KR100976724B1

KR100976724B1 - 주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나

Info

Publication number: KR100976724B1
Application number: KR1020080085304A
Authority: KR
Inventors: 윤태열; 백규태; 송창욱; 임종혁; 정영배; 전순익
Original assignee: 한국전자통신연구원; 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-08-19
Also published as: KR20100026333A

Abstract

본 발명은 역 에프 안테나에 관한 것으로서, 단락 수단의 캐패시턴스 특성을 달라지게 함으로써 안테나의 주파수 대역을 가변하고자 한다. 이를 위하여 본 발명은 접지면과, 접지면과 이격되어 배치되는 방사체와, 방사체에 전류를 공급하는 급전 수단과, 접지면과 방사체를 연결하는 단락 수단과, 공급되는 전압에 따라 단락 수단의 캐패시턴스 특성을 달라지게 하며 단락 수단에 부착되는 튜닝 소자를 포함한다.

역 에프 안테나, PIFA(Planar Inverted F Antenna), 튜닝 다이오드, 듀얼 밴드

Description

주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나{INVERTED F ANTENNA FOR DUAL BAND OPERATION}

본 발명은 역 에프 안테나에 관한 것으로서, 특히 주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2007-F-041-02, 과제명 : 지능형 안테나 기술개발].

역 에프 안테나(Inverted F Antenna)는 이동통신 시스템, 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 무선통신 시스템, 무선랜 시스템, 휴대인터넷(WiBro) 시스템 등 다양한 통신 시스템에서 활용된다. 특히, 역 에프 안테나는 이동통신 단말기에 내장형 안테나로서 사용된다.

일반적으로 이동통신 단말기에는 직선 형태의 금속 선재로 만든 휩 안테나(Whip Antenna), 나선형의 도선으로 만든 헬리컬 안테나(Helical Antenna), 신축가능 형 안테나 등의 외장형 안테나가 많이 사용된다. 하지만, 외장형 안테나를 구 비한 이동통신 단말기는 휴대에 불편하고 작은 부피의 단말기를 선호하는 소비자의 요구에 부합하지 않기 때문에, 최근에는 단말기 내부에 내장되는 내장형 안테나가 이동통신 단말기에 많이 사용된다. 내장형 안테나를 채택한 이동통신 단말기는 단말기의 소형화에 유리하고, 다양한 외관 디자인을 적용하여 제작될 수 있다.

이동통신 단말기에 사용되는 내장형 안테나로서 역 에프 안테나가 가장 많이 사용된다. 역 에프 안테나는 전체적인 형상이 영문 알파벳 '에프(F)'를 뒤집어 놓은 것과 유사하다고 하여 붙여진 이름이다. 역 에프 안테나는 동일한 주파수 대역을 사용하는 다른 안테나에 비해 상대적으로 소형화될 수 있고, 전방향성에 가까운 방사 패턴을 갖으며, 비교적 높은 이득과 넓은 대역폭을 갖는다. 또한, 역 에프 안테나는 외장형 안테나에 비해 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR)이 낮기 때문에 이동통신 단말기에 널리 사용된다. 전자파 흡수율은 사용자가 이동통신 단말기를 사용할 때 사용자의 인체에 흡수되는 단위 질량당 전자파 흡수전력(W/Kg)을 의미하고, 이동통신 단말기는 인체에 근접한 위치에서 사용되기 때문에 이동통신 단말기에 사용되는 안테나는 전자파 흡수율이 작을수록 좋다.

역 에프 안테나는 이동통신 단말기 내부에 내장될 수 있다는 장점이 있으나, 이동통신 단말기 내부의 공간에 한정된다는 단점이 있다. 역 에프 안테나는 방사체의 높이, 넓이, 길이 및 접지면과의 간격 등 구조에 따라 공진 주파수, 주파수 대역폭, 이득 등의 주파수 특성이 달라진다. 하지만, 역 에프 안테나가 이동통신 단말기의 내장형 안테나로서 사용될 경우, 단말기 내부의 공간에 한정되는 구조로 설계되어야 한다. 따라서, 이동통신 단말기의 내장형 안테나로서의 역 에프 안테나는 일반적으로 어느 하나의 특정 주파수 대역에 대해 최적화되도록 설계된다.

