KR20080073545A - 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나 - Google Patents

넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나 Download PDF

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KR20080073545A
KR20080073545A KR1020070012275A KR20070012275A KR20080073545A KR 20080073545 A KR20080073545 A KR 20080073545A KR 1020070012275 A KR1020070012275 A KR 1020070012275A KR 20070012275 A KR20070012275 A KR 20070012275A KR 20080073545 A KR20080073545 A KR 20080073545A
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곽경섭
최재훈
김원섭
박훈
홍석진
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인하대학교 산학협력단
한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따르면, 기판; 기판 상면에 형성되고 외부 전자기신호가 인입되는 급전면; 기판 상면에 형성되고 절곡된 경사부를 가지며, 경사부가 급전면과 연결되어 인입된 전자기신호를 전자기파 형태로 방사하는 복사면; 및 기판 저면에 형성되고 일측면에 노치홈이 형성된 접지면을 포함하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나가 제공된다. 개시된 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나에 따르면, 본 발명의 안테나가 설치된 하나의 단말기를 통해 서로 다른 다중 이동통신 서비스 즉, PCS, DCS1800, DSC1900, UMTS, S-DMB의 이용이 가능하며, 마이크로스트립 급전을 채택한 패치 안테나를 기본 구조로 함으로써 안테나의 소형화 제작이 가능하고 대량 생산이 용이한 이점이 있다.
급전면, 복사면, 경사부, 접지면, 평판형 모노폴 안테나, 단말용, 광대역

Description

넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나{Planar monopole antenna with wide impedance bandwidth for mobile handset application}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나의 평면도,
도 2는 도 1의 저면도,
도 3은 도 1의 경사길이(Lα)에 따른 주파수 대 정재파비(VSWR) 측정 결과 그래프,
도 4는 도 2의 접지면 노치길이(Wn1,Wn2)에 따른 주파수 대 정재파비(VSWR) 측정 결과 그래프,
도 5는 도 4의 2번 경우 주파수 대 정재파비(VSWR)의 시뮬레이션 및 측정 결과 비교 그래프,
도 6은 도 4의 2번 경우에 있어서 주파수 대 이득 측정 결과 그래프,
도 7은 도 4의 2번 경우에 있어서 주파수에 따른 복사 패턴 측정 결과 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나
110...기판 120...급전면
130...복사면 131...경사부
132...절곡 지점 140...접지면
141...노치홈 150...경계 지점
본 발명은 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초광대역(UWB;Ultra-WideBand) 이동통신 서비스를 제공하기 위한 단말기용 평판형 모노폴 안테나에 관한 것이다.
초광대역(UWB) 시스템은 일반적으로 중심 주파수의 20% 이상의 점유 대역폭을 차지하는 시스템, 혹은 500MHz 이상의 점유 대역폭을 차지하는 무선 전송 기술 시스템으로 정의된다.
2002년 2월 미국 연방통신위원회(FCC;Federal Communication Commission)는 UWB(3.1GHz ~ 10.6 GHz)의 상용적인 사용을 허가함에 따라 미국의 군사용 무선 기술로 개발되던 기술이 일반 통신 시스템 분야에도 개방되었다.
이러한 UWB 시스템은 반송파를 이용하지 않고 펄스 변조한 신호를 그대로 공간에 복사하는 방식이며, 기존의 무선 통신의 영역 이외의 거리 계측(Location Awareness)이나 레이더 기술에도 응용이 가능한 장점이 있다.
UWB 시스템은 디지털 부호 정보를 나노 세컨드(10-9) 이하의 매우 짧은 폭을 가지는 임펄스 신호로 변환해서 무선으로 전송하는 기술로서, 광통신과 같은 수백 Mbps의 초고속 통신이 가능함은 물론이며, 매우 낮은 송신 전력의 사용으로 기존 무선 통신 방식에 비해 배터리를 수십 배 이상 오랜 시간 사용할 수 있을 뿐 아니라 송수신 장치 또한 획기적으로 소형화할 수 있으므로 기존의 무선 통신 한계를 극복할 수 있는 기술로 기대되고 있다.
