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KR100553269B1 - Multiband Internal Antenna - Google Patents

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KR100553269B1
KR100553269B1 KR1020030012840A KR20030012840A KR100553269B1 KR 100553269 B1 KR100553269 B1 KR 100553269B1 KR 1020030012840 A KR1020030012840 A KR 1020030012840A KR 20030012840 A KR20030012840 A KR 20030012840A KR 100553269 B1 KR100553269 B1 KR 100553269B1
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KR
South Korea
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radiator
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branch
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문상혁
김기출
이진우
신영훈
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주식회사 에이스테크놀로지
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Abstract

본 발명은 링 안테나와 변형된 역 F형 안테나를 결합하여 GPS 대역을 포함하는 3중 대역의 주파수를 송수신할 수 있는 다중대역 내장형 안테나에 관한 것으로, 본 발명은 중앙에 안쪽 슬롯을 가지며, 일정 부분이 일정 폭을 갖는 링 형상으로 이루어진 제1 복사체; 상기 제1 복사체의 일정 위치에서 수직으로 일정 길이 연장된 브랜치; 상기 브랜치에 설치된 단락핀; 상기 단락핀과 소정 거리 이격되어 설치된 급전핀; 상기 제1 복사체의 외측에 형성된 제1 슬롯에 의해 형성되는 제2 복사체; 및 상기 제1 복사체의 내측에 형성된 제2 슬롯에 의해 형성되는 제3 복사체를 포함한다.The present invention relates to a multi-band internal antenna capable of transmitting and receiving triple band frequencies including a GPS band by combining a ring antenna and a modified inverted F antenna, and the present invention has an inner slot in the center and a predetermined portion. A first radiator having a ring shape having a predetermined width; A branch extending vertically vertically at a predetermined position of the first copy; A shorting pin installed on the branch; A power supply pin spaced apart from the short circuit pin by a predetermined distance; A second radiator formed by a first slot formed outside the first radiator; And a third copy formed by a second slot formed inside the first copy.

내장, 안테나, 다중, 대역, GPS, 링, 역 F형Built-in, Antenna, Multiple, Band, GPS, Ring, Inverted F Type

Description

다중대역 내장형 안테나{Multi-band built-in antenna} Multi-band built-in antenna             

도 1 은 종래의 역 F형 이중 대역 내장형 안테나의 구조도,1 is a structural diagram of a conventional inverted F type dual band internal antenna,

도 2 는 종래의 GPS 대역을 수용하는 3중 대역 내장형 안테나의 구조도,2 is a structural diagram of a triple band internal antenna for accommodating a conventional GPS band;

도 3 은 본 발명에 따른 실시예로 내장형 안테나가 설치되는 형태를 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a form in which the built-in antenna is installed in an embodiment according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 GPS 대역을 수용하는 3중 대역 내장형 안테나의 구조도,4 is a structural diagram of a triple band internal antenna for accommodating a GPS band according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 안테나의 전압정재파비(VSWR)를 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph illustrating a voltage standing wave ratio VSWR of an antenna according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100, 101, 102 : 복사체100, 101, 102: copy

103 : 브랜치103: branch

104 : 급전 핀104: feed pin

105 : 단락 핀105: short circuit pin

110, 111 : 슬롯110, 111: slot

본 발명은 내장형 안테나에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 링 안테나와 변형된 역 F형 안테나를 결합하여 GPS 대역을 포함하는 3중 대역의 주파수를 송/수신할 수 있는 다중대역 내장형 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an internal antenna, and more particularly, to a multi-band internal antenna capable of transmitting / receiving triple band frequencies including a GPS band by combining a ring antenna and a modified inverted F antenna.

현재 휴대전화기에 사용되는 안테나로는 중심 주파수의 λ/4 길이를 갖는 모노폴 안테나, 헬리컬 안테나, 상기 모노폴 안테나와 헬리컬 안테나를 조합한 신축 가능형 안테나 등이 있다.Antennas currently used in mobile phones include monopole antennas having a λ / 4 length of a center frequency, helical antennas, and flexible antennas combining the monopole antennas and helical antennas.

