KR20050106533A - 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나 - Google Patents

이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칩 안테나의 급전 방사소자와 이중 무급전 방사소자를 이용하여 다중 대역 특성을 구현한 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다중밴드용 적층형 칩 안테나는, 일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 소정방향으로 형성된 제1 급전전극(110)을 포함하고, 상기 제1 급전전극과 연결되어 공간적 민더라인 구조로 형성된 제1 급전 방사소자(100); 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면에, 일측이 상기 제1 급전전극(110)의 일부에 연결되어 평면적 민더라인 구조로 형성된 제2 급전 방사소자(200); 상기 제1 평면과 평행한 제3 평면에, 상기 제1 급전소자(110)의 일부와 연결되어 형성된 제2 급전 소자(300); 상기 제2 급전소자(300)와 전기적으로 커플링되어 형성된 제1 무급전 방사소자(400); 및 상기 제1 무급전 방사소자(400)와 전기적으로 커플링되어 형성된 복수의 무급전 패턴(510-590,595)을 포함하는 제2 무급전 방사소자(500)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나{MULTI-BAND LAMINATED CHIP ANTENNA USING DOUBLE COUPLING FEEDING}
본 발명은 GSM, DCS 및 BT 단말기에 내장 가능한 다중밴드용 적층형 칩 안테나에 관한 것으로, 특히 칩 안테나의 급전 방사소자와 이중 무급전 방사소자를 이용하여 다중 대역 특성을 구현함으로서, 이중 무급전 방사소자간 임피던스의 조절을 통해, 주파수 및 대역폭을 조절할 수 있고, 또한, 임피던스 특성 및 방사효율을 향상시킬 수 있으며, 방사소자간 상호임피던스 영향을 최소화시킬 수 있는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나에 관한 것이다.
일반적으로, GSM(GSM (Global System for Mobile communication), DCS(Digital Europe Cordless Telephone) 및 BT(BlueTooth) 휴대폰 등의 이동통신 단말기에 적용되는 안테나는 외부에 돌출되어 있는 헬리컬 안테나(helical antenna) 또는 인출/삽입 가능한 선형 단극 안테나(monopole antenna)를 주로 사용한다. 그런데, 이러한 헬리컬 안테나 및 단극 안테나는 무지향 방사 특성을 갖는 장점이 있는 반면, 안테나가 단말기의 외부로 돌출되는 외장형이기 때문에, 외력에 의한 외형 파손이나, 그에 따른 특성 열화의 우려가 있으며, 또한, 최근 제기되고 있는 SAR(Specific Absorption Rate)에도 취약하다.
한편, 이동통신 단말기는 소형화 및 경량화되고 다양한 기능을 수행할 수 있도록 요구되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 이동통신 단말기에 채용되는 내장회로 및 부품들은 다기능화와 동시에 소형화 추세에 있다. 이러한 추세는 이동통신단말기의 주요부품 중 하나인 안테나에도 동일하게 요구되고 있다.
종래의 내장형 안테나에는 마이크로스트립 패치 안테나, 평판 역F형 안테나, 칩 안테나 등이 있다. 이들 내장형 안테나를 효율적으로 소형화시키기 위한 여러 방법이 제시되어 있다. 예를 들어, 비교적 높은 이득과 광대역 특성을 갖는 마이크로스트립 패치 안테나를 개구 결합형 급전구조를 이용하여 안테나의 크기를 줄인 경우가 있다. 이는 마이크로스트립 패치 안테나의 TM01모드의 전계분포를 이용하여 전계분포가 가장 큰 패치의 가장자리 아래부분에 공진패치의 길이방향으로 유전체를 삽입하여 안테나의 크기를 효율적으로 줄이고 유전율이 높아짐으로써 발생되는 안테나의 이득 감소를 최소화시키며 소형 경량의 안테나를 제공하고 있다.
그러나, 종래 안테나에 사용되는 소형화 기법은 평면 구조를 기반으로 하고 있어서, 소형화에 한계를 보이고 있으며, 더구나 휴대 단말기 서비스 증가로 휴대 단말기에 장착할 수 있는 안테나 공간이 점점 축소되고 있는 현실을 감안할 때 개선의 필요성이 절실하다.
