KR20180044197A

KR20180044197A - 안테나

Info

Publication number: KR20180044197A
Application number: KR1020170135347A
Authority: KR
Inventors: 요헤이 사쿠라이
Original assignee: 타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이.
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-05-02
Also published as: ES2752799T3; CN107978851A; EP3312934A1; JP6772024B2; KR102363527B1; CN107978851B; US20180115073A1; US10862214B2; EP3312934B1; JP2018067860A

Abstract

[과제] 회로 기판 상의 프린트 배선으로 구성된, 컴팩트하고 광대역에서 수평면 무지향성을 갖는 안테나를 제공한다. [해결 수단] 안테나(20)는, 회로 기판의 Z 방향으로 긴 대략 직사각형의 안테나 영역(D)에 배치되어 있다. 그리고, 이 안테나(20)는, 제1 패드(21), 제2 패드(22), 방사 소자(23), 미앤더 소자(24), 및 제3 패드(26)를 갖는다. 방사 소자(23)는, 제1 패드(21)와 용량 결합하고 있다. 또, 제3 패드(26)는, 제2 패드(22)와 용량 결합하고 있다.

Description

안테나{ANTENNA}

본 발명은, 회로 기판 상의 프린트 배선으로 구성된 안테나에 관한 것이다.

회로 기판 상에 프린트 배선으로 구성한 무지향성의 안테나가 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 회로 기판 상에 형성된 방사 소자 및 어스 소자로 이루어지는 자기단극자 안테나가 개시되고 있다.

이 특허문헌 1에 개시된 자기단극자 안테나의 경우, 수평면 무지향성의 안테나 특성을 실현할 수 있지만, 방사 소자와 어스 소자의 연장 돌출 방향이 다르기 때문에, 컴팩트한 안테나를 얻을 수 없다.

또, 근년, LTE(Long Term Evolution) 대역 등의 넓은 대역을 커버하는 광대역의 안테나가 요구 되고 있다. 이 특허문헌 1에 개시된 안테나의 경우, 광대역화는 곤란하다.

일본공개 특허 특개2003-110342호 공보

본 발명은, 상기 사정을 감안하여, 회로 기판 상의 프린트 배선으로 구성된, 컴팩트하고 광대역에서 다이 폴 안테나와 같은 수평면 무지향성을 갖는 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 안테나는, 제1 방향으로 교차되는 제2 방향과 비교하여 제1 방향으로 길고, 회로 기판 상의 대략 직사각형(矩形)의 안테나 영역 내에 배치된 안테나에 있어서,

상기 안테나 영역의, 상기 제1 방향 양단의 각 단변(短邊)과, 그 제1 방향에 대해 서로의 사이에 간격을 비운 각 위치와의 사이에 각각 펼쳐진 제1 패드 및 제2 패드와,

상기 제1 방향에 대해 제1 패드와 제2 패드와의 사이에서, 안테나 영역의 일방의 장변(長邊) 근방의 급전점으로부터 상기 제2 방향 타방의 장변을 향해 연장되고, 또한 제1 패드 측으로 절곡되어 제1 방향으로 연장되어 제1 패드와 용량 결합한 방사 소자와,

제1 패드 근방에서 방사 소자에 연결되어, 제2 방향으로 왕복 사행(蛇行)하면서 제1 패드로부터 멀어지는 방향으로 제1 방향으로 연장된 미앤더(meander) 소자와,

상기 급전점의, 제1 방향 제2 패드 측에 인접한 인접점으로부터 제2 방향 타방의 장변을 향해 연장되고, 또한 제2 패드 측으로 절곡되어 제1 방향으로 연장되어 제2 패드와 용량 결합한 제3 패드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 안테나는, 상기의 구조를 갖는 안테나이며, 이 안테나에 의하면, 용량 결합에 의해 컴팩트하고 광대역에서 다이 폴 안테나와 같은 수평면 무지향성을 실현할 수 있다.

여기서, 본 발명의 안테나에서, 제1 패드, 제2 패드, 방사 소자, 미앤더 소자, 및 제3 패드가, 회로 기판의, 서로 같은 측의 면에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

안테나를 구성하는 요소를 회로 기판의 한 면(片面)에 집중시키면, 안테나 설계 시의 특성의 조정이나 안테나 제조 시의 프린트 배선이 용이해진다.

본 발명의 안테나에 의하면, 컴팩트하고 광대역에서 다이 폴 안테나와 같은 수평면 무지향성을 갖는 안테나를 회로 기판 상의 프린트 배선으로 구성할 수 있다.

