(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアの少なくとも一部に形成される給電部と、
前記キャリアに形成され、前記給電部によって給電され、ＣＲＬＨ−ＴＬの役割を行う少なくとも一つのＤＮＧユニット・セル及び少なくとも一つのＥＮＧユニット・セルと、を備え、
前記ＤＮＧユニット・セル及び前記ＥＮＧユニット・セルはそれぞれ一つずつであり、
前記ＤＮＧユニット・セルは前記給電部の一方に形成され、前記キャリアの少なくとも一面に形成される第１パッチ及び第１スタブを備え、
前記ＥＮＧユニット・セルは前記給電部の他方に形成され、前記キャリアの少なくとも一面に形成される第２パッチ及び第２スタブを備え、
前記給電部はヘリカル状の給電線路を備え、
前記ヘリカル状の給電線路は、前記ＤＮＧユニット・セルと離隔距離をとって形成されてカップリング給電を行い、前記ＥＮＧユニット・セルには直接的に接続されて直接給電を行う、多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項２】
前記第１スタブ及び前記第２スタブは、前記キャリアと別個として形成される基板に形成された接地面に接続されることを特徴とする請求項１に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項３】
前記給電部、前記第１スタブ、及び前記第２スタブのうち少なくとも一つと前記接地面との間にはインダクターが形成されることを特徴とする請求項２に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項４】
前記第２スタブは、一端が接地面に接続され、他端が前記第２パッチに接続されるヘリカル状のスタブであることを特徴とする請求項１に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項５】
前記ＤＮＧユニット・セルの共振周波数は、ＣＲＬＨ−ＴＬ構造のリアクタンス成分によって決定され、
前記リアクタンス成分は、
前記給電線路の位置、前記給電線路の幅、前記給電線路の長さ、前記離隔距離、前記第１パッチのサイズ、前記キャリアの誘電率、前記キャリアのサイズ、前記第１スタブの位置、前記第１スタブの幅、及び前記第１スタブの長さのうち、少なくとも一つによって調節されることを特徴とする請求項１に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項６】
前記ＥＮＧユニット・セルの共振周波数は、ＣＲＬＨ−ＴＬ構造のリアクタンス成分によって決定され、
前記リアクタンス成分は、
前記給電線路の位置、前記給電線路の幅、前記給電線路の長さ、前記第２パッチのサイズ、前記キャリアの誘電率、前記キャリアのサイズ、前記第２スタブの位置、前記第２スタブの幅、及び前記第２スタブの長さのうち少なくとも一つによって調節されることを特徴とする請求項１に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項７】
前記ＤＮＧユニット・セルは−１次共振、０次共振、及び＋１次共振を発生させ、前記ＥＮＧユニット・セルは０次共振及び＋１次共振を発生させ、
前記ＤＮＧユニット・セルの０次共振、前記ＥＮＧユニット・セルの＋１次共振、及び前記ＤＮＧユニット・セルの＋１次共振のうち少なくとも二つが結合して広帯域を形成することを特徴とする請求項１に記載の多重帯域及び広帯域アンテナ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のうち何れか１項に記載の多重帯域及び広帯域アンテナを備える通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタマテリアルの特性を利用してアンテナのサイズをさらに小型化するとともに、共振周波数の調節が容易であり、多重帯域及び広帯域化を達成することができるアンテナ及びそれを備える通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子産業の進歩と共に、通信技術、特に、無線通信技術が発達するにつれて、いつでも、どこでも、誰とでも音声及びデータ通信を行うことができる多様な無線通信端末が開発されて普遍化されている。
【０００３】
また、無線通信端末の携帯性を向上させるために、無線通信端末の小型化のための多様な技術、例えば、高密度集積回路素子の開発、電子回路ボードの小型化方法などが研究されており、無線通信端末を使用しようとする目的も多様化するにつれて、ナビゲーション用端末、インターネット用端末などの多様な機能を有する端末が開発されている。
【０００４】
一方、無線通信技術において重要な技術の一つはアンテナに関する技術であり、現在、同軸アンテナ、ロッドアンテナ、ループアンテナ、ビームアンテナ、スーパーゲインアンテナなどの多様な技法によるアンテナが使用されている。
