KR20020091227A - 다중 공진 안테나 - Google Patents

Abstract

급전 소자(16)의 방사 전극(18)의 개방단(18A)과 패러스틱 소자(17)의 방사 전극(19)의 개방단(19A)에서, 용량 부하 전극(24,25)과 접지 전극(26,27)이 서로 대향하게 형성된다. 대향 부분에서, 전계 전향기(31,32,37,38)가 형성되고, 그리하여 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17) 사이에서 결합하는 전계가 감소한다.

Description

다중 공진 안테나{Multi-resonance antenna}

최근, 셀룰라 폰, 휴대용 이동 단말기 및 통신 기능을 갖는 고정 단말기와 같은 정보 단말기를 1~5㎓ 대역의 고주파수를 사용하여 연결하는 요구가 있었다. 이와 같은 통신 방법의 한 예는 2.45㎓의 중심 주파수와 대약 100㎒의 대역폭을 사용하는 것이다. 이 방법은 정보 단말기 근처를 무선으로 연결한다. 데이타 신호, 음향 신호 및 비디오 신호가 대량으로 송신되고 수신될 수 있다.

이들 정보 단말기에 포함되거나 부가되는 무선 송수신기는 가능한한 소형일 필요가 있다. 무선 송수신기에 탑재된 안테나에 관하여는, 가능한한 소형인 소위 소형 표면실장 안테나가 요구된다.

안테나의 전기장(electrical length)은 동작하는 전자기파의 주파수에 의해 결정된다. 소형 안테나를 사용하는 만족스러운 안테나 특성을 확보하기 위하여, 높은 비유전 상수의 유전체 기본 부재에 방사 전극을 형성하는 것이 필요하다. 안테나의 크기는 일반적으로 비유전 상수와 기본 부재의 체적에 의해 결정된다. 높은 비유전 상수의 유전체 기본 부재를 사용하는 안테나에서, 방사 전극이 동작 주파수에 대해 상대적으로 짧아질 수 있다. 따라서, 전기적 Q 인자가 향상되지만, 효과적인 주파수 대역이 좁아진다.

주파수 대역을 넓히기 위하여, 일본 무심사 특허 출원 공개 제6-69715호에 기재된 광대역 선형 안테나가 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 안테나는 폴리이미드로 형성된 회로 기판(1)의 상부 면에 급전 소자(3)를 함유한다. 급전 소자(3)는 전원 공급부(2)를 구비한 방사 전극 스트립이다. 또한 안테나는 급전 소자(3)와 갈이가 다른 패러스틱(parastic) 소자(5)를 포함한다. 급전 소자(3)와 패러스틱 소자(5)는 서로 평행하게 사이드-바이-사이드(side-by-side)로 배열된다. 안테나에서, 전기장 결합이 급전 소자(3)와 패러스틱 소자(5) 사이에서 수립되고, 급전 소자(3)가 패러스틱 소자(5)로 전력을 공급하여, 급전 소자(3)와 패러스틱 소자(5)가 다중 주파수에서 공진하도록 한다. 그 결과, 넓은 주파수 대역이 성취된다.

전술된 바와 같이 종래의 안테나에 관하여, 급전 소자(3)의 방상 전극의 길이는 대략 410mm로 한정되고, 패러스틱 소자(5)의 방사 전극의 길이는 대략 360mm로 한정된다. 그리하여 휴대용이고 소형인 안테나를 구성하는 것이 어렵다. 안테나는 급전 소자(3)와 패러스틱 소자(5) 사이의 다중 공진 매칭을 조정하기 위해 구성되지 않는다.

한편, 종래의 안테나에서, 최적의 공진 주파수 매칭에 대한 상태를 만족하기 위하여 작은 체적으로 유전체 기본 부재의 표면에 복수의 방사 전극을 형성하는 것이 어렵다. 특히, 급전 소자의 방사 전극과 패러스틱 소자의 방사 전극이 유전체기본 부재의 동일한 주면에 배열되는 경우, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 거리가 좁아지게 된다. 그리하여, 과도한 전계(electric-field)가 발생한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 급전 소자의 공진 주파수(f1)과 패러스틱 소자의 공진 주파수(f2)가 서로 분리되고, 그리하여 급전 소자와 패러스틱 소자가 다중 주파수에서 공진하지 않는다. 방사 전극이 다중 공진을 발생시키기 위해 강제되도록 짧아지는 경우, 만족스러운 매칭이 한 측의 공진에서 성취될 수 없다. 그리하여, 안테나는 공진 주파수 f1에서 단일 공진 상태에 있고, 최상의 다중 공진 매칭이 성취될 수 없다.

