KR100715220B1 - 엣지 캐패시턴스를 로딩시킨 소형 역에프 안테나. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 접지부에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자와 상기 접지부와 상기 방사소자가 접지되는 단락부 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서, 상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되어 상기 접지부와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 캐패시티브 로디드 방사소자 및 상기 접지부에 연결되고 상기 방사소자의 측면부에 접지부와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 캐패시티브 로디드형 방사소자를 형성하여 안테나의 종단에서 형성되는 캐패시턴스를 증가시킴으로써 안테나의 크기가 최소화됨은 물론, 다중안테나 시스템에 사용될 경우에는 동일한 다수의 안테나를 서로 대칭 또는 평행되게 형성된 안테나 상호간의 격리도를 대폭으로 향상시키는 효과가 있다.
역에프, 격리도, 기생소자, 미앤더라인, 인터디지털, 캐패시티브 로디드
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 역에프 안테나의 구성도
도 2는 본 발명의 도 1에 따른 소형 역에프 안테나의 전개도
도 3은 본 발명의 도 1에 따른 소형 역에프 안테나의 반사손실을 나타낸 특성도
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 소형 인터디지털 역에프 안테나의 구성도
도 5는 본 발명의 도 4에 따른 소형 인터디지털 역에프 안테나의 전개도
도 6은 본 발명의 도 4에 따른 소형 인터디지털 역에프 안테나의 반사손실을 나타낸 특성도
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭되게 형성된 안테나의 구성도
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 평행되게 형성된 안테나의 구성도
도 8은 본 발명의 도 7a에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도
도 9는 종래의 일반적인 평판형 역에프 안테나를 나타낸 구성도
도 10은 본 발명의 도 7b에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도
도 11a는 본 발명의 도 7a에 따른 소형 역에프 안테나의 방사패턴을 나타낸 특성도
도 11b는 본 발명의 도 7b에 따른 소형 역에프 안테나의 방사패턴을 나타낸 특성도
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
100 : 제 1 안테나 200 : 제 2 안테나
110 : 역에프 방사소자 111 : 급전점
112 : 단락점 120 : 기생소자
130 : 캐패시티브 로디드 방사소자
131, 141 : 상부 평판도체부 132, 142 : 하향 수직도체부
133 : 하부 평판도체부 134, 144 : 슬릿라인
140 : 인터디지털 방사소자 150 : 접지부
본 발명은 소형 역에프 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐패시티브 로디드형 방사소자 또는 인터디지털형 방사소자를 사용하여 안테나의 개방된 종단부와 접지면 사이에서 발생하는 캐패시턴스를 증가시킴으로써 안테나의 크기를 최소화 시키고, 다중 안테나 시스템에 사용될 경우에는 동일한 다수개의 안테나를 서로 대칭 또는 평행되게 형성하여 안테나 상호간의 격리도를 대폭으로 향상시켜 각각의 안테나가 간섭을 받지 않고 독립적으로 동작하는 안테나에 관한 것이다.
종래의 단일 급전 이중대역 안테나에 관한 기술로서, 공개특허공보 제10-2004-0037918호는 전자파 차폐물로 이루어져 전자파를 차폐하는 접지판과 제 1 주파수 대역에서 공진하는 제 1 부분 패치와 제 2 주파수 대역에서 공진하는 제 2 부분 패치가 급전점을 공유하며 일측이 개방된 사각띠 형상을 이루는 패치와 급전점을 통해 상기 패치에 전류를 급전하는 급전 플로우브 및 접지판과 패치를 단락시키는 단락패드를 구비함으로써 단일 급전으로 서로 다른 주파수 대역에 대해 동작이 가능하며 안테나의 소형화 및 통신 채널 용량이 증대하는 기술이었다.
