KR101605228B1

KR101605228B1 - Multiband Internal Antenna using Loop Structure

Info

Publication number: KR101605228B1
Application number: KR1020130077903A
Authority: KR
Inventors: 김형동; 이재석; 류양
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2016-03-21
Also published as: KR101417326B1; KR20130028657A; KR20130085400A

Abstract

루프 구조를 이용한 다중 대역 내장형 안테나가 개시된다. 개시된 안테나는 급전점과 전자기적으로 결합되는 급전 방사 엘리먼트; 일 단이 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하고 타 단이 접지부와 결합되는 접지 연결 엘리먼트; 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하면서 연장되는 메인 방사 엘리먼트; 및 상기 급전 방사 엘리먼트에 직렬로 결합되는 용량성 소자를 포함하되, 상기 급전 방사 엘리먼트, 상기 접지 연결 엘리먼트 및 상기 접지부는 루프를 형성한다. 개시된 안테나에 의하면, 단순한 구조로 다중 대역 특성을 확보할 수 있고 용이하게 다중 대역 공진 주파수 조절이 가능하다.A multi-band built-in antenna using a loop structure is disclosed. The disclosed antenna includes a feed radiation element electromagnetically coupled to a feed point; A ground connection element having one end maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and the other end coupling with the ground; A main radiation element extending while maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element; And a capacitive element coupled in series with the feed radiation element, wherein the feed radiation element, the ground connection element, and the ground define a loop. According to the disclosed antenna, the multi-band characteristic can be ensured with a simple structure and the multi-band resonance frequency can be easily adjusted.

Description

{Multiband Internal Antenna using Loop Structure}

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대중 대역 특성을 가지는 내장형 안테나에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna, and more particularly, to an internal antenna having a broadband characteristic.

안테나는 공중의 RF 신호를 단말기 내부로 수신하거나 내부 신호를 외부로 송신하는 장치로서, 무선 통신에 필수적으로 사용되는 장치이다. 최근 이동통신 단말기는 소형화 및 경량화되면서 그 구조에 있어서도 슬림화가 요구되고 있다. 이와 같은 사이즈의 소형화가 계속적으로 요구되는 것에 비해 이동통신 단말기의 기능은 더욱 다양화될 것이 요구되고 있다. An antenna is a device that is used for wireless communication by receiving an RF signal of the public into the terminal or transmitting an internal signal to the outside. Background Art [0002] As mobile communication terminals have become smaller and lighter in weight in recent years, they are also required to be slim. It is demanded that the functions of the mobile communication terminal are diversified as compared with the case where the miniaturization of such a size is continuously demanded.

초창기 안테나의 소형화에 대한 연구는 안테나의 방사체의 형태를 효율적으로 구현하는 데에 집중되었다. 예를 들어, 방사체의 형태를 미앤더 구조로 형성하거나 스파이럴 형태로 형성하는 것이 초창기의 안테나 소형화에 대한 연구의 주류를 이루었다. Research into the miniaturization of early antennas has focused on efficiently implementing the shape of the emitter of the antenna. For example, the formation of a radiator in a meander structure or a spiral shape has been the mainstay of research for miniaturization of an early antenna.

그러나, 이동통신 단말기가 다양한 서비스를 제공하게 되면서 다양한 대역의 신호를 송수신할 수 있는 다중 대역 특성이 요구되고 있다. 초창기의 이동통신 단말기는 CDMA 대역과 같은 음성 통신 대역만을 지원하였으나 근래에는 데이터 통신 대역, 블루투스 대역 등 다양한 대역의 신호를 지원하는 것이 요구되고 있다. However, as the mobile communication terminal provides a variety of services, a multi-band characteristic capable of transmitting and receiving signals of various bands is required. In the early stage of the mobile communication terminal, only the voice communication band such as the CDMA band was supported. However, in recent years, it is required to support the signals of various bands such as the data communication band and the Bluetooth band.

다중 대역 특성을 구현하기 위한 기존의 방식으로 브랜치 구조를 이용하는 방법과 기생 캐패시턴스를 이용하는 방법 등이 있다. 이와 같은 종래의 구조는 추가적인 브랜치 엘리먼트 또는 기생 엘리먼트를 필요로 하여 안테나의 구조가 복잡해지고 그 사이즈가 증가하는 문제점이 있었다. There is a conventional method for implementing the multi-band characteristic using a branch structure and a method using parasitic capacitance. Such a conventional structure requires additional branch elements or parasitic elements, which complicates the structure of the antenna and increases the size thereof.

