KR100442453B1 - 무선통신용 앤엑스 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조적 특징에 따른 전기적 흐름이 "X"자형인 것을 감안하여 앤엑스(nX) 안테나라 칭한 무선통신용 안테나에 관한 것이다. 안테나의 외형적 길이를 대폭 줄이면서도 전기가 통하는 표면적 길이를 길게 할 수 있는 구조로서 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와, 그 홀더부와 일체로 연결된 로드부를 안테나의 기본 구조로서 제안하고, 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조를 2단 또는 다단으로 적층 연결하여 구성할 수 있고, 기본구조 또는 다단 연결시에 안테나 단부측 로드부에 코일부를 더 추가 구성할 수 있다. 또한 코일부 대신에 평판부를 더 포함시켜 로드 코일의 기능을 수행하게 할 수 있고, 평판부와 결합하는 안테나 구조는 기본 구조 또는 다단구조 또는 코일부가 포함된 복합 구조로도 구성할 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 안테나는 소형, 경량화뿐만 아니라 송수신감도를 향상시켜 통신 품질을 향상시킬 수 있으며, 기존의 안테나에 비해 길이가 짧고 성능이 월등히 향상되어 응답성이 빠르고 고정국 및 이동국에 탑재시 유용하고, 이동통신 단말기 등에도 외장 및 내장하는 데에 매우 유용한 안테나를 제공한다.

Description

무선통신용 앤엑스 안테나{nX Antenna for wireless communication}

본 발명은 무선 통신용 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매우 적은 구조로도 고출력으로 통신할 수 있고 주파수 특성과 이득이 좋은 안테나로서 고정국과 고정국 또는 고정국과 이동체간의 무선통신 안테나에 적합하고, 특히 이동 통신 단말기 등에 외장 및 내장형 안테나로서 적합하도록 한 무선통신 단말기용 앤엑스(nX) 안테나에 관한 것이다.

여기서 앤엑스(nX) 안테나란 본 발명에 의해 제안되는 안테나의 구조적 특성에 의해 전기적 도전 흐름의 형태를 따서 명명한 것으로 본 발명을 설명함에 있어서 "앤엑스 안테나"라 칭한다.

현재 세계적으로 아날로그·디지털 통신기술의 급속한 발전으로 셀룰러, PCS, GSM, PHS 및 인공위성을 이용한 이리듐(Iridium) 서비스, IMT2000 서비스 등 다양한 종류의 이동통신서비스가 시행되고 있다. 또한 이동통신서비스뿐만 아니라 무선 랜이나 무전기, 근거리 기기 간의 무선통신 등등 다양한 분야에 무선통신이 이용되고 있고 무선통신 분야가 날로 확대되고 있다.

예를 들어 이동 통신용 단말기 안테나는 양방향 통신이 가능하고 휴대가 간편하여야 하는 등의 목적에 의해 주로 무지향성의 수납가능형 안테나(Retractable Antenna)를 사용한다. 시판되고 있는 단말기들의 안테나는 신호대기 상태와 통화상태에 각각 적합한 두 가지의 안테나가 조합된 형태이고, 선형편파(Linear Polarization)된 신호의 송수신이 용이한 안테나들이 사용된다.

단말기 상단에 돌출 되어 있는 부분은 보통 스프링 모양의 헬리컬(Helical)안테나와 통화 품질을 높이기 위해 상단으로 뽑아 올려 사용하는 것은 모노폴(Monopole) 형태의 휩(Whip) 안테나를 결합한 형태의 안테나가 주종을 이루고 있다. 휴대전화, 무전기, 개인휴대통신등 이동체 상호간 또는 이동체와 고정된 지점간의 무선통신을 수행하기 위한 이동 통신 단말기에 있어서의 안테나는, 흔히 휩 안테나(whip antenna)와 헬리컬 안테나(helical antenna)를 조합한 형식을 사용하고 있다.

