KR20070013138A - 복수의 주파수 대역을 처리할 수 있는 안테나, 이를 구비한이동통신 단말기 - Google Patents

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Abstract

복수의 주파수 밴드를 처리할 수 있는 안테나와 이를 구비한 이동통신 단말기가 개시된다. 본 발명에 따라, 안테나는 접지를 제공하는 접지판; 상기 접지판과 평행한 평면상에 위치하여 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치; 상기 제1패치와 동일평면상에 위치하는 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치; 상기 제1패치 및 제2패치에 각각 전원을 공급하는 복수의 급전선; 및 상기 제1패치 또는 제2패치와 상기 급전선과의 접점을 스위칭하여, 선택적으로 전원을 공급하는 접점 전환부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 하나의 이동통신 단말기가 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 이동 통신망에 사용될 수 있다.

Description

복수의 주파수 대역을 처리할 수 있는 안테나, 이를 구비한 이동통신 단말기 {Antenna supporting multiple frequency bandwidth, mobile phone including thereof}
도 1은 PIFA(Planar Inverted F Antenna)의 일반적인 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.
본 발명은 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 주파수 밴드를 처리할 수 있는 안테나와 이를 구비한 이동통신 단말기에 관한 것이다.
휴대 이동 단말 등에서 사용되고 있는 내장형 안테나는 일반적으로 하나의 주파수 밴드에서의 신호만을 송수신할 수 있다. 따라서 어느 특정 주파수 밴드의 이동 통신망에서 사용되는 이동 단말을 타 주파수 밴드의 이동 통신망에서 사용하기 위해서는 안테나가 그 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있도록 그 공진 특성 이 달라져야 한다.
예를 들어, 유럽 등에서 사용되고 있는 GSM(Global System for Mobile Communication) 방식의 이동 통신망에서는 그 시스템 특성에 따라 900MHz, 1800MHz 1900MHz 등의 3가지 주파수 대역을 사용하는데, 900MHz 주파수 대역의 시스템에서 사용되는 이동 단말을 타 주파수 대역을 사용하는 이동 통신망에서 사용하기 위해서는 안테나를 교체하여야 한다는 불편함이 있고 설령 이중 주파수 밴드에서 공진되어 신호를 송수신할 수 있도록 안테나를 설계하더라도 그 주파수 밴드 폭이 매우 좁아 실제 사용에는 어려움이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 주파수 대역의 신호를 송수신할 수 있는 방사 소자인 패치를 하나의 안테나에 구비하고, 패치와 전원 공급부의 접점을 경우에 따라 선택할 수 있도록 함으로써 복수 주파수 밴드를 지원하도록 한 안테나 및 이를 구비한 이동통신 단말기를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따라, 접지를 제공하는 접지판; 상기 접지판과 평행한 평면상에 위치하여 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치; 상기 제1패치와 동일평면상에 위치하는 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치; 상기 제1패치 및 제2패치에 각각 전원을 공급하는 복수의 급전선; 및 상기 제1패치 또는 제2패치와 상기 급전선과의 접점을 스위칭하여, 선택적으로 전원을 공급하는 접점 전환부를 포함하는 것 을 특징으로 하는 안테나에 의해 달성된다.
상기 제1주파수 대역은 GSM850 대역이고 제2주파수 대역은 PCS 대역이며, 상기 제3주파수 대역은 EGSM 대역이고 제4주파수 대역은 DCS 대역인 것이 바람직하다.
한편, 상기 기술적 과제는 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치와, 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치를 방사소자로 가지며 상기 제1패치 및 제2패치에 선택적으로 전원 및 접지를 공급하도록 구성된 안테나를 구비한 이동통신 단말기에 의해서도 달성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 PIFA(Planar Inverted F Antenna)의 일반적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, PIFA 안테나는 접지판(110), 패치(120), 단락판(130) 및 급전선(140)을 포함한다. 단락판(130)은 접지판(110)과 패치(120) 사이에 부착되어 있으며, 방사 소자 역할을 하는 패치(120)는 급전선(140)을 통하여 급전된다. 다시 말하면, 유한한 넓이의 접지 역할을 하는 접지판(110) 위에 사각형의 패치(120)가 놓여 있고 이 패치(120)에 전류가 급전되어 여기됨으로써 접지판(110)과 함께 방사 소자(radiation element)로서 역할을 하여 전파를 송수신한다. 한편 단락판(130)은 평판 형태뿐만 아니라 접지를 할 수 있는 어떤 형태도 가능하다.
이 때 패치(120)와 접지판(110)과의 거리인 높이(h), 패치(120)의 길이(Lp)와 폭(Wp), 단락판(130)의 넓이(w), 급전선(140)의 위치와 단락판(130)의 위치에 따라 주파수 대역폭, 이득, 공진 주파수 등이 달라지므로, 어떤 주파수 밴드에서 사용하는가에 따라 이들 파라미터를 설계한다. 또한 패치(120) 상에서 슬릿을 어떻게 형성하는 가에 하나의 패치(120)를 구비하고도 이중 공진 특성을 갖도록 설계할 수 있다.
이러한 PIFA는 마이크로스트립 안테나보다 전자파 인체 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)이 낮으므로 이동 통신 단말기 등에서 많이 사용되고 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 안테나는 제1패치(210), 제2패치(220), 접점 전환부(230), 접지판(250), 급전선(260) 및 접지선(270)을 포함한다.
