KR20140095379A - 안테나 장치 및 그의 급전 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나 장치 및 그의 급전 구조체에 관한 것으로, 접지부 및 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하며, 접지부와 급전부를 연결하여 형성되는 메인 공진부와, 접지부와 급전부 사이에 배치되어, 신호가 유입되는 공진 부가부와, 메인 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 리액턴스 소자를 포함하는 급전 구조체 및 그를 갖는 안테나 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 리액턴스 소자의 리액턴스가 변경 가능하기 때문에, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다.

Description

안테나 장치 및 그의 급전 구조체{ANTENNA APPARATUS AND FEEDING STRUCTURE THEREOF}
본 발명은 통신 단말기의 구성에 관한 것으로, 특히 안테나 장치 및 그의 급전 구조체에 관한 것이다.
일반적으로 통신 단말기는 전자기파를 송수신하기 위한 안테나 장치를 구비하여 이루어진다. 이러한 안테나 장치는 특정 주파수 대역에서 공진하여, 해당 주파수 대역의 전자기파를 송수신한다. 이 때 해당 주파수 대역에서 공진 시, 안테나 장치에서 임피던스(impedance)는 허수로 된다. 그리고 안테나 장치에 대하여 해당 주파수 대역에서 S 파라미터(S parameter)가 급격히 감소한다.
이를 위해, 안테나 장치는 원하는 주파수 대역에 대응하는 파장 λ에 대하여 λ/2의 전기적 길이를 갖는 도선(conducting wire)을 구비한다. 이러한 안테나 장치는 도선을 통해 전자기파를 전송하며, 전자기파가 도선에서 정상파(standing wave)를 형성함에 따라, 안테나 장치에서 공진이 이루어진다. 이 때 안테나 장치는 길이가 상이한 다수개의 도선들을 구비함으로써, 공진 주파수 대역을 확장시킬 수 있다.
그런데, 상기와 같은 안테나 장치에서 공진 주파수 대역에 대응하여 도선의 전기적 길이가 결정되기 때문에, 안테나 장치의 사이즈가 공진 주파수 대역에 따라 결정된다. 이로 인하여, 안테나 장치에서 구현하고자 하는 공진 주파수 대역이 낮아질수록, 안테나 장치의 사이즈가 대형화되는 문제점이 있다. 이는 안테나 장치에서 도선의 수가 증가할수록, 더욱 심각해진다. 즉 안테나 장치에서 공진 주파수 대역이 확장될수록, 안테나 장치의 사이즈가 대형화되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 안테나 장치에서 공진 주파수 대역을 용이하게 조절하는 데 있다. 즉 본 발명은 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 조절하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 급전 구조체는, 접지부와 상기 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하며, 상기 접지부와 급전부를 연결하여 형성되는 메인 공진부와, 상기 접지부와 급전부 사이에 배치되어, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와, 상기 메인 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때 본 발명에 따른 급전 구조체에 있어서, 상기 리액턴스 소자는, 인가되는 제어 신호에 따라 변경되는 리액턴스를 갖는다.
그리고 본 발명에 따른 급전 구조체는, 동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하고, 상기 공진 주파수 대역에 대응하여 상기 리액턴스 소자에서 상기 리액턴스가 변경되도록, 상기 리액턴스 소자에 상기 제어 신호를 인가하는 제어 모듈을 더 포함한다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 안테나 장치는, 방사체와, 상기 방사체의 접지를 위한 접지부, 상기 방사체에 신호를 공급하는 급전부 및 상기 접지부와 급전부를 연결하여 형성되는 메인 공진부와, 상기 접지부와 급전부 사이에 배치되어, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와, 상기 메인 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때 본 발명에 따른 안테나 장치에 있어서, 상기 리액턴스 소자는, 인가되는 제어 신호에 따라 변경되는 리액턴스를 갖는다.
그리고 본 발명에 따른 안테나 장치는, 상기 방사체가 동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하고, 상기 공진 주파수 대역에 대응하여 상기 리액턴스 소자에서 상기 리액턴스가 변경되도록, 상기 리액턴스 소자에 상기 제어 신호를 인가하는 제어 모듈을 더 포함한다.