도 1을 참조하여 종래 헬리컬 및 휩 결합형 안테나를 설명하면 다음과 같다. 기본형의 구조는 길이가 각각 대략 λ/4의 변형인 나선도체(5)를 갖는 헬리컬 안테나(4)와 모노폴 형태의 휩 안테나(3)로 구성된다. 주로 신호대기 상태 및 전파환경이 양호할 때는 헬리컬 안테나(4)가 단독으로 동작하며, 전파환경이 열악할 곳에서는 휩형 안테나(3)가 본체(1)로부터 인출된 상태에서 두 안테나가 동시에 동작한다. 헬리컬 안테나(4)의 위치에 따라 종류가 구분되며 신호 급전 및 두 안테나의 결합 방식에 따라 많은 변형이 있다.

헬리컬 안테나(4)가 휩 안테나(3)의 단부에 결합된 형태의 이동 통신 단말기용 안테나로서, 외국의 PCS 단말기 모델 및 국내 제품에서도 대표적인 안테나로서 사용되고 있다. 이러한 안테나는, 이동 통신용 안테나 전문 제작회사인 스웨덴의 알곤(Allgon)사 제품이 대표적이며, 헬리컬 안테나가 단말기 본체에 결합된 형태 즉, 헬리컬과 휩 안테나의 아래쪽 급전점이 동일한 금속 커넥터(6)에 연결되어 있다. 미국 모토롤라(Motorola)는 기본 형태는 동일하지만 급전방법을 달리한 안테나를 제작하여 자사의 단말기 일부 모델에 장착하여 사용하고 있으며, 초기 국내셀룰라 단말기 모델들은 전량 이 같은 형태의 알곤사 안테나를 사용하였다.

그러나 이러한 종래의 이동 통신용 안테나는 단말기 외부로 안테나가 돌출된 형태로 구성되므로 돌출된 안테나가 외부에 걸려 부러지거나 파손의 우려가 있고, 이동전화 단말기를 주머니에 넣고 다니는 경우 안테나가 걸리기 때문에 넣고 빼는 데에도 불편함을 초래하고 있었다.

또한, 안테나는 사용되는 주파수 특성에 의해 상기와 같은 구조에서는 그 크기를 줄일 수 있는 한계가 있기 때문에 단말기는 점차 크기가 줄어들고 있는데 반해 안테나의 크기는 줄이지 못하여 안테나가 단말기에서 차지하는 면적이 커지고 돌출된 형태로만 제작하고 있는 실정이다.

또한, 안테나의 성능의 한계로 인해 통화중 잡음 및 끊김 등의 통화품질을 떨어뜨린다는 가장 큰 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점에 대한 해결방안으로 본 출원인은 1999년 특허출원 제15601호 및 실용신안등록 제189754호에 의하여 이동통신용 광대역 안테나와, 이동전화 단말기의 케이스 내부에 장착하는 내장형 안테나에 대해 제안한 바 있다.

상기 선 출원된 이동전화 단말기의 내장형 안테나는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 송수신 주파수 대역 및 그 이득을 고려하여 직경 및 그 길이가 결정되는 내부 홈이 형성된 도체로 이루어진 제1, 제2 몸체부(10)(20)와, 상기 제1, 제2 몸체부 홈의 바닥면에 결합되어 서로 연결 및 고정시키는 도체봉으로 이루어진 안테나봉(40)과, 상기 안테나봉에 의해 고정 결합되는 제1, 제2 몸체부의 홈 끝에 결합되어 제1, 제2 몸체부간의 간격을 유지함과 아울러 그 간격을 미세 조정하여세팅시키기 위한 비도체로 이루어진 스페이서(30)를 포함하여 안테나(100)가 구성된다.

여기서 통상적인 다이폴 안테나는 양극부와 음극부로 이루어지고 음극부는 통상 기판 자체의 접지나 음극 패턴을 형성하여 구성하고 양극부는 통상적으로 말하는 안테나 구조체로서 본 발명을 설명함에 있어서 양극부를 안테나라고 칭하고, 정합회로나 기타 회로적인 설명은 생략한다.

상기 안테나(100)를 기판의 외측에 설치하며 상기 기판의 안테나 회로부와 전기적으로 연결된 안테나 콘넥터를 기판에 설치하여 연결하며, 다이폴 안테나에서의 안테나(100)를 양극부로 사용하고 이에 대응해서 회로기판을 음극부로 하거나 기판에 따로 음극부를 형성하여 이동전화 단말기의 케이스 내부에 장착할 수 있는 구조로 구성된다. 상기 안테나(100)인 양극부에 대응하는 음극부는 접지패턴을 사용하거나 또는 상기 양극부와 동일한 구조의 안테나 구조체를 음극부로서 설치하여 구성할 수도 있다.