또한, 다중 대역 특성이 구현되더라도 다중 대역 공진 주파수는 방사체의 길이를 변화시키는 것에 의해서만 조절되어 설계의 어려움이 존재하였다.In addition, even when the multi-band characteristic is implemented, the multi-band resonant frequency is controlled only by changing the length of the radiator, and thus design difficulties exist.

본 발명에서는 단순한 구조를 가지는 다중 대역 안테나를 제공한다. The present invention provides a multi-band antenna having a simple structure.

또한, 본 발명은 다중 대역 공진 주파수의 조절이 용이한 다중 대역 안테나를 제공한다.In addition, the present invention provides a multi-band antenna in which the adjustment of the multi-band resonance frequency is easy.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 급전점과 전자기적으로 결합되는 급전 방사 엘리먼트; 일 단이 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하고 타 단이 접지부와 결합되는 접지 연결 엘리먼트; 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하면서 연장되는 메인 방사 엘리먼트; 및 상기 급전 방사 엘리먼트에 직렬로 결합되는 용량성 소자를 포함하되, 상기 급전 방사 엘리먼트, 상기 접지 연결 엘리먼트 및 상기 접지부는 루프를 형성하는 다중 대역 내장형 안테나가 제공된다. To achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a feed radiation element comprising: a feed radiation element electromagnetically coupled to a feed point; A ground connection element having one end maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and the other end coupling with the ground; A main radiation element extending while maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element; And a capacitive element coupled in series with the feed radiation element, wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground are formed in a loop.

상기 메인 방사 엘리먼트는 상기 루프와 관계 없는 방향으로 연장된다. The main radiating element extends in a direction not related to the loop.

상기 접지 연결 엘리먼트에는 유도성 소자가 직렬로 결합된다. The ground connection element is coupled in series with an inductive element.

상기 루프의 사이즈, 상기 용량성 소자의 캐피시턴스 및 상기 유도성 소자의 인덕턴스에 의해 공진 주파수가 결정된다. The resonance frequency is determined by the size of the loop, the capacitance of the capacitive element, and the inductance of the inductive element.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 급전점과 전자기적으로 결합되는 급전 방사 엘리먼트; 일 단이 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하고 타 단이 접지부와 결합되는 접지 연결 엘리먼트; 및 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하면서 연장되는 메인 방사 엘리먼트를 포함하되, 상기 급전 방사 엘리먼트, 상기 접지 연결 엘리먼트 및 상기 접지부는 루프를 형성하고 상기 급전 방사 엘리먼트에는 갭 피딩 구조가 형성되는 다중 대역 내장형 안테나가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna device including: a feed radiation element electromagnetically coupled to a feed point; A ground connection element having one end maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and the other end coupling with the ground; And a main radiating element extending while maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element, wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground portion form a loop and the feed radiation element has a gap- A built-in band antenna is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판에서 접지면이 제거된 영역인 클리어런스부; 상기 클리어런스부에 형성되며 급전점과 전자기적으로 결합되는 급전 방사 엘리먼트; 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하고 일 단이 상기 접지면과 결합되는 접지 연결 엘리먼트; 상기기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하면서 상기 기판과 수직인 방향으로 연장되는 수직부를 가지는 메인 방사 엘리먼트; 및 상기 급전 방사 엘리먼트에 직렬로 결합되는 용량성 소자를 포함하되, 상기 급전 방사 엘리먼트, 상기 접지 연결 엘리먼트 및 상기 접지면은 루프를 형성하는 다중 대역 내장형 안테나가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a clearance portion that is a region where a ground plane is removed from a substrate; A feed radiation element formed on the clearance part and electromagnetically coupled to the feed point; A ground connection element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and having one end coupled to the ground plane; A main radiating element having a vertical portion extending in a direction perpendicular to the substrate while maintaining electromagnetic coupling with the phase-machine fed radiation element; And a capacitive element coupled in series with the feed radiation element, wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground plane form a loop.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판에서 접지면이 제거된 영역인 클리어런스부; 상기 클리어런스부에 형성되며 급전점과 전자기적으로 결합되는 급전 방사 엘리먼트; 상기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하고 일 단이 상기 접지면과 결합되는 접지 연결 엘리먼트; 상기기 급전 방사 엘리먼트와 전자기적 결합을 유지하면서 상기 기판과 수직인 방향으로 연장되는 수직부를 가지는 메인 방사 엘리먼트; 및 상기 급전 방사 엘리먼트에는 갭 피딩 구조가 형성되며, 상기 급전 방사 엘리먼트, 상기 접지 연결 엘리먼트 및 상기 접지면은 루프를 형성하는 다중 대역 내장형 안테나가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a clearance portion that is a region where a ground plane is removed from a substrate; A feed radiation element formed on the clearance part and electromagnetically coupled to the feed point; A ground connection element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and having one end coupled to the ground plane; A main radiating element having a vertical portion extending in a direction perpendicular to the substrate while maintaining electromagnetic coupling with the phase-machine fed radiation element; And wherein the feed radiation element is formed with a gap feeding structure, wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground plane form a loop.

