KR20050027912A - 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

안테나 장치는 접지면, 제1 방사 소자 및 제1 방사 소자의 내측에 전체가 배치된 제2 방사 소자를 포함한다. 제1 방사 소자의 제1 단부로부터 제1 절곡부까지의 소정 부분이 제2 방사 소자의 제1 단부로부터 제1 절곡부까지의 소정 부분과 전자기적으로 결합한다. 또한, 제1 방사 소자의 제2 단부로부터 제2 절곡부까지의 소정 부분이 제2 방사 소자의 제2 단부로부터 제2 절곡부까지의 소정 부분과 전자기적으로 결합한다. 이러한 구조에 의하여, 제2 방사 소자는 제1 방사 소자와 공진할 수 있다.

Description

안테나 장치{ANTENNA DEVICE}
본 발명은 이동 통신 장치에 이용되고 접지면(ground plane)에 배치된 복수의 방사 소자로 구성되는 안테나 장치에 관한 것이다.
일본특허공개공보 2002-290138호에는 접지면에 배치된 복수의 방사 소자로 구성된 안테나 장치가 기재되어 있다. 이 안테나 장치는 제1 방사 소자와 제2 방사 소자를 포함한다. 2개의 방사 소자 각각은 2개의 측부(side portion)가 서로 거의 평행하게 형성되도록 턴업부(turnup portion)를 포함한다. 또한, 2개의 방사 소자 각각은 2개의 측부가 접지면과 거의 평행하게 형성되도록 절곡부(bending portion)를 포함한다. 또한, 2개의 방사 소자는 서로 거의 평행하게 인접하고 접지면에 접지된다.
이 안테나 장치에서는, 제2 방사 소자 전체가 제1 방사 소자의 외측에 개별적으로 배치되고, 다-주파 공진(multiple-frequency resonance)을 실현하기 위해서는 방사 소자의 폭과 방사 소자 사이의 간격이 필요하다. 이로써, 안테나 장치의 크기가 커지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 크기가 커짐이 없이 적절하게 다-주파 공진을 실현할 수 있는 안테나 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 안테나 장치가 제공된다. 접지면, 전송 선로 안테나(transmission line antenna)로 구성된 제1 방사 소자 및 전송 선로 안테나로 구성된 제2 방사 소자가 제공된다. 전송 선로 안테나 각각은 접지면에 거의 수직인 제1 단부 및 제2 단부; 제1 절곡부 및 제2 절곡부; 제1 절곡부 및 제2 절곡부와 각각 연결된 제1 측부 및 제2 측부; 및 제1 측부와 제2 측부 사이에 형성된 턴업부를 포함한다. 제1 측부와 제2 측부는 접지면과 거의 평행이고, 서로 거의 평행이다. 제1 방사 소자에서, 제1 단부는 급전점(current feeding point)으로서 기능하고, 제2 단부는 접지면에 대해 전기적으로 접속된다. 제2 방사 소자에서, 제1 단부와 제2 단부가 접지면에 대해 전기적으로 접속된다. 여기서, 제2 방사 소자의 적어도 일부는 제1 방사 소자의 내측에 배치된다. 제1 방사 소자의 제1 단부로부터 제1 방사 소자의 제1 절곡부까지의 제1 부분이 제2 방사 소자의 제1 단부로부터 제2 방사 소자의 제1 절곡부까지의 제1 부분과 거의 평행하게 제1 간격으로 배치된다. 제1 방사 소자의 제2 단부로부터 제1 방사 소자의 제2 절곡부까지의 제2 부분이 제2 방사 소자의 제2 단부로부터 제2 방사 소자의 제2 절곡부까지의 제2 부분과 거의 평행하게 제2 간격으로 배치된다.