다중 공진 매칭을 성취하기 위하여, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 전계 결합은 약해질 필요가 있다. 유전체 베이스 부재의 주면이 넓어지는 경우, 기본 부재 자신의 크기는 증가된다. 그리하여 소형 표면 탑재 안테나를 얻는 것이 불가능하다. 각 방사 전극의 폭이 너무 많이 감소되는 경우, 인덕턴스 성분이 넓게 변하고, 공진 특성이 안정적이지 않게 된다. 그리하여 안테나를 대량 생산 하는 것이 어렵다. 선택적으로, 급전 소자의 방사 전극과 패러스틱 소자의 방사 전극이 각각, 유전체 기본 부재의 주면과 단면에 배열될 수 있다. 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 간격이 너무 커지게 되면, 만족스러운 전계 결합이 성취될 수 없다. 방사 전극을 스크린 인쇄하는 경우, 두 개의 면, 즉 주면과 단면을 인쇄할 필요가 있다.그리하여, 인쇄 공정의 수가 증가되고, 제조 가격이 증가된다.

본 발명은 다중 공진 안테나, 특히, 휴대용 정보 터미널에 적합한 광대역 다중-공진 안테나에 관한 것이다.

도 1a 본 발명의 첫번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 전면의 사시도이다.

도 1b는 본 발명의 첫번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 후면의 사시도이다.

도 2는 다중 공진 안테나에서의 용량 부하 전극과 접지 전극의 확대도이다.

도 3a와 도 3b는 다중 공진 안테나에서 전계 전향기를 설명하기 위한 개략도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 귀환 손실 특성을 도시한다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 VSWR 특성을 도시한다.

도 6a는 본 발명의 두번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 전면의 사시도이다.

도 6b는 본 발명의 두번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 접지 전극 측으로부터 관측된 후면의 사시도이다.

도 6c는 본 발명의 두번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나의 급전 전극 측으로부터 관측된 후면의 사시도이다.

도 7은 본 발명의 세번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서 용량 부하 전극과 접지 전극을 도시하는 확대도이다.

도 8은 본 발명의 네번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서 용량 부하 전극과 접지 전극을 도시하는 확대도이다.

도 9는 본 발명의 다섯번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서 용량 부하 전극과 접지 전극을 도시하는 확대도이다.

도 10은 본 발명의 여섯번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서 용량 부하 전극과 접지 전극을 도시하는 확대도이다.

도 11은 본 발명의 일곱번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서 용량 부하 전극과 접지 전극을 도시하는 확대도이다.

도 12는 주지의 다중 공진 안테나의 개략도이다.

도 13은 다중 공진 안테나의 다중 공진을 표현한 VSWR 특성을 도시한다.

도 14는 다중 공진 안테나의 다중 공진을 표현한 VSWR 특성을 도시한다.

전술된 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 과도한 전계 결합을 억제하는 것에 의해 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 최적의 전계 결합을 갖는 다중 공진 안테나를 제공하는 것이다.

전술된 목적을 성취하기 위하여, 본 발명은 다음 구성을 사용하는 문제를 해결한다. 특히, 본 발명의 다중 공진 안테나는 제1방사 전극과 제1방사 전극에 전력을 공급하기 위한 급전 전극을 포함하는 급전 소자; 제1방사 전극과 나란히 배열된 제2방사 전극을 포함하는 패러스틱 소자; 소정 간격의 적어도 하나의 제1방사 전극과 제2방사 전극 각각의 개방단에 대향하게 배열된 접지 전극; 및 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 전계 결합을 억제하는 전계 전향기(deflector)를 포함하고, 전계 전향기는 각 개방부와 각 접지 전극이 서로 대향하는 곳에 형성된다.

본 발명에 따르면, 전계 전향기(들)는 급전 소자와 패러스틱 소자의 각 개방단과 각 접지 전극이 서로 대향하는 위치의 하나 또는 양쪽에 제공된다. 그리하여, 전계는 개방부와 접지 전극 사이에 대향부에서 집중되고, 개방단과 접지 전극 사이의 전계 결합이 강화된다. 대조적으로, 급전 소자와 패러스틱 소자의 개방단의 근처에서의 전계 결합은 약화된다. 그리하여, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 전계 결합은 최적으로 조정될 수 있고, 급전 소자와 패러스틱 소자의 만적스러운 다중 공진이 발생하게 될 수 있다.

한편, 전계가 최상이 되는 급전 소자와 패러스틱 소자의 개방단의 근처로부터의 전계 누설이 감소되고, 그리하여 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 전계 결합이 약해진다. 그 결과, 급전 소자와 패러스틱 소자는 다중 주파수에서 만족스러운 공진을 야기할 수 있다.

본 발명의 다중 공진 안테나에서, 제1방사 전극과 제2방사 전극은 대략 서로 평행하게 배열된 방사 전극 스트립이 될 수도 있다. 바람직하게는, 전계 전향기는 개방단과 접지 전극 사이에서 개방단과 접지 전극 사이에서 발생된 전계를 실질적으로 감싸고, 제1방사 전극과 제2방사 전극이 확장하는 방향으로부터 전계 벡터(vector)의 방향을 전향(deflect) 시킨다.

