KR101765558B1 - 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나 - Google Patents

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KR101765558B1 KR1020160081548A KR20160081548A KR101765558B1 KR 101765558 B1 KR101765558 B1 KR 101765558B1 KR 1020160081548 A KR1020160081548 A KR 1020160081548A KR 20160081548 A KR20160081548 A KR 20160081548A KR 101765558 B1 KR101765558 B1 KR 101765558B1
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양운근
조영민
정필현
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는, 내부에 슬롯이 형성된 패치형 안테나; 및 상기 패치형 안테나에 결합된 모노폴형 안테나를 포함하고, 상기 패치형 안테나는 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)를 포함하여, 하나의 안테나를 가지고 다중대역의 신호들을 송수신할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용 및 공간을 최소화할 수 있다.

Description

이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나{MULTIBAND INTERNAL ANTENNA FOR MOBILE HANDSET}
본 발명은 안테나에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 급속한 발전에 따라, 다중대역 안테나는 가장 중요한 이슈 중 하나가 되었고 많은 관심을 끌어왔다. 대부분의 현대의 무선통신가능한 장치들은 제조하기가 용이하고 RF 장치들과 통합되는 저비용, 경량의 이중 또는 다중대역 안테나를 필요로 한다.
이동 전화를 위해, 평면형 안테나는 매우 매력적인데, 이것은 이들 안테나들이 낮은 프로파일(low profile)을 갖고, 또한 실제 응용을 위해 이동 전화의 시스템 회로 기판에 간단히 제작될 수 있기 때문이다. 최근, 다중대역 평면 역-F형(PIFA) 안테나 및 평면형 모노폴 안테나를 포함하여, 다중대역 능력을 갖는 많은 평면형 안테나들이 제안되고 있다.
상기 평면형 안테나들은 제조하기가 용이하고 저비용이며, 노트북 컴퓨터, 이동 단말, 및 다른 무선 네트워킹 장치의 인쇄회로기판 내에 용이하게 통합될 수 있다. 상기 평면형 모노폴 안테나는 심지어 초광대역(UWB: Ultra-Wide-Band)에서 가장 주의를 끌고 있다.
안테나의 공진 주파수 대역은 환경 조건이 변함에 따라 이동하는 것으로 잘 알려져 있다. 따라서 공진 대역폭에 대한 충분한 마진이 항상 요구되고, 대부분의 다중대역 안테나는 가장 낮은 주파수 대역에 대해 좁은 대역폭을 나타낸다. 그리고 가장 낮은 주파수 대역은 대역폭을 넓히기가 매우 어렵다. 하나의 방법은 다수의 브랜치들을 가지고 다중대역 안테나를 설계하는 것으로서, 각 브랜치는 대응하는 주파수 대역들을 위한 것이다. 가장 긴 브랜치는 가장 낮은 주파수 대역의 신호를 송수신한다.
이동 전화 또는 디바이스를 위해, 안테나 설계시, 가장 낮은 주파수 대역에서 적합한 성능을 획득하는 것은 가장 어렵다. 서비스 주파수가 점점 더 낮아질수록, 제한된 공간 내에 안테나를 설계하는 것은 더욱더 어려운 작업을 필요로 한다. 고주파 대역에서 적합한 성능을 획득하는 것은 비교적 달성하기가 용이하다. 그리고 단일 안테나를 가지고 더 많은 서비스 대역들을 획득하는 것은 또 다른 도전적인 작업이다. 그리고 하나의 안테나를 가지고 다수의 서비스들을 커버할 수 있다면, 안테나들에 필요한 비용 및 공간이 최소화될 수 있다.
따라서, 하나의 안테나를 가지고 다중대역의 신호들을 송수신할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용 및 공간을 최소화할 수 있는 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나가 요구된다.
