KR102198286B1 - Antenna structure with improved isolation by routing - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 인쇄회로기판의 라우팅 기법에 의해 듀얼 폴 패턴을 형성하고, 듀얼 폴 패턴을 도전성 비아를 통해 그라운드 플랜에 연결함으로써 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 상면과, 상면의 반대면인 하면을 갖는 유전층; 유전층의 상면에 라우팅 기법에 의해 형성된 제1듀얼 폴 패턴; 제1듀얼 폴 패턴의 일측에 이격되어 형성된 제1안테나; 제1듀얼 폴 패턴의 타측에 이격되어 형성된 제2안테나; 유전층의 하면에 형성된 제1그라운드 플랜; 및 유전층의 상면과 하면을 관통하여 제1듀얼 폴 패턴을 제1그라운드 플랜에 전기적으로 연결하는 제1그라운드 비아를 포함하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공한다.An embodiment of the present invention relates to an antenna structure with improved isolation by routing, and a technical problem to be solved is to form a dual pole pattern by a routing technique of a printed circuit board, and a ground plan through a conductive via. It is to provide an antenna structure with improved isolation by connecting to.
To this end, the present invention provides a dielectric layer having an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface; A first dual pole pattern formed on an upper surface of the dielectric layer by a routing technique; A first antenna formed to be spaced apart from one side of the first dual pole pattern; A second antenna formed to be spaced apart from the other side of the first dual pole pattern; A first ground plan formed on a lower surface of the dielectric layer; And a first ground via penetrating an upper surface and a lower surface of the dielectric layer to electrically connect the first dual pole pattern to the first ground plan.
Description
본 발명의 실시예는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an antenna structure with improved isolation by routing.
무선 통신 디바이스의 크기는 기술의 진보로 날마다 축소되고 있다. 상기 디바이스들은 블루투스, Wi-Fi, Zig-bee, 4G/5G 등 이기종 서비스를 위해 혼성 네트워크에 연결해야 한다. 다중 모드, 다중 대역 안테나는 현재 및 미래의 통신 디바이스들의 기본 요건이다. MIMO 안테나에서 밀접하게 배치된 안테나 요소로 인하여 발생하는 높은 상호 결합 때문에 안테나 성능이 크게 저하될 수 있다. 최신 무선 디바이스의 축소로 인해 안테나가 서로 근접해 있더라도 안테나 성능이 향상되어야만 한다.The size of wireless communication devices is shrinking day by day with advances in technology. The devices need to be connected to hybrid networks for heterogeneous services such as Bluetooth, Wi-Fi, Zig-bee, and 4G/5G. Multimode, multi-band antennas are a basic requirement of present and future communication devices. In the MIMO antenna, antenna performance can be greatly degraded due to high mutual coupling caused by closely arranged antenna elements. Due to the shrinkage of the latest wireless devices, antenna performance must be improved even if the antennas are close to each other.
상이한 주파수 대역에서 MIMO 통신을 위한 다양한 다중 모드 안테나 모듈이 제안되었다. 소형 MIMO 모듈의 단점 중 하나는 입력 포트와 안테나 요소 사이에 상호 결합이 있어 격리도가 감소하여 안테나의 성능이 저하되는데 최근에는 상호 결합을 줄이고 격리도를 증가시킴으로써 MIMO 안테나의 성능을 향상시키는 기술이 도입되었다.Various multi-mode antenna modules have been proposed for MIMO communication in different frequency bands. One of the drawbacks of small MIMO modules is that there is a mutual coupling between the input port and the antenna element, so the degree of isolation decreases and the antenna performance is degraded. Recently, a technology to improve the performance of the MIMO antenna by reducing the mutual coupling and increasing the isolation has been introduced. .
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of the present invention is only for improving an understanding of the background of the present invention, and thus may include information not constituting the prior art.
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공하는데 있다. 일예로, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 인쇄회로기판의 라우팅 기법에 의해 듀얼 폴 패턴을 형성하고, 듀얼 폴 패턴을 도전성 비아를 통해 그라운드 플랜에 연결함으로써 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공하는데 있다.A problem to be solved according to an embodiment of the present invention is to provide an antenna structure with improved isolation by routing. As an example, the problem to be solved according to an embodiment of the present invention is to provide an antenna structure with improved isolation by forming a dual pole pattern by a routing technique of a printed circuit board and connecting the dual pole pattern to a ground plan through a conductive via. It is in providing.
