KR20050057877A - 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나 - Google Patents

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KR20050057877A
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Abstract

본 발명은 패치 엘리먼트를 최소화시키면서, GSM, 셀룰러 주파수 영역에서 동작하는 측면 패치와 PCS, DCS 주파수 영역에서 동작하는 측면 패치를 바(Bar) 형태로 구성하여 단말기 측면에 내장시킬 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나에 관한 것으로, 임피던스 매칭을 위한 최소한의 사이즈로 구성되는 패치 엘리먼트와; 일정한 저항값을 가지는 RF 입력단에 연결되어 상기 패치 엘리먼트로 전류를 급전하되, 상기 패치 엘리먼트에서 적정한 임피던스 매칭점을 찾아 급전 연결하는 급전점과; 상기 패치 엘리먼트와 접지면을 연결시키는 단락핀/단락판과; 바(Bar) 형태로 디자인되어 상기 패치 엘리먼트에 결합되며, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 두 개로 구분된 측면 패치로 이루어져, 이중 공진 현상을 나타내는 측면 패치를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나{DUAL RESONANCE INTERNAL ANTENNA OF MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}
본 발명은 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나에 관한 것으로서, 특히 단말기 측면에 내장시킬 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나에 관한 것이다.
이동 통신 단말기 개발에 있어 구조적 안정성과 소형화의 영향으로 내장형 안테나에 대한 관심이 증가하고 있는 추세인 현재, 내장형 안테나로 평면 역 F 안테나(Planar Lnverted F Antenna) 형태가 연구되고 있다.
평면 역 F 안테나는 도 1에 도시하는 바와 같이, 유한 접지면 위에 사각 패치가 놓인 상태에서 전류 급전을 통하여 패치를 여기시켜 접지면과 함께 복사 소자로써 역할을 하게 되는 데, 수학식 1 내지 수학식 5를 이용하여 대략적인 안테나의 파라미터를 설정한 후 패치의 크기와 단락핀 또는 단락핀의 위치를 조절하여 동작 주파수에서 공진이 일어나도록 설계한다.
수학식 1 내지 수학식 5에서 fr은 안테나의 공진 주파수를 나타내며, w는 단락핀의 지름 또는 단락판의 폭이고, Wp는 패치의 폭, Lp는 패치의 길이, h는 높이이다.
전술한 바와 같은, 평면 역 F 안테나는 이동 통신 단말기 뒷면이나 윗면에 장착해야 하기 때문에 폴더형 단말기에는 적용하기 어렵고, 적용을 하더라도 약간은 기존의 안테나처럼 돌출되어 나오게 설계해야 한는 문제점이 있다.
한편, 이중 공진 평면 역 F 안테나의 설계 사례를 살펴보면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기본적인 평면 역 F 안테나의 구조에서 메인 슬릿(Main slit)과 보조 슬릿(Branch slit) 1, 2를 이용하여 이중 공진 형태를 나타낸다.
그러나, 종래 이중 공진 평면 역 F 안테나는 패치 면적이 비교적 크기 때문에 이동 통신 단말기에 내장했을 때, 단말기 크기에 영향을 미칠 수 있게 되며, 다양한 디자인의 단말기 모델에 일괄적으로 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 패치 엘리먼트를 최소화시키면서, GSM, 셀룰러 주파수 영역에서 동작하는 측면 패치와 PCS, DCS 주파수 영역에서 동작하는 측면 패치를 바(Bar) 형태로 구성하여 단말기 측면에 내장시킬 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나는, 임피던스 매칭을 위한 최소한의 사이즈로 구성되는 패치 엘리먼트와; 일정한 저항값을 가지는 RF 입력단에 연결되어 상기 패치 엘리먼트로 전류를 급전하되, 상기 패치 엘리먼트에서 적정한 임피던스 매칭점을 찾아 급전 연결하는 급전점과; 상기 패치 엘리먼트와 접지면을 연결시키는 단락핀/단락판과; 바(Bar) 형태로 디자인되어 상기 패치 엘리먼트에 결합되며, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 두 개로 구분된 측면 패치로 이루어져, 이중 공진 현상을 나타내는 측면 패치를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 측면 패치는, GSM, 셀룰러 주파수 대역에서 동작하는 제 1 측면 패치와; DCS, PCS 주파수 대역에서 동작하는 제 2 측면 패치를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 측면 패치는, GSM, 셀룰러 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 가로 측면에 배치되고, 상기 제 2 측면 패치는, DCS, PCS 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 세로 측면에 배치되되, 상기 제 1 측면 패치의 양단부에서 이동 통신 단말기의 세로 측면으로 연장 배치되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나의 구성을 보인 사시도로, 패치 엘리먼트(20), 급전점(40), 단락핀/단락판(30), 측면 패치(50)를 구비하여 이루어진다.
이와 같은 구성에 있어서, 패치 엘리먼트(20)는 임피던스 매칭을 위한 최소한의 패치 사이즈로 구성되어, 급전점(40)을 통해 공급되는 전류를 유기하고, 단락핀/단락판(30)에 의해 접지면과 연결되어 임피던스 정합을 이루게 된다.
급전점(40)은 도체 스트립을 이용한 전류 급전 구조로 일정한 저항값을 가지는 RF 입력단에 연결되어 패치 엘리먼트(20)로 전류를 급전하되, 패치 엘리먼트(20)에서 적정한 임피던스 매칭점을 찾아 급전 연결을 한다.
단락핀/단락판(30)은 접지면(10)과 패치 엘리먼트(20) 사이를 접지시킨다.
측면 패치(50)는 바(Bar) 형상으로 디자인되어 패치 엘리먼트(20)와 결합되어 있으며, GSM(Global System for Mobile communications), 셀룰러(Cellular) 주파수 대역에서 동작하는 제 1 측면 패치(53)와 DCS(Digital Cellular System), PCS(Personal Communications Services) 주파수 대역에서 동작하는 제 2 측면 패치(55)와 같이 두 개로 구분된 측면 패치로 이루어져, 이중 공진 현상을 나타낸다.
전술한, 제 1 측면 패치(53)는 GSM, 셀룰러 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 가로 측면에 배치된다.
전술한, 제 1 측면 패치(53)의 길이를 가변시킴으로써, GSM, 셀룰러 영역에서 공진점을 변화시킬 수 있게 된다.
한편, 제 2 측면 패치(55)는 DCS, PCS 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 세로 측면에 배치되는 데, 제 2 측면 패치(55)는 제 1 측면 패치(53)의 양단부에서 이동 통신 단말기의 세로 측면으로 연장 배치된다.
전술한, 제 2 측면 패치(55)의 길이를 가변시킴으로써, PCS, DCS 영역에서 공진점을 변화시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 측면 패치(50)의 제 1 측면 패치(53)와 제 2 측면 패치(55)는 실장시 편의를 위해 접지면(10)의 외주면의 형상에 맞게 굴곡될 수 있다. 이에 따라, 측면 패치(50)를 이동 통신 단말기의 측면에 안테나를 내장시킬 수 있게 된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 공진 내장형 안테나가 이동 통신 단말기에 설치되는 것을 예시적으로 보인 도로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 공진 내장형 안테나가 이동 통신 단말기의 후면 상단과 측면에 내장되었을 때의 형태를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 공진 내장형 안테나가 이동 통신 단말기의 후면 하단과 측면에 내장되었을 때의 형태를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 공진 내장형 안테나가 이동 통신 단말기의 폴더 윗면과 측면에 내장되었을 때의 형태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나의 주파수 특성을 계산한 결과 그래프로, 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나는 밴드폭이 약 70㎒ 정도로 상용화된 GSM, 셀룰러의 주파수 대역폭(824㎒~894㎒)과, 밴드폭이 약 120㎒ 정도로 상용화된 PCS, DCS의 주파수 대역 대역폭(1750㎒~1870㎒)을 만족할 수 있게 된다.
본 발명의 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나에 따르면, 패치 엘리먼트의 크기를 최소화시키고, 패치 엘리먼트에 결합하여 이중 공진 현상을 나타내는 바(Bar) 형태의 측면 패치를 두 개로 구분하여 단말기 측면에 내장함으로서, 내장형 안테나의 크기를 최소화시키면서, 단말기 측면에 안테나를 내장시킬 수 있게 된다. 또한, 기존의 헤리컬 외장형 안테나보다 SAR(Specific Absorption Rate)을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 평면 역 F 안테나의 구성을 보인 사시도.
도 2는 이중 공진 평면 역 F 안테나의 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나의 구성을 보인 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 공진 내장형 안테나가 이동 통신 단말기에 설치되는 것을 예시적으로 보인 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나의 주파수 특성을 계산한 결과 그래프.

