KR200384113Y1 - 광대역 인쇄회로기판 안테나 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인쇄회로기판 안테나에 관한 것으로서, 특히 소형의 이동통신단말기에 적용할 수 있도록 소형으로 제작되는 인쇄회로기판 안테나의 협소한 대역폭을 개선하기 위하여, 인쇄회로기판 안테나에 무급전 기생소자와 커플링효과를 유도하는 급전부를 형성함으로써 광대역폭을 갖는 인쇄회로기판 안테나를 제공한다.

Description

광대역 인쇄회로기판 안테나{PRINTED CIRCUIT BOARD WIDE BAND ANTENNA}

본 고안은 인쇄회로기판 안테나에 관한 것으로서, 특히 소형의 이동통신단말기에 적용할 수 있도록 소형으로 제작되는 인쇄회로기판 안테나의 협소한 대역폭을 개선하기 위하여, 인쇄회로기판 안테나에 무급전 기생소자와 커플링효과를 유도하는 급전부를 형성함으로써 광대역폭을 갖는 인쇄회로기판 안테나에 관한 것이다.

모바일 장치 기술의 발전은 시장에 새롭고 다양한 모델들을 가져왔고 가져올 것이며, 이에 따라 안테나에 있어서도 새로운 요구가 발생한다.

안테나는 900MHz대역과 1.8GHz대역과 같은 두 개의 주파수대역에서 즉시 동작하여야만 하고, 그 대역폭은 상대적으로 커야만 하며, 방사 및 수신특성은 장치와 안테나의 서로 다른 위치에서도 상당히 좋아야 하고, 안테나는 상대적으로 더욱 작고 간결해져야 한다.

종래의 이동통신단말기용 안테나는 헬리컬 안테나, 마이크로스트립 안테나, 칩 안테나 등으로 구분된다.

헬리컬 안테나는 두 개의 헬리컬 형태를 갖는 방사소자가 각기 다른 공진주파수를 가지면서 하나의 내부에 다른 하나가 삽입되거나, 서로 엇갈리게 겹쳐지거나, 상하로 나열된 형태로 다양하게 구현된다.

또한, 상기 헬리컬 안테나는 하나의 헬리컬 형태의 방사소자와 그 내부에 삽입되거나 하단에 연결되는 모노폴 안테나로 구성된다.

이러한 헬리컬 안테나는 다른 안테나들에 비하여 제조공정이 까다로우므로 상대적으로 높은 제조비용이 소요되며, 안테나가 단말기의 내부에 삽입될 때 특성이 저하되는 단점이 있다.

한편, 마이크로스트립 안테나는 서로 다른 공진주파수를 가지는 두 개의 방사스트립이 하나는 유전체의 표면에 구비되고 다른 하나는 유전체의 내부에 구비되는 더블스트립 안테나와, 하나의 방사스트립 및 하나의 전송선으로 구성되는 형태가 있다.

마이크로스트립 안테나는 다른 형태의 안테나들에 비하여 상대적으로 좁은 대역폭을 갖는다는 단점이 있으며, 이러한 단점을 해소하기 위하여 기생소자를 추가하면 안테나의 크기가 다른 안테나들에 비하여 상대적으로 커지게 된다.

또한, 단일한 유전체에 서로 다른 두개의 공진주파수를 방사하는 두 개의 미앤더라인을 구비하는 칩 안테나도 대역폭이 좁다는 단점이 있으며, 반파장 다이폴 형태로 안테나를 구성하는 경우에는 그 크기가 다른 안테나들에 비하여 매우 크다는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 제1목적은 소형의 이동통신단말기에 적용할 수 있는 광대역폭을 갖는 소형 안테나를 제공하는데 있다.