본 발명에 의하면, 단순한 구조로 다중 대역 특성을 확보할 수 있고 용이하게 다중 대역 공진 주파수 조절이 가능하다.According to the present invention, a multi-band characteristic can be ensured with a simple structure and a multi-band resonance frequency can be easily adjusted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 안테나와 기본적으로 동일한 구조의 방사체를 가지되 용량성 소자 및 루프 구조가 적용되지 않은 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면.
도 6은 도 4의 안테나와 같이 용량성 소자 및 루프 구조가 적용된 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제5 실시예 및 제6 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 단면도를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나의 S11 파라미터를 도시한 그래프.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나가 하우징의 측벽에 결합된 구조를 도시한 도면.1 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a multi-band internal antenna according to a second embodiment of the present invention. FIG.
3 is a diagram illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a third embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing S11 parameters of an antenna having a radiator having basically the same structure as that of the antenna of FIG. 4 but without applying a capacitive element and a loop structure;
FIG. 6 is a diagram illustrating S11 parameters of an antenna to which a capacitive element and a loop structure are applied, such as the antenna of FIG. 4. FIG.
FIG. 7 illustrates a structure of a multi-band internal antenna according to a fifth embodiment of the present invention; FIG.
8 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a sixth embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a multi-band internal antenna according to fifth and sixth embodiments of the present invention.
10 is a graph showing S11 parameters of an antenna according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a view showing a structure in which an antenna according to a sixth embodiment of the present invention is coupled to a side wall of a housing.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다중 대역 내장형 안테나의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a multi-band internal antenna according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 1 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나는 급전 방사 엘리먼트(100), 접지 연결 엘리먼트(102), 메인 방사 엘리먼트(104), 접지부(106) 및 기판(108)을 포함하며, 급전 방사 엘리먼트(100), 접지 연결 엘리먼트(102) 및 접지부(106)는 루프(150)를 형성하고, 급전 방사 엘리먼트(100)에는 용량성 소자(200)가 결합된다. Referring to Figure 1, a multi-band internal antenna according to a first embodiment of the present invention includes a feed radiation element 100, a ground connection element 102, a main radiation element 104, a ground portion 106, and a substrate 108 Wherein the feed radiation element 100, the ground connection element 102 and the ground portion 106 form a loop 150 and the capacitive element 200 is coupled to the feed radiation element 100.

급전 방사 엘리먼트(100)는 급전점(120)과 결합되며 급전 신호를 제공받는다. 일례로, 급전 방사 엘리먼트(100)는 동축 선로의 내부 도체와 결합되어 급전 신호를 제공받을 수 있다. The feed radiation element 100 is coupled to the feed point 120 and receives a feed signal. For example, the feed radiation element 100 may be coupled to the inner conductor of the coaxial line to receive a feed signal.

접지 연결 엘리먼트(102)는 급전 방사 엘리먼트(100)와 전자기적 연결을 유지하면서 연장되며 종단이 접지부(106)와 결합된다. The ground connection element 102 extends while maintaining an electromagnetic connection with the feed radiation element 100 and the termination is coupled to the ground.

접지부(106)는 접지 연결 엘리먼트(102)의 종단에 결합되고 접지 연결 엘리먼트(102) 및 급전 방사 엘리먼트(100)와 함께 루프(150)를 형성한다. 일례로, 동축 선로에 의해 급전이 이루어질 때 접지부(106)는 동축 선로의 외부 도체와 결합되어 루프를 형성한다. The ground portion 106 is coupled to the termination of the ground connection element 102 and forms the loop 150 together with the ground connection element 102 and the feed radiation element 100. For example, when power is supplied by the coaxial line, the grounding portion 106 is coupled with the outer conductor of the coaxial line to form a loop.