본 발명에 따른 안테나 장치에서, 공진 주파수 대역이 용이하게 조절될 수 있다. 즉 안테나 장치가 공진 부가부를 포함함에 따라, 공진 주파수 대역이 다수개의 공진 대역들로 이루어질 수 있다. 그리고 리액턴스 소자의 리액턴스가 변경 가능하기 때문에, 안테나 장치에서 공진 대역들 중 적어도 어느 하나를 용이하게 조절할 수 있다. 즉 안테나 장치의 사이즈를 대형화하지 않고도, 공진 대역들 중 적어도 어느 하나를 조절할 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치가 다수개의 공진 주파수 대역들을 가질 수 있다. 이에 따라, 통신 단말기가 안테나 장치를 이용하여 다수개의 통신망들에 선택적으로 접속할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 통신 단말기를 도시하는 블록도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도,
도 3은 도 2에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 변형 예들을 도시하는 사시도들,
도 6은 도 5에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도들,
도 8은 도 7에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들,
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도들, 그리고
도 10은 도 9에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 통신 단말기를 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 통신 단말기(10)는 안테나 장치(20), 무선 통신부(30), 제어부(40) 및 메모리(50)를 포함한다.
안테나 장치(20)는 통신 단말기(10)의 무선 송수신 기능을 수행한다. 즉 안테나 장치(20)는 무선으로 송신 신호를 송신하고, 무선으로 수신 신호를 수신한다. 이 때 안테나 장치(20)는 다수개의 공진 주파수 대역들에서 동작한다. 여기서, 안테나 장치(20)는 공진 주파수 대역들 중 어느 하나에서 선택적으로 동작한다. 그리고 안테나 장치(20)는 다수개의 통신망들에 접속한다. 여기서, 안테나 장치(20)는 통신망들 중 어느 하나에 선택적으로 접속한다. 즉 안테나 장치(20)는 공진 주파수 대역들 중 어느 하나를 통해, 통신망들 중 어느 하나에 접속할 수 있다.
무선 통신부(30)는 통신 단말기(10)의 무선 처리 기능을 수행한다. 이러한 무선 통신부(30)는 무선 송신부와 무선 수신부를 포함한다. 무선 송신부는 송신 신호를 처리하여, 안테나 장치(20)에 송신한다. 여기서, 무선 송신부는 송신 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭할 수 있다. 무선 수신부는 안테나 장치(20)에서 수신 신호를 수신하여, 처리한다. 여기서, 무선 수신부는 수신 신호를 저잡음 증폭하고, 주파수를 하강변환할 수 있다.
제어부(40)는 통신 단말기(10)의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 이러한 제어부(40)는 데이터 처리부를 포함한다. 데이터 처리부는 송신 신호를 부호화 및 변조하는 송신기와, 수신 신호를 복조 및 복호화하는 수신기 등을 구비한다. 이 때 데이터 처리부는 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODEC)으로 구성될 수 있다. 여기서, 코덱은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱을 구비할 수 있다. 그리고 제어부(40)는 다수개의 통신망들 중 어느 하나를 결정한다. 또한 제어부(40)는 안테나 장치(20)를 제어하여, 다수개의 공진 주파수 대역들 중 어느 하나에서 동작시킨다. 이를 통해, 제어부(130)는 안테나 장치(20)를 통해 통신망들 중 어느 하나에 접속하여, 통신을 수행한다.
메모리(50)는 프로그램 메모리 및 데이터 메모리를 포함한다. 프로그램 메모리는 통신 단말기(10)의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들을 저장한다. 이 때 프로그램 메모리는 안테나 장치(20)를 제어하기 위한 프로그램들을 저장한다. 데이터 메모리는 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 저장한다. 그리고 메모리(50)는 통신망들과 공진 주파수 대역들을 상호 대응시켜 저장할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 3은 도 2에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 또한 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(100)는 구동 기판(110), 접지체(120) 및 안테나 소자(130)를 포함한다.
구동 기판(110)은 안테나 장치(100)에서 급전(急電) 및 지지(支持)를 위해 제공된다. 이 때 구동 기판(110)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)일 수 있다. 이러한 구동 기판(110)은 평판 구조를 갖는다. 여기서, 구동 기판(110)은 단일 기판으로 구현될 수 있으며, 다수개의 기판들이 적층되어 구현될 수도 있다.
