KR20070103705A

KR20070103705A - 다중 대역 안테나

Info

Publication number: KR20070103705A
Application number: KR1020070038231A
Authority: KR
Inventors: 다다시 오시야마; 히로토시 미즈노; 유스케 스즈키
Original assignee: 가부시키가이샤 요코오
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2007-10-24
Also published as: EP1848061A2; US20070249313A1; CN101060204A; EP1848061A3; JP2007288649A

Abstract

제1 주파수 대역과, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성된 다중 대역 안테나가 개시되어 있다.

제1 안테나 소자는 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성되며, 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제1 단부 및 전기적으로 개방되어 있는 제2 단부를 갖는다. 제2 안테나 소자는 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성되며, 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제3 단부와, 접지 도체에 전기적으로 접속되어 있는 제4 단부를 갖는다. 제1 안테나 소자의 전기적 길이는 제2 주파수 대역의 1/2 파장으로 설정되며, 제2 안테나 소자의 전기적 길이는 제1 주파수 대역의 1/4 파장으로 설정된다.

Description

다중 대역 안테나{MULTI-BAND ANTENNA}

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 다중 대역 안테나를 나타낸 개략도.

도 2는 도 1의 다중 대역 안테나의 변형예를 나타낸 개략도.

도 3은 도 2의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 4는 도 2의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 다중 대역 안테나의 각각의 주파수 대역에 대한 수신 효율을 나타낸 표.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 다중 대역 안테나를 나타낸 개략도.

도 7은 도 6의 다중 대역 안테나의 변형예를 나타낸 개략도.

도 8은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/32 파장으로 설정된 경우에, 도 7의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 9는 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/32 파장으로 설정된 경우에, 도 8의 정합 회로를 갖는 도 7의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 10은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/16 파장으로 설정된 경우에, 도 7의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 11은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/16 파장으로 설정 된 경우에, 도 10의 정합 회로를 갖는 도 7의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 12는 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 3/32 파장으로 설정된 경우에, 도 7의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 13은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 3/32 파장으로 설정된 경우에, 도 12의 정합 회로를 갖는 도 7의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 14는 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/8 파장으로 설정된 경우에, 도 7의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 15는 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 1/8 파장으로 설정된 경우에, 도 14의 정합 회로를 갖는 도 7의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 16은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 5/32 파장으로 설정된 경우에, 도 7의 다중 대역 안테나에서의 정합 회로의 회로도.

도 17은 공통 도전 경로의 전기적 길이가 고주파 대역의 5/32 파장으로 설정된 경우에, 도 16의 정합 회로를 갖는 도 7의 다중 대역 안테나에 의해 얻어지는 VSWR 특성 그래프.

도 18은 종래 기술의 제1 다중 대역 안테나를 나타낸 개략도.

도 19는 종래 기술의 제2 다중 대역 안테나를 나타낸 개략도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

12: 급전점

14: 접지 도체

20: 제1 안테나 소자

22, 26: 제2 안테나 소자

24: 정합 회로

본 발명은 다중 주파수 대역에서 동작하도록 구성되어 있는 단일 안테나 소자를 채택하는 다중 대역 안테나에 관한 것이다.

최근, 이동 통신이 빠르게 진보하고 있다. 이들 중, 셀룰라 폰이 소비자에게 널리 보급되고 있으며 그 크기와 중량의 감소가 진행되고 있다. 셀룰라 폰에 있어서, 일본에서는 PDC 800MHz 대역과 PDC 1.5GHz 대역이 이용되고 있으며, 유럽에서는 DCS 대역이 이용되고 있고, 북미에서는 AMPS 대역과 PCS 대역이 이용되고 있다. 각각의 지역에서, 이중 대역 시스템을 포함하는 셀룰라 폰이 주요흐름이 되고 있다. 따라서, 이들 셀룰라 폰에는, 각각의 주파수 대역을 송수신할 수 있는 안테나가 제공된다.