한편, 상기와 같은 안테나들이 갖는 단점을 극복하기 위해 내장형 안테나가 제안되고 있으며, 국가별 사업자별로 서로 다른 주파수 대역을 사용하고 있는 관계로 다중 대역 특성을 갖는 안테나가 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 의해 제안되는 내장형 안테나로 인쇄회로 기술을 이용하는 마이크로 스트립 패치 안테나, 고유전체의 세라믹 물질을 이용하는 세라믹 칩 안테나, 역 F형 안테나 등이 있다.On the other hand, in order to overcome the disadvantages of the antennas as described above, a built-in antenna has been proposed, the antenna having a multi-band characteristics is required because the different frequency bands for each country operator. The built-in antenna proposed by such a request includes a microstrip patch antenna using printed circuit technology, a ceramic chip antenna using a high dielectric ceramic material, and an inverted F antenna.

하지만, 마이크로스트립 패치 안테나는 전체 안테나의 크기가 커지는 문제점이 있고, 세라믹 칩 안테나는 충격에 약하고 이득이 낮으며, 또한 고가라는 문제점이 있다.However, the microstrip patch antenna has a problem in that the size of the entire antenna is large, and the ceramic chip antenna has a problem in that it is weak in shock, low in gain, and expensive.

역 F형 안테나의 경우에는 급전점에 인접하여 단락핀을 구비시킴으로써 전체 안테나의 크기가 작아지는 장점을 가지고 있는데, 도 1을 참조하여 종래의 역 F형 안테나에 대해 살펴본다.In the case of the inverted F-type antenna, the short-circuit pin is provided adjacent to the feed point, which has the advantage of reducing the size of the entire antenna. Referring to FIG. 1, the inverted F-type antenna will be described.

도면에서, 일반적인 역 F형 안테나는 급전핀(13), 슬롯(12), 단락핀(14), 제1 복사체(10), 제2 복사체(11)를 포함한다. 급전핀(13)을 통해 입력되는 신호 중 일부는 상기 슬롯(12)에 의해 나누어진 상기 제1 복사체(10)에 생성되는 전류 경로를 따라 흐르게 되고, 그 전체적인 구조에 의해 전자기 에너지가 복사되며, 상기 슬롯(12)의 안쪽에 위치하는 제2 복사체(11)에도 전류가 분류되어 흐르게 되는데, 이는 높은 주파수 대역을 가지게 된다. 이와 같은 종래의 역 F형 안테나는 이중대역 특성을 가지는 장점이 있으나, 주파수 응답 특성이라는 측면에서 보면 대역이 모두 협대역이라는 문제점이 있다.In the figure, a typical inverted F antenna includes a feed pin 13, a slot 12, a shorting pin 14, a first radiator 10, and a second radiator 11. Some of the signal input through the feed pin 13 flows along the current path generated in the first radiator 10 divided by the slot 12, the electromagnetic energy is radiated by the overall structure, The current is also flowed into the second radiator 11 located inside the slot 12, which has a high frequency band. Such a conventional F-type antenna has an advantage of having a dual band characteristic, but in terms of frequency response characteristics, all bands have a problem of being narrow band.

최근에는 휴대전화기에 위치 추적을 위한 GPS 기능을 포함시키고 있다. 이러한 이유로 인해 안테나에 있어서도 기본적으로 이중 대역 안테나 이외에 GPS 대역의 신호도 송수신할 수 있는 3중 대역 안테나가 요구되고 있다.Recently, mobile phones have included a GPS function for location tracking. For this reason, there is a need for a triple band antenna capable of transmitting and receiving signals in the GPS band in addition to the dual band antenna.

3중 대역 안테나를 구현함에 있어서 외장형 안테나로 구현하는 방법과 내장형 안테나로 구현하는 방법이 있을 수 있다.In implementing the triple band antenna, there may be a method of implementing an external antenna and a method of implementing an internal antenna.

