KR100232981B1 - 2주파수 대역용 안테나 장치 - Google Patents

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요시끼 가나야마
신이찌 구로다
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

활주 안테나 유니트(30)가 수납체 내에 수납되거나 수납체로부터 인출된 때에도 2개의 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치가 마련된다. 안테나 장치에는 고정 안테나 유니트(20) 및 활주 안테나 유니트(30)가 마련된다. 고정 안테나 유니트(20)에는 나선형 안테나(21)가 마련되고, 활주 안테나 유니트(30)에는 나선형 안테나(21)와 동축인 제1 모노폴 안테나(31)와, 제2 모노폴 안테나(32)와, 안테나(31)의 축의 연장선 상에서 안테나(32)를 유지하는 안테나 덮개(33)가 마련된다. 활주 안테나 유니트(30)가 수납체로부터 인출된 때, 안테나(31)는 안테나(31)가 안테나(21)와 전자기적으로 결합되지 않는 위치에 있고 안테나(32)는 안테나(32)가 안테나(21)와 전자기적으로 결합되는 다른 위치에 있다. 반대로, 안테나 유니트(30)가 수납체 내에 수납된 때, 안테나(31)는 안테나(31)가 안테나(21)와 전자기적으로 결합되는 위치에 있고 안테나(32)는 안테나(21)와 전자기적으로 결합된다.

Description

2주파수 대역용 안테나 장치 {Antenna for Two Frequency Bands}
근년에는, 휴대용 전화기와 같은 휴대용 무선 단말 장치의 소형화 및 경량화의 동향에 의해, 신축식 가요성 안테나(extending whip antenna)가 휴대용 무선 단말 전화기에 부착되어, 안테나가 휴대시 휴대용 전화기의 휴대성을 향상시키기 위하여 전화기 본체 내에 수납될 수 있고 통화시 안테나 특성을 향상시키기 위하여 전화기 본체로부터 인출될 수 있도록 되어 있다.
도12는 이러한 안테나 장치의 일례를 도시하는 것으로서, 도12a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도12b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
상기 도면에서, 휴대용 전화기 본체의 상자(11)의 상부에는 안테나를 착탈하기 위한 취부용 금속 부품(12)이 마련되고, 상자(11) 내에는 회로가 장착된 인쇄 배선 기판(13)이 마련된다. 취부용 금속 부품(12)은 스프링(15)을 통해 인쇄 배선 기판(13) 상의 고주파 회로(급전 회로) (14)에 전기 접속된다.
안테나 본체는 고정 안테나 유니트(20) 및 활주 안테나 유니트(30)로 구성된다. 고정 안테나 유니트(20)는 나선형 안테나(21)를 가지며, 나선형 안테나(21)의 하단부는 기부(22)를 통해 안테나 접합 금속 부품(23)에 전기 접속된다. 더욱이, 안테나 접합 금속 부품(23)은 취부용 금속 부품(12) 내에서 나사 조임된다.
나선형 안테나(21)는 원통형 컵 형상을 갖고 절연재로 형성된 안테나 덮개(25)로 덮여 있으며, 상기 덮개(25)의 개구는 안테나 접합 금속 부품(23)에 부착된다. 안테나 덮개(25)의 상단부의 중심 위치에는 안테나 고정 유니트(26)가 마련된다는 것을 알아야 한다.
더욱이, 활주 안테나 유니트(30)는 모노폴 안테나(monoploe antenna, 31)를 가지며, 모노폴 안테나(31)는 절연재로 제조된 봉 형상의 안테나 덮개(33)의 내부에 성형(moding)에 의해 일체로 형성된다.
안테나 덮개(33)는 안테나 고정 유니트(26)의 구멍 및 안테나 접합 금속 부품(23)의 중심에 있는 구멍을 통해 나선형 안테나(21)의 권취축 상에서 자유롭게 활주하도록 마련된다.
더구나, 안테나 덮개(33)의 선단에는, 활주 안테나 유니트(30)를 삽입 및 인출하기 위한 노브(knob, 34)가 일체로 형성되고, 그 부근 위치에 큰 직경을 갖는 고정부(35)가 형성되어, 안테나 덮개(33)가 상자(11) 내에 수납된 때 고정부(35)가 안테나 고정 유니트(26)의 중심 구멍에서 고정되어 서로 연결되도록 한다. 또한, 전도성 스톱퍼(stopper, 41)가 안테나 덮개(33)의 하단부에 부착되어, 모노폴 안테나(31)의 하단부가 상기 스톱퍼(41)에 전기 접속되게 한다.