메인 방사 엘리먼트(104)도 급전 방사 엘리먼트(100)와 전자기적 연결을 유지하면서 연장되며 루프(150)와는 관계 없는 방향으로 분기된다. 급전 방사 엘리먼트(100) 및 메인 방사 엘리먼트(104)는 제1 대역의 신호를 방사한다. 제1 대역 신호의 공진 주파수는 급전 방사 엘리먼트(100) 및 메인 방사 엘리먼트(104)의 길이에 의해 결정된다. The main radiating element 104 also extends in an electromagnetic connection with the feed radiation element 100 and branches in a direction not related to the loop 150. The feed radiation element 100 and the main radiation element 104 emit signals in the first band. The resonant frequency of the first band signal is determined by the length of the feed radiation element 100 and the main radiation element 104.

제1 실시예의 안테나는 급전 방사 엘리먼트(100), 접지 연결 엘리먼트(102) 및 접지부(106)에 의해 정의되는 루프(150)에 의해 제1 대역과 다른 제2 대역의 신호를 방사한다. The antenna of the first embodiment emits a signal of a second band different from the first band by the loop 150 defined by the feed radiation element 100, the ground connection element 102 and the ground.

루프(150)에는 루프를 흐르는 전류가 발생하며, 이 전류를 통해 자기 플럭스가 발생하면서 제2 대역에 대한 공진이 발생한다. 제2 대역의 공진 주파수는 루프(150)의 사이즈 및 급전 방사체(100)에 결합되는 용량성 소자(200)의 캐패시턴스 값에 의해 결정된다. 급전 방사체상에 용량성 소자(200)를 직렬로 결합함으로써 갭 피딩 구조를 형성하며, 갭 피딩은 루프를 통한 또 다른 공진 대역의 형성을 가능하도록 한다. 가장 바람직하게는 용량성 소자는 급전 방사 엘리먼트(100)의 종단에 결합될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. In the loop 150, a current flowing in the loop is generated, and magnetic flux is generated through the current to generate resonance for the second band. The resonance frequency of the second band is determined by the size of the loop 150 and the capacitance value of the capacitive element 200 coupled to the feed radiator 100. By coupling the capacitive element 200 in series on the feeder radiator, a gap feeding structure is formed, which allows the formation of another resonant band through the loop. Most preferably, the capacitive element can be coupled to the termination of the feed radiation element 100, but is not limited thereto.

기판(108)은 급전 방사 엘리먼트(100), 접지 연결 엘리먼트(102), 메인 방사 엘리먼트(104) 및 접지부(106)와 같은 금속 패턴들이 결합되는 몸체로서 기능하며 유전체 재질로 이루어진다. The substrate 108 functions as a body to which metal patterns such as the feed radiation element 100, the ground connection element 102, the main radiation element 104 and the grounding part 106 are coupled and is made of a dielectric material.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나를 도시한 도면이다. 2 is a view illustrating a multi-band internal antenna according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 안테나는 제1 실시예의 안테나에 비해 유도성 소자(202)가 추가적으로 구비된다. Referring to FIG. 2, the antenna according to the second embodiment of the present invention is further provided with an inductive element 202 as compared with the antenna of the first embodiment.

유도성 소자(202)는 접지 연결 엘리먼트(102)에 직렬로 결합되며, 유도성 소자(202)는 용량성 소자(200)와 함께 추가적인 공진 대역의 공진 주파수를 조절하는 기능을 한다. 공진 주파수는 유도성 소자(202)의 인덕턴스 값 및 용량성 소자(200)의 캐패시턴스 값에 의해 정해진다. 가장 바람직하게는 유도성 소자는 접지 연결 엘리먼트(102)의 종단에 결합될 수 있다. The inductive element 202 is coupled in series with the ground connection element 102 and the inductive element 202 functions with the capacitive element 200 to adjust the resonant frequency of the additional resonant band. The resonant frequency is determined by the inductance value of the inductive element 202 and the capacitance value of the capacitive element 200. Most preferably, the inductive element can be coupled to the termination of the ground connection element 102.

루프(150)와 용량성 소자(200) 및 유도성 소자(202)로 인한 공진 주파수는 다음의 수학식 1과 같이 설정될 수 있다.The resonance frequency due to the loop 150 and the capacitive element 200 and the inductive element 202 can be set as shown in Equation (1).

