KR20140066264A - 컴팩트 안테나 - Google Patents

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KR20140066264A
KR20140066264A KR1020147012266A KR20147012266A KR20140066264A KR 20140066264 A KR20140066264 A KR 20140066264A KR 1020147012266 A KR1020147012266 A KR 1020147012266A KR 20147012266 A KR20147012266 A KR 20147012266A KR 20140066264 A KR20140066264 A KR 20140066264A
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monopole
coupling element
conductive
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KR1020147012266A
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마티 마르티스카인넨
다니엘 조
스티브 크루파
스니르 아즈라이
요나 하임
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갈트로닉스 코포레이션 리미티드
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Abstract

평면 유전체 기판(22) 및 상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면(21)을 포함하는 안테나가 제공된다. 도전성 모노폴(30)은 상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역(38)에 인접하여 배치된 엔드 포인트(36)를 가진다. 도전성 커플링 엘리먼트(34)가 상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역(46)에서 상기 그라운드 평면과 결합된다. 상기 커플링 엘리먼트는 상기 모노폴 주위에서 접혀져 있다.

Description

컴팩트 안테나{COMPACT ANTENNA}
본 발명은 일반적으로 안테나에 관한 것으로, 특히 다중 대역에서 사용될 수 있는 안테나에 관한 것이다.
휴대 전화기와 같은 통신 디바이스의 크기가 감소되면서, 일반적으로 안테나의 크기 또한 작아질 것이 요구된다. 그러나, 안테나의 기본적인 특성은 설계자가 전체 안테나 성능을 열화시키지 않고서 안테나의 크기를 감소시켜야하는 자유도를 제한한다. 2003년 11월 Ultra Wideband Systems and Technologies에 대한 IEEE 컨퍼런스에서 발표된 Schantz의 "Introduction to Ultra-Wideband Antennas"라는 제하의 논문은 저자가 안테나에 대해 유지될 수 있다고 믿는 일부 제한을 기술한다. 상기 논문은 참조에 의해 본문에 통합되어 있다.
안테나가 결합된 섀시의 효과는 2002년 10월, Vainikainen 등에 의해 IEEE Transactions on Antennas and Propagation에서 공개된, "Resonator-Based Analysis of the Combination of Mobile Handset Antenna and Chassis" 라는 제하의 논문, Vol. 50, No.10에서 평가된다. 상기 논문은 참조에 의해 본문에 통합되어 있다.
본문에 참조에 의해 통합된 Vainikainen 등에 허여된 핀란드 특허 FI 114260 B는 RF 신호를 송수신하는 커플링 디바이스를 기술한다. 상기 특허는 그라운드 평면으로부터의 방사선을 이용하는 안테나를 기술한다.
1999년 3월, Electronic Letters Volume 35, 제 6호에서 공개된, Ollikainen 등의 "Thin dual-resonant stacked shorted patch antenna for mobile communications"라는 제하의 논문에서, 저자들은 2개의 적층된 패치로 구성된 안테나를 기술한다. 상기 논문은 참조에 의해 본문에 통합되어 있다. 이러한 패치 중 하나는 구동 엘리먼트이고, 다른 것은 패러스틱 엘리먼트로서 기능한다. 구동 패치는 1.6mm 기판의 하나의 측면에 형성되고, 그의 다른 측면 상에는 그라운드 평면이 생성된다. 패러스틱 패치가 구동 패치 위에 적층되어, 총 4mm의 안테나의 높이를 만든다.
본문에 참조에 의해 통합된 Poilasne 등의, 미국 특허 출원 2003/0201942 A1은 다중 대역 안테나를 기술한다. 안테나는 하나 이상의 제 1 플레이트와 하나 이상의 제 2 플레이트를 구비한다. 이러한 플레이트들은 그라운드 평면 위에 장착된다.
2005년 10월 프랑스 파리에서의, European Microwave Conference에서 발표된, Rennings 등의, "A Low-Profile Antenna Solution for Mobile Phones with GSM, UMTS, and WLAN Operation"이라는 제하의 논문에서, 저자들은 기판상에 이중 층을 프린팅함으로써 형성된 안테나를 기술한다. 상기 논문은 본문에 참조에 의해 통합되어 있다.
IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 2002, Volume 3, 페이지 26-29에서 공개된, Lee 등의 "Low-Profile Planar Monopole Antenna for GSM/DCS/PCS Triple-Band Mobile Phone"이라는 제하의 논문에서, 저자들은 기판상에 프린팅된 안테나를 기술한다. 상기 논문은 참조에 의해 본문에 통합되어 있다. 상기 안테나는 마이크로스트립 피드 라인을 가진 단일 피드 포인트를 구비한다.
본문에 참조에 의해 통합된 Kadambi 등의 PCT 특허 출원 WO 2004/027922는 기판상에 프린팅된 안테나를 기술한다. 상기 안테나는 기판상의 그라운드 평면의 하나의 영역에 연결된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 적어도 2개의 엘리먼트를 구비한 안테나가 평면 유전체 기판 상에 형성되고, 도전성 그라운드 평면이 또한 동일한 기판 상에 형성된다. 상기 안테나의 제 1 엘리먼트는, 본문에서 피드 엔드 포인트라고 하는 자신의 엔드 포인트 중 하나를 갖기 위해 기판상에서 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 모노폴을 구비한다. 피드 엔드 포인트와 피드 영역은 안테나에 대한 피드 존을 형성한다. 일반적으로, 모노폴은 선형 또는 접혀진, 또는 곡선의 도전성 플랫 스트립의 형태이고, 스트립의 길이는 상기 모노폴의 임피던스가 실질적으로 용량성이 되도록 배치된다. 모노폴은 단일 대역 모노폴 또는 다중 대역 모노폴이 될 수 있다.
본문에서 커플링 엘리먼트라고 하는 안테나의 제 2 엘리먼트는 기판상에 형성되고, 상기 모노폴 주위에서 접힌 도전성 스트립을 포함한다. 커플링 엘리먼트는 모노폴 길이의 적어도 1.5배인 길이를 가지도록 형성된다. 일반적으로, 커플링 엘리먼트의 길이는 모노폴 길이의 2배 이상이다. 커플링 엘리먼트는 일반적으로 그라운드 평면의 피드 영역과는 상이한 영역인 그라운드 평면의 커플링 영역에 전기적 또는 용량성으로 연결된다.
커플링 엘리먼트 및 그라운드 평면과 함께, 모노폴은 고주파 대역에서 효율적으로 복사(radiate)한다. 추가로, 모노폴은 커플링 엘리먼트를 통해 저주파 대역 전기장을 그라운드 평면으로 커플링하고, 이는 저주파수 대역에서 효율적으로 복사한다. 커플링 엘리먼트에 의한 커플링은 주로 전기장을 통해서 발생하고, 이는 그라운드 평면의 에지 영역에서 강하다. 모노폴 주위에서 접히고 모노폴 및 그라운드 평면과 동일평면상에 있게 함으로써, 상기 커플링 엘리먼트는 복사하지 않는다. 일반적으로, 모노폴, 커플링 엘리먼트, 및 그라운드 평면의 조합된 구조의 가장 폭넓은 가능한 전체 대역폭은 주로 그라운드 평면의 크기에 의해 결정되고, 상기 조합된 구조의 중심 주파수는 주로 그라운드 평면의 공진 주파수와 함께 커플링 엘리먼트의 길이에 의해 정해진다. 커플링 엘리먼트의 협소한 대역폭은, 커플링 엘리먼트와 그라운드 평면의 중심 주파수가 상대적으로 서로 근접하면, 넓은 대역의 동작을 방지하지 못한다. 조합된 구조는 따라서 저주파 및 고주파 대역 모두에 대해 매우 양질의 안테나를 형성하도록 편리하게 구성될 수 있다. 또한, 모노폴 및 커플링 엘리먼트는 평면형태로 극도로 컴팩트하게 펼쳐져있고, 단순히 기판의 어느 하나의 외부 표면 또는 양측 표면 모두로부터 도전성 물질을 제거함으로써 매우 낮은 비용으로 제조될 수 있다.
하나의 실시예에서, 하나 이상의 리액티브 디바이스가 엘리먼트의 전기 길이를 변경하기 위해 모노폴 및/또는 커플링 엘리먼트에 연결될 수 있다.
대안의 실시예에서, 모노폴과 커플링 엘리먼트는 기판의 대향하는 표면 상에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 모노폴, 커플링 엘리먼트, 및 그라운드 평면은 기판의 하나의 공통 표면 상에 있다.
피드 영역과 커플링 영역 모두는 일반적으로 그라운드 평면의 공통 에지에 인접한다. 대안으로, 상기 영역들 중 하나 또는 모두는 에지로부터 움푹 들어가게 될 수 있고, 이경우 모노폴 및/또는 커플링 엘리먼트는 그에 대응하여 뻗어나갈 수 있다. 개시된 실시예에서, 압흔(identation)의 길이, 상기 압흔 내의 커플링 엘리먼트의 대응하는 섹션의 길이는 안테나의 반사계수를 감소시킴으로써 안테나의 성능을 개선시키기 위해 조정된다. 일부 개시된 실시예에서, 압흔은 예를 들면 "L"자 형태로 형성됨으로써, 안테나로부터의 방사의 편광의 방향에 대한 제어를 제공하는 상이한 방향들인, 하나 이상의 방향을 가지도록 구성된다. 상기 편광은 커플링 엘리먼트의 섹션이 그라운드 평면에 전기 또는 용량 결합하는지 여부를 선택함으로써 더 제어될 수 있다. 대안으로 또는 추가하여, 편광은 피드 영역에 인접한 에지와 상이한 그라운드 평면의 에지를 따라 커플링 영역을 배치시킴으로써 제어될 수 있다.
대안의 개시된 실시예에서, 안테나는 상술한 커플링 엘리먼트에 추가하여 하나 이상의 추가적인 커플링 엘리먼트를 구비한다. 상기 추가적인 엘리먼트 각각은 그라운드 평면의 각각의 영역에 결합된다. 이러한 대안의 실시예에서, 모노폴의 길이는 너무 짧아서 복사를 효율적으로 할 수 없도록 배치되고, 주로 그라운드 평면에 대해 커플링 엘리먼트를 통해 전자기 장을 커플링하도록 기능하며, 이는 그것이 효율적으로 복사할 수 있도록 선택된 치수를 구비한다. 예를 들면, 하나의 추가 커플링 엘리먼트의 경우에, 원래 커플링 엘리먼트의 길이는 그것이 고주파 대역에서 그라운드 평면으로부터의 효율적인 복사를 가능하게 하도록 선택되고, 추가적인 커플링 엘리먼트의 길이는 그것이 저주파 대역에서 그라운드 평면으로부터의 효율적인 복사를 가능하게 하도록 선택될 수 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 실시예에 따라:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴; 및
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 결합되며, 상기 모노폴 주위에서 접히는 커플링 엘리먼트;를 포함하는 안테나가 제공된다.