Claims (7)

  1. 임피던스 매칭을 위한 최소한의 사이즈로 구성되는 패치 엘리먼트와;
    일정한 저항값을 가지는 RF 입력단에 연결되어 상기 패치 엘리먼트로 전류를 급전하되, 상기 패치 엘리먼트에서 적정한 임피던스 매칭점을 찾아 급전 연결하는 급전점과;
    상기 패치 엘리먼트와 접지면을 연결시키는 단락핀/단락판과;
    바(Bar) 형태로 디자인되어 상기 패치 엘리먼트에 결합되며, 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 두 개로 구분된 측면 패치로 이루어져, 이중 공진 현상을 나타내는 측면 패치를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 측면 패치는,
    GSM, 셀룰러 주파수 대역에서 동작하는 제 1 측면 패치와;
    DCS, PCS 주파수 대역에서 동작하는 제 2 측면 패치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 측면 패치는,
    GSM, 셀룰러 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 가로 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 1 측면 패치의 길이를 가변시킴으로써, GSM, 셀룰러 영역에서의 공진점을 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 측면 패치는,
    DCS, PCS 주파수 대역에서 공진 형상을 나타내도록 설계되어, 이동 통신 단말기의 세로 측면에 배치되되, 상기 제 1 측면 패치의 양단부에서 이동 통신 단말기의 세로 측면으로 연장 배치되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  6. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 제 2 측면 패치의 길이를 가변시킴으로써, PCS, DCS 영역에서의 공진점을 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 측면 패치는,
    실장시 편의를 위해 상기 접지면의 외주면의 형상에 맞게 굴곡되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나.
KR1020030090088A 2003-12-11 2003-12-11 이동 통신 단말기의 이중 공진 내장형 안테나 KR20050057877A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773143B1 (ko) * 2006-04-25 2007-11-02 (주)파트론 커플패치를 이용한 광대역 안테나 및 그 광대역 특성 구현방법

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