KR100438424B1 - 판상 역 에프 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주위의 영향을 쉽게 받지 않으며, 안정된 반사특성을 얻을 수 있는 판상 역F안테나를 제공한다. 개시된 안테나는 절연체(1)의 일면측에 복사소자(2)가 형성되고, 타면측에 접지판(3)이 형성된다. 복사 소자(2)로 급전하기 위한 동축 케이블(4)의 중심 도체(5)는 복사 소자(2)에 전기적으로 접속된다. 상기 동축케이블(4)의 외도체(6)은 접지판에 전기적으로 두 점에서 접속된다. 상기 두 점간의 거리는 외도체(6)를 흐르는 전류의 4분의 1 파장으로 설정된다. 여기서, 외도체(6)에 누설 전류가 흐르는 경우, 상기 누설 전류는 접지판(3)을 흐르는 역위상 전류에 의해 없어진다.

Description

판상 역 에프 안테나{PLANAR INVERSE F ANTENNA}

본 발명은 휴대 단말기 등에 이용되며, 안정된 반사 특성을 얻을 수 있는 판상 역 F 안테나에 관한 것이다.

종래에는 휴대 단말기 등의 소형 기기에 사용되는 안테나로서 모노폴 안테나및 판상 역 F 안테나가 이용되어 왔다.

이하, 도면을 참조하여, 종래의 판상 역 F 안테나의 구성에 관해 설명한다. 도 5는 종래의 판상 역 F 안테나의 구성을 도시한 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 판상으로 형성된 절연체(1)의 일측면에는 복사 소자(2)가 형성되어 있다. 또한, 그 타측면에는 복사 소자(2)와 같은 폭으로 접지판(3)이 형성되어 있다. 복사 소자(2)와 접지판(3)은 도체(8)를 통해 접속되어 있다. 동축 케이블(4)의 중심 도체(5)는 복사 소자(2)에 전기적으로 접속되며, 그 외도체(6)는 접지판(3)에 전기적으로 접속된다.

도 5에 도시된 판상 역 F 안테나에서는 접지판(3)의 크기나 형상에 의해 안테나의 반사 특성이 좌우된다. 그래서, 접지판(3)의 크기를 지정하거나, 접지판(3)마다 안테나의 특성을 조정한다.

그런데, 예를 들어, 상술한 판상 역 F 안테나를 좁은 장소에 배치하고자 하는 경우에는 접지판을 작게 할 필요가 있다. 그러나, 접지판(3)을 작게 하면, 임피던스의 부정합이 발생하거나, 주변의 회로나 금속부 등의 영향을 받기 쉽게 된다. 그 결과, 안테나의 반사 특성이 악화되거나, 공진 주파수가 어긋나는 등의 문제가 발생한다.

도 5를 참조하여 상기 내용을 보다 상세하게 설명한다. 도 5에는 종래 기술에 관한 판상 역 F 안테나의 구성이 도시되어 있다. 도 5에 있어서, 접지판(3)을 작게 하면, 상기 접지판(3)이 충분히 컸을 때에는 흐르지 않았던 누설 전류가 동축케이블(4)의 외도체(6)에 흐르게 된다. 즉, 마치, 복사 소자(2)와 접지판(3)으로다이폴 안테나를 구성하고 있는 것처럼, 동축 케이블(4)와 복사 소자(2) 및 크기를 작게 한 접지판(3)의 접속부에서 불평형 급전 선로로부터 평형 급전 선로로 접속된 것과 같은 상태가 되므로, 동축 케이블(4)의 외도체(6)에 누설 전류가 흐른다. 동축 케이블(4)의 외도체(6)에 누설전류가 흐르면, 안테나 특성이 악화되고, 주위의 영향을 받기가 매우 쉬워진다.

