KR200402545Y1 - 다중대역 이동통신단말기의 안테나 - Google Patents

다중대역 이동통신단말기의 안테나 Download PDF

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KR200402545Y1
KR200402545Y1 KR20-2005-0025877U KR20050025877U KR200402545Y1 KR 200402545 Y1 KR200402545 Y1 KR 200402545Y1 KR 20050025877 U KR20050025877 U KR 20050025877U KR 200402545 Y1 KR200402545 Y1 KR 200402545Y1
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Abstract

본 고안은 다중대역 이동통신단말기의 안테나에 관한 것이다.
본 고안에 따른 다중대역 이동통신단말기의 안테나는 직사각형 모양의 금속판인 제1 안테나부(101, 201), 상기 제1 안테나부의 일 측단에 90도 각도로 굴곡되어 연장되어 있는 안테나 연결부(104, 204), 상기 제1 안테나부(101, 201)와 접속되어 있는 안테나 연결부(104, 204)의 측단과 마주보는 상기 안테나 연결부(104, 204)의 타 측단에 접속되어 있으며, 상기 안테나 연결부(104, 204)와 90도 각도로 절곡되어 상기 제1 안테나부(101, 201)와 평행한 방향으로 마주보면서 소정의 간격을 유지하는 소정 모양의 금속판인 제2 안테나부(102, 202), 상기 제1 안테나부(101, 201)과 상기 제2 안테나부(102, 202)가 이루는 간격의 중간에 상기 제1 안테나부(101, 201) 및 상기 제2 안테나부(102, 202)와 평행하게 삽입되어 있는 소정 모양의 금속판인 접지도체부(103, 203) 및 상기 제1 안테나부(101, 201)의 측단 중 상기 안테나 연결부(104, 204)가 접속되어 있는 측단의 반대편 측단의 중앙 부분에서, 상기 제2 안테나부(102, 202)를 향하여 90도 각도로 소정의 넓이로 수직하게 연장되어 있으며, 상기 제1 안테나부(101, 201)과 접속되어 있는 타단에는 상기 접지도체부(103, 203)과 접속되어 있는 단락연결부(105, 205)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 안테나는 방사소자를 접지 도체의 상하에 절곡시켜 연장함으로써 안테나의 효율을 높이고, 대역폭을 개선하며 양호한 방사 특성을 얻을 수 있어 날로 소형화되고 있는 이동통신기기에 적합하게 이동통신단말기의 내부에 내장시켜 장착할 수 있는 효과가 있다.

Description

다중대역 이동통신단말기의 안테나{MULTI-BAND ANTENNA OF MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
본 고안은 다중대역 이동통신단말기의 안테나에 관한 것이다.
종래의 이동 통신용 단말기, 특히 휴대전화기기용 안테나는 소형화가 가능하고 성능이 뛰어난 1/4파장의 휩(Whip) 안테나와 헬리컬(Helical) 안테나, 이를 결합한 신축 가능한(Retractable) 안테나 등이 기기의 외부에 장착되어 사용되어 오고 있다. 이들 안테나들은 간결한 구조이면서도 우수한 방사 특성을 보이며 듀얼 밴드 이상의 다중 대역에서도 사용 할 수 있도록 개선되었다. 그러나 기기로부터 돌출 되는 형상으로 인해 기구적 신뢰성과 사용상의 불편, 기기 디자인의 다양화 요구에 쉽게 부응하지 못하는 단점이 있었다.
최근에 이러한 단점을 극복하기 위해 기기 내부에 장착할 수 있는 안테나들이 제안되어 있다. 그 중 하나가 역 F 형 안테나이다. 이 안테나는 정해진 주파수에 응답하는 일정 크기를 갖는 전도성 평판형 방사 소자에 급전선 및 단락 핀을 구비하고 접지 도체와 일정 간격으로 이격시켜 접지 도체의 상부에 평행하게 연결되는 구조로 되어 있다. 그러나 이 안테나는 대역폭이 좁고 휴대 기기에 내장하기에는 그 크기가 상대적으로 크다는 문제점이 있었다.