이와 같은 몸체부, 홈 및 안테나봉으로 연결된 안테나 구조는 표면의 전기적 흐름 패턴에 의해 위상 반전이 반복되어 공진이 이루어짐으로써 외형상으로 작은 길이의 안테나만으로도 원하는 이득과 주파수 특성을 얻을 수 있게 된다.

이러한 안테나는 그 설치 위치를 기판의 측면, 상단, 또는 좌측, 우측, 상단, 하단 중 어느 위치에도 설치가 가능하고, 안테나의 양극부에 대응해서 음극부를 기판에 접지패턴으로 형성하거나, 또는 상기 안테나를 동일한 구조로서 2개를 설치하여 양극부와 음극부로 연결할 수 있으며, 나란히 설치하거나, 서로 수직 또는 수평으로 분리하여 설치할 수도 있다.

그런데 상기와 같은 안테나 구조에 있어서, 두 개의 몸체부를 서로 홈이 대향하게 결합시킬 때에 비도체의 스페이서를 간격 유지구로 형성할 수 있고, 안테나봉을 몸체부 양단부에서 나사 또는 단차부를 이용하여 결합되도록 구성함으로써, 구성부재의 수량이 많아지고, 안테나봉은 몸체부의 홈 내측에 결합되도록 길게 구성하여야 하므로 구조물의 체적이 커져 원자재 소요가 커지고, 경량화를 지향하는 제품 특성에 미흡하며 조립시간이 많이 걸리며, 작업성이 떨어지고 제작비용이 낭비되는 문제점이 있었다.

또한 상기 구성에 있어서 양단부가 막힌 상태의 구조로서 설치되므로 안테나를 기판의 회로부와 연결 및 장착하는 구조에서 운용의 폭이 제한되는 아쉬움이 있었다.

따라서 본 발명은 이동 통신용 안테나에 있어서, 소형, 경량화뿐만 아니라 수신감도를 향상시켜 통신 품질을 향상시킬 수 있도록 한 앤엑스 안테나(nX)를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서는 안테나의 외형적 길이를 줄이면서도 전기가 통하는 표면 길이를 길게 할 수 있는 구조로서 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와 그 홀더부와 일체로 연결된 로드부를 안테나의 기본 구조로서 제공함에 특징이 있다. 상기 로드부는 홀더부의 막힌 단부 외측에서 연결 구성할 수도 있고, 홈 내벽과 이격되게 삽입되어 홈의 바닥면에 고정되고 외부로 소정길이 인출되게 구성할 수도 있다.

홀더부와 로드부로 이루어진 안테나는 구조적 특성에 의해 전기적인 흐름이 로드부, 홀더부의 홈 내부 및 홀더부의 외표면을 통해 흐르면서 도전길이가 길어지고 주파수 공진이 발생되어 안테나의 특성이 향상되며, 그 결과 외형적인 크기 및 길이를 아주 작게 구성할 수 있고 주파수 공진 특성이 향상되어 고출력 특성을 가지게 된다.

본 발명에 의한 앤엑스 안테나는 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조를 다단으로 연결하여 다단구조의 안테나를 구성할 수 있고, 또한 로드부의 단부측 소정 부위에 코일부를 더 추가하여 복합구조로 구성하거나 코일부 대신에 평판부를 추가 구성할 수 있고, 평판부에는 기본구조 또는 다단 구조 또는 복합구조로 메인 안테나부를 구성할 수 있다.

이러한 구조의 본 발명에 의한 안테나는 홀더부와 로드부 및 코일부 또는 평판부에서 각각 통신을 할 때 전파의 위상 반전이 이루어지는데, 위상의 교차점의 중앙부를 중심으로 영문자 알파벳 "X"자형을 이루므로, 홀더부와 로드부 또는 코일부나 평판부를 추가 구성함에 따라 X자형의 횟수(n)가 증가되므로 본 발명에서는 앤엑스(nX) 형태의 전기적 흐름이 발생될 수 있어서 안테나의 명칭을 앤엑스(nX) 안테나라 칭한다.