또한, 종래 안테나에 사용되는 급전방식을 보면, 역L형, 역F형 등의 방법이 있으나, 공간 효율면에서 개선이 필요하다.
도 1은 종래의 적층형 칩 안테나의 구조를 보이는 사시도이다.
도 1에 도시된 종래의 적층형 칩 안테나는 다중 대역에서 사용가능하도록 소형화된 구조의 안테나로서, 여기서, 안테나의 패치(30,40)는 접지금속판(10)의 가장자리 일측의 상부에서 급전선(20)을 매개로 하여 결합되고, 상기 급전선(20)은 접지금속판(10)에 수직으로 결합된다.
상기 안테나 상부면을 형성하는 주방사패치(30)는 미로형태의 폴드슬릿패치(folded slit patch) 구조를 가지며, 상기 접지금속판(10)의 평면과 평행하게 위치한다.
상기 보조방사패치(40)는 상기 주방사패치(30)와 접지금속판(10)의 사이에 위치하며, 상기 주방사패치(30) 및 접지금속판(10)의 평면과 평행하게 위치한다. 상기 보조방사패치(40)는 다양한 길이 및 폭을 갖는 여러개의 스트립패치(41,43)로 구성되며, 각 스트립 패치(41,43)는 동일평면 또는 적층구조로 위치될 수 있다.
상기 급전선(20)은 급전서(21), 급전선연장부(22) 및 급전선 접지부(23) 등으로 구성된다. 급선전(21)은 휴대단말기 본체와 안테나의 패치(30,40)사이에서 신호를 전달하며, 접지금속판의 일측에 구비된 급전용 금속도체에 수직으로 결합된다. 급전선연결부(22)는 급전선(21)의 소정위치에서 수직으로 연장되는데, 길이를 가변할 수 있다. 급전선 접지부(23)는 급전선 연장부(22)의 단부에서 접지금속판(10)쪽으로 절곡되어 접지금속판에 접지된다.
그런데, 이러한 종래의 적층형 칩 안테나는 다중 대역에서 사용가능하고, 소형의 구조로 이루어질 수 있다고 하지만, 이러한 종래의 적층형 칩 안테나는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 안테나를 구성하는 주방사패치(30)는 그 패턴의 대부부이 하나의 평면에 형성되어 있고, 또한, 보조방사패치(40)는 그 패턴의 대부부이 하나의 평면에 형성되어 있기 때문에, 소형화하는 것에 한계가 있는 문제점이 있다.
또한 안테나를 구성하는 주방사패치(30) 및 보조방사패치(40)의 각 패턴은 실질적으로 직선형태로 형성되어 있기 때문에, 소형화하는 것에 한계가 있는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 직접 연결된 하나의 급전에 주방사패치 및 보조방사패치가 모두 연결되어 있어, 일단 설계되어 제작된 후에는 공정편차에 의해 주파수 조정의 필요성이 있는 경우, 하나의 패치를 변경하는 경우에는 이에 연결된 다른 패치에 영향을 직접 미치게 되므로, 대역내 주파수 조작이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 칩 안테나의 급전 방사소자와 이중 무급전 방사소자를 이용하여 다중 대역 특성을 구현함으로서, 이중 무급전 방사소자간 임피던스의 조절을 통해, 주파수 및 대역폭을 조절할 수 있고, 또한, 임피던스 특성 및 방사효율을 향상시킬 수 있으며, 방사소자간 상호임피던스 영향을 최소화시킬 수 있는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 다중밴드용 적층형 칩 안테나는
일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 소정방향으로 형성된 제1 급전전극을 포함하고, 상기 제1 급전전극과 연결되어 공간적 민더라인 구조로 형성된 제1 급전 방사소자;
상기 제1 평면과 평행한 제2 평면에, 일측이 상기 제1 급전전극의 일부에 연결되어 평면적 민더라인 구조로 형성된 제2 급전 방사소자;
상기 제1 평면과 평행한 제3 평면에, 상기 제1 급전소자의 일부와 연결되어 형성된 제2 급전 소자;
상기 제2 급전소자와 전기적으로 커플링되어 형성된 제1 무급전 방사소자; 및
상기 제1 무급전 방사소자와 전기적으로 커플링되어 형성된 복수의 무급전 패턴을 포함하는 제2 무급전 방사소자
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
본 발명의 적층형 칩 안테나는 일반적인 PIFA 형태의 안테나가 아닌 내장 가능한 적층형 세라믹 칩안테나의 형태로써, 기본적으로 칩 안테나 내부에 민더라인과 역 F 형태를 이용하여 GSM 대역을 구현하였으며, 상층에 구현된 무급전 소자를 이용하여 DCS 대역을 구현하였다. 또한 상부 무급전 소자의 커플링 조절을 위한 구조 변형을 통해 트리플(Triple)대역 구현, 중심 주파수 조절이 가능하고, 대역폭을 확장할 수 있는 장점을 갖는다.
