(57)【要約】開示された、広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナは、基板と、基板と所定距離離隔されて第１方向に所定の長さを有し、ＲＦ信号の給電を受ける給電部材、及び、基板と所定距離離隔され且つ給電部材と前記第１方向に垂直な第２方向に所定距離離隔されて、第１方向に所定の長さを有する接地部材を含むインピーダンスマッチング・給電部と、接地部材から延長されて形成される放射体と、を含み、インピーダンスマッチング・給電部は、給電部材及び接地部材間のカップリングによってインピーダンスマッチングを行い、放射体は、給電部材からカップリング給電を受ける。開示されたアンテナによると、平面逆−Ｆアンテナの狭帯域問題を克服することができ、カップリングマッチング及びカップリング給電を用いる広帯域内蔵型アンテナを、より広帯域且つより空間的にコンパクトに実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板と所定距離離隔されて第１方向に所定の長さを有し、ＲＦ信号の給電を受ける給電部材、及び、前記基板と所定距離離隔され且つ前記給電部材と前記第１方向に垂直な第２方向に所定距離離隔されて、前記第１方向に所定の長さを有する接地部材を含むインピーダンスマッチング・給電部と、
前記接地部材から延長されて形成される放射体と、を含み、
前記インピーダンスマッチング・給電部は、前記給電部材及び前記接地部材間のカップリングによってインピーダンスマッチングを行い、前記放射体は、前記給電部材からカップリング給電を受けることを特徴とする広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項２】
前記基板から垂直に形成され、前記基板上に形成された給電点及び前記給電部材と電気的に連結される給電ピンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項３】
前記基板から垂直に形成され、前記基板上に形成された接地及び前記接地部材と電気的に連結される接地ピンをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項４】
前記接地部材及び前記給電部材の第１方向への長さは、波長の実質的に０．１倍であることを特徴とする請求項１に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項５】
前記給電部材、前記接地部材、及び前記放射体が結合されて固定されるアンテナキャリアをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項６】
前記アンテナキャリアは平面上部及び複数の側壁部を含み、前記複数の側壁部は前記基板に結合されることを特徴とする請求項５に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項７】
前記給電部材は、前記複数の側壁部のうち、１つの側壁部の第１面に結合され、前記接地部材は、前記第１面に対向する第２面に結合されて所定距離離隔されることを特徴とする請求項６に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に結合されるアンテナキャリアと、
前記アンテナキャリアの側壁のうち、いずれか１つの側壁の第１面に結合されて接地と電気的に連結される接地部材及び前記第１面と対向する第２面に結合されてＲＦ信号の給電を受ける給電部材を含むインピーダンスマッチング・給電部と、
前記接地部材から延長されて前記アンテナキャリアに結合される放射体と、を含むことを特徴とする広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項９】
前記第１面には、接地と電気的に連結され、基板から垂直に形成されて前記接地部材と連結される接地ピンが結合され、前記第２面には、給電点と電気的に連結され、基板から垂直に形成されて前記給電部材と連結される給電ピンが結合されることを特徴とする請求項８に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【請求項１０】
前記キャリアには、前記側壁の上部に形成される平面上部が備えられ、前記放射体は、前記接地部材から延長されて前記平面上部に形成されることを特徴とする請求項８に記載の広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内蔵型アンテナに係り、より詳細には広帯域に対するインピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の移動通信端末は小型化及び軽量化と同時に、互いに異なる周波数帯域の移動通信サービスを１つの端末を用いて提供できる機能が要求されている。例えば、韓国で商用化された８２４〜８９４ＭＨｚ帯域のＣＤＭＡサービスと、１７５０〜１８７０ＭＨｚ帯域のＰＣＳサービス、日本で商用化された８３２〜９２５ＭＨｚ帯域のＣＤＭＡサービス、米国で商用化された１８５０〜１９９０ＭＨｚ帯域のＰＣＳサービス、ヨーロッパ、中国などで商用化された８８０〜９６０ＭＨｚ帯域のＧＳＭサービス及びヨーロッパ一部地域で商用化された１７１０〜１８８０ＭＨｚ帯域のＤＣＳサービスなどの多様な周波数帯域を用いた移動通信サービスのうち、必要に応じて多重帯域の信号を同時に処理できる端末が要求されていて、このような多重帯域の収容のために広帯域特性を有するアンテナが要求されている。