도12a 및 도12b에서, 인쇄 배선 기판(13) 이외의 해칭 되지 않은 부분은 전도성 재료로 제조된 것임을 나타낸다.
상기 구성에 따르면, 나선형 안테나(21)의 하단부는 기부(22) - 안테나 접합 금속 부품(23) - 취부용 금속 부품(12) -스프링(15)의 신호 경로를 통해 고주파 회로(14)에 접속되어 고주파 회로(14)에 의해 전력이 공급되도록 하여, 나선형 안테나(21)가 송수신 안테나로서 동작하게 한다.
그러나, 도12b에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11) 내에 수납된 상태에서, 모노폴 안테나(31)는 고주파 회로(14)에 접속되지 않고 나선형 안테나(21)에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에 배치되어서, 안테나(31)는 송수신에 관여하지 않는 상태가 된다.
따라서, 이러한 경우에, 송수신은, 특히 휴대시 착신호의 수신은 나선형 안테나(21)에 의해서만 이루어진다.
반대로, 도12a에 도시한 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11)로부터 인출된 때, 모노폴 안테나(31)의 하단부는 스톱퍼(41) - 취부용 금속 부품(12) - 스프링(15)의 신호 경로를 통해 고주파 회로(14)에 접속되어 전력을 공급받는다.
더욱이, 이러한 경우에, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)의 권취축 상에 위치되고, 선단(상단부)은 나선형 안테나(21)의 상단부로부터 외측으로 돌출한다. 따라서, 모노폴 안테나(31) 및 나선형 안테나(21)는 협동하여 동작하므로 송수신 안테나로서의 특성이 향상되도록 하며, 따라서 통화시 송수신이 확실하게 수행된다.
전술한 안테나 유니트에서, 동작 주파수는 기본적으로 나선형 안테나(21) 및 모노풀 안테나(31)의 안테나 길이에 따라 결정된다. 안테나 장치 및 고주파 회로(14)는 콘덴서 및 코일로 구성된 정합 회로(matching circuit)를 고주파 회로(14)에 제공함으로써 서로간에 정합된다.
그런데, 휴대용 전화기에 사용되는 주파수 대역은 대략 다음의 2가지로 분류된다.
(1) 800 MHz 대역 …… 전세계에서 사용됨.
(2) 1.5 GHz 대역 …… 일본에서 사용됨.
1.8 GHz 대역 …… 유럽 등에서 사용됨.
1.9 GHz 대역 …… 미국 등에서 사용됨.
따라서, 편리성을 향상시키기 위하여, 상기 (1)항 및 (2)항의 주파수 대역을 모두 사용할 수 있는 휴대용 전화기가 요구된다.
그러나, 상기 (1)항의 주파수 대역과 (2)항의 주파수 대역은 서로 2배 이상 차이가 있다. 따라서, 휴대용 전화기가 (1)항 및 (2)항의 주파수 대역 모두에서 사용되는 경우에, 각각의 주파수 대역에 대해 동작하는 2개의 안테나가 요구된다.
하지만, 하나의 휴대용 전화기에 2개의 안테나를 제공하는 것은 휴대용 전화기의 소형화 및 경량화에 있어서 불리하며, 설계에서 있어서도 선호되지 않는다. 또한, 사용자는 사용하고자 하는 주파수 대역에 따라 안테나를 선택하여 통화시 안테나를 인출하여야 하므로 사용자에 불편을 준다.
더구나, 예컨대 PDC(Personal Digital Cellular) (800 MHz)에 사용되는 주파수에 대하여, 수신 주파수(Rx)는 810 내지 826 MHz이고, 송신 주파수(Tx)는 940 내지 956 MHz이며, 각각의 대역의 폭은 좁지만 서로간의 주파수 간격은 매우 커서, 통상의 가요성 안테나, 나선형 안테나 등을 사용하여 이러한 2개의 대역에 대해 공진하는 안테나를 설계하는 것은 곤란하다.
본 발명은 2개의 주파수 대역에서 사용되는 휴대용 무선 단말 장치(portable radio terminal)에 적합한 안테나 장치와, 휴대용 무선 단말 장치를 위한 광대역(wide-band) 안테나 장치에 관한 것이다.
도1a 및 도1b는 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 단면도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 단면도이다.
도3은 도2의 실시예의 특성을 도시하는 특성 곡선도이다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 단면도이다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 단면도이다.
도6a 및 도6b는 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 단면도이다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 제6 실시예를 도시하는 단면도이다.