이러한 구조는 제2 방사 소자의 전체가 제1 방사 소자의 외측에 배치되는 종래의 구조와 다르다. 이러한 구조에서, 상기 제2 방사 소자의 적어도 일부는 상기 제1 방사 소자의 내측에 배치되기 때문에, 전체 안테나 장치의 크기가 커지는 것을 막는다. 또한, 이러한 구조에서, 단부로부터 인접하는 절곡부까지의 부분(이하, "레그부(leg portion)"라고 칭함)은 그의 대응하는 부분 각각과 평행하게 소정 간격으로 배치된다. 즉, 제1 및 제2 방사 소자의 제1 레그부는 제1 간격으로 서로 평행하고, 제1 및 제2 방사 소자의 제2 레그부는 제2 간격으로 서로 평행하다. 따라서, 접지면에 수직이고 강자기장(strong magnetic field)을 갖는 제1 방사 소자의 제1 레그부는 제2 방사 소자의 제1 레그부와 전기적으로 결합한다. 또한, 접지면에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자의 제2 레그부는 제2 방사 소자의 제2 레그부와 전자기적으로 결합한다. 이것에 의하여, 제2 방사 소자는 제1 방사 소자와 공진된다. 다-주파 공진(2-주파 공진)이 적절하게 실현될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 방사 소자의 전체 길이는 대응하는 통신 무선 주파수의 파장의 1/2로 형성된다. 제2 방사 소자의 길이가 제1 방사 소자의 길이보다 짧으므로, 제2 방사 소자는 제1 방사 소자보다 높은 주파수에 대응한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 다음과 같은 안테나 장치가 제공된다. 제2 방사 소자가 역-L자형 안테나로 구성되고, 제1 방사 안테나는 전술한 것과 동일한 전송 선로 안테나이다. 역-L자형 안테나는 접지면에 대해 전기적으로 접속된 제1 단부; 제2 단부; 및 절곡부를 포함한다. 여기서, 제2 방사 소자의 적어도 일부는 제1 방사 소자의 내측에 배치된다. 제1 방사 소자의 제1 단부로부터 제1 방사 소자의 제1 절곡부까지의 제1 부분 또는 제1 방사 소자의 제2 단부로부터 제1 방사 소자의 제2 절곡부까지의 제2 부분은 제2 방사 소자의 제1 단부로부터 제2 방사 소자의 절곡부까지의 소정 부분과 거의 평행하게 소정 간격으로 배치된다.
이러한 구조는 또한 안테나 장치의 크기가 커지지 않게 하는 것과 다-주파 공진을 실현하는 것과 같은 동일한 효과를 나타낸다. 그러나, 이러한 양태에 있어서, 제1 방사 소자의 전체 길이는 대응하는 통신 무선 주파수의 파장의 1/2로 형성되고, 제2 방사 소자의 전체 길이는 대응하는 통신 무선 주파수의 파장의 1/4로 형성된다. 제2 방사 소자의 길이가 제1 방사 소자의 길이보다 짧으므로, 제2 방사 소자는 제1 방사 소자보다 높은 주파수에 대응한다.
[제 1 실시예]
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 장치(1)에 대해서 도1을 참조하여 설명하기로 한다. 이 안테나 장치(1)는 접지면(2), 제1 방사 소자(3) 및 제2 방사 소자(4)로 구성된다. 접지면(2)은 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)보다 훨씬 큰 평면 치수(planar dimension)를 갖는 금속판으로 구성된다.
제1 방사 소자(3)는, 2개의 측부(side portion)(3a, 3b)가 서로 거의 평행하게 배치되고, 제1 및 제2 단부(end portion)(3d, 3e)가 접지면(2)의 표면(2a)(도1의 상면)에 대해 거의 수직으로 배치되는 식으로 턴업부(turnup portion)(3c)가 형성된 전송 선로 안테나로 구성된다. 제1 단부(3d)는 급전점으로서 기능하고, 제2 단부(3e)는 접지면(2)에 대해 전기적으로 접속된다. 2개의 측부(3a, 3b)가 접지면(2)과 거의 평행하게 배치되는 식으로 2개의 절곡부(bending portion)(3f, 3g)가 형성된다. 여기서, 제1 및 제2 단부(3d, 3e)로부터 제1 및 제2 절곡부(3f, 3g)까지 각각 제1 및 제2 레그부(leg portion)(3h, 3i)가 정의된다. 또한, 제1 방사 소자(3)의 제1 및 제2 레그부(3h, 3i)는 동일한 길이를 갖는다.
제1 방사 소자(3)는 제1 단부(3d)로부터 제2 단부(3e)까지의 전체 길이를 가지며, 이 전체 길이는 "800 MHz" 주파수 대역의 파장의 1/2이다. 또한, 제1 방사 소자(3)는 절곡부(3f, 3g)를 구비하고 있어서, 낮은 높이의 구조가 실현된다.
제2 방사 소자(4)는, 2개의 측부(4a, 4b)가 서로 거의 평행하게 배치되고, 제1 및 제2 단부(4d, 4e)가 접지면(2)의 표면(2a)에 대해 거의 수직으로 배치되는 식으로 턴업부(4c)가 형성된 전송 선로 안테나로 구성된다. 제1 단부(4d)와 제2 단부(4e)는 접지면(2)에 대해 전기적으로 접속된다. 2개의 측부(4a, 4b)가 접지면(2)과 거의 평행하게 배치되는 식으로 2개의 절곡부(4f, 4g)가 형성된다. 여기서, 제1 및 제2 단부(4d, 4e)로부터 제1 및 제2 절곡부(4f, 4g)까지 각각 제1 및 제2 레그부(4h, 4i)가 정의된다. 또한, 제2 방사 소자(4)의 제1 및 제2 레그부(4h, 4i)는 동일한 길이를 갖는다.