또한 본 발명은 앤엑스 안테나를 제작함에 있어서 그 제작 및 조립 공정이 간편 단순하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 안테나 구조로서 홀더부와 로드부를 하나의 봉을 가공하여 일체형 구조로 구성할 수 있고, 분리 가공하여 조립구조로 구성할 수 있는 구조를 제시한다.

도 1은 종래 헬리컬 및 휩 결합형 안테나 예시도.

도 2a, 도 2b는 본 출원인에 의해 선 출원된 안테나의 구성을 보인 단면도.

도 3a 내지 도 3l은 본 발명에 의한 앤엑스 안테나의 실시예를 보인 개념도.

도 4a, 도 4b는 본 발명에 의한 안테나의 변형 구조를 보인 예시도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 앤엑스 안테나의 특성을 측정한 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 홈 12 : 홀더부

13 : 로드부 15 : 코일부

16 : 평판부 100 : 안테나

100a : 메인 안테나부 100b : 보조 안테나부

본 발명에 의한 앤엑스 안테나는, 외형적으로 길이가 짧고 소형이면서도 전기가 통하는 표면의 길이가 상대적으로 길도록 한 구조로서 주파수 특성과 이득을 고려하여 직경이 결정되는 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와, 그 홀더부의 막힌 단부의 외측으로 연결된 로드부로 다이폴 안테나를 구성함에 특징이 있다.

여기서, 상기 홀더부의 형상은 원통형뿐만 아니라 특수한 경우에 다각통형과 같은 구조도 가능하며, 삼각형태나 사각형태 또는 반구형태 등등 속이빈 임의의 형태를 홀더부로 구성하고 그 홀더부에 로드부가 결합되는 구조로 구성할 수 있다.

또한 본 발명의 앤엑스 안테나는 상기 홀더부의 홈에 로드부가 연결되고, 그 홈의 외측으로 인출된 로드부의 소정부위에 코일부가 연결되어 구성됨에 특징이 있다.

상기 코일부는 로드 코일을 로드부의 소정부위에 연결하거나, 다른 실시예로서 판재를 지그재그로 수회 절곡시켜 코일부를 형성하여 구성할 수 있다. 연결방법으로는 용접이나 나사결합 또는 구멍과 단차부를 형성하여 끼워 맞춤 등등으로 결합할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 홀더부와 로드부로 안테나를 다단으로 구성하되, 각 홀더부의 홈에 각각의 로드부를 연결하고, 앞단의 로드부의 단부를 후단의 홀더부의 막힌단부 외측에 연결하여 다단으로 구성함에 특징이 있다.

또한 상기 다단 구조의 끝에 있는 로드부의 소정부위에 코일부를 더 결합하여 구성할 수도 있다.

또한 본 발명은 양측에 제1, 제2홀더부를 배열하여 그 제1, 제2홀더부의 홈에 각각 제1, 제2로드부를 연결하고, 제1로드부와 제2로드부 사이에 코일부를 연결하여 구성할 수 도 있다.

또한 본 발명은 다른 실시예로서, 로드부가 홀더부의 막힌 단부의 외측으로 형성되어 일체형 구조로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 코일부 대신에 로드부의 단부측 소정 부위에 평판부를 결합하여 코일부의 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수도 있고, 코일부 하단에 평판부를 추가 구성할 수 도 있다.

또한 상기 평판부가 연결된 메인 안테나부를 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조 또는 홀더부와 로드부가 다단으로 이루어진 다단구조 또는 기본구조나 다단구조에 코일부가 더 포함된 복합구조로 구성할 수 있다.

또한, 평판부의 상면 또는 하면 중 어느 한쪽에 상기 메인 안테나부 이외에 추가로 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조 또는 코일부가 추가된 복합 구조의 보조 안테나부를 더 포함시켜 구성할 수 있다.

또한, 상기 평판부를 다단 구성하고, 그 평판부 사이에 코일부를 추가 구성할 수 있다.

본 발명의 앤엑스 안테나의 일 실시 예는, 상기 홀더부와 로드부는 주파수와 이득을 고려하여 그 길이와 직경을 설계하고, 홀더부와 로드부를 주물 등의 방법으로 일체형으로 제작하거나 부품별로 제작하여 조립 구성할 수 있다.

