KR100836555B1 - 소형 다중대역 안테나 - Google Patents

소형 다중대역 안테나 Download PDF

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KR100836555B1
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이재호
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Abstract

본 발명은 슬릿에 의하여 일측이 접지부로 형성되고 타측이 제 1 방사부로 형성되는 PCB 기판과, 상기 제 1 방사부의 일측에 형성되는 급전부와, 상기 급전부와 연결되어 수직으로 형성되는 급전핀과, 상기 급전핀에 연결되어 상기 PCB 기판의 상부면에 형성되는 제 2 방사부 및 상기 제 2 방사부와 상기 제 1 방사부를 연결하는 연결핀으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 PCB 기판에 제 1 방사부를 형성하고 제 1 방사부와 소정간격으로 이격되게 제 2 방사부를 형성함으로써 공간적인 제약없이 다중 대역에서 동작되는 안테나를 구현할 수 있고, 상호 이격된 제 1 및 제 2 방사부가 연결핀에 연결되어 상기 제 1 및 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 GSM900 대역에서 동작하고 독립된 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 WCDMA 대역에서 동작됨으로써 다중 대역의 주파수 상호간에 발생되는 신호간섭을 억제하는 효과가 있다.
PCB, 대역, 급전, 방사, 임피던스, PIFA, 접지