이를 해결 하기 위해 급전선 및 단락 핀을 연결하는 도체를 구비하여 대역폭을 개선하고, 평판형 소자에 슬롯(Slot)을 형성한다거나 PCB등에 미앤더 라인(Meander Line)을 구성하는 형태로 임피던스 특성을 개선하며, 케리어(Carrier)의 유전율을 높임으로써 어느 정도 소형화하였으나 이는 접지 도체와 방사 도체를 일정 간격(통상 7mm정도) 이격하여 설치 하여야 하는 문제와 안테나의 방사 특성을 저하 시키는 문제점을 야기시킨다.
또한 대역폭을 넓히고 다중 대역에 적용하기 위해 기생 소자를 배치하거나, 방사 소자를 절곡하고 슬롯을 형성하거나, 각 주파수에서 공진하는 방사 소자를 케리어에 입체적으로 배치한 형태가 사용되고 있다. 그러나 이러한 구성 형태는 안테나의 크기를 오히려 크게 하고 제작이 까다로운 문제점이 있었다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결한 다중대역 이동통신 단말기용 안테나를 제공하는데 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안에 따른 다중대역 이동통신단말기의 안테나는 직사각형 모양의 금속판인 제1 안테나부(101, 201), 상기 제1 안테나부의 일 측단에 90도 각도로 굴곡되어 연장되어 있는 안테나 연결부(104, 204), 상기 제1 안테나부(101, 201)와 접속되어 있는 안테나 연결부(104, 204)의 측단과 마주보는 상기 안테나 연결부(104, 204)의 타 측단에 접속되어 있으며, 상기 안테나 연결부(104, 204)와 90도 각도로 절곡되어 상기 제1 안테나부(101, 201)와 평행한 방향으로 마주보면서 소정의 간격을 유지하는 소정 모양의 금속판인 제2 안테나부(102, 202), 상기 제1 안테나부(101, 201)과 상기 제2 안테나부(102, 202)가 이루는 간격의 중간에 상기 제1 안테나부(101, 201) 및 상기 제2 안테나부(102, 202)와 평행하게 삽입되어 있는 소정 모양의 금속판인 접지도체부(103, 203) 및 상기 제1 안테나부(101, 201)의 측단 중 상기 안테나 연결부(104, 204)가 접속되어 있는 측단의 반대편 측단의 중앙 부분에서, 상기 제2 안테나부(102, 202)를 향하여 90도 각도로 소정의 넓이로 수직하게 연장되어 있으며, 상기 제1 안테나부(101, 201)과 접속되어 있는 타단에는 상기 접지도체부(103, 203)과 접속되어 있는 단락연결부(105, 205)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다중대역 이동통신단말기의 안테나의 상기 제1 안테나부(101, 201)는 상기 안테나연결부(104)와 접속되어 있는 타 측단의 두 모서리 중 어느 하나의 모서리에서 연장되어 있으며, 상기 단락연결부(105, 205)와 반대방향으로 90도 각도로 절곡되어 형성된 직사각형 모양으로 형성된 급전부(1011)를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 접지도체부(103, 203)는 상기 안테나연결부(104)와 접속되어 있는 측단의 두 모서리 중 어느 하나의 모서리에서 연장되어 있으며, 상기 단락연결부(105, 205)와 같은 방향으로 90도 각도로 절곡되어 형성된 직사각형 모양으로 형성된 접지연결부(1031)를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수있다.
