WO2010071265A1 - 급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나 - Google Patents

급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나 Download PDF

Info

Publication number
WO2010071265A1
WO2010071265A1 PCT/KR2009/001604 KR2009001604W WO2010071265A1 WO 2010071265 A1 WO2010071265 A1 WO 2010071265A1 KR 2009001604 W KR2009001604 W KR 2009001604W WO 2010071265 A1 WO2010071265 A1 WO 2010071265A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patch
ground
antenna
substrate
impedance matching
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/001604
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김병남
Original Assignee
(주)에이스안테나
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이스안테나 filed Critical (주)에이스안테나
Priority to US13/139,431 priority Critical patent/US8810469B2/en
Priority to CN2009801511266A priority patent/CN102257671A/zh
Publication of WO2010071265A1 publication Critical patent/WO2010071265A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to an antenna, and more particularly, to an embedded antenna that supports impedance matching for broadband.
  • a mobile terminal has been required to have a small size and a light weight, and to receive a mobile communication service having a different frequency band using a single terminal.
  • CDMA services in the 824-894 MHz band commercially available in Korea
  • PCS services in the 1750-1870 MHz band CDMA services in the 832-925 MHz band commercially available in Japan
  • the 1850-1990 MHz band commercially available in the US.
  • Multi-band signal as needed among mobile communication services using various frequency bands such as PCS service, GSM service of 880 ⁇ 960 MHz band commercialized in Europe, China, and DCS service of 1710 ⁇ 1880 MHz band commercialized in some parts of Europe.
  • a composite terminal that can use services such as Bluetooth, Zigbee, WLAN, and GPS.
  • a multi-band antenna capable of operating in two or more bands desired should be used.
  • helical antennas and Planar Inverted F Antennas (PIFAs) are mainly used as antennas of mobile communication terminals.
  • the helical antenna is used together with the monopole antenna as an external antenna fixed to the top of the terminal.
  • the antenna operates as a monopole antenna when the antenna is extended from the terminal body, and as a ⁇ / 4 helical antenna when the antenna is extended.
  • These antennas have the advantage of obtaining high gain, but due to their omni-directional, SAR characteristics, which are harmful to the human body of electromagnetic waves, are not good.
  • the helical antenna is configured to protrude to the outside of the terminal, it is difficult to design the exterior suitable for the aesthetics and the portable function of the terminal, but the internal structure thereof has not been studied.
  • an inverted-F antenna is an antenna designed to have a low profile structure to overcome this disadvantage.
  • the inverted-F antenna reinforces the beam directed toward the ground plane of the entire beams generated by the current induced in the radiator to attenuate the beam directed to the human body, thereby improving SAR characteristics and reinforcing the beam directed toward the radiator.
  • it is possible to operate as a rectangular microstrip antenna whose length is a rectangular flat radiating portion, which is reduced in half.
  • Such an inverted-F antenna has a radiation characteristic having a directivity that attenuates the beam strength in the human body direction and strengthens the beam strength in the human body direction, and thus, an electromagnetic wave absorption rate is excellent when compared with a helical antenna.
  • the inverted-F antenna has a problem in that the frequency bandwidth is narrow.
  • the narrow frequency bandwidth of the inverted-F antenna is due to point matching where a match is made at a particular point in matching with the radiator.
  • Korean Patent Application No. 2008-2266 has been proposed by the present inventors to overcome the narrow band due to the point matching, and this application has been proposed for the conventional inverted-F antenna through coupling matching and coupling feeding in a relatively long period.
  • the present invention proposes a broadband internal antenna for overcoming a narrowband problem of a planar inverted-F antenna.
  • Another object of the present invention is to propose a broadband built-in antenna capable of more efficient space utilization in a broadband built-in antenna using coupling matching and coupling feeding.
  • the substrate An impedance matching / feeding unit including a power supply patch formed on the substrate and electrically connected to a power supply point and a ground patch electrically connected to ground and spaced apart from the power supply patch by a predetermined distance; And a radiator extending from the ground patch, wherein the impedance matching / feeding unit performs impedance matching by coupling between the feeding patch and the ground patch, and the radiator receives coupling feeding from the feeding patch.
  • An embedded antenna is provided to support wideband impedance matching.
  • the above-described antenna may further include a ground pin formed on the substrate and electrically connected to the ground and vertically formed with the substrate so as to be connected to the ground patch spaced apart from the substrate by a predetermined distance.
