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KR20040041132A - 무선통신 송수신장치와 안테나의 연결구조 - Google Patents

무선통신 송수신장치와 안테나의 연결구조 Download PDF

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Publication number
KR20040041132A
KR20040041132A KR1020040028511A KR20040028511A KR20040041132A KR 20040041132 A KR20040041132 A KR 20040041132A KR 1020040028511 A KR1020040028511 A KR 1020040028511A KR 20040028511 A KR20040028511 A KR 20040028511A KR 20040041132 A KR20040041132 A KR 20040041132A
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KR
South Korea
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antenna
wireless transceiver
planar antenna
circuit board
wireless
Prior art date
Application number
KR1020040028511A
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English (en)
Inventor
박희구
윤기호
Original Assignee
(주)한국인포콤
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
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    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Support Of Aerials (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

본 "무선통신 송수신장치와 안테나의 연결구조"는 무선통신 송수신 장치와 이 장치로 부터의 고주파 신호를 공중에 방사하기 위한 안테나를 연결하는 데 있어 새로운 구조에 관한 것이다.
통상 기존의 연결구조는 송수신 장치에 부착되어 있는 커넥터에 소정의 길이를 갖는 동축케이블등을 연결하고 이 케이블의 다른 한쪽을 안테나에 연결하는 구조로 되어있어, 전기적인 성능면에서 케이블의 손실이 따르기 때문에 송수신 장치와 안테나사이에 존재하는 송수신 고주파 신호의 감쇄가 있어 송신 출력의 감소와 수신 신호의 감소등 능의 열화를 가져온다. 또한 케이블 및 커넥터등을 사용하는데 따른 경제성 저하 및 시스템이 커지는 문제점들을 가져온다.
본 발명의 구성은 종래에 무선 송수신 장치와 안테나 사이의 연결구조를 개선하여 무선 송수신 장치와 평판안테나를 직접 연결하는 것이다. 즉. 무선송수신 회로가 장착되어 있는 기판에 이차원 평면으로 구현된 안테나 기판을 직접 부착하고 이를 마이크로 스트립선로(microstrip line)를 이용하여 회로적으로 직접 최단거리로 연결한다. 따라서 종래에 사용된 케이블과 커넥터를 없앨 수 있어 이들의 전기적 손실에 따른 성능열화를 방지할 수 있고 제품 단가를 줄여 경제성을 확보할 수 있을 뿐만아니라 전체적으로 무선시스템을 소형화 할수 있으며 제품 제조과정의 생산성도 대폭 개선할 수 있는 장점들을 가진다.
본 발명의 구조는 무선통신기기 예를 들어 PDA(personal digitalassistance), 노트북, ITS 응용 장치, 핸드폰등과 같은 기기에서 제품의 경제성과 아울러 소형 경량화를 꾀할 수 있고 전기적인 성능개선을 얻을 수 있다.

