KR20060008320A

KR20060008320A - 안테나

Info

Publication number: KR20060008320A
Application number: KR1020057021639A
Authority: KR
Inventors: 마티 마티스카이넨; 제나디 바비츠키
Original assignee: 갈트로닉스 엘티드
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2006-01-26
Also published as: WO2004102732A3; US7167131B2; WO2004102732A2; US20050007282A1

Abstract

듀얼 밴드 공진을 갖는 콤팩트한 모바일 통신 디바이스의 적합하고 신장된 도전성 휩 타입 안테나부 및 상기 신장된 도전성 휩 타입 안테나부의 일부분 위에 형성된 쵸크를 포함하고, 이렇게하여 탑-로딩을 제공하는 탑-로딩된 휩 타입 안테나가 개시되었다.

휩 안테나, 쵸크, 도전성, 듀얼 밴드, 유전성 절연체, 전송

Description

안테나{ANTENNA}

본 발명은 안테나에 관한 것으로 특히 휩 타입 안테나에 관한 것이다.

하기의 미국 특허 문헌이 본원이 속하는 현 기술분야에 대한 종래기술 문헌을 대표한다. 미국특허: 제6,693,600호 ; 제6,476,766호, 제6,140,975호; 제6,091,369호; 제5,936,583호; 제5,548,827호; 제5,204,687호; 제4,876,709호; 제4,821,040호; 제4,443,803호; 제4,366,486호; 제4,328,501호; 제4,161,737호 및 제4,101,896호. 미국특허출원 제20030048227호.

본 발명은 개량된 휩 타입 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 콤팩트한 모바일 통신 디바이스의 적합하고 신장된 도전성 휩 타입 안테나부 및 상기 신장된 도전성 휩 타입 안테나부의 일부분 위에 형성된 쵸크를 포함하고, 이렇게하여 듀얼 밴드 성능을 갖는 탑-로딩된 휩 타입 안테나가 제공된다.

바람직하게, 헬리컬 안테나부는 휩 안테나부에 장착되고 그로부터 전기적으로 절연된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 모바일 통신 디바이스에 장착하기에 적합한 베이스 엘리먼트가 제공되고 휩 안테나부는 베이스 엘리먼트에 대해 미끄럼가능하게 수축 및 신장가능하다.

바람직하게, 쵸크는 상기 신장된 도전성 휩 안테나부의 상부 가로놓임부에 동축적으로 배열된 도전성 튜브에 의해 정의되고, 도전성 튜브의 한 단부는 기계적으로 및 갈바니전기적으로(galvanically) 휩 안테나부에 연결되고 도전성 튜브의 나머지 부는 휩 안테나부로 부터 이격된다. 유전성 절연체는 도전성 튜브와 신장된 도전성 휩 안테나부사이에 개재된다.

바람직하게, 도전성 튜브는 도전성 휩 안테나부의 단부에 대면하는 외방에 근접한 위치에서 도전성 휩 안테나에 갈바니전기적으로 연결된다.

안테나의 듀얼 밴드 성능은 GSM 및 CDMA 중 적어도 하나를 포함하는 제1 대역 및 GPS,PCS,DCS 및 블루투쓰중 적어도 하나를 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함한다.

추가하여 또는 대안으로, 안테나의 듀얼 밴드 성능은 셀룰러 통신을 포함하는 제1 대역과 GPS 대역을 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 도전성 휩 안테나부는 1/4 파 엘리먼트로서 기능한다.

바람직하게, 50-옴 임피던스 매칭은 매칭 회로를 필요로 하지않고 듀얼 밴드에 대해 구현된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작하는 안테나의 부분적인 분해 단면도.

도 2 및 3은 각각의 수축되고 신장된 동작 위치에서의 도 1의 안테나를 나타낸 도.

도 4 및 5는 도 2 및 3에 대응하는 각각의 단면도.

도 6 및 7은 도 4의 라인 VI-VI 및 VII-VII을 따라 각각 취한 단면도.

