KR20060053400A

KR20060053400A - 이동 단말기의 안테나

Info

Publication number: KR20060053400A
Application number: KR1020040093084A
Authority: KR
Inventors: 고윤경; 김재형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2006-05-22

Abstract

본 발명은 이동 단말기의 안테나에 있어서, 다수의 미앤더 패턴층을 연결한 다층 미앤더 스트립과, 상기 각 미앤더 패턴층 사이에 일정 간격으로 삽입되는 복수개의 사각 패턴들을 포함한다. 이러한 본 발명은 이동 단말기의 다층 미앤더 스트립 안테나의 각 미앤더 패턴층 사이에 사각 패턴을 일정 간격으로 삽입하여 편파 특성을 개선시키고, 이동 단말기의 수신감도를 높이는 효과가 있다.

이동 단말기, 다층 미앤더 스트립 안테나, 사각 패턴

Description

이동 단말기의 안테나{ANTENNA OF MOBILE TERMINAL}

도 1은 종래 기술에 따른 이동 단말기의 안테나 구조를 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 이동 단말기의 안테나의 적층상태를 도시한 사시도

도 3은 종래 기술에 따른 이동 단말기의 안테나의 편파 특성 측정 결과를 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나 구조를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나의 적층 상태를 도시한 사시도

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나의 편파 특성 측정 결과를 나타낸 도면

본 발명은 이동 단말기의 안테나에 관한 것으로, 다층 미앤더 스트립 구조의 안테나에 관한 것이다.

현재의 무선 통신 시스템은 이동통신단말기(Cellular Phone), 개인휴대통신(PCS), 아이엠티-2000(IMT-2000), 개인휴대정보단말기(PDA)등 다양하게 빠른 속도로 발전하고 있으며, 시장규모 또한 급속도로 성장하고 있다. 최근에 활발히 연구, 개발되고 있는 3세대 이동통신 시스템에서는 기존 2세대, 2.5세인 Cellular, PCS에서 제공되는 음성과 저속데이터는 물론 고속데이터와 멀티미디어 서비스를 제공한다. 이와 같은 다양한 이동통신 시스템의 성장과 더불어 고성능의 소형 개인 휴대용 단말기가 연구되고 있으며, 단말기의 소형화를 위해서는 내장형 소형 안테나의 장착이 필수적이라고 할 수 있다.

기존의 대부분의 단말기에는 헬리컬 안테나와 모노폴 안테나와 같은 외장형 retractable 안테나가 사용되고 있으나, 외장형 인입/인출(retractable) 안테나는 단말기의 소형화에 문제점으로 지적되고 있다. 최근 외장형 안테나의 문제점을 해결하기 위해 연구되고 있는 안테나 소형화 방법으로는 안테나에 사용되는 기판의 유전율을 높이거나, 단락핀을 사용하거나, 미앤더 라인(meander lind)을 사용하거나 다층(multilayer)을 이용하는 여러 가지 방법이 있다. 이러한 여러 가지 방법에 의해 최근 연구된 소형 안테나들 중 특히 다층 미앤더 스트립 안테나는 크기가 매우 소형이고, 광대역 특성을 가지기 때문에 이동 단말기에 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동 단말기의 안테나 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에서는 다층 미앤더 스트립 안테나 구조를 도시하고 있으며, 도 1의 (a)는 다층 미앤더 스트립 안테나 구조를 위에서 바라본 도면이고, 도 1의 (b)는 다층 미앤더 스트립 안테나 구조를 옆에서 바라본 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따 른 다층 미앤더 스트립 안테나는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 미앤더 스트립 구조를 가지며, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 미앤더 스트립을 3층으로 적층된 다층 미앤더 스트립 구조를 가진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나의 적층상태를 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나는 다층으로 적층함으로써 칩면적을 최소화하면서 전류의 경로는 길게 할 수 있으므로 소형화가 용이하여 많이 이용된다.

일반적으로 상기한 바와 같은 안테나는 고유의 편파 형태를 가지는데 편파란 전자기파의 진행방향에 대한 전계(E_field)의 극성 방향 즉, 전파가 나아갈 때의 방향을 말하는 것으로 직선 편파와 원형 편파가 있다. 직선 편파는 편파면이 정해진 편파를 말하는 것으로 수직편파와 수평편파가 있으며, 이동 단말기는 수직편파로 송신하므로, 이동 단말기의 안테나는 수직편파 특성이 좋아야한다.

일반적인 이동 단말기에 이용되는 사각형 마이크로스트립 패치 안테나는 패치의 방사하는 부분이 패치의 양 끝단이기 때문에 편파 특성이 좋다. 그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나는 안테나의 구조상 패치의 여러 곳에서 방사하는 특성을 가지게 되므로 안테나의 편파 특성이 나쁘다.