상기한 제1목적에 따른 본 고안의 제2목적은 소형의 이동통신단말기에 적용되는 인쇄회로기판 안테나의 대역폭을 확장시킬 수 있는 광대역 인쇄회로기판 안테나를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 인쇄회로기판 안테나에 있어서,

상기 인쇄회로기판 안테나의 몸체를 형성하는 유전체의 전면에 구비되어, 전도성 물질로서 미앤더라인을 형성하며 상기 안테나의 급전선에 연결되는 방사소자와;

상기 방사소자의 하단에 연장 형성되어, 상기 안테나의 급전선과 상기 방사소자를 연결하는 제1급전소자와;

상기 유전체의 후면에 구비되어, 전도성 물질로서 평판을 형성하는 기생소자와;

상기 유전체의 후면에 구비되어 상기 제1급전소자와 스루홀을 통하여 전기적 연결을 이루며, 상기 기생소자와 소정 간격 이격되어 상기 기생소자와 커플링효과를 유도하는 제2급전소자;로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나를 제공한다.

또한, 본 고안에 따른 광대역 인쇄회로기판에 있어서 상기 방사소자의 미앤더라인은 반복되는 미앤더 패턴의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 광대역 인쇄회로기판에 있어서 상기 기생소자는 상단에서 하단에 이르는 길이가 상기 방사소자의 길이보다 짧은 크기로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 광대역 인쇄회로기판에 있어서 상기 기생소자는 그 폭이 일정하지 않음을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 광대역 인쇄회로기판 안테나의 전면 및 후면을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 광대역 인쇄회로기판 안테나의 특성을 회로로 구현한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 광대역 인쇄회로기판 안테나는 유전체(111), 안테나의 급전선이 연결되는 제1급전부(115), 방사소자(113), 기생소자(121) 및 상기 기생소자(121)와 소정간격 이격되는 제2급전부(123)을 포함한다.

상기 유전체(111)는 인쇄회로기판 안테나의 몸체를 구성하는 절연체이다. 상기 유전체(111)는 전면(110)에 에칭 또는 이와 유사한 방식으로 미앤더라인 형태를 갖는 방사소자(113)를 형성한다.

상기 방사소자(113)는 사각 패턴을 갖는 전도체로서 동일 또는 상이한 굴절형 패턴이 연속된 형태로 구비되어 하나의 공진주파수를 중심으로 고주파 대역폭을 형성한다. 도 1에서는 상기 미앤더라인을 사각 패턴이 동일하게 반복되는 형태로 도시하였으나, 그 가로 폭에 변화를 주어 형성시키거나 그 굴절 각도를 달리하여 형성시킬 수도 있다.

본 고안에 따른 상기 방사소자(113)는 제1급전부(115)를 통하여 안테나의 급전선과 연결된다. 상기 제1급전부(115)는 상기 방사소자(113)의 하단에 연장 형성되며, 상기 방사소자(113)와 일체형 또는 분리되어 형성시킬 수 있다.

상기 제1급전부(115)는 상기 유전체(111)의 후면에 형성되는 제2급전부(123)과 스루홀을 통하여 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

상기 유전체(111)의 후면에는 전도성 물질로서 평판을 형성하는 기생소자(121)이 구비된다. 상기 기생소자(121)는 상기 유전체(111)의 후면에 구비되어 상기 제2급전소자(123)와 소정간격 이격되어 형성된다.

상기 기생소자(121)는 상기 방사소자(113)와의 사이에 유도되는 용량성 커플링효과에 의하여 상기 방사소자(113)에 의한 공진주파수와 함께 또 하나의 공진주파수에 의한 저주파 대역폭을 형성한다.

상기 기생소자(121)는 그 길이나 폭을 달리함으로써 상기 방사소자(113)와의 커플링효과를 조정하고, 이에 따라 공진주파수를 조정할 수 있다. 즉, 상기 기생소자(121)는 폭을 크게 함으로써 주파수 대역폭을 확장시킬 수 있다.

특히, 상기 기생소자(121)는 소정간격 이격된 상기 제2급전소자(123)와 또 하나의 용량성 커플링효과를 유도하여 상기 고주파 대역폭을 확장시키는 효과를 일으킨다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 기생소자(121)와 상기 제2급전소자(123)사이에는 커플링효과가 유도되며 이에 따라 커패시터(220)를 결합한 것과 동일한 효과가 있다.