본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물은 상면과, 상면의 반대면인 하면을 갖는 유전층; 유전층의 상면에 라우팅 기법에 의해 형성된 제1듀얼 폴 패턴; 제1듀얼 폴 패턴의 일측에 이격되어 형성된 제1안테나; 제1듀얼 폴 패턴의 타측에 이격되어 형성된 제2안테나; 유전층의 하면에 형성된 제1그라운드 플랜; 및 유전층의 상면과 하면을 관통하여 제1듀얼 폴 패턴을 제1그라운드 플랜에 전기적으로 연결하는 제1그라운드 비아를 포함할 수 있다.An antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention includes: a dielectric layer having an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface; A first dual pole pattern formed on an upper surface of the dielectric layer by a routing technique; A first antenna formed to be spaced apart from one side of the first dual pole pattern; A second antenna formed to be spaced apart from the other side of the first dual pole pattern; A first ground plan formed on a lower surface of the dielectric layer; And a first ground via penetrating the upper and lower surfaces of the dielectric layer and electrically connecting the first dual pole pattern to the first ground plan.
제1듀얼 폴 패턴은 제1사각 바디 패턴; 제1사각 바디 패턴의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴; 제1사각 바디 패턴의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴; 제1사각 바디 패턴의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴; 및 제1사각 바디 패턴의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴을 포함할 수 있다.The first dual pole pattern includes a first square body pattern; A first extension pattern extending in a vertical direction from a first side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction; A second extension pattern extending in a vertical direction from a second side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction; A third extension pattern extending in a vertical direction from a third side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction; And a fourth extension pattern extending in a vertical direction from a fourth side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction.
제1,2안테나는 각각 제1,3연장 패턴의 외측에 위치하거나, 또는 제2,4연장 패턴의 외측에 위치할 수 있다.The first and second antennas may be positioned outside the first and third extension patterns, respectively, or may be positioned outside the second and fourth extension patterns.
제1,2안테나는 각각 유전층으로부터 수직 방향으로 연장된 급전봉; 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체; 및 제1방사체로부터 이격되고 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체를 포함할 수 있다.Each of the first and second antennas includes a feed rod extending in a vertical direction from the dielectric layer; A first radiator extending in a horizontal direction from the feed rod; And a second radiator spaced apart from the first radiator and extending in a horizontal direction from the feeding rod.
제1듀얼 폴 패턴으로부터 이격된 유전층의 상면에 라우팅 기법에 의해 형성된 제2듀얼 폴 패턴; 제2듀얼 폴 패턴의 일측에 이격되어 형성된 제3안테나; 제2듀얼 폴 패턴의 타측에 이격되어 형성된 제4안테나; 유전층의 하면에 형성된 제2그라운드 플랜; 및 유전층의 상면과 하면을 관통하여 제2듀얼 폴 패턴을 제2그라운드 플랜에 전기적으로 연결하는 제2그라운드 비아를 더 포함할 수 있다.A second dual pole pattern formed on an upper surface of the dielectric layer spaced apart from the first dual pole pattern by a routing technique; A third antenna formed to be spaced apart from one side of the second dual pole pattern; A fourth antenna formed to be spaced apart from the other side of the second dual pole pattern; A second ground plan formed on the lower surface of the dielectric layer; And a second ground via penetrating the upper and lower surfaces of the dielectric layer to electrically connect the second dual pole pattern to the second ground plan.
제2듀얼 폴 패턴은 제2사각 바디 패턴; 제2사각 바디 패턴의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴; 제2사각 바디 패턴의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴; 제2사각 바디 패턴의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴; 및 제2사각 바디 패턴의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴을 포함할 수 있다.The second dual pole pattern includes a second square body pattern; A first extension pattern extending in a vertical direction from a first side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction; A second extension pattern extending in a vertical direction from a second side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction; A third extension pattern extending in a vertical direction from a third side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction; And a fourth extension pattern extending in a vertical direction from the fourth side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction.
제3,4안테나는 각각 제1,3연장 패턴의 외측에 위치하거나, 또는 제2,4연장 패턴의 외측에 위치할 수 있다.The third and fourth antennas may be positioned outside the first and third extension patterns, respectively, or may be positioned outside the second and fourth extension patterns.