위 수학식1에서 C는 용량성 소자(200)의 캐패시턴스 값이고 L은 유도성 소자(202)의 인덕턴스 값이며 L_LOOP은 루프 자체의 인덕턴스 값을 의미한다. Where C is the capacitance of the capacitive element 200, L is the inductance of the inductive element 202 and L _LOOP is the inductance of the loop itself.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 3 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나는 급전 방사 엘리먼트(300), 접지 연결 엘리먼트(302), 메인 방사 엘리먼트(304), 접지부(306), 기판(308), CPW 급전부(310) 및 용량성 소자(400)를 포함한다. 3, the multi-band internal antenna according to the third embodiment of the present invention includes a feed radiation element 300, a ground connection element 302, a main radiation element 304, a ground portion 306, a substrate 308 ), A CPW feeder 310, and a capacitive element 400.

도 3의 제3 실시예에 따른 안테나는 제1 실시예에 따른 안테나와 비교할 때 CPW 급전부(310)를 구비하여 CPW 급전을 수행한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있으나 기본적인 동작 원리는 제1 실시예와 동일하다. The antenna according to the third embodiment of FIG. 3 differs from the antenna of the first embodiment in that CPW feeding is performed by providing the CPW feeder 310 in comparison with the antenna according to the first embodiment, 1 embodiment.

제3 실시예에 따른 안테나에서도 루프(350)가 형성되며, 루프(350)에 흐르는 전류를 통해 마그네틱 플럭스가 발생하면서 새로운 공진 대역에서의 공진 주파수가 발생한다. 또한, 급전 방사 엘리먼트(300)에 직렬로 결합되는 용량성 소자(400)는 갭 피딩 구조를 형성하며, 이를 통해 루프에 의한 새로운 공진 대역의 형성이 가능하도록 한다. A loop 350 is also formed in the antenna according to the third embodiment, and a magnetic flux is generated through a current flowing in the loop 350, thereby generating a resonance frequency in a new resonance band. In addition, the capacitive element 400 coupled in series with the feed radiation element 300 forms a gap-feeding structure, through which a new resonant band can be formed by the loop.

제1 실시예와 같이, 메인 방사 엘리먼트(300), 접지 연결 엘리먼트(302) 및 접지부(306)에 의해 루프(350)가 정의되며, 루프(350)의 사이즈는 공진 주파수와 연관된다. The loop 350 is defined by the main radiating element 300, the ground connecting element 302 and the grounding portion 306 and the size of the loop 350 is associated with the resonant frequency, as in the first embodiment.

제1 실시예와 같이, 제3 실시예의 메인 방사 엘리먼트(304)는 급전 방사 엘리먼트(300)로부터 분기되며 루프(350)와는 관계 없는 방향으로 분기된다. As in the first embodiment, the main radiating element 304 of the third embodiment branches off from the feed radiation element 300 and branches in a direction not related to the loop 350.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 4 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a fourth embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 안테나는 제3 실시예의 안테나에 비해 유도성 소자(402)가 추가적으로 구비된다. Referring to FIG. 4, the antenna according to the fourth embodiment of the present invention is further provided with an inductive element 402 in comparison with the antenna of the third embodiment.

유도성 소자(402)는 접지 연결 엘리먼트(302)에 직렬로 결합되며, 유도성 소자(402)는 용량성 소자(400)와 함께 추가적인 공진 대역의 공진 주파수를 조절하는 기능을 한다. 공진 주파수는 유도성 소자(402)의 인덕턴스 값 및 용량성 소자(400)의 캐패시턴스 값에 의해 정해진다. The inductive element 402 is coupled in series with the ground connection element 302 and the inductive element 402 functions with the capacitive element 400 to adjust the resonant frequency of the additional resonant band. The resonant frequency is determined by the inductance value of the inductive element 402 and the capacitance value of the capacitive element 400.

도 5는 도 4의 안테나와 기본적으로 동일한 구조의 방사체를 가지되 용량성 소자 및 루프 구조가 적용되지 않은 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면이고, 도 6은 도 4의 안테나와 같이 용량성 소자 및 루프 구조가 적용된 안테나의 S11 파라미터를 도시한 도면이다. FIG. 5 is a diagram showing S11 parameters of an antenna having a radiator having a structure basically the same as that of FIG. 4 but not applying a capacitive element and a loop structure. FIG. And S11 parameters of the antenna to which the loop structure is applied.

도 5를 참조하면, 용량성 소자 및 루프 구조가 적용되지 않을 경우 단일 대역 특성을 가지나 도 6을 참조하면, 용량성 소자 및 루프 구조가 적용될 때 두 개의 공진점이 형성되어 다중 대역을 지원하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, there is a single band characteristic when a capacitive element and a loop structure are not applied. However, referring to FIG. 6, when two capacitive elements and a loop structure are applied, two resonance points are formed to confirm that multiple bands are supported .