도 8은 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작하는 안테나의 부분적인 분해 단면도.

도 9 및 10은 각각의 수축되고 신장된 동작 위치에서의 도 8의 안테나를 나타낸 도.

도 11 및 12는 도 9 및 10에 대응하는 각각의 단면도.

도 13 및 14는 도 11의 라인 XIV-XIV를 따라 각각 취한 단면도.

도 15는 고주파 대역에서 동작을 위한 도 1-14의 안테나에 대응하는 간략화된 전기적 등가 회로도.

도 16은 저주파 대역에서 동작을 위한 도 1-14의 안테나에 대응하는 간략화된 전기적 등가 회로도.

본 발명은 도면과 연계하여 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 ㅇ이lk해된다.

도 1-7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작하는 안테나가 도 시되어 있다. 도 1-7은 본원에 참조문헌으로 통합된 미국 특허 제 5,204,687호에 설명된 탑 헬리컬 안테나의 그 일반적 유형에 구체화된 본 발명을 도시한다.

도 1-7에 도시된 바와 같이, 안테나는 종래의 플라스틱 전기적으로 절연성인 코팅(102)으로 그 길이부의 일부를 따라 코팅된 NiTi 와이어로 형성된 전기적으로 도전성인 신장된 휩 부(100)를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 플라스틱 절연성 코팅(102)이 제거되어 있는, 휩 부(100)의 내향 단부(104)에, 도전성이고, 전방으로 테이퍼된 커넥터 엘리먼트(106)가 장착되어 있다.

플라스틱 절연성 코팅(102)이 또한 제거되어 있는, 그 외향 단부(108)에, 휩 부(100)는 통상적으로 플라스틱으로 형성된 유전성 안테나 샤프트부(110)에 기계적으로 부착되고, 휩 부(100)의 부분(114) 위에 가로놓인 전기적 도전성 튜브(112)에 크림핑에 의해 전기적 및 기계적으로 부착된다. 튜브(112)는 전기적으로 연결된 단부(108)에서 보단, 휩 부(100)로부터 전기적으로 절연된다. 바람직하게 미리선택된 전기적 특성의 유전재(116)는 플라스틱 절연성 코팅(102) 대신에 휩 부(100)와 튜브(112)사이에 개재된다. 대안으로 플라스틱 절연성 코팅(102)은 휩 부(100)와 함께, 안테나 성능을 상당히 개선시키는 특성을 갖는 쵸크를 정의한다.

유전성 안테나 샤프트부(110)의 일부에는, 탑 헬리컬 안테나 어셈블리(120)가 기계적 및 전기적으로 연결되어 고정된, 도전성 슬리브(118)가 장착되어 있다. 어셈블리(120)는 도전성 슬리브(118)의 외부표면(126)과 고정적으로 맞물림하기 위해 선택된 치수의 보어(124)를 정의하는, 전기적으로 절연성인 베이스 엘리먼트(122)를 포함한다.

헬리컬 안테나 엘리먼트(132)는 베이스 엘리먼트(122)와 전기적으로 도전성으로 맞물림되어 배치되고 바람직하게는 슬리브(118)와 일체로 형성되어, 도전성 베이스(128)상에서 지지되고, 유전성 안테나 샤프트부(110)의 단부(130) 둘레에 부분적으로 감긴다. 헬리컬 안테나 엘리먼트(132)는 바람직하게 유전성 탑 헬리컬 안테나 어셈블리 하우징(134)에 의해 둘러싸여 진다.

