KR100837408B1 - 안테나 장치 - Google Patents

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Abstract

MIMO(Multiple Input Multiple Output) 통신 시스템에 적용 가능한 안테나 장치에 관해 개시된다. 본 발명에 따른 안테나 장치는: 회로 기판과; 상기 회로 기판에 대해 면대칭 관계를 가지는 위치에 각각 급전 단자가 설치된 한 쌍의 제 1 안테나 소자 및 한 쌍의 제 2 안테나 소자와; 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자 중 선택된 어느 하나 또는 모두에 급전하는 급전제어 수단;을 포함하도록 구성되어, 간소한 구성의 안테나로 지향성 조절이 가능하다.

Description

안테나 장치{Antenna device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 APS(Antenna pattern selection) 방식에 필요한 지향성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 지향성 A의 전기장 강도를 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 지향성 B의 전기장 강도를 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 지향성 C의 전기장 강도를 시뮬레이션 한 결과를 나타내는 모식도이다.
도 6은 회로 기판과 2개의 소자의 위치 관계를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시 형태의 안테나 장치에 의해서 통신용량이 향상된 결과를 나타내는 특성도이다.
도 8은 안테나 장치의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 9는 도 8의 안테나를 보다 구체적으로 구성한 예를 나타내는 모식도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
　10:　회로 기판
　20, 30, 40, 50: 안테나
　22, 24, 32, 34, 42, 44, 52, 54: 소자
　22a, 24a, 32a, 34a: 급전부
　60: 유전체
1. 일본 특허공개 2002-185235
2. 일본 특허공개 2005-45351
본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로, 특히 다중입력 다중출력 방식의 통신 시스템에 적용될 수 있는 안테나 장치에 관한 것이다.
최근 들어, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식의 무선 통신 시스템이 주목받고 있다. 광대역 이동통신 시스템에서 이동형 고속 데이터 서비스가 가능하기 위해서는 기술적으로 MIMO 시스템이 필수적이다. MIMO는 다중의 입출력을 갖고 있는 안테나 시스템을 뜻하며 각 안테나마다 정보를 전송할 수 있어 정보의 양과 신뢰도를 높일 수 있는 특징이 있다.
MIMO 시스템에서 통신 용량을 증가시키기 위하여 안테나의 지향성을 최적으로 제어할 필요가 있다. 안테나 지향성을 변화시키기 위하여, 유전체에 복수의 마이크로 스트립 복사 소자(radiator)를 배치하고, 지향성을 높이고 싶은 방향의 소 자를 스위치에 의해 접속하는 방식이 제안된 바 있다. 그러나, 통신 용량을 증대시키기 위하여 지향성이 동적으로 변화될 필요가 있기 때문에, 상기와 같이 스위치에 의해서 다수의 소자를 변경하여 접속하는 방법은, 안테나의 구조가 복잡하게 하는 문제가 있다. 또한, 복수의 안테나가 장착된 경우, 각각의 안테나의 지향성을 확보하기 위해서, 안테나 간격이 0.5λ(λ는 송신 전파의 파장) 정도 필요하기 위해, 소형화가 곤란한 문제가 있다.
또한, PC(Peripheral Component) 카드의 양면에 2개의 패치(patch) 안테나를 배치하고, 통신 성능을 향상시키기 위해서 패치 안테나를 선택하는 구성이 개시된 바 있다. 이 경우, 지향성이 한정되기 때문에, 상정되는 모든 방향에 대해서 지향성을 확보할 수 없어 통신할 방향의 전역으로 충분한 통신용량을 확보하기 곤란한 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 단순한 구성으로 안테나의 지향성을 변화시켜 통신용량이 증대시킨 안테나 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 안테나 장치는:
회로 기판;과;
상기 회로 기판에 대해 면대칭 관계를 가지는 위치에 각각 급전 단자가 설치된 한 쌍의 제 1 안테나 소자 및 한 쌍의 제 2 안테나 소자;와 그리고
상기 제 1 및 제 2 안테나 소자 중, 선택적으로 어느 하나 또는 모두에 급전 하는 급전제어 수단;을 포함한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 실시예의 설명에서, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부가하고 중복 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 장치를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 안테나 장치는, 막대형 자기 단극자(mono pole) 안테나를 포함하고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 안테나 장치는, 회로기판(10), 회로기판(10)에 설치된 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30)를 갖추고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치는, 예를 들면 휴대 전화 등의 단말기에 탑재되는 것으로, 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30)를 이용하고, MIMO 방식에 의해 통신을 실시한다.