이러한 UWB 시스템에 있어서의 통신 신호는 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있으므로 주파수 영역에서의 전력 밀도 값을 아주 작은 값으로 할 수 있어 다른 통신 신호가 존재하는 주파수 대역과 중첩되어 사용되더라도 상호 간의 신호 간섭을 거의 주지 않을 수 있는 이점이 있다.
초기에 제안된 UWB 통신 신호는 아주 짧은 신호 펄스를 사용함으로써 넓은 주파수 대역을 얻었으나 현재는 CDMA(Code Division Multiple Access;부호 분할 다중 접속), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;직교 주파수 분할 다중) 등의 여러 가지 변형된 형태의 UWB 방식이 적용되고 있다.
한편, 이상과 같은 UWB 시스템은 이미 다른 시스템이 사용하고 있는 주파수를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있으며, 또한 매우 낮은 전력으로 고속의 통신이 가능하고, 장애물 투과 특성이 우수한 장점이 있다.
이러한 장점에 의해 상기 UWB 시스템은 무선 홈 네트워크 등 차세대 개인 영역 무선 통신(Wireless Personal Area Network) 분야에 널리 적용될 것으로 예상되 고 있다.
현재 전세계적으로 아날로그/디지털 통신 기술의 급속한 발전으로 인해 PCS, DCS1800, DCS1900, UMTS 등의 다양한 종류의 이동 통신 서비스가 시행되고 있으며, 차세대 이동 통신 서비스인 DMB(Digital Multimedia Broadcasting;디지털 멀티미디어 방송) 서비스 또한 제공되고 있다. 또한, 이러한 이동 통신 서비스에 이용되는 단말기는 소형화, 다기능화, 경량화 및 저전력화를 목표로 발전되어 오고 있다..
한편, 기지국 및 단말기에 있어서 안테나는 신호 입출력의 처음과 끝을 담당하며 통화 품질을 결정하는 핵심 부품에 해당되는 것으로서 무선 통신에 있어 필수적인 구성 요소이다.
특히, 소형 안테나는 장착되는 단말기의 형태 및 재질에 따라 성능이 변화하므로 다른 핵심 부품들과는 달리 최적의 성능을 얻기 위해서 단말기 모델에 따라 설계, 디자인 등이 달리 구성되어야 하는 어려움이 있다.
또한, 단일 주파수 대역을 이용하는 이동 통신 서비스와는 달리 전세계 어디서나 통신 가능한 서비스가 요구되고 있으며, 이를 위해 하나의 단말기를 이용하여 서로 다른 다중 이동통신 서비스를 제공받을 수 있는 방법의 개발이 요구된다.
이러한 다중 서비스용 단말기에 장착되는 안테나 및 각종 부품들은 기존의 크기 및 전기적 규격을 만족하면서 다중 주파수 대역에서 정상적으로 동작하여야 하므로 설계, 개발 및 제작에 어려움이 있다.
특히, 안테나에 있어서, PCS(1750MHz~1870MHz) 및 DMB(2605MHz~2655MHz)와 같은 이동통신 서비스는 그 중심 주파수가 각각 1GHz 정도 떨어져 있으며, 각각의 중심 주파수가 서로의 하모닉(Harmonics) 성분에 대해 정수 배가 아니기 때문에 기존의 안테나에 정합 회로만을 설계하는 것으로는 다중 주파수 대역에서 공용적으로 사용하기 어려우며 대량 생산 즉 양산의 효율성을 저하시킬 수 있다.
또한, 소형 안테나는 단말기 외부 면의 최소 면적에 위치 및 설치되어야 하는 특성상 서로 다른 다수 형태의 안테나를 장착할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 하나의 단말기를 통해 서로 다른 다중 이동통신 서비스 즉, PCS, DCS1800, DSC1900, UMTS, S-DMB의 이용이 가능하며, 소형화 제작 가능하고 대량 생산이 용이한 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나는, 기판; 상기 기판 상면에 형성되고 외부 전자기신호가 인입되는 급전면; 상기 기판 상면에 형성되고 절곡된 경사부를 가지며, 상기 경사부가 상기 급전면과 연결되어 상기 인입된 전자기신호를 전자기파 형태로 방사하는 복사면; 및 상기 기판 저면에 형성되고 일측면에 노치홈이 형성된 접지면을 포함한다.