Description

소형 다중대역 안테나 {Small Multi Band Antenna}
도 1은 종래의 평판형 역에프 안테나를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 다중대역 안테나를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명의 도 2에 따른 소형 다중대역 안테나의 세부도
도 4는 본 발명의 도 2에 따른 VSWR 특성을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 도 2에 따른 방사패턴을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 도 2에 따른 효율을 나타낸 도면
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
10, 100 : PCB 기판 20 : 방사부
30, 300 : 급전핀 40 : 단락핀
110 : 제 1 방사부 111 : 튜닝부
120 : 접지부 130 : 슬릿(slit)
200 : 급전부 210 : 슬롯(slot)
220 : 급전점 400 : 제 2 방사부
500 : 연결핀 600 : 정합소자
본 발명은 소형 다중대역 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제 2 방사부가 형성되어 WCDMA 대역에서 동작하고 제 1 및 제 2 방사부가 상호 연결핀으로 연결되어 상기 제 1 및 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 GSM900 대역에서 동작되기 때문에 다중 대역 안테나에서 발생되는 신호의 간섭을 억제하여 동작되는 소형 다중대역 안테나에 관한 것이다.
도 1은 종래의 평판형 역 에프 안테나(Planar Inverted F Antenna)에 관한 것으로서, PCB 기판(10)이 형성되고, 상기 PCB 기판(10)의 상부면에 방사부(20)가 형성되며, 상기 방사부(20)와 상기 PCB 기판(10)을 연결하고 신호를 급전하는 급전핀(30) 및 상기 급전핀(30)과 수평하게 형성되어 PCB 기판(10)과 연결되는 단락핀(40)으로 이루어진 기술이었다.
그러나, 상기 종래의 기술은 이중 대역이상의 다중 대역을 구현하고자 하는 경우에 공간적인 제약으로 인하여 다중 대역의 구현이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래의 기술은 다중 대역 구현시; 방사부에 다중 패턴을 형성하여 다중 대역을 구현하기 때문에 다중 대역의 주파수 상호간에 신호의 간섭이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PCB 기판에 제 1 방사부를 형성하고 제 1 방사부와 소정간격으로 이격되어 제 2 방사부를 형성함으로써, 공간적인 제약없이 다중 대역에서 동작되는 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상호 이격된 제 1 및 제 2 방사부가 연결핀에 연결되어 상기 제 1 및 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 GSM900 대역에서 동작하고 독립된 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 WCDMA 대역에서 동작됨으로써 다중 대역의 주파수 상호간에 발생되는 신호간섭을 억제하여 동작되는 다중 대역 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 소형 다중대역 안테나는 슬릿에 의하여 일측이 접지부로 형성되고, 타측이 제 1 방사부로 형성되는 PCB 기판과 상기 제 1 방사부의 일측에 형성되는 급전부와 상기 급전부와 연결되어 수직으로 형성되는 급전핀과 상기 급전핀에 연결되어 상기 PCB 기판의 상부면에 형성되는 제 2 방사부 및 상기 제 2 방사부와 상기 제 1 방사부를 연결하는 연결핀으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 접지부는 최적의 임피던스를 정합하는 정합소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 급전부는 소정의 면적으로 형성되어 상기 제 1 방사부와 전기적으로 분리시키는 슬롯 및 상기 슬롯의 내부에 형성되어 외부로부터 신호를 급전하는 급전점으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 급전핀은 상기 연결핀과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 2 방사부는 WCDMA 대역에서 동작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 방사부와 제 2 방사부가 연결핀에 의해서 연결되어 GSM900 대역에서 동작되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 방사부의 일측에는 튜닝부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 다중대역 안테나의 구성도로서, 슬릿(130)에 의하여 일측이 접지부(120)로 형성되고, 타측이 제 1 방사부(110)로 형성되는 PCB 기판(100)과 상기 제 1 방사부(110)의 내부에 형성되는 급전부(200)와 상기 급전부(200)와 연결되어 수직으로 형성되는 급전핀(300)과 상기 급전핀(300)에 연결되어 상기 PCB 기판(100)의 상부면에 형성되는 제 2 방사부(400) 및 상기 제 2 방사부(400)와 상기 제 1 방사부(110)를 연결하는 연결핀(500)으로 이루어진다.
보다 상세하게는, 상기 PCB 기판(100)은 슬릿(130)이 형성되어 두 영역으로 나누어진다. 일측은 신호를 접지하는 접지부(120)로서 형성되고, 타측은 특정 주파수 대역에서 동작되는 제 1 방사부(110)로 형성되게 된다.
상기 접지부(120)는 최적의 임피던스를 정합하는 정합소자(600)가 더 구비된다.
상기 정합소자(600)는 L, C 칩(chip)으로 형성되어 최적의 임피던스를 정합한다.
상기 제 1 방사부(110)는 소정의 패턴으로 형성되어 상기 제 2 방사부(400)와 상기 연결핀(500)에 의해 연결됨으로써, GSM900(Global System for Mobile communication 900 : 880MHz ~ 960MHz) 대역에서 동작된다.
상기 급전부(200)는 상기 제 1 방사부(110)의 일측에 형성되어 외부로부터의 신호를 상기 급전핀(300)을 통해서 상기 제 2 방사부(400)에 급전한다.