도8은 실험 조건을 설명하는 개략 선도이다.
도9a 및 도9b는 실험 결과의 제1 예를 도시하는 특성 곡선도이다.
도10은 실험 결과의 제2 예를 도시하는 특성 곡선도이다.
도11은 실험 결과의 제3 예를 도시하는 특성 곡선도이다.
도12는 본 발명을 설명하기 위하여 관련 기술을 도시하는 단면도이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하는 것으로, 하나의 안테나가 2개의 주파수 대역에 대해 동작하고 안테나 특성이 광대역화되게 한다.
그런데, 본 발명의 발명자에 의해 수행된 실험에 따라,
(A) 나선형 안테나는 권취 횟수, 피치 및 권취된 직경을 적당히 설정함으로써 2개의 주파수에 대해 공진할 수 있다.
(B) 모노풀 안테나는 상기 나선형 안테나 내부에 삽입되며, 안테나가 나선형 안테나에 전자기적으로 결합된 때, 모노폴 안테나를 삽입하는 깊이와 모노폴 안테나의 안테나 길이를 변경한다면, 2개의 공진 주파수가 조절될 수 있다.
는 것을 확인할 수 있었다.
도8 내지 도11은 이러한 실험의 조건 및 실험 결과를 도시한다.
도8에 도시된 바와 같이, 실험에서 사용된 나선형 안테나(HANT)는 다음과 같다.
T(권취 횟수)는 6회,
P(피치)는 4 mm,
D(권취 직경)는 6.5 mm.
모노폴 안테나(MANT)는 다음과 같다.
L1(길이)은 80 mm,
L2[하단부의 높이: 나선형 안테나(HANT)의 하단부로부터의 높이]는 0 mm.
이러한 상태에서, 귀환 감쇠량(return loss)에 대하여 도9a에 도시된 주파수 특성이 얻어질 수 있다.
더구나, 다른 조건은 변경됨이 없이 L2가 9 mm인 때, 도9b에 도시된 주파수 특성이 얻어질 수 있다.
즉, 이러한 측정 결과에 따라서, 나선형 안테나(HANT)와 동일한 축 상에서 모노폴 안테나(MANT)를 삽입함으로써, 2개의 주파수에 대한 공진점이 얻어지고 공진 주파수 또는 주파수 특성이 변경될 수 있다.
L1이 80 mm인 경우에 대하여 높이(L2)를 변수로 설정하여 공진 주파수의 변경을 측정할 때, 도10의 곡선 K1로 도시된 결과가 얻어질 수 있다. L1이 30 mm인 경우에 대하여 높이(L2)를 변수로 설정하여 공진 주파수의 변경을 측정할 때, 도10의 곡선 K2로 도시된 결과가 얻어질 수 있다.
더욱이, L2가 0 mm인 경우에 대하여 다른 조건은 변경하지 않고 길이(L1)를 변수로 설정하여 공진 주파수의 변경을 측정할 때, 도11에 도시된 결과가 얻어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 (A) 및 (B)가 확인될 수 있다.
본 발명은 이러한 실험 사실을 근거로 2개의 주파수에 대해 사용될 수 있으며 안테나 특성이 광대역화되는 안테나 장치를 실현할 수 있다.
특히, 본 발명은, 고정 안테나 유니트 및 자유로이 수납되는 활주 안테나 유니트를 포함하며; 고정 안테나 유니트는 나선형 안테나를 구비하고; 활주 안테나 유니트는 나선형 안테나에 대해 동일 축 상에 마련된 제1 모노폴 안테나와, 제2 모노폴 안테나와, 제1 모노폴 안테나의 연장축 상에서 제2 모노폴 안테나를 유지하는 안테나 덮개를 구비하며; 활주 안테나 유니트가 인출된 때, 안테나 덮개는 제1 모노폴 안테나를 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에서 유지하고 제2 모노폴 안테나를 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되는 위치에서 유지하며, 활주 안테나 유니트가 수납된 때, 안테나 덮개는 제1 모노폴 안테나를 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되는 위치에서 유지하고 제2 모노폴 안테나를 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에서 유지하여서, 전력이 나선형 안테나를 통해 제1 모노폴 안테나 및 제2 모노폴 안테나에 공급되는 안테나 장치를 구성한다.
이러한 안테나 장치에 있어서, 나선형 안테나 및 모노폴 안테나는 협동하여 수납시 및 인출시에도, 2개의 주파수 대역에 대해 안테나로서 동작하며, 또한 광대역 특성을 갖는 안테나로서 동작한다.