  • a slot may be formed in the center portion of the ground patch.
  • the area of the ground patch is set to be larger than the area of the feed patch.
  • the antenna may further include a carrier to which the ground patch and the radiator are coupled and fixed.
  • a portion of the lower part of the carrier is provided with a ground patch coupling portion for coupling the ground patch, and the ground patch coupling portion is spaced apart from the substrate by a predetermined distance.
  • a slot is formed in the ground patch coupled to the ground patch coupling unit, and the carrier is formed with a support portion which protrudes through the slot and contacts the feed patch formed on the substrate to support the carrier on the substrate.
  • the radiator is formed extending to the side of the carrier and the top of the plane.
  • the substrate A carrier coupled on the substrate, the carrier having a portion of the lower portion spaced apart from the substrate by a predetermined distance;
  • a feed patch formed on the substrate and electrically connected to a feed point;
  • a ground patch coupled to the lower portion spaced apart from the substrate by the carrier and formed on the feed patch;
  • an embedded antenna extending from the ground patch and including a radiator formed on the side and the plane of the carrier.
  • the present invention it is possible to overcome the narrowband problem of the planar inverted-F antenna, and has the advantage of more efficient space utilization in the broadband internal antenna using coupling matching and coupling feeding.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention seen from another direction.
  • FIG. 4 is a view showing only a feed unit and a feed patch formed on a substrate in a broadband embedded antenna according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 illustrates an example of an antenna carrier to which an antenna is coupled according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of an antenna coupled to the antenna carrier shown in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of an antenna coupled to an antenna carrier shown in FIG. 5 in a direction different from that of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention
  • FIG 8 illustrates a state in which a ground patch is coupled to a ground patch coupling portion of an antenna carrier.
  • the built-in antenna supporting wideband impedance matching according to the present invention may be implemented using a carrier, but for convenience of description, an antenna having a structure without a carrier will be described first with reference to FIGS. 1 to 4. The structure will be described later.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view showing a perspective view of a broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view of the present invention 4 is a diagram illustrating a perspective view of a broadband internal antenna viewed from another direction
  • FIG. 4 is a view illustrating only a power supply unit and a power supply patch formed on a substrate in the broadband internal antenna according to an embodiment of the present invention. .
  • a built-in antenna supporting wideband impedance matching may include a substrate 100, a feeding point 102, an impedance matching / feeding unit 104, and a ground pin 106. ) And radiator 108.
  • the impedance matching unit 104 includes a feed patch 120 and a ground patch 130.
  • the feed point 102 is formed on the substrate 100, and an RF signal is applied to the feed point 102.
  • the feed point 102 is electrically connected to the feed patch 120 of the impedance matching / feeding unit 104.
  • the feed patch 120 is formed on the substrate 100 and the feed patch is electrically connected to the feed point 102 in a state of being coupled on the substrate, and may have a rectangular shape. It is not limited.
  • the ground patch 130 is positioned above the feed patch 120 spaced apart from the feed patch 120 by a predetermined distance.
  • the ground patch 130 is electrically connected to the ground of the terminal.
  • the ground patch 130 is electrically connected to the ground by the ground pin 106, but is not limited thereto.
  • the ground patch 130 may be fixed to a power supply patch 120 at a predetermined distance by being attached to the antenna carrier.
  • the impedance matching / feeding unit 104 including the feeding patch 120 and the ground patch 130 performs impedance matching and coupling feeding of the antenna.
  • the RF signal provided to the feed patch 120 is coupled to a ground patch 130 spaced a predetermined distance apart, and such coupling in an area having a predetermined length is more wideband than conventional planar inverted-F antennas. Allow impedance matching.
  • the feed patch 120 and the ground patch 130 have a predetermined length and may have a length of about 0.1 wavelength for impedance matching for a wide band, but may be appropriately changed according to a frequency band and a use frequency.
  • coupling feeding is performed in which the RF signal is transmitted from the feeding patch 120 to the ground patch 130 by coupling at the impedance matching / feeding unit 104.
  • a slot is formed in the center portion of the ground patch.
