(57)【要約】  本発明は、並列リング構造の内部アンテナを提供する。本発明に係る内部アンテナは、複数のリング及び中心導体を備える並列リングと、並列リングと結合される高誘電体とを備える。リングの厚さ、リングの直径である第１直径、リング間の間隔、または中心導体の直径である第２直径によって反射損失が変化することができる。また、高誘電体は、内部に並列リングの外形に対応する溝が形成され、並列リングは溝を介して高誘電体と結合されることができる。従って、本発明に係る内部アンテナによると、従来のチップアンテナのサイズを維持しつつ最大限の利得及び能動性能を得ることができ、並列リングに高誘電体を結合することによって、容易かつ簡単にサイズの変化及び構造変更を行うことができる。
2010516159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリング及び中心導体を備える並列リングと、
前記並列リングと結合される高誘電体と、
を備える内部アンテナ。
【請求項２】
前記リングの厚さ、前記リングの直径である第１直径、前記リング間の間隔、または前記中心導体の直径である第２直径によって反射損失が変化する請求項１に記載の内部アンテナ。
【請求項３】
前記並列リングは、印刷回路基板に実装される少なくとも一つの接点構造を備える請求項１に記載の内部アンテナ。
【請求項４】
前記接点構造は二つであり、それぞれ給電線及びグラウンドに接続される請求項３に記載の内部アンテナ。
【請求項５】
前記高誘電体は、内部に前記並列リングの外形に対応する溝が形成され、
前記並列リングは、前記溝を介して前記高誘電体と結合される請求項１に記載の内部アンテナ。
【請求項６】
前記高誘電体は、印刷回路基板に固定するための固定ピンを備える請求項１に記載の内部アンテナ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちいずれか１項に記載の内部アンテナを備える無線送受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列リング（ｐａｒａｌｌｅｌ−ｒｉｎｇ）構造の内部アンテナ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ）に係り、さらに詳細には、従来のチップアンテナのサイズを維持しつつ利得及び能動性能を最大限に向上させることができ、キャリアなしで具現可能であり、コストを低減させることができる内部アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去の移動通信端末では主に外部アンテナを使用した。外部アンテナとは言葉通り、アンテナが外部に突出しているものであって、アンテナにコイルを螺旋形に巻いたヘリカル状のアンテナを言う。 外部アンテナは、高性能のためまだ使用されているが、移動通信端末がデザインを主として設計され、また、小型化のために次第に内部アンテナに変化している。
【０００３】
一方、内部アンテナはそのサイズが大きいため、空間の利用効率が悪く、形状が定型化されておらず、移動通信端末ごとに設計をやり直さなければならないという短所があった。従って、これを補完するために開発されたものがセラミックチップアンテナである。
【０００４】
このようなセラミックチップアンテナは、バルク型と低温同時焼成セラミック（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃ：以下、ＬＴＣＣ）型とに大別される。バルク型は、セラミックの表面にパターンをメッキ処理して放射体を具現する方式であり、ＬＴＣＣ型は、セラミックの内部にパターンを積層して性能を改善した方式である。
【０００５】
ここで、ＬＴＣＣとは、電気伝導度に優れた銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの電極回路を利用して複数の受動素子（Ｌ、Ｒ、Ｃ）及び配線回路を、グリーンシートと呼ばれる焼成されていない誘電体セラミック上に具現し、これを３次元的に積層した後、電極及びセラミックを回路電極の融点以下である９００℃以下で同時に焼成することで複数の受動素子を一つのチップ状に具現することができるセラミック素材または技術を意味する。
【０００６】
このようなチップアンテナは、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）や無線ＬＡＮ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ   Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）のように、単一周波数用、サブバンド用に多く使用されているが、セラミックそのものが持っている誘電率及び材質特性上、低周波数帯域幅の確保が難しいという問題点がある。
【０００７】
また、最近、移動通信の外にもブルートゥース、無線ＬＡＮ、ワイブロ（ＷｉＢｒｏ）及びジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）のような無線通信関連技術の拡散が速く行われ、このような技術を搭載するための小型化及びエンベディッド化が速く進行しており、回路内での容積率を高め、利得を増加させることができる内部アンテナが強く要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、並列リング構造の内部アンテナに関する新しい技術を提案する。
【０００９】
本発明の目的は、従来のチップアンテナのサイズを維持しつつ最大限の利得及び能動性能を得て、並列リングに高誘電体を結合することによって、アンテナの設計において容易かつ簡単にサイズの変化及び構造変更を行うことができる内部アンテナを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、並列リングの厚さ、リング間の間隔、リングの直径、または中心導体の直径の変化による反射損失の変化を利用して、帯域幅の確保及び周波数の変更が容易であり、またチューニングしやすい内部アンテナを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、キャリアなしで具現可能な構造を通じてコストを低減させることができる内部アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成し、前述の従来技術の問題点を解決するために、本発明の一実施形態に係る内部アンテナは、複数のリング及び中心導体を備える並列リングと、並列リングと結合される高誘電体とを備える。