그러나, 상기 종래의 1/4파장의 전기적 길이를 사용하는 평판형 역에프 안테나는 자유공간상에서 평판으로 구현되기 때문에 안테나의 구조가 커지게 되고, 안테나의 구조를 소형화시키기 위해서 평판을 폴디드 형태로 형성하였으나 이때에는 다중안테나 기술에서 매우 중요한 안테나 사이의 격리도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개방된 캐패시티브 로디드 방사소자 또는 인터디지털 방사소자를 형성하여 안테나의 종단에서 발생되는 캐패시턴스를 증가시킴으로써 안테나의 크기가 최소화됨은 물론, 다중안테나 시스템에 사용할 경우에는 동일한 다수개의 안테나를 서로 대칭 또는 평행되게 형성하여 안테나 상호간의 격리도를 대폭으로 향상시킨 소형 역에프 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 소형 역에프 안테나는 접지부에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자와 상기 접지부와 상기 방사소자가 접지되는 단락부 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서, 상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되어 상기 접지부와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 캐패시티브 로디드 방사소자 및 상기 접지부에 연결되고 상기 방사소자의 측면부에 접지부와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자는 상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되며 상기 방사소자에 수직 절곡되어 상기 접지부면과 평행하게 형성된 상부 평판도체부와 상기 상부 평판도체부의 종단부에 연결되고 상기 상부 평판도체부에 하향 수직 절곡되며 상기 방사소자와 평행하게 형성된 하향 수직도체부 및 상기 하향 수직도체부의 종단부에 연결되고 상기 하향 수직도체부에 수직 절곡되며 상기 접지부와는 소정의 간격으로 이격되어 상기 상부 평판도체부와 평행하게 형성되는 하부 평판도체부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 임피던스를 정합하기 위한 슬릿라인이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 상기 접지부와 소정간격을 조정하여 공진주파수를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 다수개의 안테나가 대칭 및 배열 형성되는 경우에 다수개의 안테나 상호간에 격리도를 개선하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 있어서 접지부에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자와 상기 접지부와 상기 방사소자가 접지되는 단락부 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서, 상기 방사소자의 개방 종단부와 상기 접지부에 인터디지털형으로 연결되어 상기 접지부와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 인터디지털 방사소자 및 상기 접지부에 연결되고 상기 방사소자의 측면부에 접지부와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 있어서 상기 인터디지털 방사소자는 상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되며 상기 방사소자에 수직 절곡되어 상기 접지부면과 평행하게 형성된 상부 평판도체부 및 상기 상부 평판도체부의 종단부에 연결되고 상기 상부 평판도체부에 하향 수직 절곡되며 상기 방사소자와 평행하게 인터디지털형으로 형성된 하향 수직도체부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 있어서 상기 인터디지털 방사소자는 임피던스를 정합하기 위한 슬릿라인이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 있어서 상기 인터디지털 방사소자는 상기 접지부와 소정간격을 조정하여 공진주파수를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 있어서 상기 인터디지털 방사소자는 다수개의 안테나가 대칭 및 배열 형성되는 경우에 다수개의 안테나 상호간에 격리도를 개선하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 역에프 안테나의 구성도로서, 접지부(150)에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자(110)와 상기 접지부(150)와 상기 방사소자(110)가 접지되는 단락부(112) 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부(111)로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서, 상기 방사소자(110)의 개방 종단부에 연결되어 상기 접지부(150)와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 캐패시티브 로디드 방사소자(130) 및 상기 접지부(150)에 연결되고 상기 방사소자(110)의 측면부에 접지부(150)와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자(110)와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자(120)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 상기 방사소자(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 역에프형으로 형성되어 상기 접지부(150)와 연결되는 단락점(112)과 신호를 급전하는 급전 점(111)으로 형성된다.
상기 기생소자(120)는 상기 역에프형 방사소자(110)와 커플링을 형성하도록 소정 간격으로 이격되고, 상기 역에프형 방사소자(110)의 측면에 미앤더라인 형상으로 형성된다.
상기 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)는 상기 방사소자(110)의 개방 종단부에 연결되고 상기 방사소자(110)에 수직 절곡되며 상기 접지부(150)면과 평행하게 형성된 상부 평판도체부(131)와 상기 상부 평판도체부(131)의 종단부에 연결되고 상기 상부 평판도체부(131)에 하향 수직 절곡되며 상기 방사소자(110)와 평행하게 형성된 하향 수직도체부(132) 및 상기 하향 수직 도체부(132)의 종단부에 연결되고 상기 하향 수직도체부(132)에 수직 절곡되며 상기 접지부(150)와는 소정의 간격으로 이격되어 상기 상부 평판도체부(131)와 평행하게 형성되는 하부 평판도체부(133)로 이루어진다.
또한, 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)는 슬릿라인(131)을 형성하고 상기 역에프형 방사소자(110)의 종단부에 연결되며 상기 접지부(150)와 평행되게 형성함으로써 전체적인 안테나의 높이가 낮아지게 된다.
더욱이, 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)에 형성된 슬릿라인(131)은 ㄱ형으로 형성되어 임피던스를 정합한다.
