KR20050086733A - 복수 대역용 안테나 - Google Patents

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KR20050086733A
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다다시 오시야마
히로토시 미즈노
유스케 스즈키
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가부시키가이샤 요코오
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Abstract

본 발명은 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하여 복수의 주파수대에서 사용할 수 있는 동시에 소형화에 적합한 복수 대역용 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다. 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)이 급전점(12)에 전기적 접속되고, 안테나 엘리먼트(10)의 중간의 점(B, C) 및 타단(D)을 각각 스위치(SWb, SWc, SWd)를 통하여 접지 도체(14)에 전기적 접속한다. 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)으로부터 중간의 점(B, C)이 스위치(SWb, SWc)를 통하여 접지 도체(14)에 접속될 때까지의 전기 길이 및 일단(A)으로부터 타단(D)이 스위치(SWd)를 통하여 접지 도체(14)에 접속될 때까지의 전기 길이를 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정한다. 스위치(SWb, SWc, SWd) 중 어느 하나를 폐쇄하여 소망 주파수대 중 어느 하나를 선택하여 공진시킬 수 있다. 이에 따라, 단일 안테나 엘리먼트(10)를 복수의 주파수대에서 안테나로서 작용시킬 수 있다.

Description

복수 대역용 안테나 {ANTENNA FOR PLURALITY OF BANDS}
본 발명은 단일 안테나 엘리먼트에 의해 복수의 주파수대에서 사용할 수 있도록 한 복수 대역용 안테나에 관한 것이다.
최근의 이동 통신은 급속히 발전하고, 그 중에서도 휴대전화는 눈부시게 보급되는 동시에 그 소형화 및 경량화가 현저히 도모되었다. 그리고, 일본에서는 PDC 800 MHz대와 PDC 1.5 GHz대, 유럽에서는 GSM 900 MHz대와 GSM 1.8 GHz대, 북미에서는 AMPS 800 MHz대와 PCS 1.9 GHz대와, 각각의 지역에서 2개의 주파수대가 이용되고 있다. 또한, 1.5 GHz의 GPS나 2.4 GHz대의 블루투스(Bluetooth)나 2 GHz대의 IMT2000 등의 통신 시스템이 이동 통신 및 데이터 전송용으로 실용화되고 있다. 그래서, 단일 안테나로 전술한 복수의 주파수대에서 사용가능하면, 안테나의 소형화 및 경량화에 적합해진다.
또한, 북미에서, 휴대전화 방식을 유럽의 GSM을 채택하여 북미와 유럽에서 동일한 휴대전화를 사용할 수 있도록 하는 계획이 진행되고 있다. 그러나, 유럽의 GSM은 880∼960 MHz대와 1710∼1880 MHz대를 사용하는 데 비하여, 북미의 GSM은 824∼894 MHz대와 1850∼1990 MHz를 사용할 계획이다. 그래서, 유럽과 북미의 양쪽 주파수대에서 함께 사용할 수 있는 안테나로서는, 824∼960 MHz대와 136 MHz의 넓은 주파수대와, 1710∼1990 MHz대와 280 MHz의 넓은 주파수대를 함께 구비하는 것이 요망된다.
그런데, 종래의 단일 안테나에 있어서, 전술한 바와 같은 복수의 주파수대에서 사용할 수 있는 것은 존재하지 않는다. 또한, 종래의 안테나에 있어서, 북미와 유럽의 양쪽 GSM의 주파수대에서 사용할 수 있는 넓은 주파수대를 구비한 것도 존재하지 않는다. 그런데, 휴대전화용 소형화 및 경량화된 안테나로서, 일본 특허 공개 제2001-284935호 공보나 일본 특허 공개 제2002-43826호 공보에 제안된 것이 있다. 이들 기술의 원리를 간단히 설명한다. 도 26은 종래의 안테나의 기본적 구성을 도시한 도면으로서, 안테나 엘리먼트(10)의 일단을 급전점(12)에 접속하고, 타단을 접지 도체(14)에 전기적으로 접속하며, 안테나 엘리먼트(10)를 급전점(12) 및 접지 도체(14)에 접속하기 위한 상승 및 하강 이외의 대부분을 접지 도체(14)에 거의 평행하게 설치하고, 또한 안테나 엘리먼트(10) 전체의 전기 길이를 안테나를 사용하는 주파수대의 1/2 파장(λ/2) 또는 1파장(λ)으로 설정하는 것이다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)를 코일형이나 미앤더(meander)형이나 적절히 절곡된 루프형으로서 소형화가 도모되고 있다. 이들 기술은 하나의 주파수대에서만 사용할 수 있는 것이다. 또, 도 26에 있어서, 점선은 전류 분포를 나타낸다.
또한, 도 27은 별도의 종래 기술로서, 도 26의 종래 기술에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 중앙에 콘덴서(16)를 직렬로 통하여 안테나 엘리먼트와 콘덴서(16)에 의한 전기 길이를, 안테나를 사용하는 주파수대의 1/2 파장으로 설정한 것이다. 도 27에 있어서, 점선으로 도시한 전류 분포는 안테나 엘리먼트(10)에 동상의 전류가 발생하고 있는 것을 나타내고, 특히 안테나의 지향 특성을 문제로 하는 경우에 유효하다.
또한, 도 28은 또 다른 종래 기술로서, 도 27의 종래 기술에 있어서, 콘덴서(16)를 안테나 엘리먼트(10)에 개재하는 위치를 중앙이 아니라 급전점(12)측으로 치우쳐 설치한 것이다. 또한, 도 29는 다른 종래 기술로서, 안테나 엘리먼트(10)의 중간에서 직류적으로 차단된 2개의 평행 도체(18)를 직렬로 개재한 것에 있다. 이 2개의 평행 도체(18)는 서로 유도 결합되어 전체적으로 단일 안테나 엘리먼트로서 작용한다.
그리고, 도 30은 또 다른 종래 기술로서, 안테나 엘리먼트(10)의 일단과 급전점(12) 사이에 정합 회로(20)를 개재하고, 안테나 엘리먼트(10)의 타단을 접지 도체(14)에 전기적으로 접속한다. 이 도 30에 도시된 종래 기술에서는, 안테나 엘리먼트(10)의 길이는 안테나로서 사용하는 주파수대의 1/2 파장이 아니어도 좋고, 안테나 엘리먼트(10)와 정합 회로(20)를 포함한 전기 길이가 1/2 파장이 되도록, 안테나 엘리먼트(10)와 정합 회로(20)를 적절히 설정하면 된다.
그런데, 전술한 종래 기술은 모두 단일 주파수대에서 사용하는 것으로, 복수의 주파수대에서 사용할 수 있는 것이 아니다. 그래서, 2개의 주파수대가 이용되는 휴대전화에 있어서는, 각 주파수대에 따른 2개의 안테나가 필요하게 된다. 또한, GPS를 포함하는 복수의 통신 시스템이 탑재되는 이동 통신기기에 있어서도, 복수의 안테나가 필요하다. 그래서, 전술한 바와 같은 종래의 안테나를 이용하였다면, 이동 통신기기를 소형화 및 경량화하는 것이 곤란하다.