상기 회로기판(10)은 휴대전화 등의 단말기 내부에 설치되며, 본 실시예에서는, 회로기판(10)으로 1개의 기판을 예시하고 있지만, 다층 기판으로 구현할 수도 있다.
제 1 안테나(20)는, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 제 2 안테나 타측소자(24)를 구비한다. 또, 제 2 안테나(30)는, 제 2 안테나 일측소자(32) 및 제 2 안테나 타측소자(34)를 구비한다. 제 1 안테나 일측소자(22), 제 1 안테나 타측소자(24), 제 2 안테나 일측소자(32), 및 제 2 안테나 타측소자(34) 각각은, 예를 들면 동(Cu), 금(Au) 등 저항의 낮은 금속을 재료로서 제조된다.
　도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 안테나(20)는, 회로기판(10) 일단의 바깥 틀(10a)을 따라 설치되고, 제 2 안테나(30)는 회로기판(10) 타단의 바깥 틀(10b)을 따라 설치된다. 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24), 그리고 제 2 안테나 일측소자(32) 및 타측소자(34)는 회로기판(10)의 면 내(바깥 틀보다 안쪽)에 설치되고 있다. 안테나 소자들(22, 24, 32, 34)은, 회로기판(10)의 표면과 대향해, 회로기판(10)의 표면으로부터 소정 거리만큼 이격해서 설치된다.
　제 1 안테나 일측소자(22)는, 급전부(22a)를 통해 회로기판(10)으로부터 급전된다. 급전부(22a)는, 제 1 안테나 일측소자(22)로 회로기판(10)이 접속되는 부분이며, 수직 방향으로 연재하는 소자(22)에 대해서, 긴 방향의 중간 지점에서 소정 거리 벗어난 곳에 위치하고 있다. 여기서, 제 1 안테나 일측소자(22)는, 회로기판(10)이 존재하지 않는 상태로 급전을 받았을 경우에, 수직편파를 발생시켜, 등방성의 패턴을 가지는 지향성의 넓은 전파를 복사하도록 구성되어 있다.
　상기 제 1 안테나 타측소자(24)는, 급전부(24a)를 통해 회로 기판(10)으로부터 급전된다. 급전부(24a)는, 제 1 안테나 타측소자(24)로 회로 기판(10)이 접속되는 부위이며, 수직 방향으로 연재하는 제 1 안테나 타측소자(24)에 대해서, 긴 방향의 중간 위치에서 소정 거리 떨어진 곳에 위치하고 있다. 제 1 안테나 타측소자(24)는, 회로기판(10)이 존재하지 않는 상태로 급전을 받았을 경우에, 수직편파를 발생시켜, 등방성의 패턴을 가지는 지향성의 넓은 전파를 복사하도록 구성되어 있다.
상기 제 1 안테나가 회로 기판(10)과 접하는 급전부(22a, 24a)로부터 급전받 는 것과 마찬가지로, 제 2 안테나는 제 2 안테나가 회로기판(10)과 접하는 급전부(32a, 34a)로부터 급전된다. 각 소자(22, 24, 32, 34)로의 급전은, 급전제어부에 의해서 제어된다. 급전제어부는, 예를 들면, 회로 기판(10)에 실장되는 팁에 설치된다.
　덧붙여 본 발명의 실시예에서, 각 안테나 소자(22, 24, 32, 34), 및 각 급전부(22a, 24a, 32a, 34a)를 회로기판(10)의 면내에 배치하고 있지만, 급전부(22a, 24a, 32a, 34a)를 회로기판(10)의 면내에 배치하고 안테나 소자(22, 24, 32, 34)에 대해서는 각 안테나 소자의 일부가 회로기판(10)의 외측에 나와 있어도 구성할 수도 있다.
　제 2 안테나(30)는, 제 1 안테나(20)와 동일하게 구성되어 있다. 이 때문에, 이하에서는 제 1 안테나(20)에 대해서만 상세하게 설명한다.