방사 전극의 개방단과 접지 전극은 제1방사 전극과 제2방사 전극이 확장하는 방향에 수직하지 않는 대향 모서리를 가질 수도 있다. 한편, 전계 전향기가 급전 소자와 패러스틱 소자가 확장하는 방향으로부터 전계의 방향을 전향시키는 대향 모서리를 갖는 것이 바람직하다. 전술된 바와 같은 구성으로, 개방단과 접지 전극의 양 대향하는 모서리의 부분 또는 전체가 급전 소자와 패러스틱 소자가 확장하는 방향에 대해 상대적으로 평행하거나 기울(tilt)어진다. 그리하여, 방사 전극의 개방단과 접지 전극 사이에서 발생된 전계의 방향이 변한다. 방사 전극의 개방단과 접지 전극 사이의 대향부로부터의 전계 누설이, 방사 전극의 개방단과 접지 전극의 대향하는 모서리가 간단히 수평이 되는 경우와 비교하여 감소된다.

본 발명의 다중 공진 안테나에서, 용량 부하 전극이 방사 전극의 개방단에 제공될 수도 있다. 바람직하게는, 전계 전향기가 용량 부하 전극과 접지 전극에 의해 형성된다.

제1 및 제2용량 부하 전극은, 각각, 제1방사 전극의 개방단과 제2방사 전극의 개방단에 형성될 수도 있다. 제1접지 전극은 그들 사이에 소정의 간격으로 제1용량 부하 전극에 대향하게 형성될 수도 있고, 제2접지 전극은 그들 사이에 소정의간격으로 제2용량 부하 전극에 대향하게 형성될 수도 있다.

이 경우에, 전계 전향기가 제1용량 부하 전극과 제1접지 전극 사이, 그리고 제2용량 부하 전극과 제2접지 전극 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 다중 공진 안테나를 소형화하기 위하여, 제1방사 전극과 제2방사 전극이 스트립-형으로 형성되고 실질적으로 사각인 유전체 기본 부재의 제1주면에 서로 평행하고, 제1용량 부하 전극과 제2용량 부하 전극이 유전체 기본 부재의 제1주면에 인접하는 단면에 형성된다.

이 경우에, 제1접지 전극과 제2접지 전극이 유전체 기본 부재의 단면에 형성될 수도 있고, 전계 전향기가 단면에 유사하게 형성될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 유전체 기본 부재; 유전체 기본 부재의 주면에 서로 평행하게 형성된 스트립인 제1방사 전극과 제2방사 전극; 제1방사 전극에 전력을 공급하는 급전 전극; 제2방사 전극을 접지하는 어스(earth) 전극; 제1 및 제2방사 전극의 개방단에 각각 형성된 제1 및 제2용량 부하 전극; 적어도 하나의 제1 및 제2용량 부하 전극의 각각에 대향하게 배열된 접지 전극을 포함하는 다중 공진 안테나가 제공된다. 용량 부하 전극과 접지 전극은 용량 부하 전극과 접지 전극이 서로 대향하는 부분에서 대향하는 방향에서 확장하는 돌출 전극이 제공된다.

다중 공진 안테나에 따르면, 돌출 전극이 용량 부하 전극과 접지 전극 사이에 대향 부분에서 서로 대향하게 형성된다. 그리하여, 용량 부하 전극과 접지 전극 사이의 대향 부분으로부터 누설하는 전기력선(electric line of force)이 감소될 수 있다. 그 결과, 대향 측으로부터의 전기력선에 의해 인접하는 용량 부하 전극에서의 상호 간섭이 약해진다.

한편, 용량 부하 전극과 접지 전극의 대향하는 모서리는 커지게 되고, 전기력선이 대향부에서 집중된다. 또한, 용량 부하 전극과 접지 전극 사이의 대향부에서의 전기력선의 방향이 변경되고, 인접하는 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 전기력선에서 상호 간섭이 약해진다. 그 결과, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 다중 공진 매칭이 성취될 수 있다.

다중 공진 안테나에서, 용량 부하 전극의 돌출 전극과 접지 전극의 돌출 전극이 복수의 용량 부하 전극이 정렬된 방향과 다른 방향에서 확장하는 대향 모서리를 갖는 것이 바람직하다.

이 전극 배열로, 용량 부하 전극과 접지 전극 사이의 대향부에서의 전기력선이 대향하는 모서리가 배열된 방향과 같은 방향으로 정렬된다. 힘의 전기력선의 분포 밀도는 대향하는 모서리에서 최대가 된다. 그리하여, 인접하는 방사 전극과의 전계결합이 매우 약해지고, 만족스러운 다중 공진이 발생하기 위해 충분한 조정을 가능하게 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 다중 공진 안테나가 실시형태를 사용하여 기술된다.

(첫번째 실시형태)

도 1a와 도 1b는 본 발명의 첫번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나를 도시한다. 도 1a는 전면 측으로부터 관측된 다중 공진 안테나를 도시하고, 도 1b는 후면 측으로부터 관측된 다중 공진 안테나를 도시한다.

도 1a와 1b를 참조로, 유전체 기본 부재(10)는 사각 육면체이고, 높은 비유전 상수의 세라믹으로 형성된다. 유전체 기본 부재(10)의 횡단면(11,12)은 단면(11,12)을 통해 관통하는 관통 홀(13)을 함유한다. 그리하여, 유전체 기본 부재(10)의 무게와 비용이 감소된다.