외방으로 스레딩되고, 전기적으로 도전성인 베이스 엘리먼트(142)는 셀룰러 전화와 같은 통신 디바이스에서 (도시되지 않은) 적절하게 스레딩된 소켓을 맞물림한다. 바람직하게 베이스 엘리먼트(142)는, 표면(146)과 동일한 외부 치수를 갖는 슬리브(112)의 외부 표면(126)과 커넥터 엘리먼트(106)의 외부 표면(126)을 미끄럼 가능하게 및 마찰식으로 유지가능하게 맞물림하도록 하기 위해 선택된 치수 및 ㅍ표면 마찰 특성의 보어(144)를 정의한다. 이러한 방식으로, 사용자가, 도 2 및 4, 3 및 5에 각각 도시된 바와 같이, 신장되거나 수축된 위치에서 휩부(100)를 위치시키는 지의 여부에 좌우되어, 보어(144)와의 마찰 맞물림은 휩부(100)를 사용자-선택된 위치에 유지시킨다.

커넥터 엘리먼트(106)와 슬리브(118)중의 하나는 전기적 도전성 베이스 엘리먼트(142)와 전기적으로 맞물림한다. 이러한 방식으로, 사용자가, 도 2 및 4, 3 및 5에 각각 도시된 바와 같이, 신장되거나 수축된 위치에서 휩부(100)를 위치시키는 지의 여부에 좌우되어, 보어(144)와의 마찰 맞물림은 휩부(100)를 사용자-선택된 위치에 유지시킨다.

도 1-7을 고려하여 및 더욱 상세히는 도 4 및 5를 고려하여 볼때, 휩부(100) 가 도 4에 도시된 바와 같이 신장된 위치에 있는 경우, 휩부(100)는 베이스 엘리먼트(142)와 전기적으로 연결되고 적어도 두 개의 상이한 주파수 대역으로 방사한다. 휩부(100)가 도 5에 도시된 바와 같이 수축된 위치에 있는 경우, 헬리컬안테나부(132)는 슬리브(118)를 통하여 직접적으로 베이스 엘리먼트(142)에 전기적으로 연결되고 또한 두 개의 상이한 주파수 대역으로 방사한다.

본 발명의 특정한 특징은 상기 설명한 본 발명의 구조가 상대적으로 짧은 휩 길이를 갖지만 듀얼 밴드 기능 뿐만아니라 그 휩 길이가 상당히 큰 휩 안테나의 성능 특성을 갖는 탑-로딩된 휩 안테나를 제공하는 것이다.

도 1-7의 안테나는 두 대역에서의 그 강건한 설계 및 동작으로 인해, 단일 구조로 된 두 안테나를 효과적으로 제공한다. 이러한 두 안테나는 예를들어, CDMA 또는 GSM 안테나 및 GPS 또는 블루투쓰 안테나일 수 있다.

도 8-14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작하는 안테나를 도시한다. 도 8-14는 휩 안테나에 구체화된 본 발명을 도시한다.

도 8-14에 도시된 바와 같이, 안테나는 종래의 플라스틱 전기적으로 절연성인 코팅(202)으로 그 길이부의 일부를 따라 코팅된 NiTi 와이어로 형성된 전기적으로 도전성인 신장된 휩 부(200)를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 플라스틱 절연성 코팅(202)이 제거되어 있는, 휩 부(200)의 내향 단부(204)에, 절연성인 코팅(202)의 이룹 위에서 외방으로 뻗는, 도전성이고, 전방으로 테이퍼된 커넥터 엘리먼트(206)가 장착되어 있다.

플라스틱 절연성 코팅(202)이 또한 제거되어 있는, 그 외향 대면 단부(208) 에, 휩 부(200)는 통상적으로 유전체 재료로 형성된 안테나 탑 부재(210)에 기계적으로 부착되고, 휩 부(200)의 부분(214) 위에 가로놓인 전기적 도전성 튜브(212)에 크림핑에 의해 전기적 및 기계적으로 부착된다. 튜브(212)는 갈바니전기적으로 연결된 단부(208)에서 보단, 휩 부(200)로부터 전기적으로 절연된다. 바람직하게 미리선택된 전기적 특성의 유전재(216)는 플라스틱 절연성 코팅(202) 대신에 휩 부(200)와 튜브(212)사이에 개재된다. 대안으로 플라스틱 절연성 코팅(202)은 휩 부(200)와 함께, 안테나 성능을 상당히 개선시키는 특성을 갖는 쵸크를 정의한다.