　그리고, 본 실시예에 따른 안테나 장치는, 통신용량의 향상을 도모하기 위해, APS(Antenna pattern selection) 시스템에 탑재되는 것이다. APS 방식에서, 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30)의 지향성(빔 패턴)은 급전제어부에 의해 통신 환경에 최적의 상태가 되도록 제어된다.
도 2는, APS 방식으로 필요한 지향성을 나타내는 모식도이다. 도 2에서는, 편의상, 제 1 안테나 일측소자(22)와 제 1 안테나 타측소자(24)의 중점에 위치하는 영역을 제 1 안테나(20)로서 도시하고, 제 2 안테나 일측소자(32)와 제 2 안테나 타측소자(34)의 중점에 위치하는 영역을 제 2 안테나(30)로서 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30) 각각은, 3개의 지향성 A, B, C를 가지고 있다.
　　지향성 A, B, C는, 통신 환경에 따라 선택된다. 예를 들면, 기지국과 회로기판(10)이 탑재된 휴대 단말기가 통신을 실시하는 경우, 3개의 지향성 중 기지국이 존재할 방향의 지향성이 선택된다. 지향성의 선택은, 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30)의 쌍방에서 독립해 행해진다.
　그리고, 본 실시예에서는, 회로기판(10)의 양측으로 제 1 안테나 일측소자(22) 및 제 1 안테나 타측소자(24)를 배치해, 회로기판(10)을 반사판(reflector)으로 이용하는 것으로, 2개의 제 1 안테나 소자(22, 24)에서 3개의 지향성 A, B, C를 일으키게 하도록 하고 있다. 통상, 회로기판(10) 상에는 소정의 금속 배선 패턴이 설치되어 있기 때문에, 전파의 주파수에 대해 상기 회로기판(10)의 표면은 상기 금속과 동등한 성질을 가지고 있다. 따라서, 제 1 안테나 일측소자(22), 제 1 안테나 타측소자(24)로부터 복사된 전파는 회로기판(10)의 표면에서 반사된다. 한편, 회로기판(10)이 다층 기판으로 구성되는 경우에, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)에 대응하는 위치에 있고, 최상층의 회로기판에 배선 패턴이 설치되지 않은 경우에도, 하층의 회로 기판에 배선 패턴이 설치되고 있으면, 하층의 회로 기판의 표면에서 전파를 반사시킬 수 있다. 또한, 회로 기판(10)의 표면에는, 전파의 반사를 목적으로 금속 패턴(더미 패턴)을 설치할 수도 있다.
전파의 지향성은, 1 개의 안테나에 대해서 4 개 이상으로 설정할 수도 있지만, 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30) 각각에 대해서 3개의 지향성 A, B, C가 있으면, 상정되는 모든 통신 환경에 대해서 충분한 통신용량을 확보하는 것이 가능 하다
　본 실시예에서는, 회로기판(10)을 제 1 안테나(20) 및 제 2 안테나(30)로부터 복사된 전파의 반사면(또는 반사기)으로서 이용해 지향성을 좁히는 것으로, 도 2에 나타내는 3개의 지향성 A, 지향성 B 및 지향성 C를 일으키게 하고 있다. 이 때, 지향성 C에 대해서는, 지향성 A와 지향성 B를 합성하는 것으로 생기게 하도록 하고 있다. 이하, 제 1 안테나(20)에서 3개의 지향성 A, B, C를 일으키게 하는 방법을 상세하게 설명한다.
도 3, 도 4 및 도 5는, 안테나의 방사 지향성 A, B, C를 도 2에 대응시켜 나타낸 것이다. 도 3, 도 4 및 도 5에 대하여, 중심점 O는, 제 1 안테나 일측소자(22)와 제 1 안테나 타측소자(24)의 중점에 해당한다. 또한, 도 3, 도 4 및 도 5에 대하여, 0°,90°,180°,270°의 각도 위치는, 도 2에 나타내는 각도 위치에 대응하고 있어, 회로기판(10)은, 0°과 180°을 연결하는 직선의 방향으로 연재하도록 배치된다. 도 3, 도 4 및 도 5는, 전파가 도착하는 범위를 모식적으로 나타내고 있고, 이 범위는 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)의 간격에 비해 매우 광범위하기 때문에, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)는 도시되어 있지 않다.
