태를 달리함으로써 상이한 공진주파수 특성의 변화를 기대할 수 있다.

예를 들면, 상기 추가적인 슬릿을 일단이 제1 슬릿으로 개방되고, 타단이 상기 제2 전극패턴이 형성된 측면의 일변을 통해 개방되도록 형성할 수 있으며, 이와반대로, 일단이 제2 슬릿으로 개방되고 타단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴이 형성된 측면의 일변을 통해 개방되도록 형성할 수도 있다. 또한, 상기 추가적인 슬릿을 상기 제1 또는 제2 전극패턴에서 상기 제1 슬릿과 동일한 방향으로 마주하는 두 변에 연결되어 개방되도록 형성할 수도 있다. 즉, 상기 제1 또는 제2 전극패턴영역이 상기 접지포트영역을 포함하는 전극패턴영역과 상기 제2 슬릿과 접하는 전극패턴영역으로 분리되도록 추가적인 슬릿을 형성할 수도 있다. 이러한 추가적인 슬릿은 제1 또는 제2 전극패턴 중 유전체블럭의 측면에 해당하는 영역에 형성하는 것이 보다 용이하다.

이러한 일 형태로서, 도6은 본 발명의 다른 실시형태로서 추가적인 슬릿에 의해 초광대역이 구현가능한 칩 안테나를 나타낸다.

도6을 참조하면, 상기 칩 안테나(60)는 도3과 유사하게 제1 주면(61a)과 제2 주면(61b) 각각에 제1 및 제2 슬릿(S11,S12)이 형성되고, 그 제1 및 제2 슬릿(S11,12)에 의해 구분되는 제1 전극패턴(64)과 제2 전극패턴(66)이 형성된다. 상기 제1 전극패턴(64)은 도3의 제1 전극패턴(34)과 같이, 제1 주면의 급전포트영역(64a)으로부터 그 인접한 측면 전체를 통해 제2 주면의 제2 슬릿까지 형성된 큰 면적의 패턴을 갖는다. 반면에 제2 전극패턴(66)은 제2 주면의 접지포트영역(66a)으로부터 그 인접한 측면을 통해 제2 주면의 제2 슬릿까지 연장된 패턴을 갖는다. 또한, 제2 전극패턴(66)은 추가적인 제3 슬릿(S13)에 의해 제3 전극패턴(66')과 이격된 구조를 갖는다. 상기 제3 슬릿(S13)은 일단이 제1 슬릿(S11)에 연결되고 타단이 측면상의 일변으로 개방된 구조를 갖고 있으나, 이는 안테나 특성을 고려하여다양한 형태로 변형될 수 있으며, 추가적으로 슬릿을 더 형성할 수도 있다.

도6의 칩 안테나(60)의 주파수대역특성은 도7의 그래프로 도시되어 있다. 도7을 참조하면, VSWR값이 2.0이하인 대역은 약 1.7 - 2.55㎓대역과 약 2.88 - 4.0㎓대역으로 나타나지만, 두 대역 사이의 주파수대역(약 2.55-2.88㎓)도 VSWR값이 2.5이하이므로 실질적으로 사용가능한 주파수대역이다. 따라서, 상기 칩 안테나는 약 1.7 - 4.0 ㎓범위에서 공진을 할 수 있는 약 2300 MHz의 밴드폭을 갖는 초 광대역 칩 안테나가 될 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 칩 안테나는 제1 및/또는 제2 전극패턴, 혹은 제3 슬릿을 추가한 실시형태에서는 제1, 제2 및/또는 제3 전극패턴에 임의의 오픈영역을 추가적으로 형성함으로써 공진주파수 및 임피던스 등의 안테나 특성을 조절하는 기능을 한다.

예를 들면, 상기 오픈영역의 구조는 요구되는 주파수특성에 따라서 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 일단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴 내부에 포함되고, 타단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴과 인접한 다른 측면으로 개방되도록 형성할 수도 있으며, 오픈영역의 전체가 상기 제1 또는 제2 전극패턴 내에 포함되도록 형성할 수도 있다.

