KR20060068741A - Structure for planar inverted f antenna - Google Patents

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KR20060068741A
KR20060068741A KR1020040107590A KR20040107590A KR20060068741A KR 20060068741 A KR20060068741 A KR 20060068741A KR 1020040107590 A KR1020040107590 A KR 1020040107590A KR 20040107590 A KR20040107590 A KR 20040107590A KR 20060068741 A KR20060068741 A KR 20060068741A
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김병국
고황곤
백석현
채지훈
김봉규
박완철
서정훈
정대현
조윤훈
임용성
김남훈
김영준
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코마테크 주식회사
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Abstract

본 발명에서, 임피던스의 변환이 용이한 평면 역 에프 안테나(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 개시한다.In the present invention, a Planar Inverted-F Antenna structure is disclosed that facilitates the conversion of impedance.

본 발명은, 인쇄회로 기판(PCB)의 소정 위치로 설치되는 방사소자 지지 유전체; 상기 방사소자 지지 유전체의 상측면으로 고정되어 급전 전류를 유기하기 위한 방사소자; 상기 방사소자 내로 형성되어 상기 급전 전류를 유기 시키기 위해 전송선로의 길이를 설정하는 슬롯; 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 신호라인을 접속하여 전류를 급전시키기 위한 급전부; 및 상기 급전부와 이격 설치되며 안테나의 특성 임피던스를 변화시키기 위해 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 접지면을 접속시키기 위한 그라운드부로 이루어진다.The present invention provides a radiation element support dielectric disposed at a predetermined position of a printed circuit board (PCB); A radiating element fixed to an upper surface of the radiating element supporting dielectric to induce a feeding current; A slot formed in the radiating element to set a length of a transmission line to induce the feeding current; A feeding unit for feeding current by connecting the radiating element and the signal line of the printed circuit board (PCB); And a ground part spaced apart from the power supply part and connected to a ground plane of the radiating element and the printed circuit board (PCB) to change a characteristic impedance of the antenna.

본 발명에 따르면, 슬롯에 의한 전송선로의 길이를 가변시켜 차동 모드 임피던스의 가변을 유도하고, 이에 대응하는 유도성분을 감소시킬 수 있어, 슬롯의 설계에 의한 임피던스의 변환이 용이하고, 안테나의 소형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by varying the length of the transmission line by the slot to induce the variation of the differential mode impedance, and to reduce the corresponding induction component, it is easy to convert the impedance by the slot design, the size of the antenna There is an effect that can be achieved.

안테나, 평면, 역 에프, Planar, Inverted F, 슬롯, 유전체Antenna, Plane, Reverse F, Planar, Inverted F, Slot

Description

평면 역 에프 안테나 구조{STRUCTURE FOR PLANAR INVERTED F ANTENNA}Planar Inverse F Antenna Structure {STRUCTURE FOR PLANAR INVERTED F ANTENNA}

도 1은 종래 역 에프 안테나 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional inverted F antenna structure.

도 2는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view of a planar inverted F antenna according to the present invention.

도 3은 도 2의 방사소자를 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view illustrating the radiating element of FIG. 2.

도 4는 도 3의 방사소자를 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view illustrating the radiating element of FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나에 대한 주파수 대 dB에서 측정된 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the standing wave ratio (VSWR) measured in dB versus frequency for a planar inverse F antenna according to the present invention.

도 6은 700MHz ~ 1GHz 의 주파수 범위 내에서 측정된 스미스챠트이다.6 is a Smith chart measured in the frequency range of 700 MHz to 1 GHz.

도 7은 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나에 대한 주파수 대 dB에서 측정된 반사손실(Return Loss) S11의 그래프이다.7 is a graph of Return Loss S11 measured in dB versus frequency for a Planar Inverse F Antenna in accordance with the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나에 대한 수평방사 패턴이다.8 is a horizontal radiation pattern for a planar inverse F antenna according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나에 대한 수직방사 패턴이다.9 is a vertical radiation pattern for a planar inverse F antenna according to the present invention.

<주요 도면에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main drawings>

201 : 방사소자 지지 유전체 203 : 슬롯201: radiating element support dielectric 203: slot

213 : 급전부 215 : 그라운드부213: feeding part 215: ground part

230 : 방사소자 301 : 제 1 방사소자230: radiating element 301: first radiating element

303 : 제 2 방사소자 305 : 체결홈303: second radiation element 305: fastening groove

401 : 제 1 벤딩부 403 : 제 2 벤딩부401: first bending part 403: second bending part

본 발명은 평면 역 에프 안테나(PIFA : Planar Inverted F Antenna)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소정치의 유전율을 갖는 안테나 지지체의 상측면으로 소정 폭의 슬롯을 포함하고 일측면이 벤딩된 방사소자를 형성하여, 안테나의 소형화를 달성하며, 급전구조의 선택적 변형에 의한 공진 주파수의 설계가 용이한 평면 역 에프 안테나 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a planar inverted F antenna (PIFA), and more particularly, to a radiating element having a slot having a predetermined width and having one side bent to an upper surface of an antenna support having a predetermined dielectric constant. The present invention relates to a planar inverse F antenna structure that achieves miniaturization of an antenna and facilitates the design of a resonant frequency by selective modification of a power supply structure.