조립을 위한 구조는, 일측 부재의 결합부위에 구멍을 형성하고 대응되는 부재의 단부에 상기 구멍에 결합시키기 위한 단차부를 형성하여 조립 구성하도록 구성할 수 있다. 또는 나사결합 구조로도 구성할 수 있으며, 용접 방법도 가능하다.

또한, 부품들을 가공 후 전파 특성을 향상시키기 위해서 도금 처리를 함에 특징이 있다.

본 발명은 상기 홀더부와 로드부로 이루어진 안테나를 기판의 안테나 회로부에 연결하기 위한 연결수단은, 상기 홀더부 또는 로드부 또는 코일부의 단부를 직접 기판에 용접하거나 끼워서 기판의 회로부에 연결하는 콘넥터로 구성함에 특징이 있다.

또한, 본 발명에 의한 앤엑스 안테나는, 다이폴 안테나로 구성하는 경우에 있어서 기판에 형성한 도전 패턴에 의해 양극부를 구성할 수 있으며, 도전 패턴으로는 다양한 형태를 가질 수 있으나 바람직하게는 상기 앤엑스 안테나의 단면과 같은 형태를 가진 앤엑스형 도전 패턴으로 구성하여 양극부인 안테나와 음극부인 접지패턴의 주파수 정합성능을 향상시키도록 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 앤엑스 안테나의 실시예들로서, 도 3a 및 도 3b와 같이, 상기 홀더부(12)의 홈(11)의 바닥면에 로드부(13)가 연결되고 로드부(13)가 홈(11)의 내벽과 이격되어 소정길이 외측으로 연장된 구조로 구성된다. 이는 홈 내부에 로드부가 있게되어 내부적인 전파 공진 효과를 높이고 안테나의 전체 길이를 줄일 수 있게 된다.

또, 상기 도 3a, 도 3b에 도시된 기본구조에서 해당 안테나가 사용되는 주파수의 특성에 따라 길이를 길게 해야 하는 경우, 도 3c와 같이 홀더부와 로드부를 2단으로 구성할 수 있다. 즉, 제1, 제2홀더부의 홈에 각각 제1로드부, 제2로드부를 연결하고, 상기 제1로드부의 단부를 상기 제2홀더부의 막힌단부 외측에 연결하여 2단으로 구성한다. 동일한 결합방법으로 다단 구성이 가능하다.

또, 도 3d와 같이, 상기 홀더부(12)와 로드부(13)로 이루어진 기본 구조에서 상기 로드부(13)에 코일부(15)를 더 연결하여 복합 구조로 구성할 수 있다. 이는 다이폴 안테나에서 홀더부(12), 로드부(13), 코일부(15)가 연결된 형태로서 코일부(15)를 연결하는 이유는 주파수 특성상 안테나의 길이를 길게 할 필요가 있는 경우 즉, 낮은 주파수 대역일 때 안테나의 전체 길이를 늘리기 위함이다.

또, 도 3e와 같이 상기 홀더부와 로드부를 2단으로 구성하고 제2로드부에 코일부를 연결하여 구성할 수도 있다. 즉, 다단 구조에 코일부를 더 추가하여 다단 복합 구조로도 구성할 수 있다.

한편, 상기 코일부(15)는 도 3f와 같이, 소정폭의 판 부재를 지그재그로 절곡시켜 소정길이의 판 코일부(15')로 구성할 수 있다.

또한, 도 3g와 같이, 홀더부(12)의 홈(11)에 로드부(13)를 결합시킨 2개의 기본 구조를 서로 마주보게 하고 양측의 로드부 사이에 코일부(15)를 연결하여 구성할 수 있다.

또한, 도 3h와 같이, 홀더부(12)의 홈(11)에 로드부(13)를 결합시킨 기본구조에서 로드부(13)의 단부측에 소정 직경의 평판부(16)를 더 추가하여 코일부의 기능을 수행할 수 있도록 구성한다.

또한, 도 3i와 같이, 상기 홀더부(12)의 홈(11)에 로드부를 결합시키고, 로드부 단부측 소정부위에 로드 코일부를 추가한 구조를 상기 평판부 위에 형성하여 구성할 수 있다.