제2 방사 소자(4)는 제1 단부(4d)로부터 제2 단부(4e)까지의 전체 길이를 가지며, 이 전체 길이는 "1.9 GHz" 주파수 대역의 파장의 1/2이다. 또한, 제2 방사 소자(4)는 절곡부(4f, 4g)를 구비하고 있어서, 제1 방사 소자(3)와 유사하게 낮은 높이의 구조가 실현된다.
제2 방사 소자(4)는 전체가 제1 방사 소자(3)의 내측에 배치된다. 다시 말하면, 전체 제2 방사 소자(4)는 접지면(2) 상에 제1 방사 소자(3)를 수직으로 투사(project)함으로써 접지면(2) 상에 형성되는 가상 평행육면체(virtual parallelepiped)의 내측에 배치되고, 제1 방사 소자(3) 자체는 이 가상 평행육면체의 외측 둘레의 일부로서 포함된다.
구체적으로, 제1 방사 소자(3)의 높이는 제2 방사 소자(4)의 높이와 거의 동일하다. 여기서, 제1 방사 소자(3)의 높이 즉, 전술한 가상 평행육면체의 높이는 제1 방사 소자(3)의 제1 또는 제2 레그부(3h, 3i)의 길이를 의미한다. 제2 방사 소자(4)의 제1 및 제2 단부(4d, 4e)는 제1 및 제2 단부(3d, 3e) 사이의 선로로부터 턴업부(3c)까지의 영역 즉, 접지면(2) 상에 측부(3a, 3b) 및 턴업부(3c)를 수직으로 투사함으로써 접지면(2) 상에 형성되는 직사각형 영역 내에 배치된다. 제2 방사 소자(4)의 절곡부(4f, 4g)로부터 턴업부(4c)로 향하는 측부(4a, 4b)의 방향은 제1 방사 소자(3)의 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 측부(3a, 3b)의 방향과 동일하다.
또한, 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(4)의 제1 레그부(4h)와 거의 평행하게 제1 간격으로 배치된다. 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)는 제2 방사 소자(4)의 제2 레그부(4i)와 거의 평행하게 제2 간격으로 배치된다. 여기서, 제1 간격과 제2 간격은 거의 동일한 치수를 갖는다.
제1 단부(3d)는 접지면(2)으로부터 작은 간격으로 분리된다. 동축 케이블(5)이 제1 방사 소자(3)로 전류를 공급한다. 동축 케이블(5)은, 그의 내부 도체(5a)가 제1 방사 소자(3)의 제1 단부(3d)와 전기적으로 접속된다. 동축 케이블(5)은, 그의 외부 도체(5b)가 접지면(2)과 전기적으로 접속된다. 동축 케이블(5)은, 케이블(5)이 제1 방사 소자(3)와 접지면(2) 사이에 형성된 공간 및 제2 방사 소자(4)와 접지면(2) 사이에 형성된 공간을 피할 수 있는 식으로 접지면(2)의 표면(2a) 상에 설치된다.
안테나 장치(1)가 케이블(5)을 통해 네비게이션 장치(6)와 접속되는 경우, 안테나 장치(1)는 네비게이션 장치(6)의 외부 안테나로서 기능할 수 있다. 안테나 장치(1)가 케이블(5)을 통해 휴대 전화기(7)와 접속되는 경우, 안테나 장치(1)는 휴대 전화기(7)의 외부 안테나로서 기능할 수 있다. 안테나 장치(1)가 케이블(5)을 통해 네비게이션 장치 또는 휴대 전화기에 내장된 RF 회로(8)와 접속되는 경우, 안테나 장치(1)는 네비게이션 장치 또는 휴대 전화기의 내부 안테나로서 기능할 수 있다.
다음으로, 전술한 구조의 작용에 대해서 하기에 설명하기로 한다. 전술된 바와 같이, 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(4)의 제1 레그부(4h)와 거의 평행하게 제1 간격으로 배치된다. 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)는 제2 방사 소자(4)의 제2 레그부(4i)와 거의 평행하게 제2 간격으로 배치된다. 여기서, 제1 간격과 제2 간격은 거의 동일하다. 따라서, 동축 케이블(5)을 통해 제1 방사 소자(3)에 전류가 공급될 때, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(4)의 제1 레그부(4h)와 전자기적으로 결합한다(도1의 P1 참조). 또한, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)는 제2 방사 소자(4)의 제2 레그부(4i)와 전자기적으로 결합한다(도1의 P2 참조). 이것에 의하여, 제2 방사 소자(4)는 제1 방사 소자(3)와 공진된다. 이것은 안테나 장치(1)가 제1 방사 소자(3)에 의해 "800 MHz" 주파수 대역의 전파를 방사 및 수신하고, 또한 제2 방사 소자(4)에 의해 "1.9 GHz" 주파수 대역의 전파를 방사 및 수신하도록 한다. 다시 말하면, 2-주파 공진이 적절하게 실현될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)의 높이는 거의 동일하므로, 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)에 의한 2-주파 공진의 효율은 최상으로 증가될 수 있다. 또한, 제1 간격과 제2 간격이 거의 동일하므로, 제1 레그부(3h)와 제1 레그부(4h) 사이에 발생되는 전자기 결합(electromagnetic coupling)이 제2 레그부(3i)와 제2 레그부(4i) 사이에 발생되는 전자기 결합과 대칭적일 수 있다. 이것에 의하여, 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)에 의한 2-주파 공진이 더 효율적으로 실현될 수 있다.