일반적으로, 휴대 전화기 등에 사용되는 안테나는 직선 형태의 금속 선재에 의한 휩(whip) 안테나 또는 금속 선재를 나선형으로 감은 헬리컬 안테나, 그리고 신축 가능형 안테나 등이 사용되었으나, 휴대에 불편하고 작은 부피의 단말기를 갖고자 하는 소비자의 욕구를 만족시키기 위한 단말기의 소형화 추세에 따라 단말기 내부에 내장되는 내장형 안테나로 전환되고 있다.In general, an antenna used in a mobile phone or the like is a whip antenna made of a straight metal wire or a helical antenna spirally wound around a metal wire, and a telescopic antenna. In accordance with the trend of miniaturization of the terminal to satisfy the consumer desire to have a has been switched to the internal antenna embedded in the terminal.

상기 내장형 안테나로서는 대략 'ㄱ'자 형태의 금속 소자의 소정 위치에 급전선로가 형성된 역 에프(F)형 안테나(IFA; Inverted F antenna)가 사용되고 있으 나, 이 역 에프형 안테나는 단일 주파수 대역에서만 동작하는 협대역일 뿐만 아니라 안테나 자체의 크기도 크고, 안테나 제조시에 안테나의 고유특성을 유지하기 위한 공정과 시험절차가 있다는 단점이 있었다.As the built-in antenna, an inverted F antenna (IFA) having a feed line formed at a predetermined position of a substantially '-' shaped metal element is used, but the inverted F antenna is used only in a single frequency band. In addition to the narrow band in operation, the antenna itself has a large size, and there are disadvantages in that there are processes and test procedures for maintaining the inherent characteristics of the antenna when the antenna is manufactured.

이를 극복하기 위해 출원번호 10-2003-0082447호에서는 보드의 소정 개소에 장착되는 방사소자 지지 유전체의 한 쪽면에만 역 에프형 형태의 안테나 패턴을 인쇄하여 넓은 주파수 대역폭을 이용할 수 있도록 한 안테나를 제공하고 있다. 이는 미앤더라인(meander line)을 적용하여 칩 안테나 크기를 최소화하여 제작할 수 있도록 하며, 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In order to overcome this problem, Korean Patent Application No. 10-2003-0082447 provides an antenna capable of using a wide frequency bandwidth by printing an antenna pattern having an inverse F shape on only one side of a radiating element supporting dielectric mounted on a predetermined portion of a board. have. This can be manufactured to minimize the size of the chip antenna by applying a meander line (meander line), described with reference to FIG.

도시된 바와 같이, PCB보드(10)의 소정 위치에 관통홀(도면 미도시)을 매개로 장착되는 대략 직육면체의 세라믹 소재로 이루어진 유전체 블럭(100)을 구비하며, 유전체 블럭(100)에는 한 쪽 방향으로만 인쇄된 역 에프형 안테나의 도전 패턴의 방사소자(110)가 형성된다. 역 에프형 안테나 패턴은 유전체 블럭(100)의 상부면에 저주파용 방사소자(110a)와 직각 위치의 측면에 고주파용 방사소자(110b)가 일측방향으로 연장 형성된다. 상기 저주파용 방사소자(100a)는 연장시 대략 '７' 형상으로서 끝단부가 굴곡 형성된 상태로 유전체 블럭(100)이 상부면을 둘러싼 형태를 갖는다.As shown, a dielectric block 100 made of a substantially rectangular parallelepiped ceramic material mounted through a through hole (not shown) at a predetermined position of the PCB board 10, and one side of the dielectric block 100 is provided. The radiating element 110 of the conductive pattern of the inverse F-type antenna printed only in the direction is formed. In the reverse F-type antenna pattern, the high frequency radiating element 110b extends in one direction on a side of the low frequency radiating element 110a at a position perpendicular to the top surface of the dielectric block 100. The low frequency radiating element 100a has a shape in which the dielectric block 100 surrounds the upper surface with a bent end portion having a substantially '7' shape when extended.

그리고, 상기 저주파용 방사소자(110a) 및 고주파용 방사소자(110b)에 급전을 하기 위한 급전라인이 수직 방향으로 연결되며, 상기 유전체 블럭(100)이 장착되는 급전기판(102) 상의 상기 급전라인과 연결된 지점에 급전홀(130)이 형성되며, 그 급전홀(130)로부터 방사소자(110a,110b)가 형성된 방향으로 평행하게 고주파용 방사소자(110c)가 연장된다.In addition, a feed line for feeding power to the low frequency radiating element 110a and the high frequency radiating element 110b is connected in a vertical direction, and the feeding line on the feeder plate 102 on which the dielectric block 100 is mounted. The feed hole 130 is formed at a point connected with the high frequency radiating element 110c in parallel in the direction in which the radiating elements 110a and 110b are formed.