그래서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 단일 안테나 엘리먼트(10)에 의해 복수의 주파수대에서 사용할 수 있고, 소형화 및 경량화에 적합한 복수 대역용 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 스위치를 이용한 제1 실시예의 원리적 구성도.
도 2는 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 직렬 공진 회로를 이용한 제2 실시예의 원리적 구성도.
도 3은 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 병렬 공진 회로를 이용한 제3 실시예의 원리적 구성도.
도 4는 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 필터를 이용한 제4 실시예의 원리적 구성도.
도 5는 도 1에 도시된 제1 실시예에서, 안테나 엘리먼트의 급전점측 중간에 콘덴서를 직렬로 개재한 도면.
도 6은 도 1에 도시된 제1 실시예에서, 안테나 엘리먼트의 급전점측 중간에 유전 결합하는 병행 도체를 직렬로 개재한 도면.
도 7은 도 1에 도시된 제1 실시예에서, 안테나 엘리먼트의 일단과 급전점 사이에 정합 회로를 개재한 도면.
도 8은 도 1에 도시된 제1 실시예에서, (a)는 개방된 스위치가 접속되는 점의 안테나 엘리먼트의 전기 길이로, 폐쇄된 스위치가 접속되는 점의 안테나 엘리먼트의 전기 길이의 공진 주파수대에 근접한 공진 주파수가 생기는 경우가 있는 것을 나타낸 도면이고, (b)는 근접한 2개의 공진 주파수에 의해 반공점이 생기는 것을 나타낸 도면.
도 9는 도 8에 도시된 문제점을 해결하기 위한 제5 실시예의 구성도.
도 10은 도 4에 도시된 제4 실시예를 이용한 본 발명의 복수 대역용 안테나의 구체적인 제6 실시예를 도시한 도면.
도 11은 도 4에 도시된 제4 실시예를 이용한 본 발명의 복수 대역용 안테나를 유전체에 설치하는 동시에 안테나 엘리먼트를 용량 결합한 구체적인 제7 실시예를 도시한 도면으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도.
도 12는 안테나 엘리먼트를 미앤더(meander)형이고 또한 측면에서 보아 L자형으로 한 도면.
도 13은 안테나 엘리먼트를 미앤더형이고 또한 측면에서 보아 コ자형으로 한 도면.
도 14는 안테나 엘리먼트를 미앤더형이고 또한 측면에서 보아도 미앤더형으로 한 도면.
도 15는 본 발명의 복수 대역용 안테나로, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 일례의 외관 사시도.
도 16은 도 15의 복수 대역용 안테나의 구성도.
도 17은 도 16의 복수 대역용 안테나에서, SW1을 개방하고 SW2를 폐쇄한 상태의 VSWR 특성도.
도 18은 도 16의 복수 대역용 안테나에서, SW1을 개방하고 SW2를 폐쇄한 상태의 스미스차트.
도 19는 도 16의 복수 대역용 안테나에서, SW1을 폐쇄하고 SW2를 개방한 상태의 VSWR 특성도.
도 20은 도 16의 복수 대역용 안테나에서, SW1을 폐쇄하여 SW2를 개방한 상태의 스미스차트.
도 21은 도 1의 제1 실시예에서, 안테나 엘리먼트의 타단을, 스위치(SWd)를 통하지 않고, 직접적으로 접지 도체에 전기적으로 접속한 도면.
도 22는 도 21에 도시한 안테나 엘리먼트의 타단이 직접적으로 접지 도체에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 일례의 외관 사시도.
도 23은 도 21에 도시된 안테나 엘리먼트의 타단이 직접적으로 접속 도체에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 다른 예의 외관 사시도.
도 24는 도 21에 도시된 안테나 엘리먼트의 타단이 직접적으로 접지 도체에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 다른 예의 외관 사시도.
도 25는 안테나 엘리먼트의 중간의 점 및 타단을, 스위치나 직렬 공진 회로나 필터의 복수 종류의 전기 회로 중 어느 하나를 통하여 접지 도체에 각각 전기적으로 접속한 도면.
도 26은 종래의 안테나의 기본적 구성을 도시한 도면.
도 27은 도 26의 종래의 안테나에서, 안테나 엘리먼트의 중앙에 콘덴서를 직렬로 개재한 도면.
도 28은 도 26의 종래의 안테나에서, 안테나 엘리먼트의 급전측 중간에 콘덴서를 직렬로 개재한 도면.
도 29는 도 26의 종래의 안테나에서, 안테나 엘리먼트의 급전점측 중간에 유전 결합하는 2개의 병행 도체를 직렬로 개재한 도면.
도 30은 도 26의 종래의 안테나에서, 안테나 엘리먼트의 일단과 급전점 사이에 정합 회로를 개재한 도면.
<부호의 설명>
1. 도 17에 있어서, 부호 1, 2, 3, 4는 이하의 주파수에 있어서의 VSWR을 나타낸다.
1 824 MHz
2 960 MHz
3 1710 MHz
4 1990 MHz
2. 도 18에 있어서, 부호 1, 2, 3, 4는 이하의 주파수를 나타낸다.
1 824 MHz
2 960 MHz
3 1710 MHz
4 1990 MHz
3. 도 19에 있어서, 부호 1, 2, 3, 4는 이하의 주파수에 있어서의 VSWR을 나타낸다.
1 824 MHz VSWR 15.65
2 960 MHz VSWR 7.43
3 1710 MHz VSWR 2.59
4 1990 MHz VSWR 1.43
4. 도 20에 있어서, 부호 1, 2, 3, 4는 이하의 주파수를 나타낸다.
1 824 MHz
2 960 MHz
3 1710 MHz
4 1990 MHz
본 발명의 복수 대역용 안테나는 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 스위치를 개재하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단이 상기 스위치를 개재하여 상기 접지 도체에 접속될 때까지의 전기 길이 및 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점이 상기 스위치를 개재하여 상기 접지 도체에 접속될 때까지의 전기 길이를 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정하여 구성되어 있다.
그래서, 단일 안테나 엘리먼트를 이용하여 그 중간의 점 및 타단과 접지 도체 사이에 개재한 스위치에 의해 소망 수의 주파수대를 설정할 수 있다. 따라서, 복수의 주파수대를 이용하는 이동 통신용 소형 안테나로서 적합하다.
그리고, 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 콘덴서와 코일의 직렬 공진 회로를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 타단에 접속된 직렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키며, 또한 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 중간의 점에 접속된 상기 직렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시켜, 상기 전기 길이에 의한 각각의 공진 주파수를 각각 다른 소망 주파수대로 설정하여 구성하여도 좋다.