도 2는 본 발명에 따른 적층형 칩 안테나의 구조를 보이는 사시도이고, 도 3은 도 2의 적층형 칩 안테나의 정면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 적층형 칩 안테나는 일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 소정방향으로 형성된 제1 급전전극(110)을 포함하고, 상기 제1 급전전극과 연결되어 공간적 민더라인 구조로 형성된 제1 급전 방사소자(100)와, 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면에, 일측이 상기 제1 급전전극(110)의 일부에 연결되어 평면적 민더라인 구조로 형성된 제2 급전 방사소자(200)와, 상기 제1 평면과 평행한 제3 평면에, 상기 제1 급전소자(110)의 일부와 연결되어 형성된 제2 급전 소자(300)와, 상기 제2 급전소자(300)와 전기적으로 커플링되어 형성된 제1 무급전 방사소자(400)와, 상기 제1 무급전 방사소자(400)와 전기적으로 커플링되어 형성된 복수의 무급전 패턴(510-590,595)을 포함하는 제2 무급전 방사소자(500)로 이루어진다.
본 발명의 다중밴드용 적층형 칩 안테나는, 상기 급전 방사소자(100,200)와 이중의 무급전 방사소자(400,500)로 이루어지고, 이들에 의해 GSM/DCS/BT 각각의 공진 주파수를 발생시키며, 각각의 주파수를 근접시키는 방법으로 단일 주파수에서의 밴드 폭을 향상시켰으며, 구체적으로는, GSM 대역(880~960 MHz)과 불루투스(BLUETOOTH) 대역(2.4~2.48 GHz)을 구현하기 위한 민더라인 구조의 제2 급전 방사소자(200)와 역 F 구조 및 공간적 민더라인 구조의 제1 급전 방사소자(100)와, 그리고, DCS 대역(1710~1880 MHz)을 구현하기 위한 이중 무급전 방사소자(400,500)로 구분할 수 있다.
여기서, 상기 제2 급전 방사소자(200)는 민더라인 구조로서, 이러한 구조의 선폭과 선간격의 조절에 의해 주파수 조정이 가능하다. 또한, 상기 제1 급전 방사소자(100)는 역F 구조 및 공간적 민더라인 구조로서, 이 구조들의 길이를 조절함에 따라 사용 주파수를 조정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서 GSM 대역(880~960 MHz)과 불루투스(BLUETOOTH) 대역(2.4~2.48 GHz)은 제2 급전 방사소자(200)인 민더라인 구조와 제1 급전 방사소자(100)인 역 F 구조 및 민더라인 구조의 합성구조에 의해 구현되었다.
도 4는 본 발명의 제1 급전 방사소자의 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 급전 방사소자(100)는 상기 제1 급전전극(100)과 평행하고, 서로 일정간격 이격되어 서로 평행하게 형성된 복수의 스트립라인(120)(120a-120m)과, 상기 복수의 스트립라인(120)중 상기 제1 급전전극(110)에 인접한 하나의 스트립 라인(120a)과 상기 제1 급전전극(110)과 연결하는 제1 연결패턴(131)과, 상기 복수의 스트립라인(120)중 서로 인접하는 두 개의 스트립라인을 각각 연결하여 민더라인 구조로 형성하는 복수의 패턴(132a-132l)을 갖는 제2 연결패턴(132)을 포함한다.