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 7 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a fifth embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나는 급전 방사 엘리먼트(700), 접지 연결 엘리먼트(702), 메인 방사 엘리먼트(704), 접지면(706), 기판(708) 및 클리어런스부(710)를 포함한다. 7, a multi-band internal antenna according to a fifth embodiment of the present invention includes a feed radiation element 700, a ground connection element 702, a main radiation element 704, a ground plane 706, a substrate 708 And a clearance portion 710.

도 7을 참조하면, 기판(708)의 클리어런스부(710)에 급전 방사 엘리먼트(700) 및 접지 연결 엘리먼트(702)가 형성된다. 클리어런스부(710)는 기판(708)에서 접지가 제거된 영역을 의미하며, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 안테나는 클리어런스부(710)에 안테나 구성 요소들이 형성되도록 한다. Referring to FIG. 7, a feed radiation element 700 and a ground connection element 702 are formed in a clearance portion 710 of a substrate 708. The antenna according to the fifth embodiment of the present invention allows the antenna components to be formed in the clearance portion 710. The antenna according to the fifth embodiment of the present invention includes the antenna portion 710,

클리어런스부(710)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 직사각형 형태를 가지는 것이 바람직하나 직사각형 형태에 클리어런스부의 형상이 한정되지는 않으며, 클리어런스부(710)를 직사각형 구조로 형성할 때 가장 좋은 공간 효율을 가질 수 있다. 7, it is preferable that the clearance portion 710 has a rectangular shape, but the shape of the clearance portion is not limited to a rectangular shape, and when the clearance portion 710 is formed into a rectangular structure, Lt; / RTI >

급전 방사 엘리먼트(700)는 급전점과 결합되어 급전 신호를 제공한다. 도 7을 참조하면, 급전 방사 엘리먼트(700)는 CPW 급전 방식에 의해 급전 신호를 제공받는다. 그러나, 전술한 실시예들에서 설명한 바와 같이, CPW 급전 방식은 다양한 급전 방식 중 일례에 불과하며, 다른 다양한 급전 방식이 본 발명의 안테나에 사용될 수 있다. The feed radiation element 700 is coupled with the feed point to provide a feed signal. Referring to FIG. 7, the feed radiation element 700 is supplied with a feed signal by the CPW feed method. However, as described in the above embodiments, the CPW feeding method is only one example of various feeding methods, and various other feeding methods can be used for the antenna of the present invention.

접지 연결 엘리먼트(702)는 급전 방사 엘리먼트(700)와 전자기적 연결을 유지하며, 종단이 클리어런스부(710)의 경계면인 접지면(706)와 결합된다. 도 7에는 접지 연결 엘리먼트(702)의 양단부가 클리어런스부(710)의 경계면인 접지면(706)과 연결되는 경우가 도시되어 있으나, 하나의 단부만이 접지면(706)과 연결될 수도 있다. The ground connection element 702 maintains an electromagnetic connection with the feed radiation element 700 and is coupled to a ground plane 706 whose terminus is the interface of the clearance portion 710. 7 shows the case where both ends of the ground connection element 702 are connected to the ground plane 706 which is the interface of the clearance portion 710. However, only one end may be connected to the ground plane 706. [

접지 연결 엘리먼트(702), 급전 방사 엘리먼트(700) 및 접지면(706)은 루프(750)를 형성한다. 앞서 설명한 실시예들에서와 같이, 루프는 또 다른 공진 대역을 형성하기 위한 구조이다. The ground connection element 702, the feed radiation element 700, and the ground plane 706 form a loop 750. As in the embodiments described above, the loop is a structure for forming another resonance band.

메인 방사 엘리먼트(704)는 급전 방사 엘리먼트(700)로부터 연장하되 기판과 수직인 방향으로 연장된다. 즉, 급전 방사 엘리먼트(700)와 메인 방사 엘리먼트(704)의 시작 부위는 서로 수직인 관계를 가진다. The main radiating element 704 extends from the feed radiation element 700 and extends in a direction perpendicular to the substrate. That is, the starting portions of the feed radiation element 700 and the main radiation element 704 have a perpendicular relationship with each other.