또한, 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 필터를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수가 상기 타단에 접속된 상기 필터를 통과하도록 하며, 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수가 상기 중간의 점에 접속된 상기 필터를 통과하도록 하고, 또한 상기 필터는 접속 위치의 상기 전기 길이에 의한 공진 주파수 이외에는 통과를 저지하도록 하며, 상기 전기 길이에 의한 각각의 공진 주파수를 각각 다른 소망 주파수대로 설정하여 구성할 수도 있다.
또한, 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트의 중간의 1점 및 상기 타단을 각각 콘덴서와 코일의 병렬 공진 회로를 통하여 상기 접속 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 중간의 점에 접속된 상기 병렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키며, 또한 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 타단에 접속된 상기 병렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시켜, 상기 전기 길이에 의한 공진 주파수를 다른 주파수대로 설정하여 구성하는 것도 가능하다.
이들 구성의 복수 대역용 안테나에 있어서는, 단일 안테나 엘리먼트를 이용하여 동시에 복수의 주파수대의 안테나로서 작용할 수 있다. 그래서, GPS와 휴대전화 같이, 동시에 복수의 주파수대의 안테나를 이용해야 하는 이동 통신용 안테나로서 적합하다.
이하, 본 발명의 제1 실시예를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 스위치를 이용한 제1 실시예의 원리적 구성도이다. 도 1에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 일단은 급전점(12)에 접속되고, 타단은 스위치(SWd)가 개재되어 접지 도체(14)에 접속된다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10) 중간의 2개의 점에서 스위치(SWb, SWc)를 각각에 통하여 접지 도체(14)에 접속된다. 또, 안테나 엘리먼트(10)는 급전점(12) 및 스위치(SWb, SWc, SWd)에 접속하기 위한 상승 및 하강 이외의 대부분은 접지 도체(14)에 거의 평행해지도록 설치된다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)에 있어서, 급전점(12)에 접속되는 점{A; 안테나 엘리먼트(10)의 일단}으로부터 스위치(SWb)에 접속되는 점{B; 안테나 엘리먼트(10)의 한쪽 중간의 점}까지의 전기 길이가 제1 주파수대(f1)의 1/2 파장으로 설정되고, 점(A)에서 스위치(SWc)에 접속되는 점{C; 안테나 엘리먼트(10)의 다른 쪽 중간의 점}까지의 전기 길이가 제2 주파수대(f2)의 1/2 파장으로 설정되며, 점(A)에서 스위치(SWd)에 접속되는 점{D; 안테나 엘리먼트(10)의 타단}까지의 전기 길이가 제3 주파수대(f3)의 1/2 파장으로 설정된다. 또, 제1 내지 제3 주파수대(f1, f2, f3)의 주파수는 f3＜f2＜f1인 것은 당연하다. 그리고, 안테나로서 사용하는 복수의 주파수대에, 각각 제1 내지 제3 주파수(f1, f2, f3)를 설정하는 것은 물론이다.
이러한 구성의 제1 실시예에 있어서, 스위치(SWb, SWc)를 개방하고, 스위치(SWd)만을 폐쇄하면, 안테나 엘리먼트(10)에서 점(A)에서 점(D)까지의 전기 길이의 안테나가 형성되며, 도 26에 도시한 종래 기술과 마찬가지로, 제3 주파수대(f3)가 공진하는 안테나로서 작용한다. 마찬가지로, 스위치(SWb, SWd)를 개방하고, 스위치(SWc)만을 폐쇄하면, 안테나 엘리먼트(10)로 점(A)에서 점(C)까지의 전기 길이의 안테나가 형성되며, 제2 주파수대(f2)가 공진하는 안테나로서 작용한다. 또한, 스위치(SWc, SWd)를 개방하고, 스위치(SWb)만을 폐쇄하면, 제1 주파수대(f1)가 공진하는 안테나로서 작용한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 복수 대역용 안테나의 제1 실시예에서는, 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하고 있고, 소형화 및 경량화에 적합하다. 그리고, 안테나로서 필요한 주파수대의 수만큼, 스위치(SWb, SWc, SWd)를 설치하면 좋고, 2개의 주파수대로부터 다수의 멀티 밴드까지, 단일 안테나 엘리먼트(10)로 대응할 수 있다. 또, 제1 실시예에 있어서의 스위치(SWb, SWc, SWd)는 기계적인 것에 한정되지 않고, 핀 다이오드 등을 이용한 반도체 스위치라도 좋은 것은 물론이다.
또한, 본 발명의 제2 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 복수 대역용 안테나로 직렬 공진 회로를 이용한 제2 실시예의 원리적 구성도이다. 도 2에 있어서, 도 1과 다른 것은 스위치(SWb, SWc, SWd) 대신에 제1 내지 제3 직렬 공진 회로(22, 24, 26)가 설치된 것에 있다. 안테나 엘리먼트(10)의 한쪽 중간의 점(B)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 제1 직렬 공진 회로(22)의 공진 주파수는 급전점(A)에서 점(B)까지의 전기 길이로 공진되는 제1 주파수대(f1)로 설정된다. 마찬가지로, 안테나 엘리먼트(10)의 다른 쪽 중간의 점(C)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 제2 직렬 공진 회로(24)의 공진 주파수는 급전점(A)에서 점(C)까지의 전기 길이로 공진되는 제2 주파수대(f2)로 설정된다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 제3 직렬 공진 회로(26)의 공진 주파수는 급전점(A)에서 타단(D)까지의 전기 길이로 공진되는 제3 주파수대(f3)로 설정된다.
이러한 구성의 제2 실시예에서, 제1 주파수대(f1)에 대해서는 한쪽 중간의 점(C)이 제1 직렬 공진 회로(22)를 통하여 접지 도체(14)에 전기적으로 단락된 것과 마찬가지로 작용하고, 제1 주파수대(f1)가 공진하는 안테나로서 작용한다. 마찬가지로, 제2 주파수대(f2)에 대해서는 다른 쪽 중간점(D)이 제2 직렬 공진 회로(24)를 통하여 단락 접지하고, 제2 주파수대(f2)가 공진하는 안테나로서 작용한다. 또한, 제3 주파수대(f3)에 대해서도, 타단(D)이 제3 직렬 공진 회로(26)를 통하여 단락 접지되고, 제3 주파수대(f3)가 공진하는 안테나로서 작용한다. 그래서, 제2 실시예에서는, 제1 내지 제3 주파수대(f1, f2, f3)의 안테나로서 동시에 작용시킬 수 있으며, 급전점(12)측에서 적절히 주파수 분리를 위한 회로 등을 설치하면 좋다. 따라서, 이 제2 실시예의 복수 대역용 안테나에 있어서는, 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하여 GPS와 휴대전화와 같이, 동시에 복수의 주파수대의 안테나를 이용하는 것이 필요한 이동 통신용 안테나로서 적합하다. 또, 상기 설명에서는, 공진하여 전기적으로 단락되는 주파수대 이외에 대하여 직렬 공진 회로(22, 24, 26)가 전기적으로 차단하는 작용을 발휘하는 것으로 하고 있지만, 단락 접지되지 않는 다른 주파수대에 대한 직렬 공진 회로의 전기적 작용을 고려하여 급전점(A)에서 중간의 점(B, C) 또는 타단(D)까지의 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이를 적절히 설정하여도 좋은 것은 물론이다.
