KR20100006651U - 이중대역 모노폴 안테나 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유전체 기판의 전면에는 제 1 및 제 2 복사소자가 형성되고 후면에는 상기 복사소자들에 각각 대향되도록 무급전 소자가 형성되며 급전 케이블의 좌우에 대칭으로 접지면이 구비된 이중대역 모노폴 안테나에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 유전체 기판의 전면 상부에는 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다른 제 1 및 제 2 복사소자가 형성되고, 상기 유전체 기판의 전면 하부에는 접지면이 형성되며, 상기 유전체 기판의 후면 상부에는 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되는 무급전 소자가 형성된다.
상기와 같은 구성에 의해 본 고안은, 무급전 소자에 의해 무지향성 복사특성을 나타내고 접지면에 의해 복사효율이 향상되며, 무선 LAN 대역인 2.4~2.5GHz 및 4.9~6.0GHz에 각각 제 1 및 제 2 복사소자가 공진됨으로써 이중대역에서 동작하게 된다.
인쇄, 기판, 프린트, 안테나, 이중대역

Description

이중대역 모노폴 안테나{Dual band monopole antenna}
본 고안은 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유전체 기판의 전면에는 제 1 및 제 2 복사소자가 형성되고 후면에는 상기 복사소자들에 각각 대향되도록 무급전 소자가 형성되며 급전 케이블의 좌우에 대칭으로 접지면이 구비된 이중대역 모노폴 안테나에 관한 것이다.
무선통신에 사용되는 개인용 휴대 단말기는 소형화, 다기능화, 경량화를 목표로 발전되어 왔으며, 이러한 추세에 따라 단말기에 필수적인 안테나도 크기는 작으면서도 좋은 성능이 요구되고 있는 상황이다. 이와같은 휴대 단말기 안테나에 있어서 종래에는 헬리컬(Helical) 안테나, 미엔더(Meander) 안테나, 마이크로스트립 안테나, 역-F(Inverted-F) 안테나 등이 주로 사용되어 왔다.
그러나 이러한 안테나들을 이용하여 다중대역 또는 광대역 특성을 갖도록 하기 위한 연구가 진행되어 왔지만 소형화 및 경량화로 인하여 대역폭 감소를 초래하는 문제점이 있다. 특히, 이중대역 또는 그 이상의 다중대역 안테나인 경우 높은 주파수대에서는 안테나의 복사 패턴이 등방향으로 분포되지 않을 뿐만 아니라, 이득 또한 낮아지게 되어 안테나의 성능이 열화된다고 하는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유전체 기판의 전면에는 제 1 및 제 2 복사소자가 형성되고 후면에는 상기 복사소자들에 각각 대향되도록 무급전 소자가 형성되며 급전 케이블의 좌우에 대칭으로 접지면이 구비된 이중대역 모노폴 안테나를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나는, 유전체 기판의 전면 상부에는 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다른 제 1 및 제 2 복사소자가 형성되고, 상기 유전체 기판의 전면 하부에는 접지면이 형성되며, 상기 유전체 기판의 후면 상부에는 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되는 무급전 소자가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 고안은, 무급전 소자에 의해 무지향성 복사특성을 나타내고 접지면에 의해 복사효율이 향상되며, 무선 LAN 대역인 2.4~2.5GHz 및 4.9~6.0GHz에 각각 제 1 및 제 2 복사소자가 공진됨으로써 이중대역에서 동작하는 효과가 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 제 1 실시예 구조를 나타내는 도면으로서, 도 1의 (a)와 (b)는 각각 유전체 기판의 전면과 후면을 나타내며, 도 1의 (c)는 상기 유전체 기판의 전면에 후면이 투영되도록 나타낸 것이다. 이와같은 유전체 기판은 소정의 유전율과 두께를 갖는 것이면 되며, 에폭시(Epoxy), 듀로이드(Duroid), 테프론(Teflon), 베이크라이트 및 에어폼(Air form) 가운데 어느 하나가 사용될 수 있다. 본 고안에 따른 안테나는 FR-4 기판을 사용하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나(200)는, 유전체 기판(201)의 전면 상부에 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다르게 형성된 제 1 및 제 2 복사소자(202, 203)와, 상기 제 1 및 제 2 복사소자에 신호를 급전하기 위한 급전점(205)과, 상기 유전체 기판의 전면 하부에 급전 케이블의 좌우로 대칭되며 상기 급전점과 간극(D)을 갖도록 형성된 접지면(206)과, 상기 유전체 기판의 후면 상부에 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되도록 형성된 무급전 소자(208)로 구성된다.
