KR200408694Y1 - 초소형 내장형 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 외측의 복사 소자로 이루어진 급전부와; 상기 급전부의 단부에서 내측으로 감겨 들어가 스파이럴 형태를 형성한 복사 소자로 이루어진 중첩부와; 상기 중첩부의 단부에서 외측으로 돌출하여 형성한 복사 소자로 이루어진 말단부를 포함한 안테나 패턴을 가짐을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나를 제공한다.

초소형, 내장형 안테나, 스파이럴

Description

초소형 내장형 안테나{SUBMINIATURE INTERNAL ANTENNA}

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 패턴 형성 원리를 나타낸 도면,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 패턴도,

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 평면도,

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 안테나 특성을 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 안테나 패턴 110 : 급전부

120 : 중첩부 130 : 말단부

200 : 캐리어 300 : 급전 단자

본 고안은 내장형 안테나에 관한 것으로서, 특히 이동통신 단말기에 내장되 는 초소형 내장형 안테나에 관한 것이다.

통상적으로, 이동통신 단말기의 안테나는 설치 위치에 따라 크게 단말기 외부에 노출되는 외장형 안테나와, 단말기 내부에 내장되는 내장형 안테나로 구분된다.

헬리컬 안테나나 휩 안테나와 같은 외장형 안테나는 단말기 외부로 돌출되어 파손의 위험이 높고, 정재파비가 증가하여 송신 출력의 방사 특성이 저하되어 출력 제어에 의한 전류 소모량이 증가된다. 따라서, 최근에는 이동통신 단말기의 내부에 마이크로스트립 구조를 이용한 패치 안테나나 다이폴 안테나와 같은 내장형 안테나가 주류를 이루고 있으며, 그중에서도 듀얼, 트리플, 쿼드러블 밴드와 같은 다중대역 신호의 송수신이 가능한 다중대역 내장형 안테나가 주로 적용되고 있다.

한편, 종래의 다중대역 내장형 안테나는 주로 역 F, 역 L 타입의 구조를 기본으로 하여 별도의 사출물 위에 방사체가 부착된 형태로서 차지하는 공간이 커, 설계시 안테나 공간이 충분히 확보되지 않은 이동통신 단말기에는 적용하기 힘들다는 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 비교적 차지하는 공간이 작은 세라믹 안테나나 적층형 헬리컬 방식의 삽입형 안테나를 사용해 왔으나, 이들 안테나 역시 협대역 특성과 사이즈에 따른 이득 저하라는 문제점을 안고 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 기존의 내장형 안테나에 비해 단말기 내부에서 차지하는 공간은 훨씬 작으면서도 우수한 안테나 특 성 및 광대역 특성을 가지는 초소형 내장형 안테나를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 단말기의 급전 소자와 접속된 외측의 복사 소자인 급전부와; 상기 급전부의 단부에서 내측으로 감겨 들어가 스파이럴 형태를 형성한 복사 소자인 중첩부와; 상기 중첩부의 단부에서 외측으로 돌출한 복사 소자인 말단부를 포함한 안테나 패턴을 가짐을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나를 제공한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 패턴 형성 원리를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 패턴도이며, 도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 초소형 내장형 안테나는 스파이럴 형태의 안테나 패턴(100)을 가지며, 캐리어(200)와 급전 단자(300)를 추가로 구비한다.

(1) 안테나 패턴(Antenna Pattern)

상기 안테나 패턴(100)은 미리 설정된 형태를 가지는 복사 소자로 이루어진다. 본 고안의 안테나 패턴(100) 형태는 도 1에 나타난 바와 같이 일반적인 형태인 단일 패스(Path), 단일 공진의 안테나를 감아 스파이럴 모양으로 형성하여 다중 공진 특성을 가지도록 설계한 형태이다.

본 고안의 안테나는 기본적으로 역 L형 구성을 갖는다. 즉, 안테나 패턴(100)의 말단은 급전 단자(300)에 접속되는 반면, 안테나 패턴(100)의 타단은 급전 단자(300)나 그라운드에 접속되지 않고 종결된다. 또한, 안테나 패턴(100)은 안테나 저면의 그라운드(미도시)로부터 소정 높이 이격되어 평행하게 형성된다.

상기 안테나 패턴(100)은 크게 급전부(110), 중첩부(120) 및 말단부(130)로 구성된다.

상기 급전부(110)는 급전 단자(300)와 접속되는 부분으로서, 패턴의 외측을 이룬다. 상기 급전부(110)는 전체적으로 사각형 모양을 이루는 것으로 도시되어 있으나, 안테나 설치 공간의 형태 또는 캐리어(200)의 형태에 맞게 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 중첩부(120)는 급전부(110)의 단부에서 내측으로 감겨 들어가 스파이럴 형태를 형성한 복사 소자로 이루어진 부분이다. 상기 중첩부(120)에서는 도 2의 A 부분과 같이 스파이럴 형태로 감긴 복사 소자간의 강력한 커플링 효과로 인해 고주파 대역에서 광대역 특성을 가지도록 한다.