그리고 구동 기판(110)은 접지 영역(111)과 공진 영역(113)으로 구분된다. 또한 구동 기판(110)에, 전송 선로(도시되지 않음)가 내재된다. 전송 선로는 일 단부를 통해 제어부(40)에 연결된다. 게다가, 전송 선로는 타 단부를 통해 공진 영역(113)으로 노출된다. 즉 전송 선로는 제어부(40)에서 신호를 수신하여, 일 단부로부터 타 단부로 신호를 전달한다.
또한 구동 기판(110)은 유전체를 포함한다. 여기서, 구동 기판(110)의 도전율(conductivity; σ)이 0.02일 수 있다. 그리고 구동 기판(110)의 유전율(permittivity; ε)이 4.4일 수 있다. 게다가, 구동 기판(110)의 손실 탄젠트(loss tangent)는 0.02일 수 있다. 이 때 전송 선로는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 전송 선로는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접지체(120)는 안테나 장치(100)에서 접지(接地)를 위해 제공된다. 이러한 접지체(120)는 구동 기판(110)에 장착된다. 이 때 접지체(120)는 접지 영역(111)에 배치된다. 여기서, 접지체(120)는 구동 기판(110)의 하부면 또는 상부면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 또는 구동 기판(110)이 다수개의 기판들로 이루어진 경우, 접지체(120)는 기판들 사이에 배치될 수도 있다. 그리고 접지체(120)는 평판 구조를 가질 수 있다. 여기서, 접지체(120)는 접지 영역(111)을 전체적으로 커버할 수 있다. 또는 접지체(120)는 접지 영역(111)을 부분적으로 커버할 수도 있다.
안테나 소자(130)는 안테나 장치(100)에서 신호 송수신을 위해 제공된다. 이 때 안테나 소자(130)는 공진 주파수 대역에서 신호를 송수신한다. 즉 안테나 소자(130)는 공진 주파수 대역에서 동작하여, 전자기파를 송수신한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)에서 신호가 공급됨에 따라, 동작할 수 있다. 그리고 안테나 소자(130)는 미리 정해진 임피던스(impedance)에서 공진한다.
이 때 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 다수개의 공진 대역들을 포함한다. 즉 공진 주파수 대역은 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역을 포함한다. 여기서, 제 1 공진 대역은 제 2 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 저주파에 해당할 수 있다. 바꿔 말하면, 제 2 공진 대역은 제 1 공진 대역과 비교하여, 상대적으로 고주파에 해당할 수 있다. 그리고 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역은 주파수 상에서 상호로부터 이격될 수 있다. 이를 통해, 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 다중 주파수 대역에 해당할 수 있다. 또는 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역은 주파수 상에서 상호 결합될 수 있다. 이를 통해, 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역은 광 주파수 대역에 해당할 수 있다.
이러한 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)에 실장된다. 이 때 안테나 소자(130)는 공진 영역(113)에 배치된다. 여기서, 안테나 소자(130)는 구동 기판(110)의 상부면에 배치될 수 있다. 그리고 안테나 소자(130)는 공진 영역(113)에서 전송 선로에 접촉한다. 또한 안테나 소자(130)는 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 안테나 소자(130)는 급전 구조체(140) 및 방사체(160)를 포함한다.
급전 구조체(140)는 안테나 소자(130)에서 급전을 위해 제공된다. 즉 급전 구조체(140)는 방사체(160)를 동작시킨다. 그리고 급전 구조체(140)는 방사체(160)와 함께, 동작한다. 이 때 급전 구조체(140)는 방사체(160)에 신호를 공급한다. 또한 급전 구조체(140)는, 방사체(160)에서 신호가 전달되게 한다. 여기서, 급전 구조체(140)는 메인 공진부(141), 공진 부가부(149) 및 리액턴스 소자(151)들을 포함한다.
메인 공진부(141)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역을 결정한다. 이러한 메인 공진부(141)는 공진 영역(113)에서 전송 선로에 접촉한다. 그리고 메인 공진부(141)는 접지체(120)에 접촉한다. 또한 메인 공진부(141)는 급전부(143) 및 접지부(145)를 포함한다. 이 때 메인 공진부(141)는 급전부(143)와 접지부(145)를 연결하여 형성된다.