한편, 현재 세계 각 지역에서 사용되는 주파수의 대역은 국가마다 통신시스템에 따라 매우 다양하다. 예를 들어, 대한민국에서 개인 휴대통신 서비스(Personal Communication Service: PCS) 방식은 1750~1870MHz 대역을 사용하고, 비동기식 코드분할 다중접속(Wideband Code DIvision Multiplex Access: WCDMA) 방식은 1920~2170MHz 대역을 사용한다. 미국에서 PCS 방식은 1850~1990MHz 대역을 사용하고, 일본에서 코드분할 다중접속(Code DIvision Multiplex Access: CDMA) 방식은 832~925MHz 대역을 사용한다. 또한, U-NII(Unlicensed National Information Intra-structure) 대역으로 이름 붙여진 5150~5825MHz 대역은 무선랜 방식에 사용된다.

사용자가 타국으로 이동한 경우에도 그대로 이동통신 서비스를 받을 수 있도록, 최근의 이동통신 단말기는 다양한 통신 방식을 사용할 수 있도록 개발되는 추세이다. 이에 따라, 이동통신 단말기의 안테나도 각 통신 방식에 적합하도록 다양한 주파수 대역에서 동작해야할 필요가 있다. 이동통신 단말기에 사용되는 안테나를 예로 들었으나, 다른 기술분야에 있어서도 여러 주파수 대역에서 동작할 수 있는 안테나의 필요성이 대두하고 있다.

최근 어느 하나의 특정 주파수 대역에 대해 최적화된 안테나를 넘어서 둘 이상의 주파수 대역에서 동작하도록 설계된 이중 대역(Dual Band) 역 에프 안테나가 개발되고 있다. 하지만, 알려져 있는 이중 대역 역 에프 안테나는 스위치에 의해 직렬로 연결되는 한 쌍의 방사체를 구비함에 따라 그 크기가 더욱 커질 수밖에 없 다. 이동통신 단말기의 내장형 안테나로서 한정된 공간에 적합하도록 추가적인 크기 증가 없이 동작 주파수를 변화시킬 수 있는 역 에프 안테나가 요구된다.

안테나 설계에 있어서, 안테나의 성능과 안테나의 소형화는 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있다. 높은 효율, 넓은 대역폭, 큰 이득, 다중 주파수 대역 지원, 작은 전자파 흡수율 등으로 안테나의 성능을 향상되도록 설계하려면 안테나의 소형화가 어려워진다. 따라서, 안테나의 사용 목적에 따라 요구되는 성능을 만족시키면서 최대한 작게 안테나를 설계할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 주파수 대역을 가변할 수 있는 안테나를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 달라지는 소자를 이용하여 주파수 대역을 가변할 수 있는 안테나를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명은 주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나에 있어서, 접지면과, 상기 접지면과 이격되어 배치되는 방사체와, 상기 방사체에 전류를 공급하는 급전 수단과, 상기 접지면과 상기 방사체를 연결하는 단락 수단과, 공급되는 전압에 따라 상기 단락 수단의 캐패시턴스 특성을 달라지게 하며 상기 단락 수단에 부착되는 튜닝 소자를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나에 있어서, 접지면과, 상기 접지면과 이격되어 배치되는 방사체와, 상기 방사체에 전류를 공급하는 급전 수단과, 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 달라지며 상기 접지면과 상기 방사체를 연결하는 단락 수단을 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 단락 수단의 캐패시턴스 특성을 달라지게 함으로써 안테나의 주파수 대역을 가변할 수 있다. 특히, 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 달라지는 소자를 이용하여 안테나의 주파수 대역을 가변할 수 있다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 역 에프 안테나(100)의 사시도이다. 일반적으로 역 에프 안테나(100)는 접지면(105), 방사체(101), 급전 수단(102), 단락 수단(104)으로 구성된다. 역 에프 안테나(100)는 방사체(101), 급전 수단(102), 단락 수단(104)이 형성하는 전체적인 형상이 영문 알파벳 '에프(F)'를 뒤집어 놓은 것과 유사하다고 하여 붙여진 이름이다.