도 18은 종래 기술의 다중 대역 안테나의 제1 실시예를 나타낸다. 이 예에서, 저주파 대역(lower frequency band)에 대한 제1 안테나 소자(10)는, 급전점(12)에 전기적으로 접속되어 있는 일단부 "a"와; 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 일부분 "ab"와; 일부분 "ab"로부터 연장되어 있고 구불구불한 형상으로 굽어져 있는 일부분 "bc"와; 일부분 "bc"에 대하여 직교 방향으로 연장되도록 일부분 "bc"에 접속되어 있는 일부분 "cd"와; 접지 도체(14)에 접지되어 있는 타단부 "d"를 포함한다. 제1 안테나 소자(10)의 길이 "abcd"는 저주파 대역의 1/2 파장으로 설정된다. 고주파 대역에 대한 제2 안테나 소자(16)는 양쪽 안테나 소자에 대하여 공통인 도전 경로로서의 일부분 "ab"와; 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되도록 일부분 "ab"로부터 연속해 있는 일부분 "be"와; 접지 도체(14)에 대하여 평행하게 연장되도록 일부분 "be"로부터 연속해 있는 일부분 "ef"을 포함한다. 단부"f"는 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되어 있지 않고 전기적으로 개방되어 있다. 제2 안테나 소자(16)의 도전 경로 "abef"의 전기적 길이는 고주파 대역의 1/4 파장으로 설정된다. 제1 안테나 소자(10)와 제 2 안테나 소자(16)는 제2 안테나 소자(16)가 제 1 안테나 소자(10)의 일부분을 덮고 있도록 배치되어 있다.

도 19는 종래 기술의 다중 대역 안테나의 제2 실시예를 나타낸다. 이 예에서, 저주파 대역에 대한 제1 안테나 소자(10)의 구성은 도 18에 도시되어 있는 제1 실시예의 구성과 동일하다. 고주파 대역에 대한 제2 안테나 소자(18)는 제1 안테나 소자(10)의 일부분 "ab"와 "cd"의 중간부 "g"와 "h"를 접속하여 형성된다. 도전 경로 "aghd"의 전기적 길이는 고주파 대역의 1/2 파장으로 설정된다.

상술한 실시예들에서, 제1 안테나 소자(10)의 전기적 길이 "abcd"는 저주파 대역의 1/2 파장으로 설정되기 때문에 도전 경로의 길이가 비교적 길고, 구불구불한 형상에도 불구하고 넓은 설치 공간이 필요하게 된다. 저주파 대역의 상위 고조파가 고주파 대역에 포함되어 있을 경우, 제1 안테나 소자(10)와 제2 안테나 소자(16, 18)는 서로 간섭하게 되고, 그에 따라 고주파 대역에서 안테나 이득의 악화가 상당히 발생하게 된다. 예를 들어, 일본에서 이용되고 있는 주파수 대역에서는, 저주파 대역의 PDC 800MHz에 대한 제2 고조파가 고주파 대역의 PDC 1.5GHz와 부분적으로 오버랩하게 되고, 이에 의해, 안테나 특성에서의 악화가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 2개의 안테나 소자가 서로 간섭하지 않은 소형의 다중 대역 안테나를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 제1 주파수 대역과, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성되어 있는 다중 대역 안테나가 제공되며, 이 다중 대역 안테나는,

급전점과;

접지 도체와;

제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성되며, 상기 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제1 단부 및 전기적으로 개방되어 있는 제2 단부를 갖는 제1 안테나 소자와;

제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성되고 상기 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제3 단부와, 접지 도체에 전기적으로 접속되어 있는 제4 단부를 갖는 제2 안테나 소자

를 포함하며, 제1 안테나 소자의 전기적 길이는 제2 주파수 대역의 1/2 파장으로 설정되며, 제2 안테나 소자의 전기적 길이는 제1 주파수 대역의 1/4 파장으로 설정된다.

이러한 구성에서는, 제2 안테나 소자의 임피던스가 제1 주파수 대역에서 무한대가 되며, 제1 안테나 소자의 임피던스가 제2 주파수 대역에서 무한대가 된다. 따라서, 제2 안테나 소자는 제 1 안테나 소자가 통신하는 제1 주파수 대역에서의 신호와 간섭하지 않으며, 제1 안테나 소자는 제2 안테나 소자가 통신하는 제2 주파수 대역에서의 신호와 간섭하지 않는다. 따라서, 제1 안테나 소자와 제2 안테나 소자는 서로 간섭하지 않아 안테나로서 서로 독립적으로 동작할 수 있고 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역에서 만족스러운 이득을 제공할 수 있다.