여기서, 상기 제1 연결패턴(131)과 제2 연결패턴(132)은 상기 제1 평면에 평행한 다른 평면을 경유하여 형성된다. 즉, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 복수개의 스트립 라인을 연결하는 연결패턴이 스트립라인이 형성된 평면과는 다른 평면에 형성되어, 상기 제1 급전 방사소자(100)가 공간적 민더라인 구조로 이루어진다.
상기 제1 급전 방사소자(100)의 제1 급전전극(110)은 일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 서로 평행하게 형성된 2개의 급전패턴(111,112)과, 상기 2개의 급전패턴(111,112)의 인접된 일측 단부를 서로 연결하는 급전 연결패턴(113)을 포함하여, 역F 형상으로 이루어진다.
도 5는 도 4의 A부분 확대 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 급전 방사소자(100)의 제1 연결패턴(131)은 상기 제1 급전전극(110)의 단부에서 상향으로 형성된 제1 수직 연결패턴(1311)과, 상기 복수의 스트립라인(120a-120m)중 인접하는 스트립라인(120a)의 단부에서 상향으로 형성된 제2 수직 연결패턴(1312)과, 상기 제1 평면과 평행한 다른 평면에, 상기 제1,제2 수직 연결패턴(1311,1312)을 연결하는 수평 연결패턴(1313)을 포함한다.
또한, 도 5를 참조하면, 상기 제1 급전 방사소자(100)의 제2 연결패턴(132)은 상기 복수의 스트립라인(120a-120m)의 각 단부에서 상향으로 형성된 복수의 수직 연결패턴(1321)과, 상기 제1 평면과 평행한 다른 평면에, 상기 복수의 수직 연결패턴(1321)중 서로 인접하는 수식패턴 2개씩 쌍으로 연결하는 복수의 수평패턴을 포함하고, 상기 복수의 수평패턴은 중첩 및/또는 연결되지 않고, 지그재그 형태로 서로 분리되어 형성된 수평 연결패턴(1322)을 포함한다.
상기 제1 급전 방사소자(100)의 수평 연결패턴(1322)은 상기 제2 급전 방사소자(200)가 형성된 제2 평면과 상기 제2 급전 소자(300)가 형성된 제3 평면 사이의 평면에 형성된다. 또한, 상기 제1 급전 방사소자(100)의 수평 연결패턴(1322)은 비선형패턴 또는 선형패턴으로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 급전 방사소자의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제2 급전 방사소자(200)는 상기 제1 급전소자(110)의 하나의 패턴(111)에 연결된 급전패턴(210)과, 상기 제1 급전소자(110)의 다른 하나의 패턴(112)에 연결되어 민더라인 구조로 형성된 방사패턴(220)을 포함한다.
또한, 상기 제2 급전 소자(300)는 상기 제1 평면에 평행한 다른 평면에, 상기 제1 급전소자(110)의 하나의 급전패턴(111)과 동일방향으로 서로 평행하게 형성된다.
도 7은 본 발명의 이중 무급전 방사소자의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 무급전 방사소자(400)는 상기 제2 급전 전극(300)과 수직하는 방향으로 형성되어 상기 제2 급전 소자(300)와 제1 커플링을 형성한다. 상기 제2 무급전 방사소자(500)는 상기 제1 무급전 방사소자(400)에 수직하는 방향으로 형성되고, 상기 제1 무급전 방사소자(400)와 제2 커플링을 형성한다.
도 8은 도 7의 B부분 확대 사시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 무급전 방사소자(500)의 복수의 무급전 패턴(510-590,595) 각각은 상기 제1 무급전 방사소자의 하부에, 상기 제1 무급전 방사소자(400)에 수직하는 방향으로 형성된 하부 패턴(502)을 포함한다.
