KR20090061152A - 루프 안테나 - Google Patents

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Abstract

루프 안테나가 개시된다. 루프 안테나는 내부공간을 형성하는 루프를 포함하는 외부패턴과, 루프의 일단에 연결되어 신호를 입력하는 제1 입력부와, 루프의 타단에 연결되며 그라운드와 연결된 제2 입력부와, 내부공간에 위치하고, 제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 내부패턴을 포함한다. 그리고 제1 단부는 루프와 연결되어 있고 제2 단부는 루프와 이격되어 있다. 이와 같은 루프 안테나에 의해서 안테나의 크기를 크게 하지 않고서도 대역폭을 크게 할 수 있다.
루프, 안테나, 대역폭,

Description

루프 안테나{LOOP ANTENNA}
본 발명은 루프 안테나에 관한 것이다.
최근 들어 휴대 전화기 또는 PDA(Personal Digital Assistant) 등과 같은 휴대 단말기는 단순히 메시지를 전달하는 기능을 넘어서 다양한 기능을 구비하고 있다. 예를 들어, 휴대 단말기는 음악 또는 동영상의 재생 및 편집, 사진의 촬영 및 편집, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 방송의 수신 그리고 결재 수단 등으로서 활용되고 있다. 그리고 휴대 단말기가 결재를 위해 사용되는 경우 근거리 통신을 위해 루프 안테나(loop antenna)가 주로 사용되고 있다.
루프 안테나는 루프의 코일 성분인 인덕턴스와 콘덴서 성분을 이용하여 공진 특성을 얻게 되는데, 이때에는 공진점이 샤프하여 공진 대역폭이 좁고 이득(gain)이 낮은 단점이 있다. 그리고 루프 안테나에서 공진 대역폭을 크게 하기 위해서는 루프의 코일 성분을 크게 해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 안테나의 체적을 일정하게 유지하면서도 성능을 개선할 수 있는 루프 안테나를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 루프 안테나는, 내부공간을 형성하는 루프를 포함하는 외부패턴과, 루프의 일단에 연결되어 신호를 입력하는 제1 입력부와, 루프의 타단에 연결되며 그라운드와 연결된 제2 입력부와, 내부공간에 위치하고, 제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 내부패턴을 포함하고, 제1 단부는 루프와 연결되어 있고 제2 단부는 루프와 이격되어 있다.
본 발명에 따른 루프 안테나의 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면 내부패턴은 제1 단부 및 제2 단부의 사이에 위치하는 절곡부를 구비할 수 있다. 그리고 내부패턴은 "V"형상을 가질 수 있다. 외부패턴은 서로 평행한 두 쌍의 변을 가지고, 절곡부는 서로 평행한 한 쌍의 변의 중심을 각각 지나는 중심선 상에 위치할 수 있다.
외부패턴은 사각 형상을 가지고, 사각 형상은 모따기(chamfering)된 2개의 모서리를 가질 수 있다. 또한, 모따기된 2개의 모서리는 서로 인접하는 모서리에 형성될 수 있다. 그리고 외부패턴은 단차를 구비할 수 있다.
본 발명은 안테나의 체적을 일정하게 유지하면서도 성능을 개선할 수 있는 루프 안테나를 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프 안테나(100)를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프 안테나(100)는 외부패 턴(120) 및 외부패턴(120)의 내부공간(124)에 위치하는 내부패턴(180)으로 이루어진다.
외부패턴(120)은 복수 개의 루프(122)를 포함하고 있으며, 각각의 루프(122)는 전체적으로 사각 형상을 이루도록 형성되어 있다. 루프(122)는 제1 입력부(140)를 시작으로 형성되어 복수의 사각 형상을 형성한 후 제2 입력부(160)에서 끝난다. 도 1에는 외부패턴(120)이 5개의 루프(122)로 이루어져 있다. 그리고 각각의 루프(122) 사이는 일정한 간격(Y)이 형성되어 있다.
루프(122)는 유전체 기판(도시하지 않음) 상에서 에칭(etching) 또는 도전성 잉크를 이용한 프린팅(printing) 등에 의해 형성될 수 있다. 그리고 루프(122)의 재질은 알루미늄 또는 구리 등일 수 있다. 도 1에서는 외부패턴(120)이 5개의 루프(122)를 구비하는 것으로 도시하였지만, 외부패턴(120)이 다양한 수의 루프(122)를 구비할 수 있음은 물론이다.
도 1에서 각각의 루프(122)는 대체적으로 직사각 형상을 갖고, 서로 인접하는 2개의 모서리(126)가 모따기(chamfering) 되어 있으며, 모따기 각도는 약 45ㅀ이다. 또한, 각각의 루프(122)는 단차(128)를 구비하는데, 다만 가장 외측에 있는 루프(122)에는 단차(128)가 형성되어 있지 않다.