[도 1] 다이 폴 안테나의 원리 설명도이다.
[도 2] 다이 폴 안테나의 지향성을 나타낸 모식도이다.
[도 3] 본 발명의 일 실시 형태의 안테나를 구성하고 있는 배선 패턴을 나타낸 도면이다.
[도 4] 도 3에 나타내는 안테나의 주파수 특성을 나타낸 도면이다. 가로축은 주파수, 세로축은 전압정재파비(VSWR)이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

이 실시 형태의 안테나는, 다이 폴 안테나의 특성을 갖는다. 거기서, 여기에서는 먼저, 다이 폴 안테나의 원리에 대해 설명하고, 그 후, 본 발명의 실시 형태의 설명으로 옮긴다.

도 1은, 다이 폴 안테나의 원리 설명도이다.

다이 폴 안테나(10)는, 급전점(S)에 대해 2개의 직선 모양의 도선(방사 소자(11)와 그라운드(ground) 소자(12))를 양측에 대칭으로 부착한 안테나이다. 그들 2개의 소자(11,12)는, 각각, 방사하려고 하는 전파의 파장 λ의 1/4의 길이를 갖는다. 쌍방의 소자(11,12)를 조합하면, 반파장, 즉 (1/2)·λ의 길이가 된다. 이 때문에, 이 다이 폴 안테나(10)는, 반파장 다이 폴 안테나로 불린다.

도 2는, 다이 폴 안테나의 지향성을 나타낸 모식도이다.

도 2(A)는, 다이 폴 안테나(10)가 연장되는 방향에서 다이 폴 안테나(10)를 보았을 때의 지향성을 나타내고 있다. 이 다이 폴 안테나(10)를 수직으로 세우면, 이 도 2(A)에 나타내듯이, 다이 폴 안테나(10)는, 수평면 무지향성을 갖고, 전파는, 수평면 전(全) 방향으로 거의 균등하게 방사된다.

또, 도 2(B)는 다이 폴 안테나(10)가 연장되는 방향에 대해 직각의 방향에서 다이 폴 안테나(10)를 보았을 때의 지향성을 나타내고 있다. 이 다이 폴 안테나(10)를 수직으로 세우면, 이 도 2(B)에 나타내듯이, 다이 폴 안테나(10)는, 수직 방향으로 직진성이 강한 「8자」의 지향성을 갖는다.

도 3은, 본 발명의 일 실시 형태의 안테나를 구성하고 있는 배선 패턴을 나타낸 도면이다.

이 도 3에 나타내는 안테나의 설명에서, 이 도 3에 나타낸 대로, 이 도 3의 수평 방향을 Z 방향, 수직 방향을 Y 방향이라고 한다.

이 안테나(20)는, Y 방향과 비교하여 Z 방향으로 길고, 회로 기판 상의 대략 직사각형의 안테나 영역(D) 내에 배치되어 있다. 안테나(20)만을 탑재한 회로 기판의 경우는, 이 안테나 영역(D)이 회로 기판의 전역(全域)이어도 좋다.

이 안테나(20)는, 로 밴드(low band)용의 제1 패드(21) 및 로 밴드용의 제2 패드(22)를 갖는다. 이들 제1 패드(21) 및 제2 패드(22)는, 안테나 영역(D)의, Z 방향 중앙 부분에 서로의 사이에 간격을 비우고, Z 방향 양단의 각 단변 근처에 형성되어 있다.

또, 이 안테나(20)는, 방사 소자(23)를 갖는다. 이 방사 소자(23)는, Z 방향에서 제1 패드(21)와 제2 패드(22)와의 사이에 형성되고 있다. 이 방사 소자(23)는, 안테나 영역(D)의 일방의 장변(도 3에서의 하방의 장변) 근방의 급전점(S)으로부터 Y 방향 타방의 장변(도 3에서의 상방의 장변)을 향해 연장되고 있다. 또한, 이 방사 소자(23)는, 제1 패드(21) 측으로 절곡되어, Z 방향으로 제1 패드(21)의 근방까지 연장되고 있다. 그리고, 이 방사 소자(23)는, Z 방향으로 연장된 선단 부분에서, 제1 패드(21)와 용량 결합하고 있다.

또, 이 안테나(20)는, 미앤더 소자(24)를 갖는다. 이 미앤더 소자(24)는, 제1 패드(21) 근방에서 방사 소자(23)에 연결되고 있다. 그리고, 이 미앤더 소자(24)는, Y 방향으로 왕복 사행(蛇行)하면서 제1 패드(21)로부터 멀어지는 방향으로, 방사 소자(23)의, Y 방향으로 연장되는 부분의 근방까지, Z 방향으로 연장되고 있다.