여기서, 제2 방사 소자(4)는 전체뿐만 아니라 부분적으로도 제1 방사 소자(3)의 내측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 방사 소자(4)가 제1 방사 소자(3)와 적절하게 공진하는 한, 제1 및 제2 단부(4d, 4e)는 제1 방사 소자(3)의 제1 및 제2 단부(3d, 3e) 사이의 선로로부터 외측으로 턴업부(3c)를 향하는 방향과 반대로 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제2 단부(4d, 4e)는 외측 둘레의 부분으로서 제1 방사 소자(3)를 포함하는 전술한 가상 평행육면체의 외측에 부분적으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 방사 소자(4)의 높이는 제1 방사 소자(3)의 높이보다 낮을 수 있다.
또한, 제1 레그부(3h)와 제1 레그부(4h) 사이의 제1 간격 및 제2 레그부(3i)와 제2 레그부(4i) 사이의 제2 간격은 서로 다를 수 있다. 여기서, 제1 간격 또는 제2 간격은 통신 주파수, 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)의 높이, 제1 및 제2 방사 소자(3, 4) 사이의 배치 관계를 고려하여 결정된다.
[제2 실시예]
이하, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 도2를 참조하여 설명하기로 한다. 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 제1 실시예에 있어서, 절곡부(4f, 4g)로부터 턴업부(4c)로 향하는 제2 방사 소자(4)의 측부(4a, 4b)의 방향은 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 측부(3a, 3b)의 방향과 동일하다. 대조적으로, 제2 실시예에 있어서, 측부(4a, 4b)의 방향은 측부(3a, 3b)의 방향과 반대이다.
다시 말하면, 도2에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(2)에 있어서, 제2 방사 소자(12)는 제1 실시예의 제2 방사 소자(4)와 유사한 형태로 구성되지만, 제2 방사 소자(12)는 제1 방사 소자(3)의 내측에 단지 부분적으로 포함된다. 구체적으로, 제2 방사 소자(12)에 있어서, 레그부(12h, 12i)의 높이는 제1 방사 소자(3)의 레그부(3h, 3i)의 높이와 거의 동일하다. 제1 단부(12d) 및 제2 단부(12e)는 제1 및 제2 단부(3d, 3e) 사이의 선로로부터 턴업부(3c)로 향하는 영역의 내측에 배치된다. 그러나, 제1 실시예와 달리, 절곡부(12f, 12g)로부터 턴업부(12c)로 향하는 방향이 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 방향과 반대이다. 전술된 바와 같이, 제2 실시예에 있어서, 안테나 장치(11)에서, 제2 방사 소자(12)는 제1 방사 소자(3)의 내측에 부분적으로 배치되어 있어, 전체 안테나 장치(11)의 크기가 커지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 방사 소자(12)의 제1 레그부(12h)는 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)와 거의 평행하게 제1 간격으로 배치되고, 제2 방사 소자(12)의 제2 레그부(12i)는 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)와 거의 평행하게 제2 간격으로 배치된다. 여기서, 제1 간격과 제2 간격은 거의 동일하다. 따라서, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(12)의 제1 레그부(12h)와 전자기적으로 결합한다(도2의 P3 참조). 또한, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)는 제2 방사 소자(12)의 제2 레그부(12i)와 전자기적으로 결합한다(도2의 P4 참조). 이것에 의하여, 제2 방사 소자(12)는 제1 방사 소자(3)와 공진된다. 즉, 제1 실시예와 마찬가지로, 2-주파 공진이 적절하게 실현될 수 있다.
또한, 절곡부(12f, 12g)로부터 턴업부(12c)로 향하는 방향이 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 방향과 반대이기 때문에, 제1 실시예와 달리, 다음의 효과가 실현될 수 있다. 다시 말하면. 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)로부터 발생된 전자기장이 제2 방사 소자(12)의 제1 레그부(12h)로부터 발생된 전자기장에 영향을 덜 미치고; 동시에, 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)로부터 발생된 전자기장이 제2 방사 소자(12)의 제2 레그부(12i)로부터 발생된 전자기장에 영향을 덜 미친다. 결과로서, 제2 방사 소자(12)로부터 발생된 전자기장은 제1 방사 소자(3)로부터 발생된 전자기장에 의해 영향을 받지 않게 할 수 있으므로, 제1 및 제2 방사 소자(3, 12) 사이의 2-주파 공진이 적절하게 실현될 수 있다.