또한, 상기 제2 무급전 방사소자(500)의 복수의 무급전 패턴(510-590,595) 각각은 상기 제1 무급전 방사소자(400)와 일정 간격 이격되어 그 양측에 형성되는 제1,제2 패턴(501a,501b)을 포함하고, 상기 제1,제2 패턴(501,502) 각각은 상기 제1 무급전 방사소자(500)와 수직하는 방향으로 소정의 길이를 갖는 양측 패턴(501)과, 상기 제1 무급전 방사소자(400)의 하부에, 상기 제1 무급전 방사소자(400)에 수직하는 방향으로 형성된 하부 패턴(502)과, 상기 양측 패턴(501)의 제1 패턴(501a)의 일단부와 상기 하부 패턴(502)의 일단부를 수직으로 연결하는 제1 연결패턴(503)과, 상기 양측 패턴(501)중 제2 패턴(501b)의 일단부와 상기 하부 패턴(502)의 타단부를 수직으로 연결하는 제2 연결패턴(504)을 포함한다.
여기서, 상기 제2 무급전 방사소자(500)는 제2 커플링 급전을 구현하기 위한 구조이며, 예를 들어, 상기 제1 무급전 방사소자(400)의 하부에 단순히 수직방향의 하부 패턴(502)만으로도 커플링조정이 가능하다. 또한, 상기 하부패턴(502)에 제1,제2 연결패턴(503,504)을 통해 연결된 양측 패턴(501)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의한 커플링으로 인해, DCS대역에서의 대역폭, 방사특성, 무급전 소자들간 임피던스 및 안테나 전체 임피던스를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 제2 무급전 방사소자(500)의 복수의 무급전 패턴(510-590,595)은 서로 등간격으로 형성될 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 무급전 방사소자(400)와 제2 무급전 방사소자(500)는 DCS 대역을 구현하기 위한 무급전 방사소자로서, 상기 제1 무급전 방사소자(400)는 안테나 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 제2 무급전 방사소자(500)는 상기 제1 무급전 방사소자(400)를 중심으로 등간격으로, 그리고, 상기 제1 무급전 방사소자(400)와 수직으로 배열하였다.
상기 제1 무급전 방사소자(400)는 상기 제1 급전전극(110)에 급전 비아홀을 통해 연결된 제2 급전소자(300)와 커플링되어 DCS대역에서 공진되며, 이때 수직으로 구현된 제2 무급전 방사소자(500)의 복수의 무급전 패턴간 간격 및 개수 조절을 통해 중심 주파수의 조절이 가능하다.
또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1,제2 무급전 방사소자는 DCS대역을 구현하기 위한 무급전 방사소자로서, 이는 전도체 패턴길이(Inductance)조절에 따라 사용 주파수를 조정하는 급전 방사소자와 달리, DCS대역을 구현하기 위해, 커플링(Capacitance)에 의해 주파수를 조정할 수 있다. 즉, 상호 커플링에 의해 전류가 제1 무급전 방사소자(400)로 유기(제 1커플링 급전)되기 때문에, 이러한 제1 무급전 방사소자(400)와 커패시턴스(Capacitance)를 형성하기 위해 수직방향으로 형성된 제2 무급전 방사소자(제 2 커플링 급전)로 인덕턴스(Inductance)를 조절할 수 있고, 이에 따라 사용 주파수를 조정할 수 있다.
이와 같은 제1 무급전 방사소자(400)와 제2 무급전 방사소자(500)로 이루어진 2중 무급전 방사소자를 이용하여 DCS 대역을 구현하면, 예를 들어, 급전전극에 연결되는 방사소자를 이용하여 DCS 대역을 구현할 경우, 하나의 급전 방사소자를 변경하면 안테나 전체의 임피던스가 변형되는 문제점을 방지할 수 있고, 뿐만 아니라 방사소자들간 상호임피던스의 영향으로 중심 주파수 구현 및 조절이 용이하게 된다. 이에 따라, 2중 무급전 방사소자 구현시, 무급전 소자로 인한 상호 임피던스만 고려하여 무급전 소자의 구조적인 변형(크기 및 형태, 개수)을 통해서 주파수 조절 및 중심 주파수 구현이 가능하고, 또한 커플링의 영향으로 대역폭을 넓일 수 있다.