그리고, 본 발명의 제3 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 병렬 공진 회로를 이용한 제3 실시예의 원리적 구성도이다. 도 3에 있어서, 도 2와 다른 것은 안테나 엘리먼트(10)의 중간의 점은 1점(B)뿐이고, 이 중간의 점(B)과 접지 도체(14) 사이에 제1 병렬 공진 회로(28)가 개재되며, 타단(D)과 접지 도체(14) 사이에 제2 병렬 공진 회로(30)가 개재되는 것이다. 그리고, 제1 병렬 공진 회로(28)의 공진 주파수는 점(A)에서 타단(D)의 전기 길이에 의해 공진되는 제3 주파수대(f3)로 설정되고, 제1 병렬 공진 회로(28)는 제3 주파수대(f3)에 대하여 트랩 회로로서 작용한다. 그래서, 중간의 점(B)은 점(A)에서 점(B)까지의 전기 길이로 공진하는 제1 주파수대(f1)에 대하여 접지 도체(14)에 전기적으로 단락되고, 제3 주파수대(f3)에 대하여 접지 도체(14)로부터 전기적으로 차단되며, 제1 주파수대(f1)에 공진하는 안테나로서 작용한다. 또한, 마찬가지로, 타단(D)은 제1 주파수대(f1)에 대하여 접지 도체(14)로부터 전기적으로 차단되고, 제3 주파수대(f3)에 대하여 접지 도체(14)에 전기적으로 단락되며, 제3 주파수대(f3)에 공진하는 안테나로서 작용한다. 또, 상기 설명은 트랩하는 주파수대 이외에 대하여 병렬 공진 회로(28, 30)가 전혀 전기적 작용을 하지 않는 것으로 하고 있지만, 트랩되지 않는 주파수대에 대한 병렬 공진 회로(28, 30)의 전기적 작용을 고려하여 급전점(A)에서 중간의 점(B) 또는 타단(D)까지의 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이를 적절히 설정하여도 좋다. 그래서, 이 제3 실시예의 복수 대역용 안테나에서도, 제2 실시예와 마찬가지로, 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하여 동시에 복수의 주파수대의 안테나로서 작용할 수 있고, GPS와 휴대전화와 같이, 동시에 복수의 주파수대의 안테나를 이용해야 하는 이동 통신용 안테나로서 적합하다.
또, 제2 및 제3 실시예에 있어서, 직렬 및 병렬 공진 회로는 집중 정수 회로 또는 분포 정수 회로 중 어느 것으로 구성되어도 좋다.
또한, 본 발명의 제4 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 복수 대역용 안테나에서 필터를 이용한 제4 실시예의 원리적 구성도이다. 도 4에 서, 도 1과 다른 것은 스위치(SWb, SWc, SWd) 대신에 고역 필터(32), 대역 필터(34), 저역 필터(36)가 설치된 것에 있다. 안테나 엘리먼트(10)의 한쪽 중간의 점(B)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 고역 필터(32)는 급전점(A)에서 점(B)까지의 전기 길이로 공진되는 제1 주파수대(f1)를 통과시키고, 다른 제2 및 제3 주파수대(f2, f3)의 통과를 저지하도록 설정된다. 또한, 다른 쪽 중간의 점(C)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 대역 필터(34)는 급전점(A)에서 점(C)까지의 전기 길이로 공진되는 제2 주파수대(f2)를 통과시켜, 다른 제1 및 제3 주파수대(f1, f3)의 통과를 저지하도록 설정된다. 마찬가지로, 타단(D)과 접지 도체(14) 사이에 개재되는 저역 필터(36)는 급전점(A)에서 타단(D)까지의 전기. 길이로 공진되는 제3 주파수대(f3)를 통과시켜, 다른 제1 및 제2 주파수대(f1, f2)의 통과를 저지하도록 설정된다.
이러한 구성의 제4 실시예에서는, 필터(32, 34, 36)에 의해 중간의 점(B, C) 및 타단(D)은 급전점(A)에서 그 점까지의 전기 길이로 공진하는 주파수대에 대하여 접지되고, 다른 주파수대는 차단되도록 작용한다. 그래서, 제2 실시예와 마찬가지로 제1 내지 제3 주파수대(f1, f2, f3)의 안테나로서 동시에 작용시킬 수 있다. 그래서, 이 제4 실시예의 복수 대역용 안테나에 있어서도 제2 및 제3 실시예와 마찬가지로 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하여 GPS와 휴대전화와 같은 동시에 복수의 주파수대의 안테나를 이용해야하는 이동 통신용의 안테나로서 적합하다. 또, 고역 필터(32) 및 저역 필터(36)는 제1 주파수대(f1) 및 제3 주파수대(f3)를 각각 통과시키는 대역 필터여도 물론 좋다.
그리고 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 제1 실시예에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점(12)측 중간에 콘덴서(16)를 직렬로 개재하여도 좋다. 또, 이 콘덴서(16) 대신에 용량 결합시킨 구조라도 좋다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시된 제1 실시예에서, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점(12)측 중간에, 서로 유도 결합하는 2개의 병렬 도체(18)를 직렬로 개재하여도 좋다. 그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시된 제1 실시예에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)과 급전점(12)의 사이에 정합 회로(20)를 개재하여도 좋다. 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예에서, 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이는 개재되는 콘덴서(16), 평행 도체(18), 정합 회로(20)를 고려하여 그 전기 길이가 적절하게 설정되면 좋다. 또한, 제2 내지 제4 실시예에서, 제1 실시예에 있어서의 도 5 내지 도 7에 도시된 실시예와 같이 구성하는 것도 가능하다. 그렇게 하면, 복수의 주파수대의 안테나로서 작용시키는 단일 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이를, 콘덴서(C)나 정합 회로(20)를 설치함으로써, 적절히 설계할 수 있다.
그런데, 도 1에 도시된 제1 실시예에 있어서, 도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 스위치(SWb)가 폐쇄되어 스위치(SWc, SWd)가 개방된 상태에서, 급전점(A)에서 점(B)까지의 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이로 공진하는 제1 주파수대(f1)에 대하여, 급전점(A)에서 점(C) 또는/및 타단(D)까지의 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이가, 제1 주파수(f1)의 파장(λ)에 대하여, 점선으로 도시한 바와 같이, 예컨대 λ·5/4±Δ와 같이, λ·(1/4＋n·1/2)±Δ(단, n은 정수임)이라고 하면, 제1 주파수대(f1)에 근접한 f1±α의 주파수도 동시에 공진하게 된다. 그래서, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제1 주파수대(f1)와 이것에 근접한 주파수(f1±α)에 의해 반공점이 생길 가능성이 있다. 이 반공점에서는 VSWR 특성이 열화하고, 안테나 이득도 저하한다. 그 때문에, 반공점은 사용해야 할 주파수대의 대역 밖인 것이 바람직하다.