일반적으로, 상기 도전성 모노폴은 모노폴 길이를 가지고, 상기 도전성 커플링 엘리먼트는 적어도 상기 모노폴 길이의 1.5배인 커플링 엘리먼트 길이를 가진다. 하나의 실시예에서, 상기 커플링 엘리먼트 길이는 적어도 상기 모노폴 길이의 2배이다.
상기 모노폴과 상기 커플링 엘리먼트는 상기 그라운드 평면과 상기 모노폴이 함께 제 1 중심 주파수를 가지는 제 1 주파수 대역과 제 2 중심 주파수를 가지는 제 2 주파수 대역에서 30% 이상의 효율로 복사하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 주파수 대역은 겹치지않는다. 하나의 실시예에서, 제 1 주파수 대역은 820MHz 내지 960MHz 사이의 주파수를 포함하고, 제 2 주파수 대역은 1.7GHz 내지 2.2GHz 사이의 주파수를 포함한다.
상기 모노폴과 커플링 엘리먼트는 상기 모노폴이 그라운드 평면과 함께 적어도 30%의 효율로 복사하도록 구성될 수 있다.
상기 모노폴과 커플링 엘리먼트는 상기 모노폴이 그라운드 평면과 함께 6GHz이하의 주파수에서 적어도 30%의 효율로 복사하도록 구성된다.
일반적으로, 상기 도전성 모노폴과 도전성 커플링 엘리먼트 중 적어도 하나는 평평한 스트립을 포함한다.
일부 실시예에서, 안테나는 상기 도전성 모노폴과 상기 도전성 커플링 엘리먼트중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 하나 이상의 리액티브 엘리먼트를 포함한다. 상기 하나 이상의 리액티브 엘리먼트는 상기 도전성 커플링 엘리먼트와 상기 그라운드 평면 사이에 전기적으로 연결된다.
개시된 실시예에서, 상기 모노폴과 커플링 엘리먼트는 기판의 대향하는 표면에 형성된다.
상기 그라운드 평면은 상기 기판의 제 1 표면에 형성되는 제 1 그라운드 평면 섹션과 상기 기판의 제 2 표면에 형성되는 제 2 그라운드 평면 섹션을 포함한다.
상기 그라운드 평면은 압흔(indentation)을 구비하고, 상기 피드 영역은 압흔에 인접하여 배치된다.
하나의 실시예에서, 상기 그라운드 평면은 압흔을 구비하고, 상기 커플링 엘리먼트의 섹션은 상기 압흔의 엔드 포인트에 전기적으로 결합하기 위해 상기 압흔 내에 배치된다. 상기 압흔과 커플링 엘리먼트의 섹션은 선형일 수 있다. 상기 압흔의 길이와 상기 섹션의 길이는 선택된 주파수에서 안테나의 반사 계수와 복사 효율 중 적어도 하나를 최적화하기 위해 선택된다. 대안으로, 상기 압흔과 커플링 엘리먼트의 섹션은 비선형일 수 있다. 상기 압흔은 제 1 방향을 가진 제 1 압흔 섹션과, 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향을 가진 제 2 압흔 섹션을 구비하고, 상기 커플링 엘리먼트의 섹션은 상기 제 1 압흔 섹션 내에 배치된 제 1 커플링 엘리먼트 섹션과 상기 제 2 압흔 섹션 내에 배치된 제 2 커플링 엘리먼트 섹션을 구비할 수 있다. 상기 제 1 압흔 섹션 및 제 1 커플링 섹션 중 하나는 제 1 치수를 가지고, 상기 제 2 압흔 섹션과 제 2 커플링 엘리먼트 섹션 중 하나는 제 2 치수를 가지고, 상기 제 1 및 제 2 치수는 안테나로부터의 복사의 편광 특성을 결정하기 위해 선택된다.
일반적으로, 상기 커플링 엘리먼트는 그라운드 평면에 용량 결합된다.
대안으로, 상기 커플링 엘리먼트는 그라운드 평면에 전기 결합된다.
안테나는 기판 상에 형성되고, 추가적인 커플링 영역에서 그라운드 평면에 연결되는 추가적인 도전성 커플링 엘리먼트를 포함한다. 도전성 커플링 엘리먼트는 커플링 엘리먼트 길이를 가지고, 추가적인 도전성 커플링 엘리먼트는 추가적인 커플링 엘리먼트 길이를 가지고, 상기 커플링 엘리먼트 길이와 추가적인 커플링 엘리먼트 길이는 커플링 엘리먼트와 추가적인 커플링 엘리먼트가 제 1 복사 주파수 대역에서 그리고 상기 제 1 복사 주파수 대역과 상이한 제 2 복사 주파수 대역에서 각각 복사하도록 선택된다. 도전성 모노폴은 접힌 모노폴이 주로 전기장이 도전성 커플링 엘리먼트와 추가적인 도전성 커플링 엘리먼트로 커플링하는 기능을 하도록 선택된 모노폴 길이를 가진다.
대안의 실시예에서, 도전성 그라운드 평면, 도전성 모노폴, 및 도전성 커플링 엘리먼트가 기판의 하나의 공통 표면에 형성된다.
커플링 영역과 피드 영역은 상이한 위치에 있다. 상기 커플링 영역과 피드 영역은 부분적으로 겹친다.
상기 그라운드 평면은 일반적으로 그라운드 평면 에지를 포함하고, 커플링 영역과 피드 영역 중 적어도 하나가 상기 그라운드 평면 에지에 인접한다. 상기 커플링 영역과 피드 영역 중 적어도 하나는 상기 에지 끝단으로부터 적어도 3mm이다.
그라운드 평면은 그라운드 평면 길이를 가지고 모노폴은 모노폴 길이를 가지며, 상기 모노폴 길이와 그라운드 길이 사이의 비율은 0.25 내지 0.6 사이의 범위이다.
상기 모노폴은 접혀진 모노폴, 사행 모노폴, 또는 선형 모노폴을 포함한다.
그라운드 평면은 제 1 에지와 상기 제 1 에지와 상이한 제 2 에지를 포함하고, 피드 영역은 상기 제 1 에지에 인접하여 형성되고, 상기 커플링 영역은 상기 제 2 에지에 인접하여 형성된다. 커플링 엘리먼트는 안테나로부터의 복사의 편광 특성을 결정하기 위해 선택된 치수를 가진 선형 엘리먼트를 포함한다.
개시된 실시예에서, 유전체 기판은 복수의 유전체 층을 포함하고, 그라운드 평면, 모노폴, 및 커플링 엘리먼트 중 적어도 2개는 상기 유전체 층에 포함된 상이한 층들 상에 형성된다.
모노폴은 단일-대역 모노폴, 또는 다중-대역 모노폴을 구비한다.
커플링 엘리먼트는 상기 커플링 엘리먼트에 전기적으로 연결되고 상기 그라운드 평면의 추가적인 커플링 영역에 용량 결합한 추가적인 커플링 엘리먼트를 포함한다.
일반적으로, 피드 영역에서 보여지는 모노폴과 커플링 영역에서 보여지는 커플링 엘리먼트는 대향하는 방향으로 회전하도록 구성된다. 대안으로, 피드 영역에서 보여지는 모노폴과 커플링 영역에서 보여지는 커플링 엘리먼트는 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다.
엔드 포인트는 안테나에 대한 피드의 라이브 사이드로 커플링하도록 구성된다.
안테나는 상기 도전성 모노폴에 결합되고 상기 엔드 포인트에 인접하여 배치되는 정합 회로를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면:
평면 유전체 기판을 설치하는 단계;
*상기 기판에 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
상기 기판에 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴을 형성하는 단계;
상기 기판에 도전성 커플링 엘리먼트를 형성하는 단계;
상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 상기 도전성 커플링 엘리먼트를 결합시키는 단계; 및
상기 커플링 엘리먼트를 상기 모노폴 주위에서 접는 단계;를 포함하는 안테나를 제조하는 방법이 더 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면:
유전체 기판;
상기 기판 상에 형성되고 제 1 에지와 제 2 에지를 구비한 도전성 그라운드 평면;
상기 기판 상에 형성되고 상기 제 1 에지에 인접하여 배치된 제 1 엔드 포인트를 구비한 제 1 도전성 모노폴;
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 제 1 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 결합되며, 상기 제 1 도전성 모노폴 주위에서 접히는 제 1 도전성 커플링 엘리먼트;
상기 기판 상에 형성되고 상기 제 2 에지에 인접하여 배치된 제 2 엔드 포인트를 구비한 제 2 도전성 모노폴; 및
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 제 2 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 제 2 도전성 모노폴 주위에서 접히는 제 2 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나가 더 제공된다.
일반적으로, 그라운드 평면, 제 1 모노폴, 및 제 1 커플링 엘리먼트는 제 1 주파수에서 동작하도록 구성되고, 그라운드 평면, 제 2 모노폴, 및 제 2 커플링 엘리먼트는 상기 제 1 주파수와 상이한 제 2 주파수에서 동작하도록 구성된다.
하나의 실시예에서, 그라운드 평면, 제 1 모노폴, 및 제 1 커플링 엘리먼트는 주어진 주파수에서 동작하도록 구성되고, 그라운드 평면, 제 2 모노폴, 및 제 2 커플링 엘리먼트는 주어진 주파수에서 동작하도록 구성된다.
본 발명에 따르면:
유전체 기판을 설치하는 단계;
상기 기판에 제 1 에지와 제 2 에지를 구비한 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
상기 기판에 상기 제 1 에지에 인접하여 배치된 제 1 엔드 포인트를 구비한 제 1 도전성 모노폴을 형성하는 단계;
상기 기판에 제 1 도전성 커플링 엘리먼트를 형성하는 단계;
상기 그라운드 평면의 제 1 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 상기 제 1 도전성 커플링 엘리먼트를 결합시키는 단계;
상기 제 1 커플링 엘리먼트를 상기 제 1 모노폴 주위에서 접는 단계;
상기 기판에 상기 제 2 에지에 인접하여 배치된 제 2 엔드 포인트를 구비한 제 2 도전성 모노폴을 형성하는 단계;
상기 기판에 제 2 도전성 커플링 엘리먼트를 형성하는 단계;
상기 그라운드 평면의 제 2 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 상기 제 2 도전성 커플링 엘리먼트를 결합시키는 단계; 및
상기 제 2 커플링 엘리먼트를 상기 제 2 모노폴 주위에서 접는 단계;를 포함하는 안테나를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면,
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성되고 그라운드 평면 에지를 구비한 도전성 그라운드 평면;
상기 그라운드 평면 에지에 인접하여 상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴; 및
상기 그라운드 평면 에지에 인접하여 상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 도전성 모노폴의 일부분이 상기 엘리먼트의 섹션과 그라운드 평면 에지 사이에 놓이도록 구성된 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하는 안테나가 제공된다.
일반적으로, 상기 피드 영역과 커플링 영역은 그라운드 평면 에지의 각각의 섹션을 구비한다.