【０００５】
特に、最近、無線通信端末の携帯化または小型化の趨勢がさらに強まるにつれて、アンテナを小型化する技術的必要性がさらに高まっており、それにより、アンテナの導線がヘリックス（ｈｅｌｉｘ）状または蛇行線（ｍｅａｎｄｅｒ  ｌｉｎｅ）状などに構成されるアンテナが提案されている。
【０００６】
しかし、前記提案されたアンテナは、共振周波数に依存してそのサイズが決定される限界を克服することができず、アンテナが小型化されるにつれて、狭い空間に固定された長さを有するアンテナを形成するためにその形状がさらに複雑になるという問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するために提案された技術がメタマテリアルを用いたアンテナ技術である。
【０００８】
ここで、メタマテリアルとは、一般的に自然の中に存在しない特殊な電磁気的特性を有するように人工的に設計された物質または電磁気的構造を意味するものであって、前記メタマテリアルの特性をアンテナに応用する場合、アンテナの小型化に有利な特性を有する。
【０００９】
本発明は、このようなメタマテリアルを用いることによってさらに小型化され、多重帯域及び広帯域化を実現することができるアンテナシステムを提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、メタマテリアルの特性を用いた一つ以上のＤＮＧ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ）ユニット・セル及びＥＮＧ（Ｅｐｓｉｌｏｎ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ）ユニット・セルを備える多重帯域及び広帯域アンテナであって、さらに小型化され、共振周波数の調節の容易なアンテナ及びそれを備える通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するための本発明の一実施形態によれば、キャリアの少なくとも一部に形成される給電部と、 前記キャリアに形成され、前記給電部によって給電され、ＣＲＬＨ−ＴＬ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｒｉｇｈｔ／Ｌｅｆｔ  Ｈａｎｄｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌｉｎｅ）の役割を行う少なくとも一つのＤＮＧユニット・セル及び少なくとも一つのＥＮＧユニット・セルとを備える多重帯域及び広帯域アンテナが提供される。
【００１２】
前記ＤＮＧユニット・セル及び前記ＥＮＧユニット・セルはそれぞれ一つずつであり、前記ＤＮＧユニット・セルは前記給電部の左側に形成され、前記キャリアの少なくとも一面に形成される第１パッチ及び第１スタブを備え、前記ＥＮＧユニット・セルは前記給電部の右側に形成され、前記キャリアの少なくとも一面に形成される第２パッチ及び第２スタブを備えることができる。
【００１３】
前記給電部はヘリカル状の給電線路を備え、前記ヘリカル状の給電線路は、前記ＤＮＧユニット・セルと離隔距離をとって形成されてカップリング給電を行い、前記ＥＮＧユニット・セルには直接的に接続されて直接給電を行うことができる。
【００１４】
前記第１スタブ及び前記第２スタブは、前記キャリアと別個として形成される基板に形成された接地面に接続されることができる。
【００１５】
前記給電部、前記第１スタブ、及び前記第２スタブのうち少なくとも一つと前記接地面との間にはインダクターが形成されることができる。
【００１６】
前記第２スタブは、一端が前記接地面に接続され、他端が前記第２パッチに接続されるヘリカル状のスタブであることができる。
【００１７】
前記ＤＮＧユニット・セルの共振周波数は、ＣＲＬＨ−ＴＬ構造のリアクタンス成分によって決定され、前記リアクタンス成分は、前記給電線路の位置、前記給電線路の幅、前記給電線路の長さ、前記離隔距離、前記第１パッチのサイズ、前記キャリアの誘電率、前記キャリアのサイズ、前記第１スタブの位置、前記第１スタブの幅、及び前記第１スタブの長さのうち、少なくとも一つによって調節されることができる。
【００１８】
前記ＥＮＧユニット・セルの共振周波数は、ＣＲＬＨ−ＴＬ構造のリアクタンス成分によって決定され、前記リアクタンス成分は、前記給電線路の位置、前記給電線路の幅、前記給電線路の長さ、前記第２パッチのサイズ、前記キャリアの誘電率、前記キャリアのサイズ、前記第２スタブの位置、前記第２スタブの幅、及び前記第２スタブの長さのうち少なくとも一つによって調節されることができる。
【００１９】