유전체 기본 부재(10)는 급전 소자(16)와 후술되는 전극이 형성되는 패러스틱 소자(17)가 제공된다. 상세하게는, 둘다 스트립 형상인, 제1방사 전극(18)과 제2방사 전극(19)이 유전체 기본 부재(10)의 제1주면(14: 상면)에 형성된다. 제1방사 전극(18)과 제2방사 전극(19)이 그들 사이에 소정의 간격으로 형성되고 실질적으로 서로 평행한다. 필요한 수의 슬릿(20)이 급전 소자(16)를 형성하는 제1방사 전극(18)의 표면에 제공된다. 급전 소자(16)의 효과적인 전기장은 슬릿(20)에 의해 조정된다. 접지 도전 층(23)이 후술되는 급전 단자(30)의 주변을 제외하고 유전체 기본 부재(10)의 제2주면(15: 바닥면)의 실질적으로 전체에 형성된다.

제1방사 전극(18)의 개방단(18a)과 제2방사 전극(19)의 개방단(19a)이 위치된 유전체 기본 부재(10)의 세로 단면(21)에, 제1방사 전극(18)과 연속하는 제1용량 부하 전극(24)과 제2방사 전극(19)과 연속하는 제2용량 부하 전극(25)이 제공된다. 단면(21)에, 제1용량 부하 전극(24)과 소정의 간격으로 대향하게 형성된 제1접지 전극(26)과 제2용량 부하 전극(25)과 소정의 간격으로 대향하게 형성된 제2접지 전극(27)이 제공된다. 접지 전극(26,27)은 유전체 기본 부재(10)의 바닥면(15)에서 접지 도전 층(23)에 연결된다.

유전체 기본 부재(10)의 제2 세로 단면(22)에는, 급전 전극(28)과 접지 전극(29)이 제공된다. 제1방사 전극(18)의 급전단(18B)은 급전 전극(28)을 통해 유전체 기본 부재(10)의 바닥면(15)에 제공된 급전 단자(30)에 연결된다. 제2방사 전극(19)의 접지 단(19B)은 접지 전극(29)을 통해 접지 도전 층(23)에 연결된다. 전술된 바와 같은 배열로, 급전 단자(30)는, 바람직하게는 임피던스 매칭 회로를 통해, 무선 송신/수신 회로와 같은 정보 단자(도시되지 않음)의 회로 보드에 형성된 신호원에 연결된다. 접지 도전 층(23)은 회로 보드의 접지 패턴에 연결된다.

첫번째 실시형태의 다중 공진 안테나에 따르면, 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17)는 제1용량 부하 전극(24), 제2용량 부하 전극(25), 제1접지 전극(26) 및제2접지 전극(27) 모두가 유전체 기본 부재(20)의 단면(21)에 형성되는 부분에서 대응하는 전극에 대향하는 특징을 갖는다. 이 특징은 도 2에 도시된 확대도를 사용하여 기술될 것이다.

제1용량 부하 스텝부(31: stepped-portion)가 제1용량 부하 전극(24)의 바닥에 제공된다. 제2용량 부하 스텝부(32)가 제2용량 부하 전극(25)의 바닥에 제공된다. 이들 용량 부하 스텝부(31,32)는 수평 모서리부(33,34)와 확장부(35,36)를 포함한다. 수평 모서리부(33,34)는 용량 부하 전극(24,25)의 측부 모서리(24A,25A: 내부 모서리)로부터 분리되도록 수평 방향에서 각각 확장한다. 확장부(35,36)는 용량 부하 전극(24,25)의 외부 모서리(24B,25B)를 각각 아래로 확장하는 것에 의해 형성된다.

대조적으로, 제1접지 전극(26)과 제2접지 전극(27)의 상부에는, 제1접지 스텝부(37)와 제2접지 스텝부(38)가 제1용량 부하 스텝부(31)와 제2용량 부하 스텝부(32)에 따라 제공된다. 접지 스텝부(37,38)의 수평 모서리에 의해 형성된 수평부(39,40)는 확장부(35,36)의 인도(leading) 모서리에 각각 대향한다. 접지 스텝부(37,38)를 형성하는 돌출부(41,42)는 용량 부하 스텝부(31,32)의 수평부(33,34)를 향하는 방향으로 돌출되고, 수평부(33,34)에 대향하는 인도 모서리를 갖는다. 이 전극 구성으로, 용량 부하 스텝부(31,32)의 확장부(35,36)와 접지 스텝부(37,38)의 돌출부(41,42)는 수직 방향에서 확장하는 대향 모서리(35A,36A,41A,42A)를 갖는다.

확장부(35,36)와 돌출부(41,42)가 대향 방향에서 확장되게 형성되는 전극 구성에서, 고주파수 전력이 급전 전극(28)으로부터 급전 소자(16)로 공급되는 경우, 용량 부하 전극(24,25)에서의 전계는 도 3a의 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 용량 부하 전극(24)이 접지 전극(26)에 대향하고, 용량 부하 전극(25)이 접지 전극(27)에 대향하는 대향부에서 집중된다. 그리하여, 용량 부하 전극(24)과 접지 전극(26) 사이의 대향부와 용량 부하 전극(25)과 접지 전극(27) 사이의 대향부로부터의 전계 누설이 감소된다. 그 결과, 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17) 사이의 전계 결합이 용량 부하 전극(24,25)의 부분에서 약해진다.