이러한 문제점을 해결하는 수단으로서, 도 9에 도시된 제5 실시예와 같이, 일례로서, 안테나 엘리먼트(10)의 다른 중간의 점(C)을 스위치(SWc)와 연장 코일(L)을 직렬로 통하여 접지 도체(14)에 접속시키고, 타단(D)을 스위치(SWd)와 단축 콘덴서(C)를 직렬로 통하여 접지 도체(14)에 접속시킨다. 이 연장 코일(L)과 단축 콘덴서(C)를 적절히 각각 개재시킴으로써, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점(A)에서 다른 중간의 점(C)까지의 전기 길이를 짧게 하고, 또한 급전점(A)에서 타단(D)까지의 전기 길이를 길게 하며, 이에 따라 제1 주파수대(f1)에 대하여, 급전점(A)에서 점(C, D)까지의 전기 길이에 의해, 근접한 주파수가 공진하지 않도록 하여, 사용하는 주파수대내에 반공점이 생기지 않도록 할 수 있다.
상기한 도 8에 있어서는, 한쪽 중간의 점(B)에 있어서의 제1 주파수대(f1)에 대하여 다른 쪽 중간의 점(C) 및 타단(D)에서 근접한 주파수가 공진할 가능성이 있는 것을 설명하였지만, 다른 쪽 중간의 점(C)에 있어서의 제2 주파수대(f2)에 대하여, 타단(D)에서 근접한 주파수가 공진할 가능성도 있다. 이러한 경우에는, 중간의 점(B, C) 및 타단(D)을 각각 스위치(SWb, SWc, SWd)와 적절한 연장 코일 또는 단축 코일을 직렬로 개재시키거나 또는 개재시키지 않고 접지 도체(14)에 적절히 접속시켜 반공점이 어느 쪽의 사용하는 주파수대 내에도 존재하지 않도록 하면 좋을지는 용이하게 이해될 것이다.
다음에, 본 발명의 복수 대역용 안테나의 구체적 구성예에 대해 설명한다. 도 10은 도 4에 도시된 제4 실시예를 이용한 본 발명의 복수 대역용 안테나의 구체적인 제6 실시예를 도시한 도면이다. 도 10에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)는 원주면형으로 설치되고, 원주면형의 중심축과 평행 방향으로 접혀진 미앤더(meander)형으로 형성되어 소형화가 도모되고 있다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)에는 적절한 절연 수지로 이루어진 커버(40)가 씌워진다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)과 중간의 점(C, D) 및 타단(D)이 적절히 인출되고, 도시하지 않은 접속 단자에 전기적으로 접속된다. 한편, 급전점(12)과 고역 필터(32), 대역 필터(34), 저역 필터(36)는 기판(42)에 설치되고, 적절히 접속 단자에 전기적으로 접속된다. 기판(42)에는 도시하지 않은 접지 도체가 설치되고, 필터(32, 34, 36)가 접지된다. 또한, 이들 기판(42)이, 도시하지 않은 케이스에 수용된다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)를 케이스에 외측으로 돌출하도록 설치하여, 자유자재로 착탈할 수 있도록 구성하고, 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)과 중간의 점(B, C) 및 타단(D)이 각각 급전점(12)과 각 필터(32, 34, 36)에 접속 분리 가능하게 구성된다. 또, 도 10에 도시된 안테나 엘리먼트(10)를 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 내지 제3 실시예에 적용하여도 좋은 것은 물론이다. 이 안테나 엘리먼트(10)를 미앤더형으로 형성함으로써, 안테나 엘리먼트(10) 전체의 외형 크기를 소형화할 수 있다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)를 미앤더형인 동시에 원주면형으로 하고, 또한 다른 구성 회로와 자유자재로 접속 분리할 수 있도록 하였기 때문에, 안테나 엘리먼트(10)만을 제조 공정에 의해 나중에 붙이는 것도 가능하다. 또한, 안테나가 파손된 경우에, 그 교환이 용이하다. 또한, 휴대전화의 케이스에 외측으로 돌출하여 설치되는 안테나로서 적합하다.
또한, 도 11은 도 4에 도시된 제4 실시예를 이용한 본 발명의 복수 대역용 안테나를 유전체에 설치하는 동시에 안테나 엘리먼트를 용량 결합으로 한 구체적인 제7 실시예를 나타낸 것으로서, (a)는 평면도이고, (b)는 정면도이다. 도 11에 있어서, 유전체(44)의 표면상에 안테나 엘리먼트(10)나 급전점(A) 및 각 필터(32, 34, 36)를 설치한 것이다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점(12)측의 중간이 도중에서 끊겨 그 단부가 서로 용량 결합(38)하도록 구성되어 있다. 유전체(44)의 표면상에 도금이나 증착 등에 의해 금속 박막으로 형성할 수 있고, 양산(量産)에 적합하다. 또한, 유전체(44)에 의한 파장 단축 효과에 의해 안테나 엘리먼트(10)의 물리적 길이를 짧게 할 수 있고, 그만큼 소형화에도 적합하다. 또, 안테나 엘리먼트(10)는 유전체(44)의 표면상에 설치되지만, 유전체(44)를 적층 구조로서 각 필터(32, 34, 36)를 층간에 설치함으로써 유전체(44)의 내부에 설치하도록 하여도 좋다. 각 필터(32, 34, 36)는 유전체(44)의 어느 쪽 부분에 설치되어도 좋다.
그리고, 안테나 엘리먼트(10)를 소형화하기 위해서, 본 발명에 있어서는, 일례로서, 도 12에 도시하는 바와 같이, 일 평면에서 미앤더형인 것을 더 측면으로부터 보아 L자형으로 하여도 좋다. 또한, 다른 예로서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 미앤더형인 것을 더 측면에서 보아 コ자형으로 하여도 좋다. 또한, 다른 예로서, 도 14에 도시한 바와 같이, 미앤더형인 것을 더 측면에서 보아도 미앤더형으로 하여도 좋다.
또한, 본 발명의 제8 실시예를, 도 15 내지 도 20을 참조하여 설명한다. 도 15는 본 발명의 복수 대역용 안테나로, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 일례의 외관 사시도이다. 도 16은 도 15의 복수대역용 안테나의 구성도이다. 도 17은 도 16의 복수 대역용 안테나에 있어서, SW1을 개방하고 SW2를 폐쇄한 상태의 VSWR 특성도이다. 도 18은 도 16의 복수 대역용 안테나에 있어서, SW1을 개방하고 SW2를 폐쇄한 상태의 스미스차트이다. 도 19는 도 16의 복수 대역용 안테나에 있어서, SW1을 폐쇄하고 SW2를 개방한 상태의 VSWR 특성도이다. 도 20은 도 16의 복수 대역용 안테나에 있어서, SW1을 폐쇄하여 SW2를 개방한 상태의 스미스차트이다.