상기 저주파용 방사소자(110a) 및 고주파용 방사소자(110b)는 동일한 폭을 갖도록 설계되며, 역 에프형 안테나 형태의 패턴을 접지시키기 위하여 끝단이 그라 운드면(140)에 접지 된다. 급전홀(130)측에는 대략 'ㄴ' 형상의 급전라인(150)이 형성되고, PCB 보드(10)에는 다이버시티(Diversity)를 위하여 상기 방사소자 지지 유전체 블럭(100)이 배치된 방향과 수직 방향(90°)으로 배치된다.The low frequency radiating element 110a and the high frequency radiating element 110b are designed to have the same width, and the ends of the low frequency radiating element 110a and the high frequency radiating element 110b are grounded on the ground surface 140 to ground the pattern. A feeding line 150 having a substantially 'b' shape is formed at the feeding hole 130 side, and the PCB board 10 is perpendicular to the direction in which the radiating element supporting dielectric block 100 is disposed for diversity. (90 °).

그러나, 이와 같이 구성된 역 에프 안테나(IFA) 구조는 설계자가 원하는 대역폭을 얻을 수 있는 장점을 보유하고 있으나 이를 실현하기 위해, 인쇄기판으로 형성되는 급전라인 및 유전체 블럭상으로 구현되는 방사소자를 주요 구성요소로 하고 있다. 이 때문에, 안테나 구조의 소형화는 인쇄기판의 패턴과 연동되는 기판회로의 크기에 영향을 줄 수 밖에 없으며, 안테나와 더불어 기판의 크기를 소형화해야 하는 현실에 적절하지 못하다는 문제점이 야기되고 있다. 따라서, 역 에프 안테나의 실질적인 소형화를 위한 안테나 구조가 절실히 요구된다.However, the inverted-f antenna (IFA) structure configured as described above has the advantage that the designer can obtain the desired bandwidth, but in order to realize this, the main components of the radiating element formed on the feed line formed of the printed board and the dielectric block are realized. I make an element. For this reason, miniaturization of the antenna structure inevitably affects the size of the substrate circuit linked with the pattern of the printed circuit board, and causes a problem that it is not suitable for the reality of miniaturizing the substrate with the antenna. Therefore, there is an urgent need for an antenna structure for substantial miniaturization of the inverse F antenna.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄기판으로 형성되는 부가 패턴을 필요로 하지 않고, 안테나의 소형화를 구현할 수 있는 평면 역 에프 안테나 구조를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a planar inverted F antenna structure capable of miniaturizing an antenna without requiring an additional pattern formed of a printed board.

본 발명의 또 다른 목적은, 급전점의 변경이 용이하고 각 주파수 대역에서의 이득과 대역폭 및 방사패턴이 우수한 평면 역 에프 안테나 구조를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a planar inverted F antenna structure that is easy to change a feed point, and has excellent gain, bandwidth, and radiation pattern in each frequency band.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 평면 역 에프 안테나 구조는, 평면 역 에프 안테나(Planar Inverted-F Antenna) 구조에 있어서, 인쇄회로 기판(PCB)의 소정 위치로 설치되는 방사소자 지지 유전체; 상기 방사소자 지지 유 전체의 상측면으로 고정되어 급전 전류를 유기하기 위한 방사소자; 상기 방사소자 내로 형성되어 상기 급전 전류를 유기 시키기 위해 전송선로의 길이를 설정하는 슬롯; 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 신호라인을 접속하여 전류를 급전시키기 위한 급전부; 및 상기 급전부와 이격 설치되며 안테나의 특성 임피던스를 변화시키기 위해 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 접지면을 접속시키기 위한 그라운드부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The planar inverted-f antenna structure according to the aspect of the present invention for achieving the above object is a planar inverted-f antenna structure, the radiation element support dielectric is installed at a predetermined position of the printed circuit board (PCB) ; A radiating element fixed to an upper surface of the radiating element supporting dielectric to induce a feeding current; A slot formed in the radiating element to set a length of a transmission line to induce the feeding current; A feeding unit for feeding current by connecting the radiating element and the signal line of the printed circuit board (PCB); And a ground part spaced apart from the feed part and connected to a ground plane of the radiating element and the printed circuit board (PCB) to change a characteristic impedance of the antenna.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 방사소자 지지 유전체는 방사소자와 대응되는 형상을 갖고 유전율이 1 이상의 매질인 것을 특징으로 하며, 상기 방사소자는 장(長)축과 단(短)축이 상호 수직을 이루는 대략 'ㄱ'자 형상의 평면을 갖는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the radiating element support dielectric has a shape corresponding to the radiating element and has a dielectric constant of at least one medium, and the radiating element has a long axis and a short axis. Characterized in that it has a plane of the approximately 'b' shape perpendicular to each other.