예를 들어, 개폐 가능한 표시부를 겸하는 노트북의 덮개부의 측면에 안테나를 부착했다고 한다. 덮개부가 닫혀 있을 때(대기 상태)와, 열려져 있을 때의 주변물체로부터 받는 영향이 다르기 때문에, 어느 한 쪽의 상태에서 안테나의 특성의 조정하게 되면, 다른 쪽의 상태에서는 주변물체의 영향을 받아 누설 전류가 변하고, 임피던스의 부정합이 발생하게 된다. 이에 의해, 공진주파수가 어긋나거나 반사 특성이 악화되게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 고려하여 발명된 것으로, 그 목적은 소형화하여도 주위의 영향을 쉽게 받지 않으며, 안정된 반사 특성을 얻을 수 있는 판상 역 F 안테나를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 청구항 1에 기재된 발명은 서로 표리 관계에 있는 2개의 면을 가지는 판상의 절연체와, 상기 절연체의 일측면에 형성된 복사 소자와, 상기 절연체의 타측면에 형성된 접지판과, 중심 도체가 상기 복사 소자에 전기적으로 접속되면서, 외도체에 흐르는 전류성분의 약 4분의 1 파장만큼 떨어진 두 점에서 상기 외도체가 상기 접지판에 전기적으로 접속된 동축 케이블을 구비함을 특징으로 하는 판상 역 F 안테나이다.

또한, 청구항 2에 기재된 발명은 제1항에 기재된 판상 역 F 안테나에 있어서, 상기 접지판은 그 길이가 상기 외도체에 흐르는 전류 성분의 약 4분의 1 파장이 되도록 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명은 제1항에 기재된 판상 역 F 안테나에 있어서, 상기 절연체는 고 유전체임을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예의 판상 역 F 안테나의 반사 특성(노트북의 덮개를 연 경우)을 도시한 특성도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나의 반사 특성(노트북의 덮개를 닫은 경우)을 도시한 특성도이다.

도 5는 종래의 일 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나의 사시도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 판상 역 F 안테나에 관해 설명한다. 본 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나는 동축 케이블의 외도체와 접지판을 흐르는 누설 전류를 상호 상쇄시킴으로써, 반사 특성의 향상을 도모하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 판상 역 F 안테나의 구조를 도시한 사시도이다.

참조 부호(1)은 직육면체 형태로 형성된 절연체이며, 예를 들어, 글라스 에폭시 기판이 사용되고 있다. 상기 실시 예에서는 절연체(1)을 직육면체로 형성하였으나, 서로 표리 관계에 있는 2개의 면을 가지고 있다면 판상이어도 상관없다, 참조부호(2)는 절연체(1)의 일측면에 형성된 복사 소자이다. 참조 부호(3)은 절연체(1)의 타측면에 형성된 길이 약 4분의 1 파장의 접지판이다. 이들 복사 소자(2)와 접지판(3)은 절연체(1)를 사이에 두고 마주하도록 배치되며, 도체(8)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.

참조 부호(4)는 복사 소자(2)로 급전하기 위한 동축 케이블이다. 참조 부호(5)는 상기 동축 케이블(4)의 중심 도체이며, 복사 소자(2)에 전기적으로 접속되어 있다. 참조 부호(6)은 동축 케이블(4)의 외도체이며, 접속점(6A) 및 접속점(6B)의 두 점에서 접지판(3)에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 접속점(6A) 및 접속점(6B)는 접지판(3)에 흐르는 전류의 약 4분의 1 파장만큼 떨어져 있으며, 이들의 접속점을 연결하는 동축 케이블(4)의 길이도 약 4분의 1파장으로 되어 있다.

즉, 접속점(6A)와 접속점(6B)의 사이의 접지판(3)의 경로길이가 상기 접지판(3)을 흐르는 전류의 약 4분의 1 파장으로 되어 있고, 또한, 접속점(6A)과의 사이의 동축 케이블(4)의 선로길이도 상기 동축 케이블(4)의 외도체(6)를 흐르는 전류의 약 4분의 1 파장으로 되어 있다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 동 실시예에 의한 역 F 안테나의 동작 메커니즘(누설 전류를 없애는 방법)에 관해 설명한다. 도 2에 있어서, 참조 부호(i1)은, 접속점(6A)로부터 동축 케이블(4)의 외도체(6)의 외측을 흐르는 누설전류이다. 또한, 부호(i2)는 접속점(6A)로부터 접지판(3)으로 흐른 후에접속점(6B)에서 외도체(6)을 거쳐 접속점(6A)로 귀환하는 전류이다.