본 발명에 따르면, 서로 크게 다른 2개의 주파수 대역에 대해 안테나 동작이 이루어지며, 안테나 특성은 광대역화된다. 더구나, 수납되는 안테나 유니트는 휴대시 전화기 본체 내에 수납되고, 통화시 인출되어 사용된다.
또한, 안테나 장치는 2개의 주파수 대역에 대해 정확하게 조절될 수 있다. 물리적인 안테나 길이는 안테나가 수납된 때 짧게 될 수 있다. 더구나, 안테나가 수납된 때 안테나 공간이 감소될 수 있으며, 이는 휴대용 전화기의 소형화에 기여한다.
이하에서, 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도1은 본 발명에 따른 안테나 장치의 제1 실시예를 도시하는데, 도1a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도1b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
도1a 및 도1b에서, 휴대용 전화기 본체의 상자(11)는 플라스틱 재료와 같은 절연재로 제조되며, 상자의 상부에는 전도성 재료로 제조되어 안테나를 착탈하기 위한 취부용 금속 부품(12)이 마련된다. 또한, 여러 회로가 장착된 인쇄 배선 기판(13)이 상자(11) 내에 마련된다. 취부용 금속 부품(12)은 전도성 스프링(15)을 통해 인쇄 배선 기판(13) 상의 고주파 회로(급전 회로) (14)와 전기 접속된다.
안테나 본체는 고정 안테나 유니트(20) 및 활주 안테나 유니트(30)로 구성되며, 고정 안테나 유니트(20)는 나선형 안테나(21)를 갖는다. 이러한 나선형 안테나(21)는 예컨대 피아노 선 등의 적당한 탄성 및 전도성을 갖는 권취 와이어 재료에 의해 코일 형태로 형성되며, 하단부가 전도성 기부(22)를 통해 안테나 접합 금속 부품(23)에 전기 접속된다.
이러한 안테나 접합 금속 부품(23)은 취부용 금속 부품(12) 내에서 나사 조임된다. 또한, 기부(22) 및 접합 금속 부품(23)은 나선형 안테나(21)의 권취축 방향의 구멍을 가지며, 플라스틱 재료 등의 절연재로 형성된 원통형 절연 덮개(24)가 구멍 내에 마련된다.
나선형 안테나(21)의 원주는 뒤집힌 컵 형상을 갖고 플라스틱 등의 재료로 제조된 안테나 덮개(25)로 덮이며, 상기 안테나 덮개(25)의 개구는 안테나 접합 금속 부품(23)에 부착된다. 게다가, 안테나 덮개(25)의 상단 중앙 위치에는, 링 형상을 갖고 절열재로 제조된 안테나 고정 유니트(26)이 마련된다.
또한, 활주 안테나 유니트(30)는 니켈 와이어 또는 티타늄 와이어 등의 소정 길이의 직선 와이어에 의해 제조되고 적당한 탄성 및 전도성을 갖는 모노폴 안테나(31, 32)를 구비한다. 이러한 모노폴 안테나(31, 32)는 소정 간격으로 길이 방향으로 평행하게 배열되며, 이들 전체는 봉 형상으로 형성되고 플라스틱 재료 등으로 제조된 안테나 덮개(33) 내에서 성형된다.
상기 안테나 덮개(33)는 안테나 고정 유니트(26)의 구멍과 안테나 덮개(25)의 절연 덮개(24)의 구멍을 통해 나선형 안테나(21)의 권취축 상에서 자유롭게 활주하도록 마련된다.
또한, 안테나 덮개(33)의 선단(상단)에는, 안테나 덮개(33)를 삽입 및 인출하기 위한 노브(34)가 성형(molding)에 의해 일체로 형성되며, 직경이 큰 고정 부분(35)은 그 부근에 형성되어, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11) 내에 수납된 때 노브(34)가 안테나 고정 유니트로서 사용되도록 한다.
반대로, 안테나 덮개(33)의 하단부에는, 안테나 덮개(33)와 동일한 플라스틱 재료 등의 절연재로 제조된 스톱퍼(37)가 마련되며, 직경이 큰 고정 부분(36)이 그 부근에 형성되어, 안테나 덮개(33)가 상자(11)로부터 인출된 때 스톱퍼(37)가 고정 유니트로서 사용되게 한다. 더구나, 절연 덮개(24)는 직경이 큰 고정 부분(36)을 수납하는 홈을 내측 원주면에서 갖는다.
도면에서, 인쇄 배선 기판(13) 이외의 해칭이 되지 않은 부분은 전도성 재료로 제조된 것을 나타낸다는 것을 알아야 한다.