외장형 안테나로 구현하는 경우에는 GPS 대역을 독립된 단일 공진 주파수로 발생시키는 것이 아니라 인접한 1900MHz 대역과 함께 매칭 유닛을 사용하여 광대역으로 구현하는 것이 일반적이다. 이는 제한된 공간에서 헬리컬과 같은 구조로서 800MHz 공진을 기본적으로 서비스하고, 이와 더불어 1575MHz와 1900MHz의 근접 대역에서의 이중 공진을 만들기가 용이하지 않음에 기인한다. 이러한 광대역의 주파수 응답 특성의 경우 듀플렉서 또는 표면탄성파(SAW) 필터 등의 성능이 우수하지 않을 경우 불필요한 주파수 대역 신호의 혼입으로 인한 단말기 전체의 노이즈 특성 증가로 단말기의 일부 특성 저하를 초래할 수도 있다. When implementing an external antenna, it is common to implement a wide band using a matching unit together with an adjacent 1900 MHz band, rather than generating a GPS band with a single independent resonant frequency. This is due to the fact that it is a helical-like structure in a limited space, basically serving 800 MHz resonance, and in addition, it is not easy to make double resonance in the near band of 1575 MHz and 1900 MHz. In the case of such a broadband frequency response characteristic, if the performance of a duplexer or a surface acoustic wave (SAW) filter is not excellent, some noise characteristics of the terminal may be deteriorated due to an increase in noise characteristics of the entire terminal due to mixing of unnecessary frequency band signals.

한편, 내장형 안테나로 구현함에 있어서 종래의 역 F형 안테나 3개를 결합하여 3중 대역 내장형 안테나를 구현할 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 안테나의 사이즈 문제로 공진 주파수 대역에 원하는 대역을 넘어서는 공간적인 문제와 더불어 역 F형 안테나의 협대역 특성에 따른 특성상의 문제가 발생한다.On the other hand, in the implementation of the built-in antenna, it is possible to implement a three-band internal antenna by combining three conventional inverted F-type antenna. However, in this case, due to the size of the antenna, there is a spatial problem exceeding a desired band in the resonant frequency band, and a characteristic problem according to the narrow band characteristic of the inverted F-type antenna.

3중 대역을 구현한 종래의 내장형 안테나로는 대한민국 공개특허공보 제2001-52509호의 '다중 주파수 대역 안테나'가 있다.As a conventional internal antenna that implements a triple band, there is a 'multi-frequency band antenna' of Korean Laid-Open Patent Publication No. 2001-52509.

도 2 는 상기 종래의 3중 대역 내장형 안테나의 구조도로서, 이를 참조하여 종래의 3중 대역 내장형 안테나를 설명한다.2 is a structural diagram of the conventional triple band internal antenna, and a conventional triple band internal antenna will be described with reference to the structure.

종래의 3중 대역 안테나는 다이버시티 안테나로서, 제1 및 제2 대향면과 대향하는 제1 및 제2 단부를 갖는 유리섬유 회로 기판과 같은 유전체 기판으로 구성된다. 삼각형 형태의 구리 또는 다른 전도성의 물질의 층이 대향하는 단부에서 제1 및 제2 기판 표면에 고정되어 있고, 각 삼각형의 밑면은 각각의 기판 단부에 인접한다. 각 전도성 층은 각각의 단부로부터 각 표면상의 각각의 중앙부로 점감된다. 도면에서 방사 소자(40a, 40b)는 적어도 세개 또는 더 많은 주파수 대역내에서 공진할 수 있도록 안테나가 동조될 수 있게 한다. 각각의 전도성 층의 각 일부분 또는 슬롯(42a, 42b)은 각각 44a, 44b로 표시되는 RF 에너지를 방사하는 뇌문의 전기 전도성 패턴을 생성하도록 제거된다. 방사 소자(40a, 40b)내의 슬롯(42a, 42b)은 상이한 주파수에서 상이하게 동작한다. 800MHz 대역과 같은 낮은 주파수에서 방사 소자(40a, 40b)의 전기적 길이는 일반적으로 가장 길다. 1500 및 1900MHz 대역과 같은 중간 범위 및 높은 주파수에서 방사 소자의 전기 길이는 더 짧게 된다. 더 높은 주파수에서 파장은 더 작게 되고, 이것은 에너지가 슬롯을 통해 점프할 수 있기 때문에 슬롯의 효과를 감소시킨다. 도면에서 도면부호 55는 안테나 피드를 결합하기 위한 중앙 홀이다.Conventional triple band antennas are diversity antennas, consisting of a dielectric substrate such as a glass fiber circuit board having first and second ends opposing the first and second opposing surfaces. A triangular layer of copper or other conductive material is secured to the first and second substrate surfaces at opposite ends, and the underside of each triangle is adjacent to each substrate end. Each conductive layer is tapered from each end to each center on each surface. The radiating elements 40a, 40b in the figure allow the antenna to be tuned to resonate within at least three or more frequency bands. Each portion or slot 42a, 42b of each conductive layer is removed to produce an electrically conductive pattern of brainprint that emits RF energy, denoted 44a, 44b, respectively. Slots 42a and 42b in radiating elements 40a and 40b operate differently at different frequencies. At low frequencies, such as the 800 MHz band, the electrical length of the radiating elements 40a, 40b is generally the longest. In the mid range and high frequencies, such as the 1500 and 1900 MHz bands, the electrical length of the radiating element is shorter. At higher frequencies the wavelength becomes smaller, which reduces the slot's effect because energy can jump through the slot. Reference numeral 55 in the drawing is the central hole for coupling the antenna feed.