KR 10-0997895 b1
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 안테나를 가지고 다중대역의 신호들을 송수신할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용 및 공간을 최소화할 수 있는 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는,
내부에 슬롯이 형성된 패치형 안테나; 및
상기 패치형 안테나에 결합된 모노폴형 안테나를 포함하고,
상기 패치형 안테나는 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 패치형 안테나는 슬롯이 형성되어 있지 않은 제1 방사부 및 슬롯이 형성되어 있는 제2 방사부를 포함하고, 상기 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)는 상기 제2 방사부에 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제1 방사부와 상기 제2 방사부의 일부는 낮은 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 방사부의 다른 일부는 일정 대역의 신호를 송수신하며, 상기 모노폴형 안테나는 높은 대역의 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제2 방사부와 상기 모노폴형 안테나는 동일 평면상에 소정 거리 이격되어 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제1 방사부는 소정 길이와 소정 폭을 갖는 제1 라인을 더 포함하고, 상기 제1 라인의 일단은 소정의 연결 라인을 통해 급전점에 연결되고, 타단은 상기 제1 방사부와 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제1 라인은, 상기 모노폴형 안테나가 형성된 면의 제1 모서리와, 상기 제2 방사부가 형성된 면의 제1 모서리, 및 상기 제2 방사부가 형성된 면과 수직이고 상기 모노폴형 안테나가 형성된 면과 마주보는 면의 제1 모서리를 따라 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제1 방사부에서 상기 제1 라인을 제외한 부분은, 상기 제2 방사부가 형성된 면과 마주보는 면 및 상기 제2 방사부가 형성된 면과 수직인 면상에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 제2 방사부는, 형상이 상기 슬롯의 모양에 의해 결정되고 일단이 상기 제1 라인의 소정 부분에 연결된 제1 패턴 및 일단이 상기 제1 패턴의 타단에 연결된 제2 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 브랜치는, 상기 제2 방사부가 형성된 면의 모서리를 따라 상기 제1 라인과 수직인 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 있어서, 상기 모노폴형 안테나는, 소정의 연결 라인을 통해 급전점에 연결되고, 상기 브랜치가 형성된 면의 모서리와 마주보는 모서리를 따라 상기 제1 라인과 수직인 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 의하면, 하나의 안테나를 가지고 다중대역의 신호들을 송수신할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용 및 공간을 최소화할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 상면도 및 측면도.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 전류 분포를 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 시뮬레이션된 3D 방사 패턴들을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나를 구현한 안테나의 사진.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 시뮬레이션된 S11 및 측정된 S11을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6i는 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴들을 도시한 도면.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
기술의 급속한 변화로, 사람들은 하나의 디바이스에 더 많은 기능을 포함시키기를 원한다. 더욱이, 각 나라는 트래픽 서비스를 위해 상이한 주파수 대역을 사용하고, 외국을 여행할 때 로밍이 필요하기 때문에 이동 전화용 다중대역 안테나를 설계하는 것이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 이동장치에 사용될 수 있는 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는, 50㎜(W) × 21㎜(L) × 5㎜(H)의 체적을 갖고, 접지면의 크기는 60㎜(W) × 100㎜(L)이며, 3 미만의 VSWR(정재파비)를 갖고 LTE 대역을 포함하여 9개의 서비스 주파수 대역의 신호들을 송수신할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는, 하나의 안테나를 가지고 다수의 서비스들을 커버할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용과 공간을 최소화할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는, LTE 700에서의 최저 주파수 대역(LTE: 699-798 ㎒)에서 시작하여 9개의 서비스 주파수 대역의 신호들을 송수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 3 미만의 정재파비(VSWR)를 가지고, LTE700, PCS/K-PCS(Personal Communications Service/Korea-Personal Communications Service: 1750-1870 ㎒), US-PCS(US Personal Communications Service: 1850-1990 ㎒), UMTS/WCDMA(Universal Mobile Telecommunications System/Wideband Code Division Multiple Access: 1920-2170 ㎒), Wibro(2300-2390 ㎒), LTE2300(2300-2400 ㎒), Bluetooth(2400-2483 ㎒) 그리고 WLAN(Wireless Local Area Network: 2400-2483.5 ㎒), US-WiMAX(US Worldwide Interoperability for Microwave Access: 2400-2590 ㎒), LTE2500(2496-2690 ㎒) 대역들을 커버하는 다중대역 동작을 위한 내장형 다중대역 안테나가 제공된다.
제조된 안테나의 측정된 결과들은 시뮬레이션 결과들에 의해 검증되는데, 시뮬레이션 결과들은 안소프트(Ansoft)의 고주파수 구조 시뮬레이터(HFSS: High Frequency Structure Simulator)를 사용하여 획득되었다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 기하학적 구조를 도시한 것이다. 도 1a의 안테나(130)는 도 1b의 안테나(150)를 접는 선에 따라 접어 완성한 최종 안테나이다.
안테나(130)의 크기는 50㎜(W) × 21㎜(L) × 5㎜(H)이다. 접지면(140)의 크기는 60㎜(W) × 100㎜(L)이다. 접지면(140)은 4.4의 유전율을 갖고 1.6 ㎜의 두께를 갖는 저렴한 FR4 기판상의 구리 시트이다. 50 옴(ohm)의 동축 케이블이 안테나를 급전하는데 사용되었다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나(130, 150)는, 내부에 슬롯(110)이 형성된 패치형 안테나(104), 및 상기 패치형 안테나(104)에 결합된 모노폴형 안테나(106)를 포함한다.