전술한 구성에 따르면, 나선형 안테나(21)의 하단부는 기부(22) - 안테나 접합 금속 부품(23) - 취부용 금속 부품(12) - 스프링(15)의 신호 경로를 통해 고주파 회로(14)에 연결되어 고주파 회로(14)에 의해 전력이 공급되도록 하여 상자(11) 내의 (도시되지 않은) 차폐 케이스 및 인쇄 배선 기판(13)의 접지 패턴이 접지로서 사용되는 송수진 안테나로서 나선형 안테나(21)가 동작하게 한다.
이러한 경우에, 활주 안테나 유니트(30)가 노브(34)를 누름으로써 상자(11) 내에 수납된다면, 안테나 덮개(33)는 노브(34)가 도1b에 도시된 바와 같이 안테나 덮개(25)의 선단에 접촉될 때까지 삽입되고, 그 위치에서 직경이 큰 고정 부분(35)은 안테나 고정 유니트(26)과 접속되어 안테나 덮개(33)가 삽입된 상태가 유지되게 한다. 이러한 상태에서, 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21)로부터 분리되어서 안테나 동작에 관여하지 않는다. 그러나, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)의 내부에 대하여 소정 깊이까지 삽입된 상태가 되는데, 결과적으로 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)와 전자기적으로 결합되어 전력으로 공급하도록 한다. 더욱이, 모노폴 안테나(31)의 상단부는 나선형 안테나(21)의 상단부로부터 소정 높이만큼 돌출한 상태가 된다.
따라서, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(31)는 송수신 안테나로서 협동하여 동작하므로, 예컨대 휴대시 착신호가 수신되게 한다.
한편, 노브(34)를 파지하여 안테나 유니트(30)를 상자(11)로부터 인출한다면, 안테나 덮개(33)는 스톱퍼(37)가 도1a에 도시된 바와 같이 안테나 접합 금속 부품(23)에 도달하는 위치까지 인출되며, 그 위치에서 직경이 큰 고정 부분(36)은 절연 덮개(24) 내의 홈과 결합하여 안테나 유니트(30)가 인출된 상태가 유지되게 한다. 이러한 상태에서, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)로부터 분리된 위치에 배치되어 안테나 동작에 관여하지 않는다. 그러나, 모노폴 안테나(32)는 하단부가 나선형 안테나(21)의 내부에 대하여 특정 깊이까지 삽입된 상태로 됨으로써, 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21)와 전자기적으로 결합된다.
더욱이, 모노폴 안테나(32)의 상단부는 나선형 안테나(21)의 상단부로부터 특정 높이만큼 돌출하는 상태가 된다. 그러나, 이러한 상태에서, 모노폴 안테나(32)는 절연 덮개(24) 등에 의해 접합 금속 부품(23) 및 취부용 금속 부품(12) 등으로부터 직류적으로 절연된다.
이에 의해, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 협동하여 송수신 안테나로서 동작한다. 더욱이, 이러한 상태에서, 모노폴 안테나(32)의 상단부는 나선형 안테나(21)의 상단부로부터 돌출되므로, 전체적인 안테나 특성이 개선되고, 통화시 송수신이 확실하게 이루어진다.
또한, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11) 내에 수납된 경우에 그리고 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11)로부터 인출된 경우에, 모노폴 안테나(31 또는 32)는 나선형 안테나(21)에 대하여 소정 깊이까지 삽입되며, 결국 전술한 실험 결과로부터 명백한 바와 같이 2개의 주파수 대역에서의 안테나 기능이 얻어질 수 있고, 주파수 대역은 목적하는 주파수 대역으로 설정될 수 있다. 상기와 같이, 이러한 안테나 장치에서는, 주파수가 서로 매우 상이한 2개의 주파수 대역에 대해 안테나 동작이 수행될 수 있다. 더욱이, 2개의 주파수 대역을 서로 근접하게 하는 것은 광대역 안테나 특성을 얻을 수 있게 한다. 더구나, 활주 안테나 유니트(30)가 휴대시 전화기 본체 내에 수납되고 통화시 인출되는 방식으로 사용 가능하다.
게다가, 이러한 2개의 주파수 대역에 관해서는, 미세 조절이 수행될 수 있다. 또한, 모노폴 안테나(31)는 안테나로서도 동작하여, 안테나가 수납된 경우에 물리적인 안테나 길이가 짧아지는 외에도 안테나가 수납된 경우에 안테나 공간이 감소될 수 있도록 하여, 결과적으로 휴대용 전화기의 소형화를 향상시킨다.