  • the slot is formed to adjust the coupling between the feed patch 120 and the ground patch 130, and may not be formed as necessary. It is desirable for the capacitance for coupling to be diversified to support matching for broadband, such a structure can be achieved by slots.
  • the structure of the impedance matching / feeding unit 104 of the present invention which performs impedance matching and coupling feeding by feeding the feeding patch 120 and the ground patch 130 a predetermined distance apart is a general planar inverse where impedance matching is performed at a specific point. It is different from the F antenna and supports more broadband matching.
  • the radiator 108 extends from the ground patch 130.
  • the radiator 108 is a structure in which the radiator 108 is vertically raised from the ground patch 130 and then bent to be parallel to the substrate, but is not limited thereto and may be formed in various forms. will be.
  • the length of the radiator 108 is set according to the frequency band used, and the shape of the radiator 108 may also be variously set. 2 and 3 are those skilled in the art that the case in which the portion parallel to the substrate in the radiator is bent once L-shaped or the portion parallel to the substrate is implemented in the form of a line and a meander may be included in the scope of the present invention. Will be self explanatory.
  • the radiator is directly connected to the feed pin because the radiator is directly fed, but the radiator 108 of the antenna according to the embodiment of the present invention is fed by coupling feeding and extends from the ground patch. to be.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an antenna carrier to which an antenna is coupled according to an embodiment of the present invention.
  • an antenna carrier to which an antenna is coupled may include a planar top 500, sidewalls 502, 504, a ground patch coupling 506, and a support 508. Can be.
  • the planar upper part 500 has a predetermined area as a part to which the radiator of the antenna is coupled.
  • the first sidewall portion 502 is formed on the first side of the carrier and is coupled to the substrate, and the second sidewall portion 504 is formed on the second side of the carrier and spaced apart from the substrate by a predetermined distance.
  • a ground patch 130 of the impedance matching / feeding unit 104 is coupled to the ground patch coupling unit 506, and the ground patch coupling unit 506 is spaced a predetermined distance from the substrate by the support unit 508.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an antenna coupled to an antenna carrier shown in FIG. 5 in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 illustrates the present invention in the antenna carrier shown in FIG. 5 in a direction different from that of FIG. 6.
  • Figure is a perspective view of the antenna coupled in accordance with one embodiment of the. 8 illustrates a state in which the ground patch is coupled to the ground patch coupling portion of the antenna carrier.
  • the antenna carrier 300 is coupled on a substrate, and the support 508 is in contact with the substrate top.
  • the support portion 508 is in contact with the feed patch portion 120 formed on the substrate, the width of the support portion 508 is preferably the same as or similar to the width of the feed patch portion 120.
  • a ground patch 130 having a slot formed at the center thereof is coupled to the ground member coupler 506.
  • the ground member 130 may be electrically connected to the ground by a component such as a ground pin.
  • the feed patch 120 formed on the substrate and the ground patch 130 coupled to the ground member coupler 506 are spaced apart by a predetermined distance from the support 508, and impedance matching and feeding by coupling are performed.
  • the radiator electrically coupled to the ground member 130 is formed on the second sidewall portion 504 and the planar top 500.
  • a part of the radiator coupled to the second sidewall part 504 is formed in the vertical direction, and a part of the radiator formed in the planar upper part 500 is formed in the horizontal direction.
  • the radiator and the feeder are generally formed only at the upper portion of the carrier, but in the present invention, the feeder and the radiator may be formed at all of the lower, side, and upper portions of the carrier to efficiently utilize the limited space in the terminal.
  • the space of the antenna carrier is maximized by forming a coupling space between the power feeding member and the ground member by coupling a ground member to a ground member coupling portion which is spaced apart from the substrate by a predetermined distance from the substrate, and a ground member coupling portion that is under the spaced portion. And reduce the size of the antenna using coupling matching and feeding.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는, 기판; 상기 기판상에 형성되며 급전점과 전기적으로 연결되는 급전 패치 및 접지와 전기적으로 연결되며 상기 급전 패치와 소정 거리 이격되어 급전 패치 위에 형성되는 접지 패치를 포함하는 임피던스 매칭/급전부; 및 상기 접지 패치로부터 연장되어 형성되는 방사체를 포함하되, 상기 임피던스 매칭/급전부는 상기 급전 패치와 상기 접지 패치 사이의 커플링에 의해 임피던스 매칭을 수행하며 상기 방사체는 상기 급전 패치로부터 커플링 급전을 받는다. 개시된 안테나에 의하면, 평면 역-F 안테나의 협대역 문제를 극복할 수 있으며, 커플링 매칭 및 커플링 급전을 이용하는 광대역 내장형 안테나에서 보다 효율적인 공간 활용이 가능한 장점이 있다.