급전부(143)는 방사체(160)에 신호를 공급한다. 이러한 급전부(143)는 구동 기판(110)의 전송 선로에 접촉한다. 이 때 급전부(143)는 일 단부를 통해 전송 선로에 접촉한다. 여기서, 급전부(143)의 일 단부가 급전점(Feeding Point; FP)으로 정의된다. 예를 들면, 급전점은 접지체(120)에 근접한 위치에서, 전송 선로에 접촉할 수 있다. 바꿔 말하면, 급전점은 접지체(120)와 접촉하지 않는다. 그리고 급전부(143)는 전송 선로로부터 연장된다. 이 때 급전부(143)는 타 단부를 통해 연장된다. 여기서, 급전부(143)는 타 단부를 통해 방사체(160)에 접촉한다. 이를 통해, 급전부(143)는 일 단부로부터 타 단부로, 방사체(160)에 신호를 공급한다. 또한 급전부(143)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 급전부(143)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
접지부(145)는 방사체(160)를 접지시킨다. 이러한 접지부(145)는 접지체(120)에 접촉한다. 이 때 접지부(145)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉한다. 여기서, 접지부(145)의 일 단부가 접지점으로 정의된다. 그리고 접지부(145)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 접지부(145)는 타 단부를 통해 연장된다. 여기서, 접지부(145)는 타 단부를 통해 방사체(160)에 접촉한다. 이를 통해, 접지부(145)는 타 단부로부터 일 단부로, 방사체(160)를 접지시킨다. 또한 접지부(145)는, 방사체(160)에서 접지부(145)를 향하여 신호가 전달되게 한다.
그리고 접지부(145)는 급전부(143)에 연결된다. 여기서, 접지부(145)는 방사체(160)를 통해 급전부(143)에 연결된다. 다시 말해, 접지부(145)는 급전부(143)로부터 이격되어 배치된다. 즉 접지부(145)는 방사체(160)에서 급전부(143)와 다른 위치에 접촉한다. 또한 접지부(145)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 접지부(145)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
공진 부가부(149)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에 제 2 공진 대역을 부가한다. 즉 공진 부가부(149)는 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역을 결정한다. 이러한 공진 부가부(149)는 메인 공진부(141)에서 급전부(143)와 접지부(145) 사이에 배치된다. 이 때 공진 부가부(149)는 급전부(143) 또는 접지부(145) 중 적어도 어느 하나에 연결된다. 이를 통해, 메인 공진부(141)로부터 공진 부가부(149)에, 신호가 유입된다.
그리고 공진 부가부(149)는 접지체(120)에 연결된다. 이 때 공진 부가부(149)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 연결된다. 여기서, 공진 부가부(149)는 일 단부를 통해 접지체(120)에 접촉할 수 있다. 또한 공진 부가부(149)는 접지체(120)로부터 연장된다. 이 때 공진 부가부(149)는 타 단부를 통해 접지체(120)로부터 연장된다. 여기서, 공진 부가부(149)는 타 단부를 통해 급전부(143)와 접지부(145)에 연결된다. 이를 통해, 공진 부가부(149)가 타 단부로부터 일 단부로 접지된다. 게다가, 공진 부가부(149)는 도전성 물질을 포함한다. 여기서, 공진 부가부(149)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
리액턴스 소자(151)들은 안테나 소자(130)에서 공진 주파수 대역의 조절을 위해 제공된다. 즉 리액턴스 소자(151)들은 안테나 소자(130)의 전기적 특성을 조절한다. 이 때 리액턴스 소자(151)들은 미리 결정되는 리액턴스(reactance)를 갖는다. 여기서, 각각의 리액턴스 소자(151)의 리액턴스는 제어부(40)의 제어 하에 결정된다. 즉 각각의 리액턴스 소자(151)의 리액턴스는 가변 리액턴스로, 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 변경될 수 있다. 그리고 각각의 리액턴스 소자(151)는 용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
이러한 리액턴스 소자(151)들은 메인 공진부(141)와 공진 부가부(149)에 배치된다. 이 때 리액턴스 소자(151)들은 적어도 하나의 제 1 리액턴스 소자(153)와 적어도 하나의 제 2 리액턴스 소자(155)를 포함한다. 제 1 리액턴스 소자(153)는 메인 공진부(141)에 배치된다. 이 때 제 1 리액턴스 소자(153)는 접지부(145)에 배치된다. 제 2 리액턴스 소자(155)는 공진 부가부(149)에 배치된다.