더욱이, 안테나 덮개(33)에는 스톱퍼(37)가 마련되어, 안테나 덮개(33)가 인 출될 때 인장 강도가 증가될 수 있게 한다. 게다가, 노브(34)는 안테나 덮개(33)가 상자(11) 내로 떨어지는 것을 방지하는 스톱퍼로서도 동작한다.
안테나 접합 금속 부품(23)은 안테나 고정 유니트(12)에 나사 조임에 의해 부착되므로, 경우에 따른 필요에 따라 다른 안테나가 접속될 수 있도록 하고 자동차 탑재용 어댑터가 접속될 수도 있게 한다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 안테나 장치의 제2 실시예를 도시한다. 도2a는 안테나 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도2b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
본 실시예에서도, 안테나 장치는 도1의 실시예의 경우와 유사하게 구성되지만, 나선형 안테나(21)의 상단부에는 안테나(21)에 접촉할 수 있도록 전도성 기부(27)가 부가되며, 그 상부에 전도성 접합 금속 부품(28)이 마련된다.
게다가, 나선형 안테나(41)가 안테나 덮개(33)의 선단에 마련된다. 이러한 나선형 안테나(41)는 피아노 선 등의 탄성을 갖는 전도성 와이어에 의해 형성되고, 권취축이 나선형 안테나(21)의 권취축의 연장선 상에 위치되도록 마련되며, 나선형 안테나(41)의 상단부 위치는 모노폴 안테나(31)의 상단부 위치와 거의 유사하고, 나선형 안테나(41)의 하단부로부터 모노폴 안테나(31)의 하단부가 돌출된다.
더구나, 나선형 안테나(41)의 하단부에는 안테나(41)에 접촉하도록 전도성 기부(42)가 마련되며, 수납시 기부(42) 및 접합 금속 부품(28)을 전기 접속하는 접속 금속 부품(43)이 안테나 덮개(33)를 따라 마련된다. 그리고, 플라스틱 재료 등의 절연재로 뒤집힌 컵 형상으로 형성된 안테나 덮개(44)는 나선형 안테나(41) 및 기부(42)를 덮도록 마련된다.
이러한 구성에 따르면, 도2a에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 인출된 경우에는 도1a의 경우와 마찬가지로 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 협동하여 송수신 안테나로서 동작한다. 이러한 경우에, 나선형 안테나(41) 및 모노폴 안테나(31)는 이들이 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)와 각각 전자기적으로 접속되지 않는 위치에 배치되어서, 이들은 결코 안테나로서 동작하지 않는다.
따라서, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)의 매개 변수를 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당히 동작한다.
한편, 도2b에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 수납된 경우에, 나선형 안테나(21)는 기부(27), 접합 금속 부품(28), 접속 금속 부품(43) 및 기부(42)를 통해 나선형 안테나(41)에 연결된다. 즉, 나선형 안테나(21)는 나선형 안테나(41)에 의해 전기적 안테나 길이가 연장된다.
더구나, 이러한 경우에, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(41)에 전자기적으로 결합된다. 그러나, 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21, 41)로부터 전자직으로 분리된다.
따라서, 이러한 경우에, 나선형 안테나(41, 21) 및 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(41) 및 모노폴 안테나(31)의 매개 변수를 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당하게 동작한다.
본 실시예에서, 나선형 안테나(41)는 안테나가 수납된 때 안테나의 일부로서 동작하도록 배열되고, 따라서 안테나의 인출시 및 수납시 최적 설계가 각각 수행될 수 있다.
도3은 도2a 및 도2b와 관련하여 설명된 안테나 장치의 귀환 감쇠량의 주파수 특성의 측정 결과의 일례를 도시한다. 본 실시예에서는, 다음과 같이 가정된다.
안테나(21)의 권취수는 5회이고,
안테나(21, 41)의 총 권취수는 6회이며,
안테나(21, 41)의 피치는 4 mm 이고,
안테나(21, 41)의 권취 직경은 6.5 mm이며,
모노폴 안테나(31)의 길이는 39 mm이고,
모노폴 안체나(32)의 길이는 55 mm이다.
이러한 측정 결과로부터 명백한 바와 같이, 도2a 및 도2b의 안테나 장치는, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11) 내에 수납된 경우(실선으로 도시됨) 및 안테나 유니트(30)가 인출된 경우(파선으로 도시됨) 모두에서 2개의 주파수 대역, 즉 800 MHz 및 1.9 MHz에 대해 동작한다.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 안테나 장치의 제3 실시예를 도시한다. 도4a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시한다. 도4b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
본 실시예에서, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 도1a 및 도1b의 경우와 유사하게 구성된다.