Description

급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나
본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광대역에 대한 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나에 관한 것이다.
최근 이동통신 단말기는 소형화 및 경량화되면서도, 서로 다른 주파수 대역의 이동통신 서비스를 하나의 단말기를 이용하여 제공받을 수 있는 기능이 요구되고 있다. 예를 들어, 한국에서 상용화된 824~894 MHz 대역의 CDMA 서비스와, 1750~1870 MHz 대역의 PCS 서비스, 일본에서 상용화된 832~925 MHz 대역의 CDMA 서비스, 미국에서 상용화된 1850~1990 MHz 대역의 PCS 서비스, 유럽, 중국 등에 상용화된 880~960 MHz 대역의 GSM 서비스 및 유럽 일부 지역에서 상용화된 1710~1880 MHz 대역의 DCS 서비스 등의 다양한 주파수 대역을 이용한 이동통신 서비스 가운데 필요에 따라 다중 대역의 신호를 동시에 이용할 수 있는 단말기가 요구되고 있으며 이러한 다중 대역의 수용을 위해 광대역 특성을 가지는 안테나가 요구되고 있다.
이외에도 블루투스, 지그비, 무선랜, GPS 등과 같은 서비스를 이용할 수 있는 복합 단말기가 요구되고 있는 실정이다. 이와 같은 다중 대역의 서비스를 이용하기 위한 단말기에는 원하는 둘 이상의 대역에서 동작할 수 있는 다중 대역 안테나가 사용되어야 한다. 일반적으로 사용되는 이동통신 단말기의 안테나로는 헬리컬 안테나(helical antenna)와 평면 역-F 안테나(Planar Inverted F Antenna: PIFA)가 주로 사용된다.
여기서, 헬리컬 안테나는 단말기 상단에 고정된 외장형 안테나로서 모노폴 안테나와 함께 사용된다. 헬리컬 안테나와 모노폴 안테나가 병용되는 형태는 안테나를 단말기 본체로부터 인출(extended)하면 모노폴 안테나로 동작하고, 삽입(Retracted)하면 λ/4 헬리컬 안테나로 동작한다. 이러한 안테나는 높은 이득을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 무지향성으로 인해 전자파 인체 유해기준인 SAR 특성이 좋지 않다. 또한, 헬리컬 안테나는 단말기의 외부에 돌출된 모양으로 구성되므로, 단말기의 미적외관 및 휴대기능에 적합한 외관 설계가 어려운데, 이에 대한 내장형의 구조는 아직 연구된 바 없다.
그리고, 역-F 안테나는 이러한 단점을 극복하기 위하여, 낮은 프로파일 구조를 갖도록 설계된 안테나이다. 역-F 안테나는 상기 방사부에 유기된 전류에 의해 발생되는 전체 빔 중 접지면측으로 향하는 빔이 재유기되어 인체에 향하는 빔을 감쇠시켜 SAR 특성을 개선하는 동시에 방사부 방향으로 유기되는 빔을 강화시키는 지향성을 가지며, 직사각형인 평판형 방사부의길이가 절반으로 감소된 직사각형의 마이크로 스트립 안테나로서 작동하게 되어 낮은 프로파일 구조를 실현할 수 있다.
이러한 역-F 안테나는 인체방향으로 빔의 세기를 감쇠시키며 인체 바깥 방향으로 빔의 세기를 강하게 해주는 지향성을 갖는 방사 특성을 가지므로 헬리컬 안테나와 비교하였을 때 전자파 흡수율이 우수한 특성을 얻을 수 있다. 그러나, 역F 안테나는 주파수 대역폭이 협소한 문제점이 있다.
역-F 안테나가 주파수 대역폭이 협소해지는 것은 방사체와의 매칭 시 특정 포인트에서 매칭이 이루어지는 포인트 매칭에 기인한다.
이와 같은 포인트 매칭에 의한 협대역을 극복하기 위해 본 발명자에 의해 한국특허출원 제2008-2266호가 제안되었으며, 이 출원은 비교적 긴 구간에서의 커플링 매칭 및 커플링 급전을 통해 기존 역-F 안테나의 좁은 대역폭을 극복할 수 있는 구조를 제안한다.
그러나, 이와 같은 커플링 매칭 및 커플링 급전을 위한 별도의 임피던스 매칭부가 비교적 큰 공간을 차지하면서 안테나의 사이즈가 커지는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 평면 역-F 안테나의 협대역 문제를 극복하기 위한 광대역 내장형 안테나를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 커플링 매칭 및 커플링 급전을 이용하는 광대역 내장형 안테나에서 보다 효율적인 공간 활용이 가능한 광대역 내장형 안테나를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 용이하게 도출될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 ,기판; 상기 기판상에 형성되며 급전점과 전기적으로 연결되는 급전 패치 및 접지와 전기적으로 연결되며 상기 급전 패치와 소정 거리 이격되어 급전 패치 위에 형성되는 접지 패치를 포함하는 임피던스 매칭/급전부; 및 상기 접지 패치로부터 연장되어 형성되는 방사체를 포함하되, 상기 임피던스 매칭/급전부는 상기 급전 패치와 상기 접지 패치 사이의 커플링에 의해 임피던스 매칭을 수행하며 상기 방사체는 상기 급전 패치로부터 커플링 급전을 받는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나가 제공된다.