도 15에 있어서, 접지 도체(14)는 짧은 변이 40 ㎜이고 긴 변이 100 ㎜인 직사각형으로서, 그 한쪽 짧은 변측에 접지 도체(14)로부터 떨어져서 안테나 엘리먼트(10)가 설치된다. 이 안테나 엘리먼트(10)는 접지 도체(14)의 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형인 동시에 측면에서 보아 L자형으로 형성된다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A) 및 중간의 점(B) 및 타단(D)이 접지 도체(14)가 설치되는 기판(46)에 탑재되는 회로에, 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되지 않고 적절히 접속된다. 그리고, 도 16과 마찬가지로, 일단(A)은 정합 회로(20)를 통하여 급전점(12)에 접속되고, 중간의 점(B)은 제1 스위치(SW1)를 통하여 접지 도체(14)에 접속되며, 타단(D)은 제2 스위치(SW2)를 통하여 접지된다. 또, 도 15 및 도 16에 도시된 실시예는 휴대전화의 800 MHz대와 1800 MHz대의 2개의 주파수대로 사용할 수 있도록 구성한 것이다.
우선, 제1 스위치(SW1)를 개방하고 제2 스위치(SW2)를 폐쇄한 상태에서는, 낮은 주파수대가 공진하고, 도 17에 있어서는, 824∼960 MHz에서 VSWR이 2 이하의 우수한 특성이 측정되었다. 그리고, 도 18에 도시한 바와 같이, 824∼960 MHz로 거의 50 Ω에 가까운 임피던스를 얻을 수 있다. 이에 따라, 북미의 824∼894 MHz대의 GSM과 유럽의 880 MHz∼960 MHz대의 GSM의 양쪽의 넓은 주파수대에서 안테나로서 사용할 수 있다. 또한, 제1 스위치(SW1)를 폐쇄하고 제2 스위치(SW2)를 개방한 상태에서는, 높은 주파수대가 공진하고, 도 19에 있어서는, 1710∼1990 MHz에서 VSWR이 2.6 이하의 우수한 특성이 측정되었다. 그리고, 도 2b에 도시한 바와 같이, 1710∼1990 MHz에서 50 Ω에 가까운 임피던스를 얻을 수 있다. 이에 따라, 북미의 1850∼1990 MHz대의 GSM과 유럽의 1710∼1880 MHz대의 GSM의 양쪽의 넓은 주파수대에서 안테나로서 사용할 수 있다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)를 직사각형의 접지 도체(14)의 짧은 변측에 설치하기 때문에, 중앙에서 접는 휴대전화기(셸형)의 조작 버튼이 설치된 조작측 셸에 접지 도체(14)를 설치하는 동시에, 안테나 엘리먼트(10)를 접는 용도의 힌지 근처에 설치하는 데 적합하다. 그리고 또, 조작측 셸 및 표시 화면이 설치된 표시측 셸의 어느 한쪽 단부측(힌지와 반대측의 자유단측)에 안테나 엘리먼트(10)를 설치하는 경우에도 적합하다.
또, 상기 실시예에서, 도 1과 도 2 및 도 4 내지 도 11에 도시한 것은 3개의 주파수대에서 사용할 수 있도록 한 것으로서, 도 3과 도 15 및 도 16에 도시한 것은 2개의 주파수대에서 사용할 수 있도록 한 것이지만, 안테나로서 필요로 하는 주파수대를 커버할 수 있도록 적절히 주파수대의 수를 설정하면 좋다. 그리고, 본 발명의 복수 대역용 안테나는 안테나 엘리먼트(10)가 미앤더형으로 되는 등에 의해 소형화됨으로써, 접지 도체(14)의 크기 및 형상에 의해 그 안테나 특성도 영향을 받는다. 예컨대, 도 15에 있어서, 접지 도체(14)를 짧은 변이 40 ㎜이고 긴 변이 80 ㎜인 직사각형으로 변경하면, 이득 및 지향성 등에서 변화는 있지만, 충분히 실용화할 수 있는 것이다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)를 소형화하는 데 실시예와 같이 미앤더형으로 한정하지 않고, 톱니파형이나 파형이나 나선형 등으로 형성하여도 좋다. 또한, 스위치(SWb, SWc, SWd) 및 스위치(SW1, SW2)는 공통 접점이 접지 도체(14)에 전기적으로 접속된 전환 스위치가 이용되어도 좋다.
또한, 도 21에 도시한 바와 같이, 도 1의 제1 실시예에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 스위치(SWd)를 통하지 않고 직접적으로 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되어도 좋다. 마찬가지로, 도 2의 제2 실시예 또는 도 4의 제4 실시예에 있어서, 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 제3 직렬 공진 회로(26) 또는 저역 필터(36)를 통하지 않고 직접적으로 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되어도 좋다. 이러한 구조에 있어서는, 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 접지 도체(14)에 직접적으로 전기적으로 접속되기 때문에, 그만큼 구조가 간단해진다.
도 22는 도 21에 도시한 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 직접적으로 접지 도체(14)에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 일례의 외관 사시도이다. 도 22에 도시된 일례에 있어서는, 기판(48)은 2층으로 적층된 평면형의 회로 기판으로 이루어지고 아래층에는 직사각형의 접지 도체(14)가 설치되며 위층에는 회로 등이 적절히 설치된다. 그리고, 기판(48)의 위층으로서, 접지 도체(14)의 한쪽 짧은 변측에 접지 도체(14)의 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형의 안테나 엘리먼트(10)가 설치된다. 여기서, 안테나 엘리먼트(10)로 향하는 아래층에는 접지 도체(14)는 설치되어 있지 않고 안테나 엘리먼트(10)는 접지 도체(14)로부터 떨어져서 설치된다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점측의 일단(A) 및 중간의 점(B, C)은 위층에 설치된 회로 등에 적절히 전기적으로 접속되고 타단(D)은 아래층의 접지 도체(14)에 전기적으로 접속된다. 이 타단(D)과 접지 도체(14)의 전기적인 접속은 도 22에 도시한 바와 같이, 기판(48)의 위층의 일부를 절결하여도 좋고, 또한 위층을 관통하는 관통 구멍을 마련하여도 좋다. 안테나 엘리먼트(10)가, 평면형의 기판(48)에 설치됨으로써, 안테나 엘리먼트(10)의 설치가 용이하다. 또한, 접지 도체(14)의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형의 안테나 엘리먼트(10)에 의해 소형화할 수 있다. 또, 기판(48)은 2층으로 적층된 회로 기판에 한정되지 않고, 3층 이상으로 적층된 것이어도 좋고, 또한 표면에 회로 등이 설치되고, 이면에 접지 도체(14)가 설치되는 것이어도 좋다. 도 22에 도시된 접지 도체(14)의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형의 안테나 엘리먼트(10)는 실험에 따르면, 1800 MHz대의 비교적 높은 주파수대에서 높은 이득을 얻을 수 있었다.