　도 3은, 제 1 안테나 일측소자(22)에만 급전했을 경우의 지향성을 나타내는 모식도이며, 도 4는, 제 1 안테나 타측소자(24)에만 급전했을 경우의 지향성을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 5는, 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)의 쌍방으로 급전했을 경우의 지향성을 나타내는 모식도이다. 그리고 도 3, 도 4 및 도 5에 대하여, 원주 방향의 각도는, 도 2에 나타내는 각도에 대응한다.
　도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 안테나 일측소자(22)에만 급전했을 경우, 제 1 안테나 일측소자(22)로부터의 전파가 회로기판(10)으로 반사되는 것으로, 전파가 복사되는 폭이 좁아지기 위해, 지향성의 피크는 90°의 방향(회로기판(10)의 면에 대해서 수직 방향)이 된다. 이것에 의해, 도 2에 나타내는 지향성 A의 빔 패턴을 일으키게 할 수 있다.
　또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 안테나 타측소자(24)에만 급전했을 경우, 제 1 안테나 타측소자(24)로부터의 전파가 회로기판(10)으로 반사하는 것으로, 전파가 복사되는 폭이 좁아지기 위해, 지향성의 피크는 270°의 방향(회로 기판(10)의 면에 대해서 수직 방향)이 된다. 이것에 의해, 도 2에 나타내는 지향성 B의 빔 패턴을 일으키게 할 수 있다.
제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)의 각각에는 등방성의 전파가 복사되지만, 회로기판(10)으로 반사될 때에 전파의 지향성을 좁힐 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 등방성, 무지향성의 빔 패턴(Omni Pattern)을 일으키게 하는 안테나에 비해 통신용량을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 5는, 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)에 쌍방으로 급전했을 경우의 지향성을 나타내는 특성도이다. 상술한 것처럼, 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)의 어느 쪽이든 한편에만 급전했을 경우, 지향성의 피크는 90°, 또는 270°의 방향이 된다. 한편, 제 1 안테나 일측소자(22)는 회로기판(10)의 측면(10a)의 근방에 배치되어 있기 때문에, 제 1 안테나 일측소자(22)의 측 면(10 a) 영역에서는 전파의 반사가 약해진다. 이 때문에, 제 1 안테나 일측소자(22)에만 급전했을 경우의 지향성 A는, 90°에서 180°의 방향으로 치우쳐 발생한다(도 3 참조). 이와 같이 제 1 안테나 일측소자(24)는 회로기판(10)의 측면(10a) 근방에 배치되어 있기 때문에, 제 1 안테나 일측소자(24)에 대한 측면(10a) 영역에서는, 전파의 반사가 약해진다. 이 때문에, 제 1 안테나 타측소자(24)에만 급전했을 경우의 지향성 B는, 270°에서 180°의 방향으로 치우쳐 발생한다(도 4 참조).
제 1 안테나 일측소자(22), 제 1 안테나 타측소자(24)에서 동일 진폭, 동일 위상의 전파가 복사되기 위해, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 제 1 안테나 타측소자(24)의 쌍방으로 급전을 실시하면, 90°에서 180°의 영역에 걸쳐 치우쳐 있던 지향성 A의 전파와 270°에서 180°의 영역에 걸쳐 치우쳐 있던 지향성 B의 전파가 합성되어 지향성의 피크는 180°의 방향(회로 기판(10)의 측면 방향)이 된다. 따라서, 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)의 쌍방으로 급전 하는 것으로, 도 2에 나타내는 지향성 C의 빔 패턴을 일으키게 하는 것이 가능해진다. 덧붙여 제 1 안테나 일측소자(22)와 타측소자(24)의 쌍방으로 급전을 실시하는 경우, 전력치의 합계는, 소자에 급전을 실시하는 경우의 전력치와 동일하게 한다.