상술한 안테나는 기판상에 형성되고 접지와 전기적으로 연결되며, 상기 기판과 소정 거리 이격되어 배치되는 접지 패치와 연결되도록 기판과 수직으로 형성되는 접지핀을 더 포함할 수 있다.
상기 접지 패치의 중앙부에는 슬롯이 형성될 수 있다.
상기 접지 패치의 면적은 상기 급전 패치의 면적보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
상기 안테나는 상기 접지 패치 및 방사체가 결합되어 고정되는 캐리어를 더 포함할 수 있다.
상기 캐리어의 하부 중 일부에는 상기 접지 패치가 결합되기 위한 접지 패치 결합부가 형성되며, 상기 접지 패치 결합부는 기판과 소정 거리 이격된다.
상기 접지 패치 결합부에 결합되는 접지 패치에는 슬롯이 형성되며, 상기 캐리어에는 상기 슬롯을 통해 돌출되어 기판에 형성된 급전 패치와 접촉하여 상기 캐리어를 기판상에 지지하는 지지부가 형성된다.
상기 방사체는 상기 캐리어의 측부 및 평면 상부까지 연장되어 형성된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판; 상기 기판상에 결합되며 하부 중 일부가 상기 기판과 소정 거리 이격되는 캐리어; 상기 기판상에 형성되며 급전점과 전기적으로 연결되는 급전 패치; 상기 캐리어에서 기판으로부터 소정 거리 이격된 하부에 결합되며 상기 급전 패치 위에 형성되는 접지 패치; 및 상기 접지 패치로부터 연장되며 상기 캐리어의 측부 및 평면 상부에 형성되는 방사체를 포함하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나가 제공된다.
본 발명에 의하면, 평면 역-F 안테나의 협대역 문제를 극복할 수 있으며, 커플링 매칭 및 커플링 급전을 이용하는 광대역 내장형 안테나에서 보다 효율적인 공간 활용이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나의 단면도를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나의 사시도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나를 다른 방향에서 본 사시도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나에서 기판상에 형성되는 급전부 및 급전 패치만을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합되는 안테나 캐리어의 일례를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 도시된 안테나 캐리어에 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합된 사시도를 도시한 도면.
도 7은 도 6과는 다른 방향에서 도 5에 도시된 안테나 캐리어에 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합된 사시도를 도시한 도면.
도 8은 접지 패치가 안테나 캐리어의 접지 패치 결합부에 결합된 상태를 도시한 도면.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나는 캐리어를 이용하여 구현될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 캐리어를 생략한 구조의 안테나를 도 1 내지 도 4를 참조하여 먼저 설명하고 캐리어에 구현된 구조를 후에 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나의 단면도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나의 사시도를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나를 다른 방향에서 본 사시도를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 내장형 안테나에서 기판상에 형성되는 급전부 및 급전 패치만을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나는 기판(100), 급전점(102), 임피던스 매칭/급전부(104), 접지핀(106) 및 방사체(108)를 포함한다. 여기서 임피던스 매칭부(104)는 급전 패치(120) 및 접지 패치(130)를 포함한다.
급전점(102)은 기판(100)상에 형성되며, 급전점(102)으로는 RF 신호가 인가된다. 급전점(102)은 임피던스 매칭/급전부(104)의 급전 패치(120)와 전기적으로 연결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 급전 패치(120)는 기판(100)상에 형성되며 급전 패치는 기판상에 결합된 상태에서 급전점(102)과 전기적으로 연결되며, 사각형 형태를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 단면도로부터 접지 패치(130)는 급전 패치(120)와 소정 거리 이격되어 급전 패치(120) 위에 위치한다. 접지 패치(130)는 단말기의 접지와 전기적으로 연결되며, 도 1에는 일례로 접지핀(106)에 의해 접지 패치(130)가 접지와 전기적으로 연결되는 구조가 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 안테나가 캐리어에 결합된 구조를 후에 설명할 것이나, 접지 패치(130)는 안테나 캐리어에 부착됨으로써 급전 패치(120)와 소정 거리 이격된 상태로 고정될 수 있을 것이다.