前記ＤＮＧユニット・セルは−１次共振、０次共振、及び＋１次共振を発生させ、前記ＥＮＧユニット・セルは０次共振及び＋１次共振を発生させ、前記ＤＮＧユニット・セルの０次共振、前記ＥＮＧユニット・セルの＋１次共振、及び前記ＤＮＧユニット・セルの＋１次共振のうち少なくとも二つが結合して広帯域を形成することができる。
【００２０】
一方、前述の目的を達成するための本発明の他の実施形態によれば、前記多重帯域及び広帯域アンテナを備える通信装置が提供されることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＤＮＧユニット・セル及びＥＮＧユニット・セルのリアクタンス成分を調節することによって、アンテナの長さに依存しない多重帯域及び広帯域アンテナを具現することができる。
【００２２】
したがって、本発明によれば、アンテナの小型化を達成するとともに、多重帯域を有し、その帯域幅の広いアンテナ及びそれを備える通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態によるメタマテリアルを用いた多重帯域及び広帯域アンテナの全体の構成を示す図である。
【図２】図１のアンテナにおいて給電部の構成を詳細に示す図である。
【図３】図１のアンテナに対する等価回路図である。
【図４】図１のアンテナに対する等価回路図である。
【図５】図１のアンテナに対する等価回路図である。
【図６】図１のアンテナに対する等価回路図である。
【図７】図１のアンテナに対する分散図である。
【図８】本発明の一実施形態によるメタマテリアルを用いた多重帯域及び広帯域アンテナを実際に具現した一例を示す図である。
【図９】図８のアンテナに対する反射損失を示すグラフである。
【図１０】図８のアンテナにおいてｘ−ｙ平面に対する放射パターンを示す図である。
【図１１】図８のアンテナにおいてｘ−ｚ平面に対する放射パターンを示す図である。
【図１２】図８のアンテナにおいてｙ−ｚ平面に対する放射パターンを示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態による多重帯域及び広帯域アンテナをＧＳＭ８５０／１８００／１９００、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＢｒｏ帯域でそれぞれ測定したアンテナ効率及び最大利得を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
後述する本発明についての詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を十分に実施することができるように詳細に説明される。本発明の多様な実施形態は、互いに異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されねばならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して、本発明の精神を逸脱しない範囲内で他の実施形態に具現されてもよい。また、それぞれの開示された実施形態内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の精神を逸脱しない範囲内で変更され得るということが理解されねばならない。したがって、後述する詳細な説明は限定的な意味として解釈されてはならず、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張するものと均等な全ての範囲と共に、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。図面において、類似した参照符号は、いくつかの側面にわたって同一または類似の機能を表す。
【００２５】
以下では、当業者が本発明を容易に実施することができるようにするため、本発明の好ましい実施形態に関して添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（多重帯域及び広帯域アンテナの全体の構成）
図１は、本発明の一実施形態によるメタマテリアルを用いた多重帯域及び広帯域アンテナの全体の構成を示す図である。
【００２７】
メタマテリアルとは、一般的に自然の中に存在しない特殊な電磁気的特性を有するように人工的に設計された物質または電磁気的構造を意味するものであって、本技術分野で、一般的に、そして本明細書においてメタマテリアルとは、誘電率（ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ）または透磁率（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）が負数である物質またはそのような電磁気的構造を意味する。
【００２８】