또한, 상기 슬롯은 상기 방사소자의 평면상으로 형성되어 상기 단(短)축의 수직 방향으로 일측이 개구되고, 상기 단(短)축 및 장(長)축의 수평 방향을 따라 소정 거리 연장되며, 일정 폭을 보유한 것을 특징으로 한다.In addition, the slot is formed in the plane of the radiating element so that one side is opened in the vertical direction of the short axis, extends a predetermined distance along the horizontal direction of the short axis and the long axis, It is characterized by having a width.

또한, 상기 방사소자는 상기 슬롯에 의해 상기 평면이 분할되어 구성되는 제 1 방사소자 및 제 2 방사소자를 포함하며, 상기 급전부는 상기 평면의 단(短)축과 대응하는 제 1 방사소자로부터 연장되어 상기 평면과 수직을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the radiating element includes a first radiating element and a second radiating element formed by dividing the plane by the slot, and the feeding part extends from the first radiating element corresponding to the short axis of the plane. It is characterized in that it is perpendicular to the plane.

또한, 상기 제 2 방사소자는 상기 제 2 방사소자로부터 연장되고, 상기 평면과 수직으로 절곡되는 제 1 벤딩부 및 상기 제 1 벤딩부와 소정 거리 이격되는 제 2 벤딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The second radiating element may further include a first bending part extending from the second radiating element and bent perpendicularly to the plane, and a second bending part spaced apart from the first bending part by a predetermined distance. .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 방사소자를 설명하기 위한 사시도이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a perspective view illustrating a planar inverted F antenna according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are perspective views illustrating the radiating element of FIG. 2.

도시된 바와 같이, 평면 역 에프 안테나(200)는 인쇄회로 기판의 소정 위치로 설치되는 방사소자 지지 유전체(201)와, 상기 방사소자 지지 유전체(201)의 상측면으로 고정되어 급전 전류를 유기하기 위한 방사소자(230)와, 상기 방사소자(230) 내로 형성되어 상기 급전 전류를 유기 시키기 위한 전송선로의 길이를 설정하는 슬롯(203)과, 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판의 신호라인을 접속하여 전류를 급전시키기 위한 급전부(213)와, 상기 급전부(213)와 이격 설치되며 안테나의 특성 임피던스를 변화시키기 위해 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판의 접지면을 접속시키기 위한 그라운드부(215)로 이루어진다.As shown, the planar inverted F antenna 200 is fixed to the radiating element supporting dielectric 201 installed at a predetermined position of the printed circuit board and the upper side of the radiating element supporting dielectric 201 to induce a feed current. A radiating element 230 and a slot 203 formed in the radiating element 230 to set a length of a transmission line for inducing the feeding current, and connecting the radiating element and the signal line of the printed circuit board. A power supply unit 213 for supplying a current and a power supply unit 213 spaced apart from the power supply unit 213, and a ground unit 215 for connecting the radiating element and the ground surface of the printed circuit board to change a characteristic impedance of the antenna; )

상기 방사소자 지지 유전체(201)는 상기 방사소자(230)와 대응되는 형상을 보유하며, 안테나의 크기와 높이를 줄이기 위해 유전율이 1 이상의 매질인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 방사소자 지지 유전체(201)는 상기 방사소자(230)와의 체결을 위해, 상기 슬롯(203)과 대응하는 위치와 상기 방사소자(230)의 소정 위치로 다수의 체결핀(205)을 보유한다.The radiating element support dielectric 201 has a shape corresponding to the radiating element 230, and preferably has a dielectric constant of at least one medium to reduce the size and height of the antenna. In addition, the radiating element support dielectric 201 has a plurality of fastening pins 205 at positions corresponding to the slots 203 and predetermined positions of the radiating element 230, for fastening with the radiating element 230. Hold.

상기 방사소자(230)는 장(長)축과 단(短)축이 상호 수직을 이루는 대략 'ㄱ'자 형상의 평면을 가진다. 상기 슬롯(203)은 상기 방사소자(230)의 평면상으로 형 성되어 상기 단(短)축의 수직 방향으로 일측이 개구되고, 상기 단(短)축 및 장(長)축의 수평 방향을 따라 소정 거리 연장되며, 일정 폭을 갖는다.The radiating element 230 has a substantially '-' shaped plane in which the long axis and the short axis are perpendicular to each other. The slot 203 is formed in the planar shape of the radiating element 230, one side is opened in the vertical direction of the short axis, and predetermined along the horizontal direction of the short axis and the long axis. The distance is extended and has a certain width.