도 1의 (a)에서 상기 제 1 및 제 2 복사소자(202, 203)는 상기 유전체 기판의 전면 상부에 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다르게 형성되고 급전점(205)에 의해 신호가 공급되어 이중대역 가운데 각각 낮은 주파수대와 높은 주파수대에 공진되는 것으로서, 본 고안에 따르면 무선 LAN 대역인 2.4~2.5GHz에 제 1 복사소자(202)가 공진되고 4.9~6.0GHz에 제 2 복사소자(203)가 공진된다. 또한, 상기 제 2 복사소자는 유효길이를 길게 하여 복사효율을 높이기 위해 절곡부(204)가 더 형성될 수도 있다.
도 1의 (a)에서 상기 접지면(206)은 상기 유전체 기판의 전면 하부에 상기 급전점과 간극(D)을 갖도록 형성된 것으로서, 유전체 기판의 하부에 형성된 홈(207)을 통해 급전 케이블이 인입되어 그 내부도체는 상기 급전점(205)에 접속되며 외부도체는 상기 급전 케이블의 좌우로 대칭되도록 형성된 상기 접지면(206)에 접속된다. 본 고안에서 상기 간극(D)은 3~6mm이다.
도 1의 (b)에서 상기 무급전 소자(208)는, 상기 유전체 기판의 후면 상부에 형성된 것으로서, 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되도록 구성된다. 이와같은 무급전 소자는 상기 제 1 및 제 2 복사소자보다 그 폭이 넓은 것이 바람직하며, 상기 제 1 및 제 2 복사소자의 길이에 따라 무급전 소자도 그 길이를 달리 할 수 있다.
도 2는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 제 2 실시예 구조를 나타내는 도면으로서, 도 2의 (a)와 (b)는 각각 유전체 기판의 전면과 후면을 나타내며, 도 2의 (c)는 상기 유전체 기판의 전면에 후면이 투영되도록 나타낸 것이다. 이와같은 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예에서 제 1 및 제 2 정합부(310, 311)가 더 구비된 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나(300)는, 유전체 기판(301)의 전면 상부에 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다르게 형성된 제 1 및 제 2 복사소자(302, 303)와, 상기 제 1 및 제 2 복사소자에 신호를 급전하기 위한 급전점(305)과, 상기 유전체 기판의 전면 하부에 급전 케이블의 좌우로 대칭되며 상기 급전점과 간극(D)을 갖도록 형성된 접지면(306)과, 상기 급전점으로부터 연장되어 형성된 제 1 정합부(310)와, 상기 제 1 정합부와 소정 간격(d)을 두고 형성되되 쓰루홀(312)에 의해 상기 유전체 기판의 후면까지 연장되어 형성되는 제 2 정합부(311)와, 상기 유전체 기판의 후면 상부에 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되도록 형성된 무급전 소자(308)로 구성된다.
도 2에서 상기 제 1 및 제 2 복사소자(302, 303), 급전점(305), 접지면(306), 그리고 무급전 소자(308)는 상기 도 1에서 상술한 바와 동일하게 동작하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2에서 상기 제 1 정합부(310)는 상기 급전점으로부터 연장되어 형성된 것이고, 상기 제 2 정합부(311)는 상기 제 1 정합부와 간격 d를 두고 형성되되 쓰루홀(312)에 의해 상기 유전체 기판의 후면까지 연장된 것이다. 이와같은 제 1 및 제 2 정합부에 의해 높은 주파수대에서 대역폭을 조정한다. 또한, 본 고안에서 상기 제 1 정합부의 길이는 2~5mm이고 간격 d는 5~15mm이다.