또한, 상기 복사면은, 상기 기판의 상면 일측에 형성되고 상기 기판 중앙을 향해 절곡된 경사부를 가지며, 상기 급전면은, 상기 경사부의 절곡 지점과 연결되어 상기 기판 일측과 반대되는 타측으로 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 경사부는, 'V'자 형이며, 상기 급전면은, 상기 'V'자 형의 절곡 지점과 연결될 수 있다.
또한, 상기 접지면은, 상기 기판의 상하방향에 대해 상기 기판 상면의 복사면과 중첩되지 않도록, 상기 복사면의 경사부 및 상기 급전면 간 연결되는 경계 지점을 기준으로 상기 복사면이 위치하지 않은 기판 상면에 대응되는 기판 저면에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 접지면은, 상기 경계 지점과 대응되는 일측면에 노치홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 노치홈은, 상기 일측면 양 가장자리에 각각 형성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나의 평면도, 도 2는 도 1의 저면도, 도 3은 도 1의 경사길이(Lα)에 따른 주파수 대 정재파비(VSWR) 측정 결과 그래프이다.
또한, 도 4는 도 2의 접지면 노치길이(Wn1,Wn2)에 따른 주파수 대 정재파비(VSWR) 측정 결과 그래프, 도 5는 도 4의 2번 경우 주파수 대 정재파비(VSWR)의 시뮬레이션 및 측정 결과 비교 그래프, 도 6은 도 4의 2번 경우에 있어서 주파수 대 이득 측정 결과 그래프, 도 7은 도 4의 2번 경우에 있어서 주파수에 따른 복사 패턴 측정 결과 그래프이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나(100)는, 기판(110), 급전면(120), 복사면(130) 및 접지면(140)을 포함한다.
상기 기판(110)은 일반적인 회로 기판으로서, 그 재질은 FR-4 기판일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
이러한 상기 FR-4 기판의 상면과 저면에는 동박(Copper)층이 형성되어 있으며, 상기 동박층에 에칭 등의 표면처리를 수행함에 따라 다양한 패턴의 회로를 구현할 수 있다. 즉, 상술한 표면처리 등의 방식을 통해 상기 기판(110) 상면에는 상기 급전면(120) 및 복사면(130) 패턴이 형성될 수 있고 또한 기판(110) 저면에는 상기 접지면(140) 패턴이 형성될 수 있는데, 패턴 형성 방식은 상술한 바로 한정되지 않으며 보다 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 급전면(120)은 상기 기판(110) 상면에 형성되고 외부 전자기신호가 인입되는 부분이다.
그리고, 상기 복사면(130)은 상기 기판(110) 상면에 형성되고 절곡된 경사부(131)를 가지며, 상기 경사부(131)가 상기 급전면(120)과 연결되어 상기 인입된 전자기신호를 전자기파 형태로 방사할 수 있다.
더 상세하게는, 상기 복사면(130)은, 도 1과 같이 상기 기판(110)의 상면 일측에 형성되고 상기 기판(110) 중앙을 향해 절곡된 상술한 경사부(131)를 가진다.
물론, 상기 경사부(131)는 도 1과 같이 상기 기판(110) 상면에서 평면적으로 바라본 상태에서 보여지는 절곡된 형상을 의미한다.
여기서, 상기 경사부(131)는, 도시된 바와 같이 기판(110) 상면에서 바라봤을 때 보여지는 모습이 'V'자 형일 수 있으며, 이때 상기 급전면(120)은 상기 'V'자 형의 절곡 지점(132)과 연결될 수 있다.
즉, 상기 급전면(120)은, 상기 경사부(131)의 절곡 지점(132)과 연결되어 상기 기판(110) 일측과 반대되는 타측으로 연장 형성될 수 있다.
이러한 상기 급전면(120)의 연장된 타측 말단부위에서 인입되는 상기 외부 전자기신호는 상기 급전면(120) 신호라인을 경유하여 상기 복사면(130)을 통해 전자기파 형태로 방사될 수 있다.
