KR20060094631A

KR20060094631A - 평면 역 에프 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기

Info

Publication number: KR20060094631A
Application number: KR1020050015796A
Authority: KR
Inventors: 유종원
Original assignee: 주식회사 팬택앤큐리텔
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-08-30
Also published as: KR100636524B1

Abstract

본 발명은 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것으로서, PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과, 상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, PIFA가 실장되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭회로를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있다.

Description

평면 역 에프 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기{MOBILE COMMUNICATION TERMINAL WITH PIFA MATCHING DEVICE}

도 1은 이동통신단말기의 PIFA의 실장 상태도,

도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치 적용 시 방사패턴을 도시한 것이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 방사패치 3 : 단락핀

5 : 급전핀 7 : 접지패드

10 : 접지매칭장치 12 : 인덕터

14 : 캐패시터

본 발명은 평면 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna, 이하 PIFA라 함.) 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것으로서, 특히, PIFA가 실장 되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭장치를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있도록 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 관한 것이다.

이동통신기술의 급속한 발전으로 셀룰러, PCS, GSM 등 다양한 종류의 이동통신서비스가 제공되고 있다. 이동통신서비스에 이용되는 이동통신단말기는 휴대의 편의를 위해 소형화 및 경량화 설계를 지향하고 있으며 송수신 성능의 보장을 위해 수신감도를 높이기 위한 안테나에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.

기지국 및 단말기에 필수적인 안테나는 신호 입출력의 처음과 끝을 담당하며 통화품질을 결정하는 핵심 부품으로서. 통상적으로 이동통신단말기에는 경박단소한 휴대기기에 내장이 용이한 평면 역 F 안테나(Planar Inverted F Antenna)가 장착된다

도 1은 평면 역 F 안테나(PIFA)의 구조도 이다. 도 1에 도시 된 바와 같이, PIFA는 PCB의 접지패드(GND)(7) 상에 돌출된 단락핀(3)에 방사패치(1)를 부착하고 급전핀(5)을 방사패치(1)에 연결한 구조를 갖는다. 방사패치(1)는 급전핀(5)을 통해 전원을 공급 받고 단락핀(3)에 연결된 접지패드(GND)(7)에 단락되어 임피던스 정합을 이루게 된다. 따라서, PIFA는 유한 접지면 위에 사각 패치가 놓인 형태로 전류 급전을 통하여 패치를 여기시켜 접지면과 함께 복사소자로서 역할을 하게 되며, 동작주파수는 단락핀(3)의 폭(Wp)과 패치의 폭(W)에 따라 패치의 길이(L)와 안 테나의 높이(H)를 조절하여 설계된다.

이러한 PIFA의 경우 일반적인 안테나와 같이 프론트엔드(front end)방식의 안테나 매칭부를 사용하여 임피던스 매칭을 수행하는데, 실제 PCB상에 PIFA를 실장하는 경우 안테나 매칭부와는 별개로 급전핀(5)과 단락핀(3) 간의 거리에 따라 임피던스가 변화하여 안테나 매칭에 영향을 미치게 된다.

이에, 임피던스 정합을 위해서는 급전핀 및 단락핀 간의 거리를 조정하여야 하나, 실장면적의 한계로 인해 PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 거리를 최적화하는 데에는 한계가 있어 최적의 성능을 보장하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, PIFA가 실장되는 접지(GND)영역에 임피던스 조절이 가능한 안테나 매칭회로를 마련하여 급전핀과 단락핀 간의 임피던스를 최적화함으로써 최적의 PIFA 성능을 보장할 수 있도록 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기는, PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과, 상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 접지매칭장치는, 상기 단락핀과 접속되는 접지패드와; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 인덕턴스 값을 제공하는 인덕터와; 상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 캐패시턴스 값을 제공하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기에 대해서 상세하게 설명한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 종래기술의 설명과 도일한 참조부호를 사용하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신단말기의 PIFA 매칭장치의 실장 상태도이다. 도 2에 도시 된 바와 같이 PIFA는 PCB의 접지매칭장치(10)에 연결된 단락핀(3)에 방사패치(1)를 부착하고 급전핀(5)을 방사패치(1)에 연결하여 PCB 상에 실장한다. 여기서, 방사패치(1)는 급전핀(5)을 통해 전원을 공급 받고 단락핀(3)에 연결된 접지매칭장치(10)를 통해 단락되어 임피던스 정합을 이루게 된다.

여기서, 접지매칭장치(10)는 PIFA의 단락을 위한 접지패드(GND)(7)와 접지패드(GND)(7)에 연결된 인덕터(12) 및 캐패시터(14)로 구성된다. 이에, 접지패드(GND)(7)에 연결 된 인덕터(12)의 인덕턴스(L) 및 캐패시터(14)의 캐패시턴스(C)를 조정하여 임피던스를 조절함으로써 PIFA 매칭을 최적화한다.

PIFA 매칭 시에는 스미스 차트(Smith Chart)에 기초하여 50Ω매칭 방법을 사 용할 수 있으며, 이에, 인덕터(12) 및 캐패시터(14)의 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조정하여 임피던스가 50Ω에 근접하도록 매칭시킨다.

이와 같이, 본 발명은 PIFA의 단락핀(3)과 급전핀(5) 간의 이격 간격에 따라 변화하는 임피던스를 접지패드(GND)(7) 측에 마련되는 접지매칭장치(10)를 통해 보상하도록 하고 있다. 이에 따라, 단락핀(3)과 급전핀(5) 간의 거리를 조절하지 아니하고도 안테나 임피던스를 매칭할 수 있을 뿐 아니라, 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 미세 조정함으로써 안테나 매칭을 최적화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 이동통신단말기의 PIFA 안테나 접지매칭장치(10) 적용 시 방사패턴을 특성을 도시한 것이다. 도 3에 도시 된 바와 같이, 접지매칭장치(10)의 인덕터(12) 및 캐패시터(14)의 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조정함에 따라 방사패턴이 변화함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 PIFA가 실장되는 접지영역에 임피던스 조절이 가능한 매칭장치를 구비함으로써, PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 이격상태에 따라 변화하는 임피던스를 보상하여 PIFA 매칭을 최적화할 수 있도록 한다. 여기서, 매칭장치는 인덕터 및 캐패시터를 사용하여 용이하게 구현할 수 있으며 각 인덕턴스(L) 및 캐패시턴스(C)를 조절함으로써 최적화된 임피던스 값을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기는 PIFA가 실장되는 접지영역에 임피던스 조절이 가능한 매칭장치를 구비함으로써, PIFA의 급전핀과 단락핀 간의 이격상태에 따라 변화하는 임피던스를 보상하여 PIFA 매칭을 최적화 한다.

Claims

PCB 상에 실장 된 평면 역 F 안테나의 방사패치에 전원을 공급받는 급전핀과,

상기 방사패치의 단락핀과 연결되도록 상기 PCB상에 마련되며, 상기 평면 역 F 안테나의 임피던스 매칭에 따라 임피던스 조절이 가능한 접지매칭장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기.
제 1 항에 있어서,

상기 접지매칭장치는,

상기 단락핀과 접속되는 접지패드와;

상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 인덕턴스 값을 제공하는 인덕터와;

상기 접지패드에 연결되어 상기 임피던스 매칭을 위한 캐패시턴스 값을 제공하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 역 F 안테나 매칭장치를 갖는 이동통신단말기.