또한, 도 3j와 같이 평판부(16)가 결합되는 메인 안테나부(100a)가 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조 또는 홀더부와 로드부 및 코일부로 이루어진 복합구조를 메인 안테나부로 형성한 안테나에 있어서, 상기 평판부(16) 상면에 기본 구조 또는 복합 구조의 안테나를 보조 안테나부(100b)로 추가 구성할 수 있다.

또한, 도 3k와 같이 상기 평판부(16)의 하면에 기본 구조 또는 복합 구조의 안테나를 보조 안테나부(100b)로 추가 구성할 수 있다.

상기 평판부(16)를 채택한 구조에서 메인 안테나부는 기본구조, 다단구조 또는 복합구조 등 임의의 형태로 이루어진 안테나를 메인 안테나부(100a)로 구성할 수 있고, 보조 안테나부(100b)를 추가로 상면 또는 하면에 추가로 포함시켜 구성할 수 있다.

또한, 도 3l과 같이, 상기 평판부를 2단으로 구성하고 그 평판부 사이에 코일부를 추가 구성한 구조로도 구성할 수 있다. 물론 평판부를 2단 또는 다단으로 구성할 수 있으며, 코일부도 적어도 하나 이상 삽입 구성할 수 있다. 또한 상하면에 보조 안테나부를 추가 구성할 수 있으며, 복수개의 보조 안테나부를 추가 구성할 수 있다.

이와 같이 평판부를 구비하는 안테나는, 그 평판부의 크기는 주파수 특성과 사용 용도 등에 따라 다르게 설계되며 메인 안테나부와 보조안테나부 등등과 고려하여 설계된다. 평판부를 사용하는 경우 고출력용도에 적합하고 고정국이나 기지국 안테나 등으로 활용할 수 있고, 단말기측에도 적용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 앤엑스 안테나는 홈이 형성된 홀더부와 로드부의 연결구조를 기본 구조로 하고, 이 기본 구조에 코일부를 더 연결하거나, 기본구조를 2단으로 적층, 또는 마주보게 구성할 수 있으며, 그 외에도 다단으로 구성할 수 있고, 코일부를 추가하여 복합구조로 구성하거나, 평판부를 추가하여 구성할 수 있다.

도 4a, 도 4b는 본 발명에 의한 앤엑스 안테나의 구조도로서 이에 도시된 바와 같이, 홈(11)이 형성된 홀더부(12)와 그 홀더부(12)의 막힌 단부 외측에 일체로 형성된 로드부(13)로 이루어져 무선송수신을 위해 사용되는 주파수와 이득 특성을 고려하여 공진이 발생되도록 직경 및 길이가 설계되어 기판에 설치되는 구성이다. 상기 로드부(13)의 소정 부위에 평판부(16)가 결합 구성된다.

상기 홀더부(12)와 로드부(13)는 일체형으로 구성되고, 평판부(16)는 로드부(13)의 단부측 소정부위에 결합하고 로드부(13)의 끝단이 리드가 되어 직접 기판에 용접하거나 별도의 콘넥터를 이용하여 설치할 수 있도록 구성한다.

상기에서 예시하고 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 안테나는 도면이 도시된 예들로서 한정되는 것은 아니고, 로드부를 절곡시켜 리드로서 기판에 삽입 납땜또는 콘넥터에 장착하고 홀더부와 로드부가 기판과 수평으로 설치하여 공간활용을 할 수 있도록 설치될 수 있다.

또한 설치 위치도 기판의 모서리 일부를 대각선으로 절단하여 그 절단된 공간에 안테나가 배치되도록 설치할 수 있으며, 임의의 위치에 안테나를 배치하여 설치할 수도 있다.