제1 안테나 소자의 제1 단부로부터 제2 주파수 대역의 1/8 파장 이하인 전기적 길이를 갖는 영역과 제2 안테나 소자의 제3 단부로부터 제2 주파수 대역의 1/8 파장 이하인 전기적 길이를 갖는 영역이 공통 도전 경로를 공유할 수 있다.

이 경우, 안테나의 설치 공간이 별개의 도전 경로가 제공되는 설치 공간보다 작게 된다.

제1 안테나 소자는 제1 단부를 포함하도록 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제1 영역과, 제2 단부를 포함하도록 제1 영역에 연속해 있고 접지 도체에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 포함할 수 있다. 제2 안테나 소자는 제3 단부를 포함하도록 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제3 영역과, 제3 영역에 연속해 있고 접지 도체에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 제4 영역과, 제4 단부를 포함하도록 제4 영역에 연속해 있고 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제5 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 안테나 소자는 제2 안테나 소자의 제4 영역의 적어도 일부분과 제3 영역을 덮고 있다.

이 경우, 2개의 안테나 소자가 작은 설치 공간에 배치될 수 있다.

다중 대역 안테나는 제1 안테나 소자의 제1 단부와 제2 안테나 소자의 제3 단부 각각과 급전점을 전기적으로 접속하는 정합 회로를 더 포함하며, 이 정합 회로는 제1 안테나 소자와 제2 안테나 소자의 각각의 임피던스와 급전점의 임피던스를 매칭시키도록 동작한다.

이 경우, 제1 안테나 소자의 전기적 길이가, 제1 주파수 대역에서의 신호가 공진할 수 있는 길이로부터 약간 벗어난 경우에도, 그리고, 제2 안테나 소자의 전기적 길이가, 제2 주파수 대역에서의 신호가 공진할 수 있는 길이로부터 약간 벗어난 경우에도, 안테나들의 입력/출력 임피던스는 적절하게 조정될 수 있다.

제1 주파수 대역은 PDC 800MHz 대역, GSM 대역, AMPS 대역 중 하나일 수 있다. 제2 주파수 대역은 PDC 1.5GHz 대역, DCS 대역, PCS 대역 중 하나일 수 있다.

제2 주파수 대역이 제1 주파수 대역의 2배일 수 있다.

이러한 구성에서는, 제2 주파수 대역의 1/2 파장으로 설정된 제1 안테나 소자가 제1 주파수 대역의 약 1/4 파장을 갖고 있으며, 제2 단부가 제2 주파수 대역이 제 1 주파수 대역의 2배라는 조건 하에서 개방되어 있기 때문에, 제1 주파수 대 역에서의 신호가 공진할 수 있고, 이에 의해 높은 안테나 이득을 얻을 수 있다. 또한, 제1 주파수 대역의 1/4 파장으로 설정된 제2 안테나 소자가 제2 주파수 대역의 약 1/2 파장을 갖고 있으며, 제3 단부가 접지되어 있기 때문에, 제2 주파수 대역에서의 신호가 공진할 수 있고 이에 의해 높은 안테나 이득을 얻을 수 있다.

[실시형태]

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시형태들을 설명한다. 종래 기술의 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 표기하고 그 반복적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 다중 대역 안테나를 나타낸다. 이 실시형태에서, 저주파 대역에 대한 제1 안테나 소자(20)는 급전점(12)에 전기적으로 접속되어 있는 일단부"a"와, 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 일부분 "ai"와, 일부분 "ai"에 전기적으로 접속되어 있고 접지 도체(14)에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 일부분 "ij"와, 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되어 있지 않고 전기적으로 개방되어 있는 타단부"j"를 포함한다. 제1 안테나 소자(20)의 도전 경로 "aij"의 전기적 길이는 고주파 대역의 1/2 파장으로 설정된다.

한편, 고주파 대역에 대한 제2 안테나 소자(22)는 급전점(12)에 전기적으로 접속되어 있는 일단부 "a"와, 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 일부분 "ak"와, 일부분 "ak"에 전기적으로 접속되어 있고 접지 도체(14)에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 일부분 "kl"과, 일부분 "kl"에 전기적으로 접속되어 있고 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 "lm"을 포함한다. 단부 "a"와 "m"은 접지되어야 할 접지 도체(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 안테나 소자(22)의 도전 경로 "aklm"의 전기적 길이는 저주파 대역의 1/4 파장으로 설정된다.

