Multi-Band Internal Chip Antenna Using Multi-Layer Substrate for Mobile Handset

In this paper, a chip antenna using multi-layer configuration for multi-band operation, such as GSM, DCS, pcs, WCDMA, and Mobile WiMAX for 2.3 GHz is proposed. This proposed antenna is a PIFA structure with multi-layer configuration fabricated on R04003 substrate(${\varepsilon}_r=3.4$) and its size is $22{\times}5.5{\times}4.0\;mm^3$. Multi-layer structure can effectively reduce the size of an antenna from a reuse of air-space and can achieve broad bandwidth due to decrement of parallel capacitances from the insertion air-gap to the middle layer. The proposed antenna has a broadband operation by the high order resonance modes and the resonance at the top layer. The measured bandwidths with over 45 % radiation efficiency are 80 MHz($880{\sim}960\;MHz$) at the lower band and 690 MHz($1,710{\sim}2,400\;MHz$) at the higher band.

Multi-Layer 구조를 사용한 다중 대역 내장형 칩 안테나

본 논문에서는 다층 구조를 이 용하여 다중 대 역(GSM, DCS, PCS, WCDMA, 2.3 GHz WiMAX)에서 동작하며, 다층 구조이므로 공간 재활용이 가능하여 안테나 크기를 효율적으로 줄일 수 있는 칩 안테나를 제안하였다. 또한, 중간층에 air-gap을 삽입하여 병렬 캐피시턴스 성분을 감소시켜 넓은 대역폭을 얻을 수 있었다. 제안한 안테나는 RO4003 유전체(${\varepsilon}_r=3.4$)를 사용한 다층 구조의 PIFA이고, 안테나 부피는 $22{\times}5.5{\times}4.0\;mm^3$이다. 측정 결과, 안테나 효율 45 % 이상인 대역폭은 low-band에서 80 MHz($880{\sim}960\;MHz$)이며, high-band에서 690 MHz($1,710{\sim}2,400\;MHz$)을 보였으며, 안테나의 고차 모드와 최상위 층의 공진으로 인해 high-band에서 넓은 대역폭을 갖게 되는 것으로 사료된다.