더욱이, 나선형 안테나(41)는 도2(A) 및 도2(B)의 실시예와 유사하게 안테나 덮개(33)의 선단에 마련되고, 안테나 덮개(44)의 하단부에 전도성 기부(42)가 마련되며, 모노폴 안테나(31)의 상단부는 기부(42)에 전기 접속된다.
상기 구성에 따르면, 도4a에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11)로부터 인출된 때, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 협동하여 송수신 안테나로서 동작한다. 이때, 나선형 안테나(41) 및 모노폴 안테나(31)는 이들이 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)와 전자기적으로 결합되지 않는 위치에 배치되어, 이들이 결코 안테나로서 동작하지 않도록 한다.
결과적으로, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(32)의 매개 변수를 미리 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당하게 동작한다.
한편, 도4b에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 상자(11) 내에 수납된 경우에, 나선형 안테나(41)는 기부(42)를 통해 모노폴 안테나(31)가 접속되고, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)에 전자기적으로 결합된다. 그러나, 모노폴 안테나(32)는 나선형 안테나(21)로부터 전자기적으로 분리된다.
따라서, 이러한 경우에, 나선형 안테나(41, 21) 및 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(41) 및 모노폴 안테나(31)의 매개 변수를 미리 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당히 동작한다.
또한, 본 예에서, 안테나가 수납된 때 나선형 안테나(41)가 안테나가 일부로서 동작하도록 배열되므로, 인출시 및 수납시 안테나에 대한 최적 설계가 수행될 수 있게 한다.
도5a 및 도5b는 본 발명의 제4 실시예를 도시하는데, 도5a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도5b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
또한, 본 실시예에서, 안테나 장치는 도1a 및 도1b의 실시예와 유사하게 구성되지만, 안테나 덮개(33)가 모노폴 안테나(31)에만 마련된다는 점에서 상이하다.
이러한 구성에 따르면, 도5a에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 인출된 때, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(31)는 도1a의 경우와 마찬가지로 협동하여 송수신 안테나로서 동작한다. 결과적으로, 활주 안테나 유니트(30)는 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(31)의 매개 변수를 미리 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당히 동작한다.
한편, 도5b에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 수납된 경우에도, 모노폴 안테나(31)는 나선형 안테나(21)에 전자기적으로 결합된다. 결과적으로, 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(31)는 이러한 경우에 나선형 안테나(21) 및 모노폴 안테나(31)의 매개 변수를 미리 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당히 동작한다.
도6a 및 도6b는 본 발명의 제5 실시예를 도시하는데, 도6a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도6b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
그리고, 본 실시예에서도, 안테나 장치는 기본적으로 도1a 및 도1b의 실시예와 유사하게 구성되지만, 중공 모노폴 안테나(29)가 나선형 안테나(21) 내에 고정 배치된다. 이러한 경우에, 중공 모노폴 안테나(29)는 전도성 재료에 의해 파이프 형상으로 형성되어, 안테나 덮개(33)를 둘러싸도록 나선형 안테나(21)와 동일한 축상에 위치하게 된다.
더욱이, 중공 모노폴 안테나(29)는 상단부가 소정 높이만큼 나선형 안테나(21)의 상단부로부터 돌출하고 하단부가 나선형 안테나(21)의 소정 깊이까지 삽입되도록 마련된다.
더구나, 모노폴 안테나(32)는 안테나 덮개(33)에서 안테나로서 마련되어, 전도성 접합 금속 부품(38)이 안테나(32)의 하단부에 전기 접속되도록 한다.
이러한 구성에 따르면, 도6a에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 인출된 때, 나선형 안테나(21) 및 중공 모노폴 안테나(29)는 서로 전자기적으로 결합되고, 모노폴 안테나(32)는 접합 금속 부품(38)을 통해 중공 모노폴 안테나(29)에 접속된다. 따라서, 나선형 안테나, 중공 모노폴 안테나(29) 및 모노폴 안테나(32)는 협동하여 2개의 주파수 대역에 대해 송수신 안테나로서 동작한다.