이와 같이, 메인 방사 엘리먼트(704)를 수직 구조로 형성하는 것은 안테나의 실장 공간을 최소화하고 공간 효율을 높이기 위해서이다. 메인 방사 엘리먼트(704)는 단말기 두께에 상응하는 높이까지 수직으로 상승하다가 단말기 하우징에 결합되어 다시 수평으로 연장되는 구조를 가진다. 즉, 본 발명의 메인 방사 엘리먼트(704)는 수평부와 수직부로 이루어지며, 수직부는 단말기의 여유 공간인 수직 공간을 이용하여 형성되고 수평부는 단말기 하우징 내벽에 결합되어 고정된다. In this way, the main radiating element 704 is formed in a vertical structure in order to minimize the mounting space of the antenna and increase the space efficiency. The main radiating element 704 rises vertically to a height corresponding to the terminal thickness and is coupled to the terminal housing and extends horizontally again. That is, the main radiating element 704 of the present invention is formed of a horizontal portion and a vertical portion, and the vertical portion is formed using a vertical space that is a clearance space of the terminal, and the horizontal portion is fixedly coupled to the inner wall of the terminal housing.

급전 방사 엘리먼트(700)와 메인 방사 엘리먼트(704)는 제1 대역의 신호를 방사하며, 방사되는 신호의 주파수는 급전 방사 엘리먼트(700)와 메인 방사 엘리먼트(704)의 길이에 기초한다. The feed radiation element 700 and the main radiation element 704 emit signals in a first band and the frequency of the emitted signal is based on the length of the feed radiation element 700 and the main radiation element 704.

용량성 소자(760)가 급전 방사 엘리먼트(700)에 결합되며, 루프(750)의 사이즈 및 용량성 소자(760)의 캐패시턴스 값에 의해 제2 대역의 공진 주파수가 결정될 수 있다. 용량성 소자(760)는 직렬로 결합되어 갭 피딩 구조를 형성한다. The capacitive element 760 is coupled to the feed radiation element 700 and the resonant frequency of the second band can be determined by the size of the loop 750 and the capacitance value of the capacitive element 760. [ The capacitive elements 760 are coupled in series to form a gap-feeding structure.

도 7에 도시된 바와 같은 제5 실시예에 따른 안테나는 메인 방사 엘리먼트를 기판과 수직으로 형성하고 하우징에 의해 더 이상 연장될 공간이 없을 경우 하우징에 결합되어 수평으로 연장되는 구조를 가지므로 클리어런스 영역에만 안테나가 형성되는 것이 가능하여 앞서 설명한 실시예들과 비교할 때 안테나 실장 공간을 더욱 축소할 수 있게 된다. The antenna according to the fifth embodiment as shown in FIG. 7 has a structure in which the main radiating element is formed perpendicularly to the substrate, and when the space is no longer extended by the housing, the antenna is coupled to the housing and extends horizontally. It is possible to further reduce the antenna mounting space as compared with the above-described embodiments.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 8 is a view illustrating a structure of a multi-band internal antenna according to a sixth embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나는 제5 실시예와 비교할 때 유도성 소자(780)가 추가적으로 결합되며, 유도성 소자(780)는 접지 연결 엘리먼트(702)에 결합된다. 유도성 소자(780)와 인덕턴스와 용량성 소자(760)의 캐패시턴스를 조절함으로써 루프(750)에 의해 형성되는 제2 공진 대역의 공진 주파수를 조절하는 것이 가능하다. 8, the multiband internal antenna according to the sixth embodiment of the present invention is further coupled to the inductive element 780 as compared to the fifth embodiment, and the inductive element 780 is connected to the ground connection element 702 ). It is possible to adjust the resonance frequency of the second resonance band formed by the loop 750 by adjusting the capacitance of the inductive element 780 and the inductance and the capacitive element 760. [

유도성 소자(780)는 제2 공진 대역의 주파수가 용량성 소자(760)만으로는 원하는 대역으로 조절되기 어려울 경우에 유도성 소자(780)를 함께 적용하여 원하는 대역에서 공진이 이루어지도록 조절한다. The inductive element 780 applies the inductive element 780 together to adjust the resonance in the desired band when the frequency of the second resonant band is difficult to adjust to the desired band by the capacitive element 760 alone.