이상과 같은 복사면(130)의 절곡 지점(132)을 기준으로 상기 경사부(131)의 경사진 길이인 경사길이(Lα)를 변화시킴에 따라 고주파 대역의 임피던스 매칭을 조절할 수 있다.
한편, 상기 접지면(140)은 도 2와 같이 상기 기판(110) 저면에 형성되고 일측면에 노치홈(141)이 형성된 부분이다.
여기서, 상기 접지면(140)은, 상기 경계 지점(150)과 대응되는 일측면에 상기 노치홈(141)이 형성될 수 있으며, 또한 상기 노치홈(141)은 상기 일측면 양 가장자리에 각각 개별 형성되어 한 쌍으로 존재할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 이러한 상기 노치홈(141) 또한 도 2와 같이 상기 기판(110) 저면에서 평면적으로 바라봤을 때 보여지는 홈 형상을 의미한다.
그리고, 상기 노치홈(141)의 형태는 도시된 사각형 형상 이외의 다양한 형상으로 변경될 수 있음은 당업자에 의해 자명한 사실이다.
이상과 같은 상기 양 노치홈(141)의 홈폭(Wn1 또는 Wn2) 조절을 이용하여 저주파 대역의 임피던스 매칭을 조절할 수 있다.
이러한 상기 접지면(140)은 상기 기판(110)의 상하방향에 대해 상기 기판(110) 상면의 복사면(130)과 중첩되지 않도록, 상기 복사면(130)의 경사부(131) 및 상기 급전면(120) 간 연결되는 경계 지점(150)을 기준으로 상기 복사면(130)이 위치하지 않은 기판(110) 상면에 대응되는 기판(110) 저면에 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 상기 접지면(140)이 상기 복사면(130)과 상호 중첩됨 없도록 상기 기판(110) 저면 일부에만 형성되도록 하는 것은, 상기 복사면(130)에 의해 복사되는 전자기파가 상기 접지면(140)에 의해 차폐됨 없이 방출될 수 있도록 하기 위함이며, 이에 따르면 일반적인 모노폴(monopole) 안테나와 유사한 성능의 전방향성의 복사 특성을 얻을 수 있다.
이하에서는 이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나(100)의 주파수 특성 등의 성능 실험에 관해 도 3 내지 도 7의 계측 결과 또는 시뮬레이션 결과를 참고로 하여 상세히 알아보고자 한다.
사용된 상기 기판(110)의 종류는 FR-4 기판이며, 두께(h)는 0.8mm, 유전율(εr)은 4.4, 기판(110)의 상면 및 저면에 형성된 동박층 두께(t)는 35㎛이다.
여기서, 상기 동박층 두께(t)는 상술한 바와 같이 상기 기판(110) 상면 또는 저면에 형성된 복사면(130), 급전면(120) 및 접지면(140)의 두께를 의미한다.
도 3은 [Wsub=40㎜, Lsub=80, Wf=1.5㎜, Lgnd=60㎜, Wn1=20, Wn2=20, Ln=1]의 실험조건 하에서 상기 복사면(130)에 형성된 경사부(131) 기울기와 관련 있는 경사길이(Lα) 값을 0㎜, 2㎜, 4㎜로 각각 변경한 경우, 본 발명에 따른 평판형 모노폴 안테나(100)에 관한 주파수 대 정재파비(VSWR;Voltage Standing Wave Ratio) 측정 결과를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 0㎜, 2㎜, 4㎜의 2㎜ 간격으로 상기 경사길이(Lα)를 변화(증가)시킴에 따라 대략 5GHz 내지 9GHz 범위의 고주파 대역에서의 임피던스 정 합 특성이 향상됨을 알 수 있다.