도 1에서 각각의 루프(122)는 대체로 직사각 형상을 갖는 것으로 도시하였지만, 원형 또는 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 1에 도시된 각각의 루프(122)에서 모따기 및 단차가 형성되지 않은 경우의 직사각형에서, 서로 평행하는 두 변의 중심을 지나는 제1 중심선(132) 및 제2 중심선(134)을 그으면 직사각형의 무게 중심을 지나게 된다. 여기서 모따기가 형성된 모서리(126)는 제2 중심선(134)를 중심으로 서로 반대 방향에 위치하고, 제1 중심선(132)을 중심으로 서로 동일한 방향에 위치한다.
제1 입력부(140)는 최외측에 위치하는 루프(122)와 연결되어 있고, 제2 입력부(160)는 최내측에 위치하는 루프(122)와 연결되어 있다. 따라서 외부패턴(120)은 제1 입력부(140)에서 시작하여 반시계 방향으로 형성된 복수 개의 루프(122)로 이루어진다. 각각의 루프(122)는 동일한 형태를 가지고, 루프와 루프 사이에는 일정한 간격 Y가 형성되어 있다.
제1 입력부(140)를 통해서 각각의 루프(122)에 전류와 같은 신호가 입력된다. 제1 입력부(140)를 통해서 입력된 전류는 각각의 루프(122)를 통해 흐르면서 전기장을 생성한다. 그리고 제2 입력부(160)는 그라운드(ground)와 연결되어 있다.
외부패턴(120)에서 가장 내측에 위치하는 루프(122)에 의해 내부공간(124)이 규정된다. 내부공간(124)에는 내부패턴(180)이 위치한다.
내부패턴(180)은 제1 단부(182), 절곡부(186) 및 제2 단부(184)를 가지고 "V" 형상을 갖는다. 내부패턴(180)은 외부패턴(120)의 루프(122)에 의해 규정되는 내부공간(124)에 위치한다.
제1 단부(182)는 외부패턴(120) 중 가장 내측에 위치하는 루프(122)의 모서리와 연결되어 있다. 그리고 제2 단부(184)는 외부패턴(120) 중 가장 내측에 위치하는 루프(122)의 다른 모서리 방향으로 연장되지만, 루프(122)와 연결되지는 않는다. 또한, 절곡부(186)는 제2 중심선(134) 상에 위치한다. 절곡부(186)에서 제1 단 부(182)까지 그리고 절곡부(186)에서 제2 단부(184)까지는 직선으로 패턴이 형성되어 있다. 내부패턴(180)의 패턴 폭은 외부패턴(120)과 동일할 수 있다. 또한, 내부패턴(180)의 재질 및 형성 방법도 외부패턴(120)과 동일할 수 있다.
본 실시 예에서는 내부패턴(180)이 "V" 형상을 갖는 것으로 도시하였지만. 내부패턴(180)은 다양 "U"자형 등 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 2는 종래 루프 안테나의 H 필드(field)에서의 성능을 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 루프 안테나(100)의 H 필드 성능을 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3을 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 종래의 루프 안테나에 비해서 내부패턴(180)이 형성된 본 실시 예에 따른 루프 안테나(100)가 3A/m에서 대역폭(bandwidth)이 약 40% 정도 향상된 것을 알 수 있다. 이와 같이, 본 실시 예에 따른 루프 안테나(100)는 외부패턴(120)의 내부에 내부패턴(180)을 형성함으로써, 동일한 안테나 체적에 대해서 더 향상된 성능을 나타내거나 또는 안테나의 체적을 줄이면서도 동일한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프 안테나의 평면도.
도 2는 종래의 루프 안테나의 H 필드 성능을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프 안테나의 H 필드 성능을 나타낸 그래프.

Claims (7)

  1. 내부공간을 형성하는 루프를 포함하는 외부패턴과;
    상기 루프의 일단에 연결되어 신호를 입력하는 제1 입력부와;
    상기 루프의 타단에 연결되며 그라운드와 연결된 제2 입력부와;
    상기 내부공간에 위치하고, 제1 단부 및 제2 단부를 구비하는 내부패턴을 포함하고,
    상기 제1 단부는 상기 루프와 연결되어 있고 제2 단부는 상기 루프와 이격되어 있는 루프 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부패턴은 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 사이에 위치하는 절곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부패턴은 "V"형상을 갖는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 외부패턴은 서로 평행한 두 쌍의 변을 가지고, 상기 절곡부는 서로 평행한 한 쌍의 변의 중심을 각각 지나는 중심선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부패턴은 사각 형상을 가지고, 상기 사각 형상은 모따기(chamfering)된 2개의 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모따기된 2개의 모서리는 서로 인접하는 모서리에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외부패턴은 단차를 구비하는 것을 특징으로 하는 루프 안테나.
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