한편, 전기력선의 방향은 용량 부하 스텝부(31,32)의 확장부(35,36)와 접지 스텝부(37,38)의 돌출부(41,42)의 수직 대향 모서리(35A,36A,41A,42A)에서 변한다. 따라서, 전기력선의 분포는 용량 부하 전극(24)과 접지 전극(26) 사이와 용량 부하 전극(25)과 접지 전극(27) 사이의 각 대향부에서 변한다. 한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 용량 부하 스텝부(31)에서의 전기력선과 인접하는 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17)에서의 전기력선의 상호 간섭이 변한다.

일반적으로, 전계의 최대 분포는 급전 소자와 패러스틱 소자의 개방단 근처이다. 전극이 도 3b에 도시된 바와 같이 배열되는 경우, 즉, 급전 소자 측에서의 용량 부하 전극(124)과 접지 전극(126) 사이의 간격과 패러스틱 소자 측에서의 용량 부하 전극(125)과 접지 전극(127) 사이의 간격이 용량 부하 전극(124,125)이 확장하는 방향에 대해 수직인 방향에서 형성되는 경우, 용량 부하 전극(124)과 접지 전극(126) 사이의 부분으로부터의 전계 누설과 용량 부하 전극(125)과 접지 전극(127) 사이의 부분으로부터의 전계 누설이 쉽게 서로 결합된다. 그리하여, 칩형 안테나가 휴대용 전화에 탑재되는 경우, 급전 소자가 패러스틱 소자에 인접하게 배열될 수 있다.

대조적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 첫번째 실시형태에 따르면, 전계가 제1용량 부하 전극(24)과 제1접지 전극(26) 사이와 제2용량 부하 전극(25)과 제2접지 전극(27) 사이에 둘러싸이고, 전계 벡터의 방향은 전향된다. 그리하여, 결합이 약해지고, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이의 원하지 않는 전계 결합이 억제된다. 따라서, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이에 결합하는 최적의 전계를 갖는 작은 표면 탑재가능한 다중 공진 안테나가 성취될 수 있다.

다시 말하면, 첫번째 실시형태에 따르면, "전계 전향기"가 제1방사 전극의 개방단과 제1접지 전극 사이의 부분(즉, 제1용량 부하 전극과 제1접지 전극 사이의 부분)과 제2방사 전극의 개방단과 제2접지 전극 사이의 부분(즉, 제2용량 부하 전극과 제2접지 전극 사이의 부분)의 적어도 하나의 각각에 형성되고, 이들 부분에서 발생된 전계를 전향하기 위해 사용된다. 한편, 전계 전향기는 제1방사 전극의 개방단과 제1접지 전극 사이의 부분에서 발생된 전계와 제2방사 전극의 개방단과 제2접지 전극 사이의 부분에서 발생된 전계 사이의 결합을 제어한다. 특히, 전계 전향기는 전계를 감싸고 전계 벡터의 방향을 전향하기 위해 사용된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 용량 부하 스텝부(31,32)와 접지 스텝부(37,38)의 대향하는 모서리의 전체 길이는 대략 용량 부하 스텝부(31,32)와 접지 스텝부(37,38)의 수직 대향 모서리(35A,36A,41A,42A)의 길이에 의해 증가된다. 대부분의 전기력선은 용량 부하 전극(24,25)과 접지 전극(26,27) 사이의 대향부를 통해 통과한다. 그 결과, 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17) 사이의 전계 결합이 약해진다. 그리하여, 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17)가 서로 근처에 접근하여 제공되는 경우, 만족스러운 다중 공진이 성취될 수 있다.

특히, 첫번째 실시형태에 따른 다중 안테나에 따르면, 스티킹-아웃(sticking-out) 접지측 돌출부(41,42)가 제1접지 전극(26)과 제2접지 전극(27)이 서로 대향하는 측(내부 측)에 형성된다. 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17) 사이의 원하지 않는 전계 결합이 보다 효과적으로 억제될 수 있다.

전술된 다중 공진 안테나의 특정 특성이 기술될 것이다.

6mm의 길이, 6mm의 폭과 5mm의 높이의 유전체 기본 부재(10)가 6.4의 비유전 상수인 세라믹 재료를 사용하여 제조된다. 유전체 기본 부재(10)의 표면에, 전술된 바와 같이 전극이 배열된 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17)가 형성된다. 제1방사 전극(18)과 제2방사 전극(19)은 각각 2.0mm의 폭과 9.0mm의 길이를 갖는다. 제1용량 부하 전극(24)과 급전 전극(28)의 전체 길이와 제2용량 부하 전극(25)과 접지 전극(29)의 전체 길이는 각각 18mm이다. 제1방사 전극(18)과 제2방사 전극(19) 사이의 거리는 2.0mm이다. 도 4는 이 경우에서 수평 축이 주파수를 나타내는 경우에 귀환 손실 특성을 도시하고, 도 5는 VSWR(voltage standing wave ratio) 특성을 도시한다.

