접지에 둘러싸인 휴대폰을 위한 6중 밴드 하이브리드 MIMO 안테나

Abstract

본 논문에서는 6중 이동통신 대역을 만족하는 단말기용 PIFA(Planar Inverted F Antenna) + IFA(Inverted F Antenna) 하이브리드 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계하고, 이를 구현하였다. 커플링 급전구조를 이용하여 PIFA와 IFA가 동시에 동작하도록 함으로써 접지 면이 많은 현재의 스마트폰에 효과적으로 적용될 수 있도록 시도하였다. 후면이 접지인 부분에는 PIFA를 설계하였고, 접지가 없는 휴대폰 상단 작은 공간에는 IFA를 설계하였다. 안테나는 폰과 동일한 크기로 carrier가 없는 PCB embedded로 대각선 급전 MIMO 안테나로 구현하였다. 베어보드에 구현된 안테나는 CDMA, GSM900, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA의 6중 이동통신 서비스 대역에서 VSWR 3 : 1 이하의 특성을 만족하였다. 평균이득과 효율은 CDMA, GSM900대역에서 -5.19~-3.16 dBi 및 30.27~48.26 %를 보였다. 또한, DCS, KPCS, USPCS, WCDMA 대역에서는 -9.50~-5.19 dBi의 평균이득과 11.23~30.28 %의 효율특성을 가짐으로써 휴대폰 안테나로 적용될 수 있음을 보였다. In this paper, we designed and implemented a PIFA(Planar Inverted F Antenna) + IFA(Inverted F Antenna) hybrid MIMO(Multi Input Multi Output) antenna for the hexa mobile communication service band. By the simultaneous operation both PIFA and IFA using the coupled feeding structure, we tried for application to modern mobile phones that have large ground size. A PIFA is applied to the ground area, and an IFA is applied to no ground small space on top of the phone. A diagonal fed MIMO antenna is implemented PCB embedded type without antenna carrier component. Implemented antenna on the bare board measured within 3 : 1 for VSWR under hexa mobile communication band as CDMA, GSM900, DCS, KPCS, USPCS, and WCDMA. Measured average gains and efficiencies were -5.19~-3.16 dBi and 30.27~48.26 % for the CDMA, GSM900 band, and -9.50~-5.19 dBi and 11.23~30.28 % for the DCS, KPCS, USPCS, WCDMA band. It's shown that studied antenna can be applied to the antenna for the modern mobile phone.