【０００３】
この他にもブルートゥース、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、無線ラン（ＬＡＮ）、ＧＰＳなどのようなサービスを処理できる複合端末が要求されているのが実情である。このような多重帯域のサービスを処理するための端末は、所望の２以上の帯域で動作できる多重帯域アンテナを必要とする。一般的に用いられる主な移動通信端末用のアンテナとしては、ヘリカルアンテナ（ｈｅｌｉｃａｌ  ａｎｔｅｎｎａ）と平面逆−Ｆアンテナ（Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ  Ｆ  Ａｎｔｅｎｎａ、  ＰＩＦＡ）がある。
【０００４】
ここで、ヘリカルアンテナは、端末上端に固定された外装型アンテナであって、モノポールアンテナとともに用いられる。ヘリカルアンテナとモノポールアンテナが併用される形態は、アンテナを端末本体から引出される（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）とモノポールアンテナとして動作し、挿入される（Ｒｅｔｒａｃｔｅｄ）とλ／４ヘリカルアンテナとして動作する。このようなアンテナは高いゲインが得られる長所があるが、無指向性であるので電磁波人体有害基準であるＳＡＲ特性が良くない。また、ヘリカルアンテナは端末の外部に突出された形状で構成されるので、端末の美的外観及び携帯機能に適した外観設計が難しく、これに対する内蔵型の構造はまだ研究されたことがない。
【０００５】
そして、逆−Ｆアンテナはこのような短所を克服するために、低いプロファイル構造を有するように設計されたアンテナである。逆−Ｆアンテナは、上記放射部に誘起された電流によって発生する全体ビームのうち、接地面側へ向かうビームが再誘起されて人体に向かうビームを減衰してＳＡＲ特性を改善すると同時に、放射部方向に誘起されるビームを強化する指向性を有し、長方形である平板型放射部の長さが半分に減少された長方形のマイクロストリップアンテナとして作動することによって低いプロファイル構造を実現できる。
【０００６】
このように逆−Ｆアンテナは、人体方向へのビームの強度を減衰し、人体外側方向へのビームの強度を強化する指向性を有する放射特性を備えるので、ヘリカルアンテナに比べて電磁波吸収率が優れた特性を提供できる。しかし、逆−Ｆアンテナには周波数帯域幅が狭いという問題がある。
逆−Ｆアンテナにおいて周波数帯域幅が狭くなることは、放射体とのマッチングの時に特定ポイントでマッチングがなされるポイントマッチングに起因する。
【０００７】
このようなポイントマッチングによる狭帯域問題を克服するために、本発明者によって特許文献１に記載の発明が提案されており、この発明は比較的長い区間でのカップリングマッチング及びカップリング給電を通じて、従来の逆−Ｆアンテナの狭い帯域幅を克服できる構造を提案している。
【０００８】
しかし、このようなカップリングマッチング及びカップリング給電のために別途に用意するインピーダンスマッチング部は比較的大きい空間を占めるので、アンテナのサイズが大きくなるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国特許出願第２００９−１５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明においては、上記のような従来技術の問題を解決するために、平面逆−Ｆアンテナの狭帯域問題を克服する広帯域内蔵型アンテナの構造を提供する。
本発明の他の目的は、カップリングマッチング及びカップリング給電を用いる広帯域内蔵型アンテナにおいて、より効率的な空間活用の可能な広帯域内蔵型アンテナを提供することにある。
本発明の他の目的は、以下の実施例を通じて当業者により容易に導き出されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するためになされた本発明の一側面によると、基板と、前記基板と所定距離離隔されて第１方向に所定の長さを有し、ＲＦ信号の給電を受ける給電部材、及び、前記基板と所定距離離隔され且つ前記給電部材と前記第１方向に垂直な第２方向に所定距離離隔されて、前記第１方向に所定の長さを有する接地部材を含むインピーダンスマッチング・給電部と、前記接地部材から延長されて形成される放射体と、を含み、前記インピーダンスマッチング・給電部は、前記給電部材及び前記接地部材間のカップリングによってインピーダンスマッチングを行い、前記放射体は、前記給電部材からカップリング給電を受けることを特徴とする、広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナが提供される。