제1 안테나 소자(20)의 일부분 "ai"의 길이는 제2 안테나 소자(22)의 일부분 "ak"의 길이보다 더 길게 설정된다. 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(22)는 2개의 일부분들 "ak"와 "kl"이 제1 안테나 소자(20)로 덮혀지도록 배치된다.

이 실시형태에서, 제1 안테나 소자(20)의 임피던스는 고주파 대역에서 무한대이며, 제2 안테나 소자(22)의 임피던스는 저주파 대역에서 무한대이다. 따라서, 안테나가 저주파 대역과 고주파 대역에 대하여 다중 대역 안테나로서 동작하는 경우, 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(22)는 서로 간섭하지 않고 안테나들이 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 따라서, 종래 기술의 안테나와 같은 상호 간섭으로 인한 이득 악화가 발생하지 않는다.

상술한 구성에서는 제1 안테나 소자(20) 및 제2 안테나 소자(22)의 입력/출력 임피던스와 급전점(12)의 입력/출력 임피던스를 서로 매칭할 필요가 있는 경우에, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 안테나 소자(20) 및 제2 안테나 소자(22)의 단부 "a"와 급전점(12) 사이에 정합 회로(24)가 배치될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 정합 회로(24)의 예는 적절한 LC 회로로 형성된다.

이러한 구성에서는, 저주파 대역이 GSM 대역에 있고 고주파 대역이 저주파 대역의 2배인 DCS 대역과 PCS 대역에 있도록 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(22)의 전기적 길이가 설정되었다. 이 후, 이들의 VSWR 특성 길이를 측정하였다. 그 결과, 도 4에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2 이하가 되는 만족스러운 특성을 얻었다. DCS 대역과 PCS 대역을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 약 4 이하였다. 따라서, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 있다는 결과를 얻었다. 도 5의 (1)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 88.95%, DCS 대역에서 57.29%, PCS 대역에서 48.78%였으며, 어떠한 주파수 대역에서도 충분한 안테나 효율이 얻어졌다.

이하, 본 발명의 제2 실시형태를 설명한다. 제1 실시형태에서의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표기하였으며, 그 반복적인 설명은 생략한다.

이 실시형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 저주파 대역에 대한 제1 안테나 소자(20)의 일부분 "ai"를 부분적으로 공유하는 도전 경로를 이용함으로써, 고주파 대역에 대한 제2 안테나 소자(26)의 일부분 "ak"을 형성한다. 저주파 대역에 대한 제1 안테나 소자(20)는 제1 실시형태의 것과 동일하다. 제2 안테나 소자(26)는 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 일부분 "ak"와, 이 일부분 "ak"에 접속되어 있고 접지 도체(14)에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 일부분 "kl"과, 이 일부분 "kl"에 접속되어 있고 접지 도체(14)에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 일부분 "lm"을 포함한다.

공통 도전 경로 "ak"에서, 제1 안테나 소자(20)의 임피던스는 고주파수에서 무한대이며, 제2 안테나 소자(26)의 임피던스는 저주파수에서 무한대이다. 따라서, 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(26)는 서로 간섭하지 않으며 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 따라서, 종래 기술의 안테나와 같은 상호 간섭으로 인한 이득 악화가 발생하지 않는다. 또한, 일부분 "ak"는 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(26)에 의해 공유되기 때문에, 안테나의 크기 축소가 용이하게 이루어질 수 있다.

상술한 구성에서는, 제1 안테나 소자(20) 및 제2 안테나 소자(22)의 입력/출력 임피던스와 급전점(12)의 입력/출력 임피던스를 서로 매칭할 필요가 있는 경우에, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 안테나 소자(20) 및 제2 안테나 소자(22)의 단부 "a"와 급전점(12) 사이에 정합 회로(24)가 배치될 수 있다. 정합 회로(24)는 도 8에 도시한 적절한 LC 회로로 형성된다. 이 회로를 구성하는 소자들의 각각의 값은 공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"에 기초하여 조정된다.