이 때 급전 구조체(140)는 미리 결정되는 전기적 특성을 갖도록 설계된다. 예를 들면, 급전 구조체(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다.
즉 메인 공진부(141)의 급전부(143)와 접지부(145) 및 공진 부가부(149)는 급전점(170)에 연결되는 도전 선로(171)로 연결된다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(153)가 유도성 소자(173)인 것으로 가정한다. 여기서, 유도성 소자(173)의 인덕턴스가 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 변경된다. 또한 제 2 리액턴스 소자(155)가 용량성 소자(175)인 것으로 가정한다. 여기서, 용량성 소자(175)의 커패시턴스가 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 변경된다. 이 때 유도성 소자(173)가 도전 선로(171)를 통해 급전점(170)에 연결된다. 그리고 용량성 소자(175)가 도전 선로(171)를 통해 급전점(170)에 연결된다. 여기서, 용량성 소자(175)는 유도성 소자(173)에 병렬로 연결된다.
이를 통해, 급전 구조체(140)에서, 두 개의 공진 루프들, 즉 제 1 공진 루프와 제 2 공진 루프가 형성된다. 이 때 구동 기판(110)으로부터 신호가 인가되면, 급전 구조체(140)가 동작한다. 여기서, 메인 공진부(141)에서, 급전부(143)로부터 접지부(145)를 향하여 신호를 전달한다. 그리고 메인 공진부(141)로부터 공진 부가부(149)에, 신호가 유입된다. 즉 급전부(143)로부터 접지부(145) 뿐만 아니라 공진 부가부(149)로, 신호가 전달된다.
제 1 공진 루프는 메인 공진부(141)와 제 1 리액턴스 소자(153)에 의해 형성된다. 즉 제 1 공진 루프는 급전부(143), 접지부(145) 및 제 1 리액턴스 소자(153)를 포함한다. 그리고 제 1 공진 루프가 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 1 공진 대역을 결정한다. 이 때 제 1 공진 루프의 사이즈 또는 형상 및 제 1 리액턴스 소자(153)의 리액턴스에 따라 제 1 공진 대역이 결정된다.
제 2 공진 루프는 공진 부가부(149)와 리액턴스 소자(151)들에 의해 형성된다. 즉 제 2 공진 루프는 접지부(145), 공진 부가부(149) 및 리액턴스 소자(151)들을 포함한다. 그리고 제 2 공진 루프가 안테나 소자(130)의 공진 주파수 대역에서 제 2 공진 대역을 결정한다. 이 때 제 2 공진 루프의 사이즈 또는 형상 및 리액턴스 소자(151)들의 리액턴스에 따라 제 2 공진 대역이 결정된다.
방사체(160)는 안테나 소자(130)에서 실질적인 동작을 위해 제공된다. 이 때 급전 구조체(140)로부터 신호가 공급되면, 방사체(160)는 공진 주파수 대역에서 동작한다. 여기서, 방사체(160)는 접지체(120) 및 급전 구조체(140)와 함께, 동작한다.
이러한 방사체(160)는 급전 구조체(140)에 연결된다. 이 때 방사체(160)는 메인 공진부(141) 및 공진 부가부(149)에 연결된다. 그리고 방사체(160)는 급전 구조체(140) 상에서 연장된다. 여기서, 방사체(160)는 급전부(143)의 타 단부, 접지부(145)의 타 단부 및 공진 부가부(149)의 타 단부에 연결된다. 또한 방사체(160)는 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 방사체(160)는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
이에 따라, 안테나 장치(100)는 공진 주파수 대역에서 동작한다. 이 때 제어부(40)의 제어 하에, 안테나 장치(100)가 공진 주파수 대역에서 동작한다. 예를 들면, 안테나 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같은 동작 특성을 가질 수 있다.