이와 마찬가지로, 상기 오픈영역의 형성위치도 다양하게 선택될 수 있다. 즉, 상기 제1 주면 또는 상기 제2 주면에 형성될 수 있으며, 이는 그와 인접한 측면에 연장되도록 형성할 수도 있고, 그 측면에 한하여 형성할 수도 있다.

이와 같이 제2 전극패턴(86)에 오픈영역(O)이 형성된 칩 안테나(80)는 도8에 도시된 바와 같다. 도8에 도시된 칩 안테나(80)는 유전체 블럭(81)의 제1 주면(81a)과 제2 주면(81b)에 각각 형성된 제1 및 제2 슬롯(S21,S22)을 따라, 급전포트영역(84a)을 포함하는 일측에는 제1 전극패턴(84)이 형성되고, 접지포트영역(86a)을 포함하는 타측에는 제2 전극패턴(86)이 형성된 구조를 갖는다. 또한, 제2 전극패턴(86)은 제2 주면(81b)의 일영역으로부터 상기 제2 주면과 인접한 측면까지 연장된 오픈영역(O)을 포함한다. 상기 오픈영역(O)은 앞서 설명한 바와 같이 슬릿과 구별되는 슬롯형태로서 일단은 제2 전극패턴(86) 내부에 있고, 타단은 개방된 구조를 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 칩 안테나는, 유전체 블럭의 제1 및 제2 주면 전체와 상기 제1 및 제2 주면 사이의 대향하는 측면 전체에 전극패턴을 형성한 후에, 상기 제1 주면과 상기 제2 주면에 각각 제1 및 제2 슬릿을 마주하는 두변이 연결되도록 형성한다. 이로써 상기 전극패턴은 제1 전극패턴과 제2 전극패턴으로 분리되는 구조를 갖는다. 여기서, 상기 제1 전극패턴과 제2 전극패턴은 제1 슬릿에 의해 접지포트영역과 단자포트영역을 전기적으로 분리되고, 상기 제2 슬릿에 의해 연속적인 EM 커플링을 연결된다. 따라서, 두 전극패턴은 각각 급전 또는 접지역할을 수행함과 동시에 방사역할을 수행할 수 있다.

이로써, 동일한 크기를 갖는 종래의 PIFA구조를 갖는 안테나와 비교하여, 실질적으로 긴 공진길이를 갖는 전극이 형성되어 보다 낮은 주파수대역에서도 공진가능하며, 제2 슬릿을 통해 연속적으로 EM커플링을 구현할 수 있으므로 보다 높은 주파수대역까지 그 범위를 확장할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 칩 안테나의 크기를 증가시키지 않고도 광대역을 구현할 수 있으며, 나아가 초광대역을 구현함으로써 멀티밴드의 특성도 동시에 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 도5 내지 도8에서 설명된 바와 같이, 다양한 튜닝인자를 가질 수 있다. 특히, 슬릿 폭과 전극패턴의 길이 또는 제2 전극패턴의 폭은 물론이고, 제2 전극패턴에 추가적인 슬릿을 형성하거나 오픈영역을 조절함으로써 공진주파수 및 대역폭의 특성을 용이하게 조절할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 칩 안테나에 따르면, 급전 또는 접지역할과 함께 방사역할을 수행하는 제1 및 제2 전극패턴을 구비하고, 상기 제1 전극패턴을 제1 슬릿에 대응하는 길이로 연장시킴으로써 그 패턴면적을 크게 형성하며, 상기 제2 전극패턴과는 제2 슬릿을 통해 연속적인 공진길이를 형성함으로써 낮은 주파수대역에서부터 높은 주파수대역까지 보다 광범위한 주파수대역을 확보할 수 있다. 이러한 광대역특성은 멀티밴드특성을 구현할 수 있는 초광대역특성으로 가질 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 칩 안테나에서는, 슬릿의 폭과 전극패턴의 길이를 변형시키거나 추가적인 슬릿 또는 오픈영역을 형성함으로써 주파수특성을 용이하게 조정할 수 있다.