[제3 실시예]
이하, 본 발명의 제3 실시예에 대해서 도3 내지 도5를 참조하여 설명하기로 한다. 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 제2 실시예에서는 제1 및 제2 방사 소자(3, 12)의 2개의 방사 소자가 배치되지만, 제3 실시예에서는 제1, 제2 및 제3 방사 소자(3, 12, 22)의 3개의 방사 소자가 접지면(2) 상에 배치된다.
다시 말하면, 도3에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(21)에 있어서, 제3 방사 소자(22)는, 2개의 측부(22a, 22b)가 서로 거의 평행하게 배치되고, 제1 및 제2 단부(22d, 22e)가 접지면(2)의 표면(2a)에 대해 거의 수직으로 배치되는 식으로 턴업부(22c)가 형성된 전송 선로 안테나로 구성된다. 제1 단부(22d)와 제2 단부(22e)는 접지면(2)에 대해 전기적으로 접속된다. 2개의 측부(22a, 22b)가 접지면(2)과 거의 평행하게 배치되는 식으로 2개의 절곡부(22f, 22g)가 형성된다. 제3 방사 소자(22)는 제1 단부(22d)로부터 제2 단부(22e)까지의 전체 길이를 가지며, 이 전체 길이는 "2.1 GHz" 주파수 대역의 파장의 1/2이다.
여기서, 제3 방사 소자(22)는 전체가 제1 방사 소자(3)의 내측에 배치된다. 구체적으로, 제3 방사 소자(22)의 높이는 제1 및 제2 방사 소자(3, 12)의 높이와 거의 동일하다. 제3 방사 소자(22)의 제1 및 제2 단부(22d, 22e)는 제2 방사 소자(12)의 제1 및 제2 단부(12d, 12e) 사이의 선로로부터 제1 방사 소자(3)의 턴업부(3c)로 향하는 영역의 내측에 배치된다. 또한, 절곡부(22f, 22g)로부터 턴업부(22c)로 향하는 제3 방사 소자(22)의 측부(22a, 22b)의 방향이 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 측부(3a, 3b)의 방향과 동일하지만, 절곡부(12f, 12g)로부터 턴업부(12c)로 향하는 제2 방사 소자(12)의 측부(12a, 12b)의 방향과 반대이다.
또한, 제3 방사 소자(22)의 제1 단부(22d)로부터 제3 방사 소자(22)의 제1 절곡부(22f)까지의 제1 레그부(22h)가 제2 방사 소자(12)의 제1 레그부(12h)와 거의 평행하게 제1 간격으로 배치된다. 제3 방사 소자(22)의 제2 단부(22e)로부터 제3 방사 소자(22)의 제2 절곡부(22g)까지의 제2 레그부(22i)가 제2 방사 소자(12)의 제2 레그부(12i)와 거의 평행하게 제2 간격으로 배치된다. 여기서, 제1 및 제2 간격은 거의 동일하다.
여기서, 동축 케이블(5)을 통해 제1 방사 소자(3)에 전류가 공급될 때, 제2 방사 소자(12)는 제1 방사 소자(3)와 공진된다. 동시에, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제2 방사 소자(12)의 제1 레그부(12h)는 제3 방사 소자(22)의 제1 레그부(22h)와 전자기적으로 결합한다(도3의 P5 참조). 또한, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제2 방사 소자(12)의 제2 레그부(12i)는 제3 방사 소자(22)의 제2 레그부(22i)와 전자기적으로 결합한다(도3의 P6 참조). 이것에 의하여, 제3 방사 소자(22)는 제2 방사 소자(12)와 공진된다. 이것은 안테나 장치(21)가 제1 방사 소자(3)에 의해 "800 MHz" 주파수 대역의 전파를 적절하게 방사 및 수신하고, 제2 방사 소자(12)에 의해 "1.9 GHz" 주파수 대역의 전파를 적절하게 방사 및 수신하고, 또한 제3 방사 소자(22)에 의해 "2.1 GHz" 주파수 대역의 전파를 적절하게 방사 및 수신하도록 한다. 다시 말하면, 제2 방사 소자(12)는 제1 방사 소자(3)와 공진하고, 제3 방사 소자(22)는 제2 방사 소자(12)와 공진한다. 이것에 의하여, 3-주파 공진이 적절하게 실현될 수 있다.