제1패치(210)는 제1주파수와 제2주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있도록 설계된 방사 소자로써, 일예로 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖는다. GSM850은 824MHz~894MHz의 주파수 밴드를 사용하고, PCS는 1850MHz~1990MHz의 주파수 밴드를 사용한다. 제2패치(220)는 제1주파수 및 제2주파수 밴드와는 다른 제3주파수 및 제4주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있도록 설계된 방사 소자로써, 일예로 EGSM(Enhanced GSM) 이나 DCS(Digital Communication System) 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖는다. 그리고, GSM은 890MHz~960MHz의 주파수 밴드를 사용하고, DCS는 1710MHz~1880MHz의 주파수 밴드를 사용한다. 정리하면, 제1패치(210)는 GSM850 이나 PCS 대역에서 이중 공진이 나타나고, 제2패치(220)는 EGSM 이나 DCS 대역에서 이중 공진이 나타난다.
접지판(250)은 그라운드 신호를 제공하고, 접지선(270)은 접지판(250)과 제1패치(210) 또는 제2패치(220)와 선택적으로 연결된다. 또한 급전선(260)은 제1패치(210) 또는 제2패치(220)를 여기시킬 수 있는 전원을 공급하며, 제1패치(210) 또는 제2패치(220)와 선택적으로 연결된다. 연결 선택은 접점 전환부(230)에 의해 이루어진다. 즉, 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 상부로 이동시키면 제1패치(210)에 전원 및 접지를 공급하고, 스위치(232)를 하부로 이동시키면 제2패치(220)에 전원 및 접지를 공급한다.
따라서, 이동 통신 단말기를 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 사용하고자 하는 경우에는 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 상부로 위치시켜 제1패치(210)에 전원 및 접지를 공급하고, EGSM 이나 DCS 대역의 주파수 밴드에서 사용하고자 하는 경우에는 접점 전환부(230)의 스위치(232)를 하부로 위치시켜 제2패치(220)에 전원 및 접지를 공급한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른, 접점 전환부를 구비한 안테나의 구성도이다.
도 3에 도시한 안테나의 구성요소는 도 2의 다른 구성요소와 동일하고 접점 전환부의 구성만 차이가 있다. 즉, 제1패치(310)는 GSM850 이나 PCS 대역의 주파수 밴드에서 공진되는 특성을 갖고, 제2패치(320)는 EGSM 이나 DCS 대역의 주파수 밴 드에서 공진되는 특성을 갖는다. 도 3을 참조하면, 접점 전환부(330)는 도 2의 접점 전환부(230)와는 달리 원형의 형태를 가지고 있다. 그리고 이를 180도 회전시킴으로써 접점의 위치가 달라지도록 형성되어 있다.
즉, 급전선(350) 및 접지선(360)과 제1패치(310)와의 연결이 이루어져 제1패치(310)가 여기되어 동작하다가, 접전 전환부가 180도 회전되면 급전선(350) 및 접지선(360)과 제2패치(320)가 연결되어 제2패치(320)가 여기되어 동작함으로써 복수의 주파수 밴드를 지원할 수 있는 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 원하는 주파수 밴드의 신호를 송수신할 수 있는 패치를 복수개 구비하고 이들 패치 중에서 하나를 경우에 따라 선택하여 급전 및 접지에 연결하도록 함으로써, 하나의 이동통신 단말기가 서로 다른 주파수 밴드를 사용하는 이동 통신망에 사용될 수 있다.
이렇게 만들어진 PIFA 안테나는 그 크기가 작아 통신 단말에 내장될 수 있으며 전자파 인체 흡수율(SAR)을 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 접지를 제공하는 접지판;
    상기 접지판과 평행한 평면상에 위치하여 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치;
    상기 제1패치와 동일평면상에 위치하는 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치;
    상기 제1패치 및 제2패치에 각각 전원을 공급하는 복수의 급전선; 및
    상기 제1패치 또는 제2패치와 상기 급전선과의 접점을 스위칭하여, 선택적으로 전원을 공급하는 접점 전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접점 전환부는
    스위치 형태를 가지며, 스위치의 절환에 따라 상기 제1패치와 상기 급전선이 연결되거나, 상기 제2패치와 상기 급전선이 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접점 전환부는
    원형으로 구성되어 180도 회전시킴으로써 상기 제1패치와 상기 급전선과의 접점 연결 또는 상기 제2패치와 상기 급전선과의 접점 연결을 선택하는 것을 특징 으로 하는 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1주파수 대역은 GSM850 대역이고 제2주파수 대역은 PCS 대역이며, 상기 제3주파수 대역은 EGSM 대역이고 제4주파수 대역은 DCS 대역인 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 소정의 제1주파수 및 제2주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제1패치와, 소정의 제3주파수 및 제4주파수 대역에서 이중공진 특성을 갖는 제2패치를 방사소자로 가지며 상기 제1패치 및 제2패치에 선택적으로 전원 및 접지를 공급하도록 구성된 안테나를 구비한 이동통신 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1주파수 대역은 GSM850 대역이고 제2주파수 대역은 PCS 대역이며, 상기 제3주파수 대역은 EGSM 대역이고 제4주파수 대역은 DCS 대역인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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