　여기서, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)로서, 예를 들어, 패치 안테나 등의 지향성이 매우 좁은 안테나를 이용하면, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)로부터 복사된 전파를 합성하지 못하고, 지향성 C를 복사할 수 없다. 본 실시예에서는, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)로부터 등방성이 넓은 빔 패턴을 일으키게 하기 위해, 지향성 A와 지향성 B를 합성할 수 있어 지향성 C를 복사하는 것이 가능하다. 또, 회로 기판(10)을 반사판으로서 이용할 수 있는 위치에 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)를 배치하고 있기 때문에, 지향성 A, 지향성 B를 좁게 할 수 있어 결과적으로 지향성 C에 대해서도 좁게 할 수 있다.따라서, 횡방향(지향성 C)에 대한 통신용량을 향상할 수 있는 환경에 대응하는 것이 가능해져, 안테나 장치 전체적으로의 통신용량의 향상을 도모할 수 있다.
　이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)로의 급전을 선택적으로 실시하는 것으로, 도 2에 도시된 지향성 A, 지향성 B, 지향성 C의 전파를 일으키게 할 수 있다. 이것에 의해, 통신 때의 환경에 따르고, 지향성 A, 지향성 B, 지향성 C를 최적으로 선택할 수 있어 충분한 통신용량으로 안정적으로 통신을 실시하는 것이 가능해진다.
　도 6은, 회로기판(10)으로 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)의 위치 관계를 나타내는 모식도이며, 도 1의 화살표 A방향에서 회로기판(10), 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)를 바라본 상태를 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24) 각각의 회로기판(10)과의 거리를 D1로 해, 회로 기판(10)의 측면(10a)과 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)와의 거리를 D2로 한다. 도 3 내지 도 5의 시뮬레이션은, 거리 D1와 거리 D2를 0.087λ(λ는 전파의 파장)으로 했을 경우의 특성을 나타내고 있다. 전파의 주파수 f를 5×109［Hz], 광속 c를 3×108［m/s］로 하면, λ=c/f=(3×108/5× 109)여, 0.087λ은 5 mm정도의 값이다.
　도 3 내지 도 5에 나타내는 지향성은, 도 6에서의 거리 D1, D2를 가변하는 것으로 변화시킬 수 있다. 특히, 지향성 A 및 지향성 B는, 거리 D2를 변화시키는 것으로 가변할 수 있다. 도 3 및 도 4에 대하여, 거리 D2를 작게 하는 만큼, 지향성 A 및 지향성 B의 전파는 보다 180°의 방향으로 치우치게 된다. 이 때문에, 거리 D2를 작게 하는 만큼, 지향성 A와 지향성 B의 합성에 의해서 얻을 수 있는 지향성 C의 전파는 180°의 방향을 중심으로 좁아진다. 덧붙여 거리 D2가 0.15λ보다 큰 경우는, 지향성 A 및 지향성 B의 180°방향으로의 편향이 작아져, 지향성 C가 180°의 방향을 향하지 않게 된다. 따라서, 거리 D2는 0.15λ이하로 하는 것이 적합하다.
　거리 D1에 대해서는, D1=0.087λ으로 하는 것으로, 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)는 충분히 회로기판(10)에 근접하고 있기 때문에, 회로기판(10)에 의한 전파의 반사에 의해서 지향성을 좁게 할 수 있다. 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)를 회로기판(10)에 더 근접시키더라도, 전파의 지향성은 대부분 변화하지 않는다. 한편, D1의 값을 0.5λ이상으로 하면, 회로 기판(10)에 의한 반사를 약하게 할 수 있기 위해, 전파의 지향성이 변화한다. 따라서, D1의 값을 0.5λ이상으로 크게 하지 않는 한은, D1의 값을 다소 변경해도 지향성 A 및 지향성 B에 대한 영향은 적고, 결과적으로 지향성 C에 대한 영향도 적다.