このような物質（または構造）は、二つの負数パラメーターを有するという意味からＤＮＧ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ）物質とも言われる。また、誘電率のみが負数である物質をＥＮＧ（Ｅｐｓｉｌｏｎ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ）物質と言う。また、メタマテリアルは、負の誘電率及び透磁率によって負の反射係数を有し、それにより、ＮＲＩ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ）物質とも言われる。メタマテリアルは、１９６７年ソ連の物理学者であるヴェセラゴ（Ｖ．Ｖｅｓｅｌａｇｏ）によって初めて研究されたが、あれから約３０年が過ぎた最近、具体的な具現方法が研究されて応用が試みられている。
【００２９】
前記のような特性によって、メタマテリアル内で電磁気波は、フレミングの右手法則によらずに左手法則によって伝達される。すなわち、電磁気波の位相電波方向（位相速度方向）とエネルギー電波方向（群速度方向）が逆になって、メタマテリアルを通過する信号は負の位相遅延を有する。それにより、メタマテリアルをＬＨＭ（Ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）とも言う。また、メタマテリアルでは、β（位相定数）とω（周波数）との関係が非線形であるだけでなく、その特性曲線が座標平面の左半面にも存在する特性を示す。このような非線形特性によってメタマテリアルでは、周波数による位相差が小さいため、広帯域回路の具現が可能であり、位相変化が伝送線路の長さに比例しないため、小型の回路を具現することができる。
【００３０】
本発明の多重帯域及び広帯域アンテナは、図１に示すように、前記のようなメタマテリアルを用いた一つ以上のＤＮＧユニット・セルと一つ以上のＥＮＧユニット・セルを備えることができる。ＤＮＧユニット・セル及びＥＮＧユニット・セルの数は一つ以上であればよいが、以下では、説明の便宜上、ＤＮＧユニット・セル及びＥＮＧユニット・セルの数がそれぞれ１つである場合を例として挙げて説明する。
【００３１】
ここで、ＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０は両方ともメタマテリアルを用いた０次共振器（Ｚｅｒｏｔｈ  Ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）であり得る。
【００３２】
ＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０はアンテナ放射体として機能するパッチ１１１、１２１をそれぞれ備え、このようなパッチ１１１、１２１は所定のキャリア１００上に形成されることができる。キャリア１００が通常の直方体の形状に形成される場合、パッチ１１１、１２１はキャリア１００の少なくとも２面に形成される折り畳み状に形成されることができる。一方、前記キャリア１００は、所定の誘電率ρ、所定の透磁率μまたは所定の誘電率と透磁率の両方を有する物質であることができ、その一例として、誘電率が約４．５であるＦＲ４（Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｔａｒｄａｎｔ  Ｔｙｐｅ４）が前記キャリア１００として利用されることができる。しかし、前記キャリア１００は、これに制限されるものではなく、多様な誘電物質または磁性体などが利用されることができる。
【００３３】
一方、ＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０の間には第１パッチ１１１と第２パッチ１２１に電力を供給してアンテナ放射体として機能することができる給電部１３０が形成されることができる。
【００３４】
図２は、本発明の一実施形態による給電部１３０の構成を詳細に示す図である。図２には具体的な数値が例示されているが、それは単に一具現例を示すものであり、本発明がこれに限定されないということは言うまでもない。
【００３５】
図２に示すように、給電部１３０はキャリア１００の一面から他面に延長されるヘリカル状の給電線路であることができる。図２に示すように、給電部１３０は、給電点１３１から延長される給電線路がキャリア１００の下面と上面を交互に通過し、最終的にはＥＮＧユニット・セル１２０の第２パッチ１２１に電気的に接続されることができる。図２では、給電部１３０に備えられる給電線路がキャリア１００の下面から延長されて、キャリア１００の上面で終了するが、これに限定されないということは言うまでもない。図２に示すように、給電点１３１からの給電線路がＥＮＧユニット・セル１２０の第２パッチ１２１にのみ電気的に接続されるため、ＤＮＧユニット・セル１１０の第１パッチ１１１は直接給電が不可能であるが、給電部１３０との離隔距離によるカップリング給電が可能になる。すなわち、たとえ給電部１３０との直接的な電気的接続は行われないとしても、電磁気的接続が可能になってカップリング給電が行われることができる。このようなカップリング給電は、給電部１３０がヘリカル状の給電線路で形成されることによって、さらに高い信頼性を達成することができる。一方、第１パッチ１１１と給電部１３０との離隔距離Ｇ１は、ＤＮＧユニット・セル１１０がダブルネガティブユニット・セルとして動作するための直列キャパシタンス成分として機能し、このような離隔距離Ｇ１の調節を通じて共振周波数の調節が可能になる。これについては後述する。