접지면(105)은 주로 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB) 상에 동판(Copper Plate)으로 구성된다. 방사체(101)는 도체로 구성되고, 급전 수단(102)으로부터 전류를 공급받아 전자기파를 방사한다. 방사체(101)는 접지면(105)과 이격되어 배치되고, 도 1에 도시된 바와 같이 주로 판형의 형상으로 설계된다. 방사체(101)는 반드시 사각형상의 판형이어야 하는 것은 아니고, 설계자가 원하는 주파수 특성에 따라 슬릿(slit) 또는 슬랏(slot)이 삽입된 판형, 귀퉁이가 잘려나간 사각판형, 타원판형, 원판형, 미앤더(meander) 형상, 절곡된 판형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

급전 수단(102)은 방사체(101)에 전류를 공급한다. 급전 수단(102)은 도 1에 도시된 바와 같이 급전 핀(Feed Pin)의 형태로 구성되거나, 도시되지는 않았지만 급전 라인(Feed Line)의 형태로 구성될 수 있다. 단락 수단(104)은 접지면(105)과 방사체(101)를 연결하여 단락시킨다. 단락 수단(104)은 도 1에 도시된 바와 같이 판형으로 제작될 수 있고, 도시되지는 않았지만 단락 핀(Short Pin)의 형태로 구성될 수 있다.

역 에프 안테나(100)가 동작하는 과정을 살펴보면, 우선 급전 수단(102)을 통하여 방사체(101)에 전류가 공급된다. 방사체(101)에 공급된 전류는 방사체(101)를 순환한 후 단락 수단(104)을 통하여 접지면(105)으로 들어간다. 위와 같이 역 에프 안테나(100)에 전류의 순환 경로가 형성되어 공기 중으로 전자기파를 방사한다. 역 에프 안테나(100)가 전자기파를 수신하는 경우에도 방사체(101)가 전자기파에 의해 여기되어 전류의 순환 경로가 형성됨으로써 역 에프 안테나(100)가 전자기파를 수신한다.

도 2는 본 발명에 의한 역 에프 안테나(200)의 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 역 에프 안테나(200)는 방사체(201), 급전 수단(202), 단락 수단(204), 접지면(205)을 구비하고, 튜닝 소자(203)를 포함할 수 있다.

방사체(201)는 전도성이 있는 도체로 구성되고, 도 2에 도시된 바와 같이 방사체(201)는 접지면(205)과 이격되어 배치된다. 급전 수단(202)은 방사체(201)에 전류를 공급한다. 급전 수단(202)은 도 2에서 급전 핀으로 도시되었으나, 급전 판이 될 수 있다. 단락 수단(204)은 방사체(201)와 접지면(205)을 연결하고, 방사체(201)와 접지면(205)을 단락시킬 수 있다. 접지면(205)은 회로 기판 위에 형성된 동판 등으로 전도성 있는 도체로 구성되고, 형태에 제한은 없으나 넓은 사각판형으 로 설계될 수 있다.

방사체(201)는 그 형태에 제한은 없으나 도 2에 도시된 바와 같이 사각형상의 판형으로 설계될 수 있다. 방사체(201)는 절곡된 판형, 슬릿(slit) 또는 슬랏(slot)이 삽입된 판형, 귀퉁이가 절단된 사각판형, 타원판형, 원판형, 미앤더(meander) 형상 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 방사체(201)는 접지면(205)에 평행하게 배치될 수 있다. 방사체(201)의 길이, 너비, 두께, 또는 접지면(205)에 이격된 간격 등은 역 에프 안테나(200)의 주파수 대역에 따라 달라질 수 있다. 접지면(205)과 방사체(201) 사이에는 유전체가 배치될 수 있다.

단락 수단(204)은 단락 수단(204)의 양단에 공급되는 전압에 따라 단락 수단(204)의 캐패시턴스 특성이 달라지고, 단락 수단(204)은 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 달라지는 튜닝 소자(203)를 포함한다. 대신에, 역 에프 안테나(200)는 단락 수단(204)에 부착되는 튜닝 소자(203)를 포함할 수 있고, 이 경우 튜닝 소자(203)는 튜닝 소자(203) 양단에 공급되는 전압에 따라 단락 수단(204)의 캐패시턴스 특성을 달라지게 한다. 도 2에서는 튜닝 소자(203)가 단락 수단(204)의 중앙부에 부착되는 것으로 도시되었으나, 튜닝 소자(203)는 위치에 구애받지 않고 단락 수단(204) 상단부 또는 하단부에 부착될 수 있다. 튜닝 소자(203)는 반도체 소자 또는 캐패시턴스를 갖는 기계적인 장치로 이루어진 소자 중 어느 하나가 될 수 있다. 여기서 반도체 소자는 다이오드, FET(Field Effect Transistor) 소자, CMOS(Complementary Metal Oxide Silicon) 소자, HEMT(High Electron Mobility Transistor) 소자 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