도 4는 [Wsub=40㎜, Lsub=80, Wf=1.5㎜, Lgnd=60㎜, Ln=1, Lα=4㎜]의 실험조건 하에서, 상기 접지면(140)에 형성된 노치홈(141)의 노치길이(Wn1, Wn2) 값을 (20㎜, 20㎜), (12㎜, 11.5㎜), (0㎜, 0㎜)로 각각 변경한 경우, 본 발명에 따른 평판형 모노폴 안테나(100)에 관한 주파수 대 정재파비(VSWR) 측정 결과를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 접지면(140)에 형성된 노치홈(141)의 노치길이(Wn1, Wn2) 변화에 따라 대략 2GHz 내지 6GHz 범위의 저주파 대역에서의 임피던스 정합 특성이 향상됨을 알 수 있다.
도 5는 이상과 같은 도 3과 도 4의 측정 결과를 토대로 최적의 조건인 [sub=40㎜, Lsub=80, Wf=1.5㎜, Lgnd=60㎜, Ln=1, Lα=4㎜, Wn1=12㎜, Wn2=11.5㎜]의 실험조건 하에서, 본 발명에 따른 평판형 모노폴 안테나(100)에 관한 주파수 대 정재파비(VSWR)의 시뮬레이션 결과 및 측정 결과의 비교 데이터이다.
보통, 제작된 기판(110)상의 복사면(130), 급전면(120), 접지면(140) 등의 패치 크기의 오차, 실험 과정상의 오차, 계측기상의 오차 등으로 인하여 컴퓨터 시뮬레이션 결과보다는 실제 측정 결과 데이터 값의 정재파비 특성이 저조할 수 있으나, 도 5의 측정 결과 데이터를 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 평판형 모노폴 안테나(100)의 주파수 대 정재파비(VSWR) 값은 대략 1.66GHz 내지 11.5GHz 범위에서 '2' 이하의 우수한 광대역 정합 특성을 나타냄을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나(100)의 주파수 대 이득(dBi) 측정 데이터로서, 2GHz 내지 8GHz 범위의 전체 대역에 관해 전반적으로 양호한 이득을 나타내고 있으며 광대역 안테나에 적용되기 우수한 적합한 특성을 가짐을 알 수 있다.
또한, 이러한 특성에 따르면 FCC(Federal Communication Commission) 규정에 따라 UWB 통신 대역으로 할당된 3.1GHz 내지 10.6GHz의 주파수 범위를 만족함은 물론이며, 보다 넓은 주파수 대역 또한 커버할 수 있음에 따라 하나의 안테나 모듈을 통해 PCS(Personal Communication System;1750~1870MHz), DCS1800(Digital Communication System;1710~1880MHz), DCS1900(Digital Communication System;1850~1990MHz), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System;1920~2170MHz), S-DMB(Satellite Digital Mobile Broadcasting;2605~2655MHz) 등의 다양한 이동통신 서비스 제공에 적용될 수 있음은 물론이며, 이는 곧 본 발명에 따른 평판형 모노폴 안테나(100)가 설치된 하나의 단말기를 이용하여 상기 상술한 다양한 이동통신 서비스를 제공받을 수 있음은 의미한다.
그리고 이러한 상기 UWB 대역은 주파수 허가를 받지 않고 자유롭게 쓸 수 있으므로 홈네트워크 가전제품과 휴대폰 등의 정보기기 간 자유로운 네트워킹이 가능하며 또한 상술한 다양한 이동통신 서비스를 포함할 수 있으므로 이를 토대로 이동통신 산업화가 가능한 이점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테 나(100)의 주파수에 따른 안테나 복사 패턴에 관한 것으로서, 이러한 도 7의 (a), (b), (c), (d)는 각각 2GHz, 4GHz, 6GHz, 8GHz 주파수에 관한 안테나 복사 패턴을 나타낸 것이다.