제3,4안테나는 각각 유전층으로부터 수직 방향으로 연장된 급전봉; 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체; 및 제1방사체로부터 이격되고 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체를 포함할 수 있다.The third and fourth antennas respectively include feed rods extending in a vertical direction from the dielectric layer; A first radiator extending in a horizontal direction from the feed rod; And a second radiator spaced apart from the first radiator and extending in a horizontal direction from the feeding rod.
본 발명의 실시예는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공한다. 일예로, 본 발명의 실시예는 인쇄회로기판의 라우팅 기법에 의해 듀얼 폴 패턴을 형성하고, 듀얼 폴 패턴을 도전성 비아를 통해 그라운드 플랜에 연결함으로써 격리도가 개선된 안테나 구조물을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an antenna structure with improved isolation through routing. For example, an embodiment of the present invention provides an antenna structure with improved isolation by forming a dual pole pattern by a routing technique of a printed circuit board and connecting the dual pole pattern to a ground plan through a conductive via.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 도시한 사시도 및 평면도이고, 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 효과 비교를 위한 비교예의 사시도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 도시한 평면도, 사시도 및 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 도시한 그래프이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예와 비교예 사이의 S21 비교 그래프 및 비교 데이터이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예와 비교예 사이의 S43 비교 그래프 및 비교 데이터이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물에서 듀얼 폴 패턴에 의한 주파수 설정 예를 도시한 도면이다.1A and 1B are a perspective view and a plan view showing an antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1C is a perspective view of a comparative example for comparing effects according to an embodiment of the present invention.
2A, 2B, and 2C are plan, perspective, and cross-sectional views illustrating an antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are graphs showing a voltage standing wave ratio (VSWR) of an antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are S21 comparison graphs and comparative data between Examples and Comparative Examples of the present invention.
5A and 5B are S43 comparison graphs and comparative data between Examples and Comparative Examples of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example of frequency setting using a dual pole pattern in an antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to completely convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the corresponding listed items. In addition, the meaning of "connected" in the present specification means not only the case where the member A and the member B are directly connected, but also the case where the member A and the member B are indirectly connected by interposing a member C between the member A and the member B. do.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terms used in this specification are used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates another case. In addition, when used herein, "comprise, include" and/or "comprising, including" refers to the mentioned shapes, numbers, steps, actions, members, elements, and/or groups thereof. It specifies existence and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, members, elements, and/or groups.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.In this specification, terms such as first and second are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is self-evident. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or part to be described below may refer to the second member, part, region, layer or part without departing from the teachings of the present invention.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Terms relating to space such as “beneath”, “below”, “lower”, “above”, and “upper” are used in conjunction with an element or feature shown in the drawing. Other elements or features may be used for easy understanding. Terms related to this space are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or use conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is flipped over, the element or feature described as “bottom” or “below” becomes “top” or “above”. Thus, "below" is a concept encompassing "top" or "bottom".