도 4에 도시된 귀환 손실 특성은 2.2㎓~2.7㎓의 주파수 스위핑(sweeping)에 의해 발생된 경로를 나타낸다. 마커1(marker)은 2.4㎓, 마커2는 2.45㎓, 마커3은 2.5㎓를 나타낸다. 이 특성 곡선에 따르면, 공진 피크(peak)는 귀환 손실이 -10㏈보다 작은 2.41㎓~2.5㎓ 주파수이다. 급전 소자(16)와 패러스틱 소자(17)는 다중 공진 매칭 상태이다.

도 5를 참조로, 마커1~3은 도4에 도시된 것들과 동일한 주파수를 나타낸다. 마커1과 마커3은 1.5 VSWR을 나타내고, 마커2는 1.6을 나타낸다. 이 특성 곡선에 따르면, VSWR이 2 이하인 주파수의 하한은 2.39㎓이고, 상한은 2.53㎓이다. 그리하여, 대역폭이 대략 138㎒이다.

(두번째 실시형태)

도 6a~6c를 참조로, 본 발명의 두번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나가 기술될 것이다. 동일한 참조 번호는 도 1a와 1b에 도시된 첫번째 실시형태의 것들과 대응하는 구성에 주어지고, 동일한 부분의 반복되는 설명은 생략된다.

두번째 실시형태의 다중 공진 안테나는 첫번째 실시형태의 것과 달라서, 급전 소자(43)가 다른 전극 배열을 갖는다.

특히, 도 6a와 6b를 참조로, 도1a와 1b에 도시된 방사 전극과 다르고, 급전 소자(43)의 방사 전극(18)은 유전체 기본 부재(10)의 단면(22) 측에서 접지단(18c)을 갖는다. 방사 전극(18)은 단부 면(22)에 형성된 접지 전극(49)을 통해 접지 도전층(23)에 연결된다.

대조적으로, 도1a와 1b와 유사하게, 용량 부하 전극(24)은 유전체 기본 부재(10)의 단부 면(21)에 형성된다. 급전 전극(44)이 용량 부하 전극(24)에 대향하게 제공된다. 상세하게는, 수평부(45)와 돌출부(46)로 구성된 급전 스텝부(47)는 용량 부하 전극(24)의 용량 부하 스텝부(32)에 대향하게 제공된다.

급전 전극(44)은 유전체 기본 부재(10)의 바닥면(15)에 제공된 급전 단자(48)에 연결된다. 급전 소자(43)에 대한 패러스틱 소자(17)의 구조는 도 1a와 1b에 도시된 첫번째 실시형태의 것과 동일하다.

두번째 실시형태에 따른 전극 배열로, 급전 단자(48)에 공급되는 고주파 전력이 용량 부하 스텝부(32)와 급전 스텝부(47) 사이의 정전기 용량을 통해 제1방사 전극(18)으로 공급된다. 이 경우에, 첫번째 실시형태와 유사하게, 용량 부하 전극(25)과 접지 전극(27) 사이의 부분과 용량 부하 전극(24)과 급전 전극(44) 사이의 부분으로부터 누설되는 전계는 감소된다. 그리하여, 급전 단자(43)와 패러스틱 소자(17) 사이에 결합하는 전계가 최적으로 설정될 수 있다.

(세번째 실시형태)

본 발명의 세번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 급전 소자측에서 제1용량 부하 전극(51)과 제1접지 전극(53)은 그들 사이에 소정의 간격으로, 제1방사 전극이 확장하는 방향에 수직으로 형성된 평행 모서리에서 서로 대향한다. 그리하여, 대향하는 모서리의 길이는 용량 부하 전극(51)의 폭과 같다. 용량 부하 전극(51)과 접지 전극(53) 사이의 대향부를 통해 통과하는 전기력선은 대향부 외부로 크게 확장하고, 인접하는 패러스틱 소자와 결합하는 전계가 강화된다. 다시 말하면, 전계 전향기가 급전 소자측에 제공되지 않는다.

패러스틱 소자측에서 제2용량 부하 전극(52)의 확장부(55)는 가능한한 제1용량 부하 전극(51)으로부터 분리되도록 형성된다. 제2접지 전극(54)의 돌출부(56)는 제1용량 부하 전극(51)과 제2용량 부하 전극(52) 사이에서 위로 크게 돌출되도록형성된다. 이 전극 구성으로, 전계 전향기가 패러스틱 소자측에 형성되고, 확장부(55)의 수직으로 대향하는 모서리(55A,56A)와 돌출부(56)가 도 1a와 1b에 도시된 첫번째 실시형태보다 커지게 된다. 그리하여, 제2용량 부하 전극(52)과 제2접지 전극(54) 사이의 부분을 통해 통과하는 전기력선이 확장부와 돌출부(56)의 수직으로 대향하는 모서리(55A,56A) 사이에 둘러싸일 수 있다.

제2접지 전극(54)의 돌출부(56)의 인도 모서리와 제2방사 전극의 개방단(19A) 사이의 간격이 수직으로 대향하는 모서리(55A,56A) 사이의 간격보다 크게 형성된다. 그리하여, 돌출부(56)의 인도 모서리를 통해 통과하는 전기력선이 감소되고, 돌출부(56)의 인도 모서리부에 인접하는 제1용량 부하 전극(51)과 결합하는 전계가 약해진다. 제1용량 부하 전극(51)과 제1접지 전극(53) 사이의 대향부로부터 누설하는 전계가 주로 제2접지 전극(54)과 결합하기 때문에, 제2용량 부하 전극(52)의 돌출부(55)와 패러스틱 소자에서의 효과가 크게 작아진다.