또한, 이 안테나(20)는, 제1 접속선(25)을 갖는다. 이 제1 접속선(25)은, 급전점(S)의, Z 방향 제1 패드(21) 측에 인접한 제1 인접점(A1)으로부터 Z 방향 제1 패드(21) 측으로 연장되어 제1 패드(21)에 접속하고 있다.

또한, 이 안테나(20)는, 하이 밴드(high band)용의 제3 패드(26)를 갖는다. 이 제3 패드(26)는, 급전점(S)의, Z 방향 제2 패드 측에 인접한 제2 인접점(A2)으로부터 Y 방향으로 연장되고, 또한 제2 패드(22) 측으로 절곡되어 Z 방향으로 연장되고, 제2 패드(22)와 용량 결합하고 있다.

또, 이 안테나(20)는 제2 접속선(27)을 갖는다. 이 제2 접속선(27)은, 제2 인접점(A2) 근방에서 제3 패드(26)에 연결되어, Z 방향 제2 패드(22) 측으로 연장되는 제2 패드(22)에 연결되고 있다.

여기서, 이 도 3에 나타내는 본 실시 형태의 안테나(20)의 경우, 그 안테나(20)를 구성하는 각 요소(21~27)는, 회로 기판 상의, 같은 측의 면에 배치되어 있다.

상기의 설명에서는, 방사 소자(23)와 제1 패드(21)와의 사이, 및, 제3 패드(26)와 제2 패드(22)와의 사이가 용량 결합하고 있는 취지로, 설명하였다. 다만, 그 외에도, 제1 패드(21)와 미앤더 소자(24)와의 사이, 미앤더 소자(24)와, 방사 소자(23)의 Y 방향으로 연장되고 있는 부분과의 사이, 및, 방사 소자(23)와 제3 패드(26)와의 사이도, 용량 결합에 의해 특성이 조정되고 있다.

이 도 3에 나타내는 안테나(20)는, 도 1, 도 2를 참조하여 설명한 다이 폴 안테나(10)와 같이, 이 안테나(20)를 Z 방향이 상하 방향이 되도록 세운 자세로 했을 때에 다이 폴 안테나와 같이 수평면 무지향성을 갖고, 광대역의 안테나로서 작용한다.

도 4는, 도 3에 나타내는 안테나의 주파수 특성을 나타낸 도이다. 가로축은 주파수, 세로축은 전압 정재파비(VSWR)이다.

여기에서는, 도 3에 나타내는 형상의 안테나(20)에 의해, 698-960 MHz대, 및, 1400-3800 MHz대라는, 광대역의 안테나 특성을 실현하고 있다.

20 안테나
21 제1 패드
22 제2 패드
23 방사 소자
24 미앤더(meander) 소자
26 제3 패드
D 안테나 영역
S 급전점
A2 제2 인접점(인접점)

Claims

제1 방향으로 교차되는 제2 방향과 비교하여 상기 제1 방향으로 길고, 회로 기판 상의 대략 직사각형(矩形)의 안테나 영역 내에 배치된 안테나에 있어서,
상기 안테나 영역의, 상기 제1 방향 양단의 각 단변(短邊)과, 상기 제1 방향에 대해 서로의 사이에 간격을 비운 각 위치와의 사이에 각각 펼쳐진 제1 패드 및 제2 패드와,
상기 제1 방향에 대해 상기 제1 패드와 상기 제2 패드와의 사이에서, 상기 안테나 영역의 일방의 장변(長邊) 근방의 급전점으로부터 상기 제2 방향 타방의 장변을 향해 연장되고, 또한, 상기 제1 패드 측으로 절곡되어 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 패드와 용량 결합한 방사 소자와, 상기 제1 패드 근방에서 상기 방사 소자에 연결되고, 상기 제2 방향으로 왕복 사행(蛇行)하면서 상기 제1 패드로부터 멀어지는 방향으로 상기 제1 방향으로 연장된 미앤더(meander) 소자와,
상기 급전점의, 상기 제1 방향 상기 제2 패드 측에 인접한 인접점으로부터 상기 제2 방향 상기 타방의 장변을 향해 연장되고, 또한, 상기 제2 패드 측으로 절곡되어 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제2 패드와 용량 결합한 제3 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 패드, 상기 제2 패드, 상기 방사 소자, 상기 미앤더 소자, 및 상기 제3 패드가, 상기 회로 기판의, 서로 같은 측의 면에 형성되고 있는 것을 특징으로 하는 안테나.