또한, 상기 슬롯(203)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방사소자(230)의 평면을 분할하여 제 1 방사소자(301) 및 제 2 방사소자(303)를 형성하며, 상기 제 1 방사소자(301) 및 제 2 방사소자(303)를 적절하게 비대칭 분할한다. 상기 슬롯(203)에 의한 적절한 분할은 차동 모드 임피던스(Differential mode impedance)에 영향을 미치고, 이로부터 임피던스의 유도성분을 감소시킨다. 따라서, 상기 슬롯(203)은 슬롯의 폭을 가변시켜 임피던스의 변환을 용이하게 달성할 수 있으며, 전형적인 50Ω회로에 양호하도록 저항 임피던스를 증가 또는 감소시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the slot 203 divides the plane of the radiating element 230 to form a first radiating element 301 and a second radiating element 303, and the first radiating element. The element 301 and the second radiating element 303 are appropriately asymmetrically divided. Proper division by the slot 203 affects differential mode impedance, thereby reducing the induced component of the impedance. Thus, the slot 203 can easily achieve impedance conversion by varying the width of the slot, and can increase or decrease the resistance impedance to favor a typical 50Ω circuit.

한편, 상기 급전부(213)는 상기 방사소자(230)의 단(短)축과 대응하는 제 1 방사소자(301)로부터 연장되고 상기 방사소자(230)의 평면과 수직을 이루며 전류 급전을 수행하도록 구현된다. 또한, 상기 그라운드부(215)는 상기 제 1 방사소자(301)로부터 연장되고 상기 평면과 수직을 이루며, 상기 급전부(213)와 이격되어 상기 인쇄회로 기판으로 접지된다.On the other hand, the feed unit 213 extends from the first radiating element 301 corresponding to the short axis of the radiating element 230 and performs a current feed in a perpendicular to the plane of the radiating element 230 Is implemented. In addition, the ground part 215 extends from the first radiating element 301, is perpendicular to the plane, is spaced apart from the power supply part 213, and is grounded to the printed circuit board.

또한 상기 방사소자(230)는, 상기 제 2 방사소자(303)로부터 연장되고 상기 평면과 수직으로 절곡되는 적어도 하나 이상의 벤딩부를 포함한다. 상기 벤딩부는 상기 방사소자(230)의 표면적을 높이기 위한 것으로, 절곡 부위를 적어도 둘 이상을 갖는 다단 절곡 형상이 가능할 것이다. 미설명된 도면부호 '305'는 상기 방사소자 지지 유전체(201)와 방사소자(230)와의 체결 위치를 설정하기 위해, 상기 체결핀(205)이 결합되는 체결홈(305)이다.In addition, the radiating element 230 includes at least one bending portion extending from the second radiating element 303 and bent perpendicularly to the plane. The bending part is to increase the surface area of the radiating element 230, and may have a multi-stage bending shape having at least two bending portions. Unexplained reference numeral 305 denotes a fastening groove 305 to which the fastening pin 205 is coupled to set a fastening position between the radiating element support dielectric 201 and the radiating element 230.

본 발명의 실시예에서, 상기 벤딩부는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방사소자(230)의 평면과 수직으로 절곡되는 제 1 벤딩부(401)를 포함하여, 상기 제 2 방사소자(303)로부터 연장되고 상기 방사소자(230)의 평면과 수직으로 절곡되되, 상기 제 1 벤딩부(401)와 소정 거리 이격 설치되는 제 2 벤딩부(403)를 포함한다. 필요에 따라, 상기 제 1 벤딩부(401) 및 상기 제 2 벤딩부(403) 중 어느 하나 이상은 2단 절곡을 형성할 수 있으며, 또한 안테나의 소형화를 위해 제 3 벤딩부(405)를 더 포함할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the second radiating element 303 includes a first bending part 401 that is bent perpendicularly to the plane of the radiating element 230. It extends from and bent perpendicularly to the plane of the radiating element 230, and includes a second bending portion 403 is spaced apart from the first bending portion 401 a predetermined distance. If necessary, any one or more of the first bending portion 401 and the second bending portion 403 may form a two-stage bending, and further, the third bending portion 405 may be further added to reduce the size of the antenna. It may include.

이와 같이 구성되는 평면 역 에프 안테나 구조는 방사소자(230)의 표면적을 확장함으로서, 고주파수 대역을 넓혀 단락 마이크로스트립 안테나의 특성을 갖는다. 상기 평면 역 에프 안테나(PIFA)는 피씨비(PCB) 보드상으로 접지면을 형성하고, 상기 접지면상으로 방사소자 지지 유전체(201)를 안착시킨 후, 상기 그라운드부(215)를 통해 상기 접지면과 방사소자(230)를 접속한다.The planar F antenna structure configured as described above has the characteristics of a short-circuit microstrip antenna by extending the surface area of the radiating element 230 to widen the high frequency band. The planar inverted-f antenna (PIFA) forms a ground plane on a PCB board, seats the radiating element supporting dielectric 201 on the ground plane, and then connects the ground plane to the ground plane through the ground portion 215. The radiating element 230 is connected.