이와 같이 기본 구조의 앤엑스 안테나는 홀더부(12)와 로드부(13)에 의해 주파수 공진이 발생하게 되며, 기판(17)에 형성된 도전패턴의 양극부와 대응해서 다이폴 안테나로서 기능을 수행한다.예를 들면, 도 4c와 같이 본 발명에 의한 앤엑스 안테나는, 다이폴 안테나로 구성하는 경우에 있어서 앤엑스 안테나는 홀더부(12)와 로드부(13)를 갖는 제1안테나와 기판(17)에 도전패턴(18)에 의해 제2안테나를 형성하여 제1안테나의 로드부(13)와 전기적으로 연결되는 양극부를 구성할 수 있으며, 상기 도전패턴(18)은 다양한 형태를 가질 수 있으나 바람직하게는 상기 앤엑스 안테나의 단면과 같은 형태를 가진 앤엑스형 도전 패턴으로 구성하여 양극부인 안테나와 음극부인 접지패턴의 주파수 정합성능을 향상시키도록 한다.이처럼 홀더부(12)와 로드부(13)만으로 구성하여 주파수 공진 특성을 얻을 수 있는데 이는 홈(11)에 의해 안테나의 표면길이가 외형 길이보다 훨씬 길어지고 내부 공진이 발생되어 일반적인 통신용 안테나들보다 훨씬 향상된 고출력으로 송수신 성능을 얻을 수 있다.

도 5(a) 내지 (d)는 본 발명에 의한 앤엑스 안테나의 특성을 측정한 특성도이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 앤엑스 안테나를 실제 제작하여 자체 특성을 측정한 결과 2배수 대역을 동시에 만족시킬 수 있었다. 즉, CDMA 대역 800MHz에서 918MHz까지, PCS 대역 1.72GHz에서 1.9GHz까지 각각 전압정재파(VSWR)를 측정한 결과 약 1.09에서 1.13정도의 수치를 얻을 수 있었다. 따라서 동일한 안테나로서 CDMA 대역과 PCS대역을 모두 만족시킬 수 있으며 최상의 성능을 얻을 수 있음을 보여준다.

한편, 도 5c 및 도 5d는 본 발명의 앤엑스 안테나를 국내 H사의 이동통신단말기(모델 HGC-R201)에 적용하여 안테나 방향별 에어 감도 및 에어 출력 테스트 결과이다. 이는 무반사실 측정 데이터의 예로서, DCS(CDMA) 스펙은 감도 15도에 각도 24방향에서 -59dBm을 기준으로 정하고 있다. 본 발명의 앤엑스 안테나는 DCS대역에서 기준으로 정해진 조건을 적용하여 측정한 결과 도면에 나타난 바와 같이 평균치가 폴더 오픈시 -61.16dBm, 폴더 클로즈(close)시 -62.82dBm이 측정되었다. 따라서 상기 기준치 -59dBm에 비해 월등히 향상된 에어감도를 얻을 수 있음이 확인되었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 앤엑스 안테나는 속이빈 홀더부와 로드부만으로 기본적인 안테나의 구성이 가능하므로, 초소형 안테나를 제공할 수 있고, 낮은 주파수 대역에 활용하기 위해서, 다단구조, 코일을 추가한 복합구조, 평판부를 추가한 구조, 평판부 위에 메인 안테나부와 보조 안테나부를 함께 복합적으로 구성하는 구조 등등 안테나가 사용되는 용도와 주파수 특성 등을 고려하여 설계를 다양하게 변형시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 홀더부와 로드부로 이루어진 안테나는, 주물 등의 방법으로 일체형 구조로 구성할 수 도 있고, 홀더부와 로드부를 별도로 제작하고, 홀더부에 결합구멍을, 로드부에 결합 단차부를 형성하여 끼워 맞춤 방법으로 조립 구성할 수 있으며, 안테나 제작시 도금 공정을 추가하여 안테나 성능을 안정되게 확보한다.

그리고, 안테나는, 안테나 회로부에 연결하기 위한 수단이 필요한데, 상기 도 3에 도시된 하나의 홀더부와 하나의 로드부로 이루어진 구조에서 도면에 도시하지는 않았지만, 로드부를 직접 기판에 납땜/용접하거나 로드부를 끼울 수 있는 콘넥터를 이용하여 안테나 회로부에 연결한다. 또한 홀더부의 단부를 직접 용접하여 연결하거나 콘넥터를 이용하여 연결할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 소형 경량화 되고 있는 무선통신기기용 안테나로서 적합하고, 기존의 안테나에 비해 성능이 월등히 향상된 초소형 안테나를 제공할 수 있는 효과가 있다. 본 발명은 소형 경량화 되고 있는 이동 전화 단말기나 IMT200용 무선통신 단말기, 무선 랜용 통신 단말기 등의 소형 무선통신 기기에 적합하고 특히 초소형 내. 외장형 안테나로서 적합하고 고정국과 고정국간 무선통신, 고정국과 이동국간 무선통신, 이동국끼리의 무선통신 등에 모두 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 무선통신용 안테나에 있어서,