이러한 안테나 구성에서는, 저주파 대역이 GSM 대역에 있고 고주파 대역이 저주파 대역의 2배인 DCS 대역과 PCS 대역에 있도록 제1 안테나 소자(20)와 제2 안테나 소자(22)의 전기적 길이가 설정되었으며, 또한 공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"는 변경시켰으며, 정합 회로(24)의 상수는 적절하게 설정하였다. 이 후, 이들의 VSWR 특성 길이를 측정하였다.

그 결과, 공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"를 고주파 대역의 1/32 파장으로 설정한 경우, 도 9에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2 이하가 되는 만족스러운 특성을 얻었다. DCS 대역과 PCS 대역 을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 약 4 이하였으며, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 있다는 결과를 얻었다. 도 5의 (2)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 87.13%, DCS 대역에서 57.51%, PCS 대역에서 46.37%였으며, 어떠한 주파수 대역에서도 충분한 안테나 효율이 얻어졌다.

공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"를 고주파 대역의 1/16 파장으로 설정한 경우(도 10은 이 경우에서의 정합 회로(24)의 일례를 나타낸다), 도 11에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2 이하가 되는 만족스러운 특성을 얻었다. DCS 대역과 PCS 대역을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 약 4 이하였으며, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 있다는 결과를 얻었다. 도 5의 (3)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 86.11%, DCS 대역에서 59.79%, PCS 대역에서 48.87%였으며, 어떠한 주파수 대역에서도 충분한 안테나 효율이 얻어졌다.

공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"를 고주파 대역의 3/32 파장으로 설정한 경우(도 12는 이 경우에서의 정합 회로(24)의 일례를 나타낸다), 도 13에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2 이하가 되는 만족스러운 특성을 얻었다. DCS 대역과 PCS 대역을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 약 4 이하였으며, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 있다는 결과 를 얻었다. 도 5의 (4)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 85.77%, DCS 대역에서 53.91%, PCS 대역에서 44.96%였으며, 어떠한 주파수 대역에서도 충분한 안테나 효율이 얻어졌다.

공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"를 고주파 대역의 1/8 파장으로 설정한 경우(도 14는 이 경우에서의 정합 회로(24)의 일례를 나타낸다), 도 15에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2 이하가 되는 만족스러운 특성을 얻었다. DCS 대역과 PCS 대역을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 약 4 이하였으며, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 있다는 결과를 얻었다. 도 5의 (5)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 84.84%, DCS 대역에서 53.52%, PCS 대역에서 45.11%였으며, 어떠한 주파수 대역에서도 충분한 안테나 효율이 얻어졌다.

그러나, 공통 도전 경로의 전기적 길이 "ak"를 고주파 대역의 5/32 파장으로 설정한 경우(도 16은 이 경우에서의 정합 회로(24)의 일례를 나타낸다), 도 17에 도시한 바와 같이, GSM 대역의 880 내지 960 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 2보다 훨씬 컸다. DCS 대역과 PCS 대역을 커버하는 1710 내지 1990 MHz인 주파수 범위에서는 VSWR이 4 보다 훨씬 컸으며, 이 안테나는 GSM 대역과 DCS 대역 및/또는 PCS 대역에 대한 다중 대역 안테나로서 충분히 이용될 수 없었다. 도 5의 (6)에 도시한 바와 같이, 수신 효율에 있어서는, 평균 효율로서, GSM 대역에서 81.70%, DCS 대역에서 46.33%였기 때문에, 이들 주파수 범위에서는 수신 효율에 아무런 문제가 없었 다. 그러나, PCS 대역에서 39.47%였기 때문에, 수신 효율이 충분하지 못했다. 따라서, 공통 도전 경로의 적절한 전기적 길이 "ak"는 고주파 대역의 1/8 이하의 파장이다.

제2 실시형태에서, 제2 안테나 소자(26)의 일부분 "ak"는 제1 안테나 소자(20)의 직교 부분 "ai"와 공통되는 도전 경로를 이용하여 형성한다. 그러나, 제2 안테나 소자(26)의 일부분 "ak"의 일부만을 공통 도전 경로를 이용하여 형성할 수도 있다.