도 9는 본 발명의 제5 실시예 및 제6 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나의 단면도를 도시한 도면이다. 9 is a cross-sectional view of a multi-band internal antenna according to fifth and sixth embodiments of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예 및 제6 실시예에 따른 다중 대역 내장형 안테나는 단말기 하부에 구비된 기판(708)으로부터 수직으로 연장되는 구조를 가지며, 단말기의 제한된 두께로 인해 더 이상 연장될 수 없을 경우 단말기 하우징(900) 내벽에 결합되어 기판과 평행한 방향으로 연장된다. 9, the multi-band internal antenna according to the fifth and sixth embodiments of the present invention has a structure vertically extending from the substrate 708 provided under the terminal, The terminal housing 900 is coupled to the inner wall of the terminal housing 900 and extends in a direction parallel to the substrate.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나의 S11 파라미터를 도시한 그래프이다. 10 is a graph showing S11 parameters of an antenna according to a sixth embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 2.43GHz를 중심 주파수로 하는 제1 공진 대역과 5.48GHz를 중심 주파수로 하는 제2 공진 대역이 형성됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10, it can be seen that a first resonant band having a center frequency of 2.43 GHz and a second resonant band having a center frequency of 5.48 GHz are formed.

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나가 하우징의 측벽에 결합된 구조를 도시한 도면이다. 11 is a view illustrating a structure in which an antenna according to a sixth embodiment of the present invention is coupled to a side wall of a housing.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 안테나에서 메인 방사 엘리먼트의 수평부 및 수직부가 하우징의 측벽에 결합되어 있으며, 이와 같이 하우징 측벽을 이용할 경우 수직부도 하우징에 결합된 구조를 가지기에 보다 안정적인 안테나 설치가 가능한 장점이 있다. Referring to FIG. 11, in the antenna according to the sixth embodiment of the present invention, the horizontal portion and the vertical portion of the main radiating element are coupled to the side wall of the housing. When the side wall of the housing is used as described above, A more stable antenna can be installed.

도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 도면이다. 12 is a view showing a structure of an antenna according to a seventh embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제 7 실시예에 다른 안테나는 도 3의 제3 실시예에 따른 안테나에 메인 방사 엘리먼트(304)와 접지부(306)를 연결하는 병렬 용량성 소자(1200)가 추가적으로 형성된다. 12, the antenna according to the seventh embodiment of the present invention includes a parallel capacitive element 1200 connecting the main radiating element 304 and the grounding part 306 to the antenna according to the third embodiment of FIG. 3, Is additionally formed.

본 발명과 같은 루프 구조를 이용한 안테나에서 특정 주파수 대역(특히, 고주파 대역)에서는 용량성 소자(400)가 결합되는 급전 방사 엘리먼트(300)와 메인 방사 엘리먼트(304) 사이의 커플링이 약해 방사가 이루어지지 않을 수 있다. The coupling between the feed radiation element 300 and the main radiation element 304 to which the capacitive element 400 is coupled is weak in a specific frequency band (particularly, a high frequency band) in the antenna using the loop structure as in the present invention, Can not be achieved.

도 12의 제7 실시예에서는 병렬 용량성 소자(1200)를 메인 방사 엘리먼트(304)와 접지부(306) 사이에 추가하여 커플링량이 증가되도록 한다. 이러한 병렬 용량성 소자(1200)는 클리어런스 영역에 형성된다. 12, a parallel capacitive element 1200 is added between the main radiating element 304 and the grounding portion 306 to increase the coupling amount. This parallel capacitive element 1200 is formed in the clearance region.

이러한 병렬 용량성 소자에 의해 소정 주파수 대역에서 방사가 이루어지지 않는 문제점이 해결될 수 있으며, 병렬 용량성 소자는 도 3에 도시된 제3 실시예뿐만 아니라 다른 실시예들에도 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다. It is possible to solve the problem that the parallel capacitive element does not radiate in a predetermined frequency band and that the parallel capacitive element can be applied not only to the third embodiment shown in Fig. 3 but also to other embodiments, It will be obvious to you.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims

A clearance portion which is a region where the ground plane is removed from the substrate;
A feed radiation element formed on the clearance part and electromagnetically coupled to the feed point;
A ground connection element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and having one end coupled to the ground plane;
A main radiation element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element; And
And a capacitive element coupled in series with the feed radiation element,
Wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground plane form a loop.

The method according to claim 1,
Wherein the main radiating element extends in a direction perpendicular to the substrate and is coupled to an outer wall of the terminal housing and extends in a direction parallel to the substrate.

The method according to claim 1,
Wherein the inductive element is coupled in series to the ground connection element.

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A clearance portion which is a region where the ground plane is removed from the substrate;
A feed radiation element formed on the clearance part and electromagnetically coupled to the feed point;
A ground connection element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element and having one end coupled to the ground plane;
A main radiation element for maintaining electromagnetic coupling with the feed radiation element; And
Wherein the feed radiation element is formed with a gap feeding structure, wherein the feed radiation element, the ground connection element and the ground plane form a loop.

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