상기 방사소자 지지 유전체(201)는 방사소자 지지 유전체(201)의 양측면으로 방사소자(230) 및 접지면이 부착되고, 상기 방사소자(230) 및 접지면 사이로 그라운드부(215)가 접속되도록 연결하되, 방사소자 지지 유전체(201)의 유전율이 1 이상인 매질을 사용하도록 함에 따라, 안테나의 크기와 높이를 줄이게 된다. 이 때, 상기 그라운드부(215)는 상기 접지면으로 접촉되도록 납땜되고, 상기 급전부(213)는 소정 대역의 고주파수 신호를 전송하기 위한 신호 라인과 접속된다.The radiating element support dielectric 201 is connected to both sides of the radiating element supporting dielectric 201 so that the radiating element 230 and the ground plane are attached, and the ground portion 215 is connected between the radiating element 230 and the ground plane. However, by using a medium having a dielectric constant of 1 or more of the radiating element supporting dielectric 201, the size and height of the antenna are reduced. At this time, the ground part 215 is soldered to contact the ground plane, and the power supply part 213 is connected to a signal line for transmitting a high frequency signal of a predetermined band.

상기 급전부(213)는 신호 라인으로 유입되는 고주파 신호를 상기 방사소자 (230)로 급전함에 따라, 상기 방사소자(230) 및 접지면을 통해 고주파수 신호의 방사가 이루어진다. 여기서, 상기 급전부(213)와 그라운드부(215)는 소정 거리를 유지함으로서, 안테나의 특성 임피던스를 유도할 수 있다. 이는 급전부(213)와 그라운드부(215)의 이격 거리를 가변시켜 안테나의 특성 임피던스를 변화시킬 수 있는 것으로, 상기 급전부(213)에 의해 공급되는 고주파 신호가 상기 방사소자(230) 및 접지면을 통해 방사될 때, 상술된 급전점과 그라운드부(215)의 근접 상태에 따라 방사소자(230)의 전류 분포가 변화되어 임피던스를 가변시킨다.As the power supply unit 213 feeds the high frequency signal flowing into the signal line to the radiating element 230, the high frequency signal is radiated through the radiating element 230 and the ground plane. Here, the power supply unit 213 and the ground unit 215 maintain a predetermined distance, thereby inducing characteristic impedance of the antenna. This may change the characteristic impedance of the antenna by varying the separation distance between the power supply unit 213 and the ground unit 215, and the high frequency signal supplied by the power supply unit 213 is connected to the radiating element 230 and the ground. When radiated through the surface, the current distribution of the radiating element 230 is changed according to the proximity state of the feed point and the ground portion 215 described above to vary the impedance.

또한, 일측이 개구된 형상의 슬롯(203)에 의해 분할된 제 1 방사소자(301) 및 제 2 방사소자(303)는 급전부(213)와 연장되어 방사소자(230)의 길이 즉, 전송선로의 길이를 증가시켜 차동 모드 임피던스로 영향력을 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나는 임피던스 장치의 유도성분을 가변시켜 저항 임피던스를 증가 또는 감소시키기 위해 상기 슬롯(203)을 설계할 수 있다.In addition, the first radiating element 301 and the second radiating element 303 divided by the slot 203 having an open shape on one side thereof are extended with the feeding part 213 to extend the length of the radiating element 230, that is, the transmission line. Increasing the length of the furnace provides influence with differential mode impedance. Therefore, the planar F antenna according to the present invention can design the slot 203 to vary the inductive component of the impedance device to increase or decrease the resistance impedance.