【００３６】
一方、ＥＮＧユニット・セル１２０においては、直列キャパシタとして動作する構成要素が備えられておらず、それにより、ＥＮＧユニット・セルとして機能することができる。これについては等価回路図を参照して後述する。
【００３７】
そして、ＤＮＧユニット・セル１１０及びＥＮＧユニット・セル１２０はスタブ１４０、１５０を備えることができる。具体的に、ＤＮＧユニット・セル１１０の第１パッチ１１１の終端及びＥＮＧユニット・セル１２０の第２パッチ１２１の終端には、それぞれスタブ１４０、１５０の一端が連結され、スタブ１４０、１５０の他端は接地面ＧＮＤに接続されることができる。第１パッチ１１１側のスタブ１４０は、ＤＮＧユニット・セル１１０が形成された領域においてキャリア１００の少なくとも一面に形成され、第２パッチ１２１側のスタブ１５０はＥＮＧユニット・セル１２０が形成された領域の少なくとも一部にヘリカル状に具現されることができる。このようなヘリカル状のスタブ１５０は、給電部１３０の形状と同様に構成されることができる。一例として、スタブ１５０は、図１に示すように、キャリア１００の上面で第２パッチ１２１から延長されてキャリア１００の上面及び下面を交互に通過した後、最終的に接地面ＧＮＤに接続されることができる。このようなスタブ１４０、１５０は、ＤＮＧユニット・セル１１０及びＥＮＧユニット・セル１２０がＣＲＬＨ−ＴＬ回路として動作するとき、並列インダクタンス成分として機能することができ、スタブ１４０、１５０の位置、幅、長さを調節することによって共振周波数の微細調整が可能になる。
【００３８】
一方、図１には示されていないが、給電点１３１と接地面ＧＮＤとの間、及びスタブ１４０、１５０と接地面ＧＮＤとの間にはＤＮＧユニット・セル１１０及びＥＮＧユニット・セル１２０の共振周波数の調節のためのロードインダクターがさらに挿入されることができる。
【００３９】
以下では、図１に示す多重帯域及び広帯域アンテナの等価回路に基づいてその動作を詳細に説明する。
【００４０】
（等価回路図）
図３は、図１の多重帯域及び広帯域アンテナにおいてＤＮＧユニット・セル１１０の等価回路図を示し、図４は、ＥＮＧユニット・セル１２０の等価回路図を示す。図３及び図４に示す回路によって、ＤＮＧユニット・セル１１０及びＥＮＧユニット・セル１２０はメタマテリアルＣＲＬＨ−ＴＬ回路として機能することができる。
【００４１】
まず、図３に示すように、ＣＲＬＨ−ＴＬ回路としてのＤＮＧユニット・セル１１０は一つの直列キャパシタＣＬと二つの並列インダクターＬＬを備えることによって等価化されることができる。
【００４２】
また、図４に示すように、ＥＮＧユニット・セル１２０は、二つの並列インダクターＬＬを備えることによって等価化されることができる。一般的な伝送線路はＲＨ特性を有し、このような伝送線路に直列キャパシタと並列インダクターをさらに挿入、すなわち、ＬＨ特性を付与することによってＣＲＬＨ−ＴＬ回路として動作するが、ＥＮＧユニット・セル１２０は、直列キャパシタとして機能する素子はないが、以下で説明するように、０次共振を発生させるため、その機能的な側面からＤＮＧユニット・セル１１０と同様にＣＲＬＨ−ＴＬ回路であると言える。
【００４３】
一方、ＤＮＧユニット・セル１１０及びＥＮＧユニット・セル１２０は、一般的なアンテナとしての構成によって、Ｚ０の特性インピーダンスを有するが、このような特性インピーダンスＺ０は並列キャパシタと直列インダクター成分で表現されることができる。図５及び図６は、特性インピーダンスＺ０を並列キャパシタＣＲと直列インダクターＬＲ成分で表現して、図３及び図４の回路を等価化した回路である。
【００４４】
まず、図５の回路をＤＮＧユニット・セル１１０に対して等価化させれば、直列キャパシタＣＬは、第１パッチ１１１と給電部１３０との離隔距離Ｇ１に等価化させることができ、並列インダクターＬＬは、スタブ１４０と接地面ＧＮＤとの間に形成されるインダクタンス成分に等価化させることができる。また、並列キャパシタＣＲは、第１パッチ１１１と接地面ＧＮＤとの間に形成されるキャパシタンス成分に等価化させることができ、直列インダクターＬＲは、第１パッチ１１１によって形成されるインダクタンス成分に等価化させることができる。