즉 안테나 장치(100)는 제 1 공진 루프에 의해, 제 1 공진 대역에서 공진한다. 여기서, 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프에 따라 결정된다. 그리고 안테나 장치(100)는 제 2 공진 루프에 의해, 제 2 공진 대역에서 공진한다. 여기서, 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프에 따라 결정된다. 이 때 안테나 장치(100)는 제어부(40)에 의해 초기 결정된 바에 따라, 제 1 공진 대역과 제 2 공진 대역에서 동작한다. 이 때 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라, 제 1 리액턴스 소자(153)의 리액턴스가 변경될 수 있다. 여기서, 제 1 리액턴스 소자(153)의 리액턴스가 변경되면, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다. 즉 안테나 장치(100)의 동작 성능은 유지되면서, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다. 또한 제어부(40)로부터 인가되는 신호에 따라, 제 2 리액턴스 소자(155)의 리액턴스가 변경될 수 있다. 여기서, 제 2 리액턴스 소자(155)의 리액턴스가 변경되면, 제 2 공진 대역이 조절된다. 즉 안테나 장치(100)의 동작 성능은 유지되면서, 제 2 공진 대역이 조절된다.
본 실시예에 따르면, 제어부(40)가 접속하고자 하는 통신망을 결정한다. 그리고 제어부(40)는 해당 통신망에 대응하여 안테나 장치(100)를 위한 공진 주파수 대역을 결정한다. 또한 제어부(40)의 제어 하에, 안테나 장치(100)는 해당 공진 주파수 대역에서 동작한다. 이 후 접속하고자 하는 통신망이 변경되면, 제어부(40)는 안테나 장치(100)를 위한 공진 주파수 대역을 재결정한다. 이 때 제어부(40)는 안테나 장치(100)의 리액턴스 소자(151)들을 제어하여, 공진 주파수 대역을 조절한다. 즉 제어부(40)는 공진 주파수 대역의 공진 대역들 중 적어도 어느 하나를 조절한다.
한편, 본 실시예에서, 안테나 소자(130)가 구동 기판(110)에 실장되는 예를 개시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉 안테나 소자(130)의 적어도 일부가 구동 기판(110)에 실장되지 않더라도, 본 발명의 구현이 가능하다.
구체적으로, 안테나 장치(100)가 통신 단말기(10)에 장착되는 경우, 안테나 소자(130)가 통신 단말기(10)에서 외부 케이스(도시되지 않음)의 내부 표면에 부착될 수 있다. 그리고 구동 기판(110)이 통신 단말기(10)에서 외부 케이스의 내부 공간에 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 소자(130)에서 방사체(160)가 외부 케이스의 내부 표면에 부착될 수 있다. 이 때 방사체(160)는 실장 부재(도시되지 않음)에 장착되어, 외부 케이스에 부착될 수 있다. 여기서, 실장 부재는, 예컨대 캐리어(carrier)일 수 있다. 또한 안테나 소자(130)에서 방사체(160)를 제외한 나머지는 구동 기판(110)에 직접적으로 실장될 수 있다. 게다가, 방사체(160)는 접속 부재(도시되지 않음)를 통해 급전 구조체(140)에 접속할 수 있다. 여기서, 접속 부재는 C 클립(clip)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안테나 장치의 변형 예들을 도시하는 사시도들이다. 그리고 도 6은 도 5에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다.