주어진 시간에, 커넥터 엘리먼트(206) 및 안테나 탑 부재(210)중의 하나는 안테나 어셈블리 유지 칼라 어셈블리(220)을 맞물림한다. 어셈블리(220)는 셀룰러 전화와 같은 통신 디바이스에서 적절하게 구성된 전기 커넥터(도시되지 않음)를 맞물림하는 전기적으로 도전성 베이스 엘리먼트(222)를 포함한다. 어셈블리(220)는 또한 바람직하게 셀룰러 전화와 같은 통신 디바이스에서 적절하게 구성된 베이요넷-유형 소켓(도시되지 않음)을 맞물림하는, 베이요넷-유형 기계적 커넥터부(224)를 포함한다. 바람직하게 베이스 엘리먼트(222)는, 표면(226)과 동일한 외부 치수를 갖는 안테나 탑 부재(210)의 외부 표면(228)과 커넥터 엘리먼트(206)의 외부 표면(226)을 미끄럼 가능하게 및 마찰식으로 유지가능하게 맞물림하도록 하기 위해 선택된 치수 및 표면 마찰 특성의 보어(225)를 정의한다. 이러한 방식으로, 사용자가, 도 9 및 11, 10 및 12에 각각 도시된 바와 같이, 신장되거나 수축된 위치에서 휩부(200)를 위치시키는 지의 여부에 좌우되어, 보어(225)와의 마찰 맞물림은 휩부(200)를 사용자-선택된 위치에 유지시킨다.

도 8-14를 고려하여 및 더욱 상세히는 도 11 및 12를 고려하여 볼때, 휩부(200)가 도 11에 도시된 바와 같이 신장된 위치에 있는 경우, 휩부(200)는 베이스 엘리먼트(222)와 전기적으로 직접 연결된다. 휩부(200)가 도 12에 도시된 바와 같이 수축된 위치에 있는 경우, 휩부(200)는 베이스 엘리먼트(142)에 더이상 전기적으로 연결되지 않는다.

본 발명의 특정한 특징은 상기 설명한 본 발명의 구조가 상대적으로 짧은 휩 길이를 갖지만 듀얼 밴드 기능 뿐만아니라 그 휩 길이가 상당히 큰 휩 안테나의 성능 특성을 갖는 탑-로딩된 휩 안테나를 제공한다는 것이다.

도 15 및 도 16은 1500 - 2100 MHZ와 같은 비교적 고주파수 대역 및 750 - 1000 MHZ와 같은 비교적 저주파수 대역에서, 도 1-14의 안테나의 동작을 위한 전기적 등가 회로를 도시한다. 도 15의 전기적 등가 회로에서 블록(250)내의 회로는 인덕터(L1)과 커패시터(C1)의 공진에 기인하여, 동작적이지 않다. 도 16의 전기적 등가 회로에서, 인덕터(L1)(도 15)은 탑 로딩에 의해 유효하지 않으며, 블록(252)에 나타나는 커패시턴스(C2)를 산출하고 이에따라 도 16에 나타나는 전체회로는 동작적이다.

당업자는 본 발명이 상기한 바와 같이 설명되고 도시된 것에 의해서 한정되지 않음을 알게될 것이다. 그보단 본 발명의 범위는 종래기술에 개시되어 있지 않고 상기한 명세서 설명을 읽을 때 떠오를 수 있는 본 발명의 수정 및 변형 뿐만 아니라 상기 설명된 다양한 특징들의 조합 및 그 하위조합을 포함한다.