【００１２】
前記アンテナは、前記基板から垂直に形成され、前記基板上に形成された給電点及び前記給電部材と電気的に連結される給電ピンをさらに含むことができる。
前記アンテナは、前記基板から垂直に形成され、前記基板上に形成された接地及び前記接地部材と電気的に連結される接地ピンをさらに含むことができる。
前記接地部材及び前記給電部材の第１方向への長さは、波長の実質的に０．１倍であることが望ましい。
前記アンテナは、前記給電部材、前記接地部材、及び前記放射体が結合されて固定されるアンテナキャリアをさらに含むことができる。
前記アンテナキャリアは平面上部及び複数の側壁部を含み、前記複数の側壁部は前記基板に結合できる。
前記給電部材は、前記複数の側壁部のうち、１つの側壁部の第１面に結合され、前記接地部材は、前記第１面に対向する第２面に結合されて所定距離離隔できる。
【００１３】
本発明の他の側面によると、基板と、前記基板上に結合されるアンテナキャリアと、前記アンテナキャリアの側壁のうち、いずれか１つの側壁の第１面に結合されて接地と電気的に連結される接地部材及び前記第１面と対向する第２面に結合されてＲＦ信号の給電を受ける給電部材を含むインピーダンスマッチング・給電部と、前記接地部材から延長されて前記アンテナキャリアに結合される放射体と、を含む広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、アンテナキャリアの側壁部の両面を利用して空間的にコンパクト且つ大容量のキャパシタンスを有するインピーダンスマッチング・給電部を形成できるので、
平面逆−Ｆアンテナの狭帯域問題を克服できて、カップリングマッチング及びカップリング給電を用いる広帯域内蔵型アンテナでより効率のよい空間活用が可能な長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの斜視図である。
【図２】本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの、図１とは異なる方向からの斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの平面図である。
【図４】本発明の他の実施例による給電部材及び接地部材の形態を示す図面である。
【図５】本発明の一実施例によるアンテナが結合されるべきアンテナキャリアの一例を示す図面である。
【図６】図５に示したアンテナキャリアに本発明の一実施例によるアンテナが結合された場合を示す斜視図である。
【図７】図５に示したアンテナキャリアに本発明の一実施例によるアンテナが結合された場合を、図６とは異なる方向から示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施例によるアンテナキャリアの第１側壁部の正面図である。
【図９】本発明の一実施例によるアンテナキャリアの第１側壁部の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下において、添付した図面を参照しながら本発明による広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナの望ましい実施例を詳細に説明する。
【００１７】
本発明による広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナは、キャリアを用いて具現され得るが、説明の便宜上、キャリアを省略した構造のアンテナを、図１〜図３を参照してまず説明し、その後、キャリアを用いて具現される構造を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの斜視図であり、図２は、本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの、図１とは異なる方向からの斜視図であり、図３は、本発明の一実施例による広帯域内蔵型アンテナの平面図である。
【００１９】
図１〜図３を参照すると、本発明の一実施例による広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナは、基板（１００）、給電点（１０２）、インピーダンスマッチング・給電部（１０４）、接地ピン（１０６）、放射体（１０８）、及び給電ピン（１１０）を含む。また、インピーダンスマッチング・給電部（１０４）は、給電部材（２００）及び接地部材（３００）を含む。
【００２０】
給電点（１０２）にはＲＦ信号が印加され、給電ピン（１１０）は基板上に形成された給電点（１０２）と電気的に連結されて基板に垂直に形成される。接地ピン（１０６）は、基板上に形成された端末の接地と電気的に連結されて基板と垂直に形成される構造である。