하나의 실시예에서, 상기 섹션 중 적어도 하나는 상기 에지의 엔드로부터 적어도 3mm이다.
본 발명에 따르면:
트랜시버; 및
상기 트랜시버에 결합된 안테나를 포함하고, 상기 안테나는:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 구비한 도전성 모노폴; 및
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 모노폴 주위에서 접힌 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하는 통신 디바이스가 제공된다.
본 발명에 따르면:
트랜시버를 설치하는 단계; 및
안테나를 상기 트랜시버에 결합시키는 단계를 포함하고,
상기 안테나는:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 구비한 도전성 모노폴; 및
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 모노폴 주위에서 접혀진 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하는 통신 디바이스를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 구비한 도전성 루프; 및
상기 기판 상에 형성되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 루프 주위에서 접혀진 커플링 엘리먼트;를 포함하는 안테나가 제공된다.
본 발명에 따르면:
평면 유전체 기판을 설치하는 단계;
상기 기판에 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
상기 기판에 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 구비한 도전성 루프를 형성하는 단계; 및
상기 기판에 도전성 커플링 엘리먼트를 형성하고, 상기 커플링 엘리먼트가 상기 루프 주위에서 접히도록 상기 커플링 엘리먼트를 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 결합시키는 단계;를 포함하는 안테나를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴; 및
상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되는 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하고, 상기 도전성 모노폴과 상기 도전성 커플링 엘리먼트 중 적어도 하나는 기판 평면에 대해 외부에 있는 섹션을 가지고, 상기 평면으로의 상기 커플링 엘리먼트의 돌출부는 상기 평면으로의 모노폴의 돌출부 주위에 접혀진 안테나가 제공된다.
본 발명에 따르면:
평면 유전체 기판을 설치하는 단계;
상기 기판에 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴을 형성하는 단계; 및
상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 도전성 커플링 엘리먼트를 결합시키는 단계;를 포함하고, 상기 도전성 모노폴과 상기 도전성 커플링 엘리먼트 중 적어도 하나는 기판 평면에 대해 외부에 있는 섹션을 가지고, 상기 평면으로의 상기 커플링 엘리먼트의 돌출부는 상기 평면으로의 모노폴의 돌출부 주위에 접혀진 안테나를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면:
평면 유전체 기판;
상기 기판 상에 형성되고, 제 1 공진 주파수를 가진 병렬 공진 회로로서 동작하는 도전성 그라운드 평면;
제 1 공진 주파수를 가진 직렬 공진 회로로서 동작하고, 제 1 전기장과 제 1 자기장 중 적어도 하나에서 선택된 제 1 필드에 의해 도전성 그라운드 평면으로 결합되도록 하기 위해 상기 도전성 그라운드 평면에 인접하여 배치된 도전성 커플링 엘리먼트; 및
제 2 공진 주파수를 가진 직렬 공진 회로로서 동작하고, 제 2 전기장과 제 2 자기장 중 적어도 하나에서 선택된 제 2 필드에 의해 도전성 커플링 엘리먼트로 결합되도록 하기 위해 상기 도전성 커플링 엘리먼트에 인접하여 배치된 도전성 모노폴;을 포함하는 안테나가 제공된다.
일반적으로, 제 1 전기장에 의해 생성된 제 1 전기 커플링은 제 1 자기장에 의해 생성된 제 1 자기 커플링 보다 더 크고, 제 2 전기장에 의해 생성된 제 2 전기 커플링은 제 2 자기장에 의해 생성된 제 2 자기 커플링 보다 더 크다.
하나의 실시예에서, 도전성 모노폴과 도전성 그라운드 평면은 제 3 전기장과 제 3 자기장 중 적어도 하나로부터 선택된 제 3 필드에 의해 결합된다.
본 발명의 실시예에 따르면:
평면 유전체 기판을 설치하는 단계;
상기 기판에 제 1 공진 주파수를 가진 병렬 공진 회로로서 동작하는 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
제 1 공진 주파수를 가진 직렬 공진 회로로서 동작하는 도전성 커플링 엘리먼트를, 제 1 전기장과 제 1 자기장 중 적어도 하나에서 선택된 제 1 필드에 의해 도전성 그라운드 평면으로 결합되도록 하기 위해 상기 도전성 그라운드 평면에 인접하여 배치시키는 단계; 및
제 2 공진 주파수를 가진 직렬 공진 회로로서 동작하는 도전성 모노폴을, 제 2 전기장과 제 2 자기장 중 적어도 하나에서 선택된 제 2 필드에 의해 도전성 커플링 엘리먼트로 결합되도록 하기 위해 상기 도전성 커플링 엘리먼트에 인접하여 배치시키는 단계;를 포함하는 안테나를 제조하는 방법이 더 제공된다.
본 발명은 도면과 함께 하기의 본 발명의 실시예의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 통신 디바이스의 개략도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이고, 도 2c는 상기 안테나의 개략적인 등가회로이다.
도 3a, 3b, 및 3c는 본 발명의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 정면 개략도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 대안의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 정면 개략도이다.
도 6은 본 발명의 개시된 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 추가 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 대안의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 9c는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 주파수 대 안테나 효율의 개략적인 그래프이다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다른 대안의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 추가로 개시된 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 추가적인 대안의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 14는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 17은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 19a 및 19b는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 통신 디바이스(10)의 개략도가 도시된다. 디바이스(10)는 일반적으로 휴대전화 또는 개인 휴대단말 통신(PDA)이고, 상기 디바이스는 이하에서 휴대전화를 포함하는 것으로 가정된다. 폰(10)은 폰의 동작 엘리먼트가 그 안에 장착되는 인클로저(11)를 구비한다. 폰(10)은 유전체 기판(22)에 장착되는 트랜시버(14)를 구비한다. 일반적으로, 기판(22)은 다층 인쇄회로 기판(PCB)(12)용 평면 유전체 기판이고, 트랜시버(14)의 컴포넌트는 기판에 장착된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 기판(22)은 하나 이상의 다층 PCB(12)의 유전체 층을 포함하고, 다른 다층 PCB의 유전체 층들은 기판(22)의 위/아래에 배치된다. 명료화를 위해, 이러한 다른 층들은 도 1에 도시되지 않는다. 기판(22)은 PCB에 사용되는 것이 아닌 유전체를 구비한다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 본 발명의 범위는 가요성 유전체, 및/또는 표면에 코팅 및/또는 증착 및/또는 페인팅될 수 있는 유전체로 형성되는 기판을 포함한다.
기판(22)은 일반적으로 단층의 PCB(12)이고, 이는 다른 층으로서 도전성 그라운드 평면(21)을 포함한다. 본 문에서 예시로서 다중 대역 안테나를 구비하는 것으로 가정되는, 안테나(20)가 기판(22) 상에 형성되고, 안테나는 피드(15)에 의해 트랜시버(14)로 결합된다. 피드(15)는 트랜시버와 안테나 사이에서 복사선을 효율적으로 전송하는 편리한 시스템이고, 본문에서는 동축케이블을 포함하는 것으로 예시에 의해 가정된다. 안테나(20)는 하기에서 보다 상세히 기술된다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(20)의 개략도이다. 도 2a 및 2b는 안테나(20)와 기판(22)의 2가지 도면을 도시하는데: 기판의 정면(24)의 정면도와, 기판의 후면(26)의 후면도이다. 상기 도면들은 직교 축들인 x, y, z의 세트에 대해 도시된다. 기판(22)은 예시의 방식에 의해 115mm 길이 x 40mm 폭의 정도의 치수를 가진 거의 장방형으로 가정된다. 또한 예를 들면, 기판은 약 1mm 깊이를 가지는 것으로 가정된다.
하기 설명에서, x 축에 평행한 그라운드 평면 에지(39)를 가진 그라운드 평면(21)의 섹션(28)은 후면(26)의 약 100mm 하부를 커버하도록 형성되는 것을 가정한다. 그라운드 평면의 섹션(29)은 일반적으로 도 2A 및 2B에 도시되지 않은 비아에 의해 섹션(28)에 전기적으로 연결된다. 섹션(29)은 x축에 평행한 그라운드 평면 에지(35)를 가지고, 정면(24)의 하부의 약 100mm를 커버하는 것으로 가정된다. 따라서 각각 기판의 정면의 상부 영역(32)과 후면의 상부 영역(41)을 정의하는 그라운드 평면 에지(35, 39)는 기판(22)의 상부 에지(37)로부터 약 15mm이다. 하기에 기술된 것을 제외하면, 영역(32 및 41)은 도전성 물질을 가지지 않는다.
도전성 접혀진 단일 대역 모노폴(30)은 일반적으로 약 1mm의 스트립을 따라가는 일정한 폭을 가진 도전성 물질의 스트립으로서 상부 영역(32)에 형성된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 일반적으로 약 0.5mm내지 약 4mm의 범위 내의 상이한 폭의 도전성 물질을 이용할 수 있다. 추가로, 본 발명의 일부 실시예에서, 도전성 물질의 폭은 모노폴(30)의 길이에 따라 변할 수 있다. 모노폴(30)은 총 약 3cm의 길이를 가지고, y 및 x축 에 각각 평행한 2개의 연결된 직교 선형 섹션(31, 33)을 가지도록 배치된다. 일반적으로, 셀룰러 애플리케이션에 대해 예를 들면, 모노폴(30)의 총 길이는 약 2.5cm 내지 약 4cm 사이의 범위내에 있어서, 모노폴 길이 대 그라운드 평면 길이의 비율은 약 0.25 내지 0.6 사이의 범위에 있도록 한다. 이러한 길이들에서, 약 1.7GHz 및 약 2.2GHz 사이이고, 약 1.9GHz의 중심 주파수를 가지는 고주파 대역 복사에서, 모노폴은 약 1/4 파장인 매개체이고, 따라서 고주파 대역에서 효율적으로 복사하는 단일 대역 모노폴로서 기능한다.
모노폴은 엔드(36)가 그라운드 평면의 영역(38)에서 에지(35)에 근접하지만 접촉하지 않도록 배치된다. 피드(15)(도 1)는 각각 엔드(36) 및 영역(38)에 연결되는 "라이브 사이드"와 그라운드 평면을 구비한다. 따라서, 피드(15)가 동축 케이블을 구비한다면, 케이블의 중심 도체는 엔드(36)에 연결되고, 케이블의 실드가 영역(38)에 연결된다. 대안으로, 종래기술에 공지된 다른 시스템들은, 마이크로 스트립과 같이, 안테나에 피딩하기 위해 사용될 수 있다. 영역(38)은 본 문에서 그라운드 평면 피드 영역이라고 하고, 영역 경계 에지(35)이고, 에지(36)로부터 5mm 정도의 간격 내에 있는 것으로 가정된다. 엔드(36)와 영역(38)은 안테나(20)용 피드 존(40)으로서 기능한다.