상술한 실시형태에서는, 주파수 범위에 있어서, GSM 대역을 저주파 대역으로서 설정하며, DCS 대역과 PCS 대역을 고주파 대역으로서 설정한다. 그러나, PDC 800 MHz 대역, GSM 대역 및 AMPS 대역 중 어느 한 대역을 저주파 대역으로서 설정할 수 있고, PDC 1.5 GHz 대역, DCS 대역 및 PCS 대역 중 어느 한 대역을 고주파 대역으로서 설정할 수 있다. 추가로, 저주파 대역과 고주파 대역 각각은 복수의 주파수 대역에 포함될 수 있다. 또한, 저주파 대역과 고주파 대역은 셀룰라폰용 주파수 대역으로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 다른 이동 통신용 주파수 대역이 선택될 수 있다.

본 발명의 일부 예시적인 실시형태만을 위에서 설명하였지만, 본 발명의 신규 교시 내용 및 이점에 본질적으로 벗어남이 없이 예시적인 실시형태에서의 많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변형도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이다.

여기서는 2006년 4월 19일자로 출원된 명세서, 도면 및 청구범위를 포함하는 일본 특허 출원 번호 제2006-115489호 전체를 참조로서 포함한다.

본 발명의 구성에 따르면, 여러개의 안테나 소자가 서로 간섭하지 않고 독립적으로 동작할 수 있어, 종래 기술의 안테나와 같은 상호 간섭으로 인한 이득 악화가 발생하지 않으며, 보다 축소된 공간에서도 다중 대역 안테나를 설치하는 것이 가능하게 된다.

Claims

제1 주파수 대역과, 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성되어 있는 다중 대역 안테나로서,

급전점과;

접지 도체와;

상기 제1 주파수 대역에서 동작하도록 구성되며, 상기 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제1 단부 및 전기적으로 개방되어 있는 제2 단부를 갖는 제1 안테나 소자와;

상기 제2 주파수 대역에서 동작하도록 구성되며, 상기 급전점에 전기적으로 접속되어 있는 제3 단부 및 상기 접지 도체에 전기적으로 접속되어 있는 제4 단부를 갖는 제2 안테나 소자

를 포함하며,

상기 제1 안테나 소자의 전기적 길이는 상기 제2 주파수 대역의 1/2 파장으로 설정되며, 상기 제2 안테나 소자의 전기적 길이는 상기 제1 주파수 대역의 1/4 파장으로 설정되는 것인 다중 대역 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제2 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역의 2배인 것인 다중 대역 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 소자의 제1 단부로부터 상기 제2 주파수 대역의 1/8 파장 이하인 전기적 길이를 갖는 영역과, 상기 제2 안테나 소자의 제3 단부로부터 상기 제2 주파수 대역의 1/8 파장 이하인 전기적 길이를 갖는 영역이 공통 도전 경로를 공유하는 것인 다중 대역 안테나.
제1항에 있어서,

상기 제1 안테나 소자는 상기 제1 단부를 포함하도록 상기 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제1 영역과, 상기 제2 단부를 포함하도록 상기 제1 영역에 연속해 있고 상기 접지 도체에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 제2 영역을 포함하며,

상기 제2 안테나 소자는 상기 제3 단부를 포함하도록 상기 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제3 영역과, 상기 제3 영역에 연속해 있고 상기 접지 도체에 대하여 평행 방향으로 연장되어 있는 제4 영역과, 상기 제4 단부를 포함하도록 상기 제4 영역에 연속해 있고 상기 접지 도체에 대하여 직교 방향으로 연장되어 있는 제5 영역을 포함하며,

상기 제1 안테나 소자는 상기 제2 안테나 소자의 상기 제4 영역의 적어도 일부분과 상기 제3 영역을 덮고 있는 것인 다중 대역 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 소자의 상기 제1 단부와 상기 제2 안테나 소자의 상기 제3 단부 각각과 상기 급전점을 전기적으로 접속하는 정합 회로를 더 포함하며, 상기 정합 회로는 상기 제1 안테나 소자와 상기 제2 안테나 소자 각각의 임피던스와 상기 급전점의 임피던스를 매칭시키도록 동작하는 것인 다중 대역 안테나.
제1항에 있어서, 상기 제1 주파수 대역은 PDC 800MHz 대역, GSM 대역, AMPS 대역 중 하나이며, 상기 제2 주파수 대역은 PDC 1.5GHz 대역, DCS 대역, PCS 대역 중 하나인 것인 다중 대역 안테나.