Description

무선통신 송수신장치와 안테나의 연결구조{ Connecting structure between Planar Antenna and Wireless Transceiver}
본 발명은 안테나를 이용하여 양방향 통신하는 무선통신 시스템에서 무선 송수신 장치와 안테나 사이의 연결구조에 관한 것이다. 통상적으로 이들 사이에는 고주파 신호가 존재하기 때문에 연결구조에 따른 전기적 성능이 결정된다. 즉, 연결이 길어질수록 송수신 신호의 감쇄가 발생하여 무선통신 시스템 성능에 영향을 주며 연결하는 방법이나 구조 또는 매체에 따라 큰 영향을 받음은 물론이다.이러한 요인들은 무선통신 시스템에서 크기와 경제성이 민감한 단말기나 소형기지국 또는 중계장치에 더욱 더 심각하다.
통상적으로 무선통신 송수신 장치와 안테나는 도 1과 같은 구조로 되어있다. 평면안테나(300)를 편리한 장소에 설치할 수 있는 장점은 있으나 안테나를 보호하기 위한 기구와 무선통신장치와 연결을 위한 커넥터(110)와 케이블(120)이 길어지므로 고주파 신호의 손실이 발생할 수 밖에 없으며 자연히 전기적인 성능 열화를 가져올 뿐만 아니라 부품들 및 기구 비용에 따른 제품 가격 경쟁력 저하를 유발시킨다. 또한 평면 안테나(300)와 무선장치(100)가 별도로 구성되므로 제품 규모가 커지게 되는 단점도 가지고 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 2에서 보는 바와 같이 평면안테나(300)를 무선송수신 장치의 보드와 직접결합한 후 하나의 기구(210)내에 구성시키는 구조를 취하였다. 이때 기구의 일부를 제거하여 평면안테나(300)에서 방사되는 에너지가 공간상으로 방출되도록 한다. 이는 주파수가 높아 평면안테나(300)가 소형인 경우에 쉽게 적용할 수 있다. 도 3은 도 2에 장착되는 평면안테나를 보여주며 방사패치(patch)와 급전선(320)으로 구성된다. 특히 여기에서 무선송수신 회로로의 연결을 위해 급전선(320)의 한쪽 종단을 비아홀(via hole, 330)로 만들어 무선송수신 회로와 직접 납땜 연결될 수 있도록 하였다. 도 4에는 무선송수신 회로보드(440)와 평면안테나(300)보드가 비아홀(330)을 통해 직접연결되는 구조를 보여준다. 한편, 상기 무선송수신 보드(440)의 접지면과 평면안테나(300) 접지면은 이차원적으로 면과면이 접촉되는 구조를 갖는다. 상기에서 언급한 바와 같이 도 4에서 결합된 두 보드(board)는 도 2와 같이 하나의 기구내에 장착되는 구조를 가진다.
따라서 이러한 구조로 하나의 기구내에 결합된 평면안테나(300)보드와 무선송수신 장치는 도 1에서 보여주는 종래의 연결구조와 확연히 구분되는 구조적 차이점을 갖고 있어 전기적인 성능, 경제성 및 생산성에서 우수한 장점을 나타낸다.
도 1은 종래의 무선송수신장치와 평면안테나 사이의 연결구조
도 2는 본 발명에 따른 무선 송수신 장치와 평면안테나 사이의 연결구조
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 평면안테나에의 구조
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 송수신 장치 보드에서 평면 안테나
로의 연결구조
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신 장치보드와 평면안테나를
연결시킨 구조의 측면도
※도면의 주요 부분에 대한 설명
100 -> 기존의 무선 송수신 장치
110 -> 무선 송수신 장치에서 안테나와 연결하기 위한 커넥터(connector)
120 -> 무선 송수신 장치에서 안테나와 연결하기 위한 동축 케이블(cable)
140 -> 평면안테나의 방사용 패치(Patch)
200 -> 본 발명에 따라 평면안테나와 무선송수신 장치사이에 결합된
3차원구조물
210 무선송수신장치와 평면안테나를 둘러싼 기구(housing)
300 -> 일반적인 평면 안테나
330 -> 결합용 비아홀(via hole)
400 -> 무선송수신장치와 평면안테나
420 -> 무선송수신 장치에서 송수신 절체스위치
440 -> 무선송수신 보드(board)