급전 패치(120) 및 접지 패치(130)를 포함하는 임피던스 매칭/급전부(104)는 안테나의 임피던스 매칭 및 커플링 급전을 수행한다.
급전 패치(120)로 제공된 RF 신호는 소정 거리 이격된 접지 패치(130)로 커플링되며, 소정의 길이를 가지는 영역에서 이루어지는 이와 같은 커플링은 기존의 평면 역-F 안테나에 비해 보다 광대역에 대한 임피던스 매칭이 가능하도록 한다.
광대역에 대한 임피던스 매칭을 위해 급전 패치(120)와 접지 패치(130)는 소정의 길이를 가져야 하며, 약 0.1 파장의 길이를 가질 수 있으나, 이는 주파수 대역 및 사용 주파수에 따라 적절히 변경될 수 있다.
또한, 임피던스 매칭/급전부(104)에서 커플링에 의해 RF 신호는 급전 패치(120)에서 접지 패치(130)로 전달되는 커플링 급전이 이루어진다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 접지 패치의 중앙부에는 슬롯이 형성된다. 슬롯은 급전 패치(120) 및 접지 패치(130)간의 커플링을 조절하기 위해 형성되며, 필요에 따라 형성되지 않을 수도 있다. 광대역에 대한 매칭을 지원하기 위해 커플링을 위한 캐패시턴스는 다변화되는 것이 바람직하며, 이와 같은 구조는 슬롯에 의해 달성될 수 있다.
급전 패치(120) 및 접지 패치(130)를 소정 거리 이격시켜 임피던스 매칭 및 커플링 급전을 수행하는 본 발명의 임피던스 매칭/급전부(104)의 구조는 특정 포인트에서 임피던스 매칭이 이루어지는 일반적인 평면 역-F 안테나와는 상이하며 보다 광대역에 대한 매칭을 지원한다.
방사체(108)는 접지 패치(130)로부터 연장된다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 방사체(108)는 접지 패치(130)로부터 수직으로 상승한 후 절곡되어 기판과 평행하게 형성되는 구조가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다.
방사체(108)의 길이는 사용 주파수 대역에 따라 설정되며, 방사체의 형태 역시 다양하게 설정될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 방사체에서 기판과 평행한 부분이 한번 절곡된 L자형이나 기판과 평행한 부분이 라인 형태 및 미앤더 형태로 구현되는 경우도 본 발명의 범주에 포함될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
일반적인 평면 역-F 안테나에서 방사체는 직접 급전을 받으므로 급전핀과 전기적으로 연결되나, 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방사체(108)는 커플링 급전에 의해 급전을 받으며 접지 패치로부터 연장되는 구조이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합되는 안테나 캐리어의 일례를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합되는 안테나 캐리어는 평면 상부(500), 측벽부(502. 504), 접지 패치 결합부(506) 및 지지부(508)를 포함할 수 있다.
평면 상부(500)는 안테나의 방사체가 결합되는 부분으로서 소정의 면적을 가지고 있다.
제1 측벽부(502)는 캐리어의 제1 측면에 형성되며 기판에 결합되고, 제2 측벽부(504)는 캐리어의 제2 측면에 형성되며 기판과는 소정 거리 이격된다.
접지 패치 결합부(506)에는 임피던스 매칭/급전부(104)의 접지 패치(130)가 결합되며, 접지 패치 결합부(506)는 지지부(508)에 의해 기판으로부터 소정 거리 이격된다.
도 6은 도 5에 도시된 안테나 캐리어에 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합된 사시도를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6과는 다른 방향에서 도 5에 도시된 안테나 캐리어에 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나가 결합된 사시도를 도시한 도면이다. 또한, 도 8은 접지 패치가 안테나 캐리어의 접지 패치 결합부에 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 안테나 캐리어(300)는 기판상에 결합되며, 지지부(508)는 기판 상부와 접촉한다. 이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 지지부(508)는 기판에 형성된 급전 패치부(120)와 접촉되며, 지지부(508)의 넓이는 급전 패치부(120)의 넓이와 동일하거나 유사한 것이 바람직하다.
도 8을 참조하면, 접지 부재 결합부(506)에는 중앙에 슬롯이 형성된 접지 패치(130)가 결합된다. 전술한 바와 같이, 접지 부재(130)는 접지핀과 같은 구성 요소에 의해 접지와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6 내지 도 8과 같은 구조로 안테나 캐리어가 형성될 때, 지지부(508)가 접지 부재 결합부(506)로부터 돌출되어 형성되는 구조이므로, 접지 부재 결합부(506)에 결합되는 접지 부재는 중앙에 슬롯이 형성된 구조이다. 그러나, 지지부(508)는 도 6내지 도 8과 같은 구조가 아닌 다양한 방식으로 형성될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하며, 이 경우 중앙에 슬롯이 형성되지 않은 패치 형태의 접지 부재가 결합될 수도 있을 것이다.