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 도시한 사시도 및 평면도이고, 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 효과 비교를 위한 비교예의 사시도이다. 또한, 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 도시한 평면도, 사시도 및 단면도이다. 1A and 1B are perspective views and plan views illustrating an
도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)은 유전층(110), 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1안테나(130), 제2안테나(140), 제1그라운드 플랜(150) 및 제1그라운드 비아(160)를 포함할 수 있다.1A, 1B, 2A, 2B, and 2C, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)은 제2듀얼 폴 패턴(170), 제3안테나(180), 제4안테나(190), 제2그라운드 플랜(미도시) 및 제2그라운드 비아(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 비교예의 경우 제1듀얼 폴 패턴(120) 및 제2듀얼 폴 패턴(170)이 제공되지 않는다(도 1c 참조).In addition, the
유전층(110)은 대략 평평한 상면(111)과 상면(111)의 반대면인 대략 평평한 하면(112)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 유전층(110)은 대략 납작한 평판 형태일 수 있다. 일부 예들에서, 유전층(110)은, 고유전율을 갖는, 알루미나, 지르코니아, 사이알론, 탄화규소, 질화규소와 같은 세라믹, PI(polyimide), PC(polycarbonate), ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene), PBT(polybutylene terephthalate), ASA(acrylonitrile-styrene-acrylate), PE(polyethylene), PET(polyethylene terephthalate), PP(polypropylene), FR-4와 같은 플라스틱 수지, 또는 그 혼합물로 형성될 수 있다. 이러한 유전층(110)은 안테나의 성능이 향상되도록, 대략 10 내지 대략 45 이상의 유전율을 갖도록 설계될 수 있다.The
일부 예들에서, 유전층(110)은 양면 인쇄회로기판(인쇄배선기판), 다층 인쇄회로기판, 연성 인쇄회로기판, 경성 인쇄회로기판, 연/경성 인쇄회로기판, 페이퍼 페놀릭, 페이퍼 에폭시, 글래스 에폭시 라미네이티드, 비스말레마이드 트리아진, 테프론, 세라믹, 컴포지트, 빌드업 기판, 코어리스 기판 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다.In some examples, the
제1듀얼 폴 패턴(120)은 유전층(110)의 상면(111)에 라우팅 기법에 의해 형성될 수 있다. 제1듀얼 폴 패턴(120)은 제1사각 바디 패턴(120a)(대략 사각 형태)과, 제1사각 바디 패턴(120a)의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴(121)(대략 ㄱ 형태)과, 제1사각 바디 패턴(120a)의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴(122)과, 제1사각 바디 패턴(120a)의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴(123)과, 제1사각 바디 패턴(120a)의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴(124)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1,2,3,4변은 제1사각 바디 패턴(120a)에 구비된 4개의 각 변을 의미하고, 수직 방향은 변에 대한 수직 방향(법선 방향)을 의미하며, 수평 방향은 변에 대한 수평 방향(평행한 방향)을 의미한다.The first
또한, 라우팅 기법이란 표면에 동박이 형성된 기판 준비 단계, 비아가 형성될 부분을 드릴링하는 드릴링 단계, 패턴(신호 패턴 및 그라운드 패턴)의 형성을 위한 동 도금 단계, 동 도금층을 평평하게 처리하는 정면 단계, 동 도금층 상에 드라이 필름을 밀착하는 드라이 필름 부착 단계, 드라이 필름 노광 단계, 드라이 필름 현상 단계, 드라이 필름을 통해 노출된 동 도금층 에칭 단계, 드라이 필름 박리 단계, 솔더 마스크에 의한 표면 처리 단계 등을 통해 원하는 패턴(듀얼 폴 패턴, 그라운드 플랜 및 그라운드 비아 등)을 형성하는 기법을 의미한다. 물론, 이러한 라우팅 기법은 일례에 불과하며, 기판의 재질이나 종류 등에 따라 다양한 라우티 기법이 수행될 수 있다.In addition, the routing technique refers to the step of preparing a substrate with copper foil formed on the surface, a drilling step of drilling a portion where a via is to be formed, a copper plating step for forming a pattern (signal pattern and ground pattern), and a front step of flattening the copper plating layer. , Dry film attaching step in which the dry film is in close contact with the copper plating layer, dry film exposure step, dry film development step, copper plating layer etching step exposed through the dry film, dry film peeling step, surface treatment step using a solder mask, etc. It refers to a technique of forming a desired pattern (dual pole pattern, ground plan, ground via, etc.). Of course, this routing technique is only an example, and various routing techniques may be performed according to the material or type of the substrate.