그러나 상기 다이버시티 안테나로 다중대역을 처리하기 위해서는 각각의 대역에 따른 상이한 주파수를 처리하기 위한 슬롯을 형성하여야 하기 때문에 각각의 방사소자의 각 뇌문의 전기 전도성 패턴의 길이가 길어져야 하고, 상기 상이한 주파수를 처리하는 각각의 주파수에 따른 회로를 설계하여야 하기 때문에 안테나 및 단말기의 구조가 복잡해지고 안테나의 크기가 커지는 문제점이 있다. However, in order to process multiple bands with the diversity antenna, slots for processing different frequencies according to respective bands must be formed, and thus the length of the electrically conductive pattern of each brainprint of each radiating element must be long, and the different frequencies can be obtained. Since circuits must be designed according to the respective frequencies for processing the antenna, the structure of the antenna and the terminal is complicated and the size of the antenna is increased.

또한, 상기 안테나의 크기를 감소하기 위해서는 각각의 대역을 처리하는 슬롯과 그에 따른 전도성 패턴을 형성할 수 없으므로 대역폭이 좁아지거나 대역에 따른 주파수 처리를 할 수 없으므로 충분한 대역폭을 생성할 수 없고 효율이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, in order to reduce the size of the antenna, slots for processing each band and a conductive pattern thereof cannot be formed, so bandwidth is not narrowed or frequency processing according to the band is not possible, thus sufficient bandwidth cannot be generated and efficiency is low. There is a problem.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 링 안테나와 변형된 역 F형 안테나를 결합하여, 링 안테나가 동작하는 한 파장 동작 특성을 0.5λ 이하에서 동작하도록 하는 다중대역 내장형 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Therefore, the present invention is to solve the above problems of the prior art, by combining the ring antenna and the modified inverted F-type antenna, the multi-band internal type to operate the wavelength operating characteristics of less than 0.5λ as long as the ring antenna operates The purpose is to provide an antenna.
Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중앙에 안쪽 슬롯을 가지며, 일정 부분이 일정 폭을 갖는 링 형상으로 이루어진 제1 복사체; 상기 제1 복사체의 일정 위치에서 수직으로 일정 길이 연장된 브랜치; 상기 브랜치에 설치된 단락핀; 상기 단락핀과 소정 거리 이격되어 설치된 급전핀; 상기 제1 복사체의 외측에 형성된 제1 슬롯에 의해 형성되는 제2 복사체; 및 상기 제1 복사체의 내측에 형성된 제2 슬롯에 의해 형성되는 제3 복사체를 포함한다.The present invention for achieving the above object, the first radiator having an inner slot in the center, a predetermined portion is formed in a ring shape having a predetermined width; A branch extending vertically vertically at a predetermined position of the first copy; A shorting pin installed on the branch; A power supply pin spaced apart from the short circuit pin by a predetermined distance; A second radiator formed by a first slot formed outside the first radiator; And a third copy formed by a second slot formed inside the first copy.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 실시예로 내장형 안테나가 설치되는 형태를 설명하기 위한 도면으로, 도면에서 60은 휴대전화기 배면 하우징, 61은 평판 복사체, 62는 지지 플라스틱 프레임, 63은 휴대전화기 메인 인쇄회로기판(PCB)을 각각 나타낸다.3 is a view for explaining a form in which the built-in antenna is installed in an embodiment according to the present invention, in which 60 is a mobile phone rear housing, 61 is a flat copy, 62 is a support plastic frame, 63 is a mobile phone main printed circuit. Each board | substrate PCB is shown.