【００２１】
インピーダンスマッチング・給電部（１０４）は、給電ピン（１１０）と電気的に連結され、基板（１００）に平行な方向に所定の長さを有して延長され、基板（１００）と垂直に形成される給電部材（２００）、及び、接地ピン（１０６）と電気的に連結され、基板（１００）に平行な方向に所定の長さを有して延長され、基板（１００）と垂直に形成される接地部材（３００）を含む。
【００２２】
図１〜図３において、給電部材（２００）及び接地部材（３００）は、ライン形態（細長い長方形状の形態）を有しているが、給電部材及び接地部材の形態はこれに限定されるものではなく、多様な形態を有することができ、給電部材及び接地部材の他の形態は別途の図面を参照して説明することにする。
【００２３】
図３に示した通り、インピーダンスマッチング・給電部を構成する給電部材（２００）及び接地部材（３００）は所定距離離隔されて配置される。
【００２４】
従来の平面逆−Ｆアンテナは、給電ピンと接地ピンに垂直に放射体が結合されるが、本発明の一実施例による広帯域インピーダンスマッチングをサポートする内蔵型アンテナは、接地ピンから延長される接地部材（３００）及び給電ピンから延長される給電部材（２００）を追加で含み、給電部材及び接地部材（３００）は広帯域に対するインピーダンスマッチング及びカップリング給電を行うようになる。
【００２５】
給電ピンから給電部材（２００）に提供されるＲＦ信号は、所定距離離隔された接地パッチ（３００）にカップリングされ、所定の長さを有する領域でなされるこのようなカップリングは、既存の平面逆−Ｆアンテナに比べてより広帯域に対するインピーダンスマッチングを可能にする。
【００２６】
広帯域に対するインピーダンスマッチングのために給電部材（２００）及び接地部材（３００）の長さは実質的に０．１波長に設定され得るが、これは周波数帯域及び使用周波数によって適切に変更できる。
【００２７】
また、カップリングによりＲＦ信号が給電部材（２００）から接地部材（３００）に伝達されるカップリング給電がインピーダンスマッチング・給電部で行われる。
【００２８】
図１及び図２を参照すると、給電部材（２００）が接地部材（３００）に比べてより高い位置に形成される場合が示されているが、給電部材（２００）と接地部材（３００）は同一の高さで互いに向かい合うように形成されることもでき、また接地部材（３００）の高さが給電部材（２００）に比べてより高く形成されることもできる。
【００２９】
即ち、給電部材（２００）及び接地部材（３００）は、要求されるカップリング量に応じてその高さを適切に調節できる。
【００３０】
図４は、本発明の他の実施例による給電部材及び接地部材の形態を示す図面である。
図４を参照すると、給電部材及び接地部材は、図１ないし図３に示したライン形態、即ち、細長い長方形状の形態とは異なり、細長い長方形の２つの長辺に沿って複数の突出部（４００）が形成されている。
【００３１】
このように複数の突出部（４００）をライン形態に対して追加形成することによって、カップリングに必要なより大きいキャパシタンスを確保でき、これを通じてより広帯域に対するインピーダンスマッチングを実行できる。また、より広帯域に対するインピーダンスマッチングのためにキャパシタンス値が多様化される必要があり、図４のようにライン形態に上下に突出部が形成された構造は、カップリングのためのキャパシタンスの多様化を実現できる。
【００３２】
もちろん、図４に示された形態以外にも所定の長さを有する領域でカップリングを誘導できる構造であれば、給電部材及び接地部材がより多様な形態で具現され得るという点を当業者であれば理解できるであろう。
【００３３】
放射体（１０８）は接地部材（３００）から延長される。図１及び図２を参照すると、放射体（１０８）は、接地部材（１３０）から垂直に延長された後折り曲げられ、基板と平行に延長され、基板と平行な面内において「Ｌ」字状に形成される構造が示されているが、放射体の形態がこれに限定されるものではなく、多様な形態に形成できる。
【００３４】
放射体（１０８）の長さは使用周波数帯域によって設定され、放射体の形態もまた多様に設定できる。図２及び図３には、放射体が基板と平行な面内において１回折り曲げられた「Ｌ」字状に形成された場合を示したが、基板と平行な面内においてライン形態及びミアンダ（蛇行）形態で具現される場合も本発明の範疇に含まれるという点は当業者にとって自明なことである。
【００３５】
一般的な平面逆−Ｆアンテナにおいて、放射体は直接給電を受けるため給電ピンと電気的に連結されるが、本発明の実施例によるアンテナの放射体（１０８）は、カップリング給電によって給電を受け、接地ピン（１０６）から接地部材（３００）を介して延長される構造である。
【００３６】
図５は、本発明の一実施例によるアンテナが結合されるべきアンテナキャリアの一例を示す図面である。
【００３７】
図５を参照すると、本発明の一実施例によるアンテナが結合されるアンテナキャリアは、平面上部（５００）及び複数の側壁部（５０２、５０４、５０６）を含むことができる。