【００４５】
一方、図６の回路をＥＮＧユニット・セル１２０に対して等価化させれば、並列インダクターＬＬは、スタブ１５０と接地面ＧＮＤとの間に形成されるインダクタンス成分に等価化させることができる。また、並列キャパシタＣＲは、第２パッチ１２１と接地面ＧＮＤとの間に形成されるキャパシタンス成分に等価化させることができ、直列インダクターＬＲは、第２パッチ１２１によって形成されるインダクタンス成分に等価化させることができる。
【００４６】
前述のように、ＤＮＧユニット・セル１１０においては、第１パッチ１１１と給電部１３０との離隔距離Ｇ１を調節することによって直列キャパシタＣＬのキャパシタンス値を調節することができ、スタブ１４０を調節することによって並列インダクターＬＬのインダクタンス値を調節することができ、第１パッチ１１１と接地面ＧＮＤとの間隔を調節することによって並列キャパシタＣＲのキャパシタンス値を調節することができ、第１パッチ１１１のサイズなどを調節して直列インダクターＬＲのインダクタンス値を調節することができる。
【００４７】
また、ＥＮＧユニット・セル１２０においては、スタブ１５０の多様な変数を調節することによって並列インダクターＬＬのインダクタンス値を調節することができ、第２パッチ１２１と接地面ＧＮＤとの間隔を調節することによって並列キャパシタＣＲのキャパシタンス値を調節することができ、第２パッチ１２１のサイズなどを調節して直列インダクターＬＲのインダクタンス値を調節することができる。
【００４８】
それにより、ＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０の共振周波数が調節され、前述のように、メタマテリアル特性を利用するため、アンテナの全長ｄに依存しない小型化されたアンテナが具現されることができる。
【００４９】
（分散図）
図７は、本発明の一実施形態によるＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０に対する分散図（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｄｉａｇｒａｍ）である。
【００５０】
図７のダイアグラムにおいて逆三角形（▽）で表示される曲線は、ＤＮＧユニット・セル１１０に対する分散図であり、円形（○）で表示される曲線は、ＥＮＧユニット・セル１２０に対する分散図である。
【００５１】
図７に示すように、ＤＮＧユニット・セル１１０は、周波数特性によって正の次数（＋）だけでなく、０次及び負の次数（−）の共振周波数も得ることができるということが分かる。一方、ＥＮＧユニット・セル１２０を利用すれば、周波数特性によって正の次数（＋）と０次共振周波数を得ることができるということが分かる。
【００５２】
具体的に、ＤＮＧユニット・セル１１０は、１ＧＨｚ、１．７ＧＨｚ、２．１ＧＨｚ近傍の周波数でそれぞれ−１次共振、０次共振、＋１次共振を発生させ、ＥＮＧユニット・セル１２０は、１．０５ＧＨｚ、１．８ＧＨｚ近傍の周波数でそれぞれ０次共振、＋１次共振を発生させるということが分かる。ＤＮＧユニット・セル１１０とＥＮＧユニット・セル１２０の共振周波数を相対的に比較すれば、同一の次数でＤＮＧユニット・セル１１０の共振周波数がＥＮＧユニット・セル１２０のそれより高く形成されるため、ＤＮＧユニット・セル１１０を高帯域ＤＮＧユニット・セル、ＥＮＧユニット・セル１２０を低帯域ＥＮＧユニット・セルとして称することができる。
【００５３】
一方、ＥＮＧユニット・セル１２０の０次共振周波数は、全体のアンテナシステムの低帯域動作周波数になることができる。また、ＤＮＧユニット・セル１１０の０次共振周波数とＥＮＧユニット・セル１２０の＋１次共振周波数は隣接しているため、その二つの共振周波数帯域が合成されて、全体のアンテナシステムにおいては広帯域化された高帯域動作周波数として機能することができる。さらに、ＤＮＧユニット・セル１１０の０次共振周波数、ＥＮＧユニット・セル１２０の＋１次共振周波数とＤＮＧユニット・セル１１０の＋１次共振周波数が合成されて、全体のアンテナシステムの広帯域化された高帯域動作周波数としても機能することができる。
【００５４】
（実際の具現例に対するシミュレーション）
図８は、本発明の一実施形態による多重帯域及び広帯域アンテナの実際の具現例を示す図である。キャリア１００としては、誘電率が４．５であり、４０ｍｍ×６ｍｍ×３ｍｍのサイズを有するＦＲ４誘電物質を使用した。その他のそれぞれの構成要素についての具体的な具現サイズは、図８に詳細に示されているところ、その説明を省略する。また、それぞれの構成要素は図１と同様の参照符号を使用するため。図面の簡略化のためにその表示を省略する。
【００５５】