상기 패치형 안테나(104)는 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)(108)를 포함한다.
상기 패치형 안테나(104)는 슬롯이 형성되어 있지 않은 제1 방사부(100) 및 슬롯(110)이 형성되어 있는 제2 방사부(102)를 포함하고, 상기 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)(108)는 상기 제2 방사부(102)에 형성되어 있다.
상기 제1 방사부(100)와 상기 제2 방사부(102)의 일부는 낮은 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 방사부(102)의 다른 일부는 일정 대역의 신호를 송수신하며, 상기 모노폴형 안테나(106)는 높은 대역의 신호를 송수신한다.
상기 제2 방사부(102)와 상기 모노폴형 안테나(106)는 동일 평면상에 소정 거리 이격되어 형성되어 있다.
상기 제1 방사부(100)는 소정 길이와 소정 폭을 갖는 제1 라인(118)을 더 포함한다. 상기 제1 라인(118)의 일단은 소정의 연결 라인(114, 116a)을 통해 급전점에 연결되고, 타단은 상기 제1 방사부(100)와 연결된다.
상기 제1 라인(118)은, 상기 모노폴형 안테나(106)가 형성된 면의 제1 모서리와, 상기 제2 방사부(102)가 형성된 면의 제1 모서리, 및 상기 제2 방사부(102)가 형성된 면과 수직이고 상기 모노폴형 안테나(106)가 형성된 면과 마주보는 면의 제1 모서리를 따라 형성되어 있다.
상기 제1 방사부(100)에서 상기 제1 라인(118)을 제외한 부분(119)은, 상기 제2 방사부(102)가 형성된 면과 마주보는 면 및 상기 제2 방사부(102)가 형성된 면과 수직인 면상에 형성되어 있다.
상기 제2 방사부(102)는, 형상이 상기 슬롯의 모양에 의해 결정되고 일단이 상기 제1 라인(118)의 소정 부분에 연결된 제1 패턴(120) 및 일단이 상기 제1 패턴(120)의 타단에 연결된 제2 라인(122)을 더 포함한다.
상기 브랜치(108)는, 상기 제2 방사부(102)가 형성된 면의 모서리를 따라 상기 제1 라인(118)과 수직인 방향으로 형성되어 있다.
상기 모노폴형 안테나(106)는, 소정의 연결 라인(114, 116b)을 통해 급전점(112)에 연결되고, 상기 브랜치(108)가 형성된 면의 모서리와 마주보는 모서리를 따라 상기 제1 라인(118)과 수직인 방향으로 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 설계 프로세스에서 제안된 안테나를 분석하기 위하여 그리고 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 비교하기 위하여 유한 요소 방법에 기반하는 안소프트 코퍼레이션(Ansoft Corporation)의 고주파 구조 시뮬레이터(HFSS)가 사용되었다.
표 1은 시뮬레이션을 통해 획득된 설계 파라미터들의 값들을 나타낸다.
파라미터 길이(㎜) 파라미터 길이(㎜)
L 100.0 W 60.0
L1 14.0 W1 50.0
L2 6.6 W2 46.0
L3 17.0 W3 2.0
L4 11.0 W4 16.0
L5 15.0 W5 14.0
L6 2.0 W6 37.0
L7 2.0 W7 21.0
L8 3.0 W8 8.0
L9 2.0 W9 2.0
L10 21.0 W10 10.0
L11 5.6 W11 46.0
L12 14.6 W12 10.0
L13 4.6 W13 32.0
L14 8.0 W14 29.0
L15 2.0 W15 33.0
유한 요소 방법에 기반한 상업적인 프로그램인 HFSS가 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나와 관련된 파라미터들의 적합한 값들을 획득하고 안테나의 특성을 분석하는데 사용되었다.
도 2a 내지 도 2i는 각각의 주파수에서 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 방사 요소에서 HFSS 시뮬레이션으로부터 획득된 여기된 표면 전류 분포를 도시한 것이다.
도 2a는 낮은 대역의 주파수인 748 ㎒에서의 주된 방사 요소를 확인하기 위한 전류 분포를 도시한 도면이고, 도 2b, 도 2c, 및 도 2d는 각각 특정 주파수인 1810 ㎒, 1920 ㎒ 및 2045 ㎒에서의 주된 방사 요소를 확인하기 위한 전류 분포를 도시한 도면이다.