한편, 도6b에 도시된 바와 같이, 활주 안테나 유니트(30)가 수납된 경우에도, 중공 모노폴 안테나(29)는 나선형 안테나(21)에 전자기적으로 결합된다. 따라서, 나선형 안테나(21) 및 중공 모노폴 안테나(29)는 이러한 경우에 나선형 안테나(21) 및 중공 모노폴 안테나(29)의 매개 변수를 미리 설정함으로써 2개의 주파수 대역에 대해 적당하게 동작한다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 제6 실시예를 도시하는데, 도7a는 안테나가 전화기 본체로부터 인출된 상태를 도시하고, 도7b는 안테나가 전화기 본체 내에 수납된 상태를 도시한다.
본 실시예에서, 안테나 장치는 도1a 및 도1b의 예와 유사하게 구성되지만, 활주 안테나 유니트(30)가 인출된 때 강도를 증가시키기 위하여 금속 스톱퍼(39)가 스톱퍼(37) 내에 마련된다. 이러한 안테나 장치는 도1a 및 도1b의 실시예와 동일하게 동작한다.
이러한 금속 스톱퍼(39)의 형상은 임의로 수정될 수 있고, 금속 스톱퍼(29)는 도2a 및 도2b와, 도4a 및 도4b와, 도5a 및 도5b와, 도6a 및 도6b의 실시예들에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 장치는 휴대용 전화기 등의 휴대용 무선 단말 장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 안테나 유니트는 안테나가 장비 내에 수납된 경우 및 안테나가 장비로부터 외부로 인출된 경우 모두에서 안테나 동작을 할 필요성이 있는 무선 통신 장비에 적용될 수 있다.
<부호의 설명>
11 : 휴대용 전화기 본체의 상자
12 : 안테나 취부용 금속 부품
13 : 인쇄 배선 기판
14 : 고주파 회로 (급전점)
15 : 스프링
20 : 고정 안테나 유니트
21 : 나선형 안테나
22 : 기부
23 : 안테나 접합 금속 부품
24 : 절연 덮개
25 : 안테나 덮개
26 : 안테나 고정 유니트
30 : 활주 안테나 유니트
31 : 제1 모노폴 안테나
32 : 제2 모노폴 안테나
33 : 안테나 덮개
34 : 노브
35 : 제1 안테나 고정부
36 : 제2 안테나 고정부
37 : 스톱퍼

Claims (8)

  1. 고정 안테나 유니트 및 수납이 자유로운 활주 안테나 유니트를 포함하며,
    상기 고정 안테나 유니트는 나선형 안테나를 구비하고,
    활주 안테나 유니트는 상기 나선형 안테나와 동일 축 상에 마련된 제1 모노폴 안테나와, 제2 모노폴 안테나와, 상기 제1 모노폴 안테나의 연장 축 상에서 상기 제2 모노폴 안테나를 유지하는 안테나 덮개를 구비하며,
    상기 활주 안테나 유니트가 인출된 때 상기 제1 모노폴 안테나는 상기 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에서 유지되고, 상기 제2 모노폴 안테나는 상기 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에서 유지되며,
    상기 활주 안테나 유니트가 수납된 때 상기 제1 모노폴 안테나는 상기 나선형 안테나에 전자기적으로 결합되는 위치에서 유지되고, 상기 제2 모노폴 안테나는 상기 나성형 안테나에 전자기적으로 결합되지 않는 위치에서 유지되며,
    전력은 상기 나선형 안테나를 통해 상기 제1 모노폴 안테나 및 제2 모노폴 안테나에 공급되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서, 안테나 길이는 상기 활주 안테나 유니트의 수납시와 인출시 사이에서 변경되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 활주 안테나 유니트는 상기 제1 모노폴 안테나의 일부에 접속된 다른 나선형 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 활주 안테나 유니트의 인출시 상기 제2 모노폴 안테나의 상단부는 소정 높이만큼 상기 나선형 안테나로부터 돌출하고 상기 제2 모노폴 안테나의 하단부는 소정 깊이까지 상기 나선형 안테나 내로 삽입되며, 상기 활주 안테나 유니트의 수납시 상기 제1 모노폴 안테나 전체는 상기 나선형 안테나 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 모노폴 안테나 및 상기 제2 모노폴 안테나는 서로 동일하게 된 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 나선형 안테나 내에서 동일 축 상에 중공 모노폴 안테나가 마련되고, 상기 모노폴 안테나는 상기 모노폴 안테나가 중공 모노폴 안테나에 전기 접속된 상태에서 중공 모노폴 안테나 내부에서 자유롭게 활주하도록 마련된 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제2 모노폴 안테나의 하단부에는 스톱퍼가 마련된 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안테나 유니트는 휴대용 무선 단말 장치용 안테나로서 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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