특히, 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)는 상기 접지부(150)와 미세간격을 두고 형성됨으로써, 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)와 상기 접지부(150)의 캐패시턴스의 증가에 의해 공진주파수가 낮아지게 되어 전체적인 안테나 의 크기를 대폭으로 줄일 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 도 1에 따른 소형 역에프 안테나의 반사손실을 나타낸 특성도로서, 소형 역에프 안테나는 2.45GHz와 5.35GHz 대역의 이중대역에서 동작하게 되며, 2.45GHz 대역의 공진주파수는 역에프형 방사소자(110)와 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)를 변형하여 조정하고, 5.35GHz 대역의 공진주파수는 역에프형 방사소자(110)와 캐패시티브 로디드형 방사소자(130), 기생소자(120) 및 슬릿라인(131)을 변형하여 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 소형 인터디지털 역에프 안테나의 구성도로서, 접지부(150)에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자(110)와 상기 접지부(150)와 상기 방사소자(110)가 접지되는 단락부(112) 및 상기 방사소자(110)에 신호를 급전하기 위한 급전부(111)로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서, 상기 방사소자(110)의 개방 종단부와 상기 접지부(150)에 인터디지털형으로 연결되어 상기 접지부(150)와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 인터디지털 방사소자(140) 및 상기 접지부(150)에 연결되고 상기 방사소자(110)의 측면부에 접지부(150)와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자(110)와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자(120)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 소형 역에프 안테나의 캐패시티브 로디드형 방사소자(130)를 상기 인터디지털형 방사소자(140)로 변형한 것으로써, 상기 인터디지털형 방사소자(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 인터디지털형의 깍지모양으로 형성되어 상기 인터디지털형 방사소자(140)의 개방된 종단부와 상기 접지부(150) 사이에 형 성되는 면적을 증가 시키므로 캐패시턴스를 대폭으로 증가시키게 되어 결과적으로 더욱 소형화된 안테나로 동작한다.
도 6은 본 발명의 도 4에 따른 소형 인터디지털 역에프 안테나의 반사손실을 나타낸 특성도로서, 소형 인터디지털 역에프 안테나는 2.45GHz와 5.35GHz 대역의 이중대역 안테나로 동작하게 되며, 2.45GHz 대역의 공진주파수는 역에프형 방사소자(110)와 인터디지털형 방사소자(140)를 변형하여 조정하고, 5.35GHz 대역의 공진주파수는 역에프형 방사소자(110)와 인터디지털형 방사소자(140), 기생소자(120) 및 슬릿라인(141)을 변형하여 조정할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 대칭되게 형성된 안테나의 구성도로서, 소형 역에프 안테나 또는 소형 인터디지털 역에프 안테나인 제 1 안테나(100)와 상기 제 1 안테나(100)와 동일한 안테나로 안테나가 장착될 접지부(150)에 대칭되게 형성되는 제 2 안테나(200)로 이루어진다.
도 7b는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 평행되게 형성된 안테나의 구성도로서, 소형 역에프 안테나 또는 소형 인터디지털 역에프 안테나인 제 1 안테나(100)와 상기 제 1 안테나(100)와 동일한 안테나로 안테나가 장착될 접지부(150)에 평행되게 형성되는 제 2 안테나(200)로 이루어진다.
도 8은 본 발명의 도 7a에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도로서, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200)인 소형 역에프 안테나가 서로 대칭되게 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200)의 공진주파수는 2.45MHz와 5.35MHz이며, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200) 사이의 격리도는 -37.8dB가 나타남을 알 수 있다.
보다 상세하게, 도 9에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 평판형 역에프 안테나가 서로 대칭되게 형성하고, 상기 대칭되게 형성된 평판형 역에프 안테나의 공진주파수는 2.45MHz와 5.35MHz일때 일반적인 평판형 역에프 안테나의 시물레이션 결과 상호간의 격리도는 -26.3dB가 나타남으로, 상기 도 8에 나타낸 본 발명의 도 7a에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도는 종래의 일반적인 평판형 역에프 안테나보다 약 11dB의 격리도 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 도 7b에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도로서, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200)인 소형 역에프 안테나가 평행되게 형성되어 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200) 사이의 격리도는 -26.9dB가 나타남을 알 수 있다.
보다 상세하게, 도 9에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 평판형 폴디드 역에프 안테나를 평행되게 형성하고, 상기 평행되게 형성된 종래의 일반적인 평판형 폴디드 역에프 방사소자의 공진주파수는 2.45MHz와 5.35MHz일때 종래의 일반적인 평판형 역에프 안테나 상호간의 격리도는 시물레이션 결과 -19.7dB가 나타남으로, 상기 도 9에 나타낸 본 발명의 도 7b에 따른 소형 역에프 안테나의 특성도는 종래의 일반적인 역에프 안테나보다 약 7dB의 격리도 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
도 11a는 본 발명의 도 7a에 따른 소형 역에프 안테나의 방사패턴을 나타낸 특성도로서, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200)인 소형 역에프 안테나가 서로 대칭으로 형성된 것으로써, 낮은 주파수 대역인 2.45GHz의 공진주파수에서 최대 복사방향으로 안테나의 이득은 3.2dBi의 값을 나타내고, 높은 주파수 대역인 5.35GHz의 공진주파수에서 최대 복사방향으로 안테나의 이득은 4.9dBi의 값이 나타남을 알 수 있다.