즉, 본 발명에 따르면 상기 복사면(130)과 접지면(140)이 서로 중첩됨이 없도록 상기 접지면(140)을 상기 기판(110) 저면 일부에만 형성되도록 설계함에 따라 상기 복사면(130)에 의해 복사되는 전자기파가 상기 접지면(140)에 의해 차폐됨 없이 방출될 수 있으며 이에 따라 일반적인 모노폴 안테나와 유사한 전방향성의 특성을 가질 수 있음을 확인할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 상기 복사면(130)에 형성된 경사부(131)의 경사길이(Lα)를 변화시킴에 따라 고주파 대역의 임피던스 매칭을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 접지면(140)에 형성된 노치홈(141)의 홈폭(Wn1 또는 Wn2)을 변화시킴에 따라 저주파 대역이 임피던스 매칭을 조절할 수 있으며, 이러한 방법을 이용하여 본 발명의 평판형 모노폴 안테나(100)의 정합 대역폭을 확장시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 복사면(130)에 경사진 패치를 형성함으로써 고주파 대역에서 대역폭을 확장시킬 수 있고, 또한 노치된 형태의 접지면(140)을 형성함으로써 저주파 대역까지 대역폭을 확장시킬 수 있어, 결론적으로 광대역 특성을 갖는 안테나의 구현이 가능한 이점이 있으며, 마이크로스트립(Microstrip) 급전을 채택한 패치 안테나를 기본 구조로 함으로써 안테나의 경량화 및 소형화 가능하고 대량 생산에 적합하다.
물론, 안테나 특성의 향상의 목적으로 상기 복사면(130)의 경사부(131) 형태 또는 상기 접지면(140)의 노치홈(141) 형태를 변경시키는 것은 당업자에 의해 자명한 사실이며 이러한 변형은 본 발명의 기술 범주에 속한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 안테나 기판 상면의 복사면에 형성된 경사부의 경사길이를 변화시킴에 따라 고주파 대역의 임피던스 매칭을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 기판 저면의 접지면에 형성된 노치홈의 홈폭 조절에 의해 저주파 대역의 임피던스 매칭을 조절할 수 있으며, 이에 따라 광대역 특성을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나의 구현이 가능하다.
둘째, 마이크로스트립 급전을 채택한 패치 안테나를 기본 구조로 함으로써 안테나의 경량화 및 소형화 가능하고 대량 생산에 적합하다.
셋째, FCC 규정에 따라 UWB 통신 대역으로 할당된 3.1GHz 내지 10.6 GHz의 주파수 범위를 만족하며 또한 이보다 넓은 주파수 대역 또한 커버할 수 있음에 따라 본 발명에 따른 평판형 모노폴 안테나가 설치된 하나의 단말기를 이용하여 다양 한 이동통신 서비스(DCS1800, DCS1900, PCS, UNTS, S-DMB 등)를 제공받을 수 있음은 물론이다.
넷째, 복사면과 접지면이 서로 중첩됨이 없도록, 상기 접지면을 기판 저면 일부에만 형성되도록 함에 따라 복사면을 통해 복사되는 전자기파가 상기 접지면에 의해 차폐되지 않으며, 이에 따라 일반적인 모노폴 안테나와 유사한 전방향성의 특성을 가질 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판 상면에 형성되고 외부 전자기신호가 인입되는 급전면;
    상기 기판 상면에 형성되고 절곡된 경사부를 가지며, 상기 경사부가 상기 급전면과 연결되어 상기 인입된 전자기신호를 전자기파 형태로 방사하는 복사면; 및
    상기 기판 저면에 형성되고 일측면에 노치홈이 형성된 접지면을 포함하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 복사면은,
    상기 기판의 상면 일측에 형성되고 상기 기판 중앙을 향해 절곡된 경사부를 가지며,
    상기 급전면은,
    상기 경사부의 절곡 지점과 연결되어 상기 기판 일측과 반대되는 타측으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 경사부는,
    'V'자 형이며,
    상기 급전면은,
    상기 'V'자 형의 절곡 지점과 연결된 것을 특징으로 하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 접지면은,
    상기 기판의 상하방향에 대해 상기 기판 상면의 복사면과 중첩되지 않도록, 상기 복사면의 경사부 및 상기 급전면 간 연결되는 경계 지점을 기준으로 상기 복사면이 위치하지 않은 기판 상면에 대응되는 기판 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
  5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 접지면은,
    상기 경계 지점과 대응되는 일측면에 노치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 노치홈은,
    상기 일측면 양 가장자리에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 넓은 정합 대역폭을 갖는 단말용 평판형 모노폴 안테나.
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