또한, 도 2e 내지 도 2i는 각각 특정 주파수인 2345 ㎒, 2350 ㎒, 2442 ㎒, 2495 ㎒, 및 2595 ㎒에서의 주된 방사 요소를 확인하기 위한 전류 분포를 도시한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 급전점(112)을 기준으로 좌측 경로(도 1b의 P1)의 제1 라인(118)과 패치(119) 및 제1 패턴(120)이 748 ㎒에서의 주된 방사 요소임을 확인할 수 있다.
도 2b 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 제1 라인(118), 브랜치(108), 제1 패턴(120), 및 제2 라인(122)이 각 주파수 대역에서의 주된 방사 요소임을 확인할 수 있다.
도 2e 내지 도 2i를 참조하면, 급전점(112)을 기준으로 우측 경로(P2)로부터의 모노폴형 안테나(106)가 주된 방사 요소임을 확인할 수 있다.
특히, 도 2i를 참조하면, 급전점(112)을 기준으로 우측 경로(P2)로부터의 모노폴형 안테나(106)가 2595 ㎒에 대한 주된 역할을 한다는 것을 확인할 수 있다.
도 3a 내지 도 3i는 각각 748 ㎒, 1810 ㎒, 1920 ㎒, 2045 ㎒, 2345 ㎒, 2350 ㎒, 2442 ㎒, 2495 ㎒, 및 2595 ㎒에서의 시뮬레이션된 3D 방사 패턴들을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나를 구현한 안테나의 사진을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 S11과 관련한 측정 및 시뮬레이션 결과들을 나타낸다. 상기 결과들은 측정 및 시뮬레이션 간에 양호한 일치를 보여줌을 확인할 수 있다.
구현된 안테나는 LTE700(699-798 ㎒), PCS/K-PCS(1750-1870 ㎒), US-PCS(1850-1990 ㎒), UMTS/WCDMA(1920-2170 ㎒), Wibro(2300-2390 ㎒), LTE2300 (2300-2400 ㎒), Bluetooth(2400-2483 ㎒), WLAN(2400-2483.5 ㎒), US-WiMAX(2400-2590 ㎒), 및 LTE2500(2496-2690 ㎒)를 포함하여 다중 동작 대역들을 만족하였다.
표 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 정재파비(VSWR: Voltage Standing Wave Ratio)와 관련된 측정 결과 및 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
주파수 대역(㎒) 시뮬레이션된 VSWR 측정된 VSWR
LTE700
(748에서)		 2.210 1.766
PCS/k-PCS
(1810에서)		 1.866 1.771
US-PCS
(1920에서)		 1.917 1.378
UMTS/WCDMA
(2045에서)		 1.398 1.616
Wibro
(2345에서)		 2.447 2.090
LTE2300
(2350에서)		 2.375 2.077
Bluetooth/WLAN
(2442에서)		 1.841 1.856
US-WiMAX
(2495에서)		 1.500 1.627
LTE2500
(2595에서)		 1.204 1.446
표 2로부터, 각 주파수 대역에서 시뮬레이션되고 측정된 정재파비(VSWR)를 확인할 수 있다. 시뮬레이션된 정재파비 값의 최대값 및 최소값은 각각 Wibro 대역에서 2.447이고 LTE2500 대역에서 1.204이다. 또한, 측정된 정재파비 값의 최대값 및 최소값은 각각 LTE2300 대역에서 2.090이고 US-PCS 대역에서 1.378이다.
도 6a 내지 도 6i는 각각의 중심 주파수에서 x-y, z-y 및 z-x 평면에서의 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 동일 편파(co-polarization)와 교차 편파(cross-polarization) 방사 패턴들을 도시한 것이다.
도 6a는 748 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이고, 도 6b는 1810 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이며, 도 6c는 1920 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이고, 도 6d는 2045 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이며, 도 6e는 2345 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이고, 도 6f는 2350 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이며, 도 6g는 2442 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이고, 도 6h는 2495 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이며, 도 6i는 2595 ㎒에서의 구현된 안테나의 정규화되고 측정된 방사 패턴이다.
구현된 안테나의 방사 패턴들은 HP 8510C 네트워크 분석기 및 원거리 측정 시스템이 구비된 무반향실에서 측정되었다. 방사 패턴들에서의 급격한 골(sharp deep)은 통화 절단(call drop)을 야기하는 것으로 사료되기 때문에 안테나는 방사 패턴들에서 급격한 골을 가지지 않아야 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는 모든 중심 주파수에서 적절한 방사 패턴들을 갖는 것으로 확인되었다.
표 3은 구현된 안테나의 최대 피크 이득 및 평균 이득의 측정 결과들을 나타낸다.