튜닝 소자(203) 또는 단락 수단(204) 양단에 공급되는 전압이 0V인 경우, 역 에프 안테나(200)는 종래 기술에 의한 역 에프 안테나(100)와 동일하게 동작한다. 방사체(201)는 급전 수단(202)을 통해 안테나(200)와 연결된 회로(도시되지 않음)로부터 전류를 공급받고, 이 전류는 방사체(201)를 순환한다. 이 경우, 튜닝 소자(203) 또는 단락 수단(204) 양단에 공급되는 전압이 0V이기 때문에 단락 수단(204)은 방사체(201)와 접지면(205)을 단락시킨다. 따라서, 전류는 방사체(201)를 순환한 후, 단락 수단(204)을 통하여 접지면(205)으로 들어간다. 이와 같이 전류의 경로가 형성되면 방사체(201)에 의해 공기 중으로 전자기파가 방사된다. 이때 형성된 전류의 경로는 방사되는 전자기파의 파장의 1/4 길이가 된다. 반대로 역 에프 안테나(200)가 전자기파를 수신하는 경우에, 공기 중의 전자기파 중 역 에프 안테나(200)의 공진 주파수 부근의 주파수를 갖는 전자기파에 의해 방사체(201)에 전류가 유도된다. 이렇게 유도된 전류는 급전 수단(202)을 통해 안테나(200)와 연결된 회로로 전달된다.

한편, 단락 수단(204)은 단락 수단(204) 자체로 캐패시턴스 특성이 달라지거나 튜닝 소자(203)에 의해 캐패시턴스 특성이 달라질 수 있다. 단락 수단(204) 양단 또는 튜닝 소자(203) 양단에 0V가 아닌 특정 전압이 인가되면 단락 수단(204)의 캐패시턴스 특성이 달라진다. 단락수단(204)의 캐패시턴스 특성이 달라지면 안테나(200)에 형성되는 전류 경로의 길이가 달라지는 효과가 발생하고, 이러한 효과는 안테나(200)에 의해 송신 또는 수신되는 전자기파의 주파수가 낮아질수록 두드러진다. 안테나(200)에 형성되는 전류 경로의 길이는 송신 또는 수신되는 전자기파의 파장의 1/4 길이이므로, 전류 경로의 길이가 늘어나거나 줄어들면 전자기파의 파장이 길어지거나 짧아진다. 전자기파의 파장은 전자기파의 주파수와 반비례하므로 결과적으로 안테나(200)의 공진 주파수가 작아지거나 커진다. 따라서, 안테나(200)의 사용자는 단락 수단(204) 양단 또는 튜닝 소자(203) 양단에 공급되는 전압을 변경함으로써 안테나(200)의 주파수 대역을 가변할 수 있다. 안테나(200)에 있어서 주파수 대역의 가변은 공진 주파수, 전자기파의 방사 패턴, 임피던스 정합의 조절 등도 포함한다.

단락 수단(204) 양단 또는 튜닝 소자(203) 양단에 공급되는 전압은 사용자에 의해 조절되거나, 안테나(200)에 의해 송신 또는 수신되는 전자기파의 특성에 따라 자동적으로 조절될 수 있다. 전자의 경우, 원하는 주파수 대역을 얻기 위해 전압 인가 수단(도 2에 도시되지 않음)을 통해 사용자가 직접 조절할 수 있다. 후자의 경우, 안테나(200)에 의해 송신 또는 수신되는 전자기파의 주파수를 검출하는 장치와 이를 이용하여 공급 전압을 조절하는 제어 장치가 자동적으로 안테나(200)의 주파수 대역을 조절하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 단락 수단(204)의 캐패시턴스 특성을 달라지게 하여 주파수 대역을 가변할 수 있는 안테나를 제공하기 때문에, 전체적인 크기의 변화가 없는 상태에서 안테나의 주파수 대역이 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 역 에프 안테나는 제한된 공간에서 높은 성능을 나타내며, 내장형 안테나로서 유용하다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)를 도 시한다. 도 3a는 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)의 사시도, 도 3b는 평면도, 도 3c는 정면도, 도 3d는 측면도이다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 역 에프 안테나(300)는 방사체(301), 급전 수단(302), 튜닝 소자(303), 단락 수단(304), 접지면(305), 유전체(306) 및 도체면(309)을 구비한다.