한편, 본 발명의 발명자들은 접지면(2) 상에 배치된 방사 소자(3, 12, 22)의 (절곡부로부터 턴업부로 향하는 측부의) 상호 방향의 조합에 의해 발생된 성능에 대한 영향을 측정하였다. 도4는 그 측정 결과를 표로서 도시하고, 도5는 도4에 도시된 표를 그래프로서 도시한다. 여기서, 제1 방사 소자(3)는 "800 MHz" 주파수 대역에 대응하고, 제2 방사 소자(12)는 "1.9 GHz" 주파수 대역에 대응하고, 제3 방사 소자(22)는 "2.1 GHz" 주파수 대역에 대응한다.
여기서, 이러한 영향들은 휴대 전화기용 안테나에 적용된 실제 환경에서 전자기장 성분이 강한 수직 편파 성분의 평균 이득에 근거하여 주로 연구되었다. 예를 들면, 도3(제3 실시예)에 도시된 배치 구조에서, 제1 및 제2 방사 소자(3, 12)는 반대 방향의 배치 방향(제1 방사 소자는 포지티브(positive) 방향, 제2 방사 소자는 네거티브(negative) 방향)을 가지며, 제1 및 제3 방사 소자(3, 22)는 동일 방향의 배치 방향을 갖는다. 이러한 배치 구조는, 제1 방사 소자(3)의 수직 편파 평균 이득으로서 "-2.3 dBi"가 획득되고, 제2 방사 소자(12)의 수직 편파 평균 이득으로서 "-3.1 dBi"가 획득되고, 제3 방사 소자(22)의 수직 편파 평균 이득으로서 "-4.1 dBi"가 획득되므로, 이것은 전체 방사 소자(3, 12, 22)에 있어서, 소정 레벨의 수직 편파 평균 이득이 획득될 수 있다는 것을 의미한다.
[제4 실시예]
이하, 본 발명의 제4 실시예에 대해서 도6을 참조하여 설명하기로 한다. 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명하기로 한다. 제1 실시예에 있어서, 제2 방사 소자(4)는 턴업부(4c)를 구비한 전송 선로 안테나로 구성된다. 이와 대조적으로, 제4 실시예에 있어서, 제2 방사 소자(32)는 역-L자형 안테나로 구성된다.
다시 말하면, 도6에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(31)에 있어서, 제2 방사 소자(32)의 역-L자형 안테나는 절곡부(32a), 접지면(2)에 전기적으로 접속된 제1 단부(32b) 및 제2 단부(32c)를 포함한다. 제1 단부(32b)와 절곡부(32a) 사이에 레그부(32h)가 정의된다. 제1 단부(32b)로부터 제2 단부(32c)까지의 제2 방사 소자(32)의 전체 길이는 예를 들면, "1.9 GHz" 주파수 대역의 파장의 1/4이다.
여기서, 제2 방사 소자(32)는 전체가 제1 방사 소자(3)의 내측에 배치된다. 구체적으로, 제2 방사 소자(32)의 높이(레그부(32h)의 길이)가 제1 방사 소자(3)의 높이와 거의 동일하다. 제1 단부(32b)는 제1 및 제2 단부(3d, 3e) 사이의 선로로부터 턴업부(3e)로 향하는 영역의 내측에 배치되고, 절곡부(32a)로부터 제2 단부(32c)로 향하는 방향은 제1 방사 소자(3)의 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 측부(3a, 3b)의 방향과 동일하다. 여기서, 제2 방사 소자(32)는 전체가 제1 방사 소자(3)의 내측에 배치된다. 이러한 구조는 안테나 장치(31)의 크기가 커지는 것을 방지한다.
또한, 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(32)의 레그부(32h)와 거의 평행하게 소정 간격으로 배치된다. 따라서, 접지면(2)에 수직이고 강자기장을 갖는 제1 방사 소자(3)의 제1 레그부(3h)는 제2 방사 소자(32)의 레그부(32h)와 전자기적으로 결합한다(도6의 P7 참조). 이것에 의하여, 제2 방사 소자(32)는 제1 방사 소자(3)와 공진된다. 이것은 안테나 장치(31)가 2-주파 공진을 적절하게 실현할 수 있도록 한다.
[다른 실시예]
본 발명은 전술한 실시예들로 한정됨이 없이 변형 또는 확장될 수 있다.
제1 실시예에 있어서, 역-L자형 안테나를 구비한 제3 방사 소자가 결합될 수 있다. 다시 말하면, 접지면 상에 3개의 방사 소자가 배치되는 경우, 제3 방사 소자의 절곡부로부터 제2 단부까지의 방향이 제1 및 제2 방사 소자(3, 4)의 절곡부(3f, 3g, 4f, 4g)로부터 턴업부로 향하는 방향과 동일할 수 있다.
도6에 도시된 제4 실시예에 있어서, 제2 방사 소자(32)의 레그부(32h)를 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)에 근접하게 배치함으로써 제1 방사 소자(3)의 제2 레그부(3i)와 제2 방사 소자(32)의 레그부(32h) 사이에 전자기 결합이 발생될 수 있어, 이것에 의하여 공진이 실현될 수 있다.