상술되는 슬롯(203)은 서로 다른 면적을 갖도록 제 1 방사소자(301) 및 제 2 방사소자(303)를 구현하여, 상기 급전부(213)에서 공급되는 급전 전류가 제 1 방사소자(301) 및 제 2 방사소자(303)를 거쳐 그라운드부(215)와 접지면으로 분포되도록 하고 있다. 따라서, 제 1 방사소자(301)는 고주파 신호를 방사하고, 상기 제 2 방사소자(303)는 저주파 신호를 방사하여 주파수 대역폭을 확장하게 된다. 여기서, 상기 제 2 방사소자(303)는 다수의 벤딩부를 보유함에 따라, 저주파 신호의 방사패턴을 효율적으로 구현할 수 있는 잇점을 가미한다.The slot 203 described above implements the first radiating element 301 and the second radiating element 303 to have different areas, so that the feeding current supplied from the feeding part 213 is the first radiating element 301. And a ground portion 215 and a ground plane via the second radiating element 303. Accordingly, the first radiating element 301 radiates a high frequency signal, and the second radiating element 303 radiates a low frequency signal to expand a frequency bandwidth. Here, since the second radiating element 303 has a plurality of bending parts, the second radiating element 303 has an advantage of efficiently implementing the radiation pattern of the low frequency signal.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 평면 역 에프 안테나의 급전부(213) 및 그라운드부(215)의 길이 즉, 접지면에서 방사소자(230)까지의 높이를 6.6mm로 설정하고, 상기 급전부(213)(또는 그라운드부)에서 상기 급전부(213)(또는 그라운드부)와 대항되는 제 2 방사소자(303)의 종단면까지의 거리를 16.7mm로 설계하여 700MHz ~ 1GHz 범위의 주파수 대역을 보장한다.In a preferred embodiment of the present invention, the length of the feed portion 213 and the ground portion 215 of the planar F antenna, that is, the height from the ground plane to the radiating element 230 is set to 6.6 mm, and the feed portion A frequency range of 700 MHz to 1 GHz is ensured by designing a distance from the 213 (or the ground portion) to the longitudinal section of the second radiating element 303 opposed to the feed portion 213 (or the ground portion) to 16.7 mm. do.

도 5는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나의 정재파비(VSWR)를 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 마커(Marker)는 824.000MHz, 849.000MHz, 869.000MHz, 및 894.000MHz에 설정되며, 각각으로 2.4117:1, 1.6027:1, 2.4230:1 및 4.1021:1의 정재파비가 측정되고 있다. 도 6은 700MHz ~ 1GHz의 주파수 범위에서 측정되는 임피던스를 나타낸 스미스 챠트(Smith Chart)이다. 도시된 바와 같이, 824.000MHz에서 75.438Ω의 임피던스를 나타내며, 849.000MHz에서 32.676Ω의 임피던스를 나타내고, 869.000MHz에서 22.676Ω을 나타내며, 894.000MHz에서 18.385Ω을 나타낸다.5 is a graph showing the standing wave ratio (VSWR) of the planar inverse F antenna according to the present invention. As shown, the markers are set at 824.000 MHz, 849.000 MHz, 869.000 MHz, and 894.000 MHz, and standing wave ratios of 2.4117: 1, 1.6027: 1, 2.4230: 1, and 4.1021: 1 are measured, respectively. FIG. 6 is a Smith chart showing impedance measured in the frequency range of 700 MHz to 1 GHz. As shown, it represents an impedance of 75.438 Ω at 824.000 MHz, an impedance of 32.676 Ω at 849.000 MHz, 22.676 Ω at 869.000 MHz, and 18.385 Ω at 894.000 MHz.

도 7은 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나의 주파수 대 dB에서 측정된 반사손실(Return Loss) S11의 그래프이다. 여기서 마커는 상술된 도 5 및 도 6과 동일한 각 주파수 대역에서, 각각으로 -7.6695dB와, -12.708dB와, -7.6268dB 및 -4.3223dB를 갖는다.7 is a graph of Return Loss S11 measured at dB vs. frequency of a planar inverse F antenna in accordance with the present invention. Wherein the marker has -7.6695 dB, -12.708 dB, -7.6268 dB and -4.3223 dB, respectively, in each frequency band identical to those of FIGS. 5 and 6 described above.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 평면 역 에프 안테나의 수평패턴과 수직패턴을 나타낸 도면으로, 수평패턴은 대략 원형 패턴을 보이고 수직패턴은 '8'자형 패턴으로 도시되어 전방향성 특성을 갖고 있음을 인지할 수 있다.8 and 9 illustrate a horizontal pattern and a vertical pattern of the planar inverted F antenna according to the present invention, in which the horizontal pattern shows an approximately circular pattern and the vertical pattern shows an '8' shaped pattern and has omnidirectional characteristics. It can be recognized.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명이 적용되는 평면 역 에프 안테나(PIFA)는 일측이 개구된 슬롯을 포함하는 소정 형상의 방사소자와, 방사소자 및 접지면을 접속하기 위한 그라운드부와, 상기 방사소자로 급전 전류를 공급하기 위한 급전부 및 방사소자 및 접지면 사이로 소정치의 유전율을 갖는 방사소자 지지 유전체를 포함하도록 함에 따라, 슬롯에 의한 전송선로의 길이를 가변시켜 차동 모드 임피던스의 가변을 유도하고, 이에 대응하는 유도성분을 감소시킬 수 있어, 슬롯의 설계에 의한 임피던스의 변환이 용이한 효과를 제공한다.As described above, the planar inverted F antenna (PIFA) to which the present invention is applied includes a radiating element having a predetermined shape including a slot having one side open, a ground portion for connecting the radiating element and a ground plane, and the radiating element. By including a feeding element for supplying a low feed current and a radiating element supporting dielectric having a predetermined dielectric constant between the radiating element and the ground plane, the length of the transmission line by the slot is varied to induce a change in the differential mode impedance. In addition, the corresponding inductive component can be reduced, so that the conversion of the impedance by the design of the slot can be easily provided.