기판에 형성되는 급전 패치(120) 및 접지 부재 결합부(506)에 결합되는 접지 패치(130)는 지지부(508)에 의해 소정 거리 이격되며 커플링에 의한 임피던스 매칭 및 급전이 이루어진다.
접지 부재(130)와 전기적으로 결합되는 방사체는 제2 측벽부(504) 및 평면 상부(500)에 형성된다. 제2 측벽부(504)에 결합되는 방사체의 일부는 수직 방향으로 형성되며, 평면 상부(500)에 형성되는 방사체의 일부는 수평 방향으로 형성된다.
일반적으로, 캐리어에는 상부에만 방사체 및 급전부가 형성되는 것이 일반적이나, 본 발명에서는 캐리어의 하부, 측부 및 상부 모두에 급전부 및 방사체를 형성함으로써 단말기 내의 한정된 공간을 효율적으로 활용하는 것이 가능하다.
특히, 본 발명에서는 캐리어의 일부를 기판으로부터 소정 거리 이격시키고 이격된 부분의 하부인 접지 부재 결합부에 접지 부재를 결합시켜 급전 부재와 접지 부재 사이의 커플링 공간을 형성함으로써 안테나 캐리어의 공간을 최대한 활용하고 커플링 매칭 및 급전을 사용하는 안테나의 사이즈를 줄일 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성되며 급전점과 전기적으로 연결되는 급전 패치 및 접지와 전기적으로 연결되며 상기 급전 패치와 소정 거리 이격되어 급전 패치 위에 형성되는 접지 패치를 포함하는 임피던스 매칭/급전부; 및
    상기 접지 패치로부터 연장되어 형성되는 방사체를 포함하되, 상기 임피던스 매칭/급전부는 상기 급전 패치와 상기 접지 패치 사이의 커플링에 의해 임피던스 매칭을 수행하며 상기 방사체는 상기 급전 패치로부터 커플링 급전을 받는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    기판상에 형성되고 접지와 전기적으로 연결되며, 상기 기판과 소정 거리 이격되어 배치되는 접지 패치와 연결되도록 기판과 수직으로 형성되는 접지핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접지 패치의 중앙부에는 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접지 패치의 면적은 상기 급전 패치의 면적보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접지 패치 및 방사체가 결합되어 고정되는 캐리어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캐리어의 하부 중 일부에는 상기 접지 패치가 결합되기 위한 접지 패치 결합부가 형성되며, 상기 접지 패치 결합부는 기판과 소정 거리 이격되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접지 패치 결합부에 결합되는 접지 패치에는 슬롯이 형성되며, 상기 캐리어에는 상기 슬롯을 통해 돌출되어 기판에 형성된 급전 패치와 접촉하여 상기 캐리어를 기판상에 지지하는 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 방사체는 상기 캐리어의 측부 및 평면 상부까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  9. 기판;
    상기 기판상에 결합되며 하부 중 일부가 상기 기판과 소정 거리 이격되는 캐리어;
    상기 기판상에 형성되며 급전점과 전기적으로 연결되는 급전 패치;
    상기 캐리어에서 기판으로부터 소정 거리 이격된 하부에 결합되며 상기 급전 패치 위에 형성되는 접지 패치; 및
    상기 접지 패치로부터 연장되며 상기 캐리어의 측부 및 평면 상부에 형성되는 방사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 급전 패치 및 상기 접지 패치 사이에는 커플링 현상이 발생하며, 상기 커플링에 의해 임피던스 매칭 및 커플링 급전이 수행되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접지 패치의 중앙부에는 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나.
PCT/KR2009/001604 2008-12-18 2009-03-30 급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나 WO2010071265A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/139,431 US8810469B2 (en) 2008-12-18 2009-03-30 Built-in antenna which supports broadband impedance matching and has feeding patch coupled to substrate
CN2009801511266A CN102257671A (zh) 2008-12-18 2009-03-30 供电片形成于基板上的支持宽带阻抗匹配的内置型天线