제1 방사 소자가 전송 선로 안테나로 구성되고 제2 방사 소자가 역-L자형 안테나로 구성된 구조에 있어서, 제2 실시예에서 설명된 기술이 적용될 수 있다. 다시 말하면, 도7에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(41)에 있어서, 절곡부(3f, 3g)로부터 턴업부(3c)로 향하는 제1 방사 소자(3)의 측부(3a, 3b)의 방향은 절곡부(42a)로부터 제2 단부(42c)로의 방향과 반대이다. 여기서, 제2 방사 소자(42)를 제1 레그부(3h)에 근접하게 배치함으로서, 제1 단부(42b)로부터 절곡부(42a)까지 제1 레그부(3h)와 레그부(42h) 사이에 전자기 결합이 발생된다(도7의 P8 참조). 이것에 의하여, 제2 방사 소자(42)는 제1 방사 소자(3)와 공진한다.
또한, 제1 방사 소자가 전송 선로 안테나로 구성되고 제2 및 제3 방사 소자가 역-L자형 안테나로 구성된 구조에 있어서, 제3 실시예에서 설명된 기술이 적용될 수 있다. 다시 말하면, 도8에 도시된 바와 같이, 안테나 장치(51)에 있어서, 제2 방사 소자(42)가 제1 방사 소자(3)와 공진한다. 제2 방사 소자(42)의 레그부(42h)가 제3 방사 소자(52)의 레그부(52h)와 거의 평행하게 소정 간격으로 배치되어 있어, 그 사이에 전자기 결합이 발생된다(도8의 P9 참조). 제3 방사 소자(52)는 제2 방사 소자(42)와 공진한다.
또한, 본 발명에 의해 다루어지는 주파수 대역은 "800 MHz", "1.9 GHz" 또는 "2.1 GHz" 대신에 "1.5 GHz"와 같은 다른 주파수 대역이 될 수도 있다.
또한, 2-주파 공진 또는 3-주파 공진 뿐만 아니라, 제2 방사 소자와 제3 방사 소자 사이의 관계를 반복적으로 구성함으로써 다-주파 공진(3개 이상의 주파수)이 실현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러나, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
본 발명에 따른 안테나 장치를 제공함으로써, 그 크기가 커짐이 없이 적절하게 다-주파 공진을 실현할 수가 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
도3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
도4는 각 방사 소자의 이득의 측정 결과를 도시한 표.
도5는 각 방사 소자의 이득의 측정 결과를 도시한 그래프.
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 개략도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 안테나 장치 2: 접지면
3: 제1 방사 소자 3a, 3b: 측부
3c: 턴업부 3d, 3e: 제1 및 제2 단부
3f, 3g: 절곡부 3h, 3i: 제1 및 제2 레그부
4: 제2 방사 소자 4a, 4b: 측부
4c: 턴업부 4d, 4e: 제1 및 제2 단부
4f, 4g: 절곡부 4h, 4i: 제1 및 제2 레그부
5: 동축 케이블 6: 네비게이션 장치
7: 휴대 전화기 8: RF 회로

Claims (15)

  1. 접지면;
    제1 방사 소자; 및
    제2 방사 소자
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제1 방사 소자는 전송 선로 안테나로 구성되고, 상기 전송 선로 안테나는
    상기 접지면에 거의 수직인 제1 단부 및 제2 단부 - 상기 제1 단부는 급전점(current feeding point)으로서 기능하고, 상기 제2 단부는 상기 접지면에 대해 전기적으로 접속됨 - ;
    제1 절곡부 및 제2 절곡부;
    상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부와 각각 연결된 제1 측부 및 제2 측부 - 상기 제1 측부와 상기 제2 측부는 접지면과 거의 평행이고, 서로 거의 평행임 - ; 및
    상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 형성된 턴업부(turnup portion)
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제2 방사 소자는 전송 선로 안테나로 구성되고, 상기 전송 선로 안테나는
    상기 접지면에 대해 전기적으로 접속되고 상기 접지면에 거의 수직인 제1 단부 및 제2 단부;
    제1 절곡부 및 제2 절곡부;
    상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부와 각각 연결된 제1 측부 및 제2 측부 - 상기 제1 측부와 상기 제2 측부는 접지면과 거의 평행이고, 서로 거의 평행임 - ; 및
    상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 형성된 턴업부
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제2 방사 소자의 적어도 일부는 상기 제1 방사 소자의 내측에 배치되고,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부까지의 제1 부분이 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 절곡부까지의 제1 부분과 거의 평행하게 제1 간격으로 배치되고,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 제2 절곡부까지의 제2 부분이 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 절곡부까지의 제2 부분과 거의 평행하게 제2 간격으로 배치되는
    안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향은 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향과 동일한
    안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향은 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향과 반대인
    안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 간격은 상기 제2 간격과 거의 동일한
    안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 부분, 상기 제1 방사 소자의 상기 제2 부분, 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 부분 및 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 부분은 거의 동일한 높이를 갖는