제1안테나(130)는 제1듀얼 폴 패턴(120)의 일측에 이격되어 형성되고, 제2안테나(140)는 제1듀얼 폴 패턴(120)의 타측에 이격되어 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 각각 제1,3연장 패턴(121,123)의 외측에 형성(위치)될 수 있다. 일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 제2,4연장 패턴(122,124)의 외측에 형성(위치)될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 동일한 주파수 대역에서 공진할 수 있다.The
일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 각각 유전층(110)의 제1면(111)으로부터 대략 수직 방향(법선 방향)으로 연장된 급전봉(131,141)과, 급전봉(131,141)으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체(132,142)(대략 원판 형태)와, 제1방사체(132,142)로부터 이격되고 급전봉(131,141)으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체(133,143)(대략 원판 형태)를 포함할 수 있다.In some examples, the first and
제1그라운드 플랜(150)은 유전층(110)의 하면(112)에 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제1그라운드 플랜(150)의 면적은 제1듀얼 폴 패턴(120)의 면적보다 클 수 있다.The
제1그라운드 비아(160)는 유전층(110)의 상면(111)과 하면(112)을 관통함으로써, 제1듀얼 폴 패턴(120)을 제1그라운드 플랜(150)에 전기적으로 연결(접지)할 수 있다.The first ground via 160 penetrates the
일부 예들에서, 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1그라운드 플랜(150) 및/또는 제1그라운드 비아(160)는 구리, 금, 백금, 은, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 크롬, 그 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 더불어, 일부 예들에서, 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1그라운드 플랜(150) 및/또는 제1그라운드 비아(160)는 무전해 도금, 전해 도금, 스퍼터링, 증발, CVD(Chemical Vapor Deposition), MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced CVD), ALD(Atomic Layer Deposition), PVD(Physical vapor Deposition), PLD (Pulsed Laser Deposition), L-MBE (Laser Molecular Beam Epitaxy) 및 등가 방법 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 더불어, 일부 예들에서, 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1그라운드 플랜(150) 및/또는 제1그라운드 비아(160)는 전도성 잉크의 인쇄 및 소결 공정, 플라즈마 용사 공정, 또는 상온 진공 분사 공정, 에어로졸 디포지션 공정 등으로 형성될 수도 있다. 더욱이, 일부 예들에서, 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1그라운드 플랜(150) 및/또는 제1그라운드 비아(160)는 금속 포일을 단조, 펀치, 드로잉, 컷팅. 절곡 등과 같은 전통적인 가공 방식을 이용하여 형성한 후, 유전층(110)에 접착층으로 접착시켜 형성할 수도 있다.In some examples, the first
일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 구리, 금, 백금, 은, 알루미늄, 니켈, 팔라듐, 크롬, 그 합금 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 더불어, 일부 예들에서, 제1,2안테나(130,140)는 금속 포일을 단조, 펀치, 드로잉, 컷팅. 절곡 등과 같은 전통적인 가공 방식 또는 용융된 금속을 주조하는 방식을 이용하여 형성한 후, 유전층(110)에 결합시켜 고정할 수 있다.In some examples, the first and
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 제공할 수 있다. 일예로, 본 발명의 실시예는 인쇄회로기판의 라우팅 기법에 의해 제1듀얼 폴 패턴(120)을 형성하고, 제1듀얼 폴 패턴(120)을 제1도전성 비아를 통해 제1그라운드 플랜(150)에 연결함으로써 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 제공할 수 있다.In this way, an embodiment of the present invention can provide the
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)은 제2듀얼 폴 패턴(170), 제3,4안테나(180,190), 제2그라운드 플랜(미도시) 및 제2그라운드 비아(미도시)를 더 포함할 수 있는데, 이들의 형태 및 재질은 제1듀얼 폴 패턴(120), 제1,2안테나(130,140), 제1그라운드 플랜(150) 및 제1그라운드 비아(160)와 유사할 수 있다.Meanwhile, as described above, the
일례로, 제2듀얼 폴 패턴(170)은 제1듀얼 폴 패턴(120)으로부터 이격된 유전층(110)의 상면(111)에 라우팅 기법에 의해 형성될 수 있는데, 제3안테나(180)가 제2듀얼 폴 패턴(170)의 일측에 이격되어 형성될 수 있고 제4안테나(190)가 제2듀얼 폴 패턴(170)의 타측에 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 제2그라운드 플랜은 제1그라운드 플랜(150)으로부터 이격된 유전층(110)의 하면(112)에 형성될 수 있다. 일부 예에서, 제2그라운드 플랜은 제1그라운드 플랜(150)에 전기적으로 연결되거나 또는 전기적으로 완전히 분리될 수 있다. 제2그라운드 비아는 유전층(110)의 상면(111)과 하면(112)을 관통하여 제2듀얼 폴 패턴(170)을 제2그라운드 플랜에 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서, 제1그라운드 플랜과 제2그라운드 플랜은 서로 다른 그라운드 전위를 가질 수 있음으로써, 이에 관련된 제1,2안테나 및 제3,4안테나 사이의 간섭 현상이 방지될 수 있다. As an example, the second