본 발명에 있어서, 평판 복사체는 유전체 기판인 FR-4 기판이거나 접착성 테이프로 고정 가능한 필름 인쇄회로기판(FPCB) 혹은 동판 등을 사용할 수 있다. 상기 평판 복사체는 사용되는 재질에 따라 안테나 폭과 슬롯 간격은 상이하게 되는데, 사용되는 평판 복사체에 따른 유전율에 따라서 안테나 폭과 슬롯 간격을 계산하면 된다. 본 발명에서는 실시예로 유전체 기판인 FR-4 기판을 사용하는 경우에 대해 설명한다.In the present invention, the flat plate copy may be a FR-4 substrate, which is a dielectric substrate, or a film printed circuit board (FPCB) or copper plate, which can be fixed with an adhesive tape. The planar radiator has a different antenna width and slot spacing depending on the material used. The planar radiator may calculate the antenna width and slot spacing according to the permittivity according to the planar radiator used. In the present invention, a case of using a FR-4 substrate as a dielectric substrate will be described.

평판 복사체(61)는 휴대전화기의 배면 하우징(60)과 메인 인쇄회로기판(63) 사이에 위치하며, 지지 플라스틱 프레임(62)에 의해 지지된다. 평면 복사체(61)와 메인 인쇄회로기판(63)은 서로 평행하게 설치되며, 메인 인쇄회로기판(63)에는 접지면이 형성되어 있다. 통상 내장형 안테나에서는 하나 이상의 단락핀(도시되지 않음)이 마련되는데, 단락핀은 복사체와 접지면을 상호 접속시킨다. 통상, 단락핀은 급전핀(도시되지 않음)으로부터 소정 거리 이격되어 위치한다. 그 이유는, 대역폭(bandwidth)을 넓게 하기 위함이다. 이때, 이격거리는 주파수 및 안테나 재질에 따라 결정되는데, 일예로

Figure 112005060696163-pat00006
내외가 최적의 범위이다. 급전핀의 한 단자는 복사체에 연결되고, 다른 하나는 메인 인쇄회로기판에 연결된다.The flat copy 61 is located between the rear housing 60 of the mobile phone and the main printed circuit board 63 and is supported by the supporting plastic frame 62. The planar copy 61 and the main printed circuit board 63 are installed in parallel with each other, and a ground plane is formed on the main printed circuit board 63. Typically, an internal antenna is provided with one or more shorting pins (not shown), which interconnect the radiator and the ground plane. Typically, the shorting pin is located a predetermined distance away from the feed pin (not shown). The reason is to widen the bandwidth. In this case, the separation distance is determined according to the frequency and the antenna material, for example
Figure 112005060696163-pat00006
Inside and outside is the best range. One terminal of the feed pin is connected to the copy and the other to the main printed circuit board.

도 4 는 본 발명에 따른 3중 대역 내장형 안테나의 구조도로서, 본 발명에 따른 3중 대역 내장형 안테나는, 링 안테나인 제1 복사체(100)와, 상기 링 안테나 일부에 설치된 제2 복사체(101) 및 제3 복사체(102)와, 상기 링 안테나에서 링의 안쪽 슬롯에 수직으로 설치된 브랜치(103)와, 상기 브랜치(103) 하단에 설치된 급전핀(104)과, 상기 급전핀(104)과 소정 거리 이격되어 설치된 단락 핀(105)과, 상기 제1 복사체(100)와 제2 복사체(101) 사이 설치된 제1 슬롯(110)과, 상기 제1 복사체(100)과 상기 제3 복사체(102) 사이에 설치된 제2 슬롯(111)으로 구성된다.4 is a structural diagram of a triple band internal antenna according to the present invention, wherein the triple band internal antenna according to the present invention includes a first radiator 100 that is a ring antenna and a second radiator 101 provided on a portion of the ring antenna. And a third radiator 102, a branch 103 installed perpendicularly to an inner slot of the ring at the ring antenna, a feed pin 104 provided at a lower end of the branch 103, and the feed pin 104. Short-circuit pins 105 spaced apart from each other, a first slot 110 provided between the first and second radiators 100 and 101, the first and second radiators 100 and 102. It consists of a second slot 111 provided between.