Claims

서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 상기 제1 및 제2 주면 사이에 형성된 측면을 갖는 유전체블럭;

상기 제1 주면에 있는 급전포트영역으로부터 그 인접한 측면을 통해 상기 제2 주면까지 연장된 제1 전극패턴; 및

상기 제1 주면에 있는 접지포트영역으로부터 그 인접한 측면을 통해 상기 제2 주면까지 연장된 제2 전극패턴을 포함하며,

상기 제1 주면에서 마주하는 두변을 연결하는 오픈영역으로 이루어진 제1 슬릿을 형성하여 상기 제1 전극패턴의 급전포트영역과 상기 제2 전극패턴의 접지포트영역을 전기적으로 분리하고, 상기 제2 주면 상에 상기 제1 슬릿과 동일한 방향으로 마주하는 두변을 연결하는 오픈영역으로 이루어진 제2 슬릿을 형성하여 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴 사이에 전자기적 결합을 형성하는 칩 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제1 전극패턴은 상기 제1 슬릿에 접하는 단부의 길이와 상기 제2 슬릿에 접하는 단부의 길이가 실질적으로 동일하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제2 전극패턴은 상기 제1 슬릿에 접하는 단부의 길이와 상기 제2 슬릿에 접하는 단부의 길이가 실질적으로 동일하도록 연장되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제1 전극패턴의 연장된 길이(L1)는 상기 제2 전극패턴의 연장된 길이(L2)와 상이한 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제2 슬릿의 폭을 조정함으로써 상기 칩 안테나의 공진주파수특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제1 전극패턴의 연장된 길이 및/또는 상기 제2 전극패턴의 연장된 길이를 조정함으로써 상기 칩 안테나의 공진주파수특성을 조절하는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항에 있어서, 상기 칩 안테나는,

상기 제1 또는 제2 전극패턴에 형성되어 상기 제1 또는 제2 전극패턴을 두 전극패턴영역으로 분리하기 위한 적어도 하나의 추가적인 슬릿을 더 포함하는 것을특징으로 하는 칩 안테나.
제7항에 있어서,

상기 추가적인 슬릿은 일단이 제1 슬릿에 연결되어, 타단이 상기 제1 또는 2 전극패턴이 형성된 측면의 일변을 통해 개방되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제7항에 있어서,

상기 추가적인 슬릿은 일단이 상기 제2 슬릿에 연결되어, 타단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴이 형성된 측면의 일변을 통해 개방되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제7항에 있어서,

상기 추가적인 슬릿은 상기 제1 또는 제2 전극패턴에서 상기 제1 슬릿과 동일한 방향으로 마주하는 두 변에 연결되고,

상기 제1 또는 제2 전극패턴영역은 상기 급전포트영역 또는 접지포트영역을 포함하는 전극패턴영역과 상기 제2 슬릿과 접하는 전극패턴영역으로 분리되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제10항에 있어서,

상기 추가적인 슬릿은 상기 제1 또는 제2 전극패턴이 형성된 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1 또는 제2 전극패턴은 전극이 형성되지 않은 적어도 하나의 오픈영역을 갖는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제12항에 있어서,

상기 오픈영역 중 적어도 하나는 일단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴 내부에 포함되고, 타단이 상기 제1 또는 제2 전극패턴과 인접한 다른 측면으로 개방되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제12항에 있어서,

상기 오픈영역은 상기 제1 주면 또는 상기 제2 주면에 형성된 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
제14항에 있어서,

상기 오픈영역은 상기 제1 주면 또는 상기 제2 주면과 인접한 측면에 연장되어 형성된 것을 특징을 하는 칩 안테나.
제12항에 있어서,

상기 오픈영역 중 적어도 하나는 상기 제1 또는 제2 전극패턴 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 칩 안테나.
유전체블럭의 상하면과 그 사이에 대향하는 두 측면 전체에 전극이 형성되고, 상기 유전체 블럭의 상하면 각각에는 상기 전극이 형성되지 않은 다른 두 측면의 각 변을 연결하는 하나의 슬릿을 형성하여 상기 전극을 제1 전극패턴과 제2 전극패턴으로 분리하며,

상기 유전체 블럭의 하면에 형성된 슬릿은 적어도 급전포트영역과 접지포트영역을 전기적으로 분리하고, 상기 유전체 블럭의 상면에 형성된 슬릿은 상기 제1 전극패턴과 상기 제2 전극패턴 사이를 EM 커플링으로 연결하기 위한 수단으로 제공되는 칩 안테나.