게다가, 상기 제2 무급전 방사소자의 복수의 무급전 패턴(510-590,595)의 갯수를 변화하여 대역폭을 조절할 수 있고, 또한, 상기 무급전 패턴(510-590,595)의 길이 방향으로 동일한 구조로 고정해 놓고 수직방향 무급전 소자의 간격을 조절하여 사용 주파수를 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 수직방향인 제2 무급전 방사소자의 간격을 대략 2/λ~8/λ로 설정할 수 있다.
이러한 본 발명에서, 제1 무급전 방사소자에 커플링된 제2 무급전 방사소자의 사용 개수의 증가에 따른 적층형 칩 안테나의 대역폭 특성을 도 9a 및 도 9b에 나타내었다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 안테나의 VSWR 특성도이다.
도 9에서는, GSM, 불루투스(BLUETOOTH) 대역을 고정하고, DCS대역에 해당하는 구조인 제1,제2 무급전 방사소자를 실제 세트에 장착 후 측정한 결과이다. 이 결과를 보면 각 사용 대역에 맞게 설계한 것에 비해, 실제 세트에 칩 안테나가 장착되면 사용 주파수가 변화한다는 것을 보여준다.
도 9a는 본 발명의 이중 무급전 방사소자를 적용한 결과로 VSWR[1:1.1480]지점에서, 대역의 상측 극점(pole)이 형성되는 주파수가 1.87GHz정도임을 알 수 있고, 도 9b는 수직방향인 제2 무급전 방사소자가 증가함에 따라 VSWR[2:1.2460]지점에서, 대역의 상측 극점(pole)이 형성되는 주파수가 1.915GHz로 도 9a에 비해 45MHz정도 높아진 것을 알 수 있다.
이에 따르면, 제1 무급전 방사소자에 커플링된 제2 무급전 방사소자의 사용 개수의 증가에 따른 적층형 칩 안테나의 대역을 조절할 수 있고, 또한 대역폭을 확장시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 세라믹 칩 안테나는 급전방사 소자와 무급전 방사 소자를 하나의 칩 내부에 혼합하여 구현함으로써, 각기 구조를 독립적으로 구현하는 세라믹 칩 안테나에 비해 상호간 커플링 영향, 상호 임피던스 및 각 대역에서의 방사특성과 같은 난해한 특성을 조정해야 한다. 그러므로 본 발명에서는 이런 특성들을 적용 가능한 수준으로 구현하였다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, GSM, DCS 및 BT 단말기에 내장 가능한 다중밴드용 적층형 칩 안테나에서, 칩 안테나의 급전 방사소자와 이중 무급전 방사소자를 이용하여 다중 대역 특성을 구현함으로서, 이중 무급전 방사소자간 임피던스의 조절을 통해, 주파수 및 대역폭을 조절할 수 있고, 또한, 임피던스 특성 및 방사효율을 향상시킬 수 있으며, 방사소자간 상호임피던스 영향을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하므로, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 종래의 적층형 칩 안테나의 구조를 보이는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 적층형 칩 안테나의 구조를 보이는 사시도이다.
도 3은 도 2의 적층형 칩 안테나의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 급전 방사소자의 사시도이다.
도 5는 도 4의 A부분 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 급전 방사소자의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 이중 무급전 방사소자의 사시도이다.