상기 급전핀(300)은 상기 급전부(200)와 상기 제 2 방사부(400)에 수직되게 연결되어 상기 제 2 방사부(400)를 고정 지지함은 물론, 외부로부터 상기 급전부(200)에 인가되는 신호를 상기 제 2 방사부(400)로 전송하여 상기 제 2 방사부(400)가 동작되게 신호를 급전함을 알 수 있다.
상기 제 2 방사부(400)는 소정의 패턴으로 형성되고 상기 급전핀(300)에 의해서 외부에서 인가되는 급전신호를 인가받음으로써 WCDMA(Wide band Code Division Multiple Access : 1920MHz ~ 2170MHz) 대역에서 동작되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 제 2 방사부(400)는 상기 PCB 기판(100)과 소정간격으로 이격되게 형성되는바, 상기 제 2 방사부(400)는 상기 급전핀(300)과 연결핀(500)에 의해서 고정 지지됨을 알 수 있다.
상기 연결핀(500)은 상기 제 1 방사부(110)와 상기 제 2 방사부(400)를 연결하고, 상기 급전핀(300)과 평행하게 형성되며, 상기 제 2 방사부(400)를 고정 지지한다.
도 3은 본 발명의 도 2에 따른 소형 다중대역 안테나의 세부도로서, PCB 기판(100)에 제 1 방사부(110)를 형성하고 상기 제 1 방사부(110)와 소정간격으로 이격되게 제 2 방사부(400)를 형성함으로써, 공간적인 제약없이 다중 대역을 구현하는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 방사부(110, 400)가 서로 이격되어 형성되고 연결핀(500)을 통해서 연결되며, 제 1 방사부(110)는 제 1 및 제 2 방사부(110, 400)의 전기적인 길이에 의해서 동작할 뿐만 아니라 제 2 방사부(400)는 제 2 방사부(400)의 전기적인 길이에 의해서만 동작됨으로써, 다중 대역의 주파수 상호간에 신호간섭 없이 안정된 안테나로 동작되는 것을 알 수 있다.
게다가, 상기 급전부I(200)는 소정의 면적으로 형성되어 상기 제 1 방사부(110)와 전기적으로 분리시키는 슬롯(210) 및 상기 슬롯(210)의 내부에 형성되어 외부로부터 신호를 급전하는 급전점(220)으로 이루어진다.
더욱이, 상기 급전부(200)에 형성된 급전점(220)은 외부로부터의 신호를 상기 제 2 방사부(400)에 급전한다.
상기 급전핀(300)은 상기 급전부(200)에 형성된 급전점(220)과 연결되어 급전신호를 인가받는다.
특히, 상기 제 1 방사부(110)의 일측에는 튜닝부(111)를 구비함으로써 안테나의 소형화가 가능하고 다중공진을 제공하는 소형 다중공진 안테나의 구현이 용이하게 된다.
도 4는 본 발명의 도 2에 따른 VSWR 특성을 나타낸 도면으로서, GSM900 대역과 WCDMA 대역을 충분히 포함하고 있음으로써, GSM900 대역과 WCDMA 대역에서 동작이 가능함을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 도 2에 따른 방사패턴을 나타낸 도면으로서, 피크 게인(Peak Gain) 880MHz에서 약 -2dBi가 나타나고, 2.4GHz에서의 피크 게인은 1.6dBi가 나타남으로써 우수한 이득특성으로 동작이 가능함을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 도 2에 따른 효율을 나타낸 도면으로서, SATIMO SG32 chamber를 이용하여 효율을 측정한 것으로써, 880MHz에서 약 30%, 915MHz에서 약 43%, 925MHz에서 약 40%, 960MHz에서 약 41%, 1180MHz에서 70% 및 2400MHz에서 78%의 효율값이 나타남을 알 수 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 PCB 기판에 제 1 방사부를 형성하고 제 1 방사부와 소정간격으로 이격되어 제 2 방사부를 형성함으로써, 공간적인 제약없이 다중 대역을 구현할 수 있는 효과뿐만 아니라, 상호 이격된 제 1 및 제 2 방사부가 연결핀에 연결되어 상기 제 1 및 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 GSM900 대역에서 동작하고 독립된 제 2 방사부의 전기적인 길이에 의해서 WCDMA 대역에서 동작됨으로써 다중 대역의 주파수 상호간에 발생되는 신호간섭을 억제하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 슬릿에 의하여 일측이 접지부로 형성되고, 타측이 제 1 방사부로 형성되는 PCB 기판과;
    상기 제 1 방사부의 일측에 형성되는 급전부와;
    상기 급전부와 연결되며 급전부가 형성되는 PCB 기판의 상부로 수직하게 형성되는 급전핀과;
    상기 급전핀에 연결되어 상기 제 1 방사부가 형성된 PCB 기판의 타측에 제 1 방사부와 이격된 PCB 기판의 상부에서 제 1방사부와 평행하게 형성되는 제 2 방사부와;
    상기 제 2 방사부와 상기 제 1 방사부를 연결하는 연결핀으로 이루어지며,
    상기 급전부는 : 소정의 면적으로 형성되어 상기 PCB 기판상에 형성된 제 1 방사부와 상기 급전부를 상호 전기적으로 분리시키는 슬롯; 및 상기 슬롯의 내부에 형성되어 외부로부터 신호를 급전하는 급전점으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접지부는,
    상기 제 2 방사부 및 제 1 방사부와 제2방사부가 연결된 전기적인 길이로 동작되는 다중 대역의 공진주파수의 신호를 최적의 임피던스로 정합하는 정합소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 급전핀은 상기 연결핀과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 방사부는 WCDMA 대역에서 동작되는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 방사부와 제 2 방사부가 연결핀에 의해서 연결되어 GSM900 대역에서 동작되는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 방사부의 일측에는 튜닝부가 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 다중대역 안테나.
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