본 발명에 따른 3중 대역 내장형 안테나는 일반적인 링 안테나를 변형하고, 상기 링 안테나를 중심으로 내,외측에 변형된 역 F형 안테나를 형성한 것이다. 이를 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.The triple band internal antenna according to the present invention is a modification of a general ring antenna, and forms a modified inverted F antenna inside and outside about the ring antenna. This will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도면에서, 본 발명에 따른 안테나는 사각 형태의 평판인데, 이는 다양한 형태를 취할 수 있다. 본 발명은 변형된 링 안테나인 제1 복사체(100)를 포함하는데, 제1 복사체(100)는 2/3 정도만 일정 폭을 갖는 링 형상을 가지며, 링의 안쪽 슬롯에 수직으로 연장된 브랜치(103)를 포함한다. 상기 브랜치(103)의 자유단부에는 단락핀(105)이 설치된다. 이때, 브랜치(103)가 가늘고 길수록 브랜치(103)가 가지는 고유 인덕턴스 성분이 증가하여 안테나의 전체적인 공진주파수를 감소시키고 또 대역폭을 조절할 수 있도록 하는 주요한 설계 파라미터가 된다. 이에 따라 링 안테나의 동작 주파수를 낮추어 실제 동작 주파수보다 더욱 낮은 곳에서 동작하게 할 수 있는데, 링 안테나는 0.5∼0.6λ 정도에서 동작한다.In the figure, the antenna according to the present invention is a rectangular flat plate, which may take various forms. The present invention includes a first radiator 100 which is a modified ring antenna. The first radiator 100 has a ring shape having a predetermined width of only about 2/3, and a branch 103 extending perpendicular to an inner slot of the ring. ). A shorting pin 105 is installed at the free end of the branch 103. At this time, as the branch 103 is thinner and longer, the inductance component of the branch 103 increases, which is a major design parameter that reduces the overall resonance frequency of the antenna and adjusts the bandwidth. Accordingly, the operating frequency of the ring antenna can be lowered to operate at a lower place than the actual operating frequency. The ring antenna operates at about 0.5 to 0.6λ.

상기 변형된 링 안테나인 제1 복사체(100)의 내/외측에는 각각 원형의 제1 슬롯(110) 및 제2 슬롯(111)을 형성하고, 상기 제1 슬롯(110) 및 제2 슬롯(111)의 내/외측에는 각각 다른 주파수에서 동작하는 제2 복사체(101) 및 제3 복사체(102)를 형성하여, 변형된 역 F형 안테나를 형성한다. 이에 따라 제1 복사체(100)의 외측에는 제2 복사체(101)가 형성되고, 제1 복사체(100)의 내측에는 제3 복사체(102)가 형성된다. 도면에서 제3 복사체(102)는 링의 안쪽 슬롯과 원형의 제2 슬롯(111)에 의해 전체적으로 일정 폭을 갖는 링 형상을 갖는다. 급전핀(104)은 상기 단락핀(105)과는 일정 거리를 두어 설치된다.The first and second slots 110 and 111, respectively, are formed inside and outside the first radiator 100, which is the deformed ring antenna, and the first and second slots 110 and 111, respectively. The inner and outer sides of) are respectively formed with a second radiator 101 and a third radiator 102 operating at different frequencies to form a modified inverted F antenna. Accordingly, the second copy 101 is formed outside the first copy 100, and the third copy 102 is formed inside the first copy 100. In the drawing, the third copy 102 has a ring shape having a predetermined width as a whole by the inner slot of the ring and the circular second slot 111. The feed pin 104 is installed at a predetermined distance from the short circuit pin 105.