図９は、図８の多重帯域及び広帯域アンテナに対して測定した反射損失を示すグラフである。図９のグラフにおいて、白色の円（○）で表示される曲線はシミュレーション結果を示し、黒色の円（●）で表示される曲線は実際の測定結果を示す。
【００５６】
図９に示すように、全体のアンテナシステムは約０．８ＧＨｚ近傍の周波数帯域で低周波共振を示し、約１．７ＧＨｚないし約２．４ＧＨｚの周波数帯域で高周波共振を示すということが分かる。具体的には、ＥＮＧユニット・セル１２０の０次共振によって約０．８ＧＨｚ近傍での共振周波数が具現され、ＤＮＧユニット・セル１１０の約１．８ＧＨｚ近傍での０次共振とＥＮＧユニット・セル１２０の約２．２ＧＨｚ近傍での＋１次共振が合成されて、全体として広帯域化された高周波共振が具現されるということが分かる。
【００５７】
（放射パターンの測定結果）
図１０ないし図１２は、本発明の一実施形態による多重帯域及び広帯域アンテナの放射パターンをそれぞれｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面及びｙ−ｚ平面に対して示す図である。
【００５８】
図１０ないし図１２に示すように、本発明のアンテナシステムは、全方向性を有する放射パターンを示すということが分かる。したがって、本発明のアンテナシステムは、移動式端末に適用されることができる。
【００５９】
（帯域別のアンテナ効率及び最大利得）
図１３は、本発明の一実施形態による多重帯域及び広帯域アンテナをＧＳＭ８５０／１８００／１９００、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＢｒｏ帯域でそれぞれ測定したアンテナ効率及び最大利得を示す。
【００６０】
以上の説明及び図１３から分かるように、本発明のアンテナは、低帯域及び高帯域共振周波数を有する多重帯域アンテナとして動作するということが分かり、特に、高帯域共振周波数では広帯域特性を示すということが分かる。
【００６１】
このように、本発明の多重帯域及び広帯域アンテナは、給電部の形状（給電線路の位置、給電線路の幅、給電線路の長さ）、第１パッチと給電部との離隔距離、スタブの位置、スタブの幅、スタブの長さなどを調節することによって、ＤＮＧユニット・セル及びＥＮＧユニット・セルの共振周波数特性を調節することができる。しかし、本発明は、これに制限されるものではなく、ＤＮＧユニット・セル及びＥＮＧユニット・セルのリアクタンスが調節できれば、前記構成以外の構成、例えば、キャリアの誘電率、キャリアのサイズ、キャリアの形状、ユニット・セルの数など、アンテナシステムに備えられるすべての構成要素の形を調節することによって共振周波数を調節することができる。
【００６２】
以上、本発明の具体的な実施形態を参照して本発明を説明したが、これは例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で説明された実施形態を変更または変形させることができる。本明細書で説明されたそれぞれの機能ブロックまたは手段は、電子回路、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの公知の多様な素子に具現されることができ、それぞれ別個として具現されるか、または二つ以上が一つに統合されて具現されることができる。本明細書及び特許請求の範囲で別個のものとして説明された手段などの構成要素は単に機能上区別されたものであって、物理的には一つの手段に具現されることができ、単一のものとして説明された手段などの構成要素も複数の構成要素の結合によってなることができる。また、本明細書で説明されたそれぞれの方法のステップは本発明の範囲を逸脱せずに、その順序が変更されることができ、他のステップが付加されることができる。さらに、本明細書で説明された多様な実施形態はそれぞれ独立して、または適切に結合されて具現されることも可能である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態ではなく、特許請求の範囲及びその均等物によって定められねばならない。
【図１】
0005383831.tif 000002
【図２】
0005383831.tif 000003
【図３】
0005383831.tif 000004
【図４】
0005383831.tif 000005
【図５】
0005383831.tif 000006
【図６】
0005383831.tif 000007
【図７】
0005383831.tif 000008
【図８】
0005383831.tif 000009
【図９】
0005383831.tif 000010
【図１０】
0005383831.tif 000011
【図１１】
0005383831.tif 000012
【図１２】
0005383831.tif 000013
【図１３】
0005383831.tif 000014