도 5를 참조하면, 메인 공진부(141)에서 급전부(143)와 접지부(145)는 연결부(147)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 제 1 리액턴스 소자(153)는 메인 공진부(141)의 접지부(145) 이외에, 연결부(147)에 배치될 수 있다. 즉 제 1 리액턴스 소자(153)는, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 공진 부가부(149)와 접지부(145) 사이에서 연결부(147)에 배치될 수 있다. 또는 제 1 리액턴스 소자(153)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 급전부(143)와 공진 부가부(149) 사이에서 연결부(147)에 배치될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 제 1 리액턴스 소자(153)가 접지부(145), 공진 부가부(149)와 접지부(145) 사이 또는 급전부(143)와 공진 부가부(149) 사이 중 적어도 어느 두 개에 배치되더라도, 본 발명의 구현이 가능하다. 즉 제 1 리액턴스 소자(153)는 접지부(145), 공진 부가부(149)와 접지부(145) 사이 또는 급전부(143)와 공진 부가부(149) 사이 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
이 때 본 실시예의 안테나 장치(100)에서, 급전 구조체(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 유도성 소자(173)는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 도전 선로(171)에서 용량성 소자(175)의 뒷단에 배치될 수 있다. 또는 유도성 소자(173)는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 도전 선로(171)에서 용량성 소자(175)의 앞단에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도들이다. 그리고 도 8은 도 7에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(200)는 구동 기판(210), 접지체(220) 및 안테나 소자(230)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(230)는 급전 구조체(240) 및 방사체(260)를 포함한다. 또한 급전 구조체(240)는 메인 공진부(241), 공진 부가부(249) 및 리액턴스 소자(251)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술된 실시예의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(200)에서, 리액턴스 소자(251)는 메인 공진부(241)에 배치된다. 즉 리액턴스 소자(251)는 공진 부가부(249)에 배치되지 않는다. 이 때 리액턴스 소자(251)는 메인 공진부(241)에서 접지부(245)에 배치된다.
한편, 도시되지는 않았으나, 리액턴스 소자(251)는 접지부(245) 뿐만 아니라, 공진 부가부(249)와 접지부(245) 사이 또는 급전부(243)와 공진 부가부(249) 사이에 배치될 수 있다. 즉 리액턴스 소자(251)는 접지부(245), 공진 부가부(249)와 접지부(245) 사이 또는 급전부(243)와 공진 부가부(249) 사이 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다.
이 때 본 실시예의 안테나 장치(200)에서, 급전 구조체(240)는 도 8에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 메인 공진부(241)의 급전부(243)와 접지부(245) 및 공진 부가부(249)는 급전점(270)에 연결되는 도전 선로(271)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(251)가 유도성 소자(273)인 것으로 가정한다. 여기서, 유도성 소자(273)의 인턱턴스가 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 변경된다. 또한 유도성 소자(273)가 도전 선로(271)를 통해 급전점(270)에 연결된다.
이에 따라, 안테나 장치(200)는 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 동작한다. 즉 안테나 장치(200)는 제 1 공진 루프에 의해, 제 1 공진 대역에서 공진한다. 여기서, 제 1 공진 대역이 제 1 공진 루프에 따라 결정된다. 그리고 안테나 장치(200)는 제 2 공진 루프에 의해, 제 2 공진 대역에서 공진한다. 여기서, 제 2 공진 대역이 제 2 공진 루프에 따라 결정된다. 이 때 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 리액턴스 소자(251)의 리액턴스가 변경되면, 제 1 공진 대역 및 제 2 공진 대역이 조절된다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 안테나 장치를 도시하는 사시도들이다. 그리고 도 10은 도 9에서 급전 구조체의 등가 회로를 도시하는 회로도들이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 안테나 장치(300)는 구동 기판(310), 접지체(320) 및 안테나 소자(330)를 포함한다. 그리고 안테나 소자(330)는 급전 구조체(340) 및 방사체(360)를 포함한다. 또한 급전 구조체(340)는 메인 공진부(341), 공진 부가부(349) 및 리액턴스 소자(351)를 포함한다. 이 때 본 실시예에서 각각의 구성은 전술된 실시예들의 대응하는 구성과 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 실시예의 안테나 장치(300)에서, 리액턴스 소자(351)는 공진 부가부(349)에 배치된다. 즉 리액턴스 소자(351)는 메인 공진부(341)에 배치되지 않는다.
이 때 본 실시예의 안테나 장치(300)에서, 급전 구조체(340)는 도 10에 도시된 바와 같이 설계될 수 있다. 즉 메인 공진부(341)의 급전부(343)와 접지부(345) 및 공진 부가부(349)는 급전점(370)에 연결되는 도전 선로(371)로 연결된다. 그리고 리액턴스 소자(351)가 용량성 소자(375)인 것으로 가정한다. 여기서, 용량성 소자(375)의 커패시턴스가 제어부(40)로부터 인가되는 제어 신호에 따라 변경된다. 이 대 용량성 소자(375)가 도전 선로(371)를 통해 급전점(370)에 연결된다.