본 발명에서 링 안테나인 제1 복사체(100)의 동작 주파수(1.9GHz)는 대략 중심주파수의 0.35∼0.4λ 정도의 전기적인 길이에서 동작한다. 그리고, 800MHz 대역용인 제2 복사체(101)는 850MHz 중심주파수의 0.2λ 정도의 전기적인 길이에서 동작하며, 또한 1500MHz 대역용인 제3 복사체(102)는 1570MHz 중심주파수의 0.2λ 정도의 전기적인 길이에서 동작한다.In the present invention, the operating frequency (1.9 GHz) of the first radiator 100, which is a ring antenna, operates at an electrical length of about 0.35 to 0.4 lambda of the center frequency. The second radiator 101 for the 800 MHz band operates at an electrical length of about 0.2λ of the center frequency of 850 MHz, and the third radiator 102 for the 1500 MHz band has an electrical length of about 0.2λ of the center frequency of 1570 MHz. It works.

상기 링 안테나인 제1 복사체(100)의 폭(108)을 증가시키면 대역폭이 증가하는 반면에 동작 주파수가 낮아지므로, 본 발명에서는 소형의 구조에서 다중 대역을 구현하기 위해, 제1 복사체(100)의 폭(108)은 동작 주파수의 0.005∼0.01λ 사이에서 설계한다. 그리고 제1 복사체(100)와 제2 복사체(101) 사이에 형성된 제1 슬롯(110)의 간격(109)은 0.01λ 정도로 설계하고, 제1 복사체(100)와 제3 복사체(102) 사이에 형성된 제2 슬롯(111)의 간격(107)은 0.005λ 정도로, 상기 제2 복사체(100)의 폭은 0.03λ 정도, 제3 복사체(102)의 폭(106)은 0.01λ 정도로 설계한다. 상기 슬롯의 간격을 좁히면 링 안테나인 제1 복사체(100)의 동작 주파수가 더욱 감소하게 되므로, 주어진 환경에 따라 각각의 공진 주파수를 변화시키는 주요한 파라미터로 활용할 수 있다.Increasing the width 108 of the first radiator 100, which is the ring antenna, increases the bandwidth while lowering the operating frequency. In the present invention, the first radiator 100 is implemented to realize a multi-band in a compact structure. Width 108 is designed to be between 0.005 and 0.01 lambda of the operating frequency. The spacing 109 of the first slot 110 formed between the first radiator 100 and the second radiator 101 is designed to be about 0.01λ, and between the first radiator 100 and the third radiator 102. The spacing 107 of the formed second slot 111 is about 0.005λ, the width of the second radiator 100 is about 0.03λ, and the width 106 of the third radiator 102 is about 0.01λ. If the interval of the slot is narrowed, the operating frequency of the first radiator 100, which is a ring antenna, is further reduced, and thus may be used as a main parameter for changing each resonance frequency according to a given environment.

본 발명에 따른 안테나는 각각의 공진 주파수 대역에서 동작하는 복사체가 독립적으로 결정되므로, 각각의 복사체 중에서 필요에 따라 복사체를 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 최근 북미에서 사용되는 GSM/DCS/US-PCS 삼중 대역의 경우 1800MHz 대역에서 매우 광대역의 특성이 필요한데, 본 발명에서 링 안테나와 링 안테나 외부 슬롯을 따라 구성되는 제3 복사체의 길이를 조절하여 DCS 대역 공진 특성으로 이동시켜 DCS/US-PCS 대역을 커버하거나, 제3 복사체를 빼고 제1복사체의 폭을 증가시킴으로써 1800MHz 대역에서 광대역 특성을 갖도록 하여 GSM/DCS/US-PCS 삼중 대역 내장형 안테나를 구성할 수 있다.In the antenna according to the present invention, since the radiators operating in the respective resonant frequency bands are independently determined, the radiators may be selectively used among the radiators as necessary. For example, the GSM / DCS / US-PCS triple band recently used in North America requires very wide bandwidth characteristics in the 1800 MHz band, and according to the present invention, the length of the third radiator formed along the ring antenna and the outer slot of the ring antenna is determined. Move to DCS band resonance to cover the DCS / US-PCS band, or subtract the third copy and increase the width of the first copy so that it has broadband characteristics in the 1800 MHz band and have GSM / DCS / US-PCS triple band built-in type. The antenna can be configured.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 변형된 링 안테나와 변형된 역 F형 안테나를 결합하여, 3중 대역에 따른 크기 부담을 최소화하면서 매칭 유닛을 사용하지 않아도 충분한 특성을 발휘할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention as described above, by combining the modified ring antenna and the modified inverted F antenna, there is an advantage that can exhibit sufficient characteristics without using a matching unit while minimizing the size burden according to the triple band.