상기 동축 케이블(4)의 외도체(6)의 외측으로 누설 전류(i1)가 흐른다고 하면, 상기 누설 전류(i1)은 접속점(6A)를 통해 전류(i2)로서 접지판(3)을 흐르고, 접속점(6B)에 나타난다. 그리고, 상기 전류(i2)는 접속점(6B)를 통해 동축 케이블(4)의 외도체(6)의 외측을 흘러 접속점(6A)으로 귀환한다. 여기서, 상기 전류(i2)가 흐르는 거리는 접지판(3)측과 외도체(6)측을 합하여 약 2분의 1파장으로 되므로, 접속점(6A)에서는 누설 전류(i1)과 전류(i2)와의 위상 차가 180°가 된다. 그 결과, 누설 전류(i1)와 귀환한 전류(i2)가 상호 상쇄되며, 외관 상, 누설 전류(i1)가 흐르지 않게 된다.

따라서, 상기 누설 전류에 의한 안테나의 반사 특성의 악화 등이 해소된다.

다음으로, 실제 노트북의 덮개부에 고정된 액정 표시부의 측면에 동 실시예에 의한 판상 역 F 안테나를 부착하고, 상기 덮개부가 열려 있을 때(사용상태)와, 닫혀 있을 때(대기 상태)의 정재파비(SWR:Standing Wave Ratio)의 주파수 특성의 일 예를 설명한다.

도 3은 덮개부를 열고 있을 때의 주파수에 대한 정재파비를 표시하는 특성도이다. 또한, 도 4는 덮개부를 닫고 있을 때의 주파수에 대한 정재파비를 나타내는 특성도이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 안테나로 급전된 전력을 가장 효율적으로 반사하는 것은, 정재파비가 가장 작을 때이며, 이에 대한 주파수가 그 안테나의 공진주파수가 된다.

상기 예에서는 덮개부를 연 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 정재파비가 가장작을 때의 주파수는 2.44GHz이다. 또한, 덮개부가 닫힌 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 정재파비가 가장 작아지는 때의 주파수는, 2.44GHz이다.

이와 같이, 상기 판상 역F안테나의 공진 주파수는 덮개부를 연 상태에서도 닫은 상태에서도 거의 같아지게 된다. 이와 같이 상기 실시예 에 의하면, 소형화하여도 주위의 영향을 쉽게 받지 않으며, 안정된 반사특성을 얻을 수가 있다.

또한, 본 실시 예에서는 절연체(1)로서, 글라스 에폭시 기판을 사용하였는데, 상기 글라스 에폭시 기판은 비교적 가격이 저렴하면서 용이하게 구할 수 있는 재료이다. 또한, 절연체(1)로서 이용되는 재료는 상기 글라스 에폭시 기판에 한정되는 것이 아니며, 그 밖에 세라믹 등의 고 유전율의 재질을 사용함으로써, 안테나를 한층 소형화할 수 있게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 외도체에 흐르는 전류 성분의 약 4분의 1 파장만큼 떨어져 있는 두 점에서 상기 외도체를 접지판에 접속하도록 하였기 때문에 외도체를 흐르는 누설 전류를 없앨 수 있으며, 반사체 특성을 개선할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 접지판을 소형화하여도, 반사 특성이 안정되므로, 반사 특성의 악화를 감수하지 않고 안테나를 소형화할 수 있으며, 따라서, 장착 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 서로 표리 관계에 있는 2개의 면을 가지는 판상의 절연체;

   상기 절연체의 일측면에 형성된 복사 소자;

   상기 절연체의 타측면에 형성된 접지판; 및

   중심 도체가 상기 복사 소자에 전기적으로 접속되면서, 외도체에 흐르는 전류성분의 약 4분의 1 파장만큼 떨어진 두 점에서 상기 외도체가 상기 접지판에 전기적으로 접속된 동축케이블을 구비함을 특징으로 하는 판상 역F안테나.
2. 제1항에 있어서,

   상기 접지판은 그 길이가 상기 외도체에 흐르는 전류 성분의 약 4분의 1 파장이 되도록 형성됨을 특징으로 하는 판상 역F안테나.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연체는 고 유전체임을 특징으로 하는 판상 역F안테나.