주파수 대역 피크 이득(㏈) 평균 이득(㏈i)
LTE700 1.30 -1.01
PCS/k-PCS 2.16 -1.36
US-PCS 2.90 -2.31
WCDMA 2.56 -2.09
Wibro 2.21 -2.14
LTE2300 2.44 -2.20
Bluetooth/WLAN 3.35 -2.58
US-WiMAX 3.05 -2.79
LTE2500 2.38 -3.03
표 3으로부터, 각 서비스에서의 최대 피크 이득과 최소 피크 이득 및 평균 이득을 알 수 있다. 상기 최대 피크 이득과 최소 피크 이득은 Bluetooth/WLAN 서비스 대역에서 3.35 ㏈i이고, LTE700 서비스 대역에서 1.30 ㏈i이다. 최대 및 최소 평균 이득은 각각 LTE700에서 -1.01 ㏈i이고 LTE2500에서 -3.03 ㏈i이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는 LTE700, PCS/K-PCS, US-PCS, UMTS/WCDMA, Wibro, LTE2300, Bluetooth, WLAN, US/WiMAX 그리고 LTE2500 대역들을 커버한다. 상기 안테나는 50㎜(W) × 21㎜(L) × 5㎜(H)의 체적을 갖고, 접지면의 크기는 60㎜(W) × 100㎜(L)이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는 모든 서비스 대역에서 3 미만의 정재파비(VSWR) 성능을 가지며 방사 패턴에 급격한 골을 가지고 있지 않다. 그리고 측정된 안테나 이득은 실제로 적용가능하다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 대한 결과는 적절한 성능 특성을 보여준다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나는 다양한 다중대역 이동 장치에 적용가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나에 의하면, 하나의 안테나를 가지고 다중대역의 신호들을 송수신할 수 있으며, 안테나에 필요한 비용 및 공간을 최소화할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 제1 방사부 102 : 제2 방사부
104 : 패치형 안테나 106 : 모노폴형 안테나
108 : 브랜치 110 : 슬롯
112 : 급전점 114, 116a, 116b : 연결 라인
118 : 제 라인 119 : 패치
120 : 제1 패턴 122 : 제2 라인
130, 150 : 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나
140 : 접지면

Claims (10)

  1. 내부에 슬롯이 형성된 패치형 안테나; 및
    상기 패치형 안테나에 결합된 모노폴형 안테나를 포함하고,
    상기 패치형 안테나는 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)를 포함하며,
    상기 패치형 안테나는 슬롯이 형성되어 있지 않은 제1 방사부 및 슬롯이 형성되어 있는 제2 방사부를 포함하고,
    상기 일정 대역의 신호를 송수신하는 브랜치(branch)는 상기 제2 방사부에 형성되어 있으며,
    상기 제1 방사부와 상기 제2 방사부의 일부는 낮은 대역의 신호를 송수신하고, 상기 제2 방사부의 다른 일부는 일정 대역의 신호를 송수신하며, 상기 모노폴형 안테나는 높은 대역의 신호를 송수신하고,
    상기 제2 방사부와 상기 모노폴형 안테나는 동일 평면상에 소정 거리 이격되어 형성되어 있으며,
    상기 제1 방사부는 소정 길이와 소정 폭을 갖는 제1 라인을 더 포함하고,
    상기 제1 라인의 일단은 소정의 연결 라인을 통해 급전점에 연결되며, 타단은 상기 제1 방사부와 연결되는, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 라인은, 상기 모노폴형 안테나가 형성된 면의 제1 모서리와, 상기 제2 방사부가 형성된 면의 제1 모서리, 및 상기 제2 방사부가 형성된 면과 수직이고 상기 모노폴형 안테나가 형성된 면과 마주보는 면의 제1 모서리를 따라 형성된, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 방사부에서 상기 제1 라인을 제외한 부분은, 상기 제2 방사부가 형성된 면과 마주보는 면 및 상기 제2 방사부가 형성된 면과 수직인 면상에 형성된, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 방사부는, 형상이 상기 슬롯의 모양에 의해 결정되고 일단이 상기 제1 라인의 소정 부분에 연결된 제1 패턴 및 일단이 상기 제1 패턴의 타단에 연결된 제2 라인을 더 포함하는, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 브랜치는, 상기 제2 방사부가 형성된 면의 모서리를 따라 상기 제1 라인과 수직인 방향으로 형성된, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 모노폴형 안테나는, 소정의 연결 라인을 통해 급전점에 연결되고, 상기 브랜치가 형성된 면의 모서리와 마주보는 모서리를 따라 상기 제1 라인과 수직인 방향으로 형성된, 이동통신 단말기용 내장형 다중대역 안테나.
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