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20080129669 2008-12-18
KR10-2008-0129669 2008-12-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010071265A1 true WO2010071265A1 (ko) 2010-06-24

Family

ID=42268917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/001604 WO2010071265A1 (ko) 2008-12-18 2009-03-30 급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8810469B2 (ko)
KR (2) KR101072244B1 (ko)
CN (1) CN102257671A (ko)
WO (1) WO2010071265A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101257093B1 (ko) 2011-06-10 2013-04-19 엘지전자 주식회사 이동 단말기
TW201345050A (zh) * 2012-04-27 2013-11-01 Univ Nat Taiwan Science Tech 可雙頻操作之圓極化天線
KR102242262B1 (ko) 2014-10-24 2021-04-20 삼성전자주식회사 커플링을 이용하는 안테나 및 전자 장치
US9363794B1 (en) * 2014-12-15 2016-06-07 Motorola Solutions, Inc. Hybrid antenna for portable radio communication devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1013139A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Murata Mfg Co Ltd 表面実装型アンテナおよびこれを用いた通信機
US20040051665A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-18 Kuo-Cheng Chen Broadband couple-fed planar antennas with coupled metal strips on the ground plane
US20040113845A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Filtronic Lk Oy Antenna for flat radio device
US20080180333A1 (en) * 2006-11-16 2008-07-31 Galtronics Ltd. Compact antenna

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6650294B2 (en) * 2001-11-26 2003-11-18 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Compact broadband antenna
TWI274439B (en) * 2004-09-17 2007-02-21 Asustek Comp Inc Telecommunication device and plane antenna thereof
US7432860B2 (en) * 2006-05-17 2008-10-07 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Multi-band antenna for GSM, UMTS, and WiFi applications
KR100799875B1 (ko) * 2006-11-22 2008-01-30 삼성전기주식회사 칩 안테나 및 이를 포함하는 이동통신 단말기
TWI344724B (en) * 2008-03-05 2011-07-01 Wistron Neweb Corp Multi-band antenna

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1013139A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Murata Mfg Co Ltd 表面実装型アンテナおよびこれを用いた通信機
US20040051665A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-18 Kuo-Cheng Chen Broadband couple-fed planar antennas with coupled metal strips on the ground plane
US20040113845A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Filtronic Lk Oy Antenna for flat radio device
US20080180333A1 (en) * 2006-11-16 2008-07-31 Galtronics Ltd. Compact antenna

Also Published As

Publication number Publication date
KR101072244B1 (ko) 2011-10-12
US8810469B2 (en) 2014-08-19
KR20110057110A (ko) 2011-05-31
US20110241964A1 (en) 2011-10-06
KR20100070969A (ko) 2010-06-28
CN102257671A (zh) 2011-11-23
KR101129976B1 (ko) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010119998A1 (ko) 커플링 매칭을 이용한 광대역 안테나
WO2009145437A2 (ko) 다중 대역에 대한 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나
WO2010119999A1 (ko) 방사체 종단이 단락된 커플링 매칭을 이용한 광대역 안테나
EP2041840B1 (en) Multiband antenna arrangement
US11522298B2 (en) Ultra-wide bandwidth low-band radiating elements
WO2009088231A2 (ko) 다중 대역 내장형 안테나
KR101163419B1 (ko) 하이브리드 패치 안테나
WO2009134013A2 (ko) 지연파 구조를 이용한 광대역 내장형 안테나
WO2010030128A2 (ko) 전자기적 커플링을 이용한 다중 대역 안테나
US20050200535A1 (en) Antenna structures and their use in wireless communication devices
EP1476919A1 (en) ORIENTED PIFA−TYPE DEVICE AND METHOD OF USE FOR REDUCING RF INTERFERENCE
WO2012026635A1 (ko) 용량성 소자를 가지는 안테나
WO2011122821A2 (ko) 개선된 임피던스 매칭을 지원하는 전자기 결합을 이용한 광대역 내장형 안테나
EP2991163B1 (en) Decoupled antennas for wireless communication
WO2010071265A1 (ko) 급전 패치가 기판상에 결합된 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나
US7482984B2 (en) Hoop antenna
CN202817178U (zh) 双频单级天线及其移动终端
WO2010067924A1 (ko) 광대역 임피던스 매칭을 지원하는 내장형 안테나
KR20090126001A (ko) 휴대용 단말기 내장형 안테나
KR101090114B1 (ko) 전자기 결합을 이용한 광대역 내장형 안테나
KR100876475B1 (ko) 내장형 안테나
CN118137113A (zh) 电子设备
KR20100099076A (ko) 다중 대역 내장형 안테나
WO2011122820A1 (ko) 스파이럴 구조의 전자기 결합을 이용한 광대역 내장형 안테나
KR20110040127A (ko) 커플링을 이용한 광대역 임피던스 매칭 안테나

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980151126.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09833543

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13139431

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09833543

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1