또한 상기 다중대역 이동통신단말기의 안테나의 상기 제2 안테나부(202)는 상기 안테나연결부(204)와 접속되어 있는 측단의 좌우 측단으로 부터 상호 교체하면서 직사각형 모양으로 만곡되어 형성되는 다수의 안테나 미엔더 슬롯(2021)을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 접지도체부(203)는 상기 단락연결부(205)와 접속되어 있는 측단의 좌우 측단으로부터 상호 교체하면서 직사각형 모양으로 만곡되어 형성되는 다수의 미엔더 슬롯(2031)을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 다중대역 이동통신단말기의 안테나는 상기 제1 안테나부(101, 201) 및 상기 제2 안테나부(102, 202)의 길이는 요구되는 대역 주파수의 1/4파장의 길이로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 제1 안테나부(101, 201), 제2 안테나부(102, 202) 및 접지도체부(103, 203)는 일정 간격을 유지하면서 상호 평행하게 형성되어 있어, 용량성 커플링을 갖는 것을 특징으로 할 수도 있고, 상기 제1 안테나부(101, 201), 제2 안테나부(102, 202) 및 상기 접지도체부(103, 203)의 사이에 상기 소자들의 간격을 일정하게 유지시키면서 효율적인 방사를 위한 유전체 캐리어를 더 구비한 것을 특징으로 할 수도 있다.
이하 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 안테나의 일 실시예의 사시도이다.
본 발명에 따른 다중대역 이동통신단말기의 안테나의 일 실시예는 제1 안테나부(101), 제2 안테나부(102), 접지도체부(103), 안테나 연결부(104), 단락연결부(105)를 포함한다.
제1 안테나부(101) 및 제2 안테나부(102)는 직사각형의 금속판 형태로 형성되며, 소정의 간격을 유지하면서 상호 평행하게 위치한다.
제1 안테나부(101)의 네 모서리 중 임의의 한 모서리에는 위 모서리의 끝부분에 직사각형 형태로 위 제1 안테나부(101)과 수직하게 작은 직사각형 형태의 급전부(1011)가 구비될 수 있다. 위 급전부(1011)는 이동통신단말기의 송신기능을 담당하는 송신부(도면에 미도시) 또는 수신기능을 담당하는 수신부(도면에 미도시) 와 안테나(100)를 전기적으로 접속시키는 기능을 수행한다.
접지도체부(103)는 위 제1 안테나부(101)과 제2 안테나부(102)의 간격 중앙부분에 위 제1 안테나부(101)과 제2 안테나부(102)와 평행하게 위치하며, 직사각 금속판의 형태로 형성된다.
위 접지도체부(103)의 네 모서리 중 임의의 한 모서리에는 그 끝부분에 직사각형 형태로 위 접지도체부(103)과 수직하게 작은 직사각형 형태의 접지연결부(1031)이 구비될 수 있다. 위 접지연결부(1031)는 이동통신단말기의 접지도체 판(도면에 미도시)과 위 접지도체부(103)을 전기적으로 접속시킴으로써, 위 접지도체부(103)를 포함하는 안테나(100)를 비대칭 다이폴로서 동작하도록 한다.
안테나 연결부(104)는 위 제1 안테나부(101)과 제2 안테나부(102)를 전기적으로 접속시키는 기능을 수행하며, 제1 안테나부(101)과 제2 안테나부(102)와 수직하게 형성된 직사각형의 형상이며, 위 제1 안테나부(101)의 일 측단 및 제2 안테나부(102)의 일 측단과 각각 하나의 측단이 결합되어 있다.
단락연결부(105)는 제1 안테나부(101)의 측단 중 위 안테나연결부(104)와 결합된 측단의 반대편 측단의 중앙부분에 수직하게 연장되어 위 접지도체부(103)의 일 측단과 연결된 직사각형 형태의 금속판 형상을 갖는다. 위 단락연결부(105)의 길이는 제1 안테나부(101)과 접지도체부(103)의 간격에 상응하며, 이는 안테나(100)의 정합특성을 조정할 수 있는 요소로 작용한다.
즉, 본 고안에 따른 일실시예의 안테나(100)는 일반적인 평면 역 F형 안테나를 "ㄷ"자 형태로 접지도체부(103)를 감싸는 형태로 상측과 하측에 절곡되어 구성되어 있는 것이다.
한편, 제1 안테나부(101) 및 제2 안테나부(102)의 길이는 급전부(1011)이 위치하는 부분부터 그 반대편의 측단까지의 길이가 통신을 위하여 요구되는 대역 공진주파수의 약 1/4 파장의 길이에 해당한다. 이는 제1 안테나부(101) 및 제2 안테나부(102)의 전기적 길이( 전파를 송수신하는 방사기능을 수행하는 부분의 길이)를 증가시켜 손실을 줄이므로 안테나(100)의 효율을 높이고, 제1, 제2 안테나부(101, 102) 및 접지도체부(103)간에 용량성 커플링이 생성되도록 하여 대역폭을 개선하는데 도움을 준다.