   소정 직경으로 소정깊이의 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와;

   상기 홀더부의 홈 내벽과 이격되게 삽입되어 홈의 바닥면에 고정되고 홀더부의 외측으로 소정길이 연장 형성된 로드부로 이루어지되,

   상기 홀더부와 로드부의 직경 및 길이와 상기 홀더부의 홈은 해당 안테나가 사용되는 주파수와 이득 특성을 고려하여 설계되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부와 로드부는 일체형으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부는,

   원통형 또는 다각통형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부와 로드부는 분리 제작되고 홀더부의 홈 바닥면에 구멍을 형성하고 상기 로드부의 일측 단부에 단차부를 형성하여 상기 구멍에 끼워서 조립 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
5. 제 1항에 있어서, 상기 안테나는

   제작공정에서 성능향상을 위하여 도금처리를 한 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더부와 로드부로 이루어진 안테나를 다단으로 구성하되, 각 홀더부의 홈에 각각의 로드부를 연결하고, 앞단의 로드부 단부를 후단의 홀더부 막힌단부 외측에 연결하여 다단으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
7. 무선통신용 안테나에 있어서,

   소정 직경의 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와;

   그 홀더부의 홈 바닥면에 결합되고 홈의 내벽과 이격되어 외측으로 소정길이가 연장된 로드부와,

   로드부의 단부측 소정 부위에 결합된 로드 코일부로 구성하되,

   상기 홀더부와 로드부와 코일부는 해당 안테나가 사용되는 주파수와 이득 특성을 고려하여 설계되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 홀더부와 로드부가 다단으로 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 코일부는 판재를 지그재그로 절곡시켜 코일부 기능을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 홀더부와 로드부로 이루어진 기본구조 2개를 로드부가 서로 마주보게 하고 그 로드부의 사이에 코일부를 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
11. 무선통신용 안테나에 있어서,

    소정 직경의 홈이 형성되어 속이 빈 홀더부와;

    그 홀더부의 홈 바닥면에 결합되고 홈의 내벽과 이격되어 외측으로 소정길이가 연장된 로드부와,

    로드부의 단부측 소정 부위에 결합된 소정 직경의 평판부로 구성하되,

    상기 홀더부와 로드부와 평판부는 해당 안테나가 사용되는 주파수와 이득 특성을 고려하여 설계되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 평판부 위에 형성되는 메인 안테나부는 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조 또는 홀더부와 로드부가 다단으로 연결된 다단구조 또는 상기 기본구조나 다단구조에 코일부가 더 연결된 복합구조 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 평판부의 상면 또는 하면의 소정부위에,

    상기 메인 구조의 안테나부 이외에 추가로 홀더부와 로드부로 이루어진 기본 구조 또는 다단구조 또는 코일부가 추가된 복합 구조 중 어느 하나의 구조를 보조 안테나부로 더 포함시켜 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 평판부를 적어도 2단 이상 구성하고 그 평판부 사이에 코일부를 포함시켜 구성한 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
15. 제 1 항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서

    상기 홀더부의 막힌 단부 외측에 로드부가 연결된 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.
16. 무선통신용 안테나에 있어서,

    소정 직경의 홈이 형성된 홀더부와;

    상기 홀더부의 막힌 단부 외측에 일체로 형성된 로드부를 갖는 제1안테나와,

    상기 제1안테나의 로드부와 전기적으로 연결되며 상기 제1안테나의 종단면 형상과 동일한 형상의 도전패턴을 기판에 형성한 제2안테나를 포함하며,

    상기 제1안테나 및 상기 제2안테나의 홀더부와 로드부는 안테나가 사용되는 주파수와 이득 특성을 고려하여 설계되는 것을 특징으로 하는 무선통신용 안테나.