본문에서 커플링 엘리먼트라고 하는 제 2 엘리먼트(34) 또한 상부 영역(32)에 형성된다. 엘리먼트(34)는 일반적으로 스트립 형성 모노폴(30)과 동일한 폭을 가지는 도전성 스트립으로 형성된다. 커플링 엘리먼트는 일반적으로 모노폴(30)의 길이의 약 1.5 배 또는 그보다 더 긴 길이를 가지도록 배치된다. 일반적으로, 커플링 엘리먼트(34)의 길이는 모노폴(30)의 길이의 약 2배 이상이다.
엘리먼트(34)는 적어도 부분적으로 모노폴을 인클로징하기위해 모노폴(30) 주위에서 접혀지도록 탑 영역(32)에 구성된다. 접혀짐은 도면에 도시된 바와 같이, x 또는 y 축에 평행하도록 엘리먼트(34)의 상이한 선형 섹션들을 배치함으로써 달성될 수 있다. 기판(22)의 공통 표면 상에 높인 모노폴(30), 엘리먼트(34) 및 그라운드 평면 에지(35)의 경우, 모노폴의 일부가, 표면에서 그리고 상기 에지에 직교하여 측정된 바와 같이, 선택된 섹션과 그라운드 평면 에지(35) 사이에 놓이도록 엘리먼트의 일부 섹션이 선택된다면, 상기 엘리먼트는 상기 모노폴의 주위에서 접혀지는 것으로 간주된다.
대안으로, 모노폴(30), 엘리먼트(34), 및 그라운드 평면 에지(35)는 기판(22)의 하나 이상의 상이한 표면 상에 놓이고, 모노폴이 놓이는 표면을 모노폴 표면이라고 한다. 이 경우, 상기 모노폴 표면에서 그리고 상기 에지에 직교하여 측정된 바와 같이, 선택된 섹션 및 그라운드 평면 에지(35) 사이에 모노폴의 일부가 놓이도록 모노폴 표면으로의 엘리먼트의 일부 섹션의 돌출부가 선택되거나 또는 그라운드 평면 에지(35)의 모노폴 표면으로의 돌출부가 선택된다면 상기 엘리먼트는 모노폴의 주위에서 접히는 것으로 간주된다.
명세서와 청구범위에서 "돌출부"라는 용어는 엘리먼트가 평면에 있는 경우, 평면으로의 엘리먼트의 돌출부는 상기 엘리먼트와 일치하는 것으로 가정된다.
엘리먼트(34)는 제 1 엔드(42)와 제 2 엔드(44)를 구비한다. 엔드(42)는 일반적으로 그것이 피드 영역(38)과 상이하고 개별적인 위치를 가지는 영역(46)에서 그라운드 평면(21)의 에지(35)에 전기 결합하도록 배치된다. 영역(46)은 본문에서 그라운드 평면 커플링 영역이라고 하고, 에지(35)를 경계짓는 그라운드 평면의 영역이고 엔드(42)로부터 5mm 정도 내에 있는 것으로 가정된다. 이롭게는 엘리먼트(34) 및 섹션(29)은 연속한 피스의 도전성 물질을 구비한다. 커플링 영역(46)과 피드 영역(38) 사이의 거리는 일반적으로 적어도 5mm이고, 두 영역 모두는 일반적으로 에지(35)의 엔드로부터 적어도 3mm에 위치한다.
엘리먼트(34)의 종단 선형 섹션(48)은 y축에 평행하고, 엔드(44)와 에지(35) 사이의 거리가 약 1mm 내지 약 10mm 사이의 범위에 있도록 배치된다. 상술한 실시에에서, 거리는 약 7mm이다.
저주파 대역은 본문에서 약 820MHz와 약 960MHz 사이의 범위에 있다고 가정된다. 저주파 대역은 약 880MHz의 중심 주파수를 가지며, 이는 상술한 고주파 대역의 중심 주파수의 약 55% 미만이다. 저주파 대역에서 모노폴(30)은 커플링 엘리먼트(34)를 통해 전기장을 그라운드 평면(21)에 커플링하고, 이는 그것이 이들 주파수에 대해 길이에서 절반 정도의 파장이기 때문에 저주파 대역에서 효율적으로 복사한다. 커플링 엘리먼트(34)는 복사하지 않는 공진 커플링 엘리먼트로서 기능을 한다. 엘리먼트(34)는 엘리먼트와 모노폴(30)의 공진 주파수가 상이한 범위에 있다는 사실로 인해 패러스틱 엘리먼트와는 상이하다. 일반적으로 2개의 공진 주파수 사이의 차이는 고주파 대역의 중심 주파수의 33% 이상이다. 따라서, 안테나(20)는 저주파 대역과 고주파 대역 모두에서 효율적인 복사기로서 동작한다. 도 2a의 검사는 추가로 안테나(20)가 매우 컴팩트하여 단일 인쇄 회로 기판의 깊이로, 5cm2 이하의 정도의 표면 영역을 차지하는 것을 나타낸다. 모노폴(30) 및/또는 커플링 엘리먼트(34)의 섹션의 길이는 안테나(20)가 상술한 것들을 제외한, 일반적으로 900MHz와, 2GHz의 정도의, 다중 대역 주파수에서 효율적으로 복사하도록 용이하게 조정될 수 있다. 상기 안테나의 극도로 소형화된 특성은 이러한 조정이 이루어지면 유지관리된다는 것이 이해될 것이다. 이롭게도, 길이에서의 조정은 최초에 일반적으로 모멘트 해석 방법을 포함하는 안테나 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 검증될 수 있다. 예를 들면, 캘리포니아, 산타 클라라의 Agilent Technologies는 안테나를 시뮬레이션하는 데에 사용될 수 있는 소프트웨어 패키지 GENESYS™를 제공한다.
본 발명자는 본 발명의 실시예에서 일반적으로 그라운드 평면의 크기가 주로 모노폴, 커플링 엘리먼트, 및 그라운드 평면을 구비하는 조합된 구조의 가장 폭 넓은 가능한 대역폭을 결정하고, 그라운드 평면의 공진 주파수와 함께 커플링 엘리먼트의 그 길이가 주로 대역폭의 중심 주파수를 결정한다는 것을 발견하였다 휴대 전화기와 같은 통신 디바이스의 경우, 그라운드 평면의 크기는 휴대 전화기의 크기에 의해 제한된다. 그러나, 이러한 제한 내에서, 커플링 엘리먼트 및/또는 그라운드 평면의 크기 조정에 의해, 폭넓은 또는 협대한 대역폭을 가지고, 약 30% 이상의 효율을 가진 안테나는 넓은 폭의 주파수에 대해 설정될 수 있다.
도 2c는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 안테나(20)의 개략적인 등가 회로49)이다. 모노폴(30)은 일반적으로 인덕터(L1) 및 커패시터(C1)를 구비하는 제 1 직렬 공진 회로(43)로서 작동한다. 커플링 엘리먼트(34)는 일반적으로 인덕터(L2) 및 커패시터(C2)를 구비하는 제 2 직렬 공진 회로(45)로서 작동한다. 그라운드 평면(21)은 일반적으로 인덕터(L3) 및 커패시터(C3)을 구비하는 병렬 공진 회로(47)로서 작동한다. 회로(43)는 고주파 대역 내의 공진 주파수를 가지고, 회로(45 및 47)는 저주파 대역 내에서 거의 동일한 공진 주파수를 가진다.
회로(43)는 필드 커플링(FC1)에 의해 회로(45)에 결합된 것으로 도시된다. 회로(45)는 필드 커플링(FC2)에 의해 회로(47)에 결합된 것으로 도시된다. 필드 커플링(FC1 및 FC2)은 전자기장에 의한 것이다. 일반적으로, 커플링은 전기장이 높은 그라운드 평면(21)의 에지에 인접하여 발생하기 때문에, 필드 커플링(FC1 및 FC2)은 실질적으로 전기장만을 구비하고, 상기 커플링은 주로 전기용량적이다.
상술한 2개의 커플링에 추가하여, 또한 회로(43)와 회로(47) 사이에 필드 커플링(FC3)이 있을 수 있다. 이중 헤드 화살표에 의해 표시된 이러한 커플링은 상술한 커플링과 실질적으로 유사한데, 즉, 커플링은 전기 또는 자기장에 의한 것일 수 있고, 일반적으로 주로 전기장에 의한 것이다. 발명자는 용량 결합에 대한 적절한 심볼을 알지 못하여, 도 2에서의 필드 커플링 (FC1, FC2, FC3)의 표시는 순전히 예시라는 것이 이해될 것이다. 이러한 3개의 커플링에 대해, 전기장의 전기 커플링은 자기장의 자기 커플링 보다 더 크고, 일반적으로 현저하게 더 크다.
3개의 상이한 회로 사이의 커플링 크기는 모노폴(30), 커플링 엘리먼트(34), 및 그라운드 평면(21)의 크기와, 서로에 대한 모노폴, 커플링 엘리먼트 및 그라운드 평면의 상대적인 위치의 함수이다. 추가로, 커플링의 크기는 커플링이 발생하는 주파수의 함수이다.
등가 회로(49)와 전체적으로 유사한 등가회로들이 본문에 기술된 다른 실시예들에 대해 필요한 변경을 가하여 적용한다. 이러한 실시예들에 대한 등가회로(49)에 대한 변경은 당업자들에 명확할 것이다.
도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(50)의 개략도이다. 하기에 기술된 차이점은 제외하고, 안테나(50)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 일반적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(50)는 안테나(20)(도 2b)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다.
안테나(50)는 실질적으로 커플링 엘리먼트(34)(도 2a)와 동일한 기능을 수행하는 커플링 엘리먼트(54)를 구비한다. 커플링 엘리먼트(54)의 엔드(52)는 그라운드 평면의 커플링 영역(56)에서 섹션(29)에 연결된다. 커플링 영역(56)은 전체적으로 커플링 영역(46)과 동일한 크기를 가진다. 안테나(20)와 대조적으로, 커플링 영역(56)은 상대적으로 피드 영역(38)에 근접하고, 2개의 영역은 일반적으로 겹쳐진다. 안테나(20)에 대해, 안테나(50)용 커플링 및 피드 영역은 2개 모두 공통 에지(35)에 인접한다.
도 3b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중대역 안테나(57)의 개략도이다. 하기에 기술된 차이점은 제외하고, 안테나(57)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하며, 두 안테나에서 동일한 참조 번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 있어서 유사하다. 안테나(57)는 실질적으로 안테나(20)(도 2b)의 후면도와 유사한 후면도를 가진다.
안테나(57)에서, 하나 이상의 추가적인 모노폴은 다중 대역 모노폴(59)을 형성하기 위해 모노폴(30)에 전기적으로 연결된다. 예시의 방식에 의해, 안테나(57)에서, 제 2 모노폴(58)이 전기적으로 모노폴(30)에 연결된다. 다중 대역 모노폴(59)에서 모노폴의 길이는 일반적으로 상이하게 설정되어, 다중 대역 모노폴은 모노폴의 수에 대응하는 복수의 주파수 대역으로 복사한다. 모노폴(58)과 같은 하나 이상의 추가적인 모노폴은 일반적으로 모노폴(30)의 폭과 전체적으로 유사한 폭을 가진다.