상기 말단부(130)는 중첩부(120)의 단부에서 외측으로 돌출하여 형성한 복사 소자로 이루어진 부분이다. 상기 말단부(130)는 중첩부(120) 안쪽에 위치하지 않고 외측으로 돌출하여 있으므로 저주파 대역 최대 방사 지점(도 2의 B 부분)의 간섭을 최소화할 수 있다.

즉, 본 고안의 중첩부(120)와 말단부(130)는 종래의 사각형 스파이럴 형태의 안테나 패턴과 같이 단부가 내측으로 감겨 들어가 끝나는 것이 아니라, 내측으로 감겨 들어간 후 다시 외측으로 돌출해 나온다는 특징을 가지고 있다.

또한, 상기 안테나 패턴(100)은 인쇄회로기판에 에칭 기법을 사용하여 형성할 수 있으므로, 안테나 튜닝이 용이할 뿐만 아니라 양산성이 뛰어나고 제조 원가가 낮은 장점을 가진다.

(2) 캐리어(Carrier)

상기 캐리어(200)는 안테나 패턴(100)의 형태를 지지하는 구조물이다.

상기 캐리어(200)는 비도전성 재질로 이루어지며, 상면에 안테나 패턴(100)이 형성되어 단말기 내부 일측에 고정 설치된다.

(3) 급전 단자(Feed Contact)

상기 급전 단자(300)는 안테나 패턴(100)에 의해 송수신되는 신호의 통로 역할을 하는 도전성 재질의 구성 요소이다.

상기 급전 단자(300)는 안테나 패턴(100)과 단말기 내부의 회로부를 전기적으로 연결시켜 준다.

도 4는 본 고안의 일 구현예에 따른 초소형 내장형 안테나의 안테나 특성을 나타낸 그래프로서, 구현한 초소형 내장형 안테나는 900 MHz의 λ/4 길이를 가지는 80mm 모노폴 안테나를 양단의 끝점을 기준으로 스파이럴 형태로 감아 제조하였다. 제작된 안테나는 가로 16.5mm, 세로 16.0mm, 높이 1.0mm의 역 L형 안테나였다.

도 4에서 관찰할 수 있는 바와 같이 본 고안의 일 구현예에 따른 초소형 내장형 안테나는 1.5 ~ 2.2 GHz 까지의 광대역 특성을 가진다. 또한, 본 구현예의 초소형 내장형 안테나는 0.8 ~ 1.0 GHz, 1.57 ~ 2.2 GHz까지 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio, 정재파비) 3:1 이하의 특성을 만족하며, 현재 상용되는 824 ~ 894 MHz, 880 ~ 960 MHz, 1710 ~ 1880 MHz, 1850 ~ 1990 MHz 대역에서 각각의 평균 이득은 -6.21, -4.31, -2.52, -2.92 dBi, 최대 이득은 -2.83, -1.18, 1.31, 1.07 dBi의 특성을 가진다.

이하, 구체적인 실시예와 관련하여 본 고안을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 고안이 이에 제한되는 것은 아니다. 특히, 본 고안을 역 L형 안테나와 관련하여 설명하였으나, 본 고안의 특징은 역 L형, 역 F형, 마이크로 스트립 등 다양한 안테나에 적용될 수 있으며, 이 역시 본 고안의 범위에 속한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 초소형 내장형 안테나는 단말기 내부에서 차지하는 공간은 훨씬 작으면서도 다중 대역의 공진 특성 및 고주파 대역에서의 광대역 특성을 가지는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따르면 안테나에 의해 점유되는 단말기의 내부 공간을 최소화할 수 있어, 단말기 내에 더욱 많은 부품을 설치하여 다양한 기능을 구현할 수 있다.

Claims (4)

1. 단말기의 급전 소자와 접속된 외측의 복사 소자인 급전부와;

   상기 급전부의 단부에서 내측으로 감겨 들어가 스파이럴 형태를 형성한 복사 소자인 중첩부와;

   상기 중첩부의 단부에서 외측으로 돌출한 복사 소자인 말단부를 포함한 안테나 패턴을 가짐을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 말단부는 급전 소자 또는 그라운드에 더 접속되지 않고, 상기 안테나 패턴은 그라운드와 평행하게 형성된, 역 L형 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나.
3. 복사 소자로 이루어진 안테나 패턴의 일단이 단말기의 급전 소자에 전기적으로 결합되고, 상기 안테나 패턴은 전체적으로 스파이럴 형태를 이루는 내장형 안테나에 있어서,

   상기 안테나 패턴의 타단이 상기 스파이럴의 외측으로 돌출된 것을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 안테나 패턴의 타단은 급전 소자 또는 그라운드에 더 접속되지 않고 상기 안테나 패턴은 그라운드와 평행하게 형성된, 역 L형 구성을 가짐을 특징으로 하는 초소형 내장형 안테나.

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