일부 예들에서, 제2듀얼 폴 패턴(170)은 제2사각 바디 패턴(170a)과, 제2사각 바디 패턴(170a)의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴(171)과, 제2사각 바디 패턴(170a)의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴(172)과, 제2사각 바디 패턴의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴(173)과, 제2사각 바디 패턴의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴(174)을 포함할 수 있다.In some examples, the second
일부 예들에서, 제3,4안테나(180,190)는 각각 제1,3연장 패턴(171,173)의 외측에 위치할 수 있다. 또한, 제3,4안테나(180,190)는 제2,4연장 패턴(172,174)의 외측에 위치할 수 있다. 여기서, 제3,4안테나(180,190)는 동일한 공진 주파수를 가질 수 있다. 일부 예들에서, 제3,4안테나(180,190)의 공진 주파수는 제1,2안테나(130,140)의 공진 주파수와 다를 수 있다.In some examples, the third and
일부 예들에서 제3,4안테나(180,190)는 각각 유전층(110)의 제1면(111)으로부터 수직 방향으로 연장된 급전봉과, 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체와, 제1방사체로부터 이격되고 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체를 포함할 수 있다.In some examples, the third and
도면중 미설명 부호 199는 본 발명에 따른 안테나 구조물(100)이 안착되는 베이스 부재이다. 베이스 부재에는 하우징(미도시)이 결합되어 안테나 구조물(100)을 외부 환경으로부터 보호할 수 있다. 또한, 도 1b에서 ①은 제1안테나(130)를, ②는 제2안테나(140)를, ③은 제3안테나(180)를, ④는 제4안테나(190)를 의미한다.In the drawings,
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 제공할 수 있다. 일예로, 본 발명의 실시예는 인쇄회로기판의 라우팅 기법에 의해 제1,2듀얼 폴 패턴(120,170)을 각각 형성하고, 제1,2듀얼 폴 패턴(120,170)을 각각 제1,2그라운드 비아를 통해 제1,2그라운드 플랜에 연결함으로써 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)을 제공할 수 있다.In this way, an embodiment of the present invention can provide the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조물(100)은 MIMO 기능을 구현하면서도 안테나간 간섭 현상이 적어 좁은 공간에 다수의 안테나를 형성할 수 있도록 한다.In addition, the
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물(100)의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 도시한 그래프이다. 3A to 3D are graphs showing a voltage standing wave ratio (VSWR) of the
여기서, X축은 주파수이고, Y축은 정재파(standing wave)의 높이이다. 또한, 도 3a의 Port 1은 제1안테나(130)를, 도 3b의 Port 2는 제2안테나(140)를, 도 3c의 Port 3은 제3안테나(180)를, 도 3d의 Port 4는 제4안테나(190)를 의미한다,Here, the X-axis is the frequency, and the Y-axis is the height of a standing wave. In addition,
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1,2안테나(130,140)의 경우 대략 3420 MHz 내지 대략 3700 MHz에서 VSWR이 상대적으로 낮고(거의 1에 가까움), 또한 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 제3,4안테나(180,190)의 경우 대략 5850 MHz 내지 5925 MHz에서 VSWR이 상대적으로 낮음(거의 2에 가까움)을 볼 수 있다.3A and 3B, in the case of the first and
따라서, 본 발명에 따른 안테나 구조물(100)에서 서로 다른 주파수 대역에서 공진하는 제1,2안테나(130,140) 및 제3,4안테나(180,190)는 격리도가 높음으로써, 반사율이 낮고 임피던스 매칭이 잘됨을 알 수 있다.Therefore, the first and
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예와 비교예 사이의 S21 비교 그래프 및 비교 데이터이다. 여기서 도 4a에서 X축은 주파수이고, Y축은 S21 파마리터(dB)이다.4A and 4B are S21 comparison graphs and comparative data between Examples and Comparative Examples of the present invention. Here, in FIG. 4A, the X-axis is the frequency, and the Y-axis is the S21 parameter (dB).
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1,2안테나(130,140)의 경우 비교예에 비하여 본 발명의 S21 및 VSWR이 개선됨을 볼 수 있다. 일례로, 주파수 3420 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 6.77만큼 VSWR이 개선되었고, 주파수 3500 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 9.56만큼 VSWR이 개선되었으며, 주파수 3600 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 8.65만큼 VSWR이 개선되었고, 주파수 3700 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 2.88만큼 VSWR이 개선됨을 볼 수 있다.As shown in FIGS. 4A and 4B, it can be seen that the S21 and VSWR of the present invention are improved compared to the comparative example in the case of the first and
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예와 비교예 사이의 S43 비교 그래프 및 비교 데이터이다. 여기서 도 5a에서 X축은 주파수이고, Y축은 S43 파마리터(dB)이다.5A and 5B are S43 comparison graphs and comparative data between Examples and Comparative Examples of the present invention. Here, in FIG. 5A, the X-axis is the frequency, and the Y-axis is S43 parameter (dB).