도 3c는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(70)의 개략도이다. 하기에 기술된 차이점은 제외하고, 안테나(70) 동작은 전체적으로 안테나(50)(도 3a)와 유사하며, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(70)는 안테나(20)(도 2b)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다.
안테나(70)에서, 추가적인 커플링 엘리먼트(72)는 전기적으로 커플링 엘리먼트(54)에 연결된다. 엘리먼트(72)는 1cm의 총 길이를 가진 역 "L"자 형태이다. 엘리먼트(72)의 엔드(74)와 에지(35) 사이에 갭(78)이 있고, 상기 갭은 일반적으로 0.5mm 이하이다. 따라서, 엘리먼트(72)는 용량적으로 그라운드 평면(21)의 제 2 커플링 영역(76)에 결합한다. 영역(76)은 에지(35)를 경계짓고 엔드(74)로부터 5mm의 정도 내에 있는 영역을 포함한다. 본 발명자는 엘리먼트(72)가 그라운드 평면 섹션(29)에 대한 모노폴(30)의 커플링을 증가시켜 그라운드 평면이 모노폴의 고주파 대역에서 복사하고, 안테나(70)의 복사 효율이 개선되도록 한다는 것을 발견하였다. 엘리먼트(72)의 치수, 엔드(74)의 x 위치, 및 갭(78)의 폭은 안테나의 복사 효율을 최적화시키도록 변형될 수 있다.
도 4 및 5는 본 발명의 대안의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(90 및 100)의 정면의 개략도이다. 하기에 기술된 차이점은 제외하고, 안테나(90 및 100)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 안테나(20, 90, 및 100)에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(90 및 100)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다.
안테나(90)에서, 접혀진 모노폴(30)과 거의 동일한 길이를 가진 실질적으로 선형인 모노폴(92)이 접혀진 모노폴을 대체한다. 안테나(100)에서, 접혀진 모노폴(30)과 거의 동일한 길이를 가진 사행 모노폴(102)이 접혀진 모노폴을 대체한다. 선형 모노폴(92) 및 사행 모노폴(102)은 일반적으로 약 1mm 폭의 도전성 스프립으로 형성되고, 실질적으로 모노폴(30)과 동일한 방식으로 기능한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(120)의 개략도이다. 도 6은 안테나(120)의 정면도이다. 안테나(120)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 하기에 기술된 차이점은 제외하고, 안테나(120)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(120)에서, 하나 이상의 리액티브 디바이스(122)는 커플링 엘리먼트(134)의 섹션을 연결시키고, 이는 실질적으로 엘리먼트(34)와 유사한 기능을 한다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 리액티브 디바이스는 디바이스들로 하여금 저지대역 필터로서 기능하도록 하는 값을 가지는 병렬로된 커패시터 및 인덕터를 구비한다. 또다른 실시예에서, 디바이스(122)는 커플링 엘리먼트(134)의 섹션(126) 및 섹션(128)을 연결하는 하나의 유도성 엘리먼트(124)를 구비한다.
2개의 섹션으로 분리되는 것을 제외하고는, 엘리먼트(134)는 전체적으로 커플링 엘리먼트(34)와 레이아웃이 유사하다. 그러나, 리액티브 디바이스(122)의 존재는 섹션(126 및/또는 128)의 물리적 길이가 감소되어 안테나(120) 전체 크기가 안테나(20) 크기보다 더 작게 되도록 한다. 물리적 길이의 변화는 안테나(120)의 전체 성능에 영향을 주지 않고 실질적으로 이루어질 수 있다. 유도성 엘리먼트(124)의 경우, 커플링 엘리먼트(134)의 물리적 길이가 감소됨에도 불구하고, 유도성 엘리먼트의 존재가 커플링 엘리먼트의 전기적 길이, 즉 엘리먼트가 공진하는 파장의 수가 실질적으로 커플링 엘리먼트(34)의 전기적 길이와 같게되도록 하는 값이 선택된다. 엘리먼트(124)의 인덕턴스의 일반적인 값은 5nH의 정도이다.
대안으로 또는 추가하여, 하나 이상의 리액티브 디바이스(122)가 위치(129)에서 모노폴의 섹션(33)을 분리시킴으로써 모노폴(30)에 배치된다. 명료화를 위해, 모노폴(30) 상의 디바이스(122)는 점선으로 도 6에 도시된다. 모노폴에 배치된 디바이스(122)는 상술한 바와 같이 엘리먼트(134) 상에 배치된 디바이스(122)와 전체적으로 유사한 기능을 수행한다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 다중대역 안테나(170)의 개략도이다. 도 7은 안테나(170)의 정면도이다. 안테나(170)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 하기에 기술된 차이점을 제외하고는, 안테나(170)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 커플링 엘리먼트(34)를 대신하여, 안테나(170)는 커플링 엘리먼트(174)를 구비하고, 이는 일반적으로 엘리먼트(174)가 하나의 연속한 도전성 스트립으로서 구성되는 것을 제외하고는 엘리먼트(134)(도 6)와 전체적으로 유사하다. 커플링 엘리먼트(174)는 엘리먼트(34)와 실질적으로 유사한 기능을 한다. 엘리먼트(174)의 하나의 엔드(172)는, 전체적으로 커플링 영역(46)과 동일한 치수를 가지는 커플링 영역(176)에서 그라운드 평면(21)에 전기적으로 연결된다. 추가로, 하나 이상의 리액티브 디바이스(178)는 그라운드 평면(21)의 에지(35)에 근접하여, 영역(182)과 엘리먼트(174)의 일부분(180) 사이에 연결된다.
하나의 실시예에서, 리액티브 디바이스(178)는 직렬 또는 대안으로 병렬로 되어있는 커패시터 및 인덕터를 구비한다. 디바이스(178)는 배치될 수 있고, 즉, 영역(182)의 위치에 배치될 수 있고 및/또는 일부분(180)에 연결될 수 있으며, 점선(184)에 의해 도시된 바와 같이, 커플링 영역(176)의 위치 및/또는 크기를 효과적으로 변경시키고, 커플링 엘리먼트(174)의 유효 길이를 변경하도록 조정될 수 있다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(220)의 개략도이다. 도 8a는 안테나의 정면도이고, 도 8b는 후면도이다. 하기에 기술된 차이점을 제외하고는, 안테나(220)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(220)에서, 커플링 엘리먼트(234)와 접혀진 모노폴(30)은 엘리먼트(234)가 영역(41)에 있도록 기판(22)의 대향하는 표면에 배치된다.
엘리먼트(234 및 34)는 전체적으로 레이아웃 뿐 아니라 동작에서도 유사하여 점선(236)에 의해 도시된 바와 같이 엘리먼트(234)가 모노폴(30) 주위에서 접힌다. 엘리먼트(234)의 엘리먼트(244, 248, 242)는 각각 엘리먼트(34)의 엘리먼트(44, 48, 42)에 해당한다. 엘리먼트(234)의 전체 길이는 엘리먼트(34)의 전체 길이와 실질적으로 유사하고, 커플링 엘리먼트(234)는 그라운드 평면의 섹션(28)의 커플링 영역(246)에 연결되고, 커플링 영역은 전체적으로 커플링 영역(46)과 동일한 치수를 가진다. 안테나(20)와는 대조적으로, 안테나(220)의 피드 및 커플링 영역은 상이한 에지, 즉 그라운드 평면(21)의 에지(35, 39)에 인접한다.
커플링 엘리먼트(234)를 후면(26)에 구성할 때, 커플링 엘리먼트와 그라운드 평면의 섹션(28)은 이롭게도 연속한 도전성 물질의 피스로 이루어진다.
도 9a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중대역 안테나(320)의 개략도이다. 도 9a는 안테나(320)의 정면도이다. 안테나(320)는 실질적으로 안테나(20)의 후면도와 유사한 후면도를 가진다. 하기에 기술된 차이점을 제외하고는, 안테나(320)의 동작은 전체적으로 안테나(20)(도 2a 및 2b)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다. 안테나(320)에서, 접혀진 모노폴(330)은 모노폴(30)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 모노폴(330)은 형태, 치수, 및 위치에 있어서 전체적으로 모노폴(30)과 유사하다. 그러나, 모노폴(330)의 엔드(336)은 에지(35)와 정렬되고, 제 1 압흔(335)은 에지(35)에서 이루어져 상기 정렬이 모노폴(330)로 하여금 전기적으로 섹션(29)에 접촉하지 못하도록 한다. 전체적으로 피드 영역(38)과 유사한 치수를 가진 피드 영역(338)은 압흔(335)의 하부 에지에 인접한다. 피드 영역(338)과 엔드(336)는 안테나(320)를 위한 피드 존(340)으로서 기능한다.
커플링 엘리먼트(334)는 전체적으로 엘리먼트(34)와 기능 및 치수에서 유사하다. 그러나, 일반적으로 선형이고 에지(35)에 대해 직교하는 제 2 압흔이 섹션(29)에서 만들어지고, 엘리먼트(334)는 압흔(339) 내에서 뻗어나가는 섹션(337)을 포함한다. 섹션(337)은 섹션의 엔드(342)가 전기적으로 그라운드 평면 섹션(29)에 접촉하도록 뻗어나가서, 엔드에 인접하여 커플링 영역(346)을 형성하도록 한다. 커플링 영역(346)은 엔드(342)로부터 5mm 정도 내의 영역이다. 섹션(337) 및 압흔의 길이 Lindent가 안테나에 의해 복사되는 주파수의 임피던스 정합을 개선시키도록, 안테나(320)가 동작할 때 섹션(29)의 상이한 전류 및 포텐셜 특성을 이용하도록 설정될 수 있다.
따라서, 에지(35)에서 고 포텐셜이지만, 고 임피던스를 제공하는 저전류인 반면, 섹션의 중심선(344)에서는 일반적으로 고 전류이지만 저 임피던스를 제공하는 저 포텐셜이다. 이러한 기준을 이용하여, Lindent의 값은 전압정재파비(VSWR)를 최적화하기 위해, 즉 안테나(320)의 반사 계수 및/또는 복사 효율을 최적화하기 위해 선택될 수 있다. 이롭게도, Lindent의 최적 값의 결정은 상술한 바와 같은 모멘트 해석 방법의 소프트웨어 패키지를 이용하여 이루어질 수 있다. 하나의 실시예에서, Lindent의 값은 상술한 고주파 대역 및 저주파 대역에서의 복사에 대해 약 20mm이다. 일부 실시예에서, 상기 안테나로부터의 복사의 편광이 그라운드 평면 섹션(29)에서 흐르는 전류의 방향 및 크기의 함수이기 때문에, Lindent의 값은 안테나(320)의 편광 특성, 일반적으로 안테나의 고주파 대역에서의 편광을 설정하도록 선택될 수 있다.