　도 7은, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 의해서 통신용량이 향상한 결과 를 나타내는 특성도이다. 도 7에 대하고, 세로축은 통신용량[bps/Hz]를 나타내고, 가로축은 통신을 실시하는 4개 장소의 환경 P1, P2, P3, P4를 나타내고 있다. 도 7에 대하여, 실선의 특성은, 본 실시 형태의 안테나 장치에 의한 통신용량을 나타내고 있다. 또, 파선의 특성은, 등방성의 빔 패턴을 가지는 자기단극자 안테나에 의한 통신용량을 나타내고 있다. 도 7에 대하여, 실선의 특성은, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 의한 통신용량을 나타내고 있다. 또, 파선의 특성은, 등방성의 빔 패턴을 가지는 자기단극자 안테나에 의한 통신용량을 나타내고 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나 장치에 의하면, 회로기판(10)의 반사에 의해 등방성의 빔 패턴의 지향성을 좁게 할 수 있기 위해, 각 환경 P1, P2, P3, P4에 대해 통신용량을 향상시킬 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 장치 나타내는 모식도이다. 도 8은, 안테나 장치를 T자형 자기단극자 안테나로부터 구성한 예를 나타내고 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, T자형 자기단극자 제 1 안테나(이하, 'T자형 제 1 안테나'라 함)(40)는, T자형 제 1 안테나 일측소자(42) 및 타측소자(44)를 포함하도록 구성되어 있다. 또, T자형 자기단극자 제 2 안테나(이하, 'T자형 제 2 안테나'라 함)(50)는, T자형 제 2 안테나 일측소자(52) 및 타측소자(54)를 포함하도록 구성되어 있다. T자형 제 2 안테나(50)의 구성은 T자형 제 1 안테나(40)의 구성과 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는, 주로 T자형 제 1 안테나(40)의 구성을 설명한다.
T자형 제 1 안테나 일측소자(42)는, 급전부(42a)를 통해 회로기판(10)으로부 터 급전을 받는다. 회로기판(10)에서 급전부(42a)로 급전을 하면, 주로 T자형 제 1 안테나 일측소자(42)의 수직 방향으로 연재 하는 부분에 수직편파가 발생해, 전파가 복사된다. T자형 제 1 안테나 타측소자(44)는, 급전부(44a)를 통해 회로기판(10)으로부터 급전을 한다. 급전부(42a, 44a)는, 급전선(45)을 통해 회로기판(10)에 접속되고 있다. 회로 기판(10)에서 급전부(44a)로 급전을 하면, 주로 T자형 제 1 안테나 타측소자(44)의 수직 방향으로 연재 하는 부분에 수직편파가 발생해, 전파가 복사된다.
도 1의 안테나 장치와 마찬가지로, T자형 제 1 안테나 일측소자(42) 및 타측소자(44)로부터 복사된 전파는, 회로기판(10)에 의해서 반사된다. 따라서, T자형 제 1 안테나 일측소자(42)로만 급전을 실시하는 것으로 지향성 A의 빔 패턴을 일으키게 할 수 있고, T자형 제 1 안테나 타측소자(44)에게만 급전을 실시하는 것으로 지향성 B의 빔 패턴을 일으키게 할 수 있다. 또, T자형 제 1 안테나 일측소자(42) 및 타측소자(44)의 쌍방으로 급전을 실시하는 것으로, 지향성 C의 빔 패턴을 일으키게 할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 장치의 나타내는 모식도이다. 도 9에서, 입방체형 안테나(70)는, 입방체형 제 1 안테나 일측소자(72) 및 타측소자 (74)를 포함하도록 구성되어 있다. 또, 입방체형 제 2 안테나(80)는, 입방체형 제 2 안테나 일측소자(82) 및 타측소자(84)를 포함하고 있다. 입방체형 제 2 안테나(80)의 구성은 입방체형 제 1 안테나(70)의 구성과 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는, 주로 입방체형 제 1 안테나(70)의 구성에 대해 설명한다. 도 9 의 예에서는, 입방체 형상의 유전체(60)의 표면에 금속으로 된 입방체형 제 1 안테나 일측소자(72) 및 타측소자(74)와, 입방체형 제 2 안테나 일측소자(82) 및 타측소자(84)가 구성된다. 상기 소자들(72, 74, 82, 84)은, 예를 들면, 인쇄 등의 방법에 의해 유전체(60) 표면에 형성될 수 있다.
상기 소자들(72, 74, 82, 84) 각각은, 하단의 급전부를 통해 회로기판(10)으로부터 급전을 한다. 도 8에서는, 바깥에 위치하는 입방체형 제 1 안테나 타측소자(74)의 급전부(74a) 및 입방체형 제 2 안테나 타측소자(84)의 급전부(84a)를 도시하고 있다. 유전체(60)는, 판재(62) 위에 설치되어 회로기판(10)에 실장되고 있다. 또, 유전체(60)의 표면에는 전극판(64)이 설치되어 있다. 판재(62) 및 전극판(64)은 각각 접지 되어 있다.