도 3은 종래 기술에 따른 안테나 즉, 다층 미앤더 스트립 안테나의 편파 특성 측정 결과를 나타낸 도면이다. 도 3에서는 편파 패턴(polarization-pattern)법을 사용한 편파 특성 측정 결과를 도시하고 있다. Polarization-pattern법은 안테나를 입사파의 진행방향과 수직인 면에서 회전시키면서 수신안테나 출력의 크기를 상대적으로 측정한 것으로, 장축과 단축의 지점에서 편파타원과 접선을 이루며 이로부터 입사파의 축비와 경사도를 구할 수 있다. 도 3을 참조하면, 다층 미앤더 스트립 안테나의 빔 패턴 측정 결과를 3차원으로 표현하고 있다. 도 3의 빔 패턴은 다층 미앤더 스트립 안테나에서 360°전방향으로 복사(radiation)되는 전자기파의 전계강도(electric field strength)를 나타내는 것으로서, 가장 높은 전계강도가 -9dB이고, 가장 낮은 전계강도가 -49dB로 측정된다. 이러한 전계 강도는 편파 특성에 의해 좌우 되는 것으로 만약 다층 미앤더 스트립 안테나의 편파 특성이 좋아진다면 수신 전계강도는 상기한 바와 같은 결과보다 높아지고, 이에 따라 이동단말기의 수신감도가 좋아질 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 편파 특성을 개선시켜 수신감도를 높이는 이동통신 단말기의 칩 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다층 미앤더 스트립 안테나의 각 미앤더 패턴층 사이에 주기적인 사각패턴을 삽입하여 편파 특성을 개선시키는 이동 단말기의 칩 안테나를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동 단말기의 안테나에 있어서, 다수의 미앤더 패턴층을 연결한 다층 미앤더 스트립과, 상기 각 미앤더 패턴층 사이 에 일정 간격으로 삽입되는 복수의 사각 패턴을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나를 나타낸 도면이다. 도 4에서는 본 발명의 실시 예에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나를 도시하고 있으며, 도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나를 위에서 바라본 도면이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나를 옆에서 바라본 도면이다.

먼저 도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나(10)는 복수개의 미앤더 패턴층과 각 미앤더 패턴층들 사이에 일정 간격으로 삽입되는 사각 패턴들(20, 30)을 포함한다.

도 4의 (b)를 참조하면, 제1 미앤더 패턴층(12)과 제2 미앤더 패턴층(14) 사이에는 45°기울기의 사각 패턴들(20)이 일정 간격으로 삽입되고, 제2 미앤더 패턴층(14)과 제3 미앤더 패턴층(16) 사이에는 -45°기울기의 사각 패턴들(30)이 일정 간격으로 삽입된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나의 적층 상태를 도시한 사시도이다. 즉, 도 5는 상기한 본 발명의 실시 예에 따른 사각 패턴들이 삽입 된 다층 미앤더 스트립 안테나(10)를 입체적으로 나타내고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 다층 미앤더 스트립 안테나는 일정 간격으로 삽입된 소정 각도 기울어진 사각 패턴들(20, 30)에 의해 안테나에서 방사하는 다양한 종류의 편파 중에서 원하지 않는 편파들을 방사되지 않도록 한다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 다른 다층 미앤더 스트립 안테나는 방사 시 편파 특성이 좋아지게 된다. 이러한 편파 특성의 개선을 증명하기 위한 도면이 도 6에 도시되어 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기의 안테나의 편파 특성 측정 결과를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 사각 패턴이 삽입된 다층 미앤더 스트립 안테나의 빔 패턴 측정 결과를 3차원으로 표현하고 있다. 도 6의 빔 패턴 측정 결과, 가장 높은 전계강도가 -5dB이고, 가장 낮은 전계강도가 -45dB 정도로 측정된다. 이러한 전계 강도는 사각 패턴이 삽입되지 않았을 경우보다 훨씬 높은 전계강도로서 이동단말기의 수신감도가 좋아진 것을 보여준다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동 단말기의 다층 미앤더 스트립 안테나의 각 미앤더 패턴층 사이에 사각 패턴을 일정 간격으로 삽입하여 편파 특성을 개선시키고, 이동 단말기의 수신감도를 높이는 효과가 있다.

Claims

이동 단말기의 안테나에 있어서,

다수의 미앤더 패턴층을 연결한 다층 미앤더 스트립과,

상기 각 미앤더 패턴층 사이에 일정 간격으로 삽입되는 복수개의 사각 패턴들을 포함하는 안테나.
제1항에 있어서,

상기 사각 패턴은 소정 각도 기울어진 형태임을 특징으로 하는 안테나.
제2항에 있어서,

상기 사각 패턴은 삽입되는 위치에 따라 기울어진 각도가 다름을 특징으로 하는 안테나.
이동 단말기의 안테나에 있어서,

제1 내지 제3 미앤더 패턴층을 연결한 다층 미앤더 스트립과,

상기 3개의 미앤더 패턴 층에서 상기 제1 미앤더 패턴층과 상기 제2 미앤더 패턴층 사이에 일정간격으로 삽입된 제1 사각패턴들과,

상기 제2 미앤더 패턴층과 상기 제3 미앤더 패턴층 사이에 일정간격으로 삽입된 제2 사각패턴들을 포함하는 안테나.
제4항에 있어서,

상기 제1 및 제2 사각 패턴들은 소정 각도 기울어진 형태이고, 각각 서로 반대의 각도로 기울어짐을 특징으로 하는 안테나.
제4항에 있어서,

상기 제1 사각패턴들은 45°기울어진 형태이고, 상기 제2 사각패턴들은 -45°기울어진 형태임을 특징으로 하는 안테나.