엘리먼트(34)와 대조적으로, 커플링 엘리먼트(334)의 종단 선형 섹션(341)은 x 축에 대해 평행하도록 구성된다. 하나의 실시예에서, 섹션(341)은 약 5mm 길이이며, 섹션(341)의 에지와 에지(35) 사이에 약 2mm의 갭이 있다.
도 9b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중 대역 안테나(360)의 개략도이다. 도 9b는 안테나(360)의 정면도이다. 안테나(360)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 하기에 기술된 차이점을 제외하고는, 안테나(360)의 동작은 전체적으로 안테나(320)(도 9a)와 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호에 의해 지시된 엘리먼트는 전체적으로 구조 및 동작에서 유사하다.
안테나(320)와는 대조적으로, 엔드(342)는 그라운드 평면 섹션(29)에 전기적으로 연결되지 않는다. 그보다는, 엔드(342)와 그라운드 평면 사이에 공간(362)이 존재하여, 커플링 엘리먼트(334)만이 그라운드 평면에 용량 결합(capacitively coupling)된다. 압흔(壓痕)(339)과 섹션(337) 사이의 공간은 물론, 공간(362)의 크기를 변경함으로써, 섹션(337)에 인접한 그라운드 평면에 흐르는 전류의 방향, 및 전류의 크기가 조절될 수 있으므로, 안테나(360)로부터의 방사선의 편광이 그에 대응하여 조절될 수 있다.
도 9c는 본 발명의 하나의 실시예에 대하여, 안테나 효율 대 주파수의 개략적인 그래프이다. 이 그래프는 본 발명자가 도 9A에 도시된 것과 전체적으로 유사한 개시된 실시예에 대하여 측정하였던 값을 보여준다. 그래프에 도시된 바와 같이, 위에 언급된 저주파 대역과 고주파 대역 모두에 대한 효율은 양대역 모두에 걸쳐 50% 이상인 것이 일반적이다. 5가지 공통 셀룰러 대역 GSM850/900/1800/1900, 및 WCDMA2100을 커버하는, 약 850 MHz에서 2.2 GHz까지의 전체 주파수 범위에 대하여, 효율은 약 40% 이상, 일반적으로 50% 이상이다. 본 명세서에 기술된, 본 발명의 다른 실시예는 도 9c의 그래프와 전체적으로 유사한 효율 대 주파수 그래프를 가진다.
위에 서술된 바와 같이, 일반적으로 그라운드 평면의 크기는 주로 모노폴, 커플링 엘리먼트, 및 그라운드 평면의 조합된 구조의 가장 넓은 가능한 전체 대역폭을 결정하고, 그리고 그라운드 평면의 공진 주파수와 함께 커플링 엘리먼트의 길이는 주로 그 중심 주파수를 결정한다. 따라서, 커플링 엘리먼트와 그라운드 평면의 크기를 조절함으로써, 약 400 MHz 만큼 낮은 주파수, 및 약 6 GHz 만큼 높은 주파수에 대하여 30% 이상의 전형적인 효율을 가지는 안테나가 형성될 수 있고, 이는 2.4 GHz 및 5.6 GHz의 무선 랜 네트워크 대역폭을 포함한다.
도 10a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 다중-대역 안테나(420)의 개략도이다. 도 10a는 안테나(420)의 정면도이다. 안테나(420)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 하기에 기술된 차이점을 제외하고, 안테나(420)의 동작은 전체적으로 안테나(320)(도 9a)의 동작과 유사하며, 두 안테나(320 및 420)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에서 전체적으로 유사하다.
안테나(420)에서, 섹션(29) 내의 압흔(422)은 선형이 아니지만, 예시의 방법으로, "L" 형상과 같이 형성되어 있어, L의 제 1 엘리먼트(424)는 y축에 평행하고, L의 제 2 엘리먼트(426)는 x축에 평행하다. 커플링 엘리먼트(434)는 커플링 엘리먼트(334)와 전체적으로 유사하다. 그러나, 엘리먼트(434)의 종단 섹션(436)은 압흔(422) 내에 따라가고, 그 안에 놓이도록 배치되어, 본 명세서에 서술된 예에서, 섹션(436)이 또한 y축에 평행한 제 1 섹션(438) 및 x축에 평행한 제 2 섹션(440)을 가진 L 형상이 되도록 한다. 섹션(440)은 그라운드 섹션(29)에 전기적으로 연결된 엔드(442)에서 종단한다. 그 엔드로부터 5mm 정도 내의 영역인, 엔드(442)에 대한 커플링 영역(444)이 존재한다. 섹션(438)의 길이는 Lindenty이고, 섹션(440)의 길이는 Lindentx이다.
압흔(422)과 닫힌 섹션(436)이 비선형이므로, 그 압흔과 그 각각의 닫힌 섹션의 상이한 부분 사이의 전기장은 평행하지 않다. 따라서, 섹션(438)으로 인한 엘리먼트(424) 내의 전기장은 전체적으로 x축에 평행한 반면, 섹션(440)으로 인한 엘리먼트(426) 내의 전기장은 전체적으로 y축에 평행하다. 종단 섹션(436)와 그라운드 평면(29) 사이의 전기장의 방향은 그라운드 평면 내에 흐르는 전류에 영향을 주고, 차례로 안테나(420)에 의해 전송되는 방사선의 편광에 영향을 준다. 그러므로, 섹션(438 및 440)에 대하여 Lindenty 및 Lindentx의 상이한 값을 선택함으로써, 안테나(420)에 의해 전송되는 방사선의 편광의 방향, 및/또는 타원율(ellipticity)이 조정될 수 있다. 하나의 실시예에서, 상술한 고주파 및 저주파 대역에 방사선을 제공하기 위해, Lindenty의 값은 약 15mm이고, Lindentx의 값은 약 10mm이다.
대안으로서 또는 추가하여, 안테나(420)에 의해 전송되는 방사선의 편광의 방향 및/또는 타원율은 압흔(422) 및 닫힌 섹션(436)의 다른 치수를 변경함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 섹션(438)의 폭(Windenty), 및/또는 섹션(440)의 폭(Windentx)이 변경될 수 있다. 또한, 섹션(438)과 엘리먼트(424)의 에지 사이의 간격의 폭, 및 섹션(440)과 엘리먼트(426)의 에지 사이의 간격의 폭이 변경될 수 있다. 압흔(422)과 닫힌 섹션(436)의 치수를 변경하는 것은 그라운드 평면에 흐르는 전류의 방향 및 크기를 변경하고, 차례로 방사선의 편광을 변경한다. 이러한 치수들은 조절될 수 있고, 그라운드 평면에 대한 경계 조건으로 인해 인가하는 전기장 제한이 주어져 있을 때, 그라운드 평면 내에 흐르는 전류의 방향 및 크기는 원하는 방식으로 방사선의 편광을 변경한다.
도 10b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 다중-대역 안테나(450)의 개략도이다. 도 10b는 안테나(450)의 정면도이다. 안테나(450)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(450)의 동작은 안테나(420)(도 10a)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
안테나(420)와는 대조적으로, 엔드(422)는 그라운드 평면 섹션(29)에 전기적으로 연결되지 않는다. 그보다는, 엔드(442)와 그라운드 평면 사이에 공간(452)이 존재하여, 커플링 엘리먼트(434)만이 그라운드 평면과 용량 결합된다. 공간(452)의 치수를 변경함으로써, 섹션(436)에 인접한 그라운드 평면에 흐르는 전류의 방향, 및 그 전류의 크기가 조정될 수 있고, 안테나(450)로부터의 방사선의 편광이 그에 대응하여 조정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 다중-대역 안테나(470)의 개략도이다. 도 11은 안테나(470)의 정면도이다. 안테나(470)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(470)의 동작은 안테나(320)(도 9a)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(470 및 320)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
커플링 엘리먼트(334)를 대신하여, 안테나(470)는 엘리먼트(334)와 전체적으로 유사하고, 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 커플링 엘리먼트(472)를 포함한다. 커플링 엘리먼트(472)는 종단 선형 섹션(341)과 유사한 종단 섹션(471)을 가진다. 그러나, 섹션(337)을 대신하여, 커플링 엘리먼트(472)는 그라운드 평면의 섹션(29)의 압흔(480)에서, 기판(22)의 에지(473)에 위치하는 선형 섹션(474)을 포함한다. 따라서, 섹션(474)과 섹션(29)은 공통 에지(473)를 가진다. 선형 섹션(474)은 커플링 영역(478)에서, 그라운드 평면 섹션(29)에 섹션의 엔드(476)에서 전기적으로 연결된다. 커플링 영역(478)은 엔드(476)로부터 5mm 정도 내의 영역이다.
선형 섹션(474)의 길이를 조정함으로써, 커플링 엘리먼트(334)에 대하여 상술한 바와 실질적으로 동일하게 커플링 엘리먼트(372)의 임피던스가 조정될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 선형 섹션(474)의 치수를 조정하는 것은 안테나(470)에 의해 방사되는 방사선의 편광의 조정을 가능하게 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 다중-대역 안테나(520)의 개략도이다. 도 12는 안테나(520)의 정면도이다. 안테나(520)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(520)의 동작은 안테나(320)(도 9a)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(520 및 320)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다. 안테나(520)는 엘리먼트(334)와 전체적으로 유사한 치수를 가진 커플링 엘리먼트(534)를 포함하고, 전체적으로 동일한 기능을 수행한다. 그러나, 엘리먼트(334)와는 대조적으로, 커플링 엘리먼트(534)는 그라운드 평면 섹션(29)에 전기적으로 연결되지 않는다.
그보다는, 엘리먼트(534)는 에지(35)와 평행하고, 섹션(29)의 커플링 영역(538)에 엘리먼트(534)를 용량 결합하는 섹션(536)을 포함한다. 커플링 영역(538)은 섹션(536)의 하부 에지(542)로부터 5mm 정도 내의 영역이다. 섹션(536)과 에지(35) 사이의 갭(540)은 약 1mm 미만이며, 약 0.5mm인 것이 전형적이다. 섹션(536)의 길이와 갭(540)의 크기는 엘리먼트(534)와 그라운드 평면 섹션(29) 사이의 용량 결합을 변경하기 위해 조정될 수 있다. 일반적으로, 섹션(536)의 폭은 엘리먼트(534)의 다른 섹션의 폭보다 더 크다. 하나의 실시예에서, 섹션(536)의 길이는 약 7mm이고, 그 섹션의 폭은 약 2mm이다.
도 13는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 다중-대역 안테나(620)의 개략도이다. 도 13는 안테나(620)의 정면도이다. 안테나(620)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(620)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(20 및 620)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작이 전체적으로 유사하다. 안테나(620)는 섹션(29)에서 커플링 엘리먼트(34) 및 커플링 영역(46)을 포함한다. 추가로, 안테나(620)는 그라운드 평면(21)에 전기적으로 연결되거나, 또는 용량 결합된, 기판(22) 상에 형성된 하나 이상의 추가 커플링 엘리먼트를 포함한다.