도 9의 실시예에서는, 입방체형 안테나(70, 80)의 소자들(72, 74, 82, 84)을 유전체(60)와 일체로 구성하기 위해, 유전체(60)를 회로기판(10)에 실장하는 것으로, 입방체형 안테나(70, 80)를 회로기판(10) 상에 설치할 수 있다. 따라서, 번잡한 작업을 수반하는 일 없이 회로기판(10) 상에 안테나 장치를 실장하는 것이 가능해진다.
이에 더하여, 도 1의 안테나 장치에 대해도, 도 9의 예와 마찬가지로, 안테나(20, 30)를 유전체의 표면에 구비해 유전체를 회로기판(10)에 실장하도록 구성할 수 있다.
　이상 설명한 것처럼 본 실시예에 의하면, 안테나의 소자들(22, 24)로부터 방사된 등방성의 패턴이 회로기판(10)에 의해서 반사되게 하여, 방사된 전파가 지 향성을 갖게 함으로써 통신용량을 증대할 수 있다. 또, 회로기판(10) 일단의 표면에 배치된 제 1 안테나 일측소자(22) 및 타측소자(24)에 동시에 급전을 실시하는 것으로, 2개의 소자로부터 복사된 전파를 합성할 수 있어 회로기판(10)이 연재 할 방향(지향성 C의 방향)으로 전파를 복사하는 것이 가능해진다. 따라서, 간소한 구성으로 APS 방식에 의한 통신을 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 안테나 장치는 휴대용 통신 단말기에 장착되어, 간소한 구성으로 안테나의 지향성을 변화시킴으로써 상기 안테나가 장착된 단말기의 통신용량을 증대시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 회로 기판과;
    상기 회로 기판에 대해 서로 면대칭 구조를 가지는 위치에 급전 단자가 마련되는 한 쌍의 제 1 안테나 소자와;
    상기 한 쌍의 제 1 안테나 소자와 이격 설치되는 것으로, 상기 회로 기판에 대해 서로 면대칭 구조를 가지는 위치에 급전 단자가 마련되는 한 쌍의 제 2 안테나 소자; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 안테나 소자 중 선택된 어느 하나 또는 모두에 급전하는 급전제어 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 소자는 상기 제 2 안테나 소자와 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제 1 안테나 소자 각각 및 한 쌍의 제 2 안테나 소자 각각은,
    상기 회로 기판의 표면으로부터 동일 간격 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 급전제어수단은,
    상기 제 1 및 제 2 안테나 소자로부터 각각 방사되는 전파가 합성되어 상기 회로 기판의 측면 방향으로 지향성을 갖도록 하기 위하여,
    상기 제 1 및 제 2 안테나 소자의 양쪽에 모두 급전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은,
    상기 회로 기판의 표면에 대해 대칭되게 위치하는, 상기 회로 기판의 표면에 평행한 막대 형상의 제 1소자와, 상기 회로 기판의 급전 단자와 상기 제 1소자를 연결하는 제 2 소자가 결합된 한 쌍의 안테나 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 측면으로부터 상기 제 1 소자까지의 거리는, 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자로부터 방사되는 전파의 파장을 λ라 할 때, 0.15λ 이하인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은,
    상기 회로 기판의 표면에 대해 대칭되게 위치하는, 한 쌍의, 입방체 형상의 유전체의 표면에 형성된 안테나 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은,
    상기 회로 기판의 표면에 대해 대칭되게 위치하는 것으로, 상기 회로 기판의 표면에 평행한 T자 형상의 제 1 소자와, 상기 회로 기판의 급전 단자와 상기 제 1소자를 연결하는 제 2 소자가 결합된 한 쌍의 안테나 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 회로 기판의 측면으로부터 상기 제 1소자까지의 거리는, 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자로부터 방사되는 전파의 파장을 λ라 할 때, 0.15λ 이하인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 양측편에 상기 제 1 안테나의 일측소자 및 타측소자가 배치되고, 상기 급전 단자는 제 1 안테나의 일측소자 및 타측소자가 상기 회로 기판의 표면과 접하는 부분에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로 기판의 양측편에 상기 제 2 안테나의 일측소자 및 타측소자가 배치되고, 상기 급전부는 제 2 안테나의 일측소자 및 타측소자가 상기 회로 기판의 단면과 접하는 부분에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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