도 23은 도 21에 도시된 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 직접적으로 접지 도체(14)에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 다른 예의 외관 사시도이다. 도 23에 도시된 다른 예에 있어서, 도 22에 도시된 일례와 다른 것은 기판(48)의 위층으로서, 접지 도체(14)의 한쪽 짧은 변측에 접지 도체(14)의 직사각형의 짧은 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형의 안테나 엘리먼트(10)가 설치되는 것에 있다. 이 도 23에 도시된 다른 예에서는, 안테나 엘리먼트의 거의 중앙 부분(P)이 접지 도체(14)로부터 가장 떨어져 설치된다. 그래서, 안테나 엘리먼트(10)의 전 길이에서 비교적 낮은 800 MHz대를 공진시켜 안테나로서 작용시켰을 때에, 안테나 엘리먼트(10)의 거의 중앙 부분(P)이 가장 높은 전압이 되지만, 가장 접지 도체(14)로부터 떨어져 있어 결합이 적다. 그 때문에, 안테나 임피던스를 높게 잡을 수 있다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)의 전 길이를 이용하지 않고 급전점측의 일부분을 이용하여 비교적 높은 주파수대를 공진시켜 사용시킬 때에도, 도 22에 도시하는 일례보다도, 높은 전압이 발생하는 부분이 접지 도체(14)로부터 떨어지는 개연성이 높고, 역시 안테나 임피던스를 높게 잡을 수 있다. 또, 발명자 등의 실험에 따르면, 1800 MHz대의 높은 주파수대에서는, 도 22에 도시된 일례가, 도 23에 도시된 다른 예보다도 높은 이득을 얻을 수 있고, 800 MHz대의 낮은 주파수대에서는, 도 23에 도시된 다른 예가 도 22에 도시된 일례보다도 높은 이득을 얻을 수 있는 경향이 있었다.
그래서, 상기 실험에 의해 얻어진 경향을 응용한 별도의 예를 도 24에 도시한다. 도 24는 도 21에 도시된 안테나 엘리먼트(10)의 타단(D)이 직접적으로 접지 도체(14)에 전기적으로 접속된 본 발명의 복수 대역용 안테나를, 휴대전화에 이용하는 것을 상정한 구체적인 다른 예의 외관 사시도이다. 도 24에 도시된 다른 예에 있어서, 도 22 및 도 23에 도시된 예와 다른 것은 안테나 엘리먼트(10)가 급전점에 전기적으로 접속되는 일단(A)측 부분이 접지 도체(14)의 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형으로 형성되고, 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되는 일단(D)측 부분이 접지 도체(14)의 직사각형의 짧은 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형으로 형성된 것에 있다. 1800 MHz대의 높은 주파수대에 대하여 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)측 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형 부분이 안테나로서 작용하여 높은 이득을 얻을 수 있다. 그리고, 800 MHz대의 낮은 주파수대에 대하여 안테나 엘리먼트(10)의 전 길이가 안테나로서 작용하지만 도 22와 도 23에 각각 도시하는 미앤더형의 안테나 엘리먼트(10)의 중간 이득을 얻을 수 있다. 또한, 안테나 엘리먼트(10)의 각 주파수대에서 안테나로서 작용시키는 부분을 적절한 미앤더형으로 함으로써 안테나 임피던스 및 이득의 조정도 가능하다.
여기서, 도 24에 도시된 안테나 엘리먼트(10)는 접지 도체(14)의 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형의 부분과, 짧은 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형 부분으로 형성되어 있지만, 이들 2개의 부분 사이에 긴 변 및 짧은 변 모두 평행이 아닌 방향으로 접혀지거나 또는 지그재그로 접혀진 미앤더형 부분, 나아가서는 미앤더형이 아닌 부분이 개재되어 있어도 좋다. 그리고, 안테나 엘리먼트(10)의 급전점에 전기적으로 접속되는 일단(A)측에 긴 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형 부분이 설치되고, 일단(D)측에 짧은 변과 평행 방향으로 접혀진 미앤더형 부분이 설치된 것에 한정되지 않고, 긴 변과 평행 방향의 미앤더형 부분과 짧은 변과 평행 방향의 미앤더형 부분 및 미앤더형이 아닌 부분이 적절히 혼재되어도 좋은 것은 물론이다.
또, 도 25에 도시한 바와 같이, 안테나 엘리먼트(10)의 중간의 점(B, C) 및 타단(D)은 도 1이나 도 2나 도 4에 도시되는 바와 같이 스위치나 직렬 공진 회로나 필터 중 어느 한 종류의 전기 회로를 통하여 접지 도체(14)에 전기적으로 접속될 필요는 없고, 스위치나 직렬 공진 회로나 필터의 복수 종류의 전기 회로 중 어느 하나를 통하여 접지 도체(14)에 각각 전기적으로 접속되어도 좋다. 콘덴서와 코일의 직렬 공진 회로의 공진 주파수 및 필터의 통과 주파수는 접속되는 점에서의 안테나 엘리먼트(10)의 전기 길이의 공진 주파수에 일치시키는 것은 물론이다. 그래서, 안테나 엘리먼트(14)의 중간의 점(B, C) 및 타단(D)이 스위치(SWb, SWc, SWd) 또는 직렬 공진 회로(22, 24, 26) 또는 필터(32, 34, 36) 중 어느 하나를 통하여 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되면 좋고 회로 설계의 자유도가 크다.
또, 도 15에 도시된 제8 실시예나 도 22, 도 23, 도 24에 도시된 실시예에서는 모두 기판 상에 안테나 엘리먼트를 설치하고 있지만 회로 등이 탑재되는 기판과는 별도의 유전체로 이루어진 캐리어 상에 안테나 엘리먼트가 설치되어도 좋다. 유전체로서, 예컨대 고유전률 재료인 세라믹 등을 캐리어로서 이용하면 안테나 엘리먼트의 크기를 소형화할 수 있다. 또한, 안테나 엘리먼트의 미앤더형은 상기 실시예와 같이 접힘이 コ자형인 것에 한정되지 않고 접힘이 V자형이나 U자형이어도 좋고 접지 도체(14)의 긴 변 및 짧은 변 중 어느 것과도 평행이 아닌 지그재그형이어도 좋다. 또한, 미앤더형의 접힘 피치는 반드시 일정하지 않아도 좋고 조밀하게 하여도 좋다. 그리고 또, 접힘과 다음 접힘까지의 치수도 일정하지 않아도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 복수 대역용 안테나는 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)을 급전점(12)에 전기적으로 접속하고, 안테나 엘리먼트(10)의 중간의 점(B, C) 및 타단(D)을 각각 스위치(SWb, SWc, SWd)를 통하여 접지 도체(14)에 전기적 접속한다. 안테나 엘리먼트(10)의 일단(A)에서 중간의 점(B, C)이 스위치(SWb, SWc)를 통하여 접지 도체(14)에 접속될 때까지의 전기 길이 및 일단(A)에서 타단(D)이 스위치(SWd)를 통하여 접지 도체(14)에 접속될 때까지의 전기 길이를 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정한다. 그리고, 스위치(SWb, SWc, SWd) 중 어느 하나를 폐쇄함으로써 소망 주파수대 중 어느 하나를 선택하여 공진시킬 수 있다. 이에 따라, 단일 안테나 엘리먼트(10)를 이용하여 복수의 주파수대에서 사용할 수 있고, 또한 소형화하기 쉽다. 그래서, 휴대전화의 복수의 주파수대에서 사용하기 위한 복수 대역용 안테나로서 적합하다.