도 3a 내지 도 3d에 기재된 각 부분의 수치에 대한 실제 값은 표 1과 같다.

수치	값(mm)	수치	값(mm)
L	70	W	30
L1	5.5	W1	10
L2	12	W2	6
L3	5.4	W3	2
L4	3.4	W4	12.5
L5	4.9	W5	15
L6	5	W6	1
G1	3	H	9
G2	1.5	H1	4
		H2	5.5
		H3	0.8

이 실시예에서 방사체(301)는 안테나(300)의 사이즈를 줄이기 위해 절곡된 판형으로 설계된다. 도 3b에 도시된 바와 같이 방사체(301)는 급전 수단(302)이 방사체(301)에 연결되는 부분을 기준으로 좌측의 복사 영역(310)과 우측 하단의 복사 영역(320)을 포함하여, 안테나(300)가 이중 주파수 대역에서 동작한다. 각 복사 영역(310, 320)은 각각 다른 주파수 대역의 전자기파를 복사한다. 복사 영역(310)은 무선랜 방식의 주파수 대역인 5150MHz~5825MHz에 적합하도록 설계되고, 복사 영역(320)은 미국 PCS 방식의 주파수 대역인 1850~1990MHz에 적합하도록 설계된다.

도체면(309)은 방사체(301)의 무선랜 방식의 주파수 대역의 임피던스를 정합하기 위해 접지면(305)에 추가로 부착된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전압 인가 수단(407)을 포함한 역 에프 안테나(400)의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 역 에프 안테나(400)는 방사체(401), 급전 수단(402), 튜닝 소자(403), 단락 수단(404), 접지면(405), 유전체(406), 전압 인가 수단(407), 및 도체면(409)을 구비한다. 안테나(400)의 전압 인가 수단(407)을 제외한 나머지 구성요소는 안테나(300)의 구성요소와 동일하다.

전압 인가 수단(407)은 급전 수단(402)에 연결되어 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 전압을 공급한다. 전압 인가 수단(407)은 캐패시터와 인덕터를 이용한 회로로 구성되거나 바이어스 티(407)(Bias Tee)로 구성될 수 있다. 바이어스 티(407)는 영문 알파벳 '티(T)' 모양의 장치로서 능동 소자에 직류 전원을 인가하기 위해 신호 또는 전력을 분기하거나 합성한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 바이어스 티(407)는 무선 신호를 Port1으로 입력받아서 직류 바이어스 전압(DC Bias)과 합성하여 Port2로 출력한다. 여기서 무선 신호는 방사체(401)로 전달되어 방사체(401)에 의해 공기 중으로 방사될 신호이고, 직류 바이어스 전압은 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 공급되어 단락 수단(404)의 캐패시턴스 특성을 달라지게 하기 위한 전압이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(400)의 반사계수 특성을 도시한 그래프이다. 도 5에 도시된 결과는 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 공급되는 직류 전압을 0V로 설정하여 측정한 결과이다. 도 5에서 점선은 안테나(400)에 대한 시뮬레이션 결과이고, 실선은 안테나(400)의 주파수 특성을 측정한 실측 결과이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션 결과와 실측 결과 모두가 미국 PCS방식의 주파수 대역인 1850~1990MHz와 무선랜 방식의 주파수 대역인 5150MHz~5825MHz에서 -10dB 이하의 반사계수(Reflection Coefficient)를 나타낸다. 반사 계수는 안테나의 입력 포트 측에서 측정한 S11 파라미터의 값이다. 안테나(404)는 미국 PCS 방식과 무선랜 방식에 적합한 이중 대역에서 동작함을 확인할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 공급되는 전압의 변화에 따른 역 에프 안테나(400)의 반사계수 특성을 도시한 그래프이다. 도 6에 도시된 결과는 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 공급되는 직류 전압을 0V 또는 4V로 설정하여 측정한 결과이다. 도 6에서 실선은 직류 전압을 0V로 설정한 경우의 실측 결과이고, 파선은 직류 전압을 4V로 설정한 경우의 실측 결과이다. 한편, 도 6에서 쇄선은 직류 전압을 0V로 설정한 경우의 시뮬레이션 결과이고, 점선은 직류 전압을 4V로 설정한 경우의 시뮬레이션 결과이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 공급되는 직류 전압이 0V인 경우, 실측 결과(실선) 및 시뮬레이션 결과(쇄선) 모두 미국 PCS방식의 주파수 대역인 1850~1990MHz에서 안테나(400)의 반사 계수가 -10dB 이하로 떨어지는 것을 나타낸다. 한편 직류 전압이 4V인 경우, 실측 결과(파선) 및 시뮬레이션 결과(점선) 모두 WCDMA 방식의 주파수 대역인 1920~2170MHz에서 안테나(400)의 반사 계수가 -10dB 이하로 떨어지는 것을 나타낸다. 한편, 도 6에 도시되지는 않았지만 직류 전압이 4V로 변경된 경우에도, 도 5에 도시된 무선랜 방식의 주파수 대역 부근에서 안테나(400)의 반사 계수 특성은 크게 변동되지 않는다. 튜닝 소자(403) 또는 단락 수단(404)에 공급되는 직류 전압이 0V에서 4V로 조절됨에 따라, 안테나(400)의 동작 주파수 대역이 미국 PCS 및 무선랜 방식의 이중 대역에서 WCDMA 및 무선랜 방식의 이중 대역으로 변경됨을 확인할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 역 에프 안테나(100)의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 역 에프 안테나(200)의 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)의 사시도이다.