도 2는 본 고안에 따른 안테나의 다른 실시예의 사시도이며, 도 3은 본 고안의 다른 실시예의 전개도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 여기서 참조번호 200, 201, 202, 203, 204, 205는 도 1의 100, 101, 102, 103, 104, 105에 각각 대응되며, 그 기능 또한 동일하다. 다만, 참조번호 202(제2 안테나부)는 직사각형 형태의 홀인 안테나 미엔더 슬롯(2021)이 안테나연결부(204)와 접속된 측단 및 그 반대편 측단을 제외한 나머지 2개의 측단으로 부터 만곡되게 다수가 교차하여 형성되어 있다.
또한 참조번호 203(접지도체부) 역시 위 제2 안테나부(202)와 대응되는 모양으로 형성되어 있다. 즉, 접지도체부(203)는 위 제2 안테나부(202)와 동일한 위치에 직사각형 형태의 홀(접지 미엔더 슬롯(2032))이 구비되어, 위 접지도체부(203)과 제2 안테나부(202)가 겹쳐질 수 있도록 형성되어 있다.
상기 안테나 미엔더 슬롯(2021)은 제2 안테나부(202)의 전기적 길이를 유지하면서 안테나(200)이 다수의 공진 주파수에 응답하도록 설계할 수 있게 한다.
여기서 안테나(200)의 대역폭 및 임피던스의 조정은 제1 안테나부(201) 및 제2 안테나부(202)와 접지도체부(203)의 간격을 조절함으로써 가능하며, 위 제1 안테나부(201). 제2 안테나부(202) 및 접지도체부(203)의 사이에는 서로의 간격을 일정하게 유지시키며, 방사소자(제1 및 제2 안테나부(201, 202))의 원활한 방사를 돕기 위한 캐리어(도면에 미도시)가 구비될 수 있다.
도 3의 A는 제1, 제2 안테나부(201, 202) 및 접지도체부(203)의 폭의 길이를, B는 안테나 미엔더 슬롯(2021)의 폭의 길이를, C는 제1 안테나부(201) 및 제2 안테나부(202)의 연장방향 길이를, D1은 안테나연결부(204)의 연장방향 길이( 제1 안테나부(201)과 제2 안테나부(202)의 이격 간격에 해당한다. )를, D2는 단락연결부(205)의 연장방향 길이( 제1 안테나부(201)과 접지도체부(203)의 이격 간격에 해당한다 )를 의미한다.
도 4는 본 고안에 따른 안테나의 특성도이다. 도 4는 도 3을 참조하여 본 고안에 따른 안테나(200)를 제작하기 위해 각각의 길이 및 간격을 A=5mm, B=2mm, C=30mm, D1=10mm, D2=4mm 와 같이 설정하여 제작한 안테나(200)의 측정 결과이다. 900MHz 대역 및 2GHz 대역에서 잘 공진하는 특성이 확인된다.
도 5는 본 고안에 따른 안테나의 방사 패턴도이다. 상기 안테나(200)를 크기 44mm x 77mm인 접지 도체 판에 장착하여 측정한 결과이다. 접지 도체 판 상의 1/4λ 안테나 또는 다이폴 안테나의 전형적인 방사특성과 각 방향에서 고른 방사특성을 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 살펴보았다. 본 발명의 범위는 위에서 예시한 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상이 적용된 경우라면 모두 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 고안에 따른 안테나는 소형으로 제작될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 각각의 설계요소들을 조정함으로써 요구되는 다중 대역의 주파수에서 쉽게 공진 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안에 따른 안테나는 방사소자를 접지 도체의 상하에 절곡시켜 연장함으로써 안테나의 효율을 높이고, 대역폭을 개선하며 양호한 방사 특성을 얻을 수 있어 날로 소형화되고 있는 이동통신기기에 적합하게 이동통신단말기의 내부에 내장시켜 장착할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따른 안테나의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 고안에 따른 안테나의 다른 실시예의 사시도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예의 전개도이다.