    안테나 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송 선로 안테나로 구성된 제3 방사 소자
    를 더 포함하고,
    상기 전송 선로 안테나는
    상기 접지면에 대해 전기적으로 접속되고 상기 접지면에 거의 수직인 제1 단부 및 제2 단부;
    제1 절곡부 및 제2 절곡부;
    상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부와 각각 연결된 제1 측부 및 제2 측부 - 상기 제1 측부와 상기 제2 측부는 접지면과 거의 평행이고, 서로 거의 평행임 - ; 및
    상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 형성된 턴업부
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제3 방사 소자의 적어도 일부는 상기 제1 방사 소자의 내측에 배치되고,
    상기 제3 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제3 방사 소자의 상기 제1 절곡부까지의 제1 부분이 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 절곡부까지의 상기 제1 부분과 거의 평행하게 소정 간격으로 배치되고,
    상기 제3 방사 소자의 상기 제2 단부로부터 상기 제3 방사 소자의 상기 제2 절곡부까지의 제2 부분이 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 절곡부까지의 상기 제2 부분과 거의 평행하게 소정 간격으로 배치되는
    안테나 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자로 전류를 공급하는 급전 케이블(current feeding cable)이 적어도 상기 제1 방사 소자와 상기 제2 방사 소자가 배치된 상기 접지면의 동일한 표면 상에 배치된
    안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 급전 케이블은 상기 제1 방사 소자와 상기 접지면에 의해 둘러싸인 공간을 피하고, 상기 제2 방사 소자와 상기 접지면에 의해 둘러싸인 공간을 피하도록 배치된
    안테나 장치.
  9. 접지면;
    제1 방사 소자; 및
    제2 방사 소자
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제1 방사 소자는 전송 선로 안테나로 구성되고, 상기 전송 선로 안테나는
    상기 접지면에 거의 수직인 제1 단부 및 제2 단부 - 상기 제1 단부는 급전점으로서 기능하고, 상기 제2 단부는 상기 접지면에 대해 전기적으로 접속됨 - ;
    제1 절곡부 및 제2 절곡부;
    상기 제1 절곡부 및 상기 제2 절곡부와 각각 연결된 제1 측부 및 제2 측부 - 상기 제1 측부와 상기 제2 측부는 접지면과 거의 평행이고, 서로 거의 평행임 - ; 및
    상기 제1 측부와 상기 제2 측부 사이에 형성된 턴업부
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제2 방사 소자는 역-L자형 안테나로 구성되고, 상기 역-L자형 안테나는
    상기 접지면에 대해 전기적으로 접속된 제1 단부;
    제2 단부; 및
    절곡부
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제2 방사 소자의 적어도 일부는 상기 제1 방사 소자의 내측에 배치되고,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부까지의 제1 부분과 상기 제1 방사 소자의 상기 제2 단부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 제2 절곡부까지의 제2 부분 중 적어도 하나는 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 절곡부까지의 소정 부분과 거의 평행하게 소정 간격으로 배치되는
    안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향은 상기 제2 방사 소자의 상기 절곡부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 단부로 향하는 방향과 동일한
    안테나 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 절곡부로부터 상기 제1 방사 소자의 상기 턴업부로 향하는 상기 제1 방사 소자의 상기 제1 측부의 방향은 상기 제2 방사 소자의 상기 절곡부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 제2 단부로 향하는 방향과 반대인
    안테나 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자의 상기 제1 부분, 상기 제1 방사 소자의 상기 제2 부분 및 상기 제2 방사 소자의 상기 부분은 거의 동일한 높이를 갖는
    안테나 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    역-L자형 안테나로 구성된 제3 방사 소자
    를 더 포함하고,
    상기 역-L자형 안테나는
    상기 접지면에 대해 전기적으로 접속된 제1 단부;
    제2 단부; 및
    절곡부
    를 포함하고,
    여기서, 상기 제2 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 방사 소자의 상기 절곡부까지의 상기 부분은 상기 제3 방사 소자의 상기 제1 단부로부터 상기 제3 방사 소자의 상기 절곡부까지의 소정 부분과 거의 평행하게 소정 간격으로 배치되는
    안테나 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방사 소자로 전류를 공급하는 급전 케이블이 적어도 상기 제1 방사 소자와 상기 제2 방사 소자가 배치된 상기 접지면의 동일한 표면 상에 배치된
    안테나 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 급전 케이블은 상기 제1 방사 소자와 상기 접지면에 의해 둘러싸인 공간을 피하고, 상기 제2 방사 소자와 상기 접지면에 의해 둘러싸인 공간을 피하도록 배치된
    안테나 장치.
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