도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)의 평면도이다.

도 3c는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)의 정면도이다.

도 3d는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(300)의 측면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 전압 인가 수단(407)을 포함한 역 에프 안테나(400)의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 역 에프 안테나(400)의 반사계수 특성을 도시한 그래프이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 공급되는 전압의 변화에 따른 역 에프 안테나(400)의 반사계수 특성을 도시한 그래프이다.

Claims

주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나에 있어서,

접지면;

상기 접지면과 이격되어 배치되는 방사체;

상기 방사체에 전류를 공급하는 급전 수단;

상기 접지면과 상기 방사체를 연결하는 단락 수단; 및

상기 단락 수단에 부착되며, 공급되는 전압에 따라 상기 단락 수단의 캐패시턴스 특성이 변경되어 상기 역 에프 안테나의 전류 경로의 길이가 변경되고, 상기 전류 경로의 길이의 변경에 의해 상기 역 에프 안테나의 주파수 대역이 변경되도록 하는 튜닝 소자를

포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 튜닝 소자에 전압을 공급하기 위해 상기 급전 수단에 연결되는 전압 인가 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 2 항에 있어서,

상기 전압 인가 수단은 바이어스 티(Bias Tee)인 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 튜닝 소자는 다이오드, FET(Field Effect Transistor) 소자, CMOS(Complementary Metal Oxide Silicon) 소자, HEMT(High Electron Mobility Transistor) 소자 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 방사체는 둘 이상의 복사영역을 포함하고,

상기 둘 이상의 복사영역은 상기 방사체의 형상에 따라 구분되고 각각 다른 주파수 대역의 전자기파를 복사하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 방사체는 절곡된 판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 방사체의 임피던스를 정합하기 위해 상기 접지면에 추가로 부착되는 도 체면을 포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 1 항에 있어서,

상기 접지면과 상기 방사체 사이에 배치되는 유전체를

추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
주파수 대역의 가변이 가능한 역 에프 안테나에 있어서,

접지면;

상기 접지면과 이격되어 배치되는 방사체;

상기 방사체에 전류를 공급하는 급전 수단; 및

상기 접지면과 상기 방사체를 연결하며, 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 변경되어 상기 역 에프 안테나의 전류 경로의 길이가 변경되고, 상기 전류 경로의 길이의 변경에 의해 상기 역 에프 안테나의 주파수 대역이 변경되도록 하는 단락 수단을

포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.
제 9 항에 있어서,

상기 단락 수단은 공급되는 전압에 따라 캐패시턴스 특성이 달라지는 튜닝 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 역 에프 안테나.