도 3은 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 등가도로서, 도 3의 (a)는 본 고안의 제 1 실시예에 대한 등가도이고, 도 3의 (b)는 본 고안의 제 2 실시예에 대한 등가도이다. 도 3의 (a)에서 상부의 제 1 및 제 2 복사소자(202, 203)에 각각 인접하여 무급전 소자(208)가 구비되고, 급전점(205)에 접속된 급전 케이블(209)의 좌우에는 대칭되도록 접지면(206)이 구비된다.
한편, 도 3의 (b)에서는 상부의 제 1 및 제 2 복사소자(302, 303)에 각각 인접하여 무급전 소자(308)가 구비되고, 급전점(305)에 접속된 급전 케이블(309)의 좌우에는 대칭되도록 접지면(606)이 구비된다. 또한, 상기 급전점(305)으로부터 연 장하여 제 1 정합부(310)가 구비되고, 상기 제 1 정합부와 소정 간격을 두고 제 2 정합부(311)가 더 구비된다.
도 4는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 전압정재파비 특성도이다. 도시된 것처럼 본 고안에 따른 안테나는 무선 LAN 대역인 2.4~2.5GHz와 4.9~6.0GHz의 이중대역에 공진되어 있으며, 공진된 대역에서의 전압정재파비는 1.5 이하임을 알 수 있다.
도 5는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 복사패턴 특성도이다. 도시된 것처럼 본 고안에 따른 안테나의 최대 이득은 2.4~2.5GHz 대역에서 약 3dBi 정도, 그리고 4.9~6.0GHz 대역에서는 약 4dBi 정도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 제 1 실시예 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 제 2 실시예 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 등가도.
도 4는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 전압정재파비 특성도.
도 5는 본 고안에 따른 이중대역 모노폴 안테나의 복사패턴 특성도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200, 300 : 안테나 201, 301 : 기판
202, 302 : 제 1 복사소자 203, 303 : 제 2 복사소자
204 : 절곡부 205, 305 : 급전점
206, 306 : 접지면 207, 307 : 홈
208, 308 : 무급전 소자 209, 309 : 케이블
310 : 제 1 정합부 311 : 제 2 정합부
312 : 쓰루홀 D : 간극

Claims (6)

  1. 유전체 기판에 형성된 모노폴 안테나에 있어서,
    유전체 기판의 전면 상부에 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다르게 형성된 제 1 및 제 2 복사소자;와
    상기 제 1 및 제 2 복사소자에 신호를 급전하기 위한 급전점;과
    상기 유전체 기판의 전면 하부에 급전 케이블의 좌우로 대칭되며 상기 급전점과 간극(D)을 갖도록 형성된 접지면;과
    상기 유전체 기판의 후면 상부에 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되도록 형성된 무급전 소자;로 구성된 이중대역 모노폴 안테나.
  2. 유전체 기판에 형성된 모노폴 안테나에 있어서,
    유전체 기판의 전면 상부에 소정 폭을 갖고 그 길이가 서로 다르게 형성된 제 1 및 제 2 복사소자;와
    상기 제 1 및 제 2 복사소자에 신호를 급전하기 위한 급전점;과
    상기 유전체 기판의 전면 하부에 급전 케이블의 좌우로 대칭되며 상기 급전점과 간극(D)을 갖도록 형성된 접지면;과
    상기 급전점으로부터 연장되어 형성된 제 1 정합부;와
    상기 제 1 정합부와 소정 간격(d)을 두고 형성되되 쓰루홀에 의해 상기 유전체 기판의 후면까지 연장되어 형성되는 제 2 정합부;와
    상기 유전체 기판의 후면 상부에 상기 제 1 및 제 2 복사소자와 각각 대향되도록 형성된 무급전 소자;로 구성된 이중대역 모노폴 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 정합부의 길이는 2~5mm이고 간격 d는 5~15mm인 것을 특징으로 하는 이중대역 모노폴 안테나.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 복사소자는,
    무선 LAN 대역인 2.4~2.5GHz에 제 1 복사소자가 공진되고 4.9~6.0GHz에 제 2 복사소자가 공진되는 것을 특징으로 하는 이중대역 모노폴 안테나.
  5. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 복사소자는 절곡부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이중대역 모노폴 안테나.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 간극(D)은 3~6mm인 것을 특징으로 하는 이중대역 모노폴 안테나.
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