도 5는 본 발명에 따른 안테나의 전압정재파비(VSWR)를 설명하기 위한 그래프로서, 역 F형 안테나 기술만을 사용할 경우 2∼5% 정도의 대역폭(VSWR 2:1)을 기대할 수 있지만, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이 상용 대역폭을 커버할 수 있는 10% 이상의 대역폭을 확보할 수 있다.FIG. 5 is a graph illustrating the voltage standing wave ratio (VSWR) of the antenna according to the present invention. When only the inverse F type antenna technology is used, a bandwidth of about 2 to 5% (VSWR 2: 1) can be expected. In FIG. 5, a bandwidth of 10% or more that can cover a commercial bandwidth can be secured.

Claims (7)

중앙에 안쪽 슬롯을 가지며, 일정 부분이 일정 폭을 갖는 링 형상으로 이루어진 제1 복사체;A first radiator having an inner slot in the center and having a ring portion having a predetermined width; 상기 제1 복사체의 일정 위치에서 수직으로 일정 길이 연장된 브랜치;A branch extending vertically vertically at a predetermined position of the first copy; 상기 브랜치에 설치된 단락핀;A shorting pin installed on the branch; 상기 단락핀과 소정 거리 이격되어 설치된 급전핀;A power supply pin spaced apart from the short circuit pin by a predetermined distance; 상기 제1 복사체의 외측에 형성된 제1 슬롯에 의해 형성되는 제2 복사체; 및A second radiator formed by a first slot formed outside the first radiator; And 상지 제1 복사체의 내측에 형성된 제2 슬롯에 의해 형성되는 제3 복사체를 포함하는 다중대역 내장형 안테나.A multiband internal antenna comprising a third radiator formed by a second slot formed inside the upper limb first radiator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 내지 제3 복사체는 유전체 기판인 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나.And the first to third radiators are dielectric substrates. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 내지 제3 복사체는 접착성 테이프로 고정 가능한 필름 인쇄회로기판(FPCB) 또는 동판인 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나.And the first to third radiators are film printed circuit boards (FPCBs) or copper plates which can be fixed with adhesive tape. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 복사체는 중심주파수의 0.35∼0.4λ 정도의 전기적인 길이에서 동작하고, 상기 제2 및 제3 복사체는 각각 중심주파수의 0.2λ 정도의 전기적인 길이에서 동작하는 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나.The first radiator operates at an electrical length of about 0.35 to 0.4 lambda of the center frequency, and the second and third radiators operate at an electrical length of about 0.2 lambda of the center frequency, respectively. antenna. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 복사체의 폭은 동작 주파수의 0.005∼0.01λ, 상기 제2 복사체의 폭은 동작 주파수의 0.03λ, 상기 제3 복사체의 폭은 동작 주파수의 0.01λ 정도에서 각각 결정되는 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나.The width of the first radiator is 0.005 ~ 0.01 λ of the operating frequency, the width of the second radiator is 0.03 λ of the operating frequency, the width of the third radiator is characterized in that each determined at about 0.01 λ of the operating frequency Band internal antenna. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 슬롯의 간격은 0.01λ, 상기 제2 슬롯의 간격은 0.005λ 인 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나.The spacing of the first slot is 0.01λ, the spacing of the second slot is 0.005λ, characterized in that the antenna. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 브랜치의 폭과 길이를 조절하여 고유 인덕턴스 성분을 변화시킴으로써 안테나의 공진 주파수와 대역폭 특성을 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 다중대역 내장형 안테나. And controlling the resonant frequency and bandwidth characteristics of the antenna by changing the inductance component of the branch by adjusting the width and length of the branch.
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