(네번째 실시형태)

본 발명의 네번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 전계 전향기가 패러스틱 소자측에 형성되지 않는다. 급전 소자측에서 제1용량 부하 전극(57)이 패러스틱 소자측에서 제2용량 부하 전극(58)의 아래 확장부에 의해 형성되는 확장부(61)와 함께 제공된다. 확장부(61)를 따라, 돌출부(62)가 제1접지 전극(59)측으로부터 형성된다. 상세하게는, 전계 전향기의 이 전극 구성으로, 세번째 실시형태와 유사하게, 확장부(61)와 돌출부(62)의 수직 대향 모서리(61A,62A)가 연장될 수 있다.

네번째 실시형태에서, 제1접지 전극(59)의 폭은 제2접지 전극(60)의 폭보다 좁다.제1용량 부하 전극(57)과 제1접지 전극(59)의 인도 모서리 사이의 간격은 수직 대향 모서리(61A,62A) 사이의 간격보다 넓다. 그리하여, 확장부(61)의 인도 모서리로부터 누설하는 전계가 약해진다. 다시 말하면, 전계가 제1용량 부하 전극(57)과 제1접지 전극(59)의 수직 대향 모서리(61A,62A)에서 집중된다. 그리하여, 인접하는 제2용량 부하 전극(58) 측으로 누설하는 전계가 감소될 수 있다.

(다섯번째 실시형태)

본 발명의 다섯번째 실시형태에 따른 다중 공진 안테나는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1용량 부하 전극(24), 제2용량 부하 전극(25), 제1접지 전극(26) 및 제2접지 전극(27)을 함유하는 첫번째 실시형태의 구조와 유사하다. 그러나, 급전 소자와 패러스틱 소자가 서로 대향하는 측에서, 제1용량 부하 전극(63)과 제1접지 전극(65)의 인도 모서리 사이의 간격과 제2용량 부하 전극(64)과 제2접지 전극(66)의 인도 모서리 사이의 간격은 다른 대향부에서의 간격보다 크게 구성된다.

전계 전향기가 전술된 바와 같이 배열되는 경우, 용량 부하 전극(63)과 접지 전극(65) 사이와 용량 부하 전극(64)과 접지 전극(66) 사이의 부분으로부터 누설하는 전계가 증가되지만, 용량 부하 전극(63,64)의 인접하는 모서리(63A,64A)에서의 전계가 약해진다. 다시 말하면, 용량 부하 전극(63)과 접지 전극(65) 사이와 용량 부하 전극(64)과 접지 전극(66) 사이에 결합하는 전계가 강한 부분이 모서리(63A,64A)로부터 용량 부하 전극(63,64)과 접지 전극(65,66)의 다른 대향 모서리로 전향된다. 그 결과, 용량 부하 전극(63,64) 사이에서 결합하는 전계와, 급전 소자와 패러스틱 소자 사이에서 결합하는 과도한 전계가 감소될 수 있다.

(여섯번째 실시형태)

본 발명의 여섯번째 실시형태에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 확장부(73)가 용량 부하 전극(71)의 바닥에 제공된다. 접지 전극(72)의 상부에, 확장부(73)의 양 모서리를 따라 확장하는 돌출부(74)가 제공된다.

전계 전향기가 전술된 바와 같이 배열되는 경우, 용량 부하 전극(71)과 접지 전극(72)의 대향하는 모서리가 확장부(73)와 수직 방향에서 확장하는 돌출부(74)의 수직 대향 모서리의 길이에 의해 연장된다. 용량 부하 전극(71)과 접지 전극(72) 사이의 대향부로부터 누설하는 전기력선이 감소된다. 수평 대향 모서리에서의 전기력선과 달리, 수직 모서리에서의 전기력선은 수평 방향이다. 그 결과, 용량 부하 전극(71)과 접지 전극(72) 사이의 대향부에서의 전기력선의 분포가 변경될 수 있다.

(일곱번째 실시형태)

본 발명의 일곱번째 실시형태에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 용량 부하 전극(75)과 접지 전극(76) 사이의 대향부는 삼각형 확장부(77)와 삼각형 돌출부(78)를 포함하고, 그리하여 경사진 대향 모서리를 형성한다.

전계 전향기가 전술된 바와 같이 배열되는 경우, 대향 모서리는 수평 대향 모서리보다 길어지게 되고, 전기력선의 방향이 기울어진다. 대향 모서리가 기울어지는 경우, 인접하는 용량 부하 전극과의 전기력선에서의 상호 간섭이 약해진다.

여섯번째 실시형태와 일곱번째 실시형태에 기재된 용량 부하 전극은 제1용량부하 전극에 대응하는 전극 또는 제2용량 부하 전극에 대응하는 전극이 될 수 있다. 또한 접지 전극은 제1접지 전극에 대응하는 전극 또는 제2접지 전극에 대응하는 전극이 될 수 있다.

전술된 실시형태들에서, 단일 패러스틱 소자가 단일 급전 소자(16)에 대해 제공된다. 본 발명의 다중 공진 안테나에서, 복수의 패러스틱 소자가 단일 급전 소자에 대해 제공될 수 있다. 이 경우에, 용량 부하 전극과 접지 전극 사이의 대향부에서의 전극 배열과 용량 부하 전극과 급전 전극 사이의 대향부에서의 전극 배열이 실시형태의 어느 하나에 기재된 배열에 따라 구성될 수 있고, 다중 공진이 급전 소자와 복수의 패러스틱 소자 사이에 조정될 수 있다. 급전 소자의 방사 전극의 폭과 패러스틱 소자의 방사 전극의 폭을 고려하여, 하나가 다른 하나보다 좁게 만들어질 수 있고, 그리하여 공진 주파수가 변한다.

본 발명의 다중 공진 안테나는 급전 소자와 패러스틱 소자 사이에 결합하는 최적화된 전계를 갖고, 셀룰라 폰, 휴대용 전화와 같은 정보 터미널을 연결하는데 바람직하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

1. 제1방사 전극과 상기 제1방사 전극에 전력을 공급하는 급전 전극을 포함하는 급전 소자;

   상기 제1방사 전극과 나란히 배열된 제2방사 전극을 포함하는 패러스틱 소자;

   소정 간격의 상기 제1방사 전극과 상기 제2방사 전극의 적어도 하나의 각각의 개방단에 대향하게 배열된 접지 단자; 및

   상기 급전 소자와 상기 패러스틱 소자 사이에 결합하는 전계를 억제하는 전계 전향기를 포함하고, 상기 전계 전향기는 각 개방단과 각 접지 단자가 서로 대향하는 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1방사 전극과 상기 제2방사 전극은 대략적으로 서로 평행하게 배열된 방사 전극 스트립이고;

   상기 전계 전향기는 개방단과 접지 전극 사이에서 개방단과 접지 전극 사이에서 발생된 전계를 실질적으로 감싸고, 상기 제1방사 전극과 상기 제2방사 전극이 확장하는 방향으로부터 전계 벡터의 방향을 전향하는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
3. 제2항에 있어서, 상기 방사 전극의 상기 개방단과 상기 접지 전극은 상기제1방사 전극과 상기 제2방사 전극이 확장하는 방향에 수직이 아닌 대향 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
4. 제1항에 있어서, 용량 부하 전극이 상기 방사 전극의 상기 개방단에서 제공되고, 상기 전계 전향기가 상기 용량 부하 전극과 상기 접지 전극에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
5. 제4항에 있어서, 상기 용량 부하 전극은 제1 및 제2용량 부하 전극을 포함하고, 상기 제1용량 부하 전극과 상기 제2용량 부하 전극은 상기 제1방사 전극의 개방단과 상기 제2방사 전극의 개방단에 각각 형성되고; 그리고 상기 접지 전극은 제1 및 제2접지 전극을 포함하고, 상기 제1접지 전극은 상기 제1용량 부하 전극에 소정의 간격으로 대향하여 형성되고, 상기 제2접지 전극은 상기 제2용량 부하 전극에 소정의 간격으로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
6. 제5항에 있어서, 상기 전계 전향기는 상기 제1용량 부하 전극과 상기 제1접지 전극 사이와 상기 제2용량 부하 전극과 상기 제2접지 전극 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1방사 전극과 상기 제2방사 전극은 스트립형으로 형성되고 실질적으로 사각인 유전체 기본 부재의 제1주면에서 서로 평행하고; 상기제1용량 부하 전극과 상기 제2용량 부하 전극은 상기 유전체 기본 부재의 제1주면에 인접하는 단면에 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1접지 전극과 상기 제2접지 전극은 상기 유전체 기본 부재의 단면에 형성되고, 상기 전계 전향기는 상기 단면에 유사하게 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
9. 유전체 기본 부재;

   상기 유전체 기본 부재의 주면에서 서로 평행하게 형성된 스트립인 제1방사 전극과 제2방사 전극;

   상기 제1방사 전극에 전력을 공급하는 급전 전극;

   상기 제2방사 전극을 접지하는 어스 전극;

   상기 제1 및 제2방사 전극의 개방단에 각각 형성되는 제1 및 제2용량 부하 전극;

   적어도 하나의 제1 및 제2용량 부하 전극의 각각에 대향하게 배열된 접지 전극을 포함하고,

   상기 적어도 하나의 제1 및 제2용량 부하 전극과 상기 접지 전극은 상기 적어도 하나의 제1 및 제2용량 부하 전극과 상기 접지 전극이 서로 대향하는 부분에서 대향하는 방향으로 확장하는 돌출 전극이 제공되는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.
10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상기 제1 및 제2용량 부하 전극의 돌출 전극과 상기 접지 전극의 돌출 전극은 상기 복수의 용량 부하 전극이 정렬되는 방향과 다른 방향으로 확장하는 대향 모서리를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 공진 안테나.