도 8은 도 7의 B부분 확대 사시도이다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 칩 안테나의 VSWR 특성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제1 급전 방사소자 110 : 제1 급전전극
111,112 : 급전패턴 113 : 급전 연결패턴
120, 120a-120m : 스트립라인 131 : 제1 연결패턴
132 : 제2 연결패턴 200 : 제2 급전 방사소자
210 : 급전패턴 220 : 방사패턴
300 : 제2 급전 소자 400 : 제1 무급전 방사소자
500 : 제2 무급전 방사소자 501 : 양측 패턴
502 : 하부 패턴 503,504 : 제1,제2 연결패턴
510-590,595 : 무급전 패턴

Claims (14)

  1. 일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 소정방향으로 형성된 제1 급전전극을 포함하고, 상기 제1 급전전극과 연결되어 공간적 민더라인 구조로 형성된 제1 급전 방사소자;
    상기 제1 평면과 평행한 제2 평면에, 일측이 상기 제1 급전전극의 일부에 연결되어 평면적 민더라인 구조로 형성된 제2 급전 방사소자;
    상기 제1 평면과 평행한 제3 평면에, 상기 제1 급전소자의 일부와 연결되어 형성된 제2 급전 소자;
    상기 제2 급전소자와 전기적으로 커플링되어 형성된 제1 무급전 방사소자; 및
    상기 제1 무급전 방사소자와 전기적으로 커플링되어 형성된 복수의 무급전 패턴을 포함하는 제2 무급전 방사소자
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자는
    상기 제1 급전전극과 평행하고, 서로 일정간격 이격되어 서로 평행하게 형성된 복수의 스트립라인;
    상기 복수의 스트립라인중 상기 제1 급전전극에 인접한 하나의 스트립 라인과 상기 제1 급전전극과 연결하는 제1 연결패턴; 및
    상기 복수의 스트립라인중 서로 인접하는 두 개의 스트립라인을 각각 연결하여 민더라인 구조로 형성하는 복수의 패턴을 갖는 제2 연결패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 제1 급전전극은
    일측이 급전선에 연결되고, 타측이 접지면에 연결되며, 제1 평면에 서로 평행하게 형성된 2개의 급전패턴; 및
    상기 2개의 급전패턴의 인접된 일측 단부를 연결하는 급전 연결패턴을 포함하여,
    역F 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 제1 연결패턴은
    상기 제1 급전전극의 단부에서 상향으로 형성된 제1 수직 연결패턴;
    상기 복수의 스트립라인중 인접하는 스트립라인의 단부에서 상향으로 형성된 제2 수직 연결패턴; 및
    상기 제1 평면과 평행한 다른 평면에, 상기 제1,제2 수직 연결패턴을 연결하는 수평 연결패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 제2 연결패턴은
    상기 복수의 스트립라인의 각 단부에서 상향으로 형성된 복수의 수직 연결패턴; 및
    상기 제1 평면과 평행한 다른 평면에, 상기 복수의 수직 연결패턴중 서로 인접하는 수식패턴 2개씩 쌍으로 연결하는 복수의 수평패턴을 포함하고, 상기 복수의 수평패턴은 서로 분리되어 형성된 수평 연결패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 수평 연결패턴은
    상기 제2 급전 방사소자가 형성된 제2 평면과 상기 제2 급전 소자가 형성된 제3 평면 사이의 평면에 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 수평 연결패턴은
    비선형패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1 급전 방사소자의 수평 연결패턴은
    선형패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  9. 제3항에 있어서, 상기 제2 급전 방사소자는
    상기 제1 급전소자의 하나의 패턴에 연결된 급전패턴; 및
    상기 제1 급전소자의 다른 하나의 패턴에 연결되어 민더라인 구조로 형성된 방사패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  10. 제3항에 있어서, 상기 제2 급전 소자는
    상기 제1 급전소자의 하나의 급전패턴과 동일방향으로 서로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 무급전 방사소자는
    상기 제2 급전 전극과 수직하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2 무급전 방사소자의 복수의 무급전 패턴 각각은
    상기 제1 무급전 방사소자의 하부에, 상기 제1 무급전 방사소자에 수직하는 방향으로 형성된 하부 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2 무급전 방사소자의 복수의 무급전 패턴 각각은
    상기 제1 무급전 방사소자와 일정 간격 이격되어 그 양측에 형성되는 제1,제2 패턴을 포함하고, 상기 제1,제2 패턴 각각은 상기 제1 무급전 방사소자와 수직하는 방향으로 소정의 길이를 갖는 양측 패턴;
    상기 제1 무급전 방사소자의 하부에, 상기 제1 무급전 방사소자에 수직하는 방향으로 형성된 하부 패턴;
    상기 양측 패턴의 제1 패턴의 일단부와 상기 하부 패턴의 일단부를 수직으로 연결하는 제1 연결패턴; 및
    상기 양측 패턴중 제2 패턴의 일단부와 상기 하부 패턴의 타단부를 수직으로 연결하는 제2 연결패턴
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 무급전 방사소자의 복수의 무급전 패턴은
    서로 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 커플링 급전을 이용한 다중밴드용 적층형 칩 안테나.
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