도 11b는 본 발명의 도 7b에 따른 소형 역에프 안테나의 방사패턴을 나타낸 특성도로서, 상기 제 1 및 제 2 안테나(100, 200)인 소형 역에프 안테나가 서로 평행하게 형성된 것으로써, 낮은 주파수 대역인 2.45GHz의 공진주파수에서 최대 복사방향으로 안테나의 이득은 1.72dBi의 값을 나타내고, 높은 주파수 대역인 5.35GHz의 공진주파수에서 최대 복사방향으로 안테나의 이득은 3.2dBi의 값이 나타남을 알 수 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 캐패시티브 로디드형 방사소자 또는 인터디지털형 방사소자를 형성하여 안테나의 종단에서 형성되는 캐패시턴스를 증가시킴으로써 안테나의 크기가 최소화되는 효과는 물론, 다중안테나 시스템에 사용하기 위해서 동일한 다수개의 안테나를 서로 대칭 또는 평행되게 형성할 경우에 안테나 상호간의 격리도를 대폭으로 향상시 키는 효과가 있다.
Claims (10)
- 접지부에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자와 상기 접지부와 상기 방사소자가 접지되는 단락부 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서,상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되어 상기 접지부와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 캐패시티브 로디드 방사소자; 및상기 접지부에 연결되고 상기 방사소자의 측면부에 접지부와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되어 상기 방사소자와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캐패시티브 로디드형 방사소자는,상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되며 상기 방사소자에 수직 절곡되어 상기 접지부면과 평행하게 형성된 상부 평판도체부와;상기 상부 평판도체부의 종단부에 연결되고 상기 상부 평판도체부에 하향 수직 절곡되며 상기 방사소자와 평행하게 형성된 하향 수직도체부; 및상기 하향 수직도체부의 종단부에 연결되고 상기 하향 수직도체부에 수직 절곡되며 상기 접지부와는 소정의 간격으로 이격되어 상기 상부 평판도체부와 평행하게 형성되는 하부 평판도체부로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 임피던스를 정합하기 위한 슬릿라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나.
- 제 3 항에 있어서, 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 상기 접지부와 소정간격을 조정하여 공진주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나.
- 제 4 항에 있어서, 상기 캐패시티브 로디드 방사소자는 다수개의 안테나가 대칭 및 배열 형성되는 경우에 다수개의 안테나 상호간에 격리도를 개선하는 것을 특징으로 하는 소형 역에프 안테나.
- 접지부에 수직하게 세워진 형태로 구성되며, 신호를 방사하기 위한 방사소자와 상기 접지부와 상기 방사소자가 접지되는 단락부 및 상기 방사소자에 신호를 급전하기 위한 급전부로 이루어진 평판형 폴디드 역에프 방사소자에 있어서,상기 방사소자의 개방 종단부와 상기 접지부에 인터디지털형으로 연결되어 상기 접지부와 엣지 캐패시턴스를 증가시키는 인터디지털 방사소자; 및상기 접지부에 연결되고 상기 방사소자의 측면부에 접지부와 수직하게 세워진 형태로 소정 간격으로 이격되며 상기 방사소자와 커플링되는 미앤더라인의 기생소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 인터디지털 역에프 안테나.
- 제 6 항에 있어서, 상기 인터디지털 방사소자는,상기 방사소자의 개방 종단부에 연결되며 상기 방사소자에 수직 절곡되어 상기 접지부면과 평행하게 형성된 상부 평판도체부; 및상기 상부 평판도체부의 종단부에 연결되고 상기 상부 평판도체부에 하향 수직 절곡되며 상기 방사소자와 평행하게 인터디지털형으로 형성된 하향 수직도체부로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 인터디지털 역에프 안테나.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 인터디지털 방사소자는 임피던스를 정합하기 위한 슬릿라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 인터디지털 역에프 안테나.
- 제 8 항에 있어서, 상기 인터디지털 방사소자는 상기 접지부와 소정간격을 조정하여 공진주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 소형 인터디지털 역에프 안테나.
- 제 9 항에 있어서, 상기 인터디지털 방사소자는 다수개의 안테나가 대칭 및 배열 형성되는 경우에 다수개의 안테나 상호간에 격리도를 개선하는 것을 특징으로 하는 소형 인터디지털 역에프 안테나.
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