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제3,4안테나(180,190)의 경우 비교예에 비하여 본 발명의 S43 및 VSWR이 개선됨을 볼 수 있다. 일례로, 주파수 5850 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 4.54만큼 VSWR이 개선되었고, 주파수 5880 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 4.13만큼 VSWR이 개선되었으며, 주파수 5890 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 3.72만큼 VSWR이 개선되었고, 주파수 5925 MHz에서 본 발명이 비교예에 비하여 1.92만큼 VSWR이 개선됨을 볼 수 있다.As shown in FIGS. 5A and 5B, it can be seen that the S43 and VSWR of the present invention are improved compared to the comparative example in the case of the third and
이와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조물(100)은 인쇄회로기판중 유전층을 중심으로 양측면에 듀얼 폴 패턴 및 그라운드 플랜이 형성되고, 이들이 그라운드 비아로 상호간 연결됨으로써, 안테나간 간섭 현상이 없고, 이에 따라 좁은 공간에서 안테나간 격리도를 향상시킬 수 있다. In this way, the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물에서 듀얼 폴 패턴에 의한 주파수 설정 예를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of frequency setting using a dual pole pattern in an antenna structure with improved isolation by routing according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 듀얼 폴 패턴 중 연장 패턴의 길이(①, 또는 사각 바디 패턴의 한변의 길이), 사각 바디 패턴과 연장 패턴 사이에 형성되는 슬롯의 길이(②) 및/또는 사각 바디 패턴과 연장 패턴 사이에 형성되는 슬롯의 폭(③)을 조절함으로써, 공진 주파수를 설정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 듀얼 폴 패턴의 디자인을 적절하게 설계함으로써, 사용하고자 하는 공진 주파수를 쉽게 설정할 수 있다.6, the embodiment of the present invention is the length of the extension pattern (①, or the length of one side of the square body pattern) of the dual pole pattern, the length of the slot formed between the square body pattern and the extension pattern (②) ) And/or by adjusting the width (③) of the slot formed between the square body pattern and the extension pattern, it is possible to set the resonance frequency. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, by properly designing the design of the dual pole pattern, it is possible to easily set the resonance frequency to be used.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing an antenna structure with improved isolation by routing according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims. As such, without departing from the gist of the present invention, anyone of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will have the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be implemented.
100; 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조물
110; 유전층 111; 상면
112; 하면 120; 제1듀얼 폴 패턴
120a; 제1사각 바디 패턴 121; 제1연장 패턴
122; 제2연장 패턴 123; 제3연장 패턴
124; 제4연장 패턴 130; 제1안테나
131; 급전봉 132; 제1방사체
133; 제2방사체 140; 제2안테나
150; 제1그라운드 플랜 160; 제1그라운드 비아
170; 제2듀얼 폴 패턴 180; 제3안테나
190; 제4안테나 199; 베이스 부재100; Antenna structure according to an embodiment of the present invention
110;
112; If 120; 1st dual pole pattern
120a; First
122;
124;
131;
133;
150;
170; A second
190;
Claims (8)
유전층의 상면에 라우팅 기법에 의해 형성된 제1듀얼 폴 패턴;
제1듀얼 폴 패턴의 일측에 이격되어 형성된 제1안테나;
제1듀얼 폴 패턴의 타측에 이격되어 형성된 제2안테나;
유전층의 하면에 형성된 제1그라운드 플랜; 및
유전층의 상면과 하면을 관통하여 제1듀얼 폴 패턴을 제1그라운드 플랜에 전기적으로 연결하는 제1그라운드 비아를 포함하고,
제1듀얼 폴 패턴은
제1사각 바디 패턴;
제1사각 바디 패턴의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴;
제1사각 바디 패턴의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴;
제1사각 바디 패턴의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴; 및
제1사각 바디 패턴의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴을 포함하는 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.A dielectric layer having an upper surface and a lower surface opposite to the upper surface;
A first dual pole pattern formed on an upper surface of the dielectric layer by a routing technique;
A first antenna formed to be spaced apart from one side of the first dual pole pattern;
A second antenna formed to be spaced apart from the other side of the first dual pole pattern;
A first ground plan formed on a lower surface of the dielectric layer; And
And a first ground via penetrating the upper and lower surfaces of the dielectric layer and electrically connecting the first dual pole pattern to the first ground plan,
The first dual pole pattern
A first square body pattern;
A first extension pattern extending in a vertical direction from a first side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction;
A second extension pattern extending in a vertical direction from a second side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction;
A third extension pattern extending in a vertical direction from a third side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction; And
An antenna structure with improved isolation by routing including a fourth extension pattern that is extended in a vertical direction from a fourth side of the first square body pattern and then bent in a horizontal direction.