도면번호(230)는 상기 방사소자(113)와 상기 기생소자(121) 사이의 커플링효과에 따른 커패시터이고, 도면번호(240)는 안테나가 갖는 고유인덕턴스이며, 도면번호(250)는 안테나의 손실저항이다.

또한, 도면번호(260)는 안테나의 복사저항이고, 도면번호(270)는 안테나 후면의 유도성효과에 따른 인덕터를 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 본 고안은 인쇄회로기판과 같은 작은 유전체의 전면에 반복되는 미앤더 패턴과 안테나 급전선과 연결되는 제1급전부를 형성하고, 상기 유전체의 후면에는 무급전 기생소자를 형성하며, 상기 기생소자와 소정간격 이격되고 상기 유전체 전면의 제1급전부와 스루홀을 통하여 연결되는 제2급전부를 형성함으로써 상기 제2급전부와 상기 기생소자간에 유도되는 커플링효과를 이용하여 안테나의 대역폭을 확장시킴으로써 광대역폭을 갖는 인쇄회로기판 안테나를 제공한다.

한편, 본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 실용신안등록청구의 범위뿐 아니라 이 실용신안등록청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 소형의 인쇄회로기판 안테나의 대역폭을 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 광대역폭을 갖는 소형의 인쇄회로기판 안테나를 제공함으로써 이동통신단말기를 더욱 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 본 고안은 광대역폭을 갖는 소형의 인쇄회로기판 안테나를 제공함으로써 소형 이동통신단말기의 통화효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 광대역폭을 갖는 소형의 인쇄회로기판 안테나를 소형 이동통신단말기의 내부 후면에 장착함으로써 사용자의 두부에 미치는 전파의 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 안테나의 구조가 간단하여 다른 안테나들에 비하여 상대적으로 적은 비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 광대역 인쇄회로기판 안테나의 전면 및 후면을 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 광대역 인쇄회로기판 안테나의 특성을 회로로 구현한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 광대역 인쇄회로기판 안테나

110: 안테나 전면 111: 유전체

113: 방사소자 115: 제1급전부

117: 스루홀 120: 안테나 후면

121: 기생소자 123: 제2급전부

125: 커플링부 210: 신호원

220: 제2급전부와 기생소자의 커플링효과에 따른 커패시터

230: 방사소자와 기생소자의 커플링효과에 따른 커패시터

240: 안테나 고유인덕턴스

250: 안테나 손실저항

260: 안테나 복사저항

270: 안테나 후면의 유도성효과에 따른 인덕터

Claims (5)

1. 인쇄회로기판 안테나에 있어서,

   상기 인쇄회로기판 안테나의 몸체를 형성하는 유전체의 전면에 구비되어, 전도성 물질로서 미앤더라인을 형성하며 상기 안테나의 급전선에 연결되는 방사소자와;

   상기 방사소자의 하단에 연장 형성되어, 상기 안테나의 급전선과 상기 방사소자를 연결하는 제1급전소자와;

   상기 유전체의 후면에 구비되어, 전도성 물질로서 평판을 형성하는 기생소자와;

   상기 유전체의 후면에 구비되어 상기 제1급전소자와 스루홀을 통하여 전기적 연결을 이루며, 상기 기생소자와 소정 간격 이격되어 상기 기생소자와 커플링효과를 유도하는 제2급전소자;로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나.
2. 제 1항에 있어서, 상기 방사소자의 미앤더라인은,

   반복되는 미앤더 패턴의 폭이 서로 다른 것을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나.
3. 제 1항에 있어서, 상기 기생소자는,

   상단에서 하단에 이르는 길이가 상기 방사소자의 길이보다 짧은 크기로 형성됨을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 기생소자는,

   그 폭이 일정하지 않음을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제1급전부는,

   상기 방사소자와 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 광대역 인쇄회로기판 안테나.