본 발명에 따르면, 안테나 장치(100, 200, 300)의 공진 주파수 대역을 용이하게 조절할 수 있다. 즉 안테나 장치(100, 200, 300)가 공진 부가부(149, 249, 349)를 포함함에 따라, 공진 주파수 대역이 다수개의 공진 대역들로 이루어질 수 있다. 그리고 리액턴스 소자(151, 251, 351)의 리액턴스가 변경 가능하기 때문에, 안테나 장치(100, 200, 300)에서 공진 대역들 중 적어도 어느 하나를 용이하게 조절할 수 있다. 즉 안테나 장치(100, 200, 300)의 사이즈를 대형화하지 않고도, 공진 대역들 중 적어도 어느 하나를 조절할 수 있다. 이로 인하여, 안테나 장치(100, 200, 300)가 다수개의 공진 주파수 대역들을 가질 수 있다. 이에 따라, 통신 단말기(10)가 안테나 장치(100, 200, 300)를 이용하여 다수개의 통신망들에 선택적으로 접속할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100, 200, 300: 안테나 장치 110, 210, 310: 구동 기판
120, 220, 320: 접지체 130, 230, 330: 안테나 소자
140, 240, 340: 급전 구조체 141, 241, 341: 메인 공진부
143, 243, 343: 급전부 145, 245, 345: 접지부
149, 249, 349: 공진 부가부 151, 251, 351: 리액턴스 소자
160, 260, 360: 방사체

Claims (15)

  1. 접지부와 상기 접지부를 향하여 신호를 공급하는 급전부를 포함하며, 상기 접지부와 급전부를 연결하여 형성되는 메인 공진부와,
    상기 접지부와 급전부 사이에 배치되어, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와,
    상기 메인 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    인가되는 제어 신호에 따라 변경되는 리액턴스를 갖는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    상기 메인 공진부에 배치되는 제 1 리액턴스 소자와,
    상기 공진 부가부에 배치되는 제 2 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 리액턴스 소자는 상기 유도성 소자이고,
    상기 제 2 리액턴스 소자는 상기 용량성 소자인 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하고, 상기 공진 주파수 대역에 대응하여 상기 리액턴스 소자에서 상기 리액턴스가 변경되도록, 상기 리액턴스 소자에 상기 제어 신호를 인가하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공진 주파수 대역은 상기 메인 공진부에 대응하는 제 1 공진 대역과 상기 공진 부가부에 대응하는 제 2 공진 대역을 포함하며,
    상기 리액턴스가 변경됨에 따라, 상기 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나가 변경되는 것을 특징으로 하는 급전 구조체.
  8. 방사체와,
    상기 방사체의 접지를 위한 접지부, 상기 방사체에 신호를 공급하는 급전부 및 상기 접지부와 급전부를 연결하여 형성되는 메인 공진부와,
    상기 접지부와 급전부 사이에 배치되어, 상기 신호가 유입되는 공진 부가부와,
    상기 메인 공진부 또는 공진 부가부 중 적어도 어느 하나에 배치되는 적어도 하나의 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    인가되는 제어 신호에 따라 변경되는 리액턴스를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    용량성 소자 또는 유도성 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 리액턴스 소자는,
    상기 메인 공진부에 배치되는 제 1 리액턴스 소자와,
    상기 공진 부가부에 배치되는 제 2 리액턴스 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 리액턴스 소자는 상기 유도성 소자이고,
    상기 제 2 리액턴스 소자는 상기 용량성 소자인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 방사체는,
    상기 리액턴스에 대응하여 조절되는 공진 주파수 대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 방사체가 동작하기 위한 공진 주파수 대역을 결정하고, 상기 공진 주파수 대역에 대응하여 상기 리액턴스 소자에서 상기 리액턴스가 변경되도록, 상기 리액턴스 소자에 상기 제어 신호를 인가하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공진 주파수 대역은 상기 메인 공진부에 대응하는 제 1 공진 대역과 상기 공진 부가부에 대응하는 제 2 공진 대역을 포함하며,
    상기 리액턴스가 변경됨에 따라, 상기 제 1 공진 대역 또는 제 2 공진 대역 중 적어도 어느 하나가 변경되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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