또한, 본 발명에서는 방사소자를 제 1 방사소자 및 제 2 방사소자로 분할하고, 제 2 방사소자로 다수의 벤딩부를 가미시키도록 하여 안테나의 소형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, the radiating element is divided into a first radiating element and a second radiating element, and a plurality of bending parts are added to the second radiating element to reduce the size of the antenna.

또한, 본 발명에서는 급전부와 그라운드부의 이격 거리를 가변시켜 안테나의 특성 임피던스에 변화를 부여할 수 있음에 따라, 급전점의 변경이 용이한 효과가 있다.
In addition, according to the present invention, since the distance between the feed part and the ground part may be varied to give a change in the characteristic impedance of the antenna, it is possible to easily change the feed point.

Claims (6)

평면 역 에프 안테나(Planar Inverted-F Antenna) 구조에 있어서,In the Planar Inverted-F Antenna structure, 인쇄회로 기판(PCB)의 소정 위치로 설치되는 방사소자 지지 유전체(201);A radiating element support dielectric 201 installed at a predetermined position of the printed circuit board (PCB); 상기 방사소자 지지 유전체(201)의 상측면으로 고정되어 급전 전류를 유기하기 위한 방사소자(230);A radiating element 230 fixed to an upper surface of the radiating element supporting dielectric 201 to induce a feeding current; 상기 방사소자(230) 내로 형성되어 상기 급전 전류를 유기 시키기 위해 전송선로의 길이를 설정하는 슬롯(203);A slot (203) formed in the radiating element (230) to set a length of a transmission line to induce the feeding current; 상기 방사소자와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 신호라인을 접속하여 전류를 급전시키기 위한 급전부(213); 및A feeding unit 213 for feeding current by connecting the radiating element and the signal line of the printed circuit board; And 상기 급전부(213)와 이격 설치되며 안테나의 특성 임피던스를 변화시키기 위해 상기 방사소자(230)와 상기 인쇄회로 기판(PCB)의 접지면을 접속시키기 위한 그라운드부(215)로 이루어진 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.It is installed spaced apart from the power supply unit 213, characterized in that consisting of a ground portion 215 for connecting the ground plane of the radiating element 230 and the printed circuit board (PCB) to change the characteristic impedance of the antenna Plane Reverse F Antenna Structure. 제 1 항에 있어서, 상기 방사소자 지지 유전체(201)는,The method of claim 1, wherein the radiating element support dielectric 201, 상기 방사소자(230)와 대응되는 형상을 갖고 유전율이 1 이상의 매질인 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.And a shape corresponding to the radiating element (230) and having a dielectric constant of at least one medium. 제 1 항에 있어서, 상기 방사소자(203)는,The method of claim 1, wherein the radiating element 203, 장(長)축과 단(短)축이 상호 수직을 이루는 대략 'ㄱ'자 형상의 평면을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.A planar inverted F antenna structure, characterized in that the long axis and the short axis have substantially 'a' shaped planes perpendicular to each other. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯(203)은,The method of claim 1, wherein the slot 203, 상기 방사소자(203)의 평면상으로 형성되어 상기 단(短)축의 수직 방향으로 일측이 개구되고, 상기 단(短)축 및 장(長)축의 수평 방향을 따라 소정 거리 연장되며, 일정 폭을 보유한 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.It is formed in the plane of the radiating element 203, one side is opened in the vertical direction of the short axis, extends a predetermined distance along the horizontal direction of the short axis and the long axis, and a predetermined width Planar reverse F antenna structure, characterized in that it possesses. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 방사소자(203)는 상기 슬롯(203)에 의해 상기 평면이 분할되어 구성되는 제 1 방사소자(205) 및 제 2 방사소자(207)를 포함하며, 상기 급전부(213)는 상기 평면의 단(短)축과 대응하는 제 1 방사소자(205)로부터 연장되어 상기 평면과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.The method of claim 3 or 4, wherein the radiating element 203 comprises a first radiating element 205 and a second radiating element 207 formed by dividing the plane by the slot 203, And the power feeding part (213) extends from the first radiating element (205) corresponding to the short axis of the plane to be perpendicular to the plane. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 방사소자(207)는,The method of claim 5, wherein the second radiating element 207, 상기 제 2 방사소자(207)로부터 연장되고, 상기 평면과 수직으로 절곡되는 제 1 벤딩부(209) 및 상기 제 1 벤딩부(209)와 소정 거리 이격되는 제 2 벤딩부(211)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 역 에프 안테나 구조.And a second bending part 211 extending from the second radiating element 207 and spaced apart from the first bending part 209 by a predetermined distance from the first bending part 209 which is bent perpendicularly to the plane. Planar reverse F antenna structure, characterized in that.
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