Claims (21)

  1. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 스위치를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단이 상기 스위치를 통하여 상기 접지 도체에 접속될 때까지의 전기 길이 및 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점이 상기 스위치를 통하여 상기 접지 도체에 접속될 때까지의 전기 길이를 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  2. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 콘덴서와 코일의 직렬 공진 회로를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 타단에 접속된 직렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키며, 또한 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 중간의 점에 접속된 상기 직렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시켜, 상기 전기 길이에 의한 각각의 공진 주파수를 각각 다른 소망 주파수대로 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  3. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 필터를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수가 상기 타단에 접속된 상기 필터를 통과하도록 하며, 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수가 상기 중간의 점에 접속된 상기 필터를 통과하도록 하고, 또한 상기 필터는 접속 위치의 상기 전기 길이에 의한 공진 주파수 이외에는 통과를 저지하도록 하며, 상기 전기 길이에 의한 각각의 공진 주파수를 각각 다른 소망 주파수대로 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  4. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트의 중간의 1점 및 상기 타단을 각각 콘덴서와 코일의 병렬 공진 회로를 통하여 상기 접속 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 중간의 점에 접속된 상기 병렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시키며, 또한 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 상기 타단에 접속된 상기 병렬 공진 회로의 공진 주파수를 일치시켜, 상기 전기 길이에 의한 공진 주파수를 다른 주파수대로 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전점과 상기 안테나 엘리먼트의 일단 사이에 정합 회로를 개재하고, 상기 정합 회로를 포함하여 상기 전기 길이를 설정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트의 타단 또는/및 중간의 점과 상기 접지 도체 사이에 단축 콘덴서 또는 연장 코일을 개재하고, 상기 단축 콘덴서 또는 연장 코일을 포함한 전기 길이에 의한 상기 공진 주파수를 상기 소망 주파수대로 설정하는 동시에, 상기 단축 콘덴서 또는 연장 코일을 포함하지 않는 전기 길이에 의한 공진 주파수가 다른 상기 주파수대에 근접하지 않도록 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전점과 상기 급전점으로부터 가장 짧은 전기 길이가 되는 중간의 점 사이를, 콘덴서를 직렬로 개재하여 또는 용량 결합하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복수 대역용 안테나에 있어서, 상기 급전점과 상기 급전점으로부터 가장 짧은 전기 길이가 되는 중간의 점 사이에, 직류적으로 차단된 2개의 평행 도체를 유도 결합하도록 직렬로 개재하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트를 미앤더(meander)형으로 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트를 유전체의 표면에 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  11. 제3항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트 및 상기 필터를 유전체에 각각 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체를 거의 직사각형으로 형성하고, 상기 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 평면형의 기판에 상기 접지 도체를 거의 직사각형으로 형성하고, 상기 접지 도체의 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 기판에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체를 직사각형으로 하고, 그 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하며, 상기 안테나 엘리먼트를 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체를 직사각형으로 하고, 그 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하며, 상기 안테나 엘리먼트를 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 짧은 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체를 직사각형으로 하고, 그 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하며, 상기 안테나 엘리먼트의 일부분을 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 하고, 다른 일부분을 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 짧은 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접지 도체를 직사각형으로 하고, 그 직사각형의 한쪽 짧은 변측에 상기 접지 도체로부터 떨어져서 상기 안테나 엘리먼트를 설치하며, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점에 전기적으로 접속하는 일단측 부분을 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 긴 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 하고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 접지 도체에 전기적으로 접속되는 타단측 부분을 상기 접지 도체의 상기 직사각형의 짧은 변과 평행 방향으로 접는 미앤더형으로 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트를 미앤더형이며 또한 원주면형으로 구성하고, 상기 안테나 엘리먼트의 일단과 타단 및 중간의 점을 상기 급전점 및 스위치 또는 직렬 공진 회로 또는 병렬 공진 회로 또는 필터와 자유자재로 접속 분리할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  19. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 엘리먼트를 미앤더형이며 또한 원주면형으로 구성하고, 상기 안테나 엘리먼트의 일단과 타단 및 중간의 점을 상기 급전점 및 스위치 또는 직렬 공진 회로 또는 병렬 공진 회로 또는 필터와 자유자재로 접속 분리할 수 있도록 구성하며, 상기 접지 도체나 급전점 및 스위치 또는 직렬 공진 회로 또는 병렬 공진 회로 또는 필터가 수용되는 케이스에 상기 안테나 엘리먼트를 외측으로 돌출하도록 설치하는 동시에 자유자재로 착탈할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  20. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점 및 상기 타단을 각각 스위치 또는 콘덴서와 코일의 직렬 공진 회로 또는 필터 중 어느 하나를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 또한 상기 직렬 공진 회로의 공진 주파수 또는 상기 필터의 통과 주파수를 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 직렬 공진 회로 또는 상기 필터가 접속된 상기 중간의 점 또는 상기 타단까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 일치시키며, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점 또는 상기 타단에서 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
  21. 안테나 엘리먼트의 일단이 급전점에 전기적으로 접속되는 동시에 타단이 접지 도체에 전기적으로 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 안테나 엘리먼트의 상기 타단을 직접적으로 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하고, 상기 안테나 엘리먼트 중간의 적어도 1점을 스위치 또는 콘덴서와 코일의 직렬 공진 회로 또는 필터 중 어느 하나를 통하여 상기 접지 도체에 전기적으로 접속하며, 또한 상기 직렬 공진 회로의 공진 주파수 또는 상기 필터의 통과 주파수를 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 직렬 공진 회로 또는 상기 필터가 접속된 상기 중간의 점까지의 전기 길이에 의한 공진 주파수와 일치시키고, 상기 안테나 엘리먼트의 상기 급전점으로부터 상기 중간의 점 또는 상기 타단에서 각각 다른 소망 주파수대가 공진할 수 있도록 설정하여 구성한 것을 특징으로 하는 복수 대역용 안테나.
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