본 발명의 구성은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연결구조를 보여준다. 통상적으로 본 발명에 적용되는 안테나 구조는 도 3과 같은 이차원 평면 안테나 구조로 적용된다. 도 2에서 평면안테나(300)는 도 4에서 보여주는 것과 같이 무선 송수신보드(440)와 직접연결 부착되어 도 2에서 처럼 하나의 기구적인 구조(210)내에 장착된다. 이때 평면안테나(300)가 부착되는 위치는 평면안테나(300)의 방사패치(140)에서 전자파 에너지가 공간상으로 방사되기 위해 기구(210)면을 제거한 구조를 갖는다. 즉, 도 2에서 보여주는 기구(210)내에 평면안테나(300)와 무선송수신 보드(400)가 장착되어 있고 방사패치(140)의 고주파 방사를 위해 기구의 일부가 개방되어 있는 구조이다. 도 3에서 평면안테나(300)에 대한 상세한 구조를 보여주며, 전자파 에너지를 방사하기 위한 방사패치(140)와 고주파 전력을 공급하기 위한 급전선(320), 무선송수신 보드(440)와 연결을 위한 연결용 비아홀(via hole, 330), 그리고 유전체와 접지도체로 구성된 보드(board,340)로 구성된다. 도 4에서는 평면안테나(300)와 무선송수신 보드(440)가 연결된 구조를 보여준다. 여기에서 무선송수신 보드(440)가 상측에, 방사패치(140)가 있는 평면안테나(300)는 하측에서 보드와 보드사이에 이차원적으로 접착되어 있고 전기적으로 접합용 비아홀(330)을 통해 이뤄진다. 보드사이의 접착은 납땜을 통해 이뤄진다. 무선송수신 보드(440)는 무선통신을 위한 송신회로 부분(410), 수신회로부분(430), 송수신 절체를 위한 스위치(420), 연결용 비아홀(330), 그리고 이들을 연결하기 위한 마이크로스트립선로(microstrip line, 450)로 구성된다. 또한 이들 회로 및 부품들은 유전체와 접지면으로 구성된 보드(440)위에 납땜을 통해 장착된다. 도 5에서는 본 발명에 따른 구조에 대해 측면 그림을 보여준다. 평면안테나 보드(340), 방사패치(140) 및 급전선로(320)등으로 구성된 평면안테나(300)가 상측에 위치하고 무선송수신보드(440)가 하측에 위치한다. 또한 접합용 비아홀(330)이 이들 보드사이를 연결하고 있고 이들 두 보드는 하나의 기구(210)가 포함하고 있다. 한편 상기한 바와 같이 방사패치(140)에서 전자파 에너지가 방사되기 위해서 기구(210)의 일부가 개방되어 있다. 무선송수신회로(410,430) 및 스위치(420) 회로와 이들을 연결하는 마이크로스트립선로(450)가 무선송수신보드(440)에 장착되어 있다.
본 발명은 무선통신 송수신 시스템의 송수신회로와 안테나사이에 새로운 구조를 제시한 것으로서 전기적인 성능면에서 안테나와 송수신 회로사이에 손실을 최소화 할 수 있어 성능을 최적화 할수 있을 뿐아니라, 종래의 구조인 도 1과 같이 별도로 구성되는 경우보다 시스템이 소형화 되고 제품의 생산비용이나 시간이 저렴한 장점도 제공한다. 또한 도 1에서 처럼 커넥터(110), 동축 케이블(120) 및 평면안테나(300)를 보호하기 위한 기구인 레이돔(raydome)을 사용하지 않아 경제적인장점을 제공할 수 있다. 따라서 소형 무선통신기기 예를 들어 PDA(personal digital assistance), 노트북, ITS 응용 장치, GPS(Global Positioning System)등과 같은 단말기에서 본 발명의 장점들이 부각될 수 있다.

Claims (3)

  1. 무선 통신 송수신 회로장치와 평면안테나를 직접 연결 부착하여 하나의 기구내에 장착하는 것을 특징으로 하는 무선통신 송수신 시스템
  2. 상기 1항에 있어서 패치안테나의 전자파 에너지 방사를 위해 기구의 일면을 개방하는 것을 특징으로 하는 무선통신 송수신 시스템의 기구구조
  3. 상기 1항에 있어서 패치안테나와 무선송수신 회로 보드(board)를 직접 납땜으로 부착하고 이들사이를 비아홀(via hole)을 통해 회로적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 무선통신 송수신 시스템의 구조
KR1020040028511A 2004-04-24 2004-04-24 무선통신 송수신장치와 안테나의 연결구조 KR20040041132A (ko)

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