예시의 방법으로, 안테나(620)는 제2커플링 영역(642)에 전기적으로 연결된 엔드(641)를 가진 제2커플링 엘리먼트(632)를 포함한 것으로 도시되어 있다. 제2커플링 영역(642)은 엔드(641)로부터 5mm 정도 내의 영역이다. 안테나(620)는 또한 접힌 모노폴(630)을 포함한다. 그러나, 안테나(20)와는 대조적으로, 모노폴(630)은 모노폴(30)보다 길이가 더 짧게 구성되어 있어, 전체적으로 방사 엘리먼트로 역할하는 대신, 모노폴(630)은 그라운드 평면(21)에, 각각, 엘리먼트(634 및 34)를 통해 고주파 및 저주파 대역 전자장을 커플링시키는 역할을 한다.
모노폴(630)은 섹션(29)내의 피드 영역(638) 및 모노폴의 엔드(636)를 포함하는 피드 존(640)에서 피딩된다. 피드 영역(638)은 피드 영역(38)과 대체적으로 동일한 치수를 가진다.
제2커플링 엘리먼트(632)는 고주파 대역에서 방사하도록 구성되어 있어, 그 전체 길이는 약 3cm이다. 영역(46, 638, 및 642)은 개별적인 영역이고, 커플링 엘리먼트(34 및 632)는 모노폴(630) 주위에서 접힌다.
도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(720)의 개략도이다. 도 14는 안테나(720)의 정면도이다. 안테나(720)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 동일한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(720)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(20 및 720)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
모노폴(30)을 대신하여, 안테나(720)는 모노폴(30)에 대하여 상술한 바와 같이 전체적으로 도전성 스트립으로부터 구성된, 루프(722)를 포함한다. 루프(722)는 상술된 셀룰러 대역에 대하여 약 3cm의 길이를 가지고, 루프가 모노폴 패밀리의 맴버는 아니지만, 모노폴(30)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 루프(722)는 루프의 제 1 엔드(724)와 인접한 그라운드 평면 피드 영역(728)을 가진다. 영역(728)은 엔드(724)로부터 5mm 정도 내의 영역이다. 제 1 엔드(724), 및 영역(728)은 안테나(720)에 대하여 피드 존(730)으로서 역할한다. 엔드(724), 영역(728), 및 존(730)은 안테나(20)의 엔드(36), 영역(38), 및 피드 존(40)과 구조 및 동작에 있어서 각각 유사하다. 루프(722)는 그라운드 평면 섹션(29)에 전기적으로 연결된 제 2 엔드(726)를 가진다.
도 15a, 및 15b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(820)의 개략도이다. 도 15a는 안테나(820)의 정면도이고, 도 15b는 그 후면도이다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(820)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(20 및 820)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
섹션(29)의 영역(822), 및 섹션(28)의 대응 영역(824)은 그 섹션으로부터 제거되고, 더 짧아진 섹션의 하부 에지(826 및 828)를 형성한다. 영역(822 및 824)은 실질적으로 동일한 길이이며, 이 길이는 일반적으로 10mm 정도이다. 엘리먼트(830)는 영역(822) 내에 형성되고, 엘리먼트(830)는 에지(826)의 섹션(29)에 전기적으로 연결된다. 엘리먼트(830)는 안테나(820)의 특정 흡수율(SAR)을 향상시키도록 구성된다. 모노폴(30) 및 커플링 엘리먼트(34)의 필수 치수가 안테나(20)의 치수에서 조절될 수 있다면, 엘리먼트(830)는 안테나(20)의 효율과 비교하여 안테나(820)의 효율에 크게 영향을 주지는 않는다. 이러한 조절은 이롭게도 앞서 예시한 바와 같은, 안테나 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 이루어질 수 있다.
도 16a, 및 16b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(920)의 개략도이다. 도 16a는 안테나(920)의 정면도이고, 도 16b는 그 후면도이다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(920)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나(20 및 920)에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
기판(22)의 폭을 가로질러 뻗은 안테나(20)에서의 그라운드 평면(21)과 대조적으로, 안테나(920)에서, 섹션(29)의 장방형영역(922), 및 섹션(28)의 대응 영역(924)은 그 섹션으로부터 제거된다. 영역(922 및 924)의 제거는 y축에 평행한 각각의 에지(926 및 928)를 남긴다. 두 영역의 폭은 동일하며, 일반적으로 약 7mm의 값을 가진다.
제2의 접힌 모노폴(930), 및 제2커플링 엘리먼트(934)는 영역(922) 내에 형성된다. 모노폴(930)과 커플링 엘리먼트(934)의 조합(935)은 일반적으로 모노폴(30)과 커플링 엘리먼트(34)의 조합(937)과 배치상 유사하다. 그러나, 조합(935)은 일반적으로 조합(937)의 크기와 비교하여 1배 이상 감소된다. 본문에서, 예시의 방법으로, 조합(935)은 2분의 1 감소된 것으로 가정된다. 조합(935)는 조합(937)에 대하여 90°회전된다.
모노폴(30)에서와 마찬가지로, 모노폴(930)의 엔드(936)는 제2그라운드 평면 피드 영역(38)에 있는 에지(926)에 근접하지만 접촉하지는 않고, 그 영역과 엔드는 피드 존(940)을 형성한다. 영역(938)은 영역 경계 에지(926)이고, 엔드(936)로부터 3mm 정도의 거리 이내에 있는 것으로 가정된다.
엘리먼트(934)의 엔드(942)는 제2그라운드 평면 커플링 영역(946)에서 그라운드 평면 섹션(29)의 에지(926)에 전기적으로 연결된다. 영역(946)은 엔드(942)로부터 3mm 정도의 거리 내의 영역인 것으로 가정된다.
조합(935)은, 그라운드 평면(21)과 함께, 안테나(20)에 대하여 상술된 것과 실질적으로 유사한 원리에 따라, 두개의 주파수 대역에서 동작하는 안테나(947)를 형성한다. 그러나, 저주파 대역이 그라운드 평면(21)의 길이에 의해 대략적으로 결정되는 안테나(20)와는 대조적으로, 본문에서 제 2 저주파 대역이라고도 불리는, 안테나(947)의 저주파 대역은 그라운드 평면(21)의 폭에 의해 대략적으로 결정된다. 본문에서 제2고주파 대역이라고도 불리는, 안테나(947)의 고주파 대역은 모노폴(930)의 길이에 의해 대략적으로 결정된다. 따라서, 안테나(920)는 4개의 상이한 주파수 대역에서 동작할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 트랜시버(14)(도 1)는 단일 트랜시버를 포함하고, 피드(15)는 존(930 및 940)에서 모노폴(30) 및 모노폴(930)에 결합된 단일 피드이며, 이 단일 트랜시버는 4개의 주파수 대역에서 동작한다.
대안으로서, 트랜시버(14)는 2개의 서브-트랜시버를 포함하고, 피드(15)는 각각의 서브 트랜시버에 대한 각각의 피드를 포함한다. 서브 트랜시버 중 제 1 서브-트랜시버는 존(40)에서 모노폴(30)에 연결되고, 제 2 서브-트랜시버는 존(940)에서 모노폴(930)에 연결된다. 조합(935)의 제2저주파 대역은 조합(937)의 고주파 대역과 대략적으로 동일하게 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 조합(937 및 935)의 상이한 물리적 위치, 및/또는 방향은 두개의 서브-트랜시버가, 서브-트랜시버 중 제1서브-트랜시버는 메인 트렌시버로 구성되고, 제2서브-트랜시버는 다이버시티(diversity) 트랜시버로서 구성되는, 다이버시티 모드로 동작되는 것을 가능하게 한다. 다이버시티 모드에서의 동작은 폰(10)에 의해 수신된 신호의 전체 품질을 향상시킨다.
본 발명의 범위는 선형, 및/또는 도 17에 대하여 하기에 기술된, 안테나(1020)에 의해 예시된 바와 같이 곡선형인 안테나의 엘리먼트를 포함한다.
도 17은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(1020)의 개략도이다. 도 17은 안테나(1020)의 정면도이다 안테나(1020)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(1020)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
안테나(20)와는 대조적으로, 안테나(1020)는 비선형 섹션을 가진 하나 이상의 엘리먼트를 포함한다. 예를 들어, 모노폴(1022)은 모노폴(30)과 전체적으로 유사한 특성을 가진다. 그러나, 두 개의 직교 섹션으로 형성되지 않고, 모노폴(1022)은 곡선형 엘리먼트로 형성되고, 모노폴(30)과 전체적으로 동일한 고주파 대역에서 공명한다. 또한 예를 들어, 커플링 엘리먼트(1034)는 커플링 엘리먼트(34)와 전체적으로 유사한 특성을 가진다. 그러나, 커플링 엘리먼트(1034)는 커플링 엘리먼트의 두개의 선형 엘리먼트를 연결하는 제1곡선형 엘리먼트(1024)를 포함한다. 커플링 엘리먼트(1034)는 또한 커플링 엘리먼트를 종단하는 제2곡선형 엘리먼트(1026)는 물론 제3의 곡선형 엘리먼트(1028)를 포함한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 기판(22)은 곡선형 엘리먼트(1024 및 1026)와 일치하도록 기판의 코너에서 굽은 것이 유리할 수 있다.
도 18a, 및 18b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(1120)의 개략도이다. 도 18a는 안테나(1120)의 정면도이다, 도 18b는 그 안테나의 측면도이다. 안테나(1120)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(1120)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작이 전체적으로 유사하다.
커플링 엘리먼트(34)가 모노폴(30)과 그라운드 평면 섹션(29)과 실질적으로 동일 평면상에 있는 안테나(20)와는 대조적으로, 안테나(1120)는 평면이 아니고, 모노폴 및 그라운드 평면 섹션과 동일 평면이 아닌 커플링 엘리먼트(1134)를 포함하지만, 커플링 엘리먼트(1134)는 엘리먼트(34)와 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 커플링 엘리먼트(1134)는 모노폴과 그라운드 평면 섹션이 놓인 평면(1138)과 전체적으로 직교하는 제1섹션(1136)을 포함한다. 일반적으로 5mm 정도의 길이를 가지는, 섹션(1136)은 영역(46)에서 그라운드 평면 섹션(29)에 전기적으로 연결되고, 커플링 엘리먼트의 제2섹션(1140)에 전기적으로 연결된다. 제2섹션(1140)은 평면(1138)과 전체적으로 평행한 평면을 가진, 유전체 엘리먼트(1142)에 의해 지지되는 것이 일반적이고, 커플링 엘리먼트(1134)는 평면(1138)으로의 엘리먼트의 돌출부가 모노폴(30) 주변에서 접히고, 커플링 엘리먼트(34)와 전체적으로 유사한 치수이도록 구성된다.