【００３８】
平面上部（５００）は、アンテナの放射体が結合される部分として所定の面積を有している。
【００３９】
複数の側壁部（５０２、５０４、５０６）は、平面上部（５００）を支持して基板と結合される。複数の側壁部（５０２、５０４、５０６）のうち、比較的長さが長い第１側壁部（５０２）にはインピーダンスマッチング・給電部の給電部材（２００）及び接地部材（３００）が結合され、第２側壁部（５０４）及び第３側壁部（５０６）は第１側壁部（５０２）とともに支持の役割を遂行する。
【００４０】
図６は、図５に示したアンテナキャリアに本発明の一実施例によるアンテナが結合された場合を示す斜視図であり、図７は、図５に示したアンテナキャリアに本発明の一実施例によるアンテナが結合された場合を、図６とは異なる方向から示す斜視図である。図７では便宜上基板（１００）の記載を省略してある。また、図８は、本発明の一実施例によるアンテナにおいてキャリアの第１側壁部の正面図であり、図９は、本発明の一実施例によるアンテナキャリアの第１側壁部の背面図である。
【００４１】
図６及び図７を参照すると、アンテナキャリアの側壁部（５０２、５０４、５０６）は基板（１００）の上部に結合される。
【００４２】
図８を参照すると、基板から垂直に形成された接地ピン（１０６）は、第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に沿って基板に対して垂直に形成され、接地部材（３００）は接地ピン（１０６）から延長されて、第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に沿って基板に対して平行に形成される。また、放射体（１０８）は接地部材（３００）から延長されて第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に沿って基板に垂直に形成された部分を有する。
【００４３】
一方、図９を参照すると、基板から垂直に形成された給電ピン（１１０）は、第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に対向する面である第２面（５０２ｂ）に沿って基板に対して垂直に形成され、給電ピン（１１０）から延長された給電部材（１２０）は、第１側壁部（５０２）の第２面（５０２ｂ）に沿って基板に対して平行に形成される。
【００４４】
即ち、給電部材（１２０）及び接地部材（１３０）は、第１側壁部（５０２）を介して所定距離離隔され、接地部材（１３０）は第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に結合され、給電部材（１２０）は第１側壁部（５０２）の第２面（５０２ｂ）に結合され、接地部材（１３０）及び給電部材（１２０）の離隔距離は第１側壁部（５０２）の厚さに対応する。
【００４５】
本発明においては、給電部材（１２０）及び接地部材（１３０）のカップリングを用いた広帯域インピーダンスマッチング構造を具現するために、キャリア側壁部の両面を用いる。
【００４６】
このように本発明による、インピーダンスマッチング及び給電のためのエレメントがアンテナキャリア側壁部の両面に形成される構造は、従来の給電及びインピーダンスマッチングのためのエレメントがアンテナキャリアの平面上部に形成される構造に比べて、アンテナのサイズを減らすことができる。
【００４７】
さらに本発明による場合、アンテナキャリアの平面上部（５００）には、第１側壁部（５０２）の第１面（５０２ａ）に沿って基板に垂直に形成された放射体（１０８）の部分から延長されて基板に対して平行な面内に形成された放射体（１０８）の部分が結合される。
【符号の説明】
【００４８】
１００    基板
１０２    給電点
１０４    インピーダンスマッチング・給電部
１０６    接地ピン
１０８    放射体
１１０    給電ピン
２００    給電部材
３００    接地部材
５００    （アンテナキャリアの）平面上部
５０２、５０４、５０６    （アンテナキャリアの）第１、第２、第３側壁部
５０２ａ    第１側壁部の第１面
５０２ｂ    第１側壁部の第２面
【図１】
2012511857.tif 000003
【図２】
2012511857.tif 000004
【図３】
2012511857.tif 000005
【図４】
2012511857.tif 000006
【図５】
2012511857.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012511857.tif 000009
【図８】
2012511857.tif 000010
【図９】
2012511857.tif 000011
【国際調査報告】
2012511857.tif 000012
2012511857.tif 000013
2012511857.tif 000014
2012511857.tif 000015