【００１３】
本発明の一側によれば、リングの厚さ、リングの直径である第１直径、リング間の間隔または中心導体の直径である第２直径によって反射損失が変化することができる。
【００１４】
本発明の他の側面によれば、高誘電体は、内部に並列リングの外形に対応する溝が形成され、並列リングは、溝を介して高誘電体と結合されることができる。
【００１５】
本発明のさらに他の側面によれば、並列リングは、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）に接続される二つの接点構造をさらに備えることができ、二つの接点構造はそれぞれ給電線またはグラウンド（ＧＮＤ）になることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の内部アンテナによれば、従来のチップアンテナのサイズを維持しつつ最大限の利得及び能動性能を得ることができ、並列リングに高誘電体を結合することによって、アンテナの設計において容易かつ簡単にサイズの変化及び構造変更を行うことができる。
【００１７】
また、並列リングの厚さ、リング間の間隔、リングの直径、または中心導体の直径の変化による反射損失の変化を利用して帯域幅の確保及び周波数の変更が容易であり、またチューニングしやすい内部アンテナを提供することができる。
【００１８】
また、キャリアなしで具現可能な構造を通じてコストを低減させることができる内部アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態において、並列リング構造の内部アンテナを説明するための図面である。
【図２】本発明の一実施形態において、並列リングを説明するための図面である。
【図３】リングの厚さの変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。
【図４】リング間の間隔の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。
【図５】中心導体の直径の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。
【図６】リングの直径の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。
【図７】並列リングの全長の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態において、高誘電体を説明するための図面である。
【図９】本発明の一実施形態において、接点構造を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明による多様な実施形態を詳細に説明する。このとき、本明細書における「無線送受信機」とは、無線で電波を送信または受信するための装置を通称する概念として解釈される。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態において、並列リング構造の内部アンテナを説明するための図面である。このとき、図１の（ａ）は、本発明に係る内部アンテナ１００を示し、（ｂ）は、内部アンテナ１００の断面図を示す。
【００２２】
図１に示すように、内部アンテナ１００は、複数のリング１０１、中心導体１０２及び印刷回路基板に実装される二つの接点構造１０３から構成された並列リングと、並列リングの外部に結合される高誘電体１０４とを備えることができる。まず、並列リングについては図２ないし図７によって詳細に説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態において、並列リングを説明するための図面である。
【００２４】
並列リング２００は、リング１０１の厚さ２０１、リング１０１の直径２０２、リング１０１間の間隔２０３または中心導体１０２の直径２０４によってその反射損失が変化することができる。このような反射損失の変化については図３ないし図７によってさらに詳細に説明する。
【００２５】
図３は、リングの厚さの変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。図３に示すように、グラフ３００は、リング１０１の厚さ２０１がそれぞれ０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ及び２ｍｍであるときの周波数による反射損失を示す。
【００２６】
このとき、グラフ３００から確認できるように、厚さ２０１が０．３ｍｍから２ｍｍに厚くなるほど、共振点が高周波の方へ移動したことが分かる。これは、ローディング部の長さが固定されているという条件下で、リング１０１の厚さ２０１が厚くなるほどアンテナの電気的な長さが短くなる現象によって発生する。
【００２７】
図４は、リング間の間隔の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。図４に示すように、グラフ４００は、リング１０１間の間隔２０３がそれぞれ０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ及び２．５ｍｍであるときの周波数による反射損失を示す。
【００２８】
このとき、グラフ４００から確認できるように、間隔２０３が０．５ｍｍから２．５ｍｍに広くなるほど、共振点が高周波の方へ移動したことが分かる。これは、リング１０１間の間隔２０３が広くなるほど、アンテナの全体の電気的な長さが短くなる現象によって発生する。
【００２９】
図５は、中心導体の直径の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。図５に示すように、グラフ５００は、中心導体１０２の直径２０４がそれぞれ０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ及び２．５ｍｍであるときの周波数による反射損失を示す。
【００３０】
このようなグラフ５００から確認できるように、中心導体１０２の直径２０４が０．５ｍｍから２．５ｍｍに広くなるほど、共振点が高周波の方へ移動したことが分かる。これは、中心導体１０２の直径２０４が広くなるほど、リングの有効直径が狭くなるため、アンテナの電気的な長さが短くなる現象によって発生する。
【００３１】