Claims

콤팩트한 모바일 통신 디바이스에 특히 적합한 탑-로딩된 휩 안테나에 있어서,

신장된 도전성 휩 타입 안테나부; 및

탑-로딩을 제공하도록, 상기 신장된 도전성 휩 타입 안테나부의 일부분 위에 정의된 쵸크를 포함하고,

상기 탑-로딩된 휩 안테나는 듀얼 밴드 성능을 갖는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 휩 안테나부에 장착되고 그로부터 전기적으로 절연된 헬리컬 안테나부를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 상기 모바일 통신 디바이스에 장착하기에 적합한 베이스 엘리먼트를 또한 포함하고, 상기 휩 안테나부는 베이스 엘리먼트에 대해 미끄럼가능하게 수축 및 신장가능한 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서, 상기 모바일 통신 디바이스에 장착하기에 적합한 베이스 엘리먼트를 또한 포함하고, 상기 휩 안테나부는 베이스 엘리먼트에 대해 미끄럼가능하게 수축 및 신장가능한 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 상기 쵸크는 상기 신장된 도전성 휩 안테나부의 상기 부 위에 동축적으로 가로놓이도록 배열된 도전성 튜브에 의해 정의되고, 상기 도전성 튜브의 한 단부는 기계적으로 및 갈바니전기적으로 상기 휩 안테나부에 연결되고 상기 도전성 튜브의 나머지 부는 휩 안테나부로 부터 이격되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제5항에 있어서, 유전성 절연체가 상기 도전성 튜브와 상기 신장된 도전성 휩 안테나부사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서,상기 쵸크는 상기 신장된 도전성 휩 안테나부의 상기 부 위에 동축적으로 가로놓이도록 배열된 도전성 튜브에 의해 정의되고, 상기 도전성 튜브의 한 단부는 기계적으로 및 갈바니전기적으로 상기 휩 안테나부에 연결되고 상기 도전성 튜브의 나머지 부는 휩 안테나부로 부터 이격되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제7항에 있어서, 유전성 절연체가 상기 도전성 튜브와 상기 신장된 도전성 휩 안테나부사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제3항에 있어서, 상기 쵸크는 상기 신장된 도전성 휩 안테나부의 상기 부 위 에 동축적으로 가로놓이도록 배열된 도전성 튜브에 의해 정의되고, 상기 도전성 튜브의 한 단부는 기계적으로 및 갈바니전기적으로 상기 휩 안테나부에 연결되고 상기 도전성 튜브의 나머지 부는 휩 안테나부로 부터 이격되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제9항에 있어서, 유전성 절연체가 상기 도전성 튜브와 상기 신장된 도전성 휩 안테나부사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 듀얼 밴드 성능은 GSM 및 CDMA 중 적어도 하나를 포함하는 제1 대역 및 GPS,PCS,DCS 및 블루투쓰중 적어도 하나를 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 듀얼 밴드 성능은 셀룰러 통신 대역을 포함하는 제1 대역과 GPS 대역을 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제5항에 있어서, 상기 도전성 튜브는 상기 도전성 휩 안테나부의 외방 대향 단부에 근접한 위치에서 상기 도전성 휩 안테나부에 갈바니전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 상기 도전성 휩 안테나부는 1/4 파 엘리먼트로서 기능하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제1항에 있어서, 50-옴 임피던스 매칭은 매칭 회로를 필요로 하지않고 듀얼 밴드를 위해 구현되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서, 듀얼 밴드 성능은 GSM 및 CDMA 중 적어도 하나를 포함하는 제1 대역 및 GPS,PCS,DCS 및 블루투쓰중 적어도 하나를 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서, 듀얼 밴드 성능은 셀룰러 통신 대역을 포함하는 제1 대역과 GPS 대역을 포함하는 제2 대역의 전송을 동시에 처리하기 위한 성능을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제7항에 있어서, 상기 도전성 튜브는 상기 도전성 휩 안테나부의 외방 대향 단부에 근접한 위치에서 상기 도전성 휩 안테나부에 갈바니전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서, 상기 도전성 휩 안테나부는 1/4 파 엘리먼트로서 기능하는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.
제2항에 있어서, 50-옴 임피던스 매칭은 매칭 회로를 필요로 하지않고 듀얼 밴드를 위해 구현되는 것을 특징으로 하는 탑-로딩된 휩 안테나.