도 19a, 및 19b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(1160)의 개략도이다. 도 19a는 안테나(1160)의 정면도이다, 도 19b는 그 안테나의 측면도이다. 안테나(1160)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(1160)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작이 전체적으로 유사하다.
모노폴(30)이 커플링 엘리먼트(34) 및 그라운드 평면 섹션(29)과 실질적으로 동일 평면인, 안테나(20)와는 대조적으로, 안테나(1160)는 평면이 아니고, 커플링 엘리먼트 및 그라운드 평면 섹션과 동일 평면이 아닌 모노폴(1162)을 포함하지만, 섹션(33 및 31)과 전체적으로 유사한 섹션(1164, 및 1166)을 가진 모노폴(1162)이 모노폴(30)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 모노폴(1162)은 커플링 엘리먼트 및 그라운드 평면 섹션이 놓인 평면(1170)에 전체적으로 직교하는 섹션(1168)을 포함한다. 일반적으로 4mm 정도의 길이를 가지는, 섹션(1168)은 모노폴의 섹션(1166)에 전기적으로 연결된 제 1 엔드, 및 그라운드 평면의 영역(38)에서, 에지(35)에 근접하지만 접촉하지는 않고, 피드(15)의 라이브 측에 연결되는 제 2 엔드를 가진다. 따라서, 섹션(1168)의 제 2 엔드와 그라운드 평면 섹션(29)의 영역(38) 사이에 갭(1172)이 존재한다. 모노폴(1162)은 평면(1178)에 전체적으로 평행한 평면을 가진, 유전체 엘리먼트(1174)에 의해 지지되는 것이 일반적이고, 모노폴은 커플링 엘리먼트(34)가 평면(1170) 상으로의 모노폴의 돌출부 주변에서 접히도록 구성된다. 이 돌출부는 모노폴(30)과 전체적으로 유사한 치수이다.
도 20은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다중-대역 안테나(1220)의 개략도이다. 도 20은 안테나(1120)의 정면도이다. 안테나(1220)는 안테나(20)의 후면도와 실질적으로 유사한 후면도를 가진다. 아래에 기술된 차이점을 제외하면, 안테나(1220)의 동작은 안테나(20)(도 2a 및 2b)의 동작과 전체적으로 유사하고, 두 안테나에서 동일한 참조번호로 지시된 엘리먼트는 그 구조와 동작에 있어서 전체적으로 유사하다.
안테나(1220)는 커플링 엘리먼트(34)와 전체적으로 유사한 치수인 커플링 엘리먼트(1226)를 포함한다. 따라서, 엘리먼트(1226)는 y축과 평행한 선형 섹션(1230)에서 종단하고, 섹션(1230)은 엘리먼트(34)의 섹션(48)에 대응한다. 엘리먼트(1226)는 엔드(42 및 44)에 각각 대응하고, 엔드(42, 및 44)와 대체적으로 동일한 에지(35)와의 공간적 관계를 가지는 제 1 엔드(1222) 및 제 2 엔드(1228)를 가진다. 엔드(1222)는 에지(35)의 그라운드 평면 커플링 영역(1224)에 전기적으로 연결되는 것이 일반적이다. 영역(1224)은 안테나(20)의 영역(46)에 대응한다.
그러나, 안테나(1220)에서, 커플링 엘리먼트(1226) 및 모노폴(30)은 (모노폴에 대하여) 피드 영역(38), 및 (커플링 엘리먼트에 대하여) 커플링 영역(1224)에서 보는 방향과 동일하거나, 유사한 방향으로 회전한다. 그러므로, 스타팅 포인트로서 피드 영역 및 커플링 영역을 취하고, 안테나(1220)의 x-y 평면 위에서부터 볼 때, 모노폴 및 커플링 엘리먼트는 모두 시계방향으로 회전하거나 벤딩된다.
이것은 안테나(20)에서 커플링 엘리먼트(34) 및 모노폴(30)의 회전 방향과 다른 점이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 엘리먼트(34)와 모노폴(30)은 그들의 커플링 영역과 피드 영역에서 보는 방향의 반대 방향으로 회전한다. 따라서, 스타팅 포인트로서 커플링 영역(46) 및 피드 영역(38)을 취하고, x-y평면 위에서부터 볼 때, 엘리먼트(34)는 시계반대방향으로 회전하거나, 벤딩되지만, 모노폴(30)은 시계방향으로 회전한다.
안테나(1220)의 대안의 실시예에서, 매칭 회로(1232)는 저주파 대역에서 안테나의 유효 리액턴스를 변경하기 위해 엔드 포인트(36)와 가까운 위치에서, 모노폴(30)에 추가될 수 있다.
상기 예를 든 것과 다른 안테나의 형태의 조합이 본 발명의 범위에 포함됨이 이해될 것이다. 제 1 예로서, 안테나(120)(도 6)를 참조하여 기술된 것과 전체적으로 유사한, 하나 이상의 유도성 엘리먼트가 안테나(320)(도 9a)의 커플링 엘리먼트(334) 및/또는 모노폴(330)에 통합될 수 있고, 그 모노폴 또는 엘리먼트의 치수는 그에 대응하여 조절될 수 있다. 제 2 예로서, 안테나(620)(도 13)의 커플링 엘리먼트(34 및 632) 중 하나 또는 모두가, 안테나(320)(도 9a), 및 안테나(420)(도 10a)에 예시된 것과 같은, 선형 및/또는 비선형 압흔을 통해 그라운드 평면(29)에 연결될 수 있다. 제 3 예로서, 안테나(620)(도 13)의 커플링 엘리먼트(34 및 632) 중 하나 또는 모두는, 일반적으로 안테나(220)(도 8a 및 8b)에 관하여 서술된 바와 같이, 적절하게 제거된 후면(26), 및 그라운드 섹션(28)에 위치될 수 있다.
제 4 예로서, 안테나(620)의 커플링 엘리먼트(34 및 632) 중 하나 또는 모두가 일반적으로 안테나(470)(도 11)에 관하여 서술된 바와 같이, 기판(22)의 에지를 따라 형성된 섹션을 가질 수 있다. 제 5 예로서, 기판(22)이 다층 기판을 포함한다면, 특정 안테나의 개별적인 컴포넌트 각각은, 즉 모노폴, 하나 이상의 커플링 엘리먼트, 및 그라운드 평면 섹션은 동일한 또는 상이한 층의 상이한 표면 상에 형성될 수 있다. 제 6 예로서, 안테나(1120 및 1160)(도 18a, 18b, 19a, 19b)는 커플링 엘리먼트와 모노폴이 모두 그라운드 평면을 포함하는 평면과 상이한 평면에 있도록 조합될 수 있다. 또한, 커플링 엘리먼트, 모노폴, 및 그라운드 평면은 3개의 개별적인 평면을 포함할 수 있다. 제 7 예로서, 정합 회로(1232)(도 20)와 전체적으로 유사한 정합 회로가 안테나(20)(도 2a)의 모노폴(30)에 추가될 수 있다. 엘리먼트 조합의 다른 예들은 당업자들에게 명백할 것이다. 상기 실시예에서의 치수들은 단지 예로서 제공된 것일 뿐이며, 안테나의 원하는 동작 주파수 및 다른 제약에 따라 조절될 수 있다.
그러므로, 상술한 실시예는 예시의 방법으로 언급된 것이며, 본 발명은 본 명세서에 서술되고 도시된 내용으로 특별하게 제한되지 않음이 이해될 것이다. 그보다는, 본 발명의 범위는 본 명세서에 서술된 다양한 특징의 조합 및 하부조합은 물론, 종래기술에 서술되지 않았던, 본 명세서를 읽고 당업자들에게 발생할 수 있는 변형 및 수정을 모두 포함한다.

Claims (14)

  1. 유전체 기판;
    상기 기판 상에 형성된 도전성 그라운드 평면;
    상기 그라운드 평면에 인접하여 배치되고 상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴; 및
    상기 그라운드 평면에 인접하여 배치되고 상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면과 결합되며, 상기 모노폴 주위에서 접혀져 있고, 복사하지 않는 공진 커플링 엘리먼트로 작동하는 도전성 커플링 엘리먼트;를 포함하고,
    상기 도전성 모노폴은 상기 도전성 커플링 엘리먼트를 통해 전기장을 상기 그라운드 평면에 결합하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 모노폴은 모노폴 길이를 가지고, 상기 도전성 커플링 엘리먼트는 적어도 상기 모노폴 길이의 1.5배의 커플링 엘리먼트 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 모노폴과 상기 커플링 엘리먼트는, 상기 그라운드 평면과 함께 상기 모노폴이 제 1 중심 주파수를 가지는 제 1 주파수 대역과 제 2 중심 주파수를 가지는 제 2 주파수 대역에서 30% 이상의 효율로 복사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 모노폴과 상기 도전성 커플링 엘리먼트 중 적어도 하나는 평평한 스트립을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 모노폴과 상기 도전성 커플링 엘리먼트중 적어도 하나에 전기적으로 연결된 하나 이상의 리액티브 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 모노폴과 커플링 엘리먼트는 상기 기판의 대향하는 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 그라운드 평면은 압흔을 구비하고, 상기 커플링 엘리먼트의 섹션은 상기 압흔의 엔드 포인트에 전기적으로 결합하기 위해 상기 압흔 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 그라운드 평면, 도전성 모노폴, 및 도전성 커플링 엘리먼트가 기판의 하나의 공통 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 그라운드 평면은 그라운드 평면 에지를 포함하고, 커플링 영역과 피드 영역 중 적어도 하나가 상기 그라운드 평면 에지에 인접하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 복수의 유전체 층을 포함하고, 그라운드 평면, 모노폴, 및 커플링 엘리먼트 중 적어도 2개는 상기 유전체 층에 포함된 상이한 층들 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 커플링 엘리먼트는 상기 커플링 엘리먼트에 전기적으로 연결되고 상기 그라운드 평면의 추가적인 커플링 영역에 용량 결합된 추가적인 커플링 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 가요성 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 평면 유전체 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
  14. 유전체 기판을 설치하는 단계;
    상기 기판에 도전성 그라운드 평면을 형성하는 단계;
    상기 그라운드 평면의 피드 영역에 인접하여 배치된 엔드 포인트를 가진 도전성 모노폴을 상기 그라운드 평면에 인접하게 배치하는 단계;
    상기 그라운드 평면에 인접하게 도전성 커플링 엘리먼트를 배치하는 단계;
    상기 그라운드 평면의 커플링 영역에서 상기 그라운드 평면에 상기 도전성 커플링 엘리먼트를 결합시키는 단계; 및
    상기 도전성 커플링 엘리먼트를 상기 모노폴 주위에서 접는 단계;를 포함하고,
    상기 도전성 커플링 엘리먼트는 복사하지 않는 공진 커플링 엘리먼트로 동작하고, 상기 도전성 모노폴은 상기 도전성 커플링 엘리먼트를 통해 전기장을 상기 그라운드 평면에 결합하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나를 제조하는 방법.
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