도 4는 본 고안에 따른 안테나의 특성도이다.
도 5는 본 고안에 따른 안테나의 방사 패턴도이다.

Claims (8)

  1. 직사각형 모양의 금속판인 제1 안테나부(101, 201);
    상기 제1 안테나부의 일 측단에 90도 각도로 굴곡되어 연장되어 있는 안테나 연결부(104, 204);
    상기 제1 안테나부(101, 201)와 접속되어 있는 안테나 연결부(104, 204)의 측단과 마주보는 상기 안테나 연결부(104, 204)의 타 측단에 접속되어 있으며, 상기 안테나 연결부(104, 204)와 90도 각도로 절곡되어 상기 제1 안테나부(101, 201)와 평행한 방향으로 마주보면서 소정의 간격을 유지하는 소정 모양의 금속판인 제2 안테나부(102, 202);
    상기 제1 안테나부(101, 201)과 상기 제2 안테나부(102, 202)가 이루는 간격의 중간에 상기 제1 안테나부(101, 201) 및 상기 제2 안테나부(102, 202)와 평행하게 삽입되어 있는 소정 모양의 금속판인 접지도체부(103, 203); 및
    상기 제1 안테나부(101, 201)의 측단 중 상기 안테나 연결부(104, 204)가 접속되어 있는 측단의 반대편 측단의 중앙 부분에서, 상기 제2 안테나부(102, 202)를 향하여 90도 각도로 소정의 넓이로 수직하게 연장되어 있으며, 상기 제1 안테나부(101, 201)과 접속되어 있는 타단에는 상기 접지도체부(103, 203)과 접속되어 있는 단락연결부(105, 205)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 안테나부(101, 201)는
    상기 안테나연결부(104)와 접속되어 있는 타 측단의 두 모서리 중 어느 하나의 모서리에서 연장되어 있으며, 상기 단락연결부(105, 205)와 반대방향으로 90도 각도로 절곡되어 형성된 직사각형 모양으로 형성된 급전부(1011)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접지도체부(103, 203)는
    상기 안테나연결부(104)와 접속되어 있는 측단의 두 모서리 중 어느 하나의 모서리에서 연장되어 있으며, 상기 단락연결부(105, 205)와 같은 방향으로 90도 각도로 절곡되어 형성된 직사각형 모양으로 형성된 접지연결부(1031)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 안테나부(202)는
    상기 안테나연결부(204)와 접속되어 있는 측단의 좌우 측단으로 부터 상호 교체하면서 직사각형 모양으로 만곡되어 형성되는 다수의 안테나 미엔더 슬롯(2021)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접지도체부(203)는
    상기 단락연결부(205)와 접속되어 있는 측단의 좌우 측단으로부터 상호 교체하면서 직사각형 모양으로 만곡되어 형성되는 다수의 접지 미엔더 슬롯(2031)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 안테나부(101, 201) 및 상기 제2 안테나부(102, 202)의 길이는 요구되는 대역 주파수의 1/4파장의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 안테나부(101, 201), 제2 안테나부(102, 202) 및 접지도체부(103, 203)는 일정 간격을 유지하면서 상호간에 평행하게 형성되어 있어, 용량성 커플링을 갖는 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 안테나부(101, 201), 제2 안테나부(102, 202) 및 상기 접지도체부(103, 203)의 사이에 상기 소자들의 간격을 일정하게 유지시키면서 효율적인 방사를 위한 유전체 캐리어를 더 구비한 것을 특징으로 하는 다중대역 이동통신단말기의 안테나.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100837408B1 (ko) 2006-07-11 2008-06-12 삼성전자주식회사 안테나 장치
KR100992864B1 (ko) 2008-05-27 2010-11-08 연세대학교 산학협력단 Ｃｄｍａ 대역과 ｕｗｂ 대역을 동시에 커버할 수 있는광대역 안테나

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