図６は、リングの直径の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。図６に示すように、グラフ６００は、リング１０１の直径２０２がそれぞれ２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ及び６ｍｍであるときの周波数による反射損失を示す。
【００３２】
このようなグラフ６００から確認できるように、直径２０２が２ｍｍから６ｍｍに広くなるほど、共振点が低周波の方へ移動したことが分かる。これは、リング１０１の直径２０２が広くなるほど、電気的な長さが長くなる現象によって発生する。
【００３３】
図７は、並列リングの全長の変化による反射損失の変化の一例を示すグラフである。図７に示すように、グラフ７００は、並列リング２００の長さが１６．４ｍｍ、１４．４ｍｍ、１２．４ｍｍ、１０．４ｍｍ及び８．４ｍｍであるときの周波数による反射損失を示す。このようなグラフ７００から確認できるように、並列リング２００の全長が８．４ｍｍから１６．４ｍｍに長くなるほど、共振点が低周波の方へ移動する。
【００３４】
このように、並列リング２００の全長が長くなれば、アンテナの電気的な長さが長くなるため、同じ共振点のためにアンテナ全体の物理的な長さを縮めることができる効果がある。
【００３５】
このように、図３ないし図７に示すように、リング１０１の厚さ２０１、リング１０１間の間隔２０３または中心導体１０２の直径２０４が増加するほど、共振点が高周波の方へ移動し、また、リング１０１の直径２０２、または並列リング２００の全長が増加するほど、共振点が低周波の方へ移動するということが確認できる。このように、内部アンテナ１００は、このような並列リング２００をどのように設計するかによって所望の帯域幅を得ることができる。すなわち、本発明に係る内部アンテナ１００は、帯域幅の確保及び周波数の変化が容易であり、またチューニングしやすいという長所がある。また、並列リング２００を利用することによって、チップアンテナに比べて放射体の体積が大きくなるため、アンテナの利得が向上する。
【００３６】
図８は、本発明の一実施形態において、高誘電体を説明するための図面である。
【００３７】
高誘電体１０４は、内部に並列リング２００の外形に対応する溝８０１が形成され、並列リング２００は、溝８０１を介して高誘電体１０４と結合されることができる。このような高誘電体１０４は、内部アンテナ１００の短絡を防止し、誘電率を利用して内部アンテナ１００を小型化する役割をする。また、高誘電体１０４は、印刷回路基板に固定するための固定ピン８０２を備えることができる。このような固定ピン８０２を介して内部アンテナ１００が動くことなく印刷回路基板に固定される。
【００３８】
一方、高誘電体１０４としては１５以上の比誘電率を有するＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）材質を利用することができ、射出成形によって高誘電体１０４を所望の形状に製造することができる。好ましくは、インサート射出によって高誘電体１０４と並列リング２００とが一体に形成されることができる。
【００３９】
このように、本発明に係る内部アンテナ１００は、高誘電体１０４を利用することによって、そのサイズが容易に変化することができ（すなわち、小型化されることができ）、また、その構造が変更されやすいという長所を有する。
【００４０】
図９は、本発明の一実施形態において、接点構造を説明するための図面である。
【００４１】
図９の（ａ）は、並列リング２００に備えられた二つの接点構造１０３を示し、（ｂ）は、接点構造１０３を備える並列リング２００に高誘電体１０４が結合されたものを示す。
【００４２】
このような接点構造１０３は印刷回路基板に実装され、方向性なしに一方は給電線として、他方はグラウンドとして利用されて、全体としてループアンテナを構成することができる。しかし、接点構造１０３のうち一つのみを給電線として利用し、他の一つを開放させることによって逆Ｌ状のアンテナまたはモノポールアンテナ状として使用することも可能である。
【００４３】
以上のように、本発明に係る内部アンテナ１００は、従来のチップアンテナのサイズを維持しつつ最大限の利得及び能動性能を得ることができ、並列リングに高誘電体を結合することによって容易かつ簡単にサイズの変化及び構造の変更を行うことができる。また、並列リングの厚さ、リング間の間隔、リングの直径、または中心導体の直径の変化による反射損失の変化を利用して、帯域幅の確保及び周波数の変更が容易であり、またチューニングしやすく、キャリアなしで具現可能な構造によってコストを低減させることができる。
【００４４】
しかも、このような内部アンテナ１００を備える無線送受信機は、前述の内部アンテナ１００の長所を全て含み、内部アンテナ１００の構造を容易かつ簡単に変更することができるため、無線送受信機の設計も簡単になるという長所がある。
【００４５】
以上のように、本発明では具体的な構成要素のような特定の事項と限定された実施形態及び図面によって説明されたが、これは単に本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものであり、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、当業者ならばこのような記載から多様な修正及び変形が可能である。
【００４６】
したがって、本発明の思想は説明された実施形態に限って定められてはならず、特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等であるかまたは等価的な変形のあるすべてのものは本発明の思想の範疇に属する。
【図１（ａ）】
2010516159.tif 000003
【図１（ｂ）】
2010516159.tif 000004
【図２】
2010516159.tif 000005
【図３】
2010516159.tif 000006
【図４】
2010516159.tif 000007
【図５】
2010516159.tif 000008
【図６】
2010516159.tif 000009
【図７】
2010516159.tif 000010
【図８】
2010516159.tif 000011
【図９（ａ）】
2010516159.tif 000012
【図９（ｂ）】
2010516159.tif 000013
【国際調査報告】
2010516159.tif 000014
2010516159.tif 000015