제1,2안테나는 각각 제1,3연장 패턴의 외측에 위치하거나, 또는 제2,4연장 패턴의 외측에 위치하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.The method of claim 1,
The first and second antennas are positioned outside the first and third extension patterns, respectively, or positioned outside the second and fourth extension patterns, respectively, with improved isolation by routing.
제1,2안테나는 각각
유전층으로부터 수직 방향으로 연장된 급전봉;
급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체; 및
제1방사체로부터 이격되고 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체를 포함하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.The method of claim 1,
The first and second antennas are respectively
A feed rod extending in a vertical direction from the dielectric layer;
A first radiator extending in a horizontal direction from the feed rod; And
An antenna structure with improved isolation by routing, comprising a second radiator spaced apart from the first radiator and extending in a horizontal direction from the feed rod.
제1듀얼 폴 패턴으로부터 이격된 유전층의 상면에 라우팅 기법에 의해 형성된 제2듀얼 폴 패턴;
제2듀얼 폴 패턴의 일측에 이격되어 형성된 제3안테나;
제2듀얼 폴 패턴의 타측에 이격되어 형성된 제4안테나;
유전층의 하면에 형성된 제2그라운드 플랜; 및
유전층의 상면과 하면을 관통하여 제2듀얼 폴 패턴을 제2그라운드 플랜에 전기적으로 연결하는 제2그라운드 비아를 더 포함하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.The method of claim 1,
A second dual pole pattern formed on an upper surface of the dielectric layer spaced apart from the first dual pole pattern by a routing technique;
A third antenna formed to be spaced apart from one side of the second dual pole pattern;
A fourth antenna formed to be spaced apart from the other side of the second dual pole pattern;
A second ground plan formed on the lower surface of the dielectric layer; And
An antenna structure with improved isolation by routing, further comprising a second ground via penetrating the upper and lower surfaces of the dielectric layer and electrically connecting the second dual pole pattern to the second ground plan.
제2듀얼 폴 패턴은
제2사각 바디 패턴;
제2사각 바디 패턴의 제1변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제1연장 패턴;
제2사각 바디 패턴의 제2변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제2연장 패턴;
제2사각 바디 패턴의 제3변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제3연장 패턴; 및
제2사각 바디 패턴의 제4변으로부터 수직 방향으로 연장된 후 수평 방향으로 절곡된 제4연장 패턴을 포함하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.The method of claim 5,
The second dual pole pattern
A second square body pattern;
A first extension pattern extending in a vertical direction from a first side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction;
A second extension pattern extending in a vertical direction from a second side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction;
A third extension pattern extending in a vertical direction from a third side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction; And
An antenna structure having improved isolation by routing, comprising a fourth extension pattern extending in a vertical direction from a fourth side of the second square body pattern and then bent in a horizontal direction.
제3,4안테나는 각각 제1,3연장 패턴의 외측에 위치하거나, 또는 제2,4연장 패턴의 외측에 위치하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.The method of claim 6,
The third and fourth antennas are positioned outside the first and third extension patterns, respectively, or positioned outside the second and fourth extension patterns, respectively, with improved isolation by routing.
제3,4안테나는 각각
유전층으로부터 수직 방향으로 연장된 급전봉;
급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제1방사체; 및
제1방사체로부터 이격되고 급전봉으로부터 수평 방향으로 연장된 제2방사체를 포함하는, 라우팅에 의해 격리도가 개선된 안테나 구조물.
The method of claim 5,
Each of the 3rd and 4th antennas
A feed rod extending in a vertical direction from the dielectric layer;
A first radiator extending in a horizontal direction from the feed rod; And
An antenna structure with improved isolation by routing, comprising a second